CN108390429B

CN108390429B - 一种多功能充电宝

Info

Publication number: CN108390429B
Application number: CN201810153510.0A
Authority: CN
Inventors: 桂建华; 唐丙振
Original assignee: Shenzhen Suiluchong Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Jinhonglin Information Co.,Ltd.
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2038-02-22
Also published as: CN108390429A

Abstract

本发明公开了一种多功能充电宝，包括太阳能电池板，太阳能电池板连接至锂电池的充电端，锂电池的放电端连接至稳压模块，稳压模块分别连接至USB输出端口和LED照明灯，锂电池的放电端通过升压模块连接至电量显示模块，手摇发电机通过整流模块与锂电池并联连接至稳压模块。本发明能够改进现有技术的不足，提高了充电宝在紧急充电状态下的充电稳定性。

Description

一种多功能充电宝

技术领域

本发明涉及一种便携式充电设备，尤其是一种多功能充电宝。

背景技术

随着便携式智能产品的普及，为其进行电量补充的充电宝成为了人们外出旅行的必备物品。现有的充电宝是将电能预先存储在锂电池中，在便携式智能产品电量低时，通过锂电池对其进行充电。为了避免充电宝电量消耗过快，现有技术中提供了很多可以进行额外电能补充的充电宝。例如中国实用新型专利CN206471880U公开了一种多功能手机充电宝，其利用手摇发电机或者太阳能电池板对充电宝的锂电池进行电能补充。但是，由于市场上还没有针对充电宝紧急充电所设计的稳压模块，这种充电宝所使用的传统稳压模块是针对工频信号设计的，对于手摇发电或者太阳能发电所产生干扰的稳压效果较差，导致采用紧急发电对便携设备充电时，充电状态不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能充电宝，能够解决现有技术的不足，提高了充电宝在紧急充电状态下的充电稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种多功能充电宝，包括太阳能电池板，太阳能电池板连接至锂电池的充电端，锂电池的放电端连接至稳压模块，稳压模块分别连接至USB输出端口和LED照明灯，锂电池的放电端通过升压模块连接至电量显示模块，手摇发电机通过整流模块与锂电池并联连接至稳压模块。

作为优选，所述稳压模块包括LM2575稳压器，LM2575稳压器的一号引脚作为稳压模块的输入端，LM2575稳压器的一号引脚通过第一电容接地，LM2575稳压器的三号引脚和五号引脚接地，LM2575稳压器的二号引脚通过串联的第一电感和第一电阻连接至第一三极管的集电极，LM2575稳压器的四号引脚连接至第一电感和第一电阻之间，LM2575稳压器的二号引脚通过第一二极管接地，LM2575稳压器的四号引脚通过第二电容接地，第一三极管的发射极通过第二电阻连接至稳压模块的输出端，LM2575稳压器的四号引脚通过串联的第三电阻和第三电容接地，第三电阻和第三电容之间连接至第二三极管的基极，第二三极管的集电极连接至第三三极管的基极，第三三极管的发射连接至第一三极管的基极，第三三极管的集电极连接至第一三极管的集电极，第二三极管的发射极通过第四电阻接地，第一三极管的发射极连接至第四三极管的集电极，第四三极管的发射极连接至第二三极管的发射极，稳压模块的输出端通过串联的第五电阻和第六电阻接地，第五电阻和第六电阻之间连接至第四三极管的基极。

作为优选，所述升压模块包括MC34063AD升压器，MC34063AD升压器的一号引脚通过串联的第二电感、第七电阻和第四电容接地，MC34063AD升压器的六号引脚连接至第七电阻和第四电容之间，MC34063AD升压器的六号引脚作为升压模块的输入端，MC34063AD升压器的八号引脚通过第八电阻连接至第二电感和第七电阻之间，MC34063AD升压器的五号引脚通过第九电阻接地，MC34063AD升压器的七号引脚连接至第二电感和第七电阻之间，MC34063AD升压器的四号引脚接地，MC34063AD升压器的三号引脚通过第五电容接地，MC34063AD升压器的一号引脚通过第二二极管连接至升压模块的输出端，升压模块的输出端通过串联的第十电阻和第十一电阻连接至MC34063AD升压器的五号引脚，升压模块的输出端通过第六电容接地，MC34063AD升压器的二号引脚连接至第五三极管的基极，第五三极管的集电极连接至MC34063AD升压器的一号引脚，第五三极管的发射极分别连接至第六三极管、第七三极管和第八三极管的集电极和基极，第五三极管的集电极通过并联的第十一电阻和第七电容连接至第一运放的反相输入端，第一运放的反相输入端通过串联的第十二电阻和第八电容连接至第一运放的输出端，第一运放的正相输入端通过第十三电阻接地，第一运放的输出端通过第十四电阻连接至第六三极管的基极，第一运放的输出端通过第十五电阻连接至第七三极管的基极，第一运放的输出端通过第十六电阻连接至第八三极管的基极，第六三极管、第七三极管和第八三极管的发射极分别通过第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻接地。

