CN105515137A - 具有充电管理的移动电源 - Google Patents
具有充电管理的移动电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105515137A CN105515137A CN201610096672.6A CN201610096672A CN105515137A CN 105515137 A CN105515137 A CN 105515137A CN 201610096672 A CN201610096672 A CN 201610096672A CN 105515137 A CN105515137 A CN 105515137A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric capacity
- resistance
- power source
- charging
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 113
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 63
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
- H02J7/00718—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current in response to charge current gradient
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
- H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
- H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
-
- H02J7/0086—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了具有充电管理的移动电源。该移动电源，包括：充电接口、充电电路、充电电池和CPU；充电接口用于接入外部电源；充电电路包括电压电流检测电路和调压电路；电压电流检测电路的输入端与充电接口相连，用于检测充电电路的充电电压和工作电流；CPU与电压电流检测电路及调压电路相连，用于根据充电电压和工作电流控制调压电路在移动电源的最高功率下工作；调压电路的输入端与电压电流检测电路的输出端相连；调压电路的输出端与充电电池相连，用于在移动电源的最高功率下向充电电池充电。本方案消除了外部电流变化对移动终端的影响，避免了过高的充电功率对移动电源的损害和变化的外部电源对移动电源的使用寿命的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术，尤其涉及具有充电管理的移动电源。
背景技术
随着电子设备的广泛使用，移动电源的使用也越来越普遍。现有移动电源的充电功率都是由充电器决定，如果使用的充电器不是原装的充电器，能提供的充电电流的相关参数发生变化，或者外接电源本身发生波动，充电器的变化导致充电器功率高于移动电源的功率，就有可能‘充坏’移动电源；而外接电源本身的波动也影响移动电源的使用寿命。
发明内容
本发明提供具有充电管理的移动电源，以解决移动电源的充电功率过高或波动对移动电源造成的损害。
本发明提供了具有充电管理的移动电源，该移动电源包括：充电接口、充电电路、充电电池和CPU；
所述充电接口用于接入外部电源；
所述充电电路包括电压电流检测电路和调压电路；所述电压电流检测电路的输入端与所述充电接口相连，用于检测所述充电电路的充电电压和工作电流；
所述CPU与所述电压电流检测电路及调压电路相连，用于根据所述充电电压和工作电流控制所述调压电路在所述移动电源的最高功率下工作；
所述调压电路的输入端与所述电压电流检测电路的输出端相连；所述调压电路的输出端与所述充电电池相连，用于在所述移动电源的最高功率下向所述充电电池充电。
其中，还包括直流变换器；所述充电接口通过所述直流变换器与所述电压电流检测电路相连，以适配具备不同工作参数的充电器。
其中，所述直流变换器包括电阻R23、电阻R24、电阻R26、阻R27、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C3、电容C4、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C57、电感L1、电感L2、双向瞬变抑制二极管D2、二极管D21、稳压二极管D22、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11和型号为UCC27524的栅极驱动器U3；所述电阻R24的一端接入PWML、所述电阻R24的另一端与所述电阻R32的一端、栅极驱动器U3的引脚4相连；所述电阻R26的一端接入PWMH，所述电阻R26的另一端和电阻R33的一端、栅极驱动器U3的引脚2相连；所述电容C3的一端、电容C4的一端、电容C21的一端、电容C20的一端和电感L1的一端均接入供电端，所述电感L1的另一端与所述电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C57的一端、MOS管Q11的漏极相连；所述MOS管Q11的栅极和电阻R30的一端、电阻R34的一端相连；所述电阻R30的另一端与所述栅极驱动器U3的引脚7相连；所述栅极驱动器U3的引脚6与所述电压电流检测电路的检测端、电容C23的一端相连；所述电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C57的另一端均与所述电感L2的一端、MOS管Q3的栅极、MOS管Q3的源极相连；所述MOS管Q3的漏极和电容C16的一端、电容C22的一端、电阻R23的一端、双向瞬变抑制二极管D2的一端以及电压电流检测电路的检测端相连；所述电阻R23的另一端和二极管D21的负极相连；所述二极管D21的正极和所述MOS管Q2的源极相连；所述MOS管Q2的栅极和所述电阻R27的一端、稳压二极管D22的负极相连；所述电阻R27的另一端、MOS管Q2的漏极均与所述充电接口相连；所述电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、栅极驱动器U3的引脚1、电容C20的另一端、电容C21的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C23的另一端、电阻R34的另一端、MOS管Q11的源极、电感L2的另一端、电容C16的另一端、电容C22的另一端、双向瞬变抑制二极管D2的另一端、稳压二极管D22的正极均接地；
