CN106410905A - 一种用于移动电源的电源控制电路及移动电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于移动电源的电源控制电路和移动电源,电源控制电路包括外设检测单元(U3)、控制单元(U4)和第一开关(S1),第一开关(S1)与电池(B1)串联连接在第一连接点(P1)和接地端(GND)之间,外设检测单元(U3)被设置为检测电源输出接口(J2)是否与外设连接,控制单元(U4)根据外设检测单元(U3)的检测结果和/或电源输入接口(J1)的电源针脚(VCC1)的电压控制第一开关(S1)的状态。这样,能够有效降低移动电源在待机状态时的电流,进而降低移动电源在未使用情况下的电量损耗。
Description
技术领域
本发明涉及电路设计技术领域,更具体地,本发明涉及一种用于移动电源的电源控制电路及移动电源。
背景技术
随着智能手机等电子产品的兴起,移动电源越来越成为人们生活的必需品但移动电源作为一种电子产品,本身也在消耗电流,市面上流通的移动电源大都自身的待机电流过大,导致移动电源的待机功耗过大,使得移动电源充满电之后,可能放置一个月就没电了。
因此,提供一种长时间待机也不会有太多的电流消耗的移动电源是非常有价值的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种低待机功耗的用于移动电源的电源控制电路及移动电源。
根据本发明的第一方面,提供了一种用于移动电源的电源控制电路,所述移动电源包括电池、充电芯片、升压芯片、电源输入接口和电源输出接口,所述电源输入接口的电源针脚与所述充电芯片的充电信号输入端连接,所述充电芯片的充电信号输出端、所述电池的正极、所述升压芯片的升压信号输入端均与第一连接点连接,所述升压芯片的升压信号输出端与电源输出接口的电源针脚连接,所述电源控制电路包括外设检测单元、控制单元和第一开关,所述第一开关与所述电池串联连接在所述第一连接点和接地端之间,所述外设检测单元被设置为检测所述电源输出接口是否与外设连接,所述控制单元根据所述外设检测单元的检测结果和/或所述电源输入接口的电源针脚的电压控制所述第一开关的状态。
可选的是,所述外设检测单元包括第一电阻、及串联连接在所述电池的正极与所述接地端之间的第二开关和第二电阻,所述第二开关与所述电池的正极连接,所述第二开关与所述第二电阻之间的电位点作为所述检测结果的输出端,所述电源输出接口的外壳经所述第一电阻与所述电池的正极连接,所述外壳还与所述第二开关的控制端连接。
可选的是,所述第二开关由第一P沟道MOS管提供,所述第一P沟道MOS管的栅极与所述外壳连接,所述第一P沟道MOS管的源极经所述第二电阻连接至所述接地端,所述第一P沟道MOS管的漏极与所述电池的正极连接。
可选的是,所述控制单元包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第一二极管、第二二极管、第三电阻和第三开关,所述第一控制信号输入端与所述电源输入接口的电源针脚连接,所述第二控制信号输入端与所述检测结果的输出端连接,所述第一控制信号输入端经串联连接第一二极管和所述第三电阻连接至所述接地端,所述第二控制信号输入端经串联连接的第二二极管和所述第三电阻连接至所述接地端,其中,所述第三电阻连接在所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极与所述接地端之间;所述第一二极管的阴极与所述第三开关的控制端连接,所述第三开关连接在所述接地端和所述第一开关的控制端之间。
可选的是,所述第三开关由一N沟道MOS管提供,所述N沟道MOS管的栅极作为所述第三开关的控制端与所述第一二极管的阴极连接,所述N沟道MOS管的源极与所述接地端连接,所述N沟道MOS管的漏极与所述第一开关的控制端连接。
