CN112838627A - 一种多功能电源适配装置 - Google Patents

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Abstract

一种多功能电源适配装置，它包括供电模块﹑电压适配模块﹑适配连接件；供电模块是手机充电宝或者手机充电器；电压适配模块的输入端和供电模块输出端连接，供电模块输出的5V电压,通过电压适配模块转换得到需要替换电池组匹配的电压或对各种充电电池进行充电的电压；适配连接件一端和电压适配模块的输出端连接，适配连接件另一端连接到接受电能的装置，具体的可以和仪器设备原来的电池盒连接，以便替代电池组，可以和充电电池盒连接，以对充电电池充电，还可以和仪器设备的直流电源插口连接，以替代仪器设备原来的电源。安装简单，方便实用。

Description

一种多功能电源适配装置
技术领域
本发明涉及一种电源适配装置，特别是涉及一种多功能电源适配装置。
背景技术
目前，我们现有的手机充电用的电源充电器和移动充电宝功能都比较单一，一般就是起到对手机充电作用。生活当中我们有很多用电池作为电源的仪器设备，如会用到1至4节常用的1号﹑5号﹑7号及9号电池，以及其它类型的电池。用电池作为电源的仪器设备有遥控器﹑电子秤﹑游戏手柄﹑燃气灶﹑万用表﹑笔记本电脑等等。实际使用存在如下问题：1.电池都长期放在仪器设备的电池盒里，使用一段时间电池会没有电了，长期不用电池也会自放电而失效，造成浪费，也不环保，有的还会烂在里面，造成仪器设备的损坏。 2. 备用各种电池也是一种比较麻烦的事，时间长了也会失效。3.如果使用的是充电电池，也会需要配有各种规格的充电器去适配不同型号的电池，而且充电电池时间长了也会失效。4. 我们有时还会遇到急于使用某种仪器设备，由于里面电池没有电，一时身边又没有可用电池，影响仪器设备使用的情况。如燃气灶常用的1号电池，燃气灶里面的 1号电池电力不足就会造成不能点火，影响做饭。
发明内容
为了避免在多数场合，我们使用常用的1号﹑5号﹑7号及9号电池以及其它某些类型电池作为电源的仪器设备时，由于里面的电池失效影响我们使用，这里发明一种多功能电源适配装置，利用很容易获得的手机充电宝（也称手机移动电源）或手机充电器为电源，可应急替代多数仪器设备里用到1至4节常用的1号﹑5号﹑7号﹑9号电池，或其它某些类型电池，如果对不需要在大范围随时移动和外观要求不高场合，也可以用该多功能电源适配装置长期使用，使用更加方便，成本更低，也更环保。配上不同规格的外接电池盒，还可以对各种充电电池进行充电。其适配连接件可以方便直接连接到仪器设备原来的电池盒里，安装简单，方便实用。做到一机在手，可以搞定大多数电池应用和充电场合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：它包括供电模块﹑电压适配模块﹑适配连接件；供电模块是手机充电宝或者手机充电器；电压适配模块的输入端和供电模块输出端连接， 供电模块输出的5V电压通过电压适配模块转换，得到需要替换电池组匹配的电压或对各种充电电池进行充电的电压；适配连接件一端和电压适配模块的输出端连接，适配连接件另一端连接到接受电能的装置， 具体的可以和仪器设备原来的电池盒连接，以便替代电池组，可以和充电电池盒连接，以对充电电池充电，还可以和仪器设备的直流电源插口连接，以替代仪器设备原来的电源。
适配连接件根据实现功能的需要选用以下情况之一：1. 适配连接件A；2. 适配连接件B；3. 适配连接件C；适配连接件A包括电线A﹑电线B﹑两芯连接插头A﹑电池盒正极连接件﹑电池盒负极连接件，电线A一端连接两芯连接插头A正极，另一端连接电池盒正极连接件，电线B一端连接 两芯连接插头A负极，另一端连接到电池盒负极连接件, 适配连接件A通过两芯连接插头A插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接；电池盒正极连接件和电池盒负极连接件配对使用， 可以根据需要选用如下面情况之一：1. 电池盒正极连接件是一个小铜帽，小铜帽刚好可以套在电池正极头部的小圆柱上，电线A和小铜帽连接，而电池盒负极连接件是一面绝缘的圆铜片，电线B一端和圆铜片连接，圆铜片直径等于或略小于电池直径；2. 电池盒正极连接件是一里面套有用于绝缘的小塑料帽的小铜帽，小塑料帽刚好可以套在电池正极头部的小圆柱上，电线A一端和小铜帽连接，而电池盒负极连接件是一圆铜片，电线B一端和圆铜片连接，圆铜片直径等于或略小于电池直径；3. 电池盒正极连接件和电池盒负极连接件就是一个9号电池的连接帽，电池盒正极连接件是圆筒型物件 ，电池盒负极连接件是等边六边形筒的物件；电压适配模块的USB插头通过插入供电模块的USB插口进行连接，供电模块的正极输出端接电压适配模块正极输入端，供电模块的负极GND接电压适配模块的负极GND；
适配连接件B包括电线C﹑电线D﹑两芯连接插头B﹑充电电池适配件，电线C一端连接两芯连接插头B的正极，另一端连接充电电池适配件正极，电线D一端连接两芯连接插头B的负极，另一端连接到充电电池适配件负极 ；充电电池适配件根据充电电池的不同，可以是下面情况之一：1. 是1号﹑5号﹑7号电池盒，2. 是9号电池的连接帽，3.纽扣电池盒，4. 适合手机电池板的手机电池充电夹；两芯连接插头B通过插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接；
适配连接件C一端有两芯连接插头A可以和电压适配模块输出口连接，适配连接件C另一端连接直流电源插头，可以连接仪器设备电源插口，以替代仪器设备原来的电源；具体的适配连接件C一端是可以连接笔记本电脑电源插口的直流电源插头，或是可以连接收音机电源插口的直流电源插头。
