5颗元件=完整移动电源?HT4929E外围极简设计实测拆解

作为一名硬件工程师,拿到一款主打“高集成度”的移动电源方案时,我的第一反应总是“拆解验证”——毕竟规格书里的“外围仅5只元件”听起来太“理想化”。这次实测的主角是华芯邦HT4929E芯片,一款宣称“单节移动电源功能最强”的管理芯片。我们从市场采购了一款搭载该芯片的成品移动电源(标称容量10000mAh),直接开拆。

华芯邦移动电源管理芯片ht4929e
移动电源管理芯片HT4929E

拆解过程:主板布局紧凑,芯片封装“迷你”

拆开移动电源外壳,内部结构出乎意料地简洁:锂电池(1节18650)、主板、Type-C接口和两颗LED指示灯。主板尺寸仅3cm×2cm,核心位置赫然印着“HT4929E”字样的芯片,封装为规格书标注的ESOP8(超薄小外形封装),8个引脚清晰可见,焊点饱满无虚焊。

外围元件清点:果然只有5颗!

对照规格书“外围仅用5只元件”的描述,我们逐一排查主板元件:

1颗功率电感(LX引脚外接,规格书提及其开关频率1MHz,需小体积电感);

2颗陶瓷电容(输入滤波、输出滤波,容值推测为10μF/25V);

1颗电阻(PROG引脚接地,用于设置最大充电电流);

1颗肖特基二极管?——等等,规格书说“充电输入端有防反灌功能,不需要防反灌二极管”,果然没找到!

最终确认:外围元件确实只有5颗,完全符合规格书描述。这种极简设计不仅降低了主板成本,还大幅减少了故障点,对量产可靠性是重大利好。

测试环境与工具:专业设备还原真实工况

为确保测试数据准确,我们搭建了标准硬件测试平台,工具清单如下:

测试设备型号用途
可调直流电源艾德克斯IT6720模拟充电器输入(4.5-5.5V可调)
电子负载Chroma 6334A模拟电池充电/放电负载
高精度万用表Keysight 34461A测量电压、电流有效值
示波器泰克DPO2024B观测开关波形、动态响应
红外测温仪福禄克FLIR TG165监测芯片温升
电池模拟器MACCOR Series 4模拟0V~4.4V电池电压

核心功能实测:从充电到放电,逐项验证规格书“承诺”

3.1 充电管理模块:1A电流可调,三段式充电稳如老狗

3.1.1 输入电压范围与防反灌测试

规格书标称输入电压范围4.5-5.5V。我们将可调电源设置为4.4V、4.5V、5.5V、5.6V,分别接入移动电源输入端:

4.4V时:充电无响应(符合下限4.5V要求);

4.5V~5.5V:充电正常启动,输入端电流稳定;

5.6V时:芯片自动关断充电(过压保护生效)。

防反灌测试:将可调电源正负极反接,万用表监测输入端电流为0,芯片无损坏,重新正接后充电功能恢复。印证了“无需防反灌二极管”的设计优势。

3.1.2 充电电流调节与三段式充电曲线

规格书提到“PROG引脚接地时充电电流最大1A可调”,且支持“涓流/恒流/恒压三段式充电”。我们用电池模拟器设置电池电压为3.0V(低于2.8V涓流阈值)、3.6V(恒流区)、4.2V(恒压区),分别测试:

涓流充电(VBAT<2.8V):电池模拟器设为2.5V,实测充电电流0.1A(约为1A的10%,符合规格书“预充电电流=Ich*10%”);

恒流充电(2.8V≤VBAT<4.22V):电池电压升至3.6V时,电流稳定在1.02A(规格书Typ值1.00A,在0.90-1.10A范围内);

恒压充电(VBAT=4.22V):电池电压接近4.22V时,电流逐渐下降至50mA以下,最终电压稳定在4.21V(规格书Typ值4.22V,误差仅0.01V,FT TRIM精度优秀)。

示波器抓取的充电曲线显示,三段式切换平滑无毛刺,对电池寿命友好。

3.1.3 温升控制:120℃降流,150℃断充

为测试“内置充电能根据温升自动降低充电电流”功能,我们用热风枪加热芯片表面,同时监测充电电流:

常温(25℃):1.02A;

120℃(红外测温仪读数):电流开始下降,降至0.6A;

150℃:电流降至0A,充电完全关闭;

