CN103607028B - 一种适用于移动电源的直流瓦时计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于移动电源的直流瓦时计，所述直流瓦时计包括一微控制单元，一检测单元，一受电设备接口，至少一个供电设备接口，一显示单元以及一存储单元，其中所述检测单元检测输入电压以及检测电阻两端的电压差；所述微控制单元实时获取检测单元中的输入电压以及检测电阻两端的电压差；所述受电设备接口外接受电设备并且连接至所述检测电阻的一端；所述供电设备接口外接供电设备并且连接至所述检测电阻的另一端；所述显示单元显示移动电源的充/放电信息；所述存储单元存储移动电源的充/放电信息。本发明所涉及的直流瓦时计能够实时显示移动电源的充/放电信息，还可以防止充/放电信息在掉电后丢失。
Description
技术领域
本发明涉及直流瓦时计，尤其涉及一种适用于移动电源的直流瓦时计。
背景技术
随着智能手机和平板电脑的广泛使用，消费者对移动电源的需求越来越大，但是当外部设备对移动电源充电或者移动电源对其他终端设备充电时，消费者并不清楚移动电源的充/放电信息，其中充电信息是指外部设备对移动电源充电时的输入电压、输入电流以及输入功率；放电信息是指移动电源对其他终端设备充电时的输入电压、输入电流以及输入功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于移动电源的直流瓦时计，以便实时显示移动电源的充/放电信息，还具有防止充/放电信息在掉电后丢失的功能。
为实现上述目的，本发明提出了一种适用于移动电源的直流瓦时计，所述直流瓦时计包括一微控制单元，一检测单元，一受电设备接口以及至少一个供电设备接口，其中：
所述检测单元，用于检测输入电压以及检测电阻两端的电压差；
所述微控制单元，用于实时获取检测单元中的输入电压以及检测电阻两端的电压差；
所述受电设备接口，用于外接受电设备并且连接至所述检测电阻的一端；
所述供电设备接口，用于外接供电设备并且连接至所述检测电阻的另一端。
优选的是，所述微控制单元用于根据所述输入电压以及检测电阻两端的电压差计算输入电流和输入功率。
优选的是，所述直流瓦时计还包括一显示单元，所述显示单元与所述微控制单元通讯连接，用于显示输入电压、输入电流以及输入功率中的至少一项。
优选的是，所述微控制单元包括第一按键和第二按键，用于控制所述显示单元的显示内容。
优选的是，所述直流瓦时计还包括一存储单元，所述存储单元与所述微控制单元通讯连接，用于存储输入电压、输入电流以及输入功率中的至少一项。
优选的是，所述直流瓦时计还包括一稳压单元，所述稳压单元与所述微控制单元以及所述存储单元相连接，用于对其提供稳压后的电压。
优选的是，所述直流瓦时计包括两个供电设备接口，即直流电源接口和MICRO接口。
优选的是，当所述移动电源的额定电流大于2A时，采用所述直流电源接口；当所述移动电源的额定电流小于2A时，采用所述MICRO接口。
优选的是，所述检测单元的具体电路包括：
串联的第一电阻和第二电阻的一端连接至所述供电设备接口与检测电阻的连接点，其另一端接地；
从第一电阻和第二电阻的中点引出第二电容与第二电阻并联，并且引出连线连接至第一运算放大器的同相输入端；
第一运算放大器的反相输入端连接至其输出端；
第一运算放大器的输出经第十一电阻连接至第二运算放大器的反相输入端，并且经并联的第五电容和第六电阻连接至第二运算放大器的输出端；
串联的第三电阻和第四电阻的一端连接至所述受电设备接口与检测电阻的连接点，其另一端接地；
从第三电阻和第四电阻的中点引出第四电容与第四电阻并联，并且引出连线连接至第二运算放大器的同相输入端。
本发明的有益效果在于本发明所涉及的直流瓦时计能够适用于不同规格的移动电源，实时显示移动电源的充/放电信息，并且能够通过按键切换显示内容，还可以防止充/放电信息在掉电后丢失。
附图说明
图1示出了本发明所涉及的直流瓦时计的结构框图。
图2示出了本发明所涉及的直流瓦时计的输入输出接口电路。
图3示出了本发明所涉及的直流瓦时计的检测电路。
图4示出了本发明所涉及的直流瓦时计的控制电路。
图5示出了本发明所涉及的直流瓦时计的稳压电路。
图6示出了本发明所涉及的直流瓦时计的存储电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，依照本发明所涉及的适用于移动电源的直流瓦时计包括微控制单元10，检测单元20，稳压单元30，存储单元40，显示单元50，第一接口60，第二接口70以及第三接口80。其中微控制单元10分别与检测单元20，稳压单元30，存储单元40，显示单元50相连接；稳压单元30将外接的供电设备供给的电压进行稳压后供给至微控制单元10和存储单元40；检测单元20连接至检测电阻R5的两端；第一接口60与第二接口70并联连接后连接至检测电阻R5的一端；第三接口80连接至检测电阻R5的另一端。