其中，所述PWMH和PWML为两个互补的PWM信号；所述MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11各自的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
其中，所述充电接口包括防反接电路，所述防反接电路包括充电接口J1、二极管D4、二极管D14、二极管D18、双向瞬变抑制二极管D15、电阻R3、电阻R12、电阻R29、电阻R31、电阻R84、电容C43、电容C44、MOS管Q10、三极管Q20、三极管Q26、电极管Q27；其中所述充电接口J1的引脚1与CHARGE、双向瞬变抑制二极管D15的一端、MOS管Q10的源极、电阻R12的一端、电容C43的一端、二极管D14的正极相连；所述充电接口J1的引脚2与CHARGE-C-、双向瞬变抑制二极管D15的另一端、电阻R3的一端相连；所述充电接口J1的引脚3与C-TEST相连；所述电阻R12的另一端和所述MOS管Q10的栅极、电容C43的另一端、二极管D4的负极相连；所述MOS管Q10的漏极接入外部电源；所述二极管D14的负极和所述二极管D4的正极、电容C44的一端相连；所述电容C44的另一端和所述二极管D18的正极三极管Q27的发射极、三极管Q20的发射极相连；所述二极管D18的负极和所述充电电路的输入端相连；所述三极管Q27的集电极和所述充电电路的输入端相连，所述三极管Q27的基极和所述三极管Q20的基极、电阻R29的一端、三极管Q26的集电极相连；所述电阻R29的另一端和所述充电电路的输入端相连；所述三极管Q26的基极和所述电阻R31的一端、电阻R84的一端相连；所述电阻R84的另一端接入PWM-C；所述电阻R3的另一端、电阻R31的另一端、三极管Q26的发射极、三极管Q20的集电极均接地；
其中，所述MOS管Q10的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
其中，还包括第一功率开关，所述充电电路通过所述第一功率开关和所述充电电池相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池。
其中，还包括放电电路，所述放电电路与所述充电电池相连，以使所述移动电源充电的同时向外放电。
其中，还包括第二功率开关，所述放电电路通过所述第二功率开关和所述充电电池相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池。
其中，所述充电电池由多个电池单元串联组成；所述充电接口J1接入不稳定电源。
其中，还包括OLED显示屏，所述OLED显示屏设置于所述移动电源的外壳，所述OLED显示屏与所述CPU相连，以显示所述移动电源的剩余电量、充电功率、放电功率、电池温度和当前充放电状态下的剩余运行时间。
其中，所述OLED显示屏通过CAN总线与所述CPU相连。
本发明的有益效果在于：通过在移动电源的充电电路中设置电压电流检测电路和调压电路，并进一步设置CPU，由电压电流检测电路对移动电源充电时的工作参数进行检测，CPU根据工作参数和移动电源的额定参数确定调压电路的输出参数，保证移动电源在最高功率下工作并具有稳定的工作状态，消除了外部电流变化对移动终端的影响，避免了过高的充电功率对移动电源的损害和变化的外部电源对移动电源的使用寿命的影响。
附图说明
图1为发明具体实施方式中提供的具有充电管理的移动电源的结构方框图；
图2为发明具体实施方式中提供的具有充电管理的移动电源的另一结构方框图；
图3为本发明具体实施方式中提供的具有充电管理的移动电源的直流变换器的电路原理图；
图4为本发明具体实施方式中提供的具有充电管理的移动电源的防反接电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的结构而非全部结构。
请参考图1，其是本发明具体实施方式中提供的具有充电管理的移动电源的结构方框图，如图所示，该移动电源包括：充电接口10、充电电路20、充电电池30和CPU40；
所述充电接口10用于接入外部电源；
所述充电电路20包括电压电流检测电路21和调压电路22；所述电压电流检测电路21的输入端与所述充电接口10相连，用于检测所述充电电路20的充电电压和工作电流；
所述CPU40与所述电压电流检测电路21及调压电路22相连，用于根据所述充电电压和工作电流控制所述调压电路22在所述移动电源的最高功率下工作；
所述调压电路22的输入端与所述电压电流检测电路21的输出端相连；所述调压电路22的输出端与所述充电电池30相连，用于在所述移动电源的最高功率下向所述充电电池30充电。
充电接口10可以设置多个，除了常见的MicroUSB接口，还可同时设置标准的DC044接口。标准的MicroUSB接口可以适应当前大多数智能手机的充电器，标准的DC044接口出了移动电源标配的充电器，还可接入其它使用DC044接口的电子设备的充电器，例如笔记本电脑的适配器。
对于不同的充电器，充电电路20会接入参数不同的电流，标配的充电器也可能会因为外接电源本身的波动导致充电过程中各个参数的波动，在此，设置电压电流检测电路21对移动电源中的参数进行全面监测，为移动电源的工作状态的稳定提供参数支持。
CPU40根据电压电流检测电路21的检测检测结果控制充电电路20的工作电流的变化。例如多次调解工作电流后判断工作电流的变化与充电电压的变化关系，并以此判断是外接电源是恒功率电源(如手机充电器、笔记本电脑的适配器)还是非恒功率电源(如太阳能充电器、风力发电设备或手动充电器)，然后对应的执行恒功率充电方式，或者恒电压充电方式，所述恒功率充电充电方式，是充电电路20判断充电设备最大输出功率是否超过本移动电源可接受的最高功率，若没有超过，就按充电设备最大功率进行充电，若是超过了，则按照本移动电源的最高功率进行充电，有效提高充电效率。所述恒电压充电方式，是在接入非恒功率电源(如太阳能充电器、风力发电设备)时，由于非恒功率电源输出功率不稳定，采用恒定电压进行充电。整个充电功率的转换完全由充电电路20和CPU40的配合实现，用户无须挑选充电器。
