CN102301562A - 汽车便携式辅助电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车便携式辅助电源装置，更具体地，涉及一种汽车便携式辅助电源装置，其内置可充电的电池，并可在车辆用电池放电时进行临时充电，以使汽车能够发动，且可对个人便携式数码装备进行充电。

Description

汽车便携式辅助电源装置
技术领域
本发明涉及一种汽车便携式辅助电源装置，更具体地，涉及一种内置可充电的电池并具有输出不同电压的输出端子的汽车便携式辅助电源装置。
背景技术
一般，随着用电设备的逐渐增加，电源的供给问题变得越来越重要。代表性的用电设备有汽车。通常，在汽车的发动时使用电能，且在所述汽车的内部附设的各种装备也使用电。因此，内置车辆用电池，以顺畅地供电。
向所述车辆用电池预先加电来进行充电，起到需要时输出所充的电能的功能。所述车辆用电池自身有规定容量的限制，因此具有的特征是如果所充的电能被完全放电，则由于该放电而不能再输出电能。因此，所述车辆用电池存在需要一直充有规定水平以上的电量的缺点。
如上所述，电池放电后的车辆通常使用下述方法，即对其施加从其他车辆的电池输出的电源来临时充电。但是，在这种情况下，需要专门有充电好了的其他车辆，打开两辆车的机盖(bonnet)，利用专门的电缆来连接各车辆的电池，因此充电过程相当不便。
为了解决上述缺点，已有便携式车辆电池充电器，但是上述便携式车辆电池存在在车辆的电池正常充电期间成为无用之物的缺点。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为解决上述问题而设计的，其目的在于提供一种汽车便携式辅助电源装置，所述装置通过内置可充电的电池并具有以不同电压输出的多个输出端，在车辆用电池放电时可临时对车辆用电池进行充电，另外，平时可对个人便携式数码装备进行充电。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，包括：输入部，其从外部输入电源；充电电路部，其对通过所述输入部输入的电源电压进行升压；电池部，其输入在所述充电电路部中被升压的电源并充电，需要时输出所充的电能；降压部，其对从所述电池部中输出的电能的电压进行降压；放电电路部，其限制从所述电池部输出的电源电流；第一输出部，其输入从所述放电电路部输出的电源并输出；第二输出部，其输入从所述降压部输出的电源并输出；以及保护电路部，其起到根据所述电池部的状态断开电路的功能，以防止所述电池部的误操作。
另外，还包括电池余量显示部，其掌握所述电池部的充电状态并由显示装置显示该状态。
另外，所述充电电路部，其特征在于，包括：升压部，其对输入的电能的电压进行升压；充电电流控制部，其通过测量电流，限制施加的电流；充电电流比较电压生成部，其生成比较电压；充电电流比较部，其比较所述比较电压和被施加的电压；充电状态比较部，其基于被施加的电能比较所述电池部的充电状态；以及充电状态显示部，其显示所述充电状态比较部的比较结果。
另外，所述放电电路部，其特征在于，包括：放电电流比较电压生成部，其生成比较电压；放电电流比较部，其对比较电压和从施加的电能所测量的电压进行比较；以及放电电流控制部，其对通过所述放电电流比较部输出的电流进行限制。
另外，所述降压部，其特征在于，包括降压电路控制部，其对施加的电能的电压进行降压。
另外，所述电池余量显示部，其特征在于，包括显示部比较部，其对从所述电池部输出的电压和比较电压进行比较。
另外，所述第二输出部，其特征在于，附设有USB插口。
(三)有益效果
具有如上所述结构的本发明，通过内置充电用电池并输出不同电压的电能，具有可同时对车辆用电池进行充电和对使用低电压的电子仪器进行充电的效果。
另外，通过使电池部的电压与车辆用电池对应，具有不需要另外的升压电路的效果。
另外，由于具有保护电路部，具有防止电池的误操作的效果。
附图说明
图1是示出本申请发明的汽车便携式辅助电源装置的优选实施例的框图。
图2示出构成本申请发明的优选实施例的充电电路部的电路。
图3示出本申请发明的优选实施例的放电电路部。
图4示出本发明的优选实施例的降压部。
图5示出本发明的优选实施例的保护电路部。
图6示出本发明的优选实施例的电池余量显示部。
附图中主要部分的标记说明