作为优选，所述电量显示模块包括第二运放、第三运放和第四运放，升压模块的输出端通过串联的第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和第二十三电阻接地，第二运放、第三运放和第四运放的正相输入端连接至锂电池的放电端，第二运放的反相输入端连接至第二十电阻和第二十一电阻之间，第三运放的反相输入端连接至第二十一电阻和第二十二电阻之间，第四运放的反相输入端连接至第二十二电阻和第二十三电阻之间，第二运放的输出端通过串联的第二十四电阻和第一电量指示灯接地，第三运放的输出端通过串联的第二十五电阻和第二电量指示灯接地，第四运放的输出端通过串联的第二十六电阻和第三电量指示灯接地。

作为优选，所述整流模块包括与手摇发电机连接的第三二极管和第九电容，第九电容的两端串联连接有第二十七电阻和稳压二极管，稳压二极管的负极连接至第九三极管的基极，第九三极管的集电极连接至第三二极管和第九电容之间，稳压二极管的正极通过串联的第三电感、第二十八电阻、第二十九电阻连接至第五运放的正相输入端，第五运放的反相输入端通过第三十电阻接地，第二十八电阻和第二十九电阻之间通过第十电容接地，第五运放的正相输入端通过第十一电容接地，第九三极管的发射极通过第十二电容连接至第五运放的反相输入端，第五运放的反相输入端通过第三十一电阻连接至第五运放的输出端，第五运放的输出端作为整流模块的输出端。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明针对手摇发电和太阳能发电的伏安特性，通过专门设计发电侧的整流模块和充电侧的稳压模块，利用整流模块将发电侧出现的高频杂波进行过滤，利用稳压模块对充电输出电流中的尖峰脉冲干扰进行抑制，从而有效的提高充电宝充放电的稳定性。升压模块可以有效过滤锂电池由于外界不规律充电导致的电压波动，从而使得电量显示模块可以精确显示锂电池的真实电量。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的原理图。

图2是本发明一个具体实施方式中稳压模块的电路图。

图3是本发明一个具体实施方式中升压模块的电路图。

图4是本发明一个具体实施方式中电量显示模块的电路图。

图5是本发明一个具体实施方式中整流模块的电路图。

具体实施方式

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括太阳能电池板1，太阳能电池板1连接至锂电池2的充电端，锂电池2的放电端连接至稳压模块3，稳压模块3分别连接至USB输出端口4和LED照明灯5，锂电池2的放电端通过升压模块6连接至电量显示模块7，手摇发电机8通过整流模块9与锂电池2并联连接至稳压模块3。

稳压模块3包括LM2575稳压器U1，LM2575稳压器U1的一号引脚作为稳压模块3的输入端，LM2575稳压器U1的一号引脚通过第一电容C1接地，LM2575稳压器U1的三号引脚和五号引脚接地，LM2575稳压器U1的二号引脚通过串联的第一电感L1和第一电阻R1连接至第一三极管Q1的集电极，LM2575稳压器U1的四号引脚连接至第一电感L1和第一电阻R1之间，LM2575稳压器U1的二号引脚通过第一二极管D1接地，LM2575稳压器U1的四号引脚通过第二电容C2接地，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接至稳压模块3的输出端，LM2575稳压器U1的四号引脚通过串联的第三电阻R3和第三电容C3接地，第三电阻R3和第三电容C3之间连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极连接至第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射连接至第一三极管Q1的基极，第三三极管Q3的集电极连接至第一三极管Q1的集电极，第二三极管Q2的发射极通过第四电阻R4接地，第一三极管Q1的发射极连接至第四三极管Q4的集电极，第四三极管Q4的发射极连接至第二三极管Q2的发射极，稳压模块3的输出端通过串联的第五电阻R5和第六电阻R6接地，第五电阻R5和第六电阻R6之间连接至第四三极管Q4的基极。

