行動電源

行動電源的原理简单，在能找到外部電源供應的場合預先為內建的電池充電，即輸入電能，並以化學能形式預先儲存起來，當需要時，即由電池提供能量及產生電能，以電壓轉換器（直流-直流轉換器）達至所需電壓，由输出端子（一般是USB接口）输出供给所需設備提供電源作充電或其他用途。[3]

为电子产品供电的移动电源所用的电池（常见）

AA碱性電池和18650鋰電池

六角形锂聚合物电池

行動電源有三個基本功能，包括能量儲存、充電及供電[3]。隨不同設計、用途及操作便利的需要而加有其他功能，例如安全保護、電池狀態檢測及顯示等。

為了在沒有外部電源的情況下為其他設備供電，行動電源需要有電池作能量儲存[3]。大部份的行動電源使用的電池為鋰離子電池（Li-ion）或鋰離子聚合物電池（Li-PO），有少部份的行動電源使用鎳氫電池（Ni-MH），早期也有些行動電源使用一次電池。

使用鎳氫或一次電池的行動電源均容許使用者自行更換電池，也有少部份使用鋰離子電池的行動電源容許使用者自行更換電池，這類行動電源所使用的電池多為常見及容量較大的18650鋰離子電池。讓用家可自行更換電池的好處是：

• 當電池電量用盡時，使用者可即時換上預先充滿的電池就可以繼續使用，無需等待電池充電
• 當電量需求不高時，使用者可視情況減少電芯數目，以減輕重量（只能使用一枚電芯的不在此述）
• 當電池老化、使用壽命將盡時，使用者可自行換上新的電芯，以降低成本

但由於必須使用標準尺寸的電池，可更換電池的行動電源的外觀設計有相當限制，例如不可造得較薄。

鋰離子電池（Li-ion）或鋰離子聚合物電池（Li-PO）是當中不論是以重量計或以體積計，能量密度都是最高的，也即最輕及最細。此外，鋰離子/離子聚合物電池在充電及放電過程中的效率也較高（浪費掉的能量/電較少）。但價格也是這些電池中最高，而且因為過充或過放也很容易使電池永久損壞，所以需要有較精密的電子線路控制充放電。由於鋰離子/離子聚合物電池會在高溫下會自燃，安全及穩定性成了極重要的要求，需要有可靠的安全保護電路防止任何導致超溫的情況出現。

鋰離子聚合物電池則沒有硬的外殼，所以重量上鋰離子聚合物電池會略微輕些，而且由於沒有硬殼，便於製成特定尺寸以配合外觀，但鋰離子聚合物電池在充滿電後體積會略為膨脹變大，需要在設計時預留空間，免得電池內壓力過大而做成危險。

鎳氫電池效率較低，而且也較重，但新的低自放電（低漏電）鎳氫電池的自放電比鋰離子電池還低，而且在寒冷環境的性能也比鋰離子或鋰離子聚合物電池佳。

而放電時，由於絕大部份的手持式移動裝置等消費電子產品都接受USB接口標準的電源供電，所以行動電源的輸出端大多跟從USB接口的機械及電器特性要求，結果輸出電壓基本都上是5V，有些行動電源設計成為手提電腦充電，手提電腦有要求非5V電源，所以有少數行動電源輸出電壓並非5V。由於高通快充的普及，市面上也出現支援快充的行動電源。 由於電池電壓與輸出電壓有差距，所以必須使用直流電壓轉換電路將電壓轉換致所需電壓，要求由於考慮電池的耐用性（續航力），對直流電壓轉換電路的效率有一定要求。

現在的電池充電集成電路多含有多樣功能，包括電池過高溫及過低溫的檢測作出溫度保護的功能（包括過高及過低），並基於電池溫度控制及調整充電過程；調整充電速率所需的電壓轉換，這轉換理論上可以線性電路方式對電池充電，但這樣會浪費能量，所以行動電源可算是全都採用開關式電源方式作充電時的電壓轉換，有些集成電路甚至兼備充電及放電所需的電壓轉換功能，充電器也負責。充電器也負責在電池充滿時停止充電。 由於手持式移動裝置等消費電子產品多使用USB micro B插座作充電接口，基於兼容性考慮，行動電源也多使用USB micro B插座作電壓輸入。

大部份的行動電源只有簡單的顯示功能作顯示最基本的資訊，這類產品多以一兩枚單色或多色的LED作顯示操作狀態，有些會用數枚LED顯示內部電池電量。有些行動電源能顯示較多和複雜的資訊，例如：

• 操作模式
• 內部電池資訊
  • 電源電壓
  • 剩餘電量， 餘下電量百分比（%）、安培小時（Ah）
• 輸出端資訊
  • 輸出電壓（V）
  • 輸出電流 (mA/A)
  • 已輸出電量 （mAh/Ah）

英集芯2017年发布的移动电源电源解决方案IP5328，集成了当时所有快充协议、数码管电量显示、电池保护等功能

若支援快充，基本上微處理器或專用芯片是必需的。

採用工業技術研究院STOBA防爆技術的行動電源

鋰離子電池或鋰離子聚合物電池容易因處易不當而永久損壞或起火，所以若使用鋰離子電池或鋰離子聚合物電池，那就必需有專用的保護電路以防止損壞或危險。所需要的保護必需包括：

• 過壓保護：不論充滿與否，若因充電導致壓過高而超過預設值時停止充電這個也常稱作過度充電保護，但技術上，即使未充滿也可有過壓發生。
• 過度放電保護[4]：當過度放電，電池電壓等于或低於設定值時停止放電。[4]
• 过流[4]／短路保护：在電流過大或發生短路時停止放電（关断输出）。[4]
• 過溫保護：在電池温度高于或低于设定值时降低充电速度或停止充放电（也可两者兼有）。

保護被触发後，通常在情況恢复正常後會自動解除，但過度放電保護需要手动按键或充电激活才能解除。[4]

大部份鋰離子電池整合了大部份保護功能在單一模塊內，稱為保護電路模組（Protection Circuit Module，PCM），並靠近電池，這類保護電路模組提供的保護包括：過壓保護、過度放電保護、过流/短路保護，除此之外會有溫度感測用的傳感器[4]，這傳感器多為NTC熱敏電阻，但保護電路模組不會有過溫保護功能，過溫保護功能是由充電電路或處理器配合保護電路模組上的溫度傳感器達成[4]。