作为技术方案的进一步方案：所述的电压适配模块由USB插头U6﹑单片机模块U1﹑按键输入模块U2﹑显示模块U3﹑DC-DC升压模块U7﹑脉宽调制（PWM）驱动模块U8﹑滤波模块U4和输出电流电压检测电路组成，电压适配模块的正极就是USB插头U6的正极并和单片机模块U1的VCC连接；按键输入模块U2﹑显示模块U3和单片机模块U1连接，电压适配模块的负极和USB插头U6的负极连接单片机模块U1的GND；DC-DC升压模块U7输入端接VCC, DC-DC升压模块U7输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块U8输入端，当采用单片机模块U1控制DC-DC升压模块U7输出电压方案时，DC-DC升压模块U7和单片机模块U1连接，当采用单片机模块U1不控制DC-DC升压模块U7输出电压方案时，DC-DC升压模块U7和单片机模块U1不连接；脉宽调制（PWM）驱动模块U8输入端连接DC-DC升压模块U7输出端，脉宽调制（PWM）驱动模块U8输出端接滤波模块U4输入端，单片机模块和脉宽调制（PWM）驱动模块U8的控制端连接；滤波模块U4输出端正极接输出插座U5的正极，滤波模块U4负极接GND；输出电流电压检测电路是：输出插座U5的正极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口A，用于检测电压适配模块输出电压，输出插座U5的负极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口B，并通过一电流检测电阻R2接GND，用于检测输出电流；滤波模块U4可以是一个电子滤波器，如电感型π滤波器；如果输出电压小于5V的应用DC-DC升压模块U7可以省略。
作为技术方案的进一步方案：所述的电压适配模块的DC-DC升压模块U7 和脉宽调制（PWM）驱动模块U8 可以有多种具体方案，其中方案一输出电压小于5V的应用DC-DC升压模块U7省略，VCC连接脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端；脉宽调制（PWM）驱动模块U8由一个PNP三极管Q1﹑一个电阻R1组成；单片机模块的一个输出端通过电阻R1接PNP三极管Q1的基极，单片机模块产生的脉宽调制（PWM）脉冲信号通过Q1的基极控制Q1的开关，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端接VCC，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端；
方案二：VCC接DC-DC升压模块U7的输入端，DC-DC升压模块U7的输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端，DC-DC升压模块U7不和单片机模块连接；脉宽调制（PWM）驱动模块U8由一个PNP三极管Q1﹑一个NPN三极管Q2﹑两个电阻R1,R3组成；单片机模块的一个输出端通过电阻R1接NPN三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接GND, 三极管Q2的集电极通过电阻R3接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端接DC-DC升压模块U7的输出端，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端，脉宽调制（PWM）驱动模块U8还可以包括电阻R4，R4一端接PNP三极管Q1的发射极，另一端接PNP三极管Q1的基极；上述的方案二电压适应范围根据DC-DC升压模块的输出电压，如果DC-DC升压模块的输出电压是12V,就适合小于12V的应用；
所述方案二的进一步方案，所述的单片机模块连接一电子电位器，该电子电位器替代DC-DC升压模块里的输出电压调节电阻，常用DC-DC升压模块里都有输出电压调节电阻，这样可以通过单片机控制调节DC-DC升压模块输出电压，使调压更精准，效率更高；
所述方案二的另进一步方案：在DC-DC升压模块和VCC之间增加开关选择电路模块，开关选择电路模块由两个PNP三极管Q3，Q4﹑两个电阻R5，R6，两个二极管D1，D2组成；单片机模块的一个控制端B通过电阻R5接PNP三极管Q3的基极，PNP三极管Q3的发射极接VCC，PNP三极管Q3的集电极接二极管D1阳极，二极管D1阴极接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端；单片机模块的一个控制端C通过电阻R6接PNP三极管Q4的基极，PNP三极管Q4的发射极接VCC，PNP三极管Q4的集电极接DC-DC升压模块的输入端，DC-DC升压模块的输出端接二极管D2阳极，二极管D2阴极接接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端；D1,D2选用压降较小的肖特基二极管较好；当替换的电池组电压和充电电池电压小于等于4.7V，单片机模块控制端B低电平，单片机模块控制端C高电平；当替换的电池组电压和充电电池电压大于4.7V，单片机模块控制端B高电平，单片机模块控制端C低电平；