综上所述，通过在移动电源的充电电路20中设置电压电流检测电路21和调压电路22，并进一步设置CPU40，由电压电流检测电路21对移动电源充电时的工作参数进行检测，CPU40根据工作参数和移动电源的额定参数确定调压电路22的输出参数，保证移动电源在最高功率下工作并具有稳定的工作状态，消除了外部电流变化对移动终端的影响，避免了过高的充电功率对移动电源的损害和变化的外部电源对移动电源的使用寿命的影响。
优选的，如图2所示，该移动电源还包括直流变换器50；所述充电接口10通过所述直流变换器50与所述电压电流检测电路21相连，以适配具备不同工作参数的充电器。
进一步的，如图3所示，所述直流变换器50包括电阻R23、电阻R24、电阻R26、阻R27、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C3、电容C4、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C57、电感L1、电感L2、双向瞬变抑制二极管D2、二极管D21、稳压二极管D22、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11和型号为UCC27524的栅极驱动器U3；所述电阻R24的一端接入PWML、所述电阻R24的另一端与所述电阻R32的一端、栅极驱动器U3的引脚4相连；所述电阻R26的一端接入PWMH，所述电阻R26的另一端和电阻R33的一端、栅极驱动器U3的引脚2相连；所述电容C3的一端、电容C4的一端、电容C21的一端、电容C20的一端和电感L1的一端均接入供电端，所述电感L1的另一端与所述电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C57的一端、MOS管Q11的漏极相连；所述MOS管Q11的栅极和电阻R30的一端、电阻R34的一端相连；所述电阻R30的另一端与所述栅极驱动器U3的引脚7相连；所述栅极驱动器U3的引脚6与所述电压电流检测电路的检测端、电容C23的一端相连；所述电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C57的另一端均与所述电感L2的一端、MOS管Q3的栅极、MOS管Q3的源极相连；所述MOS管Q3的漏极和电容C16的一端、电容C22的一端、电阻R23的一端、双向瞬变抑制二极管D2的一端以及电压电流检测电路的检测端相连；所述电阻R23的另一端和二极管D21的负极相连；所述二极管D21的正极和所述MOS管Q2的源极相连；所述MOS管Q2的栅极和所述电阻R27的一端、稳压二极管D22的负极相连；所述电阻R27的另一端、MOS管Q2的漏极均与所述充电接口相连；所述电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、栅极驱动器U3的引脚1、电容C20的另一端、电容C21的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C23的另一端、电阻R34的另一端、MOS管Q11的源极、电感L2的另一端、电容C16的另一端、电容C22的另一端、双向瞬变抑制二极管D2的另一端、稳压二极管D22的正极均接地；
其中，所述PWMH和PWML为两个互补的PWM信号；所述MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11各自的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
在本方案中，充电电路是由CPU控制的SEPIC电源。CPU内部执行充电电路输入电压电流，输出电压采集，PID控制，最大功率搜索跟踪控制，PWM输出功能。PID控制控制包括恒输入功率控制(限制输入最大功率)，恒输出电压控制(限制输出电压，防止电池过充电)。这几种控制同时工作，输出结果最小的那种控制有效。
当充电器或其他电源(电源适配器，太阳能电池等电压在4.5V-80V的电源)接入后，充电电路的输出电流逐渐增大，当输入功率最大时，以最大输入功率给电池供电。
电压范围在4.5V-80V的电源都可以给移动电源充电。当输入电源功率小于移动电源功率时，以输入电源的最大功率充电。反之，则以移动电源的最大功率充电。但接入太阳能电池时，自动跟踪太阳能电池的最大功率点，可最大限度的利用太阳能电池。
优选的，如图4所示，所述充电接口10包括防反接电路，所述防反接电路包括充电接口J1、二极管D4、二极管D14、二极管D18、双向瞬变抑制二极管D15、电阻R3、电阻R12、电阻R29、电阻R31、电阻R84、电容C43、电容C44、MOS管Q10、三极管Q20、三极管Q26、电极管Q27；其中所述充电接口J1的引脚1与CHARGE、双向瞬变抑制二极管D15的一端、MOS管Q10的源极、电阻R12的一端、电容C43的一端、二极管D14的正极相连；所述充电接口J1的引脚2与CHARGE-C-、双向瞬变抑制二极管D15的另一端、电阻R3的一端相连；所述充电接口J1的引脚3与C-TEST相连；所述电阻R12的另一端和所述MOS管Q10的栅极、电容C43的另一端、二极管D4的负极相连；所述MOS管Q10的漏极接入外部电源；所述二极管D14的负极和所述二极管D4的正极、电容C44的一端相连；所述电容C44的另一端和所述二极管D18的正极三极管Q27的发射极、三极管Q20的发射极相连；所述二极管D18的负极和所述充电电路20的输入端相连；所述三极管Q27的集电极和所述充电电路20的输入端相连，所述三极管Q27的基极和所述三极管Q20的基极、电阻R29的一端、三极管Q26的集电极相连；所述电阻R29的另一端和所述充电电路20的输入端相连；所述三极管Q26的基极和所述电阻R31的一端、电阻R84的一端相连；所述电阻R84的另一端接入PWM-C；所述电阻R3的另一端、电阻R31的另一端、三极管Q26的发射极、三极管Q20的集电极均接地；
其中，所述MOS管Q10的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
