CN201219206Y - 多功能便携式能量存储器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多功能便携式能量储存器，特别是一种电量储存、AC和DC充电、电量检测、DC升压输出等适用于交流和直流双向均能充电的能量储存器。其包括电芯、充电接口、供电接口，外接电源通过充电接口给电芯充电，电芯通过供电接口给外部供电，能量储存器中包括AC－DC转换单元、控制单元、充电管理单元，充电接口与AC－DC转换单元输入端连接，外界交流电通过AC－DC转换单元转换成直流电后输入给充电管理单元，充电管理单元控制直流电给电芯供电，电信通过供电接口给外部供电，控制单元控制充电管理单元工作。本实用新型结构简单、使用灵活多样，极大的方便用户使用。

Description

多功能便携式能量存储器

所属技术领域

本实用新型公开一种能量储存器，特别是一种电量储存、AC和DC充电、电量检测、DC升压输出等适用于交流和直流双向均能充电的多功能便携式能量储存器。

背景技术

目前，公知技术领域中便携式能量存储器(即POWERBANK)均是采用一个内置电芯作为能量存储器，电芯经过专用的充电器充电后存储电能，使用时，电芯输出电能，经过一个升压电路升压后，将输出电压提高到5V对外供电。现有技术中的能量存储器存在其自身的不足，现有技术中的能量存储器只能用DC充电方式给其内置的电芯充电，但其配置的充电器发生故障或没有专用的充电转接头时，可能会发生无法充电的问题，同时使用者外出时，需携带与之配套的充电器或充电转接头，给携带带来很多不便。现有技术中的能量存储器没有电量检测功能，使用者在携带外出前不知道其内部电量的多少，给使用带来很多不便。现有技术中的能量存储器在充电时不能放电，放电时不能充电，而且不能通过电脑USB接口充电，也不能通过USB接口进行放电，使用不够灵活。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的便携式能量存储器只能采用直流电进行充电的缺点，本实用新型提供一种新的便携式能量存储器，其在输入接口处连接有降压电路、交直流转换电路、稳压电路，可将高压交流市电转化成低压直流电，并通过稳压电路稳压后给本实用新型中的电芯充电，以实现交直流两用充电的优点。

本实用新型还在内部控制单元上连接有发光二极管，用来指示本实用新型中的电芯内的电量多少，解决了现有技术中便携式能量存储器无法指示电芯内电量多少的问题。本实用新型还增加了一个输入USB接口与充电管理单元连接，可通过USB接口给本实用新型充电；本实用新型还增加了一个输出USB接口与供电接口并联连接，可通过USB接口输出供电。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种多功能便携式能量储存器，包括电芯、充电接口、供电接口，外接电源通过充电接口给电芯充电，电芯通过供电接口给外部供电，能量储存器中包括AC-DC转换单元、控制单元、充电管理单元，充电接口与AC-DC转换单元输入端连接，外界交流电通过AC-DC转换单元转换成直流电后输入给充电管理单元，充电管理单元控制直流电给电芯供电，电信通过供电接口给外部供电，控制单元控制充电管理单元工作。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的能量储存器中包括有输入USB接口，输入USB接口分别与充电管理单元电源输入端和供电接口连接。

所述的AC-DC转换单元包括降压部分、交直流转换部分、稳压部分，外界交流电通过降压部分降压后输入交直流转换部分，经交直流转换部分转换成直流电后输入给稳压部分，输出稳定电压至充电管理单元。

所述的降压部分采用阻容降压电路。

所述的控制单元数据端上连接有指示电芯电量的两个或两个以上的发光二极管。

所述的充电接口火线上串联连接有保险管。

所述的能量储存器中包括有输出USB接口，输出USB接口与供电接口并联连接。

所述的输入USB接口与供电接口之间、充电管理单元与供电接口之间分别设有场效应管，各场效应管的控制端分别与控制单元的数据端连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、功能多样，可利用外接直流电对本实用新型进行充电，也可利用外接交流电对本实用新型进行充电，还可通过USB接口利用电脑对本实用新型进行充电，充电方式多样，使用灵活。本实用新型内部还设有电量指示灯，能方便的知道本实用新型内的电芯电量。本实用新型内设有电池过放保护、输出过流保护等模块，可有效地保护本实用新型不被损坏。本实用新型可以通过供电接口或通过USB接口给外部供电，供电方式灵活多样。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电路结构框图。