方案三：VCC连接DC-DC升压模块U7的输入端，DC-DC升压模块的输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端； DC-DC升压模块U7由电感L1﹑N沟道场效应管Q3﹑肖特基二极管D1﹑电容C1和电阻R7组成, 电感L1一端接VCC，另一端接Q3漏极D,并接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接电容C1正极，同时接脉宽调制（PWM）驱动模块输入端，N沟道场效应管Q3的栅极G通过电阻R7接单片机模块的一个脉宽调制（PWM）输出端，这个端口的脉冲信号可以控制N沟道场效应管Q3开关，电感L1会产生比VCC高的电压，并对C1充电，产生从VCC到比VCC高的电压 ，N沟道场效应管Q3的源极S和电容C1的负极接地 ；脉宽调制（PWM）驱动模块由一个PNP三极管Q1﹑一个NPN三极管Q2﹑两个电阻R1,R3组成；单片机模块的一个脉宽调制（PWM）输出端通过电阻R1接NPN三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接GND, 三极管Q2的集电极通过电阻R3接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端接DC-DC升压模块U7的输出端，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端, 脉宽调制（PWM）驱动模块U8还可以包括电阻R4，R4一端接PNP三极管Q1的发射极，另一端接PNP三极管Q1的基极；上述的电压适配模块方案三电压适应范围根据DC-DC升压模块的输出电压，如果DC-DC升压模块的输出电压是12V,就适合小于12V的应用。
电压适配模块的原理是：首先单片机在和脉宽调制（PWM）驱动模块连接的控制端产生具有一定占空比的脉冲，控制脉宽调制（PWM）驱动模块，在脉宽调制（PWM）驱动模块输出端就可以产生不同的电压输出，然后通过滤波模块滤波，得到平稳的电压，然后单片机通过对电压适配模块输出端的电压检监测和电流的监测，进一步调整该脉冲的占空比，使得输出的电压和电流达到要求。由于电子电路千变万化，上面只是给出其中的几个方案，另外三极管也可以用场效应管替换，电路或稍作改动。
作为技术方案的进一步方案：电压适配模块方案一和电压适配模块方案二里的显示模块由一个LED数码管和若干LED发光管组成，LED数码管用于显示输出电压，电流值；若干LED发光管用于指示当前状态；按键输入模块由若干按键组成，通过按键可以进行功能选择，设置输出的电压值和确认运行。
作为技术方案的进一步方案：所述的手机电池充电夹包括一个定位盒﹑支撑板﹑支撑弹簧﹑两组手机电板触点接触件，每组2个；定位盒是一个前部和左侧部为空的长方体盒子，定位盒底部有一个支撑板，支撑板前部通过两端的小圆轴卡进定位盒底部和小圆轴并行的两个半圆柱孔，可以转动，支撑板后部背面和定位盒底部之间有个支撑弹簧，当手机电池板插进定位盒时可以贴紧定位盒顶面被支撑板卡紧，定位盒上部挡板靠近后部有个长条形孔和定位盒后部挡板靠近上部有个长条形孔，手机电板触点接触件的固定螺杆可以从里往外穿过；每组手机电板触点接触件由两个手机电板触点接触件组成，手机电板触点接触件包括一个小板子和一个手旋固定螺帽，小板子背面有个细条状的金属接触弹片，形状是勺子型，勺子型凸出部分靠外面，用于和手机电板的触点接触，小板子上面有个固定螺杆，可以从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔和 定位盒后部挡板靠近上部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定；第一组两个手机电板触点接触件的固定螺杆从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定，通过电线连接上面的金属接触弹片并分别和适配连接件B的两芯连接插头B的正负极连接,适合对手机电板触点在上部或下部面上的电板；第二组两个手机电板触点接触件的固定螺杆从里往外穿过定位盒后部挡板靠近上部长条形孔，通过手旋固定螺帽固定，电线连接上面的金属接触弹片分别和适配连接件B的两芯连接插头B的正负极连接,适合对手机电板触点在前部或后部侧面上的电板,这两种情况基本包含了市场上大多数手机电板，根据需要安装其中一组。
所述的手机电板触点接触件方案二可以由接触件金属针﹑接触件圆筒﹑接触件圆筒盖﹑接触件弹簧﹑手旋固定螺帽组成；接触件圆筒底部有个小圆孔，可以穿过接触件金属针的针部分；接触件金属针是一根金属针尾部固定有一个圆盘的物件，针在圆盘的中心，并穿过一点，圆盘可以在接触件圆筒里滑动；接触件弹簧压在接触件金属针尾部的圆盘上；接触件圆筒盖盖在接触件圆筒的大圆孔上，防止接触件弹簧出来，接触件圆筒盖外部中心处有个固定螺杆，可以从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔和 定位盒后部挡板靠近上部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定；当在头部触件金属针和手机电板触点接触被压进时，里面弹簧的作用会有反弹力。
作为技术方案的进一步方案：所述的手机电池充电夹的两组手机电板触点接触件，每组2个，每组手机电板触点接触件可以分别连接一个USB插头电缆的正负极，USB插头插入手机充电器USB插口，插上手机电板，手机充电器通电后就可以充电。
本多功能电源适配装置的使用方法：
使用步骤：
1.电压适配模块插在手机充电宝或通电的手机充电器上，通电开始运行程序。
2. 在设置状态，通过按键模块的功能选择按键，并结合显示模块的LED发光管显示状态，选择需要的功能：替换电池组，或作为电池充电器 ；
3. 如果功能选择是替换电池组：