MOS管Q10在不导通的时候等效于一个二极管。如果极性接反，MOS管Q10阻断电流，没有电流从充电接口J1反向流入，不会损坏充电电路。当检测到充电接口J1有电压输入时(电压大于4.3V)，从PWM-C引脚输出20KHz，50％占空比的方波，经过三极管Q20、三极管Q26、三极管Q27的驱动，通过电容C44的耦合、电容C43、二极管D4、二极管D14的倍压整流使MOS管Q10栅源极间获得电压而导通。当单片机检测到充电接口J1电压小于4.3V，单片机方波停止输出MOS管Q10关闭。
相比于只使用一个二极管，电路非常简单，但是工作时功耗大。假如输入电流是2A，150V肖特基二极管压降大约0.75V，此时功耗1.5W。如果把二极管换成场效应管，正常工作时场效应管导通，设计中所使用的150V场效应管的导通内阻大约72mΩ，2A电流，功耗是20.7mW。。
为了进一步提高对各种充电器的适应能力，充电接口10的后端设置直流变换器50，直流变换器50可是适应多种充电器所形成的较宽的电压范围，保证整个移动电源中，尤其是充电电路20中充电电压、工作电流或充电功率的稳定。加强对各种具备不同工作参数的充电器的适应。
优选的，如图2所示，该移动电源还包括第一功率开关60，所述充电电路20通过所述第一功率开关60和所述充电电池30相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池30放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池30。
出现可能对充电电池30造成损害的情况时，将第一功率开关60断开，将充电电池30与外部隔离，避免对充电电池30的损害。
进一步的，如图2所示，该移动电源还包括放电电路70，所述放电电路70与所述充电电池30相连，以使所述移动电源充电的同时向外放电。
现有技术中移动电源的充电电路20和放电电路70通过同一接口与充电电池30相连，充电和放电过程不能同时进行，在本方案中，放电电路70和充电电路20各自形成独立的工作电路，可以实现在充电的同时进行放电。这一方案能够在用户时间不充分的情况下提高效率。
更进一步的，如图2所示，该移动电源还包括第二功率开关80，所述放电电路70通过所述第二功率开关80和所述充电电池30相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池30放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池30。
第二功率开关80与第一功率开关60的设计目标相同，只是第二功率开关80是用于隔离放电电路70与充电电池30。
优选的，所述充电电池30由多个电池单元串联组成；所述充电接口J1接入不稳定电源。
现有技术中电池单元都采用并联连接，充电功率低，本方案中采用电池单元串联的方式，大幅提高充电功率，最快可在1.5小时将大功率电源，例如42.9W电源充满。不稳定电源指前文所述的非恒功率电源(如太阳能充电器、风力发电设备)，这类电源因为能量来源不稳定，从而导致电能生产的速度不稳定，通过本方案中的技术，能够减小电能变化对充电设备和移动电源的冲击，延长使用寿命。本方案中，电压范围在4.5V-80V的电源都可以给移动电源充电。当输入电源功率小于移动电源功率时，以输入电源的最大功率充电。反之，则以移动电源的最大功率充电。但接入不稳定电源时，自动跟踪不稳定电源的最大功率点，可最大限度的利用不稳定电源。优选的，还包括OLED显示屏，所述OLED显示屏设置于所述移动电源的外壳，所述OLED显示屏与所述CPU40相连，以显示所述移动电源的剩余电量、充电功率、放电功率、电池温度和当前充放电状态下的剩余运行时间。
OLED显示屏，清晰度高，功耗低，并通过CAN(ControllerAreaNetwork，区域网络控制器)总线与CPU40连接，当然也可是其它的例如SPI(SerialPeripheralInterface，串行外围设备接口)总线连接。OLED显示屏可显示实时的电池电量、充电功率、放电功率、电池温度、估算运行剩余时间、以及其他功能设置菜单，可以提供给客户更多参数信息。需要说明的是，在本方案中，电池电量不是采集充电电池30的电压，通过电压的对比大致判断充电电池30的容量。而实际上，充电电池30随着使用时间的增加，其容量会有衰减，无法恢复到最初状态时的容量，也就导致电量显示都会出现电池容量偏差情况，因此用户不能准确掌握电池实际的容量，造成充电不足或使用时电量不够，在本方案中，通过采集充电和放电的电压的电流，计算出输入和输出的能量，准确计算出充电电池30容量，无论是新电池或旧电池，计算出的都是剩余电量的绝对值，而不是相对于初始容量的相对值，都可以给用户很直接很准确的电池信息，方便他们的使用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.具有充电管理的移动电源，其特征在于，包括：充电接口、充电电路、充电电池和CPU；
所述充电接口用于接入外部电源；
所述充电电路包括电压电流检测电路和调压电路；所述电压电流检测电路的输入端与所述充电接口相连，用于检测所述充电电路的充电电压和工作电流；
所述CPU与所述电压电流检测电路及调压电路相连，用于根据所述充电电压和工作电流控制所述调压电路在所述移动电源的最高功率下工作；
所述调压电路的输入端与所述电压电流检测电路的输出端相连；所述调压电路的输出端与所述充电电池相连，用于在所述移动电源的最高功率下向所述充电电池充电。
2.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，还包括直流变换器；所述充电接口通过所述直流变换器与所述电压电流检测电路相连，以适配具备不同工作参数的充电器。