图2为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请参看附图1和附图2，本实用新型主要包括AC-DC转换单元、控制单元、充电管理单元、充电接口、供电接口、电芯等几部分构成，充电接口、供电接口和电芯与现有技术中的结构相同，电芯作为本实用新型的储能元件，用来存储电能。本实用新型采用交流市电进行供电，交流市电通过降压部分降压后输入给交直流转换部分，本实施例中，降压部分采用阻容降压电路，其中，在零线与火线之间串联连接有电阻RX1和电阻RX2，与串联的电阻RX1和电阻RX2并联连接有电容CX1，火线上还串联连接有电阻R1和电感L1，本实用新型中，通过此电路将交流市电转换成低压交流电，输入给交直流转换部分。为了防止高压脉冲对本实用新型造成的损坏，在本实施例中的零线和火线之间串联连接有压敏电阻MOV1，在电源输入的火线上串联连接有保险管F1，以防止电流过大而对本实用新型造成损坏。经降压部分降压后的交流市电通过整流桥转换成近似低压直流电，输入至AC-DC芯片U1中，经过AC-DC芯片U1转换成直流电后输出给稳压部分。本实施例中，AC-DC芯片U1采用LD7535芯片。本实施例中，稳压部分采用光电耦合器U2和可调稳压电源U3组成。光电耦合器U2内的发光二极管与稳压二极管ZD1串联连接在电源正极和地之间，光电耦合器U2内的光敏三极管连接在AC-DC芯片U1中的FB引脚上，AC-DC芯片U1的电源输出引脚OUT连接在场效应管Q1的控制端上，场效应管Q1连接在AC-DC芯片U1的SENSE引脚和电源正极之间。本实施例中，可调稳压电源U3采用三端可调分流基准源TL431，可调稳压电源U3的调节控制端上连接有串联的电阻R31和电阻R32，通过调节电阻R31和电阻R32，可精确的调节和控制可调稳压电源U3的输出电压大小。可调稳压电源U3输出至充电管理单元，本实施例中，充电管理单元的核心芯片采用锂电池充电器电路U4，锂电池充电器电路U4采用CN3052A芯片。锂电池充电器电路U4的正电源输入端通过串联的二极管D6和场效应管Q2A与电源正极连接，场效应管Q2A的控制端连接在电阻R12和电阻R13之间，电阻R12和电阻R13串联连接，电阻R12与电源正极连接，电阻R13通过串联连接的二极管D5和电容C19接地，二极管D5的正极与电阻R13连接，电阻R13与二极管D5的公共端通过场效应管Q3A与电源正极连接，二极管D5的负极与锂电池充电器电路U4的正电源输入端连接，供电接口的正极通过依次串联连接的稳压二极管ZD5、电阻R14、电阻R15与电源正极连接，场效应管Q3A的控制端连接在电阻R14和电阻15的公共端上。当供电接口上没有插接用电设备时，场效应管Q3A不导通，场效应管Q2A导通，正电源通过场效应管Q2A给锂电池充电器电路U4供电；当供电接口上插接有用电设备时，场效应管Q3A导通，导通的场效应管Q3A将场效应管Q2A的控制端拉低至低电平，场效应管Q2A不导通，正电源停止给锂电池充电器电路U4供电，直接输出至供电接口。锂电池充电器电路U4的BAT端与电芯的正极连接，给电芯供电，本实施例中，电芯采用锂电池BAT。锂电池充电器电路U4的使能端CE和充电状态指示端CHAR分别与单片机U5的数据端连接，通过单片机U5控制锂电池充电器电路U4工作，并通过单片机U5识别锂电池充电器电路U4的充电状态。本实用新型中还包括有控制单元，控制单元的核心为单片机U5，本实施例中，单片机U5采用型号为EM78P347N的单片机芯片。控制单元控制本实用新型的整体工作，单片机U5的第三引脚数据端上连接有场效应管Q2B的控制端，场效应管Q2B串联连接在电芯正极与供电接口正极之间，控制电芯是否给外部设备供电；单片机U5的第十六引脚数据端上连接有场效应管Q4的控制端，场效应管Q4连接在电芯的正极与负极之间，在紧急情况下，单片机U5控制导通场效应管Q4，以避免本实用新型的损坏。单片机U5的第十二引脚数据端上连接有开关SW，用于开启、关闭本实用新型，和对本实用新型输入控制命令等。本实施例中，单片机U5的数据端，第二十引脚、第二十一引脚上连接有双色发光二极管LED4，第二十二引脚上连接有发光二极管LED3，第二十三引脚上连接有发光二极管LED2，第二十四引脚上连接有发光二极管LED1，发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3用来指示电池的容量，以使使用者更容易判断出本实用新型内的电量，本实施例中，当电芯电量小于10％时，发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3全部熄灭；当电芯电量为10％～40％时，发光二极管LED1点亮，发光二极管LED2、发光二极管LED3熄灭；当电芯电量为40％～70％时，发光二极管LED1、发光二极管LED2点亮，发光二极管LED3熄灭；当电芯电量为70％～100％时，发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3全部点亮。双色二极管LED4用来指示本实用新型的充电状态，当充电正在进行时，双色发光二极管LED4的红灯点亮；当充电完成后，双色发光二极管LED4的绿灯点亮。