可选的是,所述第一开关由第二P沟道MOS管提供,所述电源控制电路还包括第四电阻,所述第二P沟道MOS管的栅极作为所述第一开关的控制端经所述第三开关与所述接地端连接,所述第二P沟道MOS管的源极与所述电池的正极连接,所述第二P沟道MOS管的漏极与所述第一连接点连接,所述第二P沟道MOS管的栅极经所述第四电阻连接至所述第二P沟道MOS管的源极。
可选的是,所述电池的正极经所述第一开关连接至所述第一连接点。
根据本发明的第二方面,提供了一种移动电源,包括:
本发明第一方面所述的电源控制电路;
电源输入接口,所述移动电源通过所述电源输入接口进行充电;
电源输出接口,所述移动电源通过所述电源输出接口对外设进行充电;
电池;
充电芯片,所述电源输入接口的电源针脚与所述充电芯片的充电信号输入端连接,所述充电芯片的充电信号输出端与所述电池的正极连接,所述充电芯片被设置为根据通过所述充电信号输出端向所述电池充电;
升压芯片,所述升压芯片的升压信号输入端与所述电池的正极连接,所述升压芯片被设置为将所述电池输出的电压信号进行升压处理后输出至所述电源输出接口的电源针脚。
可选的是,所述移动电源还包括热敏电阻,所述充电芯片被设置为根据所述热敏电阻的温度控制是否为所述电池充电。
可选的是,所述移动电源还包括充电指示灯,所述充电芯片还被设置为输出发光驱动信号至所述充电指示灯,以使所述充电指示灯发光。
本发明的发明人发现,在现有技术中,存在移动电源的待机功耗较大的问题。因此,本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的,故本发明是一种新的技术方案。
本发明的一个有益效果在于,通过本发明的电源控制电路,能够根据移动电源是否通过电源输入接口进行充电和是否通过电源输出端口对外设放电来控制电池的充放电,这样,能够有效降低移动电源在待机状态时的电流,进而降低移动电源在未使用情况下的电量损耗。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明一种用于移动电源的电源控制电路的一种实施结构的方框原理图;
图2为根据本发明一种用于移动电源的电源控制电路的一种实施结构的电路原理图;
图3为根据本发明一种移动电源的一种实施结构的电路原理图。
附图标记说明:
U1-充电芯片; U2-升压芯片;
U3-外设检测单元; U4-控制单元;
J1-电源输入接口; J2-电源输出接口;
VCC1、VCC2-电源针脚; B1-电池;
in1-充电信号输入端; out1-充电信号输出端;
in2-升压芯片的升压信号输入端; out2-升压芯片的升压信号输出端;
P1-第一连接点; S1、S2、S3-开关;
R1、R2、R3、R4、R5-电阻; D1、D2-二极管;
D3-充电指示灯; out3-检测结果输出端;
GND-接地端; Q1、Q2、Q3-MOS管;
CTRL1、CTRL2-控制信号输入端; shell-外壳;
circuit-电源控制电路。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
现有的移动电源包括电源输入接口J1、充电芯片U1、电池B1、升压芯片U2和电源输出接口J2,一般地,电源输入接口J1为micro USB接口公口,电源输出接口J2为USB A型接口母口;电源输入接口J1的电源针脚VCC1与充电芯片U1的充电信号输入端in1连接,充电芯片U1的充电信号输出端out1与电池B1的正极连接,充电芯片U1被设置为将通过充电信号输出端out1向电池B1进行充电;升压芯片U2的升压信号输入端in2与电池B1的正极连接,升压信号输出端out2与电源输出接口J2的电源针脚VCC2连接,升压芯片U2被设置为将电池B1输出的电压信号进行升压处理至稳定电压信号后、经电源针脚VCC2输出至连接的外设、对外设进行充电。其中,充电芯片U1的充电信号输出端out1、升压芯片U2的升压信号输入端in2及电池B1的正极均与第一连接点P1连接。