3.根据权利要求2所述的移动电源，其特征在于，所述直流变换器包括电阻R23、电阻R24、电阻R26、阻R27、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C3、电容C4、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C57、电感L1、电感L2、双向瞬变抑制二极管D2、二极管D21、稳压二极管D22、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11和型号为UCC27524的栅极驱动器U3；所述电阻R24的一端接入PWML、所述电阻R24的另一端与所述电阻R32的一端、栅极驱动器U3的引脚4相连；所述电阻R26的一端接入PWMH，所述电阻R26的另一端和电阻R33的一端、栅极驱动器U3的引脚2相连；所述电容C3的一端、电容C4的一端、电容C21的一端、电容C20的一端和电感L1的一端均接入供电端，所述电感L1的另一端与所述电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C57的一端、MOS管Q11的漏极相连；所述MOS管Q11的栅极和电阻R30的一端、电阻R34的一端相连；所述电阻R30的另一端与所述栅极驱动器U3的引脚7相连；所述栅极驱动器U3的引脚6与所述电压电流检测电路的检测端、电容C23的一端相连；所述电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C57的另一端均与所述电感L2的一端、MOS管Q3的栅极、MOS管Q3的源极相连；所述MOS管Q3的漏极和电容C16的一端、电容C22的一端、电阻R23的一端、双向瞬变抑制二极管D2的一端以及电压电流检测电路的检测端相连；所述电阻R23的另一端和二极管D21的负极相连；所述二极管D21的正极和所述MOS管Q2的源极相连；所述MOS管Q2的栅极和所述电阻R27的一端、稳压二极管D22的负极相连；所述电阻R27的另一端、MOS管Q2的漏极均与所述充电接口相连；所述电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、栅极驱动器U3的引脚1、电容C20的另一端、电容C21的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C23的另一端、电阻R34的另一端、MOS管Q11的源极、电感L2的另一端、电容C16的另一端、电容C22的另一端、双向瞬变抑制二极管D2的另一端、稳压二极管D22的正极均接地；
其中，所述PWMH和PWML为两个互补的PWM信号；所述MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q11各自的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
4.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述充电接口包括防反接电路，所述防反接电路包括充电接口J1、二极管D4、二极管D14、二极管D18、双向瞬变抑制二极管D15、电阻R3、电阻R12、电阻R29、电阻R31、电阻R84、电容C43、电容C44、MOS管Q10、三极管Q20、三极管Q26、电极管Q27；其中所述充电接口J1的引脚1与CHARGE、双向瞬变抑制二极管D15的一端、MOS管Q10的源极、电阻R12的一端、电容C43的一端、二极管D14的正极相连；所述充电接口J1的引脚2与CHARGE-C-、双向瞬变抑制二极管D15的另一端、电阻R3的一端相连；所述充电接口J1的引脚3与C-TEST相连；所述电阻R12的另一端和所述MOS管Q10的栅极、电容C43的另一端、二极管D4的负极相连；所述MOS管Q10的漏极接入外部电源；所述二极管D14的负极和所述二极管D4的正极、电容C44的一端相连；所述电容C44的另一端和所述二极管D18的正极三极管Q27的发射极、三极管Q20的发射极相连；所述二极管D18的负极和所述充电电路的输入端相连；所述三极管Q27的集电极和所述充电电路的输入端相连，所述三极管Q27的基极和所述三极管Q20的基极、电阻R29的一端、三极管Q26的集电极相连；所述电阻R29的另一端和所述充电电路的输入端相连；所述三极管Q26的基极和所述电阻R31的一端、电阻R84的一端相连；所述电阻R84的另一端接入PWM-C；所述电阻R3的另一端、电阻R31的另一端、三极管Q26的发射极、三极管Q20的集电极均接地；
其中，所述MOS管Q10的源极和漏极之间连接有寄生二极管。
5.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，还包括第一功率开关，所述充电电路通过所述第一功率开关和所述充电电池相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池。
6.根据权利要求5所述的移动电源，其特征在于，还包括放电电路，所述放电电路与所述充电电池相连，以使所述移动电源充电的同时向外放电。
7.根据权利要求6所述的移动电源，其特征在于，还包括第二功率开关，所述放电电路通过所述第二功率开关和所述充电电池相连，以使所述移动电源的电池温度高于上限值、电池温度低于下限值、充电电池放电达到门限值或工作电流达到阈值时隔离所述充电电池。
8.根据权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述充电电池由多个电池单元串联组成；所述充电接口J1接入不稳定电源。
9.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，还包括OLED显示屏，所述OLED显示屏设置于所述移动电源的外壳，所述OLED显示屏与所述CPU相连，以显示所述移动电源的剩余电量、充电功率、放电功率、电池温度和当前充放电状态下的剩余运行时间。
10.根据权利要求9所述的移动电源，其特征在于，所述OLED显示屏通过CAN总线与所述CPU相连。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610096672.6A CN105515137B (zh) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 具有充电管理的移动电源 |
| US15/132,471 US10038326B2 (en) | 2016-02-22 | 2016-04-19 | Power bank with charging management including charging interface |
| PCT/CN2016/104174 WO2017143800A1 (zh) | 2016-02-22 | 2016-11-01 | 具有充电管理的移动电源 |