具体的输入输出接口电路如图2所示，第一接口60优选是5V的直流输入接口，第二接口70优选是5V五引脚的MICRO输入接口，第三接口80优选是四引脚的USB输出接口。第一接口60和第二接口70并联连接，通过第一电容C1滤波后连接至检测电阻R5，检测电阻R5并联连接了第三电容C3，之后经并联电路连接至第三接口80的第一引脚和第四引脚，所述并联电路由第六电容C6，第七电容C7，第七电阻R7和第八电阻R8的串联支路，第九电阻R9和第十电阻R10的串联支路组成，从串联支路第七电阻R7和第八电阻R8的中点引出连线连接至第三接口80的第二引脚，从串联支路第九电阻R9和第十电阻R10的中点引出连线连接至第三接口80的第三引脚。
目前市场上出售的移动电源一般都具有与上述输入输出接口电路中的三个接口相对应的接口。
当移动电源作为受电设备时，所述移动电源接至第三接口80，根据所述移动电源的额定电流来选择采用第一接口60或第二接口70外接供电设备，具体当所述移动电源的额定电流大于2A时，采用第一接口60外接5V直流电源；当所述移动电源的额定电流小于2A时，采用第二接口70外接5VMICRO供电设备，且A点的电位值VA作为输入电压值，B点电位值VB作为输出电压值，如图2所示。
当移动电源作为供电设备时，根据所述移动电源的额定电流来选择采用第一接口60或第二接口70，具体当所述移动电源的额定电流大于2A时，采用第一接口60外接所述移动电源；当所述移动电源的额定电流小于2A时，采用第二接口70外接所述移动电源，第三接口80外接受电设备，例如智能移动终端等，且A点电位值VA作为输入电压值，B点电位值VB作为输出电压值，如图2所示。
下面以移动电源作为受电设备为例进行说明。
具体的检测电路如图3所示，该检测电路中采用两个LM358运算放大器U2，其中第一运算放大器U2A作为电压跟随器，第二运算放大器U2B作为减法器。串联的第一电阻R1和第二电阻R2的一端接至输入输出接口电路的A点，其另一端接地，从第一电阻R1和第二电阻R2的中点C引出第二电容C2与第二电阻R2并联，并且引出连线连接至第一运算放大器U2A的同相输入端，第一运算放大器U2A的反相输入端接至其输出端使其成为电压跟随器，第一运算放大器U2A的输出经第十一电阻R11连接至第二运算放大器U2B的反相输入端，并且经并联的第五电容C5和第六电阻R6连接至第二运算放大器U2B的输出端，串联的第三电阻R3和第四电阻R4的一端接至输入输出接口电路的B点，其另一端接地，从第三电阻R3和第四电阻R4的中点D引出第四电容C4与第四电阻R4并联，并且引出连线连接至第二运算放大器U2B的同相输入端，第二运算放大器U2B由输入输出接口电路中B点的电压VB供电，第二运算放大器U2B的输出VOICC即为检测电阻R5两端的电压差。
控制电路如图4所示，该控制电路的控制芯片U3采用UPD78F9212型控制芯片，所述控制芯片U3的第五引脚连接至稳压单元30，由稳压单元30供给3V电；其第四引脚接地；所述控制芯片U3的第六引脚SCK和第七引脚SDA为I2C总线接口，上述两个引脚连接至显示单元50；所述控制芯片U3的第十四引脚SCL1和第十五引脚SDA1也是I2C总线接口，上述两个引脚连接至存储单元40；所述控制芯片U3的第九引脚连接至检测电路中的C点，该点的电压VIN即为充电信息中的输入电压；所述控制芯片U3的第十六引脚连接至检测电路中第二运算放大器U2B的输出端，该端的电压VOICC即为检测电阻R5两端的电压差，通过欧姆定律：I=VOICC/R5，便得到了充电信息中的输入电流；所述控制芯片U3的第十引脚通过第二按键S2接地；所述控制芯片U3的第十一引脚通过第一按键S1接地。
稳压电路如图5所示，该稳压电路的稳压芯片U1采用XC6206，所述稳压芯片U1的第二引脚连接至外接的供电设备；其第三引脚接地；其第一引脚将稳压后的电压VCC输出至微控制单元10和存储单元40。
存储电路如图6所示，该存储电路的存储芯片U4采用24C02，所述存储芯片U4的第一、五、六、七、八引脚接至稳压芯片U1的第一引脚；所述存储芯片U4的第二、三、四引脚接地；并且所述存储芯片U4的第六引脚SCL1连接至所述控制芯片U3的第十四引脚SCL1，所述存储芯片U4的第五引脚SDA1连接至所述控制芯片U3的第十五引脚SDA1。
所述显示单元50采用LCD12864显示器。
