CN111030237A - 移动电源及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动电源及其工作方法。移动电源包括输入接口、旁路模块、输出接口、处理器、第一DC/DC电路和充电电池；输入接口与充电电池电连接；第一DC/DC电路的控制端与处理器的控制信号输出端电连接，第一DC/DC电路的输入端与充电电池电连接，第一DC/DC电路的输出端与输出接口电连接；处理器的电压检测端与输入接口电连接，用于检测输入接口输入的充电电压，并根据充电电压调节第一DC/DC电路的输出电压，其中，输出电压小于充电电压且大于零；旁路模块的第一端与输入接口电连接，旁路模块的第二端与输出接口电连接，旁路模块能够将其第一端与第二端之间导通。本发明能够改善移动电源的输入接口与电源设备断开连接时，移动电源输出接口上的电压跌落现象。

Description

移动电源及其工作方法

技术领域

本发明实施例涉及移动电源技术，尤其涉及一种移动电源及其工作方法。

背景技术

移动电源因其便捷性、高容量以及多用途等优势，在现代社会中的应用越来越广泛。

现有的移动电源在边充电边放电时，也即在一边由电源设备向移动电源充电，一边向用电设备(如手机)放电时，通常会通过移动电源内的旁路模块直接将移动电源的输入接口与输出接口导通，进而利用电源设备直接向用电设备充电；然而，当移动电源与电源设备之间断开连接时，移动电源的输出接口无法及时向用电设备供电，导致移动电源的输出接口在移动电源与电源设备断开连接时存在较为严重的电压跌落(drop)现象，充电效率较低。

发明内容

本发明提供一种移动电源及其工作方法，以改善移动电源的输入接口与电源设备断开连接时，移动电源输出接口上的电压跌落现象。

第一方面，本发明实施例提供了一种移动电源，包括：输入接口、旁路模块、输出接口、处理器、第一DC/DC电路和充电电池；所述输入接口与所述充电电池电连接，所述输入接口用于输入充电电压；所述第一DC/DC电路的控制端与所述处理器的控制信号输出端电连接，所述第一DC/DC电路的输入端与所述充电电池电连接，所述第一DC/DC电路的输出端与所述输出接口电连接；所述处理器的电压检测端与所述输入接口电连接，用于检测所述输入接口输入的充电电压，并根据所述充电电压调节所述第一DC/DC电路的输出电压，其中，所述输出电压小于所述充电电压且大于零；所述旁路模块的第一端与所述输入接口电连接，所述旁路模块的第二端与所述输出接口电连接，所述旁路模块能够将其第一端与第二端之间导通。

可选地，所述输出电压小于所述充电电压且大于等于所述充电电压的80％。

可选地，还包括第二DC/DC电路；所述输入接口通过所述第二DC/DC电路与所述充电电池电连接，其中，所述第二DC/DC电路的输入端与所述输入接口电连接，所述第二DC/DC电路的输出端与所述充电电池电连接。

可选地，所述处理器的电压检测端通过所述第二DC/DC电路与所述输入接口电连接。

可选地，所述旁路模块还包括控制端，所述旁路模块的控制端与所述处理器的使能信号输出端电连接；所述旁路模块用于根据其控制端的信号将其第一端和第二端之间导通。

可选地，所述旁路模块包括第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管；所述第一开关晶体管的控制极作为所述旁路模块的控制端，所述第一开关晶体管的第一极接地，所述第一开关晶体管的第二极与所述第二开关晶体管的控制极及所述第三开关晶体管的控制极电连接；所述第二开关晶体管的第一极作为所述旁路模块的第一端，所述第三开关晶体管的第一极作为所述旁路模块的第二端，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第二极电连接。

可选地，所述输入接口包括USB Type C接口；和/或，所述输出接口包括USB TypeA接口。

第二方面，本发明实施例还提供了一种移动电源的工作方法，应用于第一方面所述的移动电源，所述方法包括：所述处理器检测所述输入接口输入的充电电压；若所述充电电压大于零，则控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于零。

可选地，若所述充电电压大于零，则控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于零包括：控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于等于所述充电电压的80％。

可选地，所述旁路模块还包括控制端，所述旁路模块的控制端与所述处理器的使能信号输出端电连接；所述方法还包括：若所述充电电压大于零，则控制所述旁路模块的第一端与所述旁路模块的第二端之间导通。

