CN106160075B - 具有负载自动识别功能的移动电源 - Google Patents

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Abstract

一种具有负载自动识别功能的移动电源，包括电池、电阻、电容、第一反相器、第二反相器、延迟单元、锁存器和供电模块；电阻一端接电池，另一端接供电模块输出端，电阻的另一端作为电源输出VBUS并经电容接地；电容一端接供电模块输出端，另一端接地；第一反相器的输入端接供电模块输出端，输出端接锁存器的数据端；第二反相器的翻转阈值高于第一反相器，其输入端接供电模块输出端，输出端接延迟单元的输入端；延迟单元的输出端接锁存器的时钟端；锁存器的输出端接供电模块的使能端。本发明的有益效果为：电路结构简单，方案成本低,没有静态功耗，能够延长电池的续航能力,对于外部寄生效应、漏电效应不敏感，不会误判负载接入。

Description

具有负载自动识别功能的移动电源
技术领域
本发明涉及移动电源技术领域，特别涉及具有负载自动识别功能的移动电源。
背景技术
移动电源是一种集供电和充电功能为一体的便携式充电器,是一种能随时随地为手机、平板电脑等便携式数码电子设备补充电源的电子设备。当这些电子设备通过USB连接线接到移动电源时，移动电源需要自动识别到负载的接入动作，并开启供电系统，为这些电子设备充电。
传统的移动电源大部分功能比较单一，只具有充电功能,自动检测单元兼容性差,转换效率和功耗都不是特别理想,保护功能也不齐全,而且结构比较复杂，成本高。
参考图1，公布号为CN105186598A的中国专利申请公开了一种USB插入自动识别的供电系统，它包括供电单元和插入检测单元，插入检测单元由LDO环路、电压比较器、电流比较和或逻辑构成，它的工作原理如下：有外设插入时，外设的电容效应导致LDO输出端Vout的电压下跌，如果Vout低过电压比较器的参考电压Vref，电压比较器输出VM为高，另一方面，外设的电阻效应导致流过M1的电流变大，同时M2的电流也变大，如果超过电流源电流I1，则电流比较结果IM为高，VM与IM经过或逻辑，使能供电单元，给外设供电。
上述专利技术虽然针对传统移动电源的不足进行了改进，改善了自动检测单元兼容性差的缺点,提高了供电系统的效率,在整个检测系统设计在IC内部提高了芯片的集成度降低了成本。但上述移动电源仍然存在以下不足：该系统比较复杂，LDO环路、电压比较器和电流比较器都有一定的静态耗电，不利于低功耗应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种结构简单，没有静态功耗的一种具有负载自动识别功能的移动电源。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种具有负载自动识别功能的移动电源，包括电池、电阻、电容、第一反相器、第二反相器、延迟单元、锁存器和供电模块；电阻一端接电池，另一端接供电模块输出端，电阻的另一端作为电源输出VBUS并经电容接地；电容一端接供电模块输出端，另一端接地；第一反相器的输入端接供电模块输出端，输出端接锁存器的数据端；第二反相器的翻转阈值高于第一反相器，其输入端接供电模块输出端，输出端接延迟单元的输入端；延迟单元的输出端接锁存器的时钟端；锁存器的输出端接供电模块的使能端。
作为进一步的技术方案，所述移动电源内置电阻阻值较大,满足的条件为：在各种负载插入时，都能把VBUS端电压拉到较低电平，实现插入检测；在没有负载接入时，仅仅受到外部寄生效应的影响下，电源输出VBUS的下降幅度比较微弱,供电模块不会误开启。
本发明的有益效果为：电路结构简单，方案成本低,没有静态功耗，能够延长电池的续航能力,对于外部寄生效应、漏电效应不敏感，不会误判负载接入。
附图说明
图1为现有技术提供的一种具有负载自动识别功能的移动电源的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的具有负载自动识别功能的移动电源的结构示意图。
图3为是负载接入时，图2中各节点的信号波形。
图4是寄生效应作用下，图2中各节点的信号波形。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以详细说明。
如图2所示，本实施例提供的具有负载自动识别功能的移动电源，包括电池BAT、电阻R1、电容C1、第一反相器INV1、第二反相器INV2、延迟单元、锁存器和供电模块。电阻R1一端接电池BAT，另一端接供电模块输出端，电阻R1的另一端作为电源输出VBUS并经电容C1接地；电容一端接供电模块输出端，另一端接地；第一反相器的输入端接供电模块输出端，输出端接锁存器的数据端；第二反相器的翻转阈值高于第一反相器，其输入端接供电模块输出端，输出端接延迟单元的输入端；延迟单元的输出端接锁存器的时钟端；锁存器的输出端接供电模块的使能端。
在没有负载R2接入时,VBUS端被电阻R1拉到BAT电压，第一反相器INV1和第二反相器INV2都输出低电平，锁存器维持原来的低电平，供电模块处于关闭状态。结合图3所示，当负载接入时，负载的电阻效应会把VBUS电压快速拉到一个比较低的电平，低于第一反相器INV1的翻转阈值，也低于第二反相器INV2的翻转阈值，从而第一反相器INV1的输出n1和第二反相器INV2的输出n2都会从低电平转为高电平，经过一段延迟delta t之后，n3也从低电平转为高电平，锁存器将n1的高电平锁存进来，从而输出端n4也会转为高电平，使能供电模块，VBUS电压上升到目标电压，开始给负载供电。不同负载的电阻效应存在差异，有的等效电阻比较大，电阻R1需要取到相对较大的阻值，就可以在各种负载插入时，都能把VBUS端电压拉到较低电平，实现插入检测。
结合图4所示，由于电阻R1的阻值比较大，在没有负载接入的条件下，在外部寄生效应的影响下，电路板上VBUS脚与相邻pin脚之间的寄生电阻变小，稳压电容C1两个极板之间的寄生电阻变小，导致VBUS端电压的下降,由于第二反相器INV2的翻转阈值较高,n2会提前变为高电平，经过delta t的延迟之后，n3也会变为高电平，但VBUS电压的下降很慢，此时还没降到第一反相器INV1的翻转阈值，因此n1维持低电平，锁存器锁存住的是低电平，即使VBUS下降到第一反相器INV1的翻转阈值之下，锁存器的输出n4仍然维持低电平，避免错误开启供电模块。
由上可见，本实施例提供的具有负载自动识别功能的移动电源具有以下特点：能自动识别到负载的接入，并能区分出寄生效应导致的漏电，准确负载的接入，方案简单，无静态功耗。
上述仅对本发明中的具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明主旨所作出的等效变化或修改等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有负载自动识别功能的移动电源，其特征在于：包括电池、电阻、电容、第一反相器、第二反相器、延迟单元、锁存器和供电模块；电阻一端接电池，另一端接供电模块输出端，电阻的另一端作为电源输出VBUS并经电容接地；电容一端接供电模块输出端，另一端接地；第一反相器的输入端接供电模块输出端，输出端接锁存器的数据端；第二反相器的翻转阈值高于第一反相器，其输入端接供电模块输出端，输出端接延迟单元的输入端；延迟单元的输出端接锁存器的时钟端；锁存器的输出端接供电模块的使能端；所述电阻阻值满足的条件为：在负载接入电源输出VBUS端时，把电源输出VBUS端电压拉低；在没有负载接入电源输出VBUS端时，电源输出VBUS仅受外部寄生效应的影响。
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