CN106787075A - 一种具有无线通信模块的移动电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有无线通信模块的移动电源，包括外壳(1)和设置在外壳内的电路板(2)和储能模块(3)；在电路板上或电路板外设有无线通信模块(8)；储能模块与电路板相连；无线通信模块与电路板上的控制器通信连接；对讲模块为使用频律为409～470MHz之间的无线对讲通讯模块；电路板上还设有定位电路模块(71)。该具有无线通信模块的移动电源具有无线通信功能，适合在户外使用。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种具有无线通信模块的移动电源。
背景技术
移动电源应用广泛，现有的移动电源一般不带无线通信装置，因此，在户外使用时，功能不够完善，因此，有必要设计一种具有无线通信模块的移动电源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有无线通信模块的移动电源，该具有无线通信模块的移动电源结构紧凑，具有无线通信功能，适合在户外使用。
发明的技术解决方案如下：
一种具有无线通信模块的移动电源，包括外壳和设置在外壳内的电路板和储能模块；外壳上还设有与电路板连接的显示屏；
在电路板上或电路板外设有无线通信模块；储能模块与电路板相连；无线通信模块与电路板上的控制器通信连接；
对讲模块为使用频律为409～470MHz之间的无线对讲通讯模块；中国：409-410MHZ；美国：462-467MHZ；欧洲：433MHZ。
电路板上还设有定位电路模块(71)。
定位电路模块为北斗定位模块或GPS定位模块，无线通信模块为对讲模块和2G、3G、4G或5G通信模块中的至少一种。
外壳内还设有发电装置；
储能模块包括两条并联的储能支路；
第一储能支路包括串联的第一储能模块和第一控制开关K1；
第二储能支路包括串联的第二储能模块和第二控制开关K2；
控制器还连接有用于检测第一储能模块电压的第一电压检测电路；
控制器还连接有用于检测第二储能模块电压的第二电压检测电路；
第一控制开关K1和第二控制开关K2均受控于控制器。
所述的的充电装置为外部充电接口(如汽车点烟器接口和USB接口等)或发电装置；
所述的发电装置为双转发电装置，包括同轴驱动轮组和双转发电机；同轴驱动轮组的转轴与外部驱动机构相连；同轴驱动轮组连接有旋转臂；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮和内驱动轮；
双转发电机包括同轴的外转轮和内转轮；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转，或者，内驱动轮和外驱动轮分别驱动外转轮和内转轮旋转；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。控制开关K为三极管、功率MOS管或继电器常开/常闭开关。
移动电源上还设有用于为汽车电池放电的启动放电模块，放电时，也可以通过K1和K2控制哪个储能模块实施放电。另外，控制器由任一个储能模块供电(比如采用电压值较高的储能模块供电)
充电时，为提高充电效率以及紧急放电需要，先将电压值较高的，容量小的储能模块充满，用于紧急放电，若时间充裕，可以2个储能模块同时充。
双转发电机为1个或多个；
(a)双转发电机为1个时；双转发电机的轴线与同轴驱动轮组的轴线重合；内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转；其中，外驱动轮和外转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮驱动外转轮旋转；内驱动轮和内转轮均固定在转轴上，或内驱动轮和内转轮通过联轴器相连；
(b1)双转发电机为N个时；N个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括N个换向齿轮；N为2～6之间的整数；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮通过换向齿轮驱动外转轮旋转；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮和内转轮啮合；
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内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮和外转轮啮合；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮驱动内转轮旋转。
N个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向等分布置。N个双转发电机并联或串联方式输出电能。或者，N个双转发电机部分并联后再串联的方式输出电能。
旋转臂的端部设有把手。
所述的发电机为直流发电机或交流发电机；储能模块为锂离子电池或超级电容。
外壳上设有旋转臂容纳槽。