本发明采用的移动电源包括：输入接口、旁路模块、输出接口、处理器、第一DC/DC电路和充电电池；输入接口与充电电池电连接，输入接口用于输入充电电压；第一DC/DC电路的控制端与处理器的控制信号输出端电连接，第一DC/DC电路的输入端与充电电池电连接，第一DC/DC电路的输出端与输出接口电连接；处理器的电压检测端与输入接口电连接，用于检测输入接口输入的充电电压，并根据充电电压调节第一DC/DC电路的输出电压，其中，输出电压小于充电电压且大于零；旁路模块的第一端与输入接口电连接，旁路模块的第二端与输出接口电连接，旁路模块能够将其第一端与第二端之间导通。当输入接口接入充电电压时，由于第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压，此时第一DC/DC电路等效于空载状态，输出接口直接从输入接口取电，充电效率较高；而当输入接口不再输入充电电压时，由于第一DC/DC电路的输出电压大于零，输出接口可立刻切换至从第一DC/DC电路取电，也即改善了输出接口在输入接口与电源设备断开连接时的电压跌落现象。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种移动电源的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种旁路模块的电路结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种移动电源工作方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种移动电源的电路结构示意图，参考图1，移动电源包括：输入接口101、旁路模块102、输出接口103、处理器104、第一DC/DC电路105和充电电池106；第一DC/DC电路105的控制端B1与处理器104的控制信号输出端A1电连接，第一DC/DC电路105的输入端B2与充电电池106电连接，第一DC/DC电路105的输出端B3与输出接口103电连接；处理器104的电压检测端A2与输入接口101电连接，用于检测输入接口101输入的充电电压，并根据充电电压调节第一DC/DC电路105的输出电压，其中，输出电压小于充电电压且大于零；旁路模块102的第一端C1与输入接口101电连接，旁路模块102的第二端与输出接口103电连接，旁路模块102能够将其第一端C1与第二端C2之间导通。

具体地，移动电源的输入接口101可用于与电源设备(如通过适配器接入市电)，从而通过电源设备向移动电源充电；移动电源的输出接口103可用于与用电设备(如手机等)电连接，进而为用电设备充电，可以理解的是，移动电源的输出接口103可为多个，以同时向多个用电设备充电；第一DC/DC电路可用于将充电电池106输出的电压经过直流转换(升压或者降压)后由输出接口输出至用电设备，从而为用电设备充电；当移动电源的输入接口101输入充电电压，并且移动电源的输出接口103向用电设备输出电压时，旁路模块102的第一端C1和第二端C2之间为导通状态，此时用电设备直接从输入接口取电，充电效率较高，旁路模块102可由MOS管组成，充电电压经过旁路模块102后压降极小，此时可等同于输出接口103输出的电压与充电电压相等；并且此时处理器104检测到输入接口101的充电电压，通过控制信号输出端A1输出控制信号至第一DC/DC电路的控制端，进而控制第一DC/DC电路的输出电压大于零且小于充电电压，由于此时充电电压大于输出电压，移动电源通过其输入接口101向用电设备充电，而其第一DC/DC电路的输出端B3等效为空载状态，不会向输出接口103输出电压信号，需要说明的是，此时第一DC/DC电路也可理解为对充电电压的跟随状态；当输入接口101与电源设备断开连接时，此时输入接口101无输入电压，但是由于第一DC/DC电路105输出端B3的输出电压大于零，此时第一DC/DC电路会由空载状态变为带载状态，也即此时充电电池106会通过第一DC/DC电路105向用电设备供电，输出接口103的输出电压不会降到零，也即在移动电源与电源设备断开连接时，改善输出接口103上的电压跌落现象，提高充电效率。

本实施例的技术方案，采用的移动电源包括：输入接口、旁路模块、输出接口、处理器、第一DC/DC电路和充电电池；输入接口与充电电池电连接，输入接口用于输入充电电压；第一DC/DC电路的控制端与处理器的控制信号输出端电连接，第一DC/DC电路的输入端与充电电池电连接，第一DC/DC电路的输出端与输出接口电连接；处理器的电压检测端与输入接口电连接，用于检测输入接口输入的充电电压，并根据充电电压调节第一DC/DC电路的输出电压，其中，输出电压小于充电电压且大于零；旁路模块的第一端与输入接口电连接，旁路模块的第二端与输出接口电连接，旁路模块能够将其第一端与第二端之间导通。当输入接口接入充电电压时，由于第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压，此时第一DC/DC电路等效于空载状态，输出接口直接从输入接口取电，充电效率较高；而当输入接口不再输入充电电压时，由于第一DC/DC电路的输出电压大于零，输出接口可立刻切换至从第一DC/DC电路取电，也即改善了输出接口在输入接口与电源设备断开连接时的电压跌落现象。

