CN112134322A - 一种一次性手机应急充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电设备技术领域，更具体地，涉及一种一次性手机应急充电装置，包括充电连接插头、外壳和电池芯体，还包括保护电路板；所述外壳上设有一卡孔，所述充电连接插头通过卡孔设置在外壳上；所述电池芯体和保护电路板均设置在外壳内；所述电池芯体通过保护电路板与充电连接插头相连接，本发明公开的一次性手机应急充电装置，通过保护电路板对电流进行过热过流的限制，有效地防止电池的内阻损耗以及温度过高，达到监测电池工作工况的目的，保护电路板并根据识别出的不同类型设备，使手机获得最大充电电流，在保护充电设备前提下节省充电时间，一体式的保护电路板和充电连接插头，避免了忘记携带充电线而导致不能充电的情况。

Description

一种一次性手机应急充电装置

技术领域

本发明涉及充电设备技术领域，更具体地，涉及一种一次性手机应急充电装置。

背景技术

随着科技的发展，手机已经作为一种通讯工具，成为了人们日常生活中不可或缺的一部分，目前，在日常使用过程中，人们为手机充电的方法主要有两种：一种是将手机通过连接线直插交流电源的方式进行充电，但这种充电方法限制了用户的使用空间，而另一种则是利用移动充电宝，现有的充电宝有普通型和太阳能型两种，普通型充电宝只能进行充放电，不带其他扩展功能，太阳能型充电宝设计结构为在充电宝上安装太阳能板，可通过太阳光来进行充电，此类充电宝的缺点为太阳能的电能转换率比较低，只适合辅助充电，实用性不强。

不管是普通型还是太阳能型充电宝，其重量大且在充电时均需外接充电线，当用户忘记携带充电线时，用户将难以应对手机没电突发的应急情况，此外，目前市面上的充电宝，在长久的使用后，电池容易出现过热和过流的问题。

因此，提出一种解决上述问题的一次性手机应急充电装置实为必要。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种体积小巧、不用另外携带充电线，并能有效对充电宝进行保护的一次性手机应急充电装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种一次性手机应急充电装置，包括充电连接插头、外壳和电池芯体，还包括保护电路板；

所述外壳上设有一卡孔，所述充电连接插头通过卡孔设置在外壳上；

所述电池芯体和保护电路板均设置在外壳内；

所述电池芯体通过保护电路板与充电连接插头相连接，通过保护电路板对电流进行过热过流的限制，有效地防止电池的内阻损耗以及温度过高，达到监测电池工作工况的目的，保护电路板并根据识别出的不同类型设备，使手机获得最大充电电流，在保护充电设备前提下节省充电时间，此外，由于采用了保护电路板和充电连接插头一体式的设计方式，避免了忘记携带充电线而导致不能充电的情况，简单实用。

进一步的，所述保护电路板包括整流电路、升压电路、低压差电压调节器和智能协议集成芯片；

所述整理电路一端与电池芯体的输出端相连接，另一端通过升压电路与低压差电压调节器输入端相连接；

所述低压差电压调节器的输出端通过智能协议集成芯片后与充电连接插头相连接；

所述升压电路、低压差电压调节器和智能协议集成芯片的接地端相互连接。

更进一步的，所述升压电路包括升压芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电感L和二极管D1；

所述升压芯片上设有第一接线端、第二接线端、第三接线端、第四接线端和第五接线端；

所述整理电路的正极通过电阻R1与第四接线端相连接，整理电路的负极通过电容C1与第五接线端相连接；

所述电感L一端与电阻R1相连接，另一端通过二极管D1与低压差电压调节器的输出端相连接；

所述电阻R2一端与二极管D1相连接，另一端与第三接线端相连接，所述电阻R3一端与电阻R2相连接，另一端与第二接线端相连接；

所述第一接线端与电感L的末端相连接，第二接线端为升压电路的接地端。

进一步的，还包括电容C2和电容C3，所述电容C2并联在电阻R2上，电容 C3一端与二极管D1相连接，另一端与升压电路的接地端相连接。

更进一步的，还包括电容C4，所述电容C4一端与低压差电压调节器的输出端相连接，另一端与低压差电压调节器接地端相连接。

更进一步的，还包括电源开关，所述电源开关与保护电路板相连接，通过电源开关，可以根据需要控制开启与断开，便于控制充放电。

进一步的，所述电池芯体为聚合物锂离子电芯，通过采用聚合物锂离子电芯，相比传统的液态锂离子电池而言，聚合物锂离子电池没有多余的自由电解液，由此没有电池的内压力问题，安全性能高。

更进一步的，所述充电连接插头为安卓Micro口手机插头或Type-C口手机插头或苹果Lightning口手机插头，通过采用多种手机插头或将多种手机插头进行集成，可以适合不同的手机使用。

