当前位置:数码通 > 软件

低成本DIY|只需50元即可拥有一个Magsafe移动电源

来源于 数码通 2023-10-01 19:02

电子发烧友网报道(文/李成)苹果这几年的产品可以说是每次发布都备受欢迎。继AirPods之后,苹果再次一手打造了热门外设产品MagSafe。其中,容量仅为2980mAh、输出功率为5W的MagSafe移动电源售价为749元,但这个过高的定价也让不少果粉望而却步。


最近,小编出于低成本DIY的目的,花了50元自制了一款类似苹果的Magsafe磁吸充电宝。虽然Magsafe磁性充电宝的名字让人想起科技生活品质,但本质上它仍然是一个充电宝,但不同的是它比普通的无线充电功能更强大。宝具有磁吸功能,因此DIY Magsafe移动电源的用料并不复杂。只需要一块锂电池、电池的充放电管理模块、无线充电模块和磁铁。

装配及原理分析

为了尽可能还原与苹果相同的用户体验,本次DIY采用了可触发充电弹窗的无线充电模块和电压输出可调的电池充放电管理单元。同时,这款无线充电模块的最大输出功率可达15W,是苹果Magsafe移动电源的3倍,可以在更短的时间内满足手机的充电需求时间。


DIY材料简单,接线也不困难。只需将电池和无线充电模块分别连接到电池充放电管理模块的输入端和输出端即可。


上图为本次DIY中使用的电池充放电管理模块。它使用Type-C作为电源的输入接口。电路板执行简单的功能。区域划分,红线选择的区域是电池充电管理单元,采用型号为CL4056的充电IC。此芯片具有电池温度监控和欠压功能。具有锁定、自动充电等多重电池充电保护功能,外围电路也非常简单。

其中芯片的额定引脚5和引脚1分别连接电池的正负极。同时,1脚也是检测电池温度的输入端。引脚 6 和引脚 7 分别连接到板的顶部。两个LED灯主要用于指示电池充电状态。

板子背面有一个电源输出控制端口,可以连接开关来控制无线充电开关。

Magsafe移动电源充放电管理模块(左) 5V升压模块(右)


板子的右侧是电池的放电管理(升压输出)单元。它的工作原理与笔者之前做过的AA电池升压给手机充电的实验原理类似。两者都是由升压供电,由芯片、电感、二极管电容等简单的元件组成。

当升压芯片内部的开关打开时,电感对地短路,产生电流。当芯片内部的开关关断时,电感上的电流就会输出到负载,而不能及时消耗掉的电流就会在输出两端累积,使输出电压升高。电路中的二极管主要起反向阻断的作用,维持输出端的高电压。

不同的是,之前使用的是固定的5V升压输出单元,而这次使用的是可调升压输出单元,并且还多了一个可调的电位器

该电位器在调节输出电压方面起着关键作用。该电路中,升压芯片的反馈引脚(FB)直接连接电位器,实时检测电位器的阻值变化。调节输出电压。总之,可以通过调节电位器的阻值来改变电池给无线充电模块的供电电压。

无线充电模块


上图是无线充电模块,尺寸为21*28mm。支持5-12V电压输入,最大功率输出15W(苹果设备最大功率7.5W)。为Apple设备充电时,模块在不同的工作电压下工作。可以触发不同的充电动画。

当无线充电模块工作电压低于9V时,手机只能显示常规充电提示。当工作电压大于9V时,无线充电模块即可触发苹果独有的magsafe充电效果。这就是为什么在选材时,选择可调电压输出充放电管理模块的原因。

为什么无线充电模块工作电压达到9V才能触发Magsafe充电动画?

来源:国家知识产权局


这很可能与矢量磁场有关。苹果此前已就《与电子设备通信的附件设备》颁发了专利。该专利描述了苹果的磁性组件可以产生定义的矢量磁场。便携式电子设备包含磁场传感器,该传感器可以检测自身以外的磁性部件的磁场,并比较矢量磁场。然后配对。简而言之,iPhone可以通过矢量磁场识别MagSafe配件并连接它们。

本次DIY中使用的无线充电模块应该利用这个特性。当工作电压达到9V以上时,无线充电模块发出的矢量磁场恰好与苹果的Magsafe设备处于同一频段,被iPhone误识别为Magsafe。设置并触发 Apple 专有的 Magsafe 充电动画。

图片来源:科发信


该方案仅使用了两颗功率管和一颗QFN封装的无线充电IC,但芯片已经打磨完毕,具体型号也已确定。不过,一些方案厂商此前已经推出了基于英集芯IP6808无线充电IC可以实现Magsafe弹窗的无线充电方案。初步判断,本次实验所使用的无线充电方案 充电模块也可能是基于该芯片实现的。

单板的输入端口除了电源正、负输入外,还预留了D+ D-接口,用于传输差分信号,以及识别PD设备和请求电源。终端为CC1和CC2接口供电。由于本DIY使用电压输出可调的充放电管理模块,因此没有使用D+、D-、CC1、CC2接口。


同时,这款无线充电模块支持PD协议,可以直接转换为连接充电头的无线充电器。不需要额外的升压辅助单元。您只需将充电线连接到无线充电模块对应的端口即可。 ,此时模块和充电器可以通过CC接口实现PD协议的相互识别。

结论


这款 DIY magsafe 磁性移动电源采用 Qi 无线充电协议。目标设备不仅限于Apple,还适用于其他Android设备。喜欢DIY、拆解文章或视频的朋友,请继续关注我们的公众号。我们每周都会继续更新此类内容。

-->
登录后参与评论