为了解决现有的移动电源在待机状态时功耗较大的问题,提供了一种用于移动电源的电源控制电路circuit,如图1虚框部分内所示,该电源控制电路circuit包括外设检测单元U3、控制单元U4和第一开关S1,第一开关S1与电池B1串联连接在第一连接点P1和接地端GND之间,外设检测单元U3被设置为检测电源输出端口J2是否与外设连接,控制单元U4根据外设检测单元U3的检测结果和/或电源输入接口J1的电源针脚VCC1的电压控制第一开关S1的状态。
其中,第一开关S1与电池B1串联连接在第一连接点P1和接地端GND之间可以是电池B1的正极经第一开关S1连接至第一连接点P1,电池B1的负极与接地端GND连接;还可以是电池B1的负极经第一开关S1与接地端GND连接,正极与第一连接点P1连接,在本发明的一个具体实施例中,电池B1的正极经第一开关S1连接至第一连接点P1,电池B1的负极与接地端GND连接。
具体的,控制单元U4例如可以具有第一控制信号输入端CTRL1、第二控制信号输入端CTRL2和第一控制信号输出端CTRL3,其中电源针脚VCC1 与第一控制信号输入端CTRL1连接,外设检测单元U3的检测结果输出端out3与第二控制信号输入端CTRL2连接,第一控制信号输出端CTRL3与第一开关S1的控制端连接、以控制第一开关S1的开关状态。
进一步地,由于移动电源通过电源输入接口J1连接充电器进行充电时,电源针脚VCC1为高电平,而当移动电源未通过电源输入接口J1连接充电器进行充电时,电源针脚VCC1为低电平,因此控制单元U4可以通过检测电源针脚VCC1的电平来控制第一开关S1的开关状态,例如可以具体为电源针脚VCC1与第一控制信号输入端CTRL1连接,控制单元U4检测到电源针脚VCC1为高电平时,控制第一开关S1导通,控制单元U4电源针脚VCC1为低电平时,第一开关S1截止。
控制单元U4根据外设检测单元U3的检测结果控制第一开关S1的状态具体为:当外设检测单元检测到电源输出端口J2与外设连接时,检测结果的输出端out3输出高电平至第二控制信号输入端CTRL2,控制单元U4第一开关S1导通,当外设检测单元U3未检测电源输出端口J2与外设连接时,检测结果的输出端out3输出低电平至第二控制信号输入端CTRL2,控制单元U4控制第一开关S1截止。
当控制单元U4检测到通过电源输入接口J1连接充电器进行充电和/或电源输出端口J2与外设连接时,将控制第一开关S1导通;当控制单元U4检测到移动电源未通过电源输入接口J1连接充电器进行充电且未通过电源输出端口J2与外设连接时,将控制第一开关S1截止,这样,在移动电源未通过电源输入接口J1连接充电器进行充电且未通过电源输出端口J2与外设连接的待机状态下,降低移动电源的电流消耗,进而降低移动电源的电量损耗。
进一步地,在本发明的一个具体实施例中,外设检测单元U3包括第一电阻R1、及串联连接在电池B1的正极与接地端GND之间的第二开关S1和第二电阻R2,如图2所示,第二开关S2与电池B1的正极连接,第二开关S2与第二电阻R2之间的电位点作为检测结果的输出端out3,电源输出接口J2的外壳shell经第一电阻R1与电池B1的正极连接,外壳shell还与第二开关S2的控制端连接,例如可以是外壳shell为高电平时控制第二开关S2截止、外壳shell为低电平时控制第二开关S2导通。
由于移动电源的电源输出接口J2的外壳shell和接地针脚GND2不连接,而该移动电源连接外设的与电源输出接口J2匹配的接口的外壳shell和接地针脚连接,因此,将电源输出接口J2的外壳shell经第一电阻R1与电池B1的正极连接,在电源输出接口J2未与外设连接时,外壳shell为高电平,第二开关S2截止,检测结果输出端out3输出低电平;电源输出接口J2与外设连接时,外壳shell为低电平,第二开关S2导通,检测结果输出端out3输出高电平。这样,就能够检测电源输出接口J2是否与外设连接。
