CN201263092Y

CN201263092Y - 一种移动电源

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Publication number: CN201263092Y
Application number: CNU2008201338405U
Authority: CN
Inventors: 徐建华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-28
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2018-09-28

Abstract

本实用新型公开了一种移动电源，包括电池组、充电电路、MCU微控制电路、DC－DC调压输出电路，所述充电电路设有可与外部电源连接的输入端，所述充电电路设有的输出端与电池组电连接，电池组同时与MCU微控制电路和DC－DC调压输出电路电连接，MCU微控制电路电连接并控制充电电路和DC－DC调压输出电路，采用上述技术方案的有益效果是：线路简洁、体积较小、轻巧便于携带、易操控、智能化、功率损耗低和多功能，既可以利用市电充电，又可以通过更换不同的输出转换头给多种电子产品供电或充电，管理、携带和使用方便。

Description

一种移动电源

技术领域

本实用新型涉及一种电子产品的电源领域，特别涉及一种移动电源。

背景技术

在现实生活中，随着科技水平的日新月异，人们生活水准的日益提高，常常需要携带多种电子产品外出工作或旅行，各种备用电池也是琳琅满目，电量用尽时就需要给每块电池充电，这样既不便于管理和携带，充电也比较麻烦，现有的移动电源产品，例如专利号为200610002357.9的实用新型公布了一种随身携带的移动电源供应器，其包括一个细长形的壳体，该壳体上设有一个轴向配置的容置槽，该槽体内至少设有一组正、负极的导电接点，供预定的电池置入导通，形成电源供应端，一个直流对直流的升压控制回路，其设在第一电路板上而置于壳体内，用以将前述电池所输出的低电压大电流升压至5V直流电源，一个USB输出插座，其与容置槽呈轴向配设，并呈母连接器形式，其开口的连接阜设在壳体前端，且内侧的第一接脚是电性连接在该第一电路板上，用以取得升压控制回路输出的5V直流电源，提供一个与其连接的USB插头所需要的电源，该实用新型以小于5v的电池为供电电源，虽然可以采用充电电池，但是没有提供充电电路，因此需要另备充电器，还需将电池从该实用新型装置中取出再放到充电器中充电，不够方便，另外该专利所适用的电池容量有限，使用范围和供电时间受到限制，最后仅提供USB接口输出，使用范围进一步受限；又如专利号为200320101588.7的实用新型公布了一种智能移动电源，由智能电池组连接智能充电器和输出调节器组成，支持智能电池系统管理总线标准(SM BUS 1.1)，最大输出电流4A，输出功率大于50W，输出电压5-20V精确可调，工作温度-20℃至+40℃，多种保护功能，可广泛用于移动的笔记本电脑、便携式CD/VCD/DVD播放机、移动电话、数码相机、掌上电脑及其他便携式电子设备，虽然在功能上满足了易于操控、智能化和多功能的要求，但是存在线路复杂，甚至采用多微处理器控制，成本较高，由于线路复杂，进一步造成产品体积较大，该专利的实施例把智能电池组、智能充电器和输出调节器做成三个独立的盒体，之间配备专用连接电缆连接，进一步增加生产成本，也不符合简洁便携的要求，另外功耗较大，输出调节器需要采用风扇散热，进一步增加功率损耗，不符合节能环保的要求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种线路简洁、体积较小、轻巧便于携带、易操控、智能化、功率损耗低和多功能的移动电源。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种移动电源，包括电池组、充电电路、MCU微控制电路、DC-DC调压输出电路，所述充电电路设有可与外部电源连接的输入端，所述充电电路设有的输出端与电池组电连接，电池组同时与MCU微控制电路和DC-DC调压输出电路电连接，MCU微控制电路电连接并控制充电电路和DC-DC调压输出电路，MCU微控制电路的核心元件为一块MCU微处理芯片。

更优的，所述移动电源还设有与不同电子产品匹配的输出转换头，所述输出转换头的输入端与DC-DC调压输出电路的输出端电连接，所述输出转换头设有控制端，该控制端与所述MCU微控制电路电连接，用于给MCU微控制电路提供输出控制信号。

更优的，所述DC-DC调压输出电路包括DC-DC升压输出电路和DC-DC降压USB5V输出电路，所述DC-DC升压输出电路和DC-DC降压USB5V输出电路的输入端与电池组电连接，所述DC-DC升压输出电路设有的控制端和DC-DC降压USB5V输出电路设有的控制端分别与MCU微控制电路电连接。

