低成本DIY|50元也能拥有Magsafe充电宝

电子发烧友网报道（文/李诚）苹果近年来的产品，可以说是发布一件，火一件。继AirPods之后，苹果再次凭一己之力开创了MagSafe这一火爆的周边产品，其中只有2980mAh的容量和5W输出功率的MagSafe充电宝，更是卖到了749元，但这过高的定价也令不少果粉望而却步。
 

 
近日，小编本着低成本DIY的目的，花50元自制了一款与苹果类似的Magsafe磁吸充电宝。虽然Magsafe磁吸充电宝这个名字翘起了生活的科技质感，但在本质上它还是一个充电宝，只不过，不同的是它比一般的无线充电宝多了一个磁吸功能，因此DIY Magsafe充电宝所使用的物料并不复杂，只需要用到一颗锂电池、电池的充放电管理模块、无线充电模组和一个环形磁铁。
 

组装及原理解析
 
本次DIY为尽可能地还原与苹果一样的使用体验，使用的是一款可触发充电弹窗的无线充电模块和可调压输出的电池充放电管理单元，同时这个无线充电模块的最大输出功率最高可达15W，是苹果Magsafe充电宝的3倍，能够更短的时间内满足手机的充电需求。
 

 
DIY材料简单，自然接线的不然也不难，只需分别在电池的充放电管理模块的输入端和输出端分别连接电池和无线充电模块即可。
 

 

 
上图为本DIY用到的连电池充放电管理模块，采用Type-C作为电源的输入接口，电路板进行了简单的功能区划分，红线框选的区域为电池的充电管理单元，采用的是一颗型号为CL4056充电IC，该芯片在这个具备了电池温度监测、欠压锁定、自动再充等多个电池充电保护功能，并且外围电路也非常简洁。
 
其中，芯片额定引脚5和引脚1分别连接着电池的正负极，同时引脚1也是电池温度的检测输入端，引脚6和引脚7分别连接到板子上方的两个LED灯，主要起到电池充电状态的指示作用。
 
板子的背面有一个电源输出控制端口，在这个位置可以接上一个开关，用以控制无线充电的开关。
 

 

Magsafe充电宝充放电管理模块（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，它的工作原理与之前笔者做过的5号电池升压为手机充电的实验原理类似，都是由升压芯片、电感、二极管、电容等简单的元器件构成。
 
当升压芯片内部的开关打开时，电感就会对地短路，并产生电流。当芯片内部的开关关闭时，电感上的电流就会向负载输出，不能及时被消耗的电流就会堆积在输出的两端，并提高输出的电压。电路中的二极管主要起到了反向截止的作用，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压的升压输出单元，并且多了一个可调电位器。
 

 
 

这个电位器对输出电压的调节起到了关键性的作用，在该电路中升压芯片的反馈引脚（FB）与电位器直接相连，并实时检测电位器的电阻变化，调节输出端的电压。简而言之就是可以通过调节电位器的阻值，改变电池向无线充电模块的供电电压。
 

 

无线充电模块

 
上图是一个尺寸为21*28mm的无线充电模块，支持5-12V的电压输入，最高15W的功率输出（苹果设备7.5W Max），并且在向苹果设备充电时，该模块在不同的工作电压下能触发不同的充电动画。
 

 
 

当无线充电模块的工作电压低于9V时，手机只能显示常规的充电提示，当工作电压大于9V时，该无线充电模组就可以触发苹果特有的magsafe充电特效，这也是为什么在选材时，选择可调压输出充放电管理模块的原因。
 
为什么无线充电模组的工作电压达到9V时才能触发Magsafe充电动画？
 

 

图源：国家知识产权局

 
这很有可能是跟矢量磁场有关，苹果此前就发布了一项关于《与电子设备通信的附件设备》专利。该专利描述了苹果的磁性组件可生成限定的矢量磁场，便携式电子设备中包含着一个磁场传感器，并且这个传感器能够检测来自自身之外的磁性组件的磁场，经过矢量磁场比较后进行配对。简而言之就是，iPhone能通过矢量磁场识别MagSafe配件，并进行连接。
 
本次DIY所使用的无线充电模块应该就是利用了这一特性，当工作电压达到9V以上时，无线充电模块所发出的矢量磁场恰好与苹果的Magsafe设配在同一频段，被iPhone错误识别为Magsafe设配，并触发苹果专有的Magsafe充电动画。
 

 

图源：科发鑫

 
该方案只用到两颗功率管和一颗QFN封装的无线充电IC，但芯片的经过了打磨，具体的型号已经辨认。不过此前已有部分方案厂商，在英集芯IP6808无线充电IC的基础上，推出了可实现Magsafe弹窗的无线充电方案，初步判断，本次实验使用到的这款无线充电模块，也有可能是基于这颗芯片实现的。
 
板子的输入端口除了电源的正负极输入之外，还预留了用于传输差分信号的D+ D－接口，以及用于识别PD设备，请求供电端电源供给的CC1和CC2接口。由于本次DIY使用了可调压输出的充电放电管理模块，因此并没有使用到D+、D－和CC1、CC2接口。
 

 
同时，这款无线充电模块是支持PD协议的，还可以直接将其改装为连接充电头的无线充电器，无需额外的升压辅助单元，只需将充电线缆连接至无线充电模块的对应对口，此时模块与充电器之间，就可以通过CC接口实现PD协议的互认。
 
结语
 
本次DIY的magsafe磁吸充电宝，使用的是Qi的无线充电协议，受众设备不仅仅局限于苹果，其他安卓设备也同样适用。喜欢DIY、拆解类文章或视频的小伙伴，可持续关注我们的公众号，我们每周将会对这一类内容进行持续性的更新。