旋转臂为翻折式旋转臂，外壳上设有旋转臂容纳槽；旋转臂容纳槽内还设有把手容纳槽。
双转发电机为直流发电机或交流发电机。
外壳为长方体形状，外壳的侧边处设有多个用于防滑的凸块。
控制器设置在电路板上，电路板上还设有充放电电路模块和无线通信模块。
电路板上还设有用于为汽车电池放电的启动放电模块。
充电过程：
步骤1：判断是否需要分区充电；如果需要，则转入步骤2，否则开关K1和K2都闭合，对2个储能模块均充电；
如果电池电压较低，且需要启动汽车时，需要分区充电，或按下移动电源上的手动优先充电按钮，则启动优先充电；
步骤2：选择需要优先充电的储能模块；
步骤3：对需要优先充电的储能模块充电；
若该储能模块已经充满，或储能模块的电压达到预设值，比如可以启动汽车的电压值，则结束优先充电；
步骤4：返回步骤1；
若两个储能模块电压相差较低，比如电压差在0.5v以上，则需要对2个储能模块同时充电前，需要先将电压较低的储能模块先充一部分电，使得2个储能模块电压基本相同再同时充电。
充电时，可以通过开关控制先充满一个储能模块，再断开该储能模块，接通另一个储能模块充电直到该另一个储能模块也充满，从而2个储能模块均充满电。
发电装置也可以是皮带式发电装置，包括2个同步轮和发电机，2个同步轮上套装有皮带；同步轮带动发电机发电。
对讲机(对讲模块)的英文名称是two way radio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合。
公众对讲机是指：发射功率不大于0.5W，工作于指定频率的无线对讲机，其无线电发射频率、功率等射频技术指标须符合下列要求：
1、工作频率(.9000；409.单位：MHz):409.7500、409.7625、409.7750、409.7875、409.8000、409.8125、409.8250、409.8375、409.8500、409.8625、409.8750、409.8875、4099125、409.9250、409.9375、409.9500、409.9625、409.9750、409.9875；
2、调制方式：F3E；
3、有效发射功率(EIRP)：<0.5W；
4、发射频率容限：<+5ppm；
5、发射机杂散辐射：<50uW；
6、接收机杂散辐射：<20nW；
7、信道间隔：12.50kHz
电源控制
CPU控制在不同状态时，送出不同的电源
接收电源：正常处于间歇工作方式，以保证省电
发射电源：发射时才有电
CPU电源：稳定的电源
手持机在平坦开阔无障碍环境下的通话距离可达6公里，但由于无线电波的传输会受障碍物(如建筑物、树木)的影响；同样，一些外来因素往往也会削弱通话的信号，通话范围也随之变化。当有网络支持时，对讲机的通话距离可达几十公里。影响对讲机通话距离和效果的因素有以下几个方面：
1、系统参数：
1)发射机输出功率越强，发射信号的覆盖范围越大，通信距离也越远。但发射功率也不能过大，发射功率过大，不仅耗电，影响功放元件寿命，而且干扰性强，影响他人的通话效果，还会产生辐射污染。各国的无线电管理机构对通信设备的发射功率都有明确规定。
2)通信机的接收灵敏度越高，通信距离就越远。
3)天线的增益，在天线与机器匹配时，通常情况，天线高度增加，接收或发射能力增强。手持对讲机所用天线一般为螺旋天线，其带宽和增益比其他种类的天线要小，更容易受人体影响。
2、环境因素：
境因素主要有路径、树木的密度、环境的电磁干扰、建筑物、天气情况和地形差别等。这些因素和其他一些参数直接影响信号的场强和覆盖范围。
3、其它影响因素：
1)电池电量不足，当电池电量不足时，通话质量会变差。严重时，会有噪音出现，影响正常通话。
2)天线匹配，天线的频段和机器频段不一致，天线阻抗不匹配，都会严重影响通话距离。对于使用者来说，在换用天线时要注意将天线拧紧，另外不能随便使用非厂家提供的天线，也不能使用不符合机器频点的天线。
3)音质的好坏主要取决于预加重和去加重电路，目前还有较先进的语音处理电路"语音压扩电路和低水平扩张电路的应用"，这对于保真语音有很好的效果。
4)影响对讲机通话距离和效果的因素还与季节有关,夏季优于冬季。
采用多个移动终端可以组网通信，适合野外作业和探险的团队互相定位和通信：
通信方法：涉及多个具有无线通信模块的移动电源；至少2个；
步骤1：将多个移动电源进行关联并组网；每一个移动电源作为一个移动的节点；
步骤2：基于对讲模块进行数据通信；各节点的位置显示在显示屏中的电子地图中；
数据通信过程中传输的信息包括定位信息(如经纬度信息)，传输的信息还可以包括其他的信息，如短消息等；
通信过程中若无法通信成功，则进入步骤3；
步骤3：基于移动通信模块进行数据通信；若对讲模块信号恢复，则返回步骤2；
是否通信成功的确定方法：一个节点定时(如每分钟)广播消息，若预定时间内收到应答，则表明通信链路畅通，通信成功；否则，说明链路存在故障，通信不成功；
任意2个节点超过预设距离则启动报警。
有益效果：
本发明的具有无线通信模块的移动电源，结构紧凑，集成了对讲模块以及3G等通信模块，与定位电路模块配合，能实现多台移动电源的互相通信，能有效提高户外爱好者的安全性。
该移动电源还通过电子开关和多个储能模块分别控制，实现分区充电，灵活性好。