为了使本实用新型使用更加灵活多样，本实用新型中增加了一个USB接口作为电源输入接口，输入USB接口的正极通过二极管D5与锂电池充电器电路U4正电源输入端连接，输入USB接口的负极接地，本实施例中，输入USB接口采用迷你型USB接口。本实用新型中还增加了一个USB接口作为电源输出接口，输出USB接口与供电接口之间并联连接，输出USB接口与供电接口之间连接有场效应管Q3B，场效应管Q3B的控制端与单片机U5的第一引脚数据端连接，由单片机U5控制本实用新型是只有USB接口输出，还是供电接口与输出USB接口一起输出。

本实用新型在使用时，可采用三种供电方式：1、直流供电；2、交流供电；3、USB供电。由于本实用新型降压部分不是采用变压器降压，而是采用阻容降压，所以，采用直流电供电时，直接将外接直流电源连接在充电接口上即可；采用交流市电供电时，将交流市电连接在充电接口上，高压市电经过降压部分降压后，在通过整流电桥BR1进行整流，将交流电转换成近似直流电。此部分之后，直流供电和交流供电的工作方式相同，均是将输入的电源输出给稳压模块，经过AC-DC芯片U1处理后，转换成直流电后输出，再经过可调稳压电源U3稳压后输出给充电管理单元对本实用新型内的电芯进行充电。采用USB供电时，只要将本实用新型的输入USB接口通过USB数据线与电脑的USB接口进行连接即可，电源可直接通过USB接口输出给充电管理单元对本实用新型内的电信进行充电。本实用新型对外供电时，可直接通过供电接口进行供电，也可通过输出USB接口进行供电。

本实用新型在充电的同时，通过锂电池充电器电路U4的充电状态指示端CHAR与单片机U5的一个数据端连接，实时检测识别电芯内的电量，并通过与单片机U5连接的四个发光二极管实时显示电芯电量。

本实用新型中还设有一个开关SW，通过开关SW可转换本实用新型的工作状态，如：开启/关闭电池升压功能、打开/关闭USB输出等，其具体功能设定由单片机U5内的程序实现。当无输入无输出10S后，单片机U5自动进入睡眠模式，当有AC输入或有DC输入或有开关动作时，单片机U5自动唤醒。

本实用新型可通过AC和DC对内部电芯进行充电，并能检测和显示内置电芯所储存的能量。输出采用标准的USB接口，很方便对能与电脑主板相连的各型号手机及数码产品充电，对于不能与电脑主板相连的产品，可以通过随机配套的转接头来实现充电。

Claims (8)

1、一种多功能便携式能量存储器，包括电芯、充电接口、供电接口，外接电源通过充电接口给电芯充电，电芯通过供电接口给外部供电，其特征是：所述的能量储存器中包括AC-DC转换单元、控制单元、充电管理单元，充电接口与AC-DC转换单元输入端连接，外界交流电通过AC-DC转换单元转换成直流电后输入给充电管理单元，充电管理单元控制直流电给电芯供电，电芯通过供电接口给外部供电，控制单元控制充电管理单元工作。

2、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的能量储存器中包括有输入USB接口，输入USB接口分别与充电管理单元电源输入端和供电接口连接。

3、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的AC-DC转换单元包括降压部分、交直流转换部分、稳压部分，外界交流电通过降压部分降压后输入交直流转换部分，经交直流转换部分转换成直流电后输入给稳压部分，输出稳定电压至充电管理单元。

4、根据权利要求3所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的降压部分采用阻容降压电路。

5、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的控制单元数据端上连接有指示电芯电量的两个或两个以上的发光二极管。

6、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的充电接口火线上串联连接有保险管。

7、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的能量储存器中包括有输出USB接口，输出USB接口与供电接口并联连接。

8、根据权利要求1所述的多功能便携式能量存储器，其特征是：所述的输入USB接口与供电接口之间、充电管理单元与供电接口之间分别设有场效应管，各场效应管的控制端分别与控制单元的数据端连接。

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