| JP2018545231A JP2019508003A (ja) | 2016-02-22 | 2016-11-01 | 充電管理機能を有する移動電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610096672.6A CN105515137B (zh) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 具有充电管理的移动电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105515137A true CN105515137A (zh) | 2016-04-20 |
| CN105515137B CN105515137B (zh) | 2019-02-26 |
Family
ID=55722897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610096672.6A Active CN105515137B (zh) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 具有充电管理的移动电源 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10038326B2 (zh) |
| JP (1) | JP2019508003A (zh) |
| CN (1) | CN105515137B (zh) |
| WO (1) | WO2017143800A1 (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932747A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-07 | 方耀增 | 一种蓄电池充电器及其充电方法 |
| CN106253399A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-12-21 | 天津市天楚科技有限公司 | 一种移动电源 |
| CN107069866A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-18 | 深圳市美好创亿医疗科技有限公司 | 充电电路及调节充电电路最优充电参数的方法 |
| WO2017143800A1 (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 天津市天楚科技有限公司 | 具有充电管理的移动电源 |
| CN107706968A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-16 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 充电宝的温度实时监控装置 |
| CN107819335A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 充电控制方法、装置及终端 |
| CN108091808A (zh) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 北京小米移动软件有限公司 | 电池、设备、充电控制方法及装置 |
| CN109494857A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统 |
| CN110912225A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-24 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种充电保护电路、充电保护装置及机器人 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10645782B2 (en) * | 2012-06-15 | 2020-05-05 | Aleddra Inc. | Solid-state lighting with emergency power management |
| CN107231014B (zh) * | 2016-09-20 | 2019-02-19 | 华为技术有限公司 | 一种充电电路、终端以及充电系统 |
| US10622823B2 (en) * | 2017-03-28 | 2020-04-14 | The Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Army | Battery charging and discharging without interface removal |
| CN112448054B (zh) * | 2019-08-30 | 2023-02-17 | 北京小米移动软件有限公司 | 移动终端的充电方法、装置、终端及存储介质 |
| CN111371159B (zh) * | 2020-04-16 | 2024-05-03 | 长春工程学院 | 具有恒功率恒流工作模式的手机无线充电发射系统 |
| CN113013974B (zh) * | 2021-03-12 | 2024-05-03 | 深圳市雷铭科技发展有限公司 | 离线按键太阳能发电系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252256A1 (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-16 | Parker Jeffrey C | Multi-battery charging system and method |
| CN201146393Y (zh) * | 2007-12-14 | 2008-11-05 | 比亚迪股份有限公司 | 充电电源自动识别电路 |
| CN203056644U (zh) * | 2013-01-25 | 2013-07-10 | 深圳市合元科技有限公司 | 电池智能充放电控制电路 |
| CN204442746U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-07-01 | 周志佐 | 一种基于单片机的光伏照明系统 |