本发明的移动电源结构紧凑，集成了手摇发电装置，通过旋转臂和双转发电机发电，发电机输出的电能为储能模块充电，从而保证电能供应，在缺乏外部供电时，能通过内置发电机为移动电源充电，因而特别适合应用在野外等外部充电不方便的场合；
而且，旋转臂能翻转后存放在旋转臂容纳槽，使用灵活方便。
储能模块为锂离子电池或超级电容，超级电容具有更高的安全性和充电次数(从而具有更长是使用寿命)。
更进一步，移动电源还集成了射频模块，射频模块为长波或短波通信模块，或为3G、4G和卫星通信模块等；具有紧急呼救的功能。
储能模块包括第一储能模块和第二储能模块；且通过电子开关进行第二储能模块的投切，需要紧急启动汽车时(即检测到发电装置充电时)，先断开电子开关，保障第一储能模块优先充满电；使用市电为移动电源正常充电时，则闭合电子开关，使得整个电池充满，体现了充电的智能性。
总之，这种具有无线通信模块的移动电源的结构紧凑，易于实施，使用灵活方便，在缺乏外部供电时，能通过内置发电机为移动电源充电。
本发明的具有无线通信模块的移动电源具有以下特点：
(1)采用一个超级电容或多个串联的超级电容作为储能模块；
采用基于超级电容的移动电源的储能电路，完全不同于采用锂离子电池的储能模块，采用超级电容安全性高，没有爆炸的风险，且使用寿命长；基于超级电容的移动电源的储能电路具有以下特点：
(a)充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上；
(b)循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1～50万次，没有“记忆效应”；
(c)大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90％；
(d)功率密度高，可达300W/KG～5000W/KG，相当于电池的5～10倍；
(e)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；
(f)充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；
(g)超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；
(h)检测方便，剩余电量可直接读出；
总而言之，这种移动电源的储能电路的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，且安全性高。
(2)采用多种可选的接口为储能模块充电；
充电输入接口配置有汽车电瓶取电接口、USB充电接口、干电池充电接口和汽车点烟器接口；灵活性强，实用性强。
(3)采用带A/D转换器的MCU作为主控电路芯片对整个充电过程进行控制，结构紧凑，能显著简化电路设计；
(4)具有双色指示灯和照明灯；
(5)通过预充电控制开关电路和主充电控制开关电路控制充电进程；
(6)具有过流保护、过压保护、温度保护和电压反接保护功能。
另外，采用外部控制端与升压保护芯片结合实现充电控制，能实现充电的完全可控，安全可靠性高；
用于移动电源的双输入供电电路，采用2个电源输入端，一个接汽车电池(如通过点烟器接口接电池)，一个接干电池组，特别适合车载使用，无线交流电即可为移动电源的储能模块充电。
另外，采用BAT54CW型肖特基势垒二极管，正向压降低(由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V))，由于SBD(肖特基势垒二极管)是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流。
更进一步，稳压器采用的ME6119A33PG型稳压器为输入电压可调的高手LDO稳压器(400mA Adjustable Voltage High Speed LDO Regulators)，输出电压精确，输入电压范围为2.5～18V；应用在此处特别适合，不但可以通过升压电路为储能模块充电，还能作为基准电压用于温度检测电路中。
因此，这种用于移动电源的双输入供电电路能兼容性宽范围的输入电压，应用广泛，且无需交流电即可充电，电路工作稳定，实用性强。
LED驱动电路，采用开关器件(MOS管)控制LED照明灯的开启和关闭，耗能小，采用紧凑型的双色LED灯作为红绿指示灯，结构紧凑，占用空间小，另外，供电电路能提供稳定的3.3V直流电压，能保证LED灯稳定工作，发光均匀，避免光的明暗变化和闪烁。因此，这种LED驱动电路电路简洁，所用元件少，易于控制。
继电器驱动电路，采用2个并行的驱动模块驱动继电器，可靠性高，安全性高，另外，且每一驱动模块也具有2个N-MOS管，即采用冗余设计，切换时时滞小，即使一个开关器件损坏，仍然可以正常工作，因而可靠性高，能保障汽车启动电源的正常放电。
启动电源的检测电路，采用多输入通道的A/D转换器对多路电压信号进行检测，还能实现温度监控以便后续实现过热保护，加之集成度高，电路简洁，易于实施，检测精度高，能为汽车启动电源的安全工作提供技术上的保障。
综上所述，这种启动电源功能完善，集成度高，安全性高，适合推广实施。
通信方法：针对多个具有无线通信模块的移动电源；