在此基础上,第二开关S2可以是由一高电平控制导通的开关例如第一P沟道MOS管Q2提供,第一P沟道MOS管Q2的栅极作为第二开关S2的控制端与外壳shell连接,第一P沟道MOS管Q2的源极经第二电阻R2与电池B1的负极即接地端GND连接,第一P沟道MOS管Q2的漏极与电池B1的正极连接,这样,第一P沟道MOS管Q2实现第二开关S2功能的同时,还能够降低功耗。
在本发明的一个具体实施例中,控制单元U4包括第一控制信号输入端CTRL1、第二控制信号输入端CTRL2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三电阻R3和第三开关S3,第一控制信号输入端CTRL1与电源输入接口J1的电源针脚VCC1连接,第二控制信号输入端CTRL2与检测结果的输出端out3连接,第一控制信号输入端CTRL1经串联连接第一二极管D1和第三电阻R3连接至接地端GND,第二控制信号输入端CTRL2经串联连接的第二二极管D2和第三电阻R3连接至接地端GND,其中,第三电阻R3连接在第一二极管D1的阴极和接地端GND之间,第一二极管D1的阴极与第三开关S3的控制端连接,第三开关S3连接在接地端GND和第一开关S1的控制端之间,此时,当第三开关S3导通时,第一开关S1的控制端输入低电平,第一开关S1导通;当第三开关S3截止时,第一开关S1的控制端输入高电平,第一开关S1截止。这样,至少一个控制信号输入端输入的控制信号为高电平,则第三开关S3导通,控制单元U4都能够输出低电平以使得第一开关S1导通;如果两个控制信号输入端CTRL1、CTRL2均输入低电平,则第三开关S3截止,控制单元U4输出高电平使得第一开关S1截止。
其中,第三开关S3可以是由一高电平控制导通的开关例如是N沟道MOS管Q3提供,N沟道MOS管Q3的栅极作为第三开关S3的控制端与第一二极管D1及第二二极管D2的阴极连接,N沟道MOS管Q3的源极与接地端GND连接,N沟道MOS管Q3的漏极与第一开关S1的控制端连接。这样,N沟道MOS管Q3实现第三开关S3功能的同时,还能够降低电路功耗。
进一步地,第一开关S1可以是由一高电平控制导通的开关例如第二P沟道MOS管Q1提供,电源控制电路circuit还包括第四电阻R4,第二P沟道MOS管Q1的栅极作为第一开关S1的控制端经第二开关S2与接地端GND连接,第二P沟道MOS管Q1的源极与电池B1的正极连接,第二P沟道MOS管Q1的漏极与第一连接点P1连接,第二P沟道MOS管Q1的栅极经第四电阻R4连接至该P沟道MOS管Q1的源极,以保证该第二P沟道MOS管Q1在栅极输入低电平时源极和栅极之间的压差能够使得该第二P沟道MOS管Q1。这样,第二P沟道MOS管Q1实现第一开关S1功能的同时,还能够降低电路功耗。
当没有充电器通过电源输入接口J1给移动电源充电且移动电源也没有通过电源输出接口J2给外设充电时,第一开关S1断开,从而断开了电池B1与充电芯片U1及升压芯片U2之间的连接,使得移动电源的待机功耗极低;当有充电器通过电源输入接口J1给移动电源充电和/或移动电源通过电源输出接口J2给外设充电时,第一开关S1导通,电池B1与充电芯片U1及升压芯片U2之间的连接导通,使得移动电源能够正常工作。这样就能够使得移动电源充满电后能放置很长时间后电量几乎无损失。
本发明还提供了一种移动电源,如图1整体所示,该移动电源包括前述的电源控制电路circuit,还包括电源输入接口J1、电源输出接口J2、电池B1、充电芯片U1和升压芯片U2,其中,电源输入接口J1的电源针脚VCC1与充电芯片U1的充电信号输入端in1连接,充电芯片U1的充电信号输出端out1与电池B1的正极连接,充电芯片U1被设置为根据通过充电信号输出端out1向电池B1充电。