更优的，所述移动电源还包括用于准确检测电池电量的电流检测电路，所述电流检测电路分别与电池组、MCU微控制电路和DC-DC调压输出电路电连接。

更优的，所述移动电源还包括与MCU微控制电路电连接并用于显示移动电源的工作电压及状态的LCD显示电路。

更优的，所述移动电源还包括与MCU微控制电路电连接并用于人机控制输入的TEST按键电路。

更优的，所述充电电路设有分别与电池组和MCU微控制电路电连接并受MCU微控制电路控制的DC-DC降压平衡充电电路。

更优的，所述充电电路还设有分别与DC-DC降压平衡充电电路和MCU微控制电路电连接的可接入外配电源适配器或者太阳能电源的充电输入接口电路。

采用上述技术方案的有益效果是：线路简洁、体积较小、轻巧便于携带、易操控、智能化、功率损耗低和多功能，既可以利用外部电源充电，又可以通过更换不同的输出转换头给多种电子产品供电或充电，管理、携带和使用方便。

附图说明

图1为本实用新型一种移动电源的方框原理图；

图2为本实用新型MCU微控制电路和TEST按键电路的原理图；

图3为本实用新型DC-DC降压平衡充电电路的原理图；

图4为本实用新型DC-DC升压输出电路的原理图；

图5为本实用新型DC-DC降压USB5V输出电路的原理图；

图6为本实用新型电池组保护电路的原理图；

图7为本实用新型LCD显示电路的原理图；

图8为本实用新型电流检测电路的原理图。

图中的数字所表示的元件是：

1.电池组 2.MCU微控制电路 3.充电电路

4.DC-DC调压输出电路 5.电流检测电路 6.LCD显示电路

7.TEST按键电路 31.DC-DC降压平衡充电电路

32.充电输入接口电路 41.DC-DC升压输出电路

42.DC-DC降压USB5V输出电路 43.输出转换头

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1～8所示，本实用新型的一种实施例：一种移动电源，包括电池组1、充电电路3、MCU微控制电路2、DC-DC调压输出电路4、电流检测电路5、TEST按键电路7和LCD显示电路6，电池组1由三组4.2V电池组串联组成，每组电池组由2个电池芯并联，电池组1总容量4400mAh，电压12.6V，MCU微控制电路2的核心元件为MUC微处理器芯片3U1，如EM78P419，充电电路3的输出端B1+、B2+和B3+分别与电池组1的三串电池电连接，电池组1同时与MCU微控制电路2和DC-DC调压输出电路3电连接，MCU微控制电路2电连接并控制充电电路3和DC-DC调压输出电路4，充电电路3将外部电源做调整后为电池组1充电，DC-DC调压输出电路4设有DC-DC升压输出电路41和DC-DC降压USB5V输出电路42，DC-DC降压USB5V输出电路42通过USB接口恒压5V输出，为使用USB接口的用电设备直接供电或为其充电电池充电，DC-DC升压输出电路41将电池组1的输出电压调整到与不同用电设备匹配的电压值，为其直接供电或者对其充电电池充电，DC-DC升压输出电路41设有与不同电子产品匹配的输出转换头43，根据不同的用电设备接入不同的输出转换头43，MCU微控制电路2检测该输出转换头43的RV的电压值，自动选择输出电压值；电流检测电路5用于准确检测电池电量，电流检测电路5分别与电池组1、MCU微控制电路2和DC-DC调压输出电路4电连接；LCD显示电路6与MCU微控制电路2电连接并用于显示移动电源的工作电压及状态；如图2所示，TEST按键电路由按键S1、电阻3R39和3R38组成，3R38的一端接5V电源，另一端与S1的一端电连接，S1的另一端与3R39的一端和MCU微控制电路2的3U1的13脚电连接并用于人机控制输入，3R39的另一端接地。

充电电路3设有充电输入接口电路和DC-DC降压平衡充电电路31，充电输入接口电路可接入使用市电的外配电源适配器或者利用太阳能的太阳能电源，外配电源适配器或者利用太阳能的太阳能电源将市电或者太阳能转换为16V～19V的直流电压输送给DC-DC降压平衡充电电路31，DC-DC降压平衡充电电路31对电池组1进行恒流限压充电，整个充电过程由MCU微控制电路2控制。

充电过程控制如下：

1.接入使用市电的外配电源适配器或者利用太阳能的太阳能电源，外配电源适配器或者利用太阳能的太阳能电源将市电或者太阳能转换为16V～19V的直流电压馈入充电电路3的IN+端，此时MCU微控制电路2的D1端输入电压≥2.9V，MCU微控制电路2进入充电模式；

2.恒流限压充电：MCU微控制电路2读取第6脚I_C端的电压值，控制第15脚PWM1端(60KHz)的输出占空比，使输出充电电流为1.2A，当充电电路3的VB+≥12.5V时电池框显示满格(VB1检测)，充电电流降为0.6A，VB+≥12.8V时，PWM1＝0关断充电电流；