步骤1：将多个移动电源进行关联并组网；每一个移动电源作为一个移动的节点；
步骤2：基于对讲模块进行数据通信；
通信过程中若无法通信成功，则进入步骤3；
步骤3：基于移动通信模块进行数据通信；若对讲模块信号恢复，则返回步骤2；
各节点的位置显示在显示屏中的电子地图中；
数据通信过程中传输的信息包括定位信息(如经纬度信息)。
传输的信息还包括文字信息、音频信息或视频信息。
传输的信息还可以包括其他的信息，如短消息等；语音信息或视频信息等，显示屏中还显示任意两个节点之间的距离。
是否通信成功的确定方法：一个节点定时(如每分钟)向其他节点广播消息，若预定时间(如10S)内收到应答，则表明通信链路畅通，通信成功；否则，说明链路存在故障，通信不成功。
任一个移动电源基于各节点的定位信息计算本节点与其他所有节点之间的距离，若任一节点与本节点之间的距离超出预设距离(如500m)，则本节点启动报警(必要时广播报警信息)。
附图说明
图1为具有无线通信模块的移动电源的电原理框图；
图2为具有无线通信模块的移动电源的升压电路部分的原理图；
图3为USB插口部分的电路原理图；
图4为控制端CTL-CHG、CTL-INA和CTL-INB部分的原理图。
图5为用于移动电源的双输入供电电路的电路原理图；
图6为移动电源的储能电路的原理图；
图7为LED驱动电路的原理图。
图8为用于移动电源的继电器驱动电路的电路原理图；
图9为检测支路的原理图；
图10为A/D转换器的原理图；
图11为具有无线通信模块的移动电源的内部结构示意图(立体图)；
图12为具有多个储能模块的具有无线通信模块的移动电源的内部结构示意图；
图13为旋转臂与外壳连接示意图；
图14为储能模块切换及控制示意图；
图15为具有单个发电模块的发电装置结构示意图；
图16为具有4个发电模块的发电装置结构示意图(之一)；
图17为具有4个发电模块的发电装置结构示意图(之二)；
图18为具有6个发电模块的发电装置结构示意图(之一)；
图19为具有6个发电模块的发电装置结构示意图(之二)；
图20为多个发电模块串联示意图；
图21为多个发电模块并联示意图。
标号说明：1-外壳，2-电路板，3-储能模块，4-主动轮，5-从动轮，6-同步带，7-充放电电路模块，8-无线通信模块，9-旋转臂，10-凸块；11-把手，12-转轴，13-旋转臂容纳槽，14-把手容纳槽；
31-第一储能模块，32-第二储能模块，71-定位电路模块。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1，电路板包括主控电路、充电输入接口、稳压电路、升压电路、储能模块和输出电路；
充电输入接口经稳压电路为主控电路供电；
充电输入接口经升压电路为储能模块充电；升压电路受控于主控电路；
输出电路包括输出接口和受控于主控电路的继电器；储能模块通过继电器与输出接口相连；
所述的储能模块为基于超级电容的储能模块。
所述的具有无线通信模块的移动电源还包括预充电控制开关电路和主充电控制开关电路；充电输入接口经预充电控制开关电路接储能模块；充电输入接口经主充电控制开关电路接升压电路。
所述的具有无线通信模块的移动电源还包括与主控电路相连的指示灯电路和照明灯电路。
所述的具有无线通信模块的移动电源还包括与主控电路相连的过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路中的至少一种。
充电输入接口为汽车电瓶取电接口、USB充电接口、干电池充电接口和汽车点烟器接口中的至少一种。
所述的主控电路采用具有A/D转换器的MCU。
所述的储能模块包括多个串联的超级电容，超级电容的个数为2-10个。
升压电路采用FP5139型集成芯片。
干电池充电接口连接有干电池仓，干电池仓中能容纳3～5节1.5V的干电池。
具有无线通信模块的移动电源还包括与主控电路相连的反电压保护电路。
图1～3，一种具有无线通信模块的移动电源的充电控制电路，包括升压保护芯片U9、充电输出电路和3个控制端：CTL-CHG、CTL-INA和CTL-INB；升压保护芯片U9为FP5139芯片；
(1)控制端CTL-CHG经依次串联的电阻R34和R33接地，电阻R34和R33的连接点接NMOS管Q12的G极；Q12的S极接地，Q12的D极为EN-19V端；
(2)控制端CTL-INB经依次串联的电阻R91和R90接地，电阻R91和R90的连接点接NMOS管Q7的G极；Q7的S极接地，Q7的D极为CTL-B端；
(3)控制端CTL-INA经依次串联的电阻R14和R13接地，电阻R14和R13的连接点接NMOS管Q3的G极；Q3的S极接地，Q7的D极为CTL-A端；
(4)直流电源VBOUT+接PMOS管Q14的S极，Q14的D极经热敏电阻RT4接储能模块的正输入端BAT+；Q14的G极和S极之间跨接有电阻R29，Q14的G极接CTL-A端；
(5)直流电源VBOUT+接PMOS管Q8的S极，Q8的D极经依次串接的电感L4和二极管D6接储能模块的正输入端BAT+；Q8的D极接升压保护芯片U9的供电端VCC；
Q8的G极和S极之间跨接有电阻R30，Q8的G极接CTL-B端；
(6)EN-19V端经电阻R57接升压保护芯片U9的控制端CTL；