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具体实施方式
以下，参考附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。
图1是示出本申请发明的汽车便携式辅助电源装置的优选实施例的框图。
如图所示，本申请发明的便携式辅助电源装置包括：输入部10、充电电路部20、放电电路部30、电池余量显示部40、保护电路部50、电池部60、降压部70、第一输出部10和第二输出部80。
所述输入部10起到接收外部电源的供给并向充电电路部20施加电源的功能。所述输入部10例如可从车辆用充电器(cigar jack)或AC/DC适配器(adaptor)等输入电源。此时输入的额定电压优选为12V至15V。
所述充电电路部20起到控制电压，以使通过所述输入部10施加的电源能够充电至本申请发明的电池部60的作用。因此，所述充电电路部20由控制电源的电路构成。由于本申请发明的电池部60使用的电压高于通过所述输入部施加的电源的电压，优选地，使所述充电电路部20起到对施加的电源的电压进行升压的功能。例如，所述充电电路部20将施加到所述输入部10的12V至15V的电源电压升压至与所述电池部60对应的电压16.8V。
保护电路部50起到保护电路，以使本发明的便携式辅助电源装置稳定工作的功能。所述保护电路部50起到接收被所述充电电路部20升压后的16.8V电源并向所述电池部60传递的功能，且还起到将从所述电池部60输出的电源向所述放电电路部30或降压部60传递的功能。
另一方面，所述保护电路部50起到防止电池部60的充电或放电时发生异常现象，例如异常充电、异常放电、短路、过电流等的功能。本申请发明的便携式辅助电源装置由于可携带，可能会受到冲击，另外，因使用上的不注意，发生上述异常现象的可能性大。因此，优选地，通过由一种保护电路(PCM：Protection Circuit Module)构成的保护电路部50，避免上述异常现象。
另外，所述保护电路部50起到控制电池部60的平衡的功能。所述电池部60通过串联连接四个锂离子(Lithum-ion)电池构成。但是，充电时传递到各个电池上的电能会相互有差异。因此，所述保护电路部50起到使电能均匀地传递到各个电池的功能。
优选地，电池部60包括通常使用的充电电池，优选为锂离子(Lithum-ion)电池，以此起到充电能的功能。但是，所述电池部60除了所述锂离子电池之外，还可以利用锂聚合物(Lithum-polymer)电池等其他充电电池来构成。另一方面，所述电池部60起到接收从所述保护电路部50施加的电能来进行充电的功能。优选地，所述电池部60通过串联连接四个锂离子单元电池(cell)来构成，因此优选地使其在充满电时输出16.8V的电能。另一方面，所述电池部60起到如上所述预先接收电能并在需要时输出所充的电源的功能。从所述电池部60输出的电能施加到所述保护电路部50。所述电池部60根据锂离子电池的特性输出恒流和恒压的电源。
降压部70起到接收从所述保护电路部50输出的电能并降压的功能。例如，所述降压部70将从所述保护电路部50输出的电能的16.8V电压降至5V并输出到输出部。
放电电路部30在所述电池部60充满电的状态下，在为了对车辆或电子仪器进行充电而输出所充的电能时，起到对电流的最大电流进行限制的功能。因此，通过所述放电电路部30，可以不至于流出规定量以上的电流。例如，所述放电电路部30优选地将输出的电流限制在最大7A。
电池余量显示部40起到显示所述电池部60中所充的充电状态的功能。即，所述电池余量显示部40起到检查所述电池部60中所充的电能的余量并通过显示器件显示的功能。因此，所述电池余量显示部40优选地包括显示器件，例如LED(Light-Emitting Diode)，优选地可通过比较电池的充电状态，利用多个显示器件表现多种颜色。例如，优选地，通过在所述电池部60充满电时，点亮绿色LED，所述电池部60正充电时，点亮红色LED，以显示电池部60的剩余电能的量。
第一输出部80起到对经由所述放电电路部30输出的电能进行输出的功能。即，优选地，所述第一输出部80输出以16.8V电压输出的电源，并能够与连接到车辆的充电器的专门的电缆相连接。
第二输出部90起到对经由所述降压部60输出的电能进行输出的功能。即，所述第二输出部90输出被降压至5V的电源，且所述第二输出部90的末端可附设USB插口，以连接使用5V的电子仪器。