可选地，输出电压小于充电电压且大于等于充电电压的80％。

具体地，若第一DC/DC电路的输出电压过小，当输入接口101与电源设备断开连接时，第一DC/DC电路的输出电压无法向用电设备充电，也即用电设备可能会存在一定时间无法充电的现象，导致移动电源对用电设备的充电效率较低；而通过将第一DC/DC电路的输出电压设置为大于等于充电电压的80％，可保证用电设备一直能够充电，也即当输入接口与电源设备电连接时，用电设备可直接通过输出接口以及旁路模块从输入接口取电，而当输入接口与电源设备断开连接的同时，用电设备会立刻通过输入接口从第一DC/DC电路取电，保证用电设备充电的连续性。

可选地，图2为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图，参考图2，移动电源还包括第二DC/DC电路107；输入接口101通过第二DC/DC电路107与充电电池106电连接，其中，第二DC/DC电路107的输入端D1与输入接口101电连接，第二DC/DC电路107的输出端D2与充电电池106电连接。

具体地，输入接口101在接入充电电压以向充电电池106充电时，充电电池106充电所需要的电压与充电电压可能不匹配，可通过第二DC/DC电路107的直流转换作用，如当充电电压大于充电电池106充电所需的电压时，第二DC/DC电路107对充电电压进行降压，以向充电电池进行充电；而当充电电压小于充电电池106充电所需要的电压时，第二DC/DC电路107对充电电压进行升压，以向充电电池进行充电。第二DC/DC电路107可由处理器104控制其输出的电压，以与充电电池106充电所需的电压相匹配。

可选地，图3为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图，参考图3，处理器104的电压检测端A2通过第二DC/DC电路107与输入接口101电连接。

具体地，处理器104的电压检测端A2与第二DC/DC电路107的输出端D2电连接，处理器104可检测第二DC/DC电路107输出端的电压，并根据第二DC/DC电路107升压或降压的系数计算出输入接口101接入的充电电压的值，然后再输出控制信号控制第一DC/DC电路105的输出电压小于充电电压且大于零，从而改善输出接口在输入接口与电源设备断开连接时的电压跌落现象。

可选地，图4为本发明实施例提供的又一种移动电源的电路结构示意图，参考图4，旁路模块102还包括控制端C3，旁路模块102的控制端C3与处理器104的使能信号输出端A3电连接；旁路模块102用于根据其控制端C3的信号将其第一端C1和第二端C2之间导通。

具体地，当输入接口101接入充电电压时，处理器104可通过其使能信号输出端A3向旁路模块102输出使能信号，以控制旁路模块102的第一端C1与第二端C2之间导通，此时若输出接口103连接用电设备时，用电设备可直接通过旁路模块从输入接口101取电，而不是通过第一DC/DC电路105从充电电池106取电，极大地提高了充电效率。

可选地，图5为本发明实施例提供的一种旁路模块的电路结构示意图，参考图5，旁路模块包括第一开关晶体管1021、第二开关晶体管1022和第三开关晶体管1023；第一开关晶体管1021的控制极作为旁路模块的控制端C3，第一开关晶体管1021的第一极接地，第一开关晶体管1021的第二极与第二开关晶体管1022的控制极及第三开关晶体管1023的控制极电连接；第二开关晶体管1022的第一极作为旁路模块的第一端C1，第三开关晶体管1023的第一极作为旁路模块的第二端C2，第二开关晶体管1022的第二极与第三开关晶体管1023的第二极电连接。

具体地，第一开关晶体管1021可采用2SK3019型MOS管，其第一极可为源极，第二极可为漏极；第二开关晶体管1022可采用TPCC8104型MOS管，其第一极可为源极，第二极可为漏极；第三开关晶体管1023可采用TPCC8104型MOS管，其第一极可为源极，第二极可为漏极；当第一开关晶体管1021的控制端输入低电平时，第一开关晶体管1022的第一极与第二极之间导通，从而使得第二开关晶体管1022的控制极和第三开关晶体管1023的控制极均接地，此时第二开关晶体管1022和第三开关晶体管1023均导通，移动电源的输入接口可直接通过旁路模块从输入接口取电，提高充电效率；且电路结构较为简单，元器件成本较低，有利于降低移动电源的成本。

可选地，输入接口包括USB Type C接口；和/或，输出接口包括USB Type A接口。

具体地，USB Type C接口和USB Type A接口的应用均较为广泛，将输入接口设置为USB Type C接口，并将输出接口设置为USB Type A接口，可提高移动电源的兼容性。