升压模块6包括MC34063AD升压器U2，MC34063AD升压器U2的一号引脚通过串联的第二电感L2、第七电阻R7和第四电容C4接地，MC34063AD升压器U2的六号引脚连接至第七电阻R7和第四电容C4之间，MC34063AD升压器U2的六号引脚作为升压模块6的输入端，MC34063AD升压器U2的八号引脚通过第八电阻R8连接至第二电感L2和第七电阻R7之间，MC34063AD升压器U2的五号引脚通过第九电阻R9接地，MC34063AD升压器U2的七号引脚连接至第二电感L2和第七电阻R7之间，MC34063AD升压器U2的四号引脚接地，MC34063AD升压器U2的三号引脚通过第五电容C5接地，MC34063AD升压器U2的一号引脚通过第二二极管D2连接至升压模块6的输出端，升压模块6的输出端通过串联的第十电阻R10和第十一电阻R11连接至MC34063AD升压器U2的五号引脚，升压模块6的输出端通过第六电容C6接地，MC34063AD升压器U2的二号引脚连接至第五三极管Q5的基极，第五三极管Q5的集电极连接至MC34063AD升压器U2的一号引脚，第五三极管Q5的发射极分别连接至第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8的集电极和基极，第五三极管Q5的集电极通过并联的第十一电阻R11和第七电容C7连接至第一运放A1的反相输入端，第一运放A1的反相输入端通过串联的第十二电阻R12和第八电容C8连接至第一运放A1的输出端，第一运放A1的正相输入端通过第十三电阻R13接地，第一运放A1的输出端通过第十四电阻R14连接至第六三极管Q6的基极，第一运放A1的输出端通过第十五电阻R15连接至第七三极管Q7的基极，第一运放A1的输出端通过第十六电阻R16连接至第八三极管Q8的基极，第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8的发射极分别通过第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19接地。

电量显示模块7包括第二运放A2、第三运放A3和第四运放A4，升压模块6的输出端通过串联的第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22和第二十三电阻R23接地，第二运放A2、第三运放A3和第四运放A4的正相输入端连接至锂电池2的放电端，第二运放A2的反相输入端连接至第二十电阻R20和第二十一电阻R21之间，第三运放A3的反相输入端连接至第二十一电阻R21和第二十二电阻R22之间，第四运放A4的反相输入端连接至第二十二电阻R22和第二十三电阻R23之间，第二运放A2的输出端通过串联的第二十四电阻R24和第一电量指示灯LED1接地，第三运放A3的输出端通过串联的第二十五电阻R25和第二电量指示灯LED2接地，第四运放A4的输出端通过串联的第二十六电阻R26和第三电量指示灯LED3接地。

整流模块9包括与手摇发电机8连接的第三二极管D3和第九电容C9，第九电容C9的两端串联连接有第二十七电阻R27和稳压二极管DZ，稳压二极管DZ的负极连接至第九三极管Q9的基极，第九三极管Q9的集电极连接至第三二极管D3和第九电容C9之间，稳压二极管DZ的正极通过串联的第三电感L3、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29连接至第五运放A5的正相输入端，第五运放A5的反相输入端通过第三十电阻R30接地，第二十八电阻R28和第二十九电阻R29之间通过第十电容C10接地，第五运放A5的正相输入端通过第十一电容C11接地，第九三极管Q9的发射极通过第十二电容C12连接至第五运放A5的反相输入端，第五运放A5的反相输入端通过第三十一电阻R31连接至第五运放A5的输出端，第五运放A5的输出端作为整流模块9的输出端。

另外，在稳压模块3中，第四三极管Q4的基极通过第三十二电阻R32连接至第六运放A6的正相输入端，第六运放A6的反相输入端通过第三十三电阻R33接地，第六运放A6的输出端通过第三十四电阻R34连接至第七运放A7的反相输入端，第七运放A7的正相输入端通过第三十五电阻R35接地，第七运放A7的反相输入端通过第十三电容C13连接至第七运放A7的输出端，第七运放A7的输出端通过第三十六电阻R36连接至第六运放A6的正相输入端，第六运放A6的输出端连接至第十三极管Q10的基极，第十三极管Q10的集电极通过第十四电容C14连接至第四三极管Q4的发射极，第十三极管Q10的发射极接地。利用第六运放A6和第七运放A7组成的反馈回路可以监控稳压模块输出电压，当出现超阈值波动时，利用第十四电容C14这一滤波回路对电压波动进行进一步过滤缓冲。