本发明所涉及的各单元电路共用同一个接地点。
具体的工作原理是：假设所述移动电源的额定电流小于2A，采用第二接口70外接5VMICRO供电设备，第三接口80外接所述移动电源。
所述控制芯片U3通过第九引脚实时获取检测电路中C点的电压VIN，即获取充电信息中的输入电压；通过第十六引脚实时获取检测电路中第二运算放大器U2B的输出端电压VOICC，即检测电阻R5两端的电压差，通过欧姆定律：I=VOICC/R5，便得到了充电信息中的输入电流；当第二接口70外接5VMICRO供电设备时，所述控制芯片U3的定时器开始记录充电时间T；通过上述的输入电压VIN，输入电流I以及充电时间T，便可得出充电电量W。所述微控制单元10实时将上述充电信息通过I2C总线传输至存储单元40和显示单元50，通过显示单元50中的LCD12864进行显示，为了防止充电信息在掉电后丢失，因此将充电信息在存储芯片U4中进行存储。此外用户还可以通过微控制单元10中的第一按键S1和第二按键S2控制显示单元50的显示内容，例如短按第一按键S1显示本次的充电信息，短按第二按键S2显示上次的充电信息，长按第二按键S2则清除显示器上的内容。
本发明所涉及的直流瓦时计能够实时显示移动电源的充/放电信息，并且能够通过按键切换显示内容，还可以防止充/放电信息在掉电后丢失。
Claims (8)
1.一种适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述直流瓦时计包括一微控制单元，一检测单元，一受电设备接口以及至少一个供电设备接口，其中：
所述检测单元，用于检测输入电压以及检测电阻两端的电压差；
所述微控制单元，用于实时获取检测单元中的输入电压以及检测电阻两端的电压差；
所述受电设备接口，用于外接受电设备并且连接至所述检测电阻的一端；
所述供电设备接口，用于外接供电设备并且连接至所述检测电阻的另一端；
其中，所述检测单元的具体电路包括：
串联的第一电阻和第二电阻的一端连接至所述供电设备接口与检测电阻的连接点，其另一端接地；
从第一电阻和第二电阻的中点引出第二电容与第二电阻并联，并且从第一电阻和第二电阻的中点引出连线连接至第一运算放大器的同相输入端；
第一运算放大器的反相输入端连接至第一运算放大器的输出端；
第一运算放大器的输出经第十一电阻连接至第二运算放大器的反相输入端，并且经并联的第五电容和第六电阻连接至第二运算放大器的输出端；
串联的第三电阻和第四电阻的一端连接至所述受电设备接口与检测电阻的连接点，串联的第三电阻和第四电阻的另一端接地；
从第三电阻和第四电阻的中点引出第四电容与第四电阻并联，并且引出连线连接至第二运算放大器的同相输入端。
2.根据权利要求1所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述微控制单元用于根据所述输入电压以及检测电阻两端的电压差计算输入电流和输入功率。
3.根据权利要求1所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述直流瓦时计还包括一显示单元，所述显示单元与所述微控制单元通讯连接，用于显示输入电压、输入电流以及输入功率中的至少一项。
4.根据权利要求3所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述微控制单元包括第一按键和第二按键，用于控制所述显示单元的显示内容。
5.根据权利要求1所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述直流瓦时计还包括一存储单元，所述存储单元与所述微控制单元通讯连接，用于存储输入电压、输入电流以及输入功率中的至少一项。
6.根据权利要求5所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述直流瓦时计还包括一稳压单元，所述稳压单元与所述微控制单元以及所述存储单元相连接，所述稳压单元用于对所述微控制单元和存储单元提供稳压后的电压。
7.根据权利要求1所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：所述直流瓦时计包括两个供电设备接口，即直流电源接口和MICRO接口。
8.根据权利要求7所述的适用于移动电源的直流瓦时计，其特征在于：当所述移动电源的额定电流大于2A时，采用所述直流电源接口；当所述移动电源的额定电流小于2A时，采用所述MICRO接口。
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