图6为本发明实施例提供的一种移动电源工作方法的流程图，应用于本发明任意实施例提供的移动电源，参考图6，移动电源的工作方法包括：

步骤S201，处理器检测输入接口输入的充电电压；

步骤S202，若充电电压大于零，则控制第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压且大于零。

具体地，当输入接口接入的充电电压大于零时，说明此时电源设备正在向充电电池充电，可控制第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压且大于零，当输出接口向用电设备充电时，用电设备可直接通过旁路模块从输入接口取电，此时第一DC/DC电路为空载状态，不会向输出接口输出电压信号，充电效率较高；而当当输入接口101与电源设备断开连接时，此时输入接口无输入电压，但是由于第一DC/DC电路输出端的输出电压大于零，此时第一DC/DC电路会由空载状态变为带载状态，也即此时充电电池会通过第一DC/DC电路向用电设备供电，输出接口的输出电压不会降到零，也即在移动电源与电源设备断开连接时，改善输出接口上的电压跌落现象，提高充电效率。

可选地，若充电电压大于零，则控制第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压且大于零包括：控制第一DC/DC电路的输出电压小于充电电压且大于等于充电电压的80％。

具体地，若第一DC/DC电路的输出电压过小，当输入接口与电源设备断开连接时，第一DC/DC电路的输出电压无法向用电设备充电，也即用电设备可能会存在一定时间无法充电的现象，导致移动电源对用电设备的充电效率较低；而通过将第一DC/DC电路的输出电压设置为大于等于充电电压的80％，可保证用电设备一直能够充电，也即当输入接口与电源设备电连接时，用电设备可直接通过输出接口以及旁路模块从输入接口取电，而当输入接口与电源设备断开连接的同时，用电设备会立刻通过输入接口从第一DC/DC电路取电，保证用电设备充电的连续性。

可选地，旁路模块还包括控制端，旁路模块的控制端与处理器的使能信号输出端电连接；移动电源的工作方法还包括：若充电电压大于零，则控制旁路模块的第一端与旁路模块的第二端之间导通。

具体地，当输入接口接入充电电压时，处理器可通过其使能信号输出端向旁路模块输出使能信号，以控制旁路模块的第一端与第二端之间导通，此时若输出接口连接用电设备时，用电设备可直接通过旁路模块从输入接口取电，而不是通过第一DC/DC电路从充电电池取电，极大地提高了充电效率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种移动电源，其特征在于，包括：输入接口、旁路模块、输出接口、处理器、第一DC/DC电路和充电电池；

所述输入接口与所述充电电池电连接，所述输入接口用于输入充电电压；

所述第一DC/DC电路的控制端与所述处理器的控制信号输出端电连接，所述第一DC/DC电路的输入端与所述充电电池电连接，所述第一DC/DC电路的输出端与所述输出接口电连接；

所述处理器的电压检测端与所述输入接口电连接，用于检测所述输入接口输入的充电电压，并根据所述充电电压调节所述第一DC/DC电路的输出电压，其中，所述输出电压小于所述充电电压且大于零；

所述旁路模块的第一端与所述输入接口电连接，所述旁路模块的第二端与所述输出接口电连接，所述旁路模块能够将其第一端与第二端之间导通。

2.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述输出电压小于所述充电电压且大于等于所述充电电压的80％。

3.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，还包括第二DC/DC电路；

所述输入接口通过所述第二DC/DC电路与所述充电电池电连接，其中，所述第二DC/DC电路的输入端与所述输入接口电连接，所述第二DC/DC电路的输出端与所述充电电池电连接。

4.根据权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述处理器的电压检测端通过所述第二DC/DC电路与所述输入接口电连接。

5.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述旁路模块还包括控制端，所述旁路模块的控制端与所述处理器的使能信号输出端电连接；所述旁路模块用于根据其控制端的信号将其第一端和第二端之间导通。

6.根据权利要求5所述的移动电源，其特征在于，所述旁路模块包括第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管；

所述第一开关晶体管的控制极作为所述旁路模块的控制端，所述第一开关晶体管的第一极接地，所述第一开关晶体管的第二极与所述第二开关晶体管的控制极及所述第三开关晶体管的控制极电连接；

所述第二开关晶体管的第一极作为所述旁路模块的第一端，所述第三开关晶体管的第一极作为所述旁路模块的第二端，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第二极电连接。

7.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述输入接口包括USB Type C接口；和/或，所述输出接口包括USB Type A接口。

8.一种移动电源的工作方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的移动电源，其特征在于，所述方法包括：

所述处理器检测所述输入接口输入的充电电压；

若所述充电电压大于零，则控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于零。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，若所述充电电压大于零，则控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于零包括：

控制所述第一DC/DC电路的输出电压小于所述充电电压且大于等于所述充电电压的80％。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述旁路模块还包括控制端，所述旁路模块的控制端与所述处理器的使能信号输出端电连接；

所述方法还包括：

若所述充电电压大于零，则控制所述旁路模块的第一端与所述旁路模块的第二端之间导通。

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