其中，第一电阻R1为0.5kΩ、第二电阻R2为1.2 kΩ、第三电阻R3为3.5 kΩ、第四电阻R4为0.35 kΩ、第五电阻R5为0.9 kΩ、第六电阻R6为1.5 kΩ、第七电阻R7为3 kΩ、第八电阻R8为0.65 kΩ、第九电阻R9为2.5 kΩ、第十电阻R10为5.5 kΩ、第十一电阻R11为4kΩ、第十二电阻R12为1.3 kΩ、第十三电阻R13为1.7 kΩ、第十四电阻R14为1 kΩ、第十五电阻R15为2 kΩ、第十六电阻R16为3 kΩ、第十七电阻R17为9 kΩ、第十八电阻R18为6 kΩ、第十九电阻R19为3 kΩ、第二十电阻R20为3.3 kΩ、第二十一电阻R21为2.75 kΩ、第二十二电阻R22为1.25、第二十三电阻R23为4.5 kΩ、第二十四电阻R24为0.25 kΩ、第二十五电阻R25为10 kΩ、第二十六电阻R26为8 kΩ、第二十七电阻R27为3.75 kΩ、第二十八电阻R28为1.85 kΩ、第二十九电阻R29为0.33 kΩ、第三十电阻R30为0.95 kΩ、第三十一电阻R31为2.25 kΩ、第三十二电阻R32为5 kΩ、第三十三电阻R33为4.7 kΩ、第三十四电阻R34为0.65 kΩ、第三十五电阻R35为1.2 kΩ、第三十六电阻R36为0.55 kΩ。第一电容C1为50μF、第二电容C2为150μF、第三电容C3为25μF、第四电容C4为500pF、第五电容C5为3μF、第六电容C6为300μF、第七电容C7为30μF、第八电容C8为10μF、第九电容C9为75μF、第十电容C10为120μF、第十一电容C11为10μF、第十二电容C12为55μF、第十三电容C13为105μF、第十四电容C14为125μF。第一电感L1为700μH、第二电感L2为1.5mH、第三电感L3为550μH。稳压二极管DZ的稳压值为7.5V。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种多功能充电宝，其特征在于：包括太阳能电池板（1），太阳能电池板（1）连接至锂电池（2）的充电端，锂电池（2）的放电端连接至稳压模块（3），稳压模块（3）分别连接至USB输出端口（4）和LED照明灯（5），锂电池（2）的放电端通过升压模块（6）连接至电量显示模块（7），手摇发电机（8）通过整流模块（9）与锂电池（2）并联连接至稳压模块（3）；

所述稳压模块（3）包括LM2575稳压器（U1），LM2575稳压器（U1）的一号引脚作为稳压模块（3）的输入端，LM2575稳压器（U1）的一号引脚通过第一电容（C1）接地，LM2575稳压器（U1）的三号引脚和五号引脚接地，LM2575稳压器（U1）的二号引脚通过串联的第一电感（L1）和第一电阻（R1）连接至第一三极管（Q1）的集电极，LM2575稳压器（U1）的四号引脚连接至第一电感（L1）和第一电阻（R1）之间，LM2575稳压器（U1）的二号引脚通过第一二极管（D1）接地，LM2575稳压器（U1）的四号引脚通过第二电容（C2）接地，第一三极管（Q1）的发射极通过第二电阻（R2）连接至稳压模块（3）的输出端，LM2575稳压器（U1）的四号引脚通过串联的第三电阻（R3）和第三电容（C3）接地，第三电阻（R3）和第三电容（C3）之间连接至第二三极管（Q2）的基极，第二三极管（Q2）的集电极连接至第三三极管（Q3）的基极，第三三极管（Q3）的发射连接至第一三极管（Q1）的基极，第三三极管（Q3）的集电极连接至第一三极管（Q1）的集电极，第二三极管（Q2）的发射极通过第四电阻（R4）接地，第一三极管（Q1）的发射极连接至第四三极管（Q4）的集电极，第四三极管（Q4）的发射极连接至第二三极管（Q2）的发射极，稳压模块（3）的输出端通过串联的第五电阻（R5）和第六电阻（R6）接地，第五电阻（R5）和第六电阻（R6）之间连接至第四三极管（Q4）的基极；

