CN106786840A - 一种移动电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动电源，该移动电源上设置有USB连接器，内部还设置有充电管理电路，充电管理电路包括电池连接器、电源检测电路和充电管理芯片；充电管理芯片的电源输入端接USB连接器的VBUS引脚，充电管理芯片的电源输出端接电池连接器，电池连接器接移动电源的内置电池。当USB连接器连接到外部电源时，电源检测电路通过检测D‑引脚的电压判断外部电源是间接供电设备还是电源适配器，当判断是间接供电设备时，充电管理芯片以较小的第一电流为内置电池充电，防止充电电流过大损坏间接供电设备；当判断是电源适配器时，充电管理芯片以大于第一电流的第二电流为移动电源的内置电池充电，使移动电源可以在较短的时间内充满电。

Description

一种移动电源
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种移动电源。
背景技术
移动电源，也叫充电宝，是一种集供电和充电功能于一体的便携式供电设备，可以给手机、平板电脑等数码设备随时随地充电，一般由锂电芯作为储电单元，使用方便快捷，越来越受到人们的青睐。
移动电源内置电池的容量比较大，为了能够在较短的时间内将电池充满，移动电源的充电电流一般比较大，多为1A或者1A以上。如果使用手机等设备的电源适配器为移动电源充电，电源适配器的输出电流多为1A以上，能够满足移动电源对充电电流的要求。但是很多用户习惯于把移动电源连接到间接供电设备，如连接到电脑的USB接口上进行充电，由于目前大多数电脑的USB接口的最大输出电流为500mA，若移动电源的充电电流过大，可能会损坏电脑的USB接口。
发明内容
本发明提供了一种移动电源，通过内置的充电管理电路检测连接的外部电源是间接供电设备还是电源适配器，并根据外部电源的类型调整充电电流的大小，以防止移动电源连接到间接供电设备进行充电时，由于充电电流过大损坏间接供电设备。
本发明提供的移动电源上设置有USB连接器，所述移动电源内部还设置有充电管理电路；
所述充电管理电路包括电池连接器、电源检测电路和充电管理芯片；所述充电管理芯片的电源输入端接所述USB连接器的VBUS引脚，所述充电管理芯片的电源输出端接所述电池连接器；所述电池连接器连接内置电池；
所述电源检测电路，用于当所述移动电源通过所述USB连接器连接到外部电源时，通过检测所述USB连接器的D-引脚的电压判断所述外部电源是间接供电设备还是电源适配器；
所述充电管理芯片，用于当所述电源检测电路判断外部电源是间接供电设备时，以第一电流通过所述电池连接器为移动电源的内置电池充电；当所述电源检测电路判断外部电源是电源适配器时，以大于所述第一电流的第二电流通过所述电池连接器为移动电源的内置电池充电。
本发明的有益效果是：本发明实施例在移动电源内部设置了充电管理电路，通过检测移动电源的USB连接器D-引脚的电压值判断USB连接器连接到的设备是间接供电设备还是电源适配器，并根据充电设备的类型自动调节移动电源的充电电流，在连接到间接供电设备时，以较小的充电电流为移动电源的内置电池充电，防止充电电流过大损坏间接供电设备；在连接到电源适配器时，以较大的充电电流为移动电源的内置电池充电，使移动电源可以在较短的时间内充满电。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种移动电源的功能框图；
图2是本发明一个实施例中充电管理电路的电路图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：移动电源内置电池的容量较大，为了能够在较短的时间内将电池充满，移动电源的充电电流一般比较大，多为1A或者1A以上，但是很多间接供电设备上的USB接口可以提供的最大电流值不足1A，如很多电脑的USB接口的最大输出电流为500mA，如果将移动电源接到电脑的USB接口上进行充电，可能会由于电流过大损坏电脑的USB接口。针对这种情况，本发明在移动电源内设置充电管理电路，由于电脑的USB接口的D+引脚与D-引脚开路，而电源适配器上的USB接口的D+引脚与D-引脚短路，两种情况下D-引脚的电压值不同，因此在移动电源的USB接口连接外部电源时，充电管理电路通过检测USB连接器D-引脚的电压值即可识别出给移动电源充电的设备是电脑还是电源适配器，从而自动调节移动电源的充电电流
实施例一
图1是本发明一个实施例提供的一种移动电源的功能框图，如图1所示，本实施例提供的移动电源上设置有USB连接器110，移动电源内部还设置有充电管理电路120。充电管理电路120包括电池连接器121、电源检测电路122和充电管理芯片123。
充电管理芯片123的电源输入端接USB连接器110的VBUS引脚，充电管理芯片123的电源输出端接电池连接器121，电池连接器121用于连接移动电源的内置电池130。