进一步的，所述外壳上设有一挂孔，通过挂孔的设置，可以方便将一次性手机应急充电装置挂在钥匙、口袋或随身包等物件上，方便携带。

更进一步的，所述外壳由可降解的秸秆材料制成，采用可降解秸秆生产充电宝外壳，代替了传统的塑胶原料，达到环保节能的环境效益。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明公开的一次性手机应急充电装置，通过保护电路板对电流进行过热过流的限制，有效地防止电池的内阻损耗以及温度过高，达到监测电池工作工况的目的，保护电路板并根据识别出的不同类型设备，使手机获得最大充电电流，在保护充电设备前提下节省充电时间，此外，由于采用了保护电路板和充电连接插头一体式的设计方式，避免了忘记携带充电线而导致不能充电的情况，简单实用。

附图说明

图1是本发明中一次性手机应急充电装置的结构示意图。

图2是本发明中保护电路板的电路图。

图3是本发明中聚合物锂离子电芯的制作方式示意图。

图中，1为充电连接插头、2为外壳、3为电池芯体、4为保护电路板、5为整流电路、6为升压电路、7为低压差电压调节器、8为智能协议集成芯片、9为电源开关、10为挂孔。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种一次性手机应急充电装置，包括充电连接插头1、外壳2 和电池芯体3，还包括保护电路板4；外壳2上设有一卡孔，充电连接插头1通过卡孔设置在外壳2上；电池芯体3和保护电路板4均设置在外壳2内；电池芯体3通过保护电路板4与充电连接插头1相连接，通过保护电路板4对电流进行过热过流的限制，有效地防止电池的内阻损耗以及温度过高，达到监测电池工作工况的目的，保护电路板4并根据识别出的不同类型设备，使手机获得最大充电电流，在保护充电设备前提下节省充电时间，此外，由于采用了保护电路板和充电连接插头一体式的设计方式，避免了忘记携带充电线而导致不能充电的情况，简单实用。

如图2所示，保护电路板4包括整流电路5、升压电路6、低压差电压调节器7和智能协议集成芯片8；整理电路一端与电池芯体的输出端相连接，另一端通过升压电路与低压差电压调节器输入端相连接；低压差电压调节器的输出端通过智能协议集成芯片后与充电连接插头相连接；升压电路、低压差电压调节器和智能协议集成芯片的接地端相互连接。

在本发明中，升压电路包括升压芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电感L和二极管D1；升压芯片上设有第一接线端、第二接线端、第三接线端、第四接线端和第五接线端；整理电路的正极通过电阻R1与第四接线端相连接，整理电路的负极通过电容C1与第五接线端相连接；电感L一端与电阻R1相连接，另一端通过二极管D1与低压差电压调节器的输出端相连接；所述电阻R2一端与二极管D1相连接，另一端与第三接线端相连接，所述电阻R3一端与电阻R2相连接，另一端与第二接线端相连接，第二接线端为升压电路的接地端，此外，还包括电容C2和电容C3，电容C2并联在电阻R2上，电容C3一端与二极管D1相连接，另一端与升压电路的接地端相连接，其中，还包括电容C4，电容C4一端与低压差电压调节器的输出端相连接，另一端与低压差电压调节器接地端相连接。

此外，还包括电源开关9，电源开关9与保护电路板4相连接，通过电源开关9，可以根据需要控制开启与断开，便于控制充放电，其中，本发明中，电池芯体为聚合物锂离子电芯，通过采用聚合物锂离子电芯，相比传统的液态锂离子电池而言，聚合物锂离子电池没有多余的自由电解液，由此没有电池的内压力问题，安全性能高，而充电连接插头为安卓Micro口手机插头或Type-C口手机插头或苹果Lightning口手机插头，通过采用多种手机插头或将多种手机插头进行集成，可以适合不同的手机使用，而在外壳2上设有一挂孔10，通过挂孔10的设置，可以方便将一次性手机应急充电装置挂在钥匙、口袋或随身包等物件上，方便携带，其中，外壳2由可降解的秸秆材料制成，采用可降解秸秆生产充电宝外壳，代替了传统的塑胶原料，达到环保节能的环境效益。

如图3所述，在本发明中，电池芯体为聚合物锂离子电芯，其聚合物锂离子电芯的具体制作方法如下：

S1、将钴酸锂、乙炔黑、石墨、聚偏氟乙烯(PVDF)按照一定配比比例混合成正极浆料，将石墨、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照一定配比比例混合成负极浆料；

S2、将正极浆料涂布在铝箔上，负极浆料涂布在铜箔上；

S3、采用热风冲击干燥技术进行烘干，并且按设定的长度和宽度进行裁剪的出正极片和负极片；

S4、把聚合物电解质隔膜放置在正极片和负极片之间，将三者卷绕成方形电芯后浸入盛有可溶胀偏氟乙烯及其共聚物的溶剂中，在加热情况下加压，并同时抽真空除掉溶剂就成为电芯一体化；

