CN115579983A - 一种带hub功能的移动电源 - Google Patents

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赵智星
谢峰
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冷昭君
万威
何华兵
夏松松
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Abstract

本发明提出了一种带HUB功能的移动电源，所述移动电源包括充电管理及升压控制电路组和HUB数据传输电路组件，所述充电管理及升压控制电路组与所述HUB数据传输电路组件之间电连接。所述充电管理及升压控制电路组包括充电管理电路组件、核心处理器和升压电路；所述核心处理器的充电管理控制信号输出端与所述充电管理电路组件的充电管理控制信号输入端相连；所述核心处理器的升压控制信号输出端与所述升压电路的升压控制信号输入端相连。所述充电管理电路组件的电信号输入端与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述升压电路的电信号输出端与所述HUB数据传输电路组件的信号输出端连接。

Description

一种带HUB功能的移动电源
技术领域
本发明提出了一种带HUB功能的移动电源，属于移动电源技术领域。
背景技术
移动电源，俗称充电宝，是一种可携带式的充电设备，它可以随时随地对笔记本电脑、平板和智能手机等电子产品进行充电，一般以锂电芯或干电池作为储电单元，操作方便快捷。现在人们外出时无法及时找到合适的电源或者随着电脑周边的USB设备的不断增加，消费者经常面临USB口不够用的情况，给大家的日常使用带来诸多不便。
当今社会，电子产品已被广泛使用，同时伴随着多功能设备的兴起，充电加数据传输功能，在很多场景中慢慢被推广开来。目前常见的移动电源一般都是一路DC-DC升降压转换电路，这会导致一个口充电时另一个口不能给电子设备充电或给电子设备充电时会受限于充电口的功率大小。
发明内容
本发明提供了一种带HUB功能的移动电源，用以解决现有移动电源第一个口充电另一个口不能给电子设备充电，以及，电子设备充电受限于充电口的功率的问题，所采取的技术方案如下：
一种带HUB功能的移动电源，所述移动电源包括充电管理及升压控制电路组和HUB数据传输电路组件，所述充电管理及升压控制电路组与所述HUB数据传输电路组件之间电连接。
进一步地，所述充电管理及升压控制电路组包括充电管理电路组件、核心处理器和升压电路；所述核心处理器的充电管理控制信号输出端与所述充电管理电路组件的充电管理控制信号输入端相连；所述核心处理器的升压控制信号输出端与所述升压电路的升压控制信号输入端相连。
进一步地，所述充电管理电路组件的电信号输入端与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述升压电路的电信号输出端与所述HUB数据传输电路组件的信号输出端连接。
进一步地，所述充电管理电路组件包括充电管理电路、电池保护电路和输入MOS组；所述充电管理电路的电信号输入端通过输入MOS组与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述充电管理电路的管理信号输出端与所述电池保护电路的管理信号输入端相连；所述电池保护电路的保护信号输出端与所述升压电路的保护信号输入端相连。
进一步地，所述输入MOS组包括第一输入MOS和第二输入MOS；所述第一输入MOS的信号输入端与磁吸口相连；所述第一输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连；所述第二输入MOS的信号输入端与HUB数据传输电路组件相连；所述第二输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连
进一步地，所述升压电路包括Boost电路和输出MOS组；所述Boost电路的电压信号输出端通过所述输出MOS组与所述HUB数据传输电路组件电连接。
进一步地，所述输出MOS组包括第一输出MOS和第二输出MOS；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输入端均与所述Boost电路的电压信号输出端相连；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输出端均与所述HUB数据传输电路组件相连。
进一步地，所述HUB数据传输电路组件包括TYPE-C1口和TYPE-C2口；所述TYPE-C1口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端，用于移动电源充电时接入外接电源进行电信号输入和数据传输；所述TYPE-C2口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输出端，用于输出移动电源的电信号为外部设备充电和数据传输。
进一步地，所述TYPE-C1口与第一输入MOS的信号输入端和第二输出MOS的信号输出端相连；所述TYPE-C2口与所述第一输出MOS的信号输出端相连。
进一步地，所述移动电源还包括LED灯显，所述LED灯显的控制信号输入端与所述电管理及升压控制电路组中的核心处理器的灯显控制信号输出端相连。
本发明有益效果：
本发明提出的一种带HUB功能的移动电源采用两路DC-DC电路，实现外部充电器给移动电源内部电池充电以及移动电源内部电池给外部电子设备充电的功能可同时运行(即边充边放功能)，两者同时进行、互不干扰；同时，本发明提出的一种带HUB功能的移动电源采用MCU+硬件电路，以此完成协议芯片单电压电流的通讯功能；另一方面，本发明提出的一种带HUB功能的移动电源采用移动电源+HUB数据传输功能合二为一，有效提高功能多样性，进而满足消费者一充多用的功能和需求。