(7)充电输出电路：
升压保护芯片U9的GATE端经电阻R15接NPN型三极管Q19的B极和PNP型三极管Q20的B极；Q19的E极和Q20的C极短接；Q19的C极经电阻R16接电源VCC-BAT；
Q19的E极经电阻R43接NMOS管Q10的G极，Q10的D极接电感L4与二极管D6的连接点；Q10的S极和Q20的E极均接地。
USB接口的正输入端USB_IN经二极管D17接Q8的S极。
储能模块的正端BAT1+经二极管D16接Q8的S极。
一种过流保护电路涉及括运算放大器U1-B、测量电阻R18和升压保护芯片U9；
测量电阻R18串接在具有无线通信模块的移动电源的前端供电回路中；
测量电阻R18的第一端经电阻R39接运算放大器的同相输入端；测量电阻R18的第二端经电阻R36接运算放大器的反相输入端；
运算放大器的输出端与反相输入端之间跨接有电阻R40；
运算放大器的输出端与升压保护芯片U9的反馈端FB相接。
运算放大器的输出端通过二极管D20与升压保护芯片U9的反馈端FB相接；且反馈端FB接二极管D20的负极。
所述的前端供电回路为USB供电回路(通过USB接口为启动电源的储能模块充电)；测量电阻R18的第一端接地(SGND)；测量电阻R18的第二端接USB充电接口J4的负端BAT1-。
运算放大器的型号为LM258ADR，升压保护芯片U9的型号为FP5139，电阻R18、R39、R36和R40的阻值分别为0.01欧姆、1K欧姆、1K欧姆和20K欧姆。过流保护电路采用的运算放大器的电路为反相放大电路，放大倍数约为20倍；增加二极管D20起到防止电流倒灌的作用，即保障单向导通；另外升压保护芯片本身具有短路保护功能，以及升压放电功能，并且能调节输出电流和电压的大小，功能丰富，放大电路和保护IC相结合，能实现电路的过流保护，可靠性高。
图5，一种用于移动电源的双输入供电电路，包括第一电源输入端(VBOUT+)、第二电源输入端(VCC-BAT)、二极管、稳压器和电源输出端(5V-VDD)；
第一电源输入端用于与汽车电池的正极相接；
第二电源输入端用于接干电池组的正极；干电池组包括三节干电池，每节1.5V，输出为4.5V；
第一电源输入端经二极管接稳压器的输入端；第二电源输入端经二极管接稳压器的输入端；
稳压器的输出端为电源输出端；稳压器的输出端输出3.3～5V的直流电压。
所述的二极管为BAT54CW型肖特基势垒二极管。
所述的稳压器为ME6119A33PG型稳压器。
稳压器的输入端设有电解电容(C40)；稳压器的输入端和输出端处还各接有一个非电解电容(C37和C51)；所述的电解电容的电容值为47uF，所述的非电解电容的电容值为0.1uF。
如图6，移动电源的储能模块包括串联5个超级电容(C1，C2，C3，C4和C7)；每一个超级电容的电容值为350F；完全不同于采用锂离子电池的储能模块，采用超级电容安全性高，没有爆炸的风险，且使用寿命长；电路中的4个插座(J45，J11，J11，J18)的作用在于加粗导电回路；因为该电源的典型应用在于提供汽车启动电流，电流大，加粗导电回路能有效保护器件和电路板。每一个超级电容并联有一个稳压支路，稳压支路由电阻和稳压管串联而成，电阻的阻值为1欧姆，稳压管的型号为MMSZS223BT1。
如图7，LED驱动电路包括照明型LED灯(D15)、红色LED指示灯、绿色LED指示灯和开关器件(Q5)；
照明型LED灯的正极经第一限流电阻接直流电源正极(5V-VDD)；照明型LED灯的负极经开关器件接地；开关器件的控制端经电阻R11接LED控制端口(CTL-LED)；
红色LED指示灯和绿色LED指示灯的正极短接后经第二限流电阻(R53)接直流电源正极(5V-VDD)；
红色LED指示灯和绿色LED指示灯的负极分别接红色LED灯控制端口(LED-R)和绿色LED灯控制端口(LED-G)。
所述的开关器件为N-MOS管；N-MOS管的D极接照明型LED灯的负极；N-MOS管的S极接地(SGND)；N-MOS管的G极接电阻R11。
N-MOS管的型号为2N7002K。
红色LED指示灯和绿色LED指示灯采用双色LED灯(D4)；第一限流电阻为50欧姆(图中为R48和R20并联)，第二限流电阻(R53)为2.4K欧姆，电阻R11为1K欧姆；直流电源正极为3.3V。
LED控制端口为MCU的IO端口或按键电路的输出端，红色LED灯控制端口(LED-R)和绿色LED灯控制端口(LED-G)为MCU的IO端口。
工作原理说明：
(1)CTL-LED为高电平时，Q5导通，D15导通发光；
(2)LED-G为低电平时，绿色LED灯导通发光；
(3)LED-R为低电平时，红色LED灯导通发光。
如图8，用于移动电源的继电器驱动电路，包括继电器和第一驱动模块；
所述的第一驱动模块包括第一控制信号输入电路和2个N-MOS管Q9和Q13；
第一控制信号输入电路包括串联的电阻R52和R19；电阻R52的第一端接控制信号CTL-START；电阻R52的第二端经电阻R19接地；2个N-MOS管Q9和Q13的G极均短接至电阻R52和R19的连接点；2个N-MOS管Q9和Q13的S极均接地；2个N-MOS管Q9和Q13的D极与储能电源的正极BAT+之间接有继电器的第一线圈。
