CN102684268A - 移动电源自动调节匹配输出电压的电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开了一种移动电源自动调节匹配输出电压的电路及方法，电路包括用于供电的电源电池和MCU控制单元及负载单元，所述MCU控制单元包括用于采集负载参数信息的AD数据采集模块、MCU控制模块、用于存储负载参数信息的负载信息存储模块以及用于控制匹配电压输出的电压转换输出控制模块。负载信息存储单元存储数码产品的型号、最优充电电压和充电电流，利用MCU控制，可自动检测充电负载的类型，并输出匹配的最佳充电电压及充电电流，解决现有移动电源充电所存在数码产品的电源电池充不满或充电后使用时间短的问题；并通过通用USB接口连接输出，可以对不同的数码产品进行充电，通用性强。
Description
技术领域
本发明属于移动电源的MCU控制技术领域，具体为一种移动电源自动调节匹配输出电压的电路及方法。
背景技术
“移动电源”这个概念是随着目前数码产品的普及和快速增长而发展起来的，其定义就是方便易携带的大容量随身电源。
随着数码产品功能日益多样化，人们生活水平的不断提高，越来越多的数码产品（如手机、平板电脑、数码相机、摄像机、PDA、MP3、MP4、GPS等）进入到我们的生活当中，与我们日常生活的关联也越来越密切，这些设备采用电池作为电源，由于受到生产成本的限制，这些设备的原配电池的容量较低，无法满足人们的正常使用要求，特别是在出差或旅游时，这些设备使用频繁，经常会出现电池电量用完设备无法使用的情况，而人们不可能为每种设备都配备一个备用电池，这样不但成本高而且也不方便。如何提高数码产品使用时间，发挥其最大功用，移动电源应运而生，随身携带一个移动电源，就可以实现于室外随时随地为多种数码产品移动充电。
目前大多数的数码产品的电源电池采用聚合物电池或锂离子电池，此类电池的标称电压为3.7V，一般可以采用直流5V进行充电，也是目前市面上移动电源普遍采用的充电输出电压。但是由于不同数码产品的生产厂家及应用要求不同，对电源电池的充电要求有一些细微的差别，若采用充电输出电压及输出电流固定的移动电源，会导致数码产品的电源电池充不满或充电后使用时间短的问题，对于某些要求特殊的品牌，甚至可能无法进行充电。
发明内容
针对现有移动电源技术中所存在的输出电压固定的不足，本发明的目的在于提供一种移动电源自动调节匹配输出电压的电路及方法，可自动检测充电负载的类型，根据移动电源内存储的充电参数输出匹配的最佳输出电压，从而解决现有移动电源充电所存在数码产品的电源电池充不满或充电后使用时间短的问题，并提高移动电源的通用性。
为实现上述目的，本发明将通过下述技术方案来实现：移动电源自动调节匹配输出电压的电路，包括用于供电的电源电池和MCU控制单元及负载单元，其特征在于：所述MCU控制单元包括用于采集负载参数信息的AD数据采集模块、MCU控制模块、用于存储负载参数信息的负载信息存储模块以及用于控制匹配电压输出的电压转换输出控制模块，所述电源电池分别连接到MCU控制模块和电压转换输出控制模块，负载单元、AD数据采集模块、MCU控制模块和电压转换输出控制模块依次连接构成一个闭合的回路，所述负载信息存储模块与MCU控制模块相互连接。
进一步地，所述MCU控制单元由专用电源管理芯片及其外围电路组成。
进一步地，所述负载单元通过USB接口连接负载，所述USB接口采用通用标准USB接口或者兼容标准USB输出类型的非标准USB接口。
作为优选，所述电压转换输出控制模块的电压转换方式采用DA数模转换，所述专用电源管理芯片采用EM78P182芯片，所述USB接口采用通用标准USB接口。
进一步地，所述USB接口包括VCC、D+、D-及GND四条线。
移动电源自动调节匹配输出电压的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（a）负载通过负载单元的通用USB接口接入，负载单元自动识别负载型号，并将负载型号参数通过数据通信传递到MCU控制单元的AD数据采集模块；
（b）AD数据采集模块将负载单元传递来的负载型号参数进行模数转换后传送到MCU控制模块；
（c）MCU控制模块收到AD数据采集模块传送来的负载型号参数，对负载信息存储模块中存储的负载参数信息进行遍历查询，确定负载电池的充电电压和负载电池的充电电流，并输出控制信号到电压转换输出控制模块；
（d）电压转换输出控制模块根据MCU控制模块输出的控制信号，控制电源电池对负载电池的充电电压及充电电流。
进一步地，所述负载信息存储模块存储的负载参数信息包括负载型号、负载电池的充电电压和充电电流。
进一步地，所述电压转换输出控制模块控制USB接口VCC、D+及D-的电压、电流输出范围分别为4V～6V、0A～3A，对负载电池的充电电压的调节范围为4V～6V，对负载电池的充电电流的调节范围为0A～3A。
本发明创造相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、通过负载信息存储单元存储数码产品的型号、最优充电电压和充电电流，利用MCU进行控制，当负载通过USB连接到负载单元时，可自动检测充电负载的类型，并输出匹配的最佳充电电压及充电电流，解决了现有移动电源充电所存在数码产品的电源电池充不满或充电后使用时间短的问题；
2、负载信息存储单元可存储大量的数码产品的型号、最优充电电压和充电电流信息，并通过通用USB接口连接输出，可以对不同的数码产品进行充电，提高了移动电源的通用性。
附图说明