由于电池B1正极输出的电压信号一般为3-4.2V,而电源输出接口J2 需要输出5V稳定的电压,因此需要升压芯片U2升压芯片将电池B1输出的电压信号进行升压处理后输出至电源输出接口J2的电源针脚VCC2,升压芯片U2的升压信号输入端in2与电池B1的正极连接,升压信号输出端out2与电源输出接口J2的电源针脚VCC2连接。
进一步地,该移动电源还包括热敏电阻R5,充电芯片U1还被设置为根据该热敏电阻R5的温度控制是否为电池B1充电,该热敏电阻R5可以用于监控电池B1的温度,当电池B1的温度超过设定值时,充电芯片U1例如可以停止对电池B1进行充电,以对电池B1进行保护、防止烧坏。
在本发明的一个具体实施例中,如图3所示,热敏电阻R5连接在充电芯片U1的温度输入端TS和接地端GND之间,热敏电阻R5的阻值会随着温度的升高而减小,因此例如可以通过温度输入端TS输出固定的电流,通过检测热敏电阻R5对地的电压来检测热敏电阻R5的温度变化。
在此基础上,该移动电源还包括充电指示灯D3,充电芯片U1还被设置为输出发光驱动信号至该充电指示灯D3,以使充电指示灯D3发光。具体的,例如可以是在充电的过程中,输出发光驱动信号至充电指示灯D3使其发光;在充电结束后,停止输出发光驱动信号、使充电指示灯D3不发光。
在本发明的一个具体实施例中,该充电指示灯D3例如可以是LED灯,连接在充电芯片U1的充电信号输出端out1与LED驱动端CHG之间,且该充电指示灯D3的正极与充电信号输出端out1连接。这样,在充电的过程中,LED驱动端CHG输出低电平,充电指示灯D3导通发光;在充电结束后,LED驱动端CHG输出高电平,充电指示灯D3截止不发光。这样,充电芯片U1就能够实现通过控制充电指示灯D3来显示移动电源是否充满电。
上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处,但本领域技术人员应当清楚的是,上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种用于移动电源的电源控制电路,所述移动电源包括电池(B1)、充电芯片(U1)、升压芯片(U2)、电源输入接口(J1)和电源输出接口(J2),所述电源输入接口(J1)的电源针脚(VCC1)与所述充电芯片(U1)的充电信号输入端(in1)连接,所述充电芯片(U1)的充电信号输出端(out1)、所述电池(B1)的正极、所述升压芯片(U2)的升压信号输入端(in2)均与第一连接点(P1)连接,所述升压芯片(U2)的升压信号输出端(out2)与电源输出接口(J2)的电源针脚(VCC2)连接,其特征在于,所述电源控制电路包括外设检测单元(U3)、控制单元(U4)和第一开关(S1),所述第一开关(S1)与所述电池(B1)串联连接在所述第一连接点(P1)和接地端(GND)之间,所述外设检测单元(U3)被设置为检测所述电源输出接口(J2)是否与外设连接,所述控制单元(U4)根据所述外设检测单元(U3)的检测结果和/或所述电源输入接口(J1)的电源针脚(VCC1)的电压控制所述第一开关(S1)的状态。
2.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述外设检测单元(U3)包括第一电阻(R1)、及串联连接在所述电池(B1)的正极与所述接地端(GND)之间的第二开关(S2)和第二电阻(R2),所述第二开关(S2)与所述电池(B1)的正极连接,所述第二开关(S2)与所述第二电阻(R2)之间的电位点作为所述检测结果的输出端(out3),所述电源输出接口(J2)的外壳(shell)经所述第一电阻(R1)与所述电池(B1)的正极连接,所述外壳(shell)还与所述第二开关(S2)的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的电源控制电路,其特征在于,所述第二开关(S2)由第一P沟道MOS管(Q2)提供,所述第一P沟道MOS管(Q2)的栅极与所述外壳(shell)连接,所述第一P沟道MOS管(Q2)的源极经所述第二电阻(R2)连接至所述接地端(GND),所述第一P沟道MOS管(Q2)的漏极与所述电池(B1)的正极连接。