3.1然后通过按键模块的电压调整按键设置需要替换的电池组电压，一节电池约1.2-1.5V, 两节电池约2.4-3V, 三节电池约3.6-4.5V, 4节电池可以用5V替换使用。
3.2 把电池盒正极连接件和设备上电池盒正极连接，把电池盒负极连接件和设备上电池盒负极连接；设备上电池是1号﹑5号﹑7号电池，电池盒正极连接件可用小铜帽套在一个旧电池的正极头部的小圆柱上，电池盒负极连接件用一面绝缘的圆铜片的铜面和电池盒负极接触，其它旧电池按照原来的位置放进电池盒；设备上电池是9号电池，电池盒正极连接件和电池盒负极连接件就是一个9号电池连接帽，电池盒正极连接件是圆筒型物件，电池盒负极连接件是等边六边形筒的物件和设备里的9号电池连接帽连接。
3.3 适配连接件A的两芯连接插头A插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接。
3.4 按运行按键，开始为设备供电。
4. 如果功能选择是作为电池充电器：
4.1通过按键模块的电压调整按键设置需要充电的电池组电压。
4.2根据充电电池的类型选择充电电池适配件，并把充电电池和
充电电池适配件连接：
1号﹑5号﹑7号充电电池放入适配的1号﹑5号﹑7号电池盒;
9号充电电池连接9号电池的连接帽;
可充电纽扣电池放入同规格的纽扣电池盒；
手机电池板插入手机电池充电夹，手机电板触点在上部面上的电板，把第一组手机电板触点接触件上面的金属接触弹片或接触件金属针分别和手机上的正极触点和负极触点接触，接触良好后，有指示灯亮；如手机电板触点在前部或后部侧面上的电板，把第二组手机电板触点接触件上面的金属接触弹片或接触件金属针分别和手机上的正极触点和负极触点接触，接触良好后，有指示灯亮。
4.3适配连接件B插入电压适配模块输出插座。
4.4按运行按键，开始对充电电池充电。
本发明的有益效果是：一套发明就可以实现 ：1.在大多数1号，5号，7号电池，甚至是9号电池作为电源的仪器设备里的电池没电时，还有其它某些仪器设备里的电池没电时，可以应急替代里面电池，不影响我们使用，更加的环保，对外观要求不高的场合还可以长期使用。2. 可以对1号，5号，7号充电电池，甚至是9号充电电池﹑大多数手机电板﹑纽扣充电电池，进行充电。3. 可以减少对电池的需求，由于电池会对环境造成污染，所以更加的环保。4. 使用成本更低，更方便，避免到处找需要的电池。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明技术方案示意图。
图2是本发明电压适配模块方案一的原理框图。
图3是本发明电压适配模块方案二的原理框图。
图4是本发明电压适配模块方案三的原理框图。
图5是本发明里手机电池充电夹示意图。
图6是本发明里手机电板触点接触件的接触板背面细条状金属接触弹片俯视图和左示意图。
图7是本发明里手机电板触点接触件的接触板正面固定螺杆和手旋固定螺帽示意图。
图8是本发明里手机电池充电夹支撑板示意图。
图9是本发明里手机电池充电夹的顶针接触件主视图。
图10是图9的A-A剖面图。
图11是本发明电压适配模块的单片机模块U1控制DC-DC升压模块U7输出电压的原理框图。
图12是本发明电压适配模块的单片机模块U1不控制DC-DC升压模块U7输出电压的原理框图。
图中 1. 供电模块， 2. 电压适配模块，3. 两芯连接插头A， 4. 电线A，5. 小铜帽， 6. 小塑料帽，7. 圆铜片， 8. 电线B，9.两芯连接插头B，10. 电线C，11. 电线D ，12.电池盒， 13. 供电模块的USB插口，14. 电压适配模块USB插头，16.9V电池连接帽，17.电压适配模块输出插口， 18.适配连接件A， 19. 适配连接件B， 21. 1,5,7号电池， 25. 手机电池充电夹 ， 26. 手机电池充电夹定位盒底部支撑板 ，27. 手机电池充电夹支撑板后部背面和盒子底部之间的支撑弹簧，28. 手机电池充电夹定位盒上部挡板靠近后部长条形孔，29. 手机电池充电夹定位盒后部挡板靠近上部长条形孔，30. 手机电板触点接触件一，31. 手机电板触点接触件二，32. 手机电板触点接触件三，33. 手机电板触点接触件四 ，34. 接触板手旋固定螺帽 ，35. 接触板上面固定螺杆，36. 手机电板触点接触件背面的金属接触弹片 ，38. 手机电池充电夹定位盒前部 ， 39. 手机电池充电夹定位盒左侧部 ，41. 9号电池的连接帽电池盒正极连接件等边六边形筒状物件,42. 9号电池的连接帽电池盒负极连接件圆筒型物件, 43. 接触件金属针 , 44. 接触件圆筒, 45. 接触件金属针尾部圆盘 , 46. 接触件弹簧, 47. 接触件圆筒盖, 48. 接触件圆筒盖外部固定螺杆, 49.接触件金属针引出导线, 50. 接触件圆筒底部小圆孔， 51.适配连接件C， 52. 适配连接件C的直流电源插头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一：用本发明电压适配模块采用电压适配模块方案二，本实施例里有多项功能：
1.在使用两节1号电池作为电源的燃气灶里替代两节1号电池。
2.在使用一节9号电池的万用表里替代9号电池。
3. 使用充电宝对笔记本电脑供电，该充电宝要求输出功率足够大。
4.对一节一号充电电池充电。
5.对一节9号充电电池充电。
6.对一个2032纽扣充电电池充电。
7.对一块手机电板触点在前部侧面上的电板充电。
图1 ﹑图3﹑图5﹑图6﹑图7﹑图8所示，
实施例一