温度降至130℃(150℃-20℃迟滞):充电恢复,电流回升至0.8A。

这一保护机制能有效避免高温下电池过充,安全性拉满。

3.2 升压放电模块:91%效率不虚标,1A输出稳如磐石

3.2.1 输出电压与效率测试

规格书称“升压使用同步整流电路,效率91%,固定5.15V输出”。我们将电池模拟器设为3.6V(典型电池电压),电子负载设置为0.5A、1A、1.2A,测试输出电压和效率:

负载电流输出电压(实测)输入功率(VBAT×IBAT)输出功率(VOUT×IOUT)效率
0.5A5.14V3.6V×0.58A=2.088W5.14V×0.5A=2.57W90.3%
1.0A5.13V3.6V×1.45A=5.22W5.13V×1.0A=5.13W91.2%
1.2A4.95V(开始降圧)3.6V×1.78A=6.408W4.95V×1.2A=5.94W89.6%

1A负载下效率达91.2%,与规格书“91%”标称值基本一致,同步整流设计确实能有效降低发热。

3.2.2 过流与短路保护

将电子负载电流逐步调大至1.5A(超过最大1.2A),输出电压迅速降至4.5V(过流保护);直接短路输出端,电流瞬间升至1.8A后关断,短路解除后(断开负载),重新接入0.5A负载,输出恢复正常。保护响应时间约200ms,无损坏风险。

3.2.3 自动休眠与唤醒

规格书提到“负载电流小于50mA自动休眠”。我们设置电子负载为40mA,监测输出电流:8秒后(示波器计时),输出电流降至0.2mA(休眠电流,规格书IBAT1=0.2mA);插入手机(模拟负载插入),输出立即唤醒,电流恢复至手机充电电流(约0.8A)。休眠功耗极低,能有效延长移动电源待机时间。

3.3 指示灯与边充边放:功能逻辑清晰,用户体验佳

3.3.1 双灯指示测试

该移动电源采用双灯设计(L1、L2),实测状态如下:

充电中:L1闪烁(频率约1Hz),L2灭;

充电满:L1常亮,L2灭;

放电中:L2常亮;

电池欠压(<3.2V):L2闪烁;

放电结束(<2.9V):L2熄灭,L1灭。

指示逻辑与规格书完全一致,用户可直观判断充放电状态。

3.3.2 边充边放测试

模拟“充电器同时给移动电源和手机充电”场景:可调电源(5V/2A)接入输入端,手机(电量30%)接入输出端。万用表监测:

输入端电流1.8A(充电器提供);

移动电源电池充电电流0.8A,手机充电电流1.0A;

移除充电器后,移动电源立即切换为放电模式,手机充电电流维持1.0A。

电流分配智能,边充边放功能实用,解决了用户“充电时无法用移动电源”的痛点。

极限工况挑战:0V电池充电与高温放电

4.1 0V电池充电测试

将电池模拟器设置为0V(模拟深度过放电池),接入充电:芯片立即启动预充电,电流0.1A(1A的10%),30秒后电池电压升至0.5V,电流逐渐回升至1A,最终完成正常充电。支持0V电池复活,对用户来说是“救命”功能。

4.2 高温放电保护

用环境箱将移动电源温度升至150℃,接入1A负载:输出立即关闭(过热保护),温度降至130℃后恢复输出。与充电温升保护逻辑一致,全温域可靠性有保障。

实测总结:HT4929E——小芯片,大能量

经过两天密集测试,HT4929E芯片的表现可圈可点:

集成度拉满:5颗外围元件实现完整移动电源功能,大幅简化设计;

性能达标:充电电流、效率、输出电压等关键参数均符合规格书,无虚标;

保护完善:过充、过放、过流、短路、高温保护一应俱全,安全性高;

细节贴心:0V充电、自动休眠、边充边放等功能提升用户体验。

对硬件工程师而言,这款芯片不仅降低了设计门槛(无需复杂外围电路),还能通过极简BOM降低成本,非常适合中低端移动电源量产。唯一建议:若能开放输出电压微调功能(目前固定5.15V),适用性会更广泛。

总之,HT4929E是一款“用数据说话”的实力派芯片,实测表现与规格书高度一致,值得推荐!

拆机Tips:若需验证芯片型号,可直接观察ESOP8封装芯片表面丝印“HT4929E”,外围元件少于10颗基本可判断为该方案。

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