以下，对如上所述构成的本发明的优选实施例的汽车便携式辅助电源装置的工作进行说明。
首先，在所述输入部10上施加电源。如上所述，所述输入部10构成为能够与普通的AC/DC适配器或车辆用充电器的输出端连接，并被施加从所述AC/DC适配器或车辆用充电器输出的12V至15V电源。
向所述输入部10施加的电源传递到充电电路部20。所述充电电路部20上施加的电源的电压被调整。即，在所述输入部10中施加的12V至15V电压被升压至本申请发明的电池部60中使用的16.8V。在所述充电电路部20中电压调整了的电能施加到保护电路部50。
保护电路部50上施加的电能施加到电池部60并充电至所述电池部60中内置的充电电池中。此时，所述保护电路部50检测所述电池部60的充电量，并对其进行控制，以使得即使所述电池部60在充满电的状态下继续输入电能，所述电池部60也不会过充。
另一方面，在所述第一输出部80上连接装置时，所述电池部60输出电能。优选地，连接到所述第一输出部80的装置可连接汽车的电池，且可通过连接本申请发明的第一输出部80和车辆的充电器的专门的电缆来进行连接。因此，优选地，通过本申请发明的便携式辅助电源装置对车辆的电池进行充电时，通过车辆的充电器来进行充电，以方便地进行电池的充电。
所述电池部60中输出的电能如上所述具有16.8V电压。如上所述输出的电能经过保护电路部50施加到放电电路部30。到达所述放电电路部30的电能，其最大电流值被限制，像这样被控制的电能施加到第一输出部80。
传递到所述第一输出部80的电能通过连接的电缆施加到车辆的充电器，并对车辆的电池进行充电。
另一方面，在所述第二输出部90上连接装置时，所述电池部60输出电能。连接到所述第二输出部90上的装置，可连接普通的便携式电子仪器，例如，MP3播放器或电子词典等使用低电压工作的各种电子仪器。上述便携式电子仪器一般接收5V电压的电能来工作。但是，从所述电池部60输出的电能具有16.8V电压。因此，从所述电池部60输出的电能经过保护电路部50后为了进行降压而被施加到降压部70。
所述降压部70上施加的16.8V电能调整为5V电压并施加到所述第二输出部90。施加在所述第二输出部90上的电能施加到与所述第二输出部90相连接的装置上。
图2示出构成本申请发明的优选实施例的充电电路部的电路。
参考附图，所述充电电路部20大致上包括升压部21、充电电流控制部22、充电状态比较部23、充电电流比较部24、充电状态显示部25和充电电流比较电压生成部26。
所述升压部21起到对输入的电能的电压进行升压的功能。如上所述，所述输入部10上施加的电源利用12V至15V电压的普通AC-DC适配器(Adaptor)或车辆的充电器来供给电源，这样供给的电源通过所述升压部21的输入端供给。所述升压部21上供给的12V至15V电源通过升压部21并升压至16.8V。此过程通过如MC34063ACS的PWM(脉冲宽度调整)IC(集成电路)来控制。像这样电压被升压的电能输入到所述充电电流控制部22。
如上所述，所施加的具有16.8V电压的电能利用充电电流控制部22，通过分路电阻(Shunt Resistance)测量电流，从而来限制电流。所述分路电阻通常被用于测量电流，一般是在使用小电流计测量大电流时使用。所述充电电流控制部22通过max5078半导体芯片执行控制功能。
充电电流比较部24具有对比较电压和输入电压进行比较的电路结构，此时使用的比较电压在充电电流比较电压生成部26中生成。
充电状态比较部23起到基于施加的电能来比较充电状态的功能，充电状态显示部25起到以此为基准通过显示装置显示的功能。
图3示出本申请发明的优选实施例的放电电路部。
参考附图，所述放电电路部30包括放电电流控制部31、放电电流比较部32、放电电流比较电压生成部33和放电部34。
参考图1，所述放电电路部30的输入端通过保护电路部50连接电池部60的输出端。由此来施加从所述电池部60输出的16.8V电源。本申请发明的电池部60使用4个单元电池的锂离子电池，所以输出电能的容量大。因此，通过所述放电电流控制部31来进行控制以限制电流，通过所述放电电流比较部32来对利用分路电阻测量的值和从所述放电电流比较电压生成部33中生成的电压进行比较，进而控制电流。优选地，将最大电流限制在7A。