它包括供电模块 1﹑电压适配模块 2﹑适配连接件A 18﹑适配连接件B 19﹑适配连接件C51；供电模块 1 是手机充电宝或者手机充电器；适配连接件A 18包括电线A 4﹑电线B 8﹑两芯连接插头A 3﹑电池盒正极连接件5﹑电池盒负极连接件7，电线A 4一端连接两芯连接插头A 3正极，另一端连接电池盒正极连接件5，电线B 8一端连接两芯连接插头A 3负极，另一端连接到电池盒负极连接件7,适配连接件A 18通过两芯连接插头A 3插入电压适配模块2输出插座17和电压适配模块2连接；电池盒正极连接件5和电池盒负极连接件7配对使用，可以根据需要替换不同电池，选用：1.替换1号电池， 电池盒正极连接件5是一个小铜帽，小铜帽刚好可以套在1号电池正极头部的小圆柱上，电线A 4和小铜帽连接，而电池盒负极连接件7是一面绝缘的圆铜片，电线B 8一端和圆铜片连接，圆铜片直径等于或略小于电池直径；2.替换9号电池，电池盒正极连接件和电池盒负极连接件就是一个9号电池的连接帽16，电池盒正极连接件是圆筒型物件42，电池盒负极连接件等边六边形筒状物41；电压适配模块14的USB插头通过插入供电模块 1的USB插口13进行连接，供电模块 1的正极输出端接电压适配模块 2正极输入端，供电模块 1的负极GND接电压适配模块 2的负极GND；适配连接件B19包括电线C 10﹑电线D 11﹑两芯连接插头B 9﹑充电电池适配件 12，电线C 10一端连接两芯连接插头B 9的正极，另一端连接充电电池适配件 12正极，电线D 11一端连接两芯连接插头B 9的负极，另一端连接到充电电池适配件 12负极 ；适配连接件C 51一端有两芯连接插头A 3可以和电压适配模块输出口连接，适配连接件C 51另一端是连接直流电源插头，具体的是可以连接笔记本电脑电源插口的直流电源插头；充电电池适配件根据充电电池的不同，选用下面情况之一：1. 是1号电池盒，对1号充电电池充电, 2. 是9号电池的连接帽，充电电池适配件 12正极是等边六边形筒状物41，充电电池适配件 12负极是圆筒型物件42；3. 2032纽扣电池盒,对2032充电电池充电，4. 给手机电池板充电的手机电池充电夹 25；两芯连接插头B 9通过插入电压适配模块 2输出插座17和电压适配模块 2连接；供电模块1输出的5V电压,通过电压适配模块 2转换得到需要替换电池组匹配的电压和对各种充电电池进行充电的电压。
实施例一的电压适配模块采用电压适配模块方案二,见图3, 电压适配模块由USB插头U6﹑单片机模块U1﹑按键输入模块U2﹑显示模块U3﹑DC-DC升压模块U7﹑脉宽调制（PWM）驱动模块U8﹑滤波模块U4和输出电流电压检测电路组成；显示模块U3由一个4位LED数码管和4个LED发光管组成，LED数码管用于显示输出电压，电流值；4个LED发光管用于指示当前状态，分别是：1 .替代电池组，2. 充电，3. LED数码管显示电压，4.LED数码管显示电流；按键输入模块由4路按键组成，分别用于按键1. 功能选择，在设置状态时，按一下结合状态显示LED可选择是替代电池组还是充电；按键2.在运行时结合状态显示LED，可选择LED数码管显示电压还是电流 ，在设置状态时为确认键，电压设置好确认键后，进入运行状态，按键3.在设置状态时，设置输出电压值，增加，按键4. 在设置状态时，设置输出电压值，减小。
单片机程序运行在设置时可以是这样：按键1按一下，LED1亮，代表是替代电池组功能，再按键1按一下，LED2亮，代表是充电功能，按键2确认，选择了功能后进行输出电压调节，这时按一下按键3设置的电压值增加，同时数码管数字增加，按一下按键4设置的电压值减小，同时数码管数字减小， 直到设置到需要的值，然后按一下按键2确认进入运行状态，运行状态程序将把输出电压调节到替代电池组或充电需要的电压值。
按键2在单片机程序运行在运行状态可以查看输出电压和电流。
电压适配模块的正极就是USB插头U6的正极并和单片机模块U1的VCC连接，同时接DC-DC升压模块U7的输入端，DC-DC升压模块U7的输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端；按键输入模块U2﹑显示模块U3和单片机模块U1连接，电压适配模块的负极和USB插头U6的负极连接单片机模块U1的GND；脉宽调制（PWM）驱动模块由一个PNP三极管Q1﹑一个NPN三极管Q2﹑两个电阻R1,R3,R4组成；滤波模块U4用电感π型滤波器，单片机模块的一个输出端通过电阻R1接NPN三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接GND, 三极管Q2的集电极通过电阻R3接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端接DC-DC升压模块U7的输出端，PNP三极管Q1的集电极接电感π型滤波器U4输入端，电感π型滤波器U4输出端接单片机模块U1的一个模拟量检测输入接口A，R4一端接PNP三极管Q1的发射极，另一端接PNP三极管Q1的基极；电感π型滤波器U4的输出端和GND之间接电压适配模块输出插座U5；输出电流电压检测电路是：输出插座U5的正极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口A，用于检测电压适配模块输出电压，输出插座U5的负极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口B，并通过一电流检测电阻R2接GND，用于检测输出电流；单片机在脉宽调制（PWM）驱动模块的控制端输出一定占空比的脉冲，控制脉宽调制（PWM）驱动模块，在脉宽调制（PWM）驱动模块输出端就可以产生不同的电压输出，经过滤波器U4滤波，然后单片机通过对电压适配模块输出端的电压检测和电流的检测，进一步调整该脉冲的占空比，使得输出的电压和电流达到要求。