当移动电源通过USB连接器110连接到外部电源时，电源检测电路122通过检测USB连接器110的D-引脚的电压判断外部电源是间接供电设备还是电源适配器。当电源检测电路122判断外部电源是间接供电设备时，充电管理芯片123以较小的第一电流通过电池连接器121为移动电源的内置电池130充电，防止充电电流过大损坏间接供电设备；当电源检测电路122判断外部电源是电源适配器时，充电管理芯片123以大于第一电流的第二电流通过电池连接器121为移动电源的内置电池130充电，使移动电源可以在较短的时间内充满电。
实施例二
图2是本发明一个实施例中充电管理电路的电路图，如图2所示，本实施例中，电源检测电路包括微控制器U1、电阻R1、R2；电阻R1的第一端接USB连接器J1的D+引脚，电阻R1的第二端接VCC。电阻R2的第一端接USB连接器J1的D-引脚，电阻R2的第二端接地。微控制器U1的PIO1接口接USB连接器J1的D-引脚，微控制器U1通过PIO1接口采集USB连接器J1的D-引脚的电平，当PIO1接口采集到的电平低于设定的低电平阈值时，判断USB连接器J1连接到的外部电源是间接供电设备；当PIO1接口采集到的电平高于设定的高电平阈值时，判断USB连接器J1连接到的外部电源是电源适配器。
微控制器U1的PIO2接口接充电管理芯片U2的控制端，当微控制器U1判断USB连接器J1连接到的外部电源是间接供电设备时，微控制器U1通过PIO2接口向充电管理芯片U2的控制端发送第一控制信号，以控制充电管理芯片U2以第一电流通过电池连接器U3为移动电源的内置电池充电；当微控制器U1判断USB连接器J1连接到的外部电源是电源适配器时，微控制器U1通过PIO2接口向充电管理芯片U2的控制端发送第二控制信号，充电管理芯片U2以大于第一电流的第二电流通过电池连接器U3为移动电源的内置电池充电。
优选地，充电管理芯片U2为BQ24040芯片，IN引脚作为电源输入端，接USB连接器J1的VBUS引脚；OUT引脚作为电源输出端，接电池连接器U3；ISET引脚通过电阻R3接地，通过调整电阻R3的阻值可以设定充电管理芯片U2的最大充电电流的大小，例如当R3为540欧姆时，充电管理芯片U2可以以最大1A的电流为移动电源的内置电池充电；ISET2引脚作为控制端，接微控制器U1的PIO2接口，当ISET2引脚接收到低电平时，充电管理芯片U2以通过ISET引脚设定的最大充电电流为移动电源的内置电池充电，当ISET2引脚接收到高电平时，充电管理芯片U2以500mA的电流为移动电源的内置电池；VSS引脚接地；PRETERM引脚通过电阻R4接地；PG引脚和NC引脚悬空；CHG引脚通过电阻R5接VCC；TS引脚通过电阻R6接地。
本实施例中，间接供电设备为电脑。当USB连接器J1连接到电脑的USB接口上时，由于电脑的USB接口的D+引脚与D-引脚开路，而USB连接器J1的D-引脚通过电阻R2接地，此时微控制器U1的PIO1采集到低电平，之后微控制器U1的PIO2接口向充电管理芯片U2的ISET2引脚发送高电平的控制信号，控制充电管理芯片U2以500mA的充电电流为移动电源的内置电池充电，防止充电电流过大损坏电脑的USB接口。当USB连接器J1连接到电源适配器上时，由于电源适配器上的USB接口的D+引脚与D-引脚短路，因此使USB连接器J1的D-引脚与D+引脚短路，由于D+引脚通过电阻R1连接到VCC，因此D-引脚的电压会被VCC拉高，此时微控制器U1的PIO1采集到高电平，之后微控制器U1的PIO2接口向充电管理芯片U2的ISET2引脚发送低电平的控制信号，控制充电管理芯片U2以1A的充电电流为移动电源的内置电池充电，使移动电源可以在较短的时间内充满电。
优选地，充电管理电路还包括低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)U4，具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比。低压差线性稳压器U3的输入端VIN接充电管理芯片U2的OUT引脚与电池连接器U3之间，并通过电容C1接地；低压差线性稳压器U3的输出端VOUT通过电容C2接地，CE引脚接VIN，BF引脚接地。低压差线性稳压器U4用于将移动电源内置电池的电压转化为VCC，为微控制器U1和充电管理芯片U2提供正常工作所需要的电压VCC。传统的线性稳压器要求输入电压比输出电压至少要高2V-3V，否则就不能正常工作，本实施例中输入电压为5V，需要变换为3.3V的VCC，输入电压与输出电压的差仅为1.7V，传统的线性稳压器不能满足需要，因此本实施例使用了低压差线性稳压器。