图1为本发明移动电源自动调节匹配输出电压的电路及方法的实现原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明创造的实施方式不限于此。
如图1所示，移动电源自动调节匹配输出电压的电路，包括用于供电的电源电池1和MCU控制单元2及负载单元3，其特征在于：所述MCU控制单元2包括用于采集负载参数信息的AD数据采集模块21、MCU控制模块22、用于存储负载参数信息的负载信息存储模块24以及用于控制匹配电压输出的电压转换输出控制模块23，所述电源电池1分别连接到MCU控制模块22和电压转换输出控制模块23，负载单元3、AD数据采集模块21、MCU控制模块22和电压转换输出控制模块23依次连接构成一个闭合的回路，所述负载信息存储模块24与MCU控制模块22相互连接。
所述MCU控制单元2由EM78P182芯片及其外围电路组成。
所述电压转换输出控制模块23的电压转换方式采用DA数模转换。
所述负载单元3的USB接口采用通用标准USB接口，USB接口包括VCC、D+、D-及GND四条线。
实施例，诺基亚手机的充电电压一般在4.8V左右，电流不能超过1A，将诺基亚手机连接到移动电源负载单元3的通用USB接口，负载单元3自动识别负载型号，并将负载型号参数通过数据通信传递到MCU控制单元2的AD数据采集模块21，AD数据采集模块21将负载单元3传递来的负载型号参数进行模数转换后传送到MCU控制模块22，MCU控制模块22收到AD数据采集模块21传送来的负载型号参数，对负载信息存储模块24中存储的负载参数信息进行遍历查询，获得属性Φ(诺基亚N97，4.8，1)，并输出控制信号到电压转换输出控制模块23，控制电源电池1对诺基亚手机的充电电压输出4.8V，限制最大输出电流1A。
另一实施例，苹果Ipad的充电电压为5V，电流为2A，将苹果Ipad连接到移动电源负载单元3的通用USB接口，负载单元3自动识别负载型号，并将负载型号参数通过数据通信传递到MCU控制单元2的AD数据采集模块21，AD数据采集模块21将负载单元3传递来的负载型号参数进行模数转换后传送到MCU控制模块22，MCU控制模块22收到AD数据采集模块21传送来的负载型号参数，对负载信息存储模块24中存储的负载参数信息进行遍历查询，获得属性Φ(Ipad，5，2)，并输出控制信号到电压转换输出控制模块23，控制电源电池1对诺基亚手机的充电电压输出5V，限制最大输出电流2A。
上述实施例为本发明创造较佳的实施方式，但本发明创造的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创造的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.移动电源自动调节匹配输出电压的电路，包括用于供电的电源电池、MCU控制单元及负载单元，其特征在于：所述MCU控制单元包括用于采集负载参数信息的AD数据采集模块、MCU控制模块、用于存储负载参数信息的负载信息存储模块以及用于控制匹配电压输出的电压转换输出控制模块，所述电源电池分别连接到MCU控制模块和电压转换输出控制模块，负载单元、AD 数据采集模块、MCU控制模块和电压转换输出控制模块依次连接构成一个闭合的回路，所述负载信息存储模块与MCU控制模块相互连接。
2.根据权利要求1所述的移动电源自动调节匹配输出电压的电路，其特征在于：所述MCU控制单元由专用电源管理芯片及其外围电路组成。
3.根据权利要求2所述的移动电源自动调节匹配输出电压的电路，其特征在于：所述负载单元通过USB接口连接负载，所述USB接口采用通用标准USB接口或者兼容标准USB输出类型的非标准USB接口。
4.根据权利要求3所述的移动电源自动调节匹配输出电压的电路，其特征在于：所述电压转换输出控制模块的电压转换方式采用DA数模转换，所述专用电源管理芯片采用EM78P182芯片，所述USB接口采用通用标准USB接口。
5.根据权利要求4所述的移动电源自动调节匹配输出电压的电路，其特征在于：所述USB接口包括VCC、D+、D-及GND四条线。
6.移动电源自动调节匹配输出电压的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（a）负载通过负载单元的USB接口接入，负载单元自动识别负载型号，并将负载型号参数通过数据通信传递到MCU控制单元的AD数据采集模块；
（b）AD数据采集模块将负载单元传递来的负载型号参数进行模数转换后传送到MCU控制模块；
（c）MCU控制模块收到AD数据采集模块传送来的负载型号参数，对负载信息存储模块中存储的负载参数信息进行遍历查询，确定负载电池的充电电压和负载电池的充电电流，并输出控制信号到电压转换输出控制模块；
（d）电压转换输出控制模块根据MCU控制模块输出的控制信号，控制电源电池对负载电池的充电电压及充电电流。
7.根据权利要求6所述的移动电源自动调节匹配输出电压的方法，其特征在于：所述负载信息存储模块存储的负载参数信息包括负载型号、负载电池的充电电压和充电电流。
8.根据权利要求7所述的移动电源自动调节匹配输出电压的方法，其特征在于：所述电压转换输出控制模块控制USB接口VCC、D+及D-的电压、电流输出范围分别为4V～6V、0A～3A，对负载电池的充电电压的调节范围为4V～6V，对负载电池的充电电流的调节范围为0A～3A。
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