CN103746437B - 一种移动电源的快速充电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电、变电或配电领域，尤其涉及一种移动电源的快速充电方法及装置，将电源适配器通过USB数据线和移动电源连接，包括以下步骤：A、电源适配器的微处理器比较接收到USB数据线上的电压波形与该微处理器内部存储的电压波形，输出不同的电压；B、移动电源的微处理器判断Micro USB插座的输入电压变化，采用不同的充电模式。使用的电源适配器和移动电源是配套的，使用的USB数据线是标准的数据线，电源适配器可分为直流电源适配器和交流电源适配器。本发明的有益效果是充电时间短，减少用户等待时间。

Description

一种移动电源的快速充电方法及装置

技术领域

本发明涉及发电、变电或配电领域，尤其涉及一种移动电源的快速充电方法及装置。

背景技术

现有移动电源普遍使用5V1A电源适配器，最大是5V2A适配器，最大输出功率不超过10W，市场上移动电源大都采用Micro USB接口给电池充电，因受到Micro USB接口最大承受电流(普通最大1A，特制不超过2A)限制，普遍使用的是5V1A电流，输入功率只有5W，特制最大输入功率不超过10W，而移动电源容量目前主流在10AH(36WH)或以上，如果使用的5V1A适配器充电需要8-10个小时，即使使用5V2A适配器充电也需要4个小时以上，对于更大容量的移动电源则需要更长的时间。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种移动电源的快速充电方法及装置，充电时间短，减少用户等待时间。

本发明采取的技术方案为提供一种移动电源的快速充电方法，将电源适配器通过USB数据线和移动电源连接，

A、电源适配器的微处理器比较接收到USB数据线上的电压波形与该微处理器内部存储的电压波形，输出不同的电压；

B、移动电源的微处理器判断Micro USB插座的输入电压变化，采用不同的充电模式。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A分为以下分步骤：

A1、当USB数据线上的电压波形与电源适配器的微处理器内部存储的电压波形一致时，输出电压为高压；

A2、当USB数据线上的电压波形与电源适配器的微处理器内部存储的电压波形不一致或者没有波形信号时，输出电压为5V。

作为本发明的进一步改进，所述步骤B分为以下分步骤：

B1：当Micro USB插座的输入电压是5V恒压时，按照低速小电流充电模式给移动电源的电池组充电；

B2：当Micro USB插座的输入电压是高压时，按照高速大电流充电模式给移动电源的电池组充电。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中USB数据线上的电压波形是由移动电源内部微处理器在自检过程中发现需要充电时候提供的。

作为本发明的进一步改进，所述移动电源的微处理器时刻监测着Micro USB插座的输入电压变化。

一种使用移动电源快速充电方法的交流充电装置，包括依次连接的交流电源适配器、USB数据线、移动电源，所述电源适配器通过USB数据线给所述移动电源充电，所述电源适配器为可变电压输出适配器，包括交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口、电源适配器的微处理器、电压采样电路、光电耦合器、开关电源控制IC及开关管，所述交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口依次连接，所述电压采样电路连接所述第二直流滤波电路，所述交流电源适配器的微处理器输出电压调整信号，与所述电压采样电路混合后与所述光电耦合器连接，所述光电耦合器与所述开关电源控制IC连接，所述开关电源控制IC通过所述开关管与所述高频电压器连接。

一种使用移动电源快速充电方法的直流充电装置，包括依次连接的直流输入插头、直流电源适配器、USB数据线、移动电源，所述直流电源适配器包括直流输入接口、第三直流滤波电路、DC-DC变换器、第四直流滤波电路、USB输出口、电源适配器的微处理器、电压采样电路，所述直流输入接口、第三直流滤波电路、DC-DC变换器、第四直流滤波电路、USB输出口依次连接，所述USB输出口与所述电源适配器的微处理器连接，所述电源适配器的微处理器输出电压调整信号，与所述电压采样电路混合后与所述DC-DC变换器连接。

作为本发明的进一步改进，所述移动电源包括USB输入口、DC-DC变换器、移动电源的微处理器、波形发生器、电池组，所述USB输入口与所述DC-DC变换器连接，所述DC-DC变换器与所述电池组连接，所述电池组与所述移动电源的微处理器连接，所述移动电源的微处理器与所述DC-DC变换器连接，所述移动电源的微处理器与所述波形发生器连接，所述波形发生器与所述USB输入口连接。