所述的用于移动电源的继电器驱动电路还包括第二驱动模块；所述的继电器为双输入线圈型继电器，具有第一线圈和第二线圈，并共用一对输出触点；
所述的第二驱动模块包括第二控制信号输入电路和2个N-MOS管Q1和Q2；
第二控制信号输入电路包括串联的电阻R2和R7；电阻R2的第一端接控制信号DAT；电阻R2的第二端经电阻R7接地；2个N-MOS管Q1和Q2的G极均短接至电阻R2和R7的连接点；2个N-MOS管Q1和Q2的S极均接地；2个N-MOS管Q1和Q3的D极与储能电源的正极BAT+之间接有继电器的第二线圈。
电阻R52和电阻R2均为1K欧姆；电阻R19和电阻R7均为20K欧姆。
N-MOS管的型号为2N7002K，N-MOS管的G极与地之间接有陶瓷电容C5和C6，每一个陶瓷电容的电容值为0.1uF，BAT+与N-MOS管Q9的D极之间接有一个二极管D7，BAT+与N-MOS管Q1的D极之间接有一个二极管D10。
CTL-START和DAT分别是正常控制信号和异常控制；正常控制为用户主动开启放电开关，切换继电器实现放电；异常控制是指下列5种情况其中之一发生：
1.夹子端电压过低(低于11VDC)
2.夹子端电压过高(高于15VDC)
3.夹子接反
4.夹子短路
5.内部线路温度过高；
以上情况有相关检测电路检测。
参见图2，用于具有无线通信模块的移动电源的过流保护电路，包括运算放大器U1-B、测量电阻R18和升压保护芯片U9；
测量电阻R18串接在具有无线通信模块的移动电源的前端供电回路中；
测量电阻R18的第一端经电阻R39接运算放大器的同相输入端；测量电阻R18的第二端经电阻R36接运算放大器的反相输入端；
运算放大器的输出端与反相输入端之间跨接有电阻R40；
运算放大器的输出端与升压保护芯片U9的反馈端FB相接。
运算放大器的输出端通过二极管D20与升压保护芯片U9的反馈端FB相接；且反馈端FB接二极管D20的负极。
所述的前端供电回路为USB供电回路(通过USB接口为启动电源的储能模块充电)；测量电阻R18的第一端接地(SGND)；测量电阻R18的第二端接USB充电接口J4的负端BAT1-。
运算放大器的型号为LM258ADR，升压保护芯片U9的型号为FP5139，电阻R18、R39、R36和R40的阻值分别为0.01欧姆、1K欧姆、1K欧姆和20K欧姆。
另有一个过流保护电路用于对储能模块的输出电流进行监控，如图2，该电路以运放U1-A为核心；以并联的R31和R32为测量电阻(R31和R32均为0.01欧姆，并联后为0.005欧姆)；检测原理同基于运放U1-B的过流保护电路的原理相同。
图9～10，一种启动电源的检测电路，包括温度检测支路、电源电压检测支路和A/D转换器；所述的A/D转换器为多通道A/D转换器；A/D转换器的输出端输出检测结果数据；
温度检测支路中，热敏电阻RT1与电源电压(5V-VDD)相连，热敏电阻RT1与电阻R22串联，电阻R22接地；热敏电阻RT1与电阻R22的连接点(V07)接A/D转换器的第一模拟信号输入端口(AN1)；
电源电压检测支路中，电源电压Vbout+(用于接汽车电池)经依次串接的电阻R66和R67接地；电阻R66和R67的连接点(V06)接A/D转换器的第二模拟信号输入端口(AN2)。
所述的启动电源的检测电路还包括储能模块电压检测支路；
储能模块电压检测支路中，储能模块电压BAT+(用于接储能模块的正极端)经依次串接的电阻R74和R75接地；电阻R74和R75的连接点(V08)接A/D转换器的第三模拟信号输入端口(AN0)。
所述的启动电源的检测电路还包括开关检测支路；开关检测支路中，电源电压(5V-VDD)经依次串接的电阻R89、开关SW1和电阻R21接地；电阻R89和开关SW1的连接点(CLK)接A/D转换器的时钟信号端(CLK/P2.1)。
所述的A/D转换器的型号为SC8F2712；热敏电阻RT1的电阻为10K欧姆；电阻R22、R66、R67、R74、R75、R89和R21的电阻值分别为10K、100K、100K、301K、100K、1M和100K，单位为欧姆。
SW1按下后CLK电压将产生跟转，这个高低电平变化信号直接传递到MCU，执行特定的功能，如触发继电器实现放电等，芯片内部的时钟信号由芯片自己生成或外部其他引脚提供。
U4本身就是MCU，因此，ADC的转换结果通过内部电路(或寄存器)提供给U4中的MCU模块。
发电机为直流发电机时，输出端经二极管进入稳压器U11的输入端，必要时，该输出端接RC滤波电路或接有电感用于平波，若发电机为交流发电机时，输出端经桥式整流电路进入稳压器U11的输入端，必要时，该输出端接RC滤波电路或接有电感用于平波。
图11～21，一种具有无线通信模块的移动电源，包括外壳1和设置在外壳内的电路板2和储能模块3；外壳上还设有与电路板连接的显示屏；
在电路板上或电路板外设有无线通信模块8；储能模块与电路板相连；无线通信模块与电路板上的控制器通信连接；
对讲模块为使用频律为409～470MHz之间的无线对讲通讯模块；中国：409-410MHZ；美国：462-467MHZ；欧洲：433MHZ。
电路板上还设有定位电路模块71。
储能模块包括两条并联的储能支路；
第一储能支路包括串联的第一储能模块31和第一控制开关K1；
