拆解：物理锁扣、软件断电，街边共享充电宝为了防盗下足功夫

电子发烧友网报道（文/李诚）在这个机不离手的时代，轻便小巧、移动性强、网点覆盖面广的共享充电宝，成为了很多人在外应急的首选。共享充电宝行业，近年来也在市场需求的推动下持续扩大，且增长快速。

为区分共享充电宝与我们个人使用的充电宝有什么不同，近日笔者对一款怪兽充电宝进行了拆解。

外观及拆解流程

本次拆解的是一款型号为SPB50的怪兽充电宝，在外观方面除了底部有6个金属触点，以及自带三根Micro USB、Type-C、Lightning电源输出线外，与一般的充电宝没有太大差别。



考虑到绝缘的问题，外壳采用了塑料的材质。在外壳拼装方面，此款充电宝采用了卡扣+点胶的方式，对上下两层盖板进行连接。因此，在拆解难度上，会比一般以卡扣式进行连接的设备更加困难。



分离上层盖板后即可看到充电宝的核心部分。通过拆解发现，这款充电宝在结构上采用了类似三明治的复合结构设计，上下两层为外壳部分，中间通过塑料托板对电池和主板进行固定。



电池是一颗来自力神的锂离子软包电池，单电芯容量为5000mAh。之所以现在很多共享充电宝都使用扁平的软包电池，是因为软包电池可以很好地压缩充电宝的体积，方便携带的同时，还可以让充电柜在有限的空间里，装下更多的充电宝，提高租借频率。

电路设计及工作原理

在电路设计上，共享充电宝与普通充电宝不同的是，在主板的顶部一共有6个金属触点与主板进行连接，同时也是与充电柜相连的触点。



结合外围电路来看，1、3、4、6是共享充电宝与充电柜连接的充电触点。两侧1、6触点主要用于接地，3、4触点连接外部输入电源的正极。2、5触点是充电柜与充电宝的通信触点，同时这两个触点也是充电宝锁电防盗的关键。

这款共享充电宝的锁电防盗系统，主要由通信接口、主控制器和输出端MOS管组成。其中，控制器芯片是来自现代的F8516，内置了16Kb闪存，可为嵌入式控制应用程序提供一个高度灵活和经济有效的解决方案。输出端MOS管主要集中在板子的背面，分别通过3颗MOS管来控制Micro USB、Type-C、Lightning三路输出的通断。（原理如下图所示）



正常情况下，我们通过付费扫码取得的共享充电宝，都是可以正常为手机充电的。在我们归还充电宝时，充电柜就能够通过充电宝顶端的金属触点与充电宝完成通信，识别充电宝的设备号结束订单，并向充电宝的主控制器输入一个脉冲信号，让主控控制器控制输出端MOS管断开，实现订单结束后，充电宝锁电的效果。

当我们再次扫码租用充电宝的时候，充电柜又会向充电宝输入一个脉冲信号，让输出端的MOS管导通，只有在输出端MOS导通的情况下，共享充电宝经过升压的电源才能通过充电线传到手机上，为手机充电。也就是说，在订单结束后，通过非正式手段获得的共享充电宝是无法为手机充电的。


同时，为了进一步降低共享充电宝的失窃率，充电宝外壳的两侧还专门设计了两个凹槽，在归还充电宝时，可以与充电柜形成互锁。



由于此款充电宝最高输出功率只有5.1V/2.1A，不支持快充。因此电路也并不复杂，除了锁电防盗电路以外，与普通充电宝没有差别。主控制器的右侧是共享充电宝的电源管理单元，主要负责电池输入、输出的升降压控制（芯片丝印为ZdCBC）。虽然查不到这颗芯片的相关信息，但是从外围电路来看，这应该是一颗内置了MOS管，支持双向升降压的电池管理芯片，集成度很高。



板子背面主要是辅助功能实现的辅助电路。

热敏电阻、三边减震保障设备安全

由于共享充电宝使用人群庞大，使用频次、使用环境等条件比较特殊，在使用过程中出现的跌落、碰撞都有可能为设备埋下安全隐患。因此，消费者群体在租借共享充电宝时，也会特别关注设备的安全性。



通过拆解发现，这款怪兽的共享充电宝在安全防护方面做得挺不错的。首先是坚硬的塑料外壳、电池与外壳的减震泡棉，以及机壳内部三边镂空的设计，为充电宝提供了一个良好的减震空间，可以在一定程度上避免因为掉落或外力冲击对电芯造成挤压。


其次，在软包电池的旁边还放置了一颗热敏电阻，通过漆包线延展，直接作用在电池包上，用于感受电池包的温度变化，控制电流的大小。在电池包充放电的过程中出现过热时，能够起到一个过热智能保护的作用，保证共享充电宝的使用安全。

结语

虽然说这只是一款共享充电宝，但它的做工、设计完全不输普通充电宝。双向升降压电池管理芯片的应用，使得原本需要两颗电感才能完成的升降压电路，只需要一颗即可完成，进一步提高了电路的集成度。

另外，在部件固定方面，这款充电宝也有着不错的表现。由于部件连接过于牢靠，笔者在分离充电宝外壳时就花了半个多小时，并且外壳也出现了不可逆的损坏。由此可见，这款共享充电宝的可靠性还是很高的。