实施例一的手机电池充电夹包括一个定位盒25﹑支撑板26﹑支撑弹簧27﹑两组手机电板触点接触件，每组2个；定位盒25是一个前部38和左侧部39为空的长方体盒子，定位盒底部有一个支撑板26，支撑板前部通过两端的小圆轴43卡进定位盒底部和小圆轴并行的半圆柱孔44，可以转动，支撑板后部背面和定位盒底部之间有个支撑弹簧27，当手机电池板插进定位盒时可以贴紧定位盒顶面被支撑板卡紧，定位盒上部挡板靠近后部有个长条形孔28和定位盒后部挡板靠近上部有个长条形孔29，手机电板触点接触件的固定螺杆35可以从里往外穿过；每组手机电板触点接触件由两个手机电板触点接触件组成，手机电板触点接触件是一个小板子，背面右侧有个细条状的金属接触弹片37，形状是勺子型，勺子型凸出部分靠外面，用于和手机电板的触点接触，小板子上面有个固定螺杆35，可以从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔28和 定位盒后部挡板靠近上部有个长条形孔29，并通过手旋固定螺帽34固定；现在选择其中一组，这组两个手机电板触点接触件32,33可从里往外穿过定位盒后部挡板靠近上部长条形孔29，通过手旋固定螺帽固定，电线连接上面的金属接触弹片分别和适配连接件B的两芯连接插头B的正负极连接。
使用步骤：
替换2个1号电池组，或9号电池或对笔记本电脑供电：
1.电压适配模块插在手机充电宝或通电的手机充电器上，程序开始运行，进入在设置状态。
2. 在设置状态通过按键模块的功能选择按键，选择需要的功能：替换电池组功能，功能设置完成按确认键。
3. 在设置状态
3.1通过按键模块的电压设置按键设置需要替换的电池组电压，现在是分别替换两节1号电池为3V， 1个9号电池为9V，为笔记本电脑供电（电压根据特定笔记本电脑确定） ，设置完成按确认键。
3.2 把电池盒正极连接件和设备上电池盒正极连接，把电池盒负极连接件和设备上电池盒负极连接；燃气灶上电池是1号电池，电池盒正极连接件用小铜帽5，套在一个旧1号电池的正极头部的小圆柱上，电池盒负极连接件是一面绝缘的圆铜片，圆铜片的铜面和燃气灶电池盒负极接触，其它旧电池按照原来的位置放进电池盒；万用表上电池是9号电池，电池盒正极连接件和电池盒负极连接件就是一个9号电池连接帽，电池盒正极连接件是圆筒型物件，电池盒负极连接件是等边六边形筒的物件和万用表里的9号电池连接帽连接；适配连接件C 51的直流电源插头插到笔记本电脑的电源插口。
3.3 适配连接件A或适配连接件C的两芯连接插头A插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接。
3.4 按运行按键，开始为设备供电。
当用作充电器时，功能选择是作为电池充电器：
1.电压适配模块插在手机充电宝或通电的手机充电器上，程序开始运行，进入设置状态。
2.在设置状态。通过按键模块的功能选择按键，选择需要的功能：给充电电池充电，功能设置完成按确认键。
2.1 通过按键模块的电压设置按键设置需要充电的1号充电电池电压，1.5V，9号充电电池是9V，纽扣电池2032是3V, 手机电池板是4.2V。
2.2 适配连接件B插入电压适配模块输出插座。
2.3 把充电电池和充电电池适配件连接，如：
1号充电电池放入适配的1号电池盒；
9号充电电池连接9号电池的连接帽；
充电纽扣电池2032放入2032纽扣电池盒；
手机电池板插入手机电池充电夹，手机电板触点在前部侧面上的电板，把手机电板触点接触件32, 33上面的金属接触弹片分别和手机上的正极触点和负极触点接触，接触良好后，有指示灯亮。
2.4 按运行按键，开始对充电电池充电。
通过以上附图及说明可了解该发明的原理和设计特点。本发明具有功能多，安装简单，成本低，实用可靠等特点。当然上述实施例只为说明本发明的其中一种技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能电源适配装置，其特征在于：它包括供电模块﹑电压适配模块﹑适配连接件；供电模块是手机充电宝或者手机充电器；电压适配模块的输入端和供电模块输出端连接， 供电模块输出的5V电压,通过电压适配模块转换得到需要替换电池组匹配的电压或对各种充电电池进行充电的电压；适配连接件一端和电压适配模块的输出端连接，适配连接件另一端连接到接受电能的装置， 具体的可以和仪器设备原来的电池盒连接，以便替代电池组，可以和充电电池盒连接，以对充电电池充电，还可以和仪器设备的直流电源插口连接，以替代仪器设备原来的电源。
2.根据权利要求1所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的适配连接件根据实现功能的需要选用以下情况之一：1. 适配连接件A；2. 适配连接件B；3. 适配连接件C；适配连接件A包括电线A﹑电线B﹑两芯连接插头A﹑电池盒正极连接件﹑电池盒负极连接件，电线A一端连接两芯连接插头A正极，另一端连接电池盒正极连接件，电线B一端连接 两芯连接插头A负极，另一端连接到电池盒负极连接件, 适配连接件A通过两芯连接插头A插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接；电池盒正极连接件和电池盒负极连接件配对使用， 可以根据需要选用如下面情况之一：1. 电池盒正极连接件是一个小铜帽，小铜帽刚好可以套在电池正极头部的小圆柱上，电线A和小铜帽连接，而电池盒负极连接件是一面绝缘的圆铜片，电线B一端和圆铜片连接，圆铜片直径等于或略小于电池直径；2. 