第四三极管（Q4）的基极通过第三十二电阻（R32）连接至第六运放（A6）的正相输入端，第六运放（A6）的反相输入端通过第三十三电阻（R33）接地，第六运放（A6）的输出端通过第三十四电阻（R34）连接至第七运放（A7）的反相输入端，第七运放（A7）的正相输入端通过第三十五电阻（R35）接地，第七运放（A7）的反相输入端通过第十三电容（C13）连接至第七运放（A7）的输出端，第七运放（A7）的输出端通过第三十六电阻（R36）连接至第六运放（A6）的正相输入端，第六运放（A6）的输出端连接至第十三极管（Q10）的基极，第十三极管（Q10）的集电极通过第十四电容（C14）连接至第四三极管（Q4）的发射极，第十三极管（Q10）的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的多功能充电宝，其特征在于：所述升压模块（6）包括MC34063AD升压器（U2），MC34063AD升压器（U2）的一号引脚通过串联的第二电感（L2）、第七电阻（R7）和第四电容（C4）接地，MC34063AD升压器（U2）的六号引脚连接至第七电阻（R7）和第四电容（C4）之间，MC34063AD升压器（U2）的六号引脚作为升压模块（6）的输入端，MC34063AD升压器（U2）的八号引脚通过第八电阻（R8）连接至第二电感（L2）和第七电阻（R7）之间，MC34063AD升压器（U2）的五号引脚通过第九电阻（R9）接地，MC34063AD升压器（U2）的七号引脚连接至第二电感（L2）和第七电阻（R7）之间，MC34063AD升压器（U2）的四号引脚接地，MC34063AD升压器（U2）的三号引脚通过第五电容（C5）接地，MC34063AD升压器（U2）的一号引脚通过第二二极管（D2）连接至升压模块（6）的输出端，升压模块（6）的输出端通过串联的第十电阻（R10）和第十一电阻（R11）连接至MC34063AD升压器（U2）的五号引脚，升压模块（6）的输出端通过第六电容（C6）接地，MC34063AD升压器（U2）的二号引脚连接至第五三极管（Q5）的基极，第五三极管（Q5）的集电极连接至MC34063AD升压器（U2）的一号引脚，第五三极管（Q5）的发射极分别连接至第六三极管（Q6）、第七三极管（Q7）和第八三极管（Q8）的集电极和基极，第五三极管（Q5）的集电极通过并联的第十一电阻（R11）和第七电容（C7）连接至第一运放（A1）的反相输入端，第一运放（A1）的反相输入端通过串联的第十二电阻（R12）和第八电容（C8）连接至第一运放（A1）的输出端，第一运放（A1）的正相输入端通过第十三电阻（R13）接地，第一运放（A1）的输出端通过第十四电阻（R14）连接至第六三极管（Q6）的基极，第一运放（A1）的输出端通过第十五电阻（R15）连接至第七三极管（Q7）的基极，第一运放（A1）的输出端通过第十六电阻（R16）连接至第八三极管（Q8）的基极，第六三极管（Q6）、第七三极管（Q7）和第八三极管（Q8）的发射极分别通过第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）和第十九电阻（R19）接地。

3.根据权利要求1所述的多功能充电宝，其特征在于：所述电量显示模块（7）包括第二运放（A2）、第三运放（A3）和第四运放（A4），升压模块（6）的输出端通过串联的第二十电阻（R20）、第二十一电阻（R21）、第二十二电阻（R22）和第二十三电阻（R23）接地，第二运放（A2）、第三运放（A3）和第四运放（A4）的正相输入端连接至锂电池（2）的放电端，第二运放（A2）的反相输入端连接至第二十电阻（R20）和第二十一电阻（R21）之间，第三运放（A3）的反相输入端连接至第二十一电阻（R21）和第二十二电阻（R22）之间，第四运放（A4）的反相输入端连接至第二十二电阻（R22）和第二十三电阻（R23）之间，第二运放（A2）的输出端通过串联的第二十四电阻（R24）和第一电量指示灯（LED1）接地，第三运放（A3）的输出端通过串联的第二十五电阻（R25）和第二电量指示灯（LED2）接地，第四运放（A4）的输出端通过串联的第二十六电阻（R26）和第三电量指示灯（LED3）接地。

4.根据权利要求1所述的多功能充电宝，其特征在于：所述整流模块（9）包括与手摇发电机（8）连接的第三二极管（D3）和第九电容（C9），第九电容（C9）的两端串联连接有第二十七电阻（R27）和稳压二极管（DZ），稳压二极管（DZ）的负极连接至第九三极管（Q9）的基极，第九三极管（Q9）的集电极连接至第三二极管（D3）和第九电容（C9）之间，稳压二极管（DZ）的正极通过串联的第三电感（L3）、第二十八电阻（R28）、第二十九电阻（R29）连接至第五运放（A5）的正相输入端，第五运放（A5）的反相输入端通过第三十电阻（R30）接地，第二十八电阻（R28）和第二十九电阻（R29）之间通过第十电容（C10）接地，第五运放（A5）的正相输入端通过第十一电容（C11）接地，第九三极管（Q9）的发射极通过第十二电容（C12）连接至第五运放（A5）的反相输入端，第五运放（A5）的反相输入端通过第三十一电阻（R31）连接至第五运放（A5）的输出端，第五运放（A5）的输出端作为整流模块（9）的输出端。