附图说明
图1为本发明所述移动电源的系统框图；
图2为本发明所述移动电源的电路结构图一；
图3为本发明所述电池保护电路的电路结构图；
图4为本发明所述灯显的电路结构图；
图5为本发明所述移动电源的电路结构图四；
图6为本发明所述核心处理器的电路结构图；
(1、充电管理电路；2、第一输入MOS；3、TYPE-C1口；4，Boost电路5，TYPE-C2口；6，第一输出MOS；7，第二输出MOS；8，磁吸口)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提出了一种带HUB功能的移动电源，如图1所示，所述移动电源包括充电管理及升压控制电路组和HUB数据传输电路组件，所述充电管理及升压控制电路组与所述HUB数据传输电路组件之间电连接。
其中，如图2至图6所示，所述充电管理及升压控制电路组包括充电管理电路组件、核心处理器和升压电路；所述核心处理器的充电管理控制信号输出端与所述充电管理电路组件的充电管理控制信号输入端相连；所述核心处理器的升压控制信号输出端与所述升压电路的升压控制信号输入端相连。所述充电管理电路组件的电信号输入端与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述升压电路的电信号输出端与所述HUB数据传输电路组件的信号输出端连接。
所述充电管理电路组件包括充电管理电路、电池保护电路和输入MOS组；所述充电管理电路的电信号输入端通过输入MOS组与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述充电管理电路的管理信号输出端与所述电池保护电路的管理信号输入端相连；所述电池保护电路的保护信号输出端与所述升压电路的保护信号输入端相连。其中，所述输入MOS组包括第一输入MOS和第二输入MOS；所述第一输入MOS的信号输入端与磁吸口相连；所述第一输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连；所述第二输入MOS的信号输入端与HUB数据传输电路组件相连；所述第二输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连。
所述升压电路包括Boost电路和输出MOS组；所述Boost电路的电压信号输出端通过所述输出MOS组与所述HUB数据传输电路组件电连接。所述输出MOS组包括第一输出MOS和第二输出MOS；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输入端均与所述Boost电路的电压信号输出端相连；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输出端均与所述HUB数据传输电路组件相连。
所述HUB数据传输电路组件包括TYPE-C1口和TYPE-C2口；所述TYPE-C1口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端，用于移动电源充电时接入外接电源进行电信号输入和数据传输；所述TYPE-C2口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输出端，用于输出移动电源的电信号为外部设备充电和数据传输。其中，所述TYPE-C1口与第一输入MOS的信号输入端和第二输出MOS的信号输出端相连；所述TYPE-C2口与所述第一输出MOS的信号输出端相连。
同时，所述移动电源还包括LED灯显，所述LED灯显的控制信号输入端与所述电管理及升压控制电路组中的核心处理器的灯显控制信号输出端相连。
上述技术方案的工作原理和效果为：上述移动电源采用移动电源+HUB合二为一，外出携带更加方便；同时，可以边充边放，移动电源给外部设备充电时，两者互不干扰；使用MCU控制+硬件电路，由此实现PD固定电压电流的协议输出。本实施例提出的一种带HUB功能的移动电源采用两路DC-DC电路，实现外部充电器给移动电源内部电池充电以及移动电源内部电池给外部电子设备充电的功能可同时运行(即边充边放功能)，两者同时进行、互不干扰；同时，本实施例提出的一种带HUB功能的移动电源采用MCU+硬件电路，以此完成协议芯片单电压电流的通讯功能；另一方面，本实施例提出的一种带HUB功能的移动电源采用移动电源+HUB数据传输功能合二为一，有效提高功能多样性，进而满足消费者一充多用的功能和需求
本发明的一个实施例，一种带HUB功能的移动电源的运行方法包括：
当移动电源通过磁吸口或TYPE-C1口输入电信号时，所述磁吸口和TYPE-C1口输入的电信号分别通过对应的第一输入MOS和第二输入MOS输入至充电管理电路中，为移动电源充电；
当移动电源通过TYPE-C1口和TYPE-C2口进行放电(即对外部设备进行充电)时，监测此时所述移动电源是否处于充电状态，并按照充放电原则进行放电。
其中，所述充放电原则包括：
原则一：当移动电源没有进行充电时，通过TYPE-C1口或/和TYPE-C2口按照满额放电电流值对外部设备进行充电；
原则二：当移动电源进行充电时，判断放电运行接口数量，当一个放电接口运行对外部设备进行充电时，按照第一放电电流值对外部设备进行充电；其中，所述第一放电电流值随着移动电源的充电量变化而变化，所述第一放电电流值通过如下公式获取：
Figure BDA0003886623220000041
其中，I1表示第一放电电流值；Im表示所述满额放电电流值；Wy为移动电源已有电量；We为移动电源满电时对应的电量；当Wy＝We时，令1-Wy/We＝1。