S5、将此一体化的电芯放置在铝塑复合膜中，此铝塑复合膜价格便宜，制作工艺简单方便，从而降低了电池成本又简化了工艺过程；

S6、方形电芯置于铝塑复合膜中后注入电解液，通过热板粘结法进行热封合得到聚合物锂离子电芯。

其中，聚合物锂离子电芯的电池容量可以设计成为400、600、800、1000mA 等多种规格，而保护电路板主要由DB207S贴片整流桥、LMR62421升压集成、LM1117 低压差电压调节器和FM5887智能协议集成电路组成，具有整流及转换极性功能的 DB207S作为电路的输入端，电流输送到LMR62421后，LMR62421升压集成内部的芯片组1端口(SW)输出一个脉冲信号，使电感L上的电流发生改变从而产生震荡，实现了电流与磁场之间的转换、电路中的电压及电流发生改变，使电路中的直流信号转换成了交流信号。交流信号经二极管D1被整流成直流信号，再经电容C3 滤波后变成直流信号，实现了DC/DC的转换，信号会经电阻R2及电阻R3取样反馈到LMR62421的3端口(FB)，LMR62421内部芯片组对信号进行分析，调整1端口(SW) 的脉冲频率，达到设定的5V标准输出电压,直流电被输送到LM1117的IN端输入端进行过热、过流限制，电流的限制有效地防止电池的内阻损耗以及温度过高。

同时，采用一体封装技术，LM1117封装到输入极性的金属片上，电池如果发热，会通过金属片传导到LM1117芯片组上，LM1117芯片组会降低输出电流，达到监测电池工作工况的目的,电流对比控制后由OUT端输出到USB端口上，同时也为 FM5887智能协议集成电路提供了工作电源，FM5887工作后通过DM及DP输出信号与手机进行通信，识别充电协议标准，SEL端口的高低电位取向可改变不同的识别协议标准，自动识别充电设备的不同类型，使手机获得最大充电电流，在保护充电设备前提下节省充电时间。

本发明的工作原理如下：

用户在外出手机快没电面临关机但却处于紧急情况时，选用适用手机类型充电连接插头的一次性应急充电宝插入手机充电口，打开电源开关，通过保护电路板调整电池的电量后经过导线输送到充电连接插头，从而可以持续地为手机提供几个小时的充电时间，达到应急效果，满足用户需求，通过这样设计的一次性手机应急充电装置，由于采用的是可降解秸秆生产充电宝外壳和聚合物锂离子电芯，电芯的尺寸灵活多变、任意面积化和形状化的特点满足产品轻薄的要求，而可降解秸秆生产充电宝外壳代替了传统的塑胶原料，可以实现用完即扔，达到环保节能的环境效益。

在实际应用中，一次性应急充电宝的体积微型小巧，通过壳体上的小挂孔可挂在钥匙上，亦可放在口袋、钱包、随身包等等，携带方便，并且结构简单成本低，可批量成产在便利店出售，此外，由于将充电连接插头与一次性应急充电宝组合形成一体，因此可以实现即插即用，摆脱了数据线的束缚和烦恼，可兼容市场上99％以上的手机。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一次性手机应急充电装置，包括充电连接插头、外壳和电池芯体，其特征在于：还包括保护电路板；

所述外壳上设有一卡孔，所述充电连接插头通过卡孔设置在外壳上；

所述电池芯体和保护电路板均设置在外壳内；

所述电池芯体通过保护电路板与充电连接插头相连接。

2.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于，所述保护电路板包括整流电路、升压电路、低压差电压调节器和智能协议集成芯片；

所述整理电路一端与电池芯体的输出端相连接，另一端通过升压电路与低压差电压调节器输入端相连接；

所述低压差电压调节器的输出端通过智能协议集成芯片后与充电连接插头相连接；

所述升压电路、低压差电压调节器和智能协议集成芯片的接地端相互连接。

3.根据权利要求2所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于，所述升压电路包括升压芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电感L和二极管D1；

所述升压芯片上设有第一接线端、第二接线端、第三接线端、第四接线端和第五接线端；

所述整理电路的正极通过电阻R1与第四接线端相连接，整理电路的负极通过电容C1与第五接线端相连接；

所述电感L一端与电阻R1相连接，另一端通过二极管D1与低压差电压调节器的输出端相连接；

所述电阻R2一端与二极管D1相连接，另一端与第三接线端相连接，所述电阻R3一端与电阻R2相连接，另一端与第二接线端相连接；

所述第一接线端与电感L的末端相连接，第二接线端为升压电路的接地端。

4.根据权利要求3所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于，还包括电容C2和电容C3，所述电容C2并联在电阻R2上，电容C3一端与二极管D1相连接，另一端与升压电路的接地端相连接。

5.根据权利要求2所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于，还包括电容C4，所述电容C4一端与低压差电压调节器的输出端相连接，另一端与低压差电压调节器接地端相连接。

6.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于，还包括电源开关，所述电源开关与保护电路板相连接。

7.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于：所述电池芯体为聚合物锂离子电芯。

8.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于：所述充电连接插头为安卓Micro口手机插头或Type-C口手机插头或苹果Lightning口手机插头。

9.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于：所述外壳上设有一挂孔。

10.根据权利要求1所述的一次性手机应急充电装置，其特征在于：所述外壳由可降解的秸秆材料制成。

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