本发明的有益效果是：我们通过标准USB数据线将电源适配器和移动电源连接起来，连接正确后电源适配器自动根据移动电源的设定调整输出电压，这样可以成倍提高适配器输出功率，快速给移动电源充电，减少用户等待时间，快速充满电，客户使用方便，具有非常实用的使用效果。

附图说明

图1是本发明移动电源的快速充电方法的工作流程图；

图2是本发明移动电源的改进后充电示意图；

图3是本发明移动电源的交流充电装置结构示意图；

图4是本发明移动电源的直流充电装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口、微处理器、电压采样电路、光电耦合器、开关电源控制IC及开关管，所述交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口，USB输入口、DC-DC变换器、微处理器、波形发生器、电池组

图中数字表示1、交流电源适配器；2、USB数据线；3、Micro USB插座；4、移动电源；5、交流整流电路；6、第一直流滤波电路；7、高频变压器；8、直流整流电路；9、第二直流滤波电路；10、USB输出口；11、电源适配器的微处理器；12、电压调整信号；13、电压采样电路；14、光电耦合器；15、开关管；16、开关电源控制IC；17、USB输入口；18、DC-DC变换器；19、电池组；20、移动电源的微处理器；21、波形发生器；22、直流电源适配器；23、直流输入插头；24、直流输入接口；25、第三直流滤波电路；26、第四直流滤波电路。

Micro USB接头最大电流普通虽然只有1A但耐压却可以达到100VDC，在安全前提下我们可以将适配器提高到36V或以下输出，提高输入电压在最大电流不变的情况下，即使按照普通的接头理论最大输入功率能达到36W，按最大2A输出则能做到72W，目前市场上使用的电池大部分都允许0.5C到1C充电，按1C充电理论上可以做到1到1.5小时就可充满，如果使用快充电池则充电时间更短。

如图1所示，一种移动电源的快速充电方法，使用的是电源适配器和移动电源是配套的，而使用的USB数据线是标准的，充电过程是这样的，将配套电源适配器通过标准数据线和移动电源连接，连接正确后自动进入快充状态，快充电流根据移动电源设定的最大电流运行，如果连接不正确或者适配器连接的不是配套移动电源而是其他电器(比如手机等)，则电源适配器自动将电压调整到5V低压输出状态。

如图3所示，移动电源4的充电是通过Micro USB插座3提供的，然后通过DC-DC变换器18(直流-直流变换器)给内部的电池组19充电，充电电流大小由移动电源的微处理器20控制。

如图1所示，移动电源的微处理器20在需要充电的时候提供一组电压波形反馈给USB数据线2，提供给配套的电源适配器，同时监测Micro USB插座3的输入电压变化，S3：当Micro USB插座3的输入电压是5V恒压时，按照低速小电流充电模式给移动电源的电池组19充电；S4：当Micro USB插座3的输入电压是高压(5-36VDC范围内)时，按照高速大电流充电模式给移动电源的电池组19充电。

如图1所示，输出电压的大小由电源适配器的微处理器11决定，微处理器自动接收USB数据线2上的电压波形，将检测到的电压波形和微处理器内部存储的波形比较，S2、当USB数据线2上的电压波形与电源适配器的微处理器11内部存储的电压波形一致时，输出电压为高压；同时微处理器不停检测数据口上的电压波形，S1、当USB数据线2上的电压波形与电源适配器的微处理器11内部存储的电压波形不一致或者没有波形信号时，则将电源适配器电压降低到5V输出，输出电压为5V，以防止误给其它电器提供高压而损坏。

如图3所示，一种使用移动电源快速充电方法的交流充电装置，包括交流电源适配器1、USB数据线2、移动电源4，所述交流电源适配器1通过USB数据线2给所述移动电源4充电，所述交流电源适配器1为可变电压输出适配器，包括交流整流电路5、第一直流滤波电路6、高频变压器7、直流整流电路8、第二直流滤波电路9、USB输出口10、电源适配器的微处理器11、电压采样电路13、光电耦合器14、开关电源控制IC16及开关管15，所述交流整流电5路、第一直流滤波电路6、高频变压器7、直流整流电路8、第二直流滤波电路9、USB输出口10依次连接，所述电压采样电路13连接所述第二直流滤波电路9，所述电源适配器的微处理器11输出电压调整信号12，与所述电压采样电路13混合后与所述光电耦合器14连接，所述光电耦合器14与所述开关电源控制IC16连接，所述开关电源控制IC16通过所述开关管15与所述高频电压器7连接。

如图4所示，一种使用移动电源快速充电方法的直流充电装置，包括依次连接的直流输入插头23、直流电源适配器22、USB数据线2、移动电源4，所述直流电源适配器22包括直流输入接口24、第三直流滤波电路25、DC-DC变换器18、第四直流滤波电路26、USB输出口10、电源适配器的微处理器11、电压采样电路13，所述直流输入接口24、第三直流滤波电路25、DC-DC变换器18、第四直流滤波电路26、USB输出口10依次连接，所述USB输出口1与所述电源适配器的微处理器11连接，所述电源适配器的微处理器11输出电压调整信号12，与所述电压采样电路13混合后与所述DC-DC变换器18连接，输入直流电经过第三直流滤波电路25后进入直流-直流(DC-DC)变换器18进行变换，再经过第四直流滤波电路26滤波，通过USB输出口10输出直流电，输出直流电的大小由输出电压采样电路13和电源适配器的微处理器11的电压调整信号12混合后反馈给直流-直流(DC-DC)变换器18，直流-直流(DC-DC)变换器18根据反馈信号自动调整输出电压。

如图3、图4所示所述移动电源包括USB输入口17、DC-DC变换器18、移动电源的微处理器20、波形发生器21、电池组19，所述USB输入口17与所述DC-DC变换器18连接，所述DC-DC变换器18与所述电池组19连接，所述电池组19与所述移动电源的微处理器20连接，所述移动电源的微处理器20与所述DC-DC变换器18连接，所述移动电源的微处理20器与所述波形发生器连21接，所述波形发生器21与所述USB输入口17连接。所述可变电压范围为5-36VDC。

如图3所示电源适配器工作流程：交流电经过交流整流和滤波后变为高压直流电，开关电源控制IC控制开关管的导通，将流过高频变压器的高压直流电变成我们需要的与交流输入端完全隔离的高频低压交流电，再经过低压整流和滤波电路得到我们需要的低压直流电，输出直流电的大小由输出电压采样电路和微处理器的电压调整信号混合后经过光电耦合器反馈给开关电源控制IC，开关电源控制IC根据反馈信号自动调整开关管的导通时间，让输出电压稳定在我们需要的范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种移动电源的快速交流充电装置，其特征在于：包括依次连接的交流电源适配器、USB数据线、移动电源，所述电源适配器通过USB数据线给所述移动电源充电，所述电源适配器为可变电压输出适配器，包括交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口、电源适配器的微处理器、电压采样电路、光电耦合器、开关电源控制IC及开关管，所述交流整流电路、第一直流滤波电路、高频变压器、直流整流电路、第二直流滤波电路、USB输出口依次连接，所述电压采样电路连接所述第二直流滤波电路，所述交流电源适配器的微处理器输出电压调整信号，与所述电压采样电路混合后与所述光电耦合器连接，所述光电耦合器与所述开关电源控制IC连接，所述开关电源控制IC通过所述开关管与所述高频电压器连接。

2.一种移动电源的快速直流充电装置，其特征在于：包括依次连接的直流输入插头、直流电源适配器、USB数据线、移动电源，所述直流电源适配器包括直流输入接口、第三直流滤波电路、DC-DC变换器、第四直流滤波电路、USB输出口、电源适配器的微处理器、电压采样电路，所述直流输入接口、第三直流滤波电路、DC-DC变换器、第四直流滤波电路、USB输出口依次连接，所述USB输出口与所述电源适配器的微处理器连接，所述电源适配器的微处理器输出电压调整信号，与所述电压采样电路混合后与所述DC-DC变换器连接。

3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于：所述移动电源包括USB输入口、DC-DC变换器、移动电源的微处理器、波形发生器、电池组，所述USB输入口与所述DC-DC变换器连接，所述DC-DC变换器与所述电池组连接，所述电池组与所述移动电源的微处理器连接，所述移动电源的微处理器与所述DC-DC变换器连接，所述移动电源的微处理器与所述波形发生器连接，所述波形发生器与所述USB输入口连接。