4.根据权利要求2所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制单元(U4)包括第一控制信号输入端(CTRL1)、第二控制信号输入端(CTRL2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三电阻(R3)和第三开关(S3),所述第一控制信号输入端(CTRL1)与所述电源输入接口(J1)的电源针脚(VCC1)连接,所述第二控制信号输入端(CTRL2)与所述检测结果的输出端(out3)连接,所述第一控制信号输入端(CTRL1)经串联连接第一二极管(D1)和所述第三电阻(R3)连接至所述接地端(GND),所述第二控制信号输入端(CTRL2)经串联连接的第二二极管(D2)和所述第三电阻(R3)连接至所述接地端(GND),其中,所述第三电阻(R3)连接在所述第一二极管(D1)的阴极、所述第二二极管(D2)的阴极与所述接地端(GND)之间;所述第一二极管(D1)的阴极与所述第三开关(S3)的控制端连接,所述第三开关(S3)连接在所述接地端(GND)和所述第一开关(S1)的控制端之间。
5.根据权利要求4所述的电源控制电路,其特征在于,所述第三开关(S3)由一N沟道MOS管(Q3)提供,所述N沟道MOS管(Q3)的栅极作为所述第三开关(S3)的控制端与所述第一二极管(D1)的阴极连接,所述N沟道MOS管(Q3)的源极与所述接地端(GND)连接,所述N沟道MOS管(Q3)的漏极与所述第一开关(S1)的控制端连接。
6.根据权利要求4所述的电源控制电路,其特征在于,所述第一开关(S1)由第二P沟道MOS管(Q1)提供,所述电源控制电路还包括第四电阻(R4),所述第二P沟道MOS管(Q1)的栅极作为所述第一开关(S1)的控制端经所述第三开关(S3)与所述接地端(GND)连接,所述第二P沟道MOS管(Q1)的源极与所述电池(B1)的正极连接,所述第二P沟道MOS管(Q1)的漏极与所述第一连接点(P1)连接,所述第二P沟道MOS管(Q1)的栅极经所述第四电阻(R4)连接至所述第二P沟道MOS管(Q1)的源极。
7.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述电池(B1)的正极经所述第一开关(S1)连接至所述第一连接点(P1)。
8.一种移动电源,其特征在于,包括:
权利要求1-7中任一项所述的电源控制电路;
电源输入接口(J1),所述移动电源通过所述电源输入接口(J1)进行充电;
电源输出接口(J2),所述移动电源通过所述电源输出接口(J2)对外设进行充电;
电池(B1);
充电芯片(U1),所述电源输入接口(J1)的电源针脚(VCC1)与所述充电芯片(U1)的充电信号输入端(in1)连接,所述充电芯片(U1)的充电信号输出端(out1)与所述电池(B1)的正极连接,所述充电芯片(U1)被设置为通过所述充电信号输出端(out1)向所述电池充电;
升压芯片(U2),所述升压芯片(U2)的升压信号输入端(in2)与所述电池(B1)的正极连接,所述升压芯片(U2)被设置为将所述电池(B1)输出的电压信号进行升压处理后输出至所述电源输出接口(J2)的电源针脚(VCC2)。
9.根据权利要求8所述的移动电源,其特征在于,所述移动电源还包括热敏电阻(R5),所述充电芯片(U1)被设置为根据所述热敏电阻(U1)的温度控制是否为所述电池(B1)充电。
10.根据权利要求8所述的移动电源,其特征在于,所述移动电源还包括充电指示灯(D3),所述充电芯片(U1)还被设置为输出发光驱动信号至所述充电指示灯(D3),以使所述充电指示灯(D3)发光。
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