电池盒正极连接件是一里面套有用于绝缘的小塑料帽的小铜帽，小塑料帽刚好可以套在电池正极头部的小圆柱上，电线A一端和小铜帽连接，而电池盒负极连接件是一圆铜片，电线B一端和圆铜片连接，圆铜片直径等于或略小于电池直径；3. 电池盒正极连接件和电池盒负极连接件就是一个9号电池的连接帽，电池盒正极连接件是圆筒型物件 ，电池盒负极连接件是等边六边形筒的物件；电压适配模块的USB插头通过插入供电模块的USB插口进行连接，供电模块的正极输出端接电压适配模块正极输入端，供电模块的负极GND接电压适配模块的负极GND；适配连接件B包括电线C﹑电线D﹑两芯连接插头B﹑充电电池适配件，电线C一端连接两芯连接插头B的正极，另一端连接充电电池适配件正极，电线D一端连接两芯连接插头B的负极，另一端连接到充电电池适配件负极 ；充电电池适配件根据充电电池的不同，可以是下面情况之一：1. 是1号﹑5号﹑7号电池盒，2. 是9号电池的连接帽，3.纽扣电池盒，4. 适合手机电池板的手机电池充电夹；两芯连接插头B通过插入电压适配模块输出插座和电压适配模块连接；适配连接件C一端有两芯连接插头A可以和电压适配模块输出口连接，适配连接件C另一端连接直流电源插头，可以连接仪器设备电源插口，以替代仪器设备原来的电源。
3.根据权利要求1所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的电压适配模块由USB插头U6﹑单片机模块U1﹑按键输入模块U2﹑显示模块U3﹑DC-DC升压模块U7﹑脉宽调制（PWM）驱动模块U8﹑滤波模块U4和输出电流电压检测电路组成，电压适配模块的正极就是USB插头U6的正极并和单片机模块U1的VCC连接；按键输入模块U2﹑显示模块U3和单片机模块U1连接，电压适配模块的负极和USB插头U6的负极连接单片机模块U1的GND；DC-DC升压模块U7输入端接VCC, DC-DC升压模块U7输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块U8输入端，当采用单片机模块U1控制DC-DC升压模块U7输出电压方案时，DC-DC升压模块U7和单片机模块U1连接，当采用单片机模块U1不控制DC-DC升压模块U7输出电压方案时，DC-DC升压模块U7和单片机模块U1不连接；脉宽调制（PWM）驱动模块U8输入端连接DC-DC升压模块U7输出端，脉宽调制（PWM）驱动模块U8输出端接滤波模块U4输入端，单片机模块和脉宽调制（PWM）驱动模块U8的控制端连接；滤波模块U4输出端正极接输出插座U5的正极，滤波模块U4负极接GND；输出电流电压检测电路是：输出插座U5的正极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口A，用于检测电压适配模块输出电压，输出插座U5的负极接单片机模块的一个模拟量检测输入接口B，并通过一电流检测电阻R2接GND，用于检测输出电流；如果输出电压小于5V的应用DC-DC升压模块U7可以省略。
4. 根据权利要求3所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的DC-DC升压模块U7和脉宽调制（PWM）驱动模块U8是下面方案之一，方案一： 适合输出电压小于5V的应用，DC-DC升压模块U7省略， VCC连接脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端；脉宽调制（PWM）驱动模块U8由一个PNP三极管Q1﹑一个电阻R1组成；单片机模块的一个输出端通过电阻R1接PNP三极管Q1的基极，单片机模块产生的脉宽调制（PWM）脉冲信号通过Q1的基极控制Q1的开关，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端接VCC，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端；方案二：VCC接DC-DC升压模块U7的输入端，DC-DC升压模块U7的输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块U8的输入端，DC-DC升压模块U7不和单片机模块连接；脉宽调制（PWM）驱动模块U8由一个PNP三极管Q1﹑一个NPN三极管Q2﹑两个电阻R1,R3组成；单片机模块的一个输出端通过电阻R1接NPN三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接GND, 三极管Q2的集电极通过电阻R3接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端接DC-DC升压模块U7的输出端，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端，脉宽调制（PWM）驱动模块U8还可以包括电阻R4，R4一端接PNP三极管Q1的发射极，另一端接PNP三极管Q1的基极；上述的方案二电压适应范围根据DC-DC升压模块的输出电压，如果DC-DC升压模块的输出电压是12V,就适合小于12V的应用；方案三：VCC连接DC-DC升压模块U7的输入端，DC-DC升压模块的输出端接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端； DC-DC升压模块U7由电感L1﹑N沟道场效应管Q3﹑肖特基二极管D1﹑电容C1和电阻R7组成, 电感L1一端接VCC，另一端接Q3漏极D,并接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接电容C1正极，同时接脉宽调制（PWM）驱动模块输入端，N沟道场效应管Q3的栅极G通过电阻R7接单片机模块的一个脉宽调制（PWM）输出端，N沟道场效应管Q3的源极S和电容C1的负极接地 ；脉宽调制（PWM）驱动模块由一个PNP三极管Q1﹑一个NPN三极管Q2﹑两个电阻R1,R3组成；单片机模块的一个脉宽调制（PWM）输出端通过电阻R1接NPN三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接GND, 三极管Q2的集电极通过电阻R3接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极也是脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端接DC-DC升压模块U7的输出端，PNP三极管Q1的集电极接滤波模块U4的输入端, 脉宽调制（PWM）驱动模块U8还可以包括电阻R4，R4一端接PNP三极管Q1的发射极，另一端接PNP三极管Q1的基极。
5.根据权利要求4所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的DC-DC升压模块U7和脉宽调制（PWM）驱动模块U8方案二进一步方案：在DC-DC升压模块和VCC之间增加开关选择电路模块，开关选择电路模块由两个PNP三极管Q3，Q4﹑两个电阻R5，R6，两个二极管D1，D2组成；单片机模块的一个控制端B通过电阻R5接PNP三极管Q3的基极，PNP三极管Q3的发射极接VCC，PNP三极管Q3的集电极接二极管D1阳极，二极管D1阴极接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端；单片机模块的一个控制端C通过电阻R6接PNP三极管Q4的基极，PNP三极管Q4的发射极接VCC，PNP三极管Q4的集电极接DC-DC升压模块的输入端，DC-DC升压模块的输出端接二极管D2阳极，二极管D2阴极接接脉宽调制（PWM）驱动模块的输入端。
6.根据权利要求4所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的DC-DC升压模块U7和脉宽调制（PWM）驱动模块U8方案二进一步方案：单片机模块连接一电子电位器，该电子电位器替代DC-DC升压模块里的输出电压调节电阻。
7.根据权利要求3所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的显示模块由一个LED数码管和若干LED发光管组成，LED数码管用于显示输出电压，电流值；若干LED发光管用于指示当前状态；所述的按键输入模块由若干按键组成。
8.根据权利要求1所述的多功能电源适配装置，其特征在于：所述的手机电池充电夹包括一个定位盒﹑一个支撑板﹑一个支撑弹簧﹑两组手机电板触点接触件，每组2个；定位盒是一个前部和左侧部为空的长方体盒子，定位盒底部有一个支撑板，支撑板前部通过两端的小圆轴卡进定位盒底部和小圆轴并行的两个半圆柱孔，可以转动，支撑板后部背面和定位盒底部之间有个支撑弹簧，当手机电池板插进定位盒时可以贴紧定位盒顶面被支撑板卡紧，定位盒上部挡板靠近后部有个长条形孔和定位盒后部挡板靠近上部有个长条形孔，手机电板触点接触件的固定螺杆可以从里往外穿过；每组手机电板触点接触件由两个手机电板触点接触件组成，手机电板触点接触件包括一个小板子和一个手旋固定螺帽，小板子背面有个细条状的金属接触弹片，形状是勺子型，勺子型凸出部分靠外面，用于和手机电板的触点接触，小板子上面有个固定螺杆，可以从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔和 定位盒后部挡板靠近上部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定；第一组两个手机电板触点接触件的固定螺杆从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定，通过电线连接上面的金属接触弹片并分别和适配连接件B的两芯连接插头B的正负极连接,适合对手机电板触点在上部或下部面上的电板；第二组两个手机电板触点接触件的固定螺杆从里往外穿过定位盒后部挡板靠近上部长条形孔，通过手旋固定螺帽固定，电线连接上面的金属接触弹片分别和适配连接件B的两芯连接插头B的正负极连接, 适合对手机电板触点在前部或后部侧面上的电板。
9.根据权利要求8所述的手机电池充电夹，其特征在于：所述的手机电板触点接触件还可以由接触件金属针﹑接触件圆筒﹑接触件圆筒盖﹑接触件弹簧﹑手旋固定螺帽组成；接触件圆筒底部有个小圆孔，可以穿过接触件金属针的针部分；接触件金属针是一根金属针尾部固定有一个圆盘的物件，针在圆盘的中心，并穿过一点，圆盘可以在接触件圆筒里滑动；接触件弹簧压在接触件金属针尾部的圆盘上；接触件圆筒盖盖在接触件圆筒的大圆孔上，防止接触件弹簧出来，接触件圆筒盖外部中心处有个固定螺杆，可以从定位盒上部挡板的下面往上穿过定位盒上部挡板靠近后部的长条形孔和 定位盒后部挡板靠近上部的长条形孔，通过手旋固定螺帽固定；当在头部触件金属针和手机电板触点接触被压进时，里面弹簧的作用会有反弹力。
10.根据权利要求8所述的手机电池充电夹，其特征在于：所述的手机电池充电夹的两组手机电板触点接触件，每组2个，每组手机电板触点接触件可以分别连接一个USB插头电缆的正负极，USB插头插入手机充电器USB插口，插上手机电板，手机充电器通电后就可以充电。
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