放电部34根据从放电电流控制部31输入的控制信号，断续地输出放电电流。
图4示出本发明优选实施例的降压部70。所述降压部70是在输入端通过保护电路部50接收所述电池部10的电源，并在输出端输出5V电能的降压电路。附图中所示的降压电路控制部71可由通常的降压型转换器的专用IC实现。所述降压电路控制部71的输出部优选地能够连接USB端子。因此，通过本申请发明的降压电路控制部71输出的5V电源，能够使用通常广泛应用的通过USB进行电源输入的电子仪器。
图5示出本发明的优选实施例的保护电路部。如图所示，所述保护电路部50包括温度传感部51、平衡电路部52和保护部53。所述温度传感部51通过测量电池的温度，起到当温度超过规定水平时断开电路来防止电路损伤的功能。所述温度传感部51可设置为，例如温度超过60～70度时断开电路。
另外，所述保护电路部50包括平衡电路52。本申请发明的电池部由4个单元电池(cell)组成的充电电池构成。但是，各个电池在输出电能时各个输出可能不同。因此，通过本申请发明的平衡电路52来保持各个单元电池的平衡，起到延长电池寿命的功能。
另外，保护部53通过在充电电压超过预先设置的电压(本发明中是4.24V)或放电电压未达到预先设置的电压(本发明中是2.75V)时断开充电电流或放电电流，预防过充和过放电。
图6示出本发明优选实施例的电池余量显示部40。所述电池余量显示部40通过将从所述电池部60输出并输入的电源和由电阻划分VCC的比较电压进行比较，而起到测量电池的余量并通过由LED实现的显示部来进行显示的功能。此时，电压的比较是在电池余量比较部41中进行控制。
以上对本发明的便携式辅助电源装置的优选实施例进行了详细的说明，但这仅是为了有助于对本发明的理解而以特定的实例示出的，并不限定本发明的范围。对本发明所属技术领域的技术人员而言，在此公开的实施例之外，基于本发明的技术思想可实施其他变形例是显而易见的。

Claims (7)

1.一种汽车便携式电池充电装置，其特征在于，包括：
输入部，其从外部输入电源；
充电电路部，其对通过所述输入部输入的电源电压进行升压；
电池部，其输入在所述充电电路部中被升压的电源并充电，需要时输出所充的电能；
降压部，其对从所述电池部中输出的电能的电压进行降压；
放电电路部，其限制从所述电池部输出的电源电流；
第一输出部，其输入从所述放电电路部输出的电源并输出；
第二输出部，其输入从所述降压部输出的电源并输出；以及
保护电路部，其起到根据所述电池部的状态断开电路的功能，以防止所述电池部的误操作。
2.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，还包括电池余量显示部，其掌握所述电池部的充电状态并由显示装置显示状态。
3.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，所述充电电路部包括：
升压部，其对输入的电能的电压进行升压；
充电电流控制部，其通过测量电流，限制施加的电流；
充电电流比较电压生成部，其生成比较电压；
充电电流比较部，其比较所述比较电压和被施加的电压；
充电状态比较部，其基于被施加的电能比较所述电池部的充电状态；以及
充电状态显示部，其显示所述充电状态比较部的比较结果。
4.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，所述放电电路部包括：
放电电流比较电压生成部，其生成比较电压；
放电电流比较部，其对比较电压和从被施加的电能所测量的电压进行比较；以及
放电电流控制部，其对所述放电电流比较部输出的电流进行限制。
5.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，所述降压部包括降压电路控制部，其对被施加的电能的电压进行降压。
6.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，所述电池余量显示部包括显示部比较部，其对从所述电池部输出的电压和比较电压进行比较。
7.如权利要求1所述的汽车便携式电池充电装置，其特征在于，所述第二输出部附设有USB插口。
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