| CN205565772U (zh) * | 2016-02-22 | 2016-09-07 | 天津市天楚科技有限公司 | 具有充电管理的移动电源 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0678474A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | 蓄電池充電装置 |
| WO2001097360A2 (en) | 2000-06-14 | 2001-12-20 | Aerovironment Inc. | Battery charging system and method |
| JP2002199614A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-12 | Nec Corp | 太陽光電力充電装置 |
| JP3929264B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2007-06-13 | 富士通株式会社 | 二次電池の充電装置およびその方法 |
| CN2877107Y (zh) | 2006-01-11 | 2007-03-07 | 惠州市蓝微电子有限公司 | 一种锂电池充电管理线路 |
| CN101026313A (zh) | 2007-03-20 | 2007-08-29 | 南开大学 | 多功能智能型太阳能灯控制器 |
| EP2137802B1 (en) * | 2007-04-19 | 2014-12-31 | QUALCOMM Incorporated | Battery charging systems and methods with adjustable current limit |
| JP5208541B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-06-12 | 京セラ株式会社 | 電子機器 |
| US8614564B2 (en) * | 2010-11-18 | 2013-12-24 | GM Global Technology Operations LLS | Systems and methods for providing power to a load based upon a control strategy |
| JP2013172532A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Tone Jidoki Kk | 蓄電システム、この蓄電システムを備えたエネルギー貯蔵利用システム及びこの蓄電システムを備えた電源システム |
| KR101466442B1 (ko) * | 2012-07-23 | 2014-11-28 | 엘에스산전 주식회사 | 배터리 충전 장치 및 이의 배터리 충전 방법 |
| JP6347212B2 (ja) * | 2012-11-28 | 2018-06-27 | 株式会社村田製作所 | 制御装置、蓄電モジュール、電動車両、電源システムおよび制御方法 |
| KR101317205B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2013-10-10 | 한국오텍공업(주) | 디스플레이 장치를 구비한 핸들 |
| CN103532212B (zh) | 2013-10-24 | 2016-04-13 | 加一联创电子科技有限公司 | 一种充电管理电路及移动电源 |
| JP6347967B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2018-06-27 | マクセルホールディングス株式会社 | 電池保護回路および電池パック |
| EP3180848B1 (en) * | 2014-08-14 | 2021-02-17 | Schumacher Electric Corp. | Compact multifunctional battery booster |
| CN204465077U (zh) | 2015-03-16 | 2015-07-08 | 余梅 | 一种充电器及带有该充电器的移动电源 |
| CN105515137B (zh) | 2016-02-22 | 2019-02-26 | 天津市天楚科技有限公司 | 具有充电管理的移动电源 |
-
2016
- 2016-02-22 CN CN201610096672.6A patent/CN105515137B/zh active Active
- 2016-04-19 US US15/132,471 patent/US10038326B2/en active Active
- 2016-11-01 JP JP2018545231A patent/JP2019508003A/ja active Pending
- 2016-11-01 WO PCT/CN2016/104174 patent/WO2017143800A1/zh active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252256A1 (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-16 | Parker Jeffrey C | Multi-battery charging system and method |
| CN201146393Y (zh) * | 2007-12-14 | 2008-11-05 | 比亚迪股份有限公司 | 充电电源自动识别电路 |
| CN203056644U (zh) * | 2013-01-25 | 2013-07-10 | 深圳市合元科技有限公司 | 电池智能充放电控制电路 |
| CN204442746U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-07-01 | 周志佐 | 一种基于单片机的光伏照明系统 |
| CN205565772U (zh) * | 2016-02-22 | 2016-09-07 | 天津市天楚科技有限公司 | 具有充电管理的移动电源 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017143800A1 (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 天津市天楚科技有限公司 | 具有充电管理的移动电源 |
