充电宝的两个插口用同一根数据线连起来会怎样?

如题所述

正规的充电宝两个插口用同一根数据线连起来,在其完善的保护机制面前都不会造成大的影响。如果长时间连接的话,里面的电量会损耗殆尽,这样会对充电宝造成损害。

充电宝大体上分为两种,一种是充电放电不能同步进行,另一种则反之可以同步充电和放电。对于前一种,由于电压转换线路会切断其中一个接口的功能,因此实际上还是断路,并没有电流输出;而另一种则是两边都检测到有负载,开始进行分别的工作,此时我们会看到充电宝进入充电状态,但由于电路存在损耗,因此电池容量是越充越少的。

这个时候充电宝又会进入到另外两种状态,一种是两边一直工作直到电池耗尽,但这样的设定往往会给电压转换电路带来很高的负载,有可能会过热,虽然不会马上炸机但会有一定程度的危险,因此这样的充电宝已经很少看见了;另外一种则是在前一种的基础上加入了电量判定机制,一旦发现电量越充越少,他就会进入保护状态,切断其中一个接口的功能,这个时候充电宝就会自动停机,以起到自我保护的作用。

因此在今天,正规的充电宝即便短接输出和输入接口,在其完善的保护机制面前都不会造成大的影响。只有假冒伪劣的、没有完善机制的山寨产品才有可能出现问题。

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第1个回答  2019-05-14
两端连接后主要有以下几个可能:
(1)把充电宝的输入输出端短接是不是就等于把锂电芯正负极连接起来?
答:否,不会短路。充电宝的输出端和输入端不等于锂电芯的正负极。充电宝内部还有各种升降压电路和保护电路,输入输出口连接的只是这些电路而不是直连锂电芯。
接下来从理论上分析一下这个问题。假设我有一节
3.7v
的锂电芯(视作恒压源,当然实际并不能这么考虑,因为忽略了电压可变的现象):
充电宝内部的
5v
升压电路大概长这样(LC
间遗漏了一个二极管,感谢知友
@时伟
指正)
而给电芯充电的电路大概是这样,(只考虑恒压过程,对应电芯高电量时的状态)
假如把输出输入端短接,整个电路是这样的
这个电路拓扑里面的电池是明显没有被短路的。
假设接上线这个电路就会不断工作(排除部分能自动识别这样误操作并断电的产品),能量守恒定律告诉我们整个系统会不断地消耗电能。那么电能到跑哪去了呢?极端情况下这样做又是不是有危险呢?充电宝在正常工作时,两个
MOS
管都会在导通和截止之间不断地转换,大概就是这样:
(同时)导通:
(同时)截止:
可能已经有人看出来了,当升压电路里面的
MOS
管导通的时候,电芯的正负极之间会通过一个电感发生短接。根据电感的电抗性质,一开始这个回路是处于一种类似“断路”的状态的,当维持的时间趋向于正无穷时,电芯就相当于直接被短路了。但是,充电宝内部的
MOS
管在正常工作的过程中,开关频率一般都大于
100kHz,有很多产品已经达到了
MHz
的级别,每个周期持续的时间极短,看上去是比较安全的,但是不能忽视的是目前充电宝所使用的控制
IC
大部分都是采用了
PWM
调制的方式进行调压,因此一般情况下锂电芯并不会被直接短路,但是存在瞬间大电流放电的危险。
(2)既然理论上的电路不会有严重危险,那实际产品又是会不会有差别?
下面是
TI

BQ24195
控制
IC

application
schematic

block
diagram:
BQ24195

block
diagram:
(来源:BQ24195
datasheet,TI
保留版权)
上面的电路配置就有点复杂了,而且因为
MOS
都集成到了控制
IC
里面,所以看着有点绕。但是不难看出,实际使用的电路配置和我在草图中绘制的电路原理图是基本一致的,因此问题(1)中的分析在这里同样适用。
(3)为什么充电宝输入输出端口用
USB
线连接起来以后会显示正在充电,电量却越来越少,有的还会严重发热?
总的来说,如果把输入口和输出口用一根
USB
线连接起来,控制
IC
为了保持输出端口的
5v
以及
4.2v
的电池端口充电电压,会驱动
MOS
管一直工作。工作过程中产生的纹波会通过电容回到功率地,最终回到电池的负极上。也就是说,在理想的情况下,充电宝会进入一种缓慢放电的状态(纹波可以理解为小的电压波动,只是输出电压内非常小的一部分)。状态灯显示是充电状态是因为输入端有电压输入,但是实际上充电宝的电量是不会增加的。
但是实际的电路并不都像这个
BQ24195

DEMO
一样配置,采用的元器件质量不可能相同,因此实际上电芯的放电速度可能会比理想情况快得多,因而出现发热的情况。正常的充电宝在输出电路上面会有一定的限流措施,锂电芯上面也会有独立的保护电路。若控制
IC
设计时可能没有考虑到这种恶作剧的情况,那么输出输入端口之间就直接跑出了最大输出电流,这种情况下就有可能烧坏控制电路了。
综上所述,把充电宝的输入输出口用一根线连接起来,其实问题并不大,但假如充电宝不能自动识别并且自动断开输出,甚至严重发热,请马上断开连接。