进一步优选地，本实施例提供的充电管理电路还包括滤波电路，用于滤除电路中的交流成分，滤波电路包括电容C3、C4和C5。电容C3的第一端接充电管理芯片U2的IN引脚，电容C3的第二端接地；所述电容C4的第一端接BQ24040芯片的OUT引脚，电容C4的第二端接地；电容C5的第一端接BQ24040芯片的OUT引脚，电容C5的第二端接地。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移动电源，其特征在于，所述移动电源上设置有USB连接器，所述移动电源内部还设置有充电管理电路；
所述充电管理电路包括电池连接器、电源检测电路和充电管理芯片；所述充电管理芯片的电源输入端接所述USB连接器的VBUS引脚，所述充电管理芯片的电源输出端接所述电池连接器；所述电池连接器连接内置电池；
所述电源检测电路，用于当所述移动电源通过所述USB连接器连接到外部电源时，通过检测所述USB连接器的D-引脚的电压判断所述外部电源是间接供电设备还是电源适配器；
所述充电管理芯片，用于当所述电源检测电路判断外部电源是间接供电设备时，以第一电流通过所述电池连接器为移动电源的内置电池充电；当所述电源检测电路判断外部电源是电源适配器时，以大于所述第一电流的第二电流通过所述电池连接器为移动电源的内置电池充电。
2.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述电源检测电路包括微控制器、第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端接所述USB连接器的D+引脚，所述第一电阻的第二端接VCC；
所述第二电阻的第一端接所述USB连接器的D-引脚，所述第二电阻的第二端接地；
所述微控制器的第一IO接口接所述USB连接器的D-引脚；
所述微控制器，用于通过第一IO接口采集所述USB连接器的D-引脚的电平，当第一IO接口采集到的电平低于设定的低电平阈值时，判断所述USB连接器连接到的外部电源是间接供电设备；当第一IO接口采集到的电平高于设定的高电平阈值时，判断所述USB连接器连接到的外部电源是电源适配器。
3.如权利要求2所述的移动电源，其特征在于，所述微控制器的第二IO接口接所述充电管理芯片的控制端；
所述微控制器，还用于当判断所述USB连接器连接到的外部电源是间接供电设备时，通过第二IO接口向所述充电管理芯片的控制端发送第一控制信号；当判断所述USB连接器连接到的外部电源是电源适配器时，通过第二IO接口向所述充电管理芯片的控制端发送第二控制信号。
4.如权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述充电管理芯片为BQ24040芯片；
所述BQ24040芯片的：
IN引脚作为电源输入端，接所述USB连接器的VBUS引脚；
OUT引脚作为电源输出端，接所述电池连接器；
ISET2引脚作为控制端，接所述微控制器的第二IO接口；
ISET引脚通过第三电阻接地；
VSS引脚接地；
PRETERM引脚通过第四电阻接地；
PG引脚和NC引脚悬空；
CHG引脚通过第五电阻接VCC；
TS引脚通过第六电阻接地。
5.如权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。
6.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述第一电流的大小为500mA，所述第二电流的大小为1A。
7.如权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述充电管理电路还包括低压差线性稳压器；
所述低压差线性稳压器的输入端接所述充电管理芯片的电源输出端与所述电池连接器之间，并通过第一电容接地；
所述低压差线性稳压器的输出端通过第二电容接地；
所述低压差线性稳压器，用于将所述内置电池的电压转化为VCC，为所述电源检测电路和所述充电管理芯片供电。
8.如权利要求7所述的移动电源，其特征在于，所述VCC的大小为3.3V。
9.如权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述充电管理电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第三电容、第四电容、第五电容；
所述第三电容的第一端接所述BQ24040芯片的IN引脚，所述第三电容的第二端接地；
所述第四电容的第一端接所述BQ24040芯片的OUT引脚，所述第四电容的第二端接地；
所述第五电容的第一端接所述BQ24040芯片的OUT引脚，所述第五电容的第二端接地。
10.如权利要求1-9任一项所述的移动电源，其特征在于，所述间接供电设备为电脑。
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