第二储能支路包括串联的第二储能模块32和第二控制开关K2；
控制器还连接有用于检测第一储能模块电压的第一电压检测电路；
控制器还连接有用于检测第二储能模块电压的第二电压检测电路；
第一控制开关K1和第二控制开关K2均受控于控制器。
所述的的充电装置为外部充电接口(如汽车点烟器接口和USB接口等)或发电装置；
所述的发电装置为双转发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转，或者，内驱动轮和外驱动轮分别驱动外转轮和内转轮旋转；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。控制开关K为三极管、功率MOS管或继电器常开/常闭开关。
移动电源上还设有用于为汽车电池放电的启动放电模块，放电时，也可以通过K1和K2控制哪个储能模块实施放电。另外，控制器由任一个储能模块供电(比如采用电压值较高的储能模块供电)
充电时，为提高充电效率以及紧急放电需要，先将电压值较高的，容量小的储能模块充满，用于紧急放电，若时间充裕，可以2个储能模块同时充。
发电装置连接有旋转臂；旋转臂的端部设有把手11。
所述的发电机为直流发电机或交流发电机；储能模块为锂离子电池或超级电容。
外壳上设有旋转臂容纳槽13。
旋转臂为翻折式旋转臂，外壳上设有旋转臂容纳槽13；旋转臂容纳槽内还设有把手容纳槽14。
双转发电机为直流发电机或交流发电机。
外壳为长方体形状，外壳的侧边处设有多个用于防滑的凸块10。
电路板上设有充放电电路模块7和无线通信模块8(即无线通信模块)。
储能模块包括第一储能模块31和第二储能模块32；第二储能模块与控制开关串联后再与第一储能模块并联；第一储能模块的输出端为储能模块的总输出端。控制开关K为三极管、功率MOS管或继电器常开/常闭开关等。
电路板上还设有用于为汽车电池放电的启动放电模块。
双转发电装置有多种类型：
类型1：
图15，一种发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转，或者，内驱动轮和外驱动轮分别驱动外转轮和内转轮旋转；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。
双转发电机为1个；双转发电机的轴线与同轴驱动轮组的轴线重合；内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转；其中，外驱动轮和外转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮24(又称过桥齿轮)驱动外转轮旋转。
内驱动轮和内转轮均固定在转轴上，或内驱动轮和内转轮通过联轴器相连。
类型2：
如图16，一种发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。
双转发电机为4个；4个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括4个换向齿轮；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮通过换向齿轮驱动外转轮旋转；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮和内转轮啮合。
类型3：
如图17，一种发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。
双转发电机为4个；4个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括4个换向齿轮；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮与外转轮啮合；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮驱动内转轮旋转。
类型4：
如图18，一种发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。
双转发电机为6个，6个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括6个换向齿轮；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮通过换向齿轮驱动外转轮旋转；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮和内转轮啮合。
实施例5：
如图19，一种发电装置，包括同轴驱动轮组21和双转发电机23；同轴驱动轮组的转轴22与外部驱动机构相连；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮211和内驱动轮212；
双转发电机包括同轴的外转轮231和内转轮221；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反。