当两个放电接口运行对外部设备进行充电时，按照第二放电电流值和第三放电电流值对外部设备进行充电，并且，两个放电端口按照预设的时间间隔按照第二放电电流值和第三放电电流值交替切换对外部设备进行充电，其中，所述预设的时间间隔为10-20分钟，并且，在第二放电电流值和第三放电电流值交替切换过程中通过电流值梯度变化方式进行切换，其电流变化速率、第二放电电流值和第三放电电流值通过如下公式获取：
Figure BDA0003886623220000051
Figure BDA0003886623220000052
Figure BDA0003886623220000053
Figure BDA0003886623220000054
其中，I2表示第二放电电流值；I3表示第三放电电流值；Iv表示电流变化速率；Im表示所述满额放电电流值；Wy为移动电源已有电量；We为移动电源满电时对应的电量。Wx1和Wx2分别表示两个放电端口对应的外接待充电设备的所需充电电量；Wy1和Wy2分别表示两个放电端口对应的外接待充电设备的当前充电剩余所需电量；W1和W2分别表示放电端口对应的外接待充电设备的已充电电量值。
上述技术方案的工作原理和效果为：通过上述方式能够根据移动电源的充放电实际情况进行放电电流设置，能够在移动电源充电和放电同时进行的情况下保证移动电源在对外部设备进行放电的情况下已最快速度完成自身的充电，同时，保证对外部充电设备的放电效率。也即，通过上述方式能够即提高移动电源的自身充电效率又能够保证移动电源对外的充电效率，有效防止移动电源进行自身充电的同时对外放电影响自身充电效率，进而导致自身充电在对外放电阶段始终无法充满的问题发生。同时，通过两个放电端口同时充电的实际情况进行放电电流设置，以及切换式交替充电方式，能够在不影响移动电源自身充电的情况下，最大限度提高外部设备充电效率，同时，通过切换式交替充电方式和电流变化速率的设置，能够有效提高充电安全性，降低交替充电电流在两个外接设备之间交替变化时对外接设备的器件影响，进而有效提高对外充电稳定性和安全性，以及有效防止对外部设备充电器件的损坏的问题发生。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种带HUB功能的移动电源，其特征在于，所述移动电源包括充电管理及升压控制电路组和HUB数据传输电路组件，所述充电管理及升压控制电路组与所述HUB数据传输电路组件之间电连接。
2.根据权利要求1所述移动电源，其特征在于，所述充电管理及升压控制电路组包括充电管理电路组件、核心处理器和升压电路；所述核心处理器的充电管理控制信号输出端与所述充电管理电路组件的充电管理控制信号输入端相连；所述核心处理器的升压控制信号输出端与所述升压电路的升压控制信号输入端相连。
3.根据权利要求2所述移动电源，其特征在于，所述充电管理电路组件的电信号输入端与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述升压电路的电信号输出端与所述HUB数据传输电路组件的信号输出端连接。
4.根据权利要求2所述移动电源，其特征在于，所述充电管理电路组件包括充电管理电路、电池保护电路和输入MOS组；所述充电管理电路的电信号输入端通过输入MOS组与所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端连接；所述充电管理电路的管理信号输出端与所述电池保护电路的管理信号输入端相连；所述电池保护电路的保护信号输出端与所述升压电路的保护信号输入端相连。
5.根据权利要求4所述移动电源，其特征在于，所述输入MOS组包括第一输入MOS和第二输入MOS；所述第一输入MOS的信号输入端与磁吸口相连；所述第一输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连；所述第二输入MOS的信号输入端与HUB数据传输电路组件相连；所述第二输入MOS的信号输出端与所述充电管理电路的电信号输入端相连。
6.根据权利要求2所述移动电源，其特征在于，所述升压电路包括Boost电路和输出MOS组；所述Boost电路的电压信号输出端通过所述输出MOS组与所述HUB数据传输电路组件电连接。
7.根据权利要求6所述移动电源，其特征在于，所述输出MOS组包括第一输出MOS和第二输出MOS；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输入端均与所述Boost电路的电压信号输出端相连；所述第一输出MOS和第二输出MOS的信号输出端均与所述HUB数据传输电路组件相连。
8.根据权利要求1所述移动电源，其特征在于，所述HUB数据传输电路组件包括TYPE-C1口和TYPE-C2口；所述TYPE-C1口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输入端，用于移动电源充电时接入外接电源进行电信号输入和数据传输；所述TYPE-C2口即为所述HUB数据传输电路组件的电信号输出端，用于输出移动电源的电信号为外部设备充电和数据传输。
9.根据权利要求8所述移动电源，其特征在于，所述TYPE-C1口与第一输入MOS的信号输入端和第二输出MOS的信号输出端相连；所述TYPE-C2口与所述第一输出MOS的信号输出端相连。
10.根据权利要求1所述移动电源，其特征在于，所述移动电源还包括LED灯显，所述LED灯显的控制信号输入端与所述电管理及升压控制电路组中的核心处理器的灯显控制信号输出端相连。
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