一、3款市售充電寶拆機(jī)測(cè)試故障匯總
我們從客戶工程師進(jìn)行了3款移動(dòng)電源拆機(jī)實(shí)測(cè)了解到，通過(guò)2周的模擬用戶使用測(cè)試+拆機(jī)拆解，共發(fā)現(xiàn)6類高頻故障問(wèn)題，基本覆蓋普通用戶日常使用中的投訴重點(diǎn)：
1.1. 高負(fù)載輸出發(fā)熱嚴(yán)重：20W滿負(fù)載輸出30分鐘后，3款樣本的外殼最高溫度分別達(dá)到58℃、62℃、55℃，其中2號(hào)樣本的主板位置溫升超過(guò)65℃，同步測(cè)得電池表面溫度達(dá)到48℃，已經(jīng)接近鋰電池的安全工作閾值，夏季戶外使用存在鼓包風(fēng)險(xiǎn)。
1.2. 電量指示誤差過(guò)大：滿電狀態(tài)下進(jìn)行恒流放電測(cè)試，1號(hào)樣本顯示剩余2格電時(shí)實(shí)際剩余容量?jī)H為12%，3號(hào)樣本顯示100%電量時(shí)前10分鐘掉電速度達(dá)到每分鐘2%，實(shí)際可用容量比標(biāo)稱值低22%，用戶很容易出現(xiàn)"看著有電一用就關(guān)機(jī)"的情況。
1.3. 電池衰減速度快：對(duì)3款樣本進(jìn)行100次充放電循環(huán)測(cè)試后，2號(hào)樣本的實(shí)際容量下降到標(biāo)稱值的68%，1號(hào)樣本的充電截止電壓誤差達(dá)到120mV，存在明顯的過(guò)充問(wèn)題，拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)其中1節(jié)電池已經(jīng)出現(xiàn)輕微脹氣。
1.4. 設(shè)備兼容性差：3款樣本均出現(xiàn)無(wú)法給iPhone 14正?？斐涞膯?wèn)題，插入后僅識(shí)別為5V/1A普通充電，其中1號(hào)樣本給安卓設(shè)備充電時(shí)出現(xiàn)3次斷續(xù)斷開(kāi)的情況，需要反復(fù)插拔2次才能正常識(shí)別負(fù)載。
1.5. 極端環(huán)境適應(yīng)性弱：將樣本放入0℃環(huán)境箱中進(jìn)行測(cè)試，3款樣本的輸出功率均下降到標(biāo)稱值的55%以下，其中2號(hào)樣本在-10℃環(huán)境下直接自動(dòng)關(guān)機(jī)，無(wú)法正常輸出；放入60℃環(huán)境箱測(cè)試1小時(shí)后，3號(hào)樣本觸發(fā)過(guò)溫保護(hù)鎖死，需要重啟才能恢復(fù)使用。
1.6. 邊充邊放邏輯異常：同時(shí)插入充電器和手機(jī)負(fù)載時(shí)，1號(hào)樣本優(yōu)先給充電寶充電，手機(jī)充電功率被限制在5W以下，充滿手機(jī)需要4小時(shí)以上；2號(hào)樣本出現(xiàn)充放電循環(huán)異常，輸入功率在5W-15W之間頻繁跳變，實(shí)測(cè)整體轉(zhuǎn)換效率僅為68%。

拆解后發(fā)現(xiàn)，上述問(wèn)題基本都源于主控電源管理芯片的設(shè)計(jì)缺陷。并且本次測(cè)試我們同時(shí)準(zhǔn)備采用HT4936A芯片的同容量充電寶方案給品牌客戶，在相同測(cè)試條件下進(jìn)行對(duì)照，驗(yàn)證其對(duì)各類故障的實(shí)際改善效果。

二、HT4936A方案對(duì)照測(cè)試結(jié)果
本次對(duì)照測(cè)試采用相同的10000mAh鋰電池組、相同的外殼和外圍電路，僅更換主控芯片為HT4936A，所有測(cè)試條件與上述3款樣本完全一致，各項(xiàng)性能實(shí)測(cè)結(jié)果如下：
2.1. 發(fā)熱控制測(cè)試
相同20W滿負(fù)載輸出30分鐘后，HT4936A方案的外殼最高溫度為42℃，主板位置溫升47℃，電池表面溫度37℃，比測(cè)試的3款公模方案平均低15℃左右。實(shí)測(cè)升壓轉(zhuǎn)換效率最高為90.2%，能量損耗比非同步整流方案降低30%。芯片內(nèi)置的溫度保護(hù)機(jī)制在測(cè)試中觸發(fā)正常：充電溫度達(dá)到130℃時(shí)自動(dòng)下調(diào)電流，放電溫度達(dá)到150℃時(shí)關(guān)閉輸出，未出現(xiàn)過(guò)熱異常。

2.2. 電量指示精度測(cè)試
采用四燈分級(jí)指示方案，針對(duì)4.2V鋰電池的電量映射節(jié)點(diǎn)為3.2V、3.45V、3.65V、3.8V，實(shí)測(cè)指示誤差為3.8%，低于行業(yè)常規(guī)的10%誤差水平。滿電放電測(cè)試中，剩余2格電時(shí)實(shí)際剩余容量為31%，100%電量下前30分鐘掉電速度穩(wěn)定在每分鐘0.8%，未出現(xiàn)跳電問(wèn)題。電池電壓低于3.2V時(shí)第一格燈閃爍提醒，2.8V時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)，邏輯符合用戶使用習(xí)慣。