双转发电机为6个；6个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括6个换向齿轮；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮与外转轮啮合；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮驱动内转轮旋转。
另外，双转发电机为直流发电机或交流发电机。
外部驱动机构为手摇臂。也可以是其他机构，如水轮机等。
双转发电机为多个时，多个双转发电机并联或串联方式输出电能。
双转发电机为N个；N为3～6之间的整数；N个双转发电机部分并联后再串联的方式输出电能。如N＝4,两两并联后再串联，参见图20和图21。
Claims (10)
1.一种具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，包括外壳(1)和设置在外壳内的电路板(2)和储能模块(3)；外壳上还设有与电路板连接的显示屏；
在电路板上或电路板外设有无线通信模块(8)；储能模块与电路板相连；无线通信模块与电路板上的控制器通信连接；
对讲模块为使用频律为409～470MHz之间的无线对讲通讯模块；电路板上还设有定位电路模块(71)。
2.根据权利要求1所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，定位电路模块为北斗定位模块或GPS定位模块，无线通信模块为对讲模块和2G、3G、4G或5G通信模块中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，外壳内还设有发电装置；
所述的发电装置为双转发电装置，包括同轴驱动轮组(21)和双转发电机(23)；同轴驱动轮组的转轴(22)与外部驱动机构相连；同轴驱动轮组连接有旋转臂；
同轴驱动轮组包括同轴的外驱动轮(211)和内驱动轮(212)；
双转发电机包括同轴的外转轮(231)和内转轮(221)；双转发电机的外转轮或内转轮内设有绕组；
内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转，或者，内驱动轮和外驱动轮分别驱动外转轮和内转轮旋转；
双转发电机中，内转轮和外转轮的旋转方向相反；
双转发电机为1个或多个；
(a)双转发电机为1个时；双转发电机的轴线与同轴驱动轮组的轴线重合；内驱动轮和外驱动轮分别驱动内转轮和外转轮旋转；其中，外驱动轮和外转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮(24)驱动外转轮旋转；内驱动轮和内转轮均固定在转轴上，或内驱动轮和内转轮通过联轴器相连；
(b1)双转发电机为N个时；N个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括N个换向齿轮；N为2～6之间的整数；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮通过换向齿轮驱动外转轮旋转；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮和内转轮啮合；
(b1)双转发电机为N个时；N个双转发电机均沿同轴驱动轮组的周向布置；还包括N个换向齿轮；N为2～6之间的整数；
内驱动轮和外转轮均为齿轮，内驱动轮和外转轮啮合；
外驱动轮和内转轮均为齿轮，外驱动轮通过换向齿轮驱动内转轮旋转；
旋转臂的端部设有把手(11)。
4.根据权利要求3所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，所述的发电机为直流发电机或交流发电机；储能模块为锂离子电池或超级电容。
5.根据权利要求3所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，外壳上设有旋转臂容纳槽(13)。
6.根据权利要求3所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，旋转臂为翻折式旋转臂，外壳上设有旋转臂容纳槽(13)；旋转臂容纳槽内还设有把手容纳槽(14)。
7.根据权利要求3所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，双转发电机为直流发电机或交流发电机。
8.根据权利要求1所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，外壳为长方体形状，外壳的侧边处设有多个用于防滑的凸块(10)。
9.根据权利要求1所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，电路板上设有充放电电路模块(7)。
10.根据权利要求1～9任一项所述的具有无线通信模块的移动电源，其特征在于，储能模块包括第一储能模块(31)和第二储能模块(32)；第二储能模块与控制开关串联后再与第一储能模块并联；第一储能模块的输出端为储能模块的总输出端。
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