| CN105932747B (zh) * | 2016-06-24 | 2018-09-07 | 方耀增 | 一种蓄电池充电器及其充电方法 |
| CN105932747A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-07 | 方耀增 | 一种蓄电池充电器及其充电方法 |
| CN106253399A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-12-21 | 天津市天楚科技有限公司 | 一种移动电源 |
| US10116153B2 (en) | 2016-08-24 | 2018-10-30 | Tianjin Synergy Groups Co., Ltd. | Mobile power supply capable of charging itself and electronic device |
| CN107819335B (zh) * | 2016-09-13 | 2021-11-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 充电控制方法、装置及终端 |
| CN107819335A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 充电控制方法、装置及终端 |
| CN108091808A (zh) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 北京小米移动软件有限公司 | 电池、设备、充电控制方法及装置 |
| CN107069866B (zh) * | 2017-04-18 | 2020-11-06 | 惠州市美好创亿医疗科技有限公司 | 调节充电电路最优充电参数的方法 |
| CN107069866A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-18 | 深圳市美好创亿医疗科技有限公司 | 充电电路及调节充电电路最优充电参数的方法 |
| CN109494857A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统 |
| CN107706968A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-16 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 充电宝的温度实时监控装置 |
| CN110912225A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-24 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种充电保护电路、充电保护装置及机器人 |
| CN110912225B (zh) * | 2019-11-22 | 2021-06-25 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种充电保护电路、充电保护装置及机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20170244261A1 (en) | 2017-08-24 |
| WO2017143800A1 (zh) | 2017-08-31 |
| CN105515137B (zh) | 2019-02-26 |
| JP2019508003A (ja) | 2019-03-22 |
| US10038326B2 (en) | 2018-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105515137A (zh) | 具有充电管理的移动电源 | |
| CN110739752A (zh) | 一种根据电池电压自动调整电压输入的充电电路及方法 | |
| CN104767252A (zh) | 平板电脑 | |
| CN102102841A (zh) | 高效率太阳能照明系统 | |
| CN1949620A (zh) | 多种充电方式的电源管理系统 | |
| CN103441555B (zh) | 一种基于mppt控制的蓄电池充电控制方法 | |
| CN203690962U (zh) | 一种全自动充电机 | |
| CN204615444U (zh) | 平板电脑 | |
| CN204012830U (zh) | 移动电源 | |
| CN102340151B (zh) | 笔记本电脑电池充电器 | |
| CN102013724A (zh) | 太阳能与市电互补供电器 | |
| CN203481855U (zh) | 一种移动电源装置 | |
| CN204696725U (zh) | 一种通用型快速充电器 | |
| CN205565772U (zh) | 具有充电管理的移动电源 | |
| CN103023112B (zh) | 风力发电机组变桨系统的后备电源充电装置及充电方法 | |
| CN102130345A (zh) | 燃料电池系统及其电源管理方法 | |
| CN104426220A (zh) | 一种调压电路 | |
| WO2022242347A1 (zh) | 无线充电方法、装置及存储介质 | |
| CN204391848U (zh) | 一种太阳能充电控制装置 | |
| CN203481901U (zh) | 空载低损耗电池充电电路 | |
| CN203690984U (zh) | 用于充电电池的充电器 | |
| CN212543400U (zh) | 一种大功率12v无源自发电与蓄电电源 | |
| CN201742123U (zh) | 笔记本电脑电池充电器 | |
| CN201499006U (zh) | 输电线路在线监测系统供电电源 | |
| CN100574043C (zh) | 具有远端控制电路的供电系统与供电系统操作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |