CN104092269A - 移动电源的充电速度的衡量方法及移动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移动电源的充电速度的衡量方法，包括步骤：A)以预定间隔时间获取对所述移动电源进行充电的实时充电电压及实时充电电流；B)根据步骤A)获取的实时充电电压及实时充电电流计算出对所述移动电源进行充电的实时充电功率；C)利用步骤B)计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得对所述移动电源进行充电的充电功率倍数。本发明还公开了一种利用该衡量方法的移动电源。本发明提供了对移动电源进行充电的充电速度的指标，并能够向用户直观地显示衡量对移动电源进行充电的充电速度的指标。

Description

移动电源的充电速度的衡量方法及移动电源

技术领域

本发明涉及一种移动电源的充电速度的衡量方法及移动电源。

背景技术

随着物质生活水平的不断提高，各种智能手机、数码产品功能日益多样化，使用更加频繁，由于这些智能手机或数码产品配置的电池的容量较小，如何提高数码产品以及电子产品的使用时间、方便人们的生活、及时补充电源、发挥其最大功用的重要性就更加刻不容缓。日常生活中，特别是在外出旅行时，人们通常会携带大容量的移动电源，可方便的给智能手机或数码产品随时进行充电。

目前市场上大容量的移动电源虽然延长了使用时间，并且对移动电源进行充电的充电时间也大大的缩短，但是在充电过程中，没有衡量对移动电源进行充电的充电速度(或称充电功率的高低)的指标，也未能向用户直观地显示衡量对移动电源进行充电的充电速度的指标。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种移动电源的充电速度的衡量方法，包括步骤：A)以预定间隔时间获取对所述移动电源进行充电的实时充电电压及实时充电电流；B)根据步骤A)获取的实时充电电压及实时充电电流计算出对所述移动电源进行充电的实时充电功率；C)利用步骤B)计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得对所述移动电源进行充电的充电功率倍数。

进一步地，所述衡量方法还包括步骤：D)将由步骤C)获得的充电功率倍数进行显示。

本发明的另一目的还在于提供一种移动电源，包括充电模块、电池保护模块、电池组、稳压输出模块及单片机模块，其中，所述充电模块、电池保护模块、电池组及稳压输出模块依次电连接，所述充电模块中设置有与电脑电源适配器输出接口相匹配的充电输入接口，所述充电模块通过所述电池保护模块对所述电池组进行充电，所述电池组通过所述稳压输出模块对电子数码产品进行充电，所述单片机模块分别与所述电池保护模块和稳压输出模块连接，用于对所述移动电源的充电过程和放电过程进行控制，其中，所述单片机模块还用于获取所述电池保护模块对所述电池组进行充电的实时充电电压及实时充电电流，且根据获取的实时充电电压及实时充电电流计算出所述电池保护模块对所述电池组进行充电的实时充电功率，且利用计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得所述电池保护模块对所述电池组进行充电的充电功率倍数。

进一步地，所述移动电源还包括LCD显示装置，其中，所述LCD显示装置与所述单片机模块连接，用于显示所述充电功率倍数。

进一步地，所述充电模块包括第一降压电路，用于将电脑电源适配器输入的电压降至第一预定电压提供给所述电池保护模块。

进一步地，所述稳压输出模块包括第二降压电路，用于将所述电池组的电压降至第二预定电压提供给电子数码产品。

进一步地，所述充电模块还连接到所述稳压输出模块，当所述电脑电源适配器与电子数码产品同时连接到所述移动电源时，所述电脑电源适配器通过所述充电模块直接对电子数码产品进行充电。

进一步地，所述电池保护模块包括一充电平衡电路，用于防止所述电池组中的每一节电池过流、过压、过充、过放、过功率、短路或温度过高。

进一步地，所述稳压输出模块还连接有插入检测及过流保护电路，用于检测电子数码产品是否接入所述移动充电电源以及对电子数码产品充电过程的过流保护。

进一步地，所述稳压输出模块还包括与电子数码产品匹配的标准输出接口。

本发明提供了对移动电源进行充电的充电速度的指标，并能够向用户直观地显示衡量对移动电源进行充电的充电速度的指标。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的移动电源的充电速度的衡量方法的流程图；

图2是根据本发明的实施例的LCD显示装置的显示状态示意图；

图3是根据本发明的实施例的移动充电电源的模块连接图。

图4是根据本发明的实施例的充电模块中的降压电路的电路图。

图5是根据本发明的实施例的电池保护模块的电路图。

图6是根据本发明的实施例的电池组的连接示意图。

图7是根据本发明的实施例的单片机模块的示意图。

图8是根据本发明的实施例的LCD显示装置与单片机模块的连接示意图。

图9是根据本发明的实施例的稳压输出模块中的降压电路的电路图。

图10a和图10b是根据本发明的实施例的稳压输出模块中插入检测及过流保护的电路图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

图1是根据本发明的实施例的移动电源的充电速度的衡量方法的流程图。

参照图1，在步骤110中，以预定间隔时间获取对移动电源进行充电的实时充电电压及实时充电电流。在该步骤中，所述预定间隔时间可预先设定于移动电源的单片机模块中。

在步骤120中，根据步骤110获取的实时充电电压及实时充电电流计算出对移动电源进行充电的实时充电功率。在该步骤中，以式子P＝U×I计算出对移动电源进行充电的实时充电功率，其中，P表示对移动电源进行充电的实时充电功率，U表示获取的实时充电电压，I表示获取的实时充电电流。

在步骤130中，利用计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得对移动电源进行充电的充电功率倍数。在该步骤中，预设充电功率可被定义为以电压为3.7V、电流为1000mA对容量为1000mAh电池充电1小时(h)的平均功率，即3.7W，但本发明并不限制于此。此外，在该步骤中，以式子a＝P/X计算出对移动电源进行充电的充电功率倍数，其中，a表示对移动电源进行充电的充电功率倍数，X表示预设充电功率。该充电功率倍数a即是对移动电源进行充电的充电速度的衡量指标，其值的范围为0到9.9。而实际中，充电功率倍数可能会大于9.9倍，这时也显示9.9。充电功率倍数a的值越大表示对移动电源进行充电的充电速度越快，反之，充电功率倍数a的值越小表示对移动电源进行充电的充电速度越慢。

在步骤140中，将由步骤130获得的充电功率倍数进行显示。例如，将获得的充电功率倍数a显示在图2示出的LCD显示装置中。

以下对根据本发明的实施例的移动电源进行详细地描述。

图3是根据本发明的实施例的移动充电电源的模块连接图。

参照图3，本实施例提供的移动电源，包括充电模块1、电池保护模块2、电池组3、稳压输出模块4及单片机模块5，其中，充电模块1、电池保护模块2、电池组3以及稳压输出模块4依次连接。

充电模块1中设置有与电脑电源适配器6输出接口相匹配的充电输入接口。所述充电模块1包括第一降压电路，电脑电源适配器6输入的电压经过第一降压电路降压后输出第一预定电压(例如，16.8V)提供给所述电池保护模块2，对所述电池组3进行充电，其中，电池组3由多节串联的电池组成。稳压输出模块4包括第二降压电路，电池组3输出的电压经过第二降压电路降压后输出第二预定电压(例如，5V)提供给电子数码产品进行充电；其中，稳压输出模块4设置有与电子数码产品匹配的标准输出接口401。

单片机模块5分别与所述电池保护模块2和稳压输出模块4连接，用于对所述移动电源的充电过程和放电过程(即对电子数码产品进行充电的过程)进行控制。

单片机模块5进一步还用于以预定间隔时间通过SMbus(系统管理总线控制器)获取电池保护模块2对电池组3进行充电的实时充电电压及实时充电电流。这里，所述预定间隔时间可预先设定于单片机模块5中。

单片机模块5进一步还用于根据获取的实时充电电压及实时充电电流计算出电池保护模块2对电池组3进行充电的实时充电功率。这里，单片机模块5以式子P＝U×I计算出对移动电源进行充电的实时充电功率，其中，P表示对移动电源进行充电的实时充电功率，U表示获取的实时充电电压，I表示获取的实时充电电流。

单片机模块5进一步利用计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得电池保护模块2对电池组3进行充电的充电功率倍数。这里，所述预设充电功率可被定义为以电压为3.7V、电流为1000mA对容量为1000mAh电池充电1小时(h)的平均功率，即3.7W，但本发明并不限制于此。此外，单片机模块5以式子a＝P/X计算出对移动电源进行充电的充电功率倍数，其中，a表示对移动电源进行充电的充电功率倍数，X表示预设充电功率。该充电功率倍数a即是对移动电源进行充电的充电速度的衡量指标，其值的范围为0到9.9。而实际中，充电功率倍数可能会大于9.9倍，这时也显示9.9。充电功率倍数a的值越大表示对移动电源进行充电的充电速度越快，反之，充电功率倍数a的值越小表示对移动电源进行充电的充电速度越慢。

另外，单片机模块5还连接有LCD显示装置7，其中，LCD显示装置7用于显示单片机模块5获得的充电功率倍数。例如，将获得的充电功率倍数a显示在图2示出的LCD显示装置中。单片机模块5还通过SMbus(系统管理总线控制器)读取电池保护模块2和稳压输出模块4中的其他信号，并把这些信息精确的显示到LCD显示装置7上，以使用户直接观看所述移动电源的充电状态和放电状态。

在本实施例中，所述电脑电源适配器6还连接到所述稳压输出模块4，当所述电脑电源适配器6与电子数码产品同时连接到所述移动电源时，所述电脑电源适配器6通过所述稳压输出模块4直接对电子数码产品进行充电。

图4是本实施例的充电模块1中的降压电路的电路图。如图4所示，该降压电路为PWM型的降压电路，该电路包括DC-DC降压芯片U1。从电脑电源适配器6输出的电压V20为20V左右，该降压电路的输出端P+输出的电压为16.8V，从输出端P+输出的电压经过电池保护模块对所述电池组进行充电。

图5是本实施例的电池保护模块2的电路图。如图5所示，电池保护模块2接收来自充电模块1的电压P+，在B+与B-接口之间对多节串联的电池进行充电。其中，所述电池保护模2块包括充电平衡电路，用于防止所述电池组中的每一节电池过流、过压、过充、过放、过功率、短路或温度过高。例如，在充电的过程中，若某一节电池电压比其它电池高时，充电平衡电路中的控制芯片会打开内部控制开关，使该节电池与地的回路打开，对电池进行放电，直到该节电池电压与其它电池的一致。

在本实施例中，参阅图6，所述电池组3由4节电池串联组成。

图7为本实施例的单片机模块的示意图。如图7所示，单片机模块5通过引脚PD2/TIM2_CH3(如图5中的第27个引脚)与电池保护模块2连接，通过SM bus(系统管理总线控制器)读取电池保护模块2的电流电压等信号；单片机模块5通过引脚VDD(如图5中的第6个引脚)与稳压输出模块4连接，通过SM bus(系统管理总线控制器)读取稳压输出模块4的电流电压等信号，附图7中的VSYS是指稳压输出模块4的电压输出端。单片机模块5还连接有所述LCD显示装置7，单片机模块通过SMbus(系统管理总线控制器)读取信息显示到LCD显示装置7，以显示所述移动电源的充电状态和放电状态。LCD显示装置7与单片机模块5的连接参考图8。

图9是本实施例的稳压输出模块4中的降压电路的电路图。如图9所示，该降压电路为PWM型的降压电路，该电路包括DC-DC降压芯片U3。从电池组输出的电压VSYS经过该降压电路降压后从输出端V5输出5V的电压，对电子数码产品进行充电。

本实施例中，稳压输出模块4还连接有插入检测及过流保护电路，用于检测电子数码产品是否接入所述移动充电电源以及对电子数码产品充电过程的过流保护。图10a和图10b示出了插入检测及过流保护的电路图，其中，图10a为输出电流为1A的情形，图10b为输出电流为2A的情形。无设备插入时，P1/P2元件的第4脚被电阻R166/R167下拉到地，Q1/Q3两个MOS管为截止状态，第4脚为低电平。当有设备插入时，设备相当于一个低阻值的导体，这时，P1/P2器件的第4脚被拉高，当这里电平变化时，单片机的I/O管脚会检测到电平的变化，从而产生一个中断信号。单片机在这个中断信号产生之后会做相应处理，打开Q1/Q3，这个时候P1/P2的第4脚就会被拉到地，电源开始给设备充电。由于P1/P2的5V电源分别来自限流开关ICU2/U5，此两个限流IC分别能提供1A及2A的电流，当设备需求电流阈值(或者外部短路)时，IC会自己保护关断，设备充电也就结束。故障消失后，IC会回到正常状态。

现有的移动电源中，电池组是几节电池并联得到的，对电池组充电一般通过将电压从5V降压到4.2V进行充电，现在的5V充电电源一般提供1A的电流，实际情况可能更小，再考虑到充电效率问题，对电池组的充电功率一般只有4瓦特左右。本发明中，其中的电池组采用多节电池串联组成的方式，例如4组电池串起来就是16.8V，对其充电必须使用大功率的AC电源，比如笔记本电脑的AC电源，功率通常在40W到90W之间，电压为20V左右，对它降压成16.8后再对串行电池组进行充电，由于充电功率大，所以电池组充满电的时间将大大减小。

综上所述，根据本发明的实施例，可采用电脑电源适配器对移动电源进行充电，方便快捷；并且，移动电源中的电池组采用多节电池串联组成的方式，在保证电源的外观、体积、重量及使用时间不变的前提下，缩短充电时间，同时，提供了对移动电源进行充电的充电速度(或称充电功率的高低)的指标，即充电功率倍数，并能够向用户直观地显示衡量对移动电源进行充电的充电速度的指标。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种移动电源的充电速度的衡量方法，其特征在于，包括步骤：

A)以预定间隔时间获取对所述移动电源进行充电的实时充电电压及实时充电电流；

B)根据步骤A)获取的实时充电电压及实时充电电流计算出对所述移动电源进行充电的实时充电功率；

C)利用步骤B)计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得对所述移动电源进行充电的充电功率倍数。

2.根据权利要求1所述的衡量方法，其特征在于，还包括步骤：

D)将由步骤C)获得的充电功率倍数进行显示。

3.一种移动电源，包括充电模块、电池保护模块、电池组、稳压输出模块及单片机模块，其中，所述充电模块、电池保护模块、电池组及稳压输出模块依次电连接，所述充电模块中设置有与电脑电源适配器输出接口相匹配的充电输入接口，所述充电模块通过所述电池保护模块对所述电池组进行充电，所述电池组通过所述稳压输出模块对电子数码产品进行充电，所述单片机模块分别与所述电池保护模块和稳压输出模块连接，用于对所述移动电源的充电过程和放电过程进行控制，其特征在于，所述单片机模块还用于获取所述电池保护模块对所述电池组进行充电的实时充电电压及实时充电电流，且根据获取的实时充电电压及实时充电电流计算出所述电池保护模块对所述电池组进行充电的实时充电功率，且利用计算出的实时充电功率除以预设充电功率，以获得所述电池保护模块对所述电池组进行充电的充电功率倍数。

4.根据权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述移动电源还包括LCD显示装置，其中，所述LCD显示装置与所述单片机模块连接，用于显示所述充电功率倍数。

5.根据权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述充电模块包括第一降压电路，用于将电脑电源适配器输入的电压降至第一预定电压提供给所述电池保护模块。

6.据权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述稳压输出模块包括第二降压电路，用于将所述电池组的电压降至第二预定电压提供给电子数码产品。

7.据权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述充电模块还连接到所述稳压输出模块，当所述电脑电源适配器与电子数码产品同时连接到所述移动电源时，所述电脑电源适配器通过所述充电模块直接对电子数码产品进行充电。

8.根据权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述电池保护模块包括一充电平衡电路，用于防止所述电池组中的每一节电池过流、过压、过充、过放、过功率、短路或温度过高。

9.根据权利要求6所述的移动电源，其特征在于，所述稳压输出模块还连接有插入检测及过流保护电路，用于检测电子数码产品是否接入所述移动充电电源以及对电子数码产品充电过程的过流保护。

10.根据权利要求6所述的移动电源，其特征在于，所述稳压输出模块还包括与电子数码产品匹配的标准输出接口。