2.3. 電池壽命保護(hù)測(cè)試
充電過(guò)程采用涓流/恒流/恒壓三段式控制，浮充電壓實(shí)測(cè)精度為±15mV，100次充放電循環(huán)后電池容量保持率為92%，相比公模方案的平均72%保持率提升明顯。測(cè)試過(guò)充保護(hù)觸發(fā)電壓為4.28V，過(guò)放保護(hù)截止電壓為2.75V，充放電過(guò)程的過(guò)流、短路保護(hù)功能觸發(fā)正常，未出現(xiàn)電池脹氣、漏液等異常。

2.4. 設(shè)備兼容性測(cè)試
集成DPDN端口，內(nèi)置蘋(píng)果設(shè)備識(shí)別分壓電阻，實(shí)測(cè)可正常觸發(fā)iPhone 14的12W快充，安卓設(shè)備均能正常識(shí)別對(duì)應(yīng)快充協(xié)議。插入負(fù)載后0.5秒自動(dòng)啟動(dòng)輸出，無(wú)需按鍵觸發(fā)；負(fù)載移除后8秒自動(dòng)進(jìn)入休眠模式，待機(jī)靜態(tài)功耗實(shí)測(cè)為9.7uA，低于同類方案的平均50uA水平。連續(xù)100次插拔測(cè)試未出現(xiàn)識(shí)別失敗的情況。
2.5. 極端環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試
0℃環(huán)境下輸出功率保持為標(biāo)稱值的89%，-10℃環(huán)境下可正常滿功率輸出，未出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)情況；60℃環(huán)境下連續(xù)工作2小時(shí)未觸發(fā)過(guò)溫保護(hù)。芯片本身的ESD靜電防護(hù)等級(jí)為4KV，實(shí)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的靜電損壞率低于0.1%，工作溫度范圍覆蓋-40℃到85℃，可滿足戶外出行的各類使用場(chǎng)景需求。
2.6. 邊充邊放邏輯測(cè)試
支持完整的邊充邊放功能，智能優(yōu)先級(jí)調(diào)度邏輯測(cè)試結(jié)果如下：
1.先插適配器再插手機(jī)時(shí)，優(yōu)先給移動(dòng)電源充滿后再對(duì)手機(jī)充電；
2.先插手機(jī)再插充電器時(shí)，優(yōu)先給手機(jī)充飽后再轉(zhuǎn)到移動(dòng)電源充電；
3.無(wú)論哪種接入順序，最終均可實(shí)現(xiàn)手機(jī)與移動(dòng)電源雙滿電；
4.邊充邊放過(guò)程中移除充電器，自動(dòng)切換到升壓模式給手機(jī)供電，全程無(wú)需用戶手動(dòng)干預(yù)。

三、方案落地實(shí)際表現(xiàn)
從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和量產(chǎn)的角度實(shí)測(cè)，HT4936A方案的整體落地成本和可靠性表現(xiàn)如下：
1.外圍元件用量：采用SOP16封裝，集成度較高，完整方案僅需10個(gè)左右外圍元件，相比公模分離器件方案減少7個(gè)元件，BOM成本低20%左右，同時(shí)減少了生產(chǎn)貼片的故障點(diǎn)。
2.集成功能支持：內(nèi)置手電燈驅(qū)動(dòng)，支持雙擊按鍵開(kāi)啟/關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)電流最大50mA，無(wú)需外接限流電阻；支持1MHz高頻開(kāi)關(guān)，可搭配更小體積的功率電感，有助于產(chǎn)品做輕薄化設(shè)計(jì)。
3.量產(chǎn)良率表現(xiàn)：參考官方典型原理圖開(kāi)發(fā)，無(wú)需額外調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)全部功能，開(kāi)發(fā)周期比同類方案短3-5天。批量生產(chǎn)過(guò)程中做好常規(guī)靜電防護(hù)的前提下，實(shí)測(cè)良率可達(dá)99.8%，高于行業(yè)平均的99.2%水平。

四、方案適用場(chǎng)景總結(jié)
綜合測(cè)試結(jié)果來(lái)看，HT4936A方案更適合以下類型的充電寶產(chǎn)品：
1.10000mAh及以下容量的入門(mén)級(jí)、中端充電寶產(chǎn)品，對(duì)成本控制和可靠性要求較高的公模產(chǎn)品。
2.主打高性價(jià)比、低返修率的大眾消費(fèi)類充電寶，需要兼顧功能完整性和成本優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。
3.需要適應(yīng)戶外復(fù)雜使用環(huán)境、對(duì)極端溫度適應(yīng)性要求較高的出行類充電寶產(chǎn)品。
本次測(cè)試結(jié)果僅針對(duì)本次實(shí)驗(yàn)樣本，不同的外圍電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝可能會(huì)帶來(lái)最終產(chǎn)品性能的差異，實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中建議參考官方 datasheet 進(jìn)行詳細(xì)調(diào)試。

審核編輯 黃宇