3.平衡充电：当三串电池V1、V2、V3的之间的电压差≥0.10V时启动平衡充电功能，例如：V1＝3.90V，V2＝3.95V，V3＝4.01V时，V3-V1＝0.11V>0.10V，则充电电路3的BB3/DH＝1，3Q10导通分流，使流过V3电芯充电电流减少，当V1、V2、V3的之间的电压差<0.10V，V3＝(V1+V2)/2时，则BB3/DH＝0；

4.LCD显示电路6电量显示和充电电流控制：VB+<9.0V时，电池预充电，电池框闪亮，点亮0％；VB+＝9.0V时，电池框第1格闪亮，点亮5％，然后5％递增；VB+＝10.8V时，电池框第1格闪亮，点亮20％，然后5％递增；VB+＝11.4V时，电池框第2格闪亮，点亮40％，然后5％递增；VB+＝12.0V时，电池框第3格闪亮，点亮60％，然后5％递增；VB+＝12.3V时，电池框第3格闪亮，点亮80％，然后5％递增；VB+＝12.4V时，电池框第4格闪亮，点亮90％，然后5％递增；VB+≥12.5V时，电池框满格，点亮100％，充电电流降为0.6A；VB+≥12.8V时，电池框满格，点亮100％，PWM1＝0关断充电电流；如果VB+由12.5V再下降≥12.4V时，需保持充满显示状态，电池框满格，点亮100％，PWM1＝0关断充电电流，停止充电，停充时检测电芯电压；

5.充电限时保护：如充电时间达到7小时，强制进入充满状态：电池框满格，点亮100％，PWM1＝0关断充电电流。

供电过程如下：

1.休眠状态：当MCU微控制电路2的第8脚I_D电压持续2分钟≤10mV＝0.1A*10mV*10，MCU微控制电路2进入休眠状态，LED＝0；D1输入电压≥2.9V，MCU微控制电路2不进入休眠状态，LED＝1，进入充电模式；

2.休眠唤醒：当MCU微控制电路2的I_D电压>10mV＝0.11A*10mV*10，MCU进入工作状态，LED＝1；或按S1键BB1/TEST输入高电压，MCU微控制电路2进入工作状态，LED＝1；或D1输入电压≤2.1V，MCU微控制电路2进入工作状态，LED＝1；或D1输入电压≥2.9V，MCU进入工作状态，LED＝1；

3.供电状态时，当处于休眠唤醒状态，SHDN＝0，MCU微控制电路2进行输出档位识别，读RV端电压，选择相应的I/O口输出，每次拔取输出转换头43，检测到D1电压＝2.5V时，BB3/DH输出1个30秒的高电平(用于OUT-UP放电)，输出转换头43包括12V头、15V头、16V头、19V头、20V头、22V头和24V头，没插入输出转换头43时称为无头，MCU微控制电路2检测到不同输出转换头43插入状态，控制对应的I/O口接通输出对应的电压，见表1和表2。

通过上述电路，实现了由MCU微控制电路2自动根据用电设备类型选择输出电压，同时MCU微控制电路2自动进入工作状态或者休眠状态，将能耗降至最低，实现了智能化，简化了操作程序，使用更加便捷。表1和表2如下：

表1

表2

输出电压显示：

1.实时检测OUT-UP电压，液晶块显示相应值；USB固定显示5.3V。使用者可以及时了解电压输出情况，避免使用错误的电压损坏设备。

2.电量显示：电芯总容量为4400mAh，VB+≥12.5V时电池框显示满格(VB1检测)；VB+≤9.0V时电池框空格并闪动(MCU微控制电路2内电量计量清零)，BB2/WAR输出音频信号，蜂呜器发音报警，报警1分钟后MCU微控制电路2进入休眠。可以提醒使用者电池即将用尽，以便及时保存数据，主动关闭设备，避免数据丢失和电池过度放电，影响电池使用寿命。

电池组保护：

如图6所示，电池组保护电路由芯片1U1(S8254AAJ)、1Q1、1Q2和检流电阻1R11以及外围电路组成，1Q1、1Q2和检流电阻1R11与电池组串联，1U1检测1R11的电压值即可判断流经1R11的电流，当过电流和输出回路短路时，1R11两端的电压值超过设定值，1U1的1脚和3脚输出低电平，1Q1和1Q2由导通变为截止，断开输出回路，达到保护电池组的目的。

同时，如图8所示，电流检测电路8的输入端分别电连接于检流电阻1R11两端，输出端电连接于MCU芯片3U1的第8脚I_D端，当电流超过或者小于预定值，电流检测电路8输出给I_D端的电压大于10mv或者超过两分钟小于等于10mv，MCU微控制电路2即进入工作状态或者休眠状态。

采用上述技术方案的有益效果是：采用单MCU微控制芯片和录入相应的控制程序，使线路简洁、体积较小、轻巧便于携带、易操控、智能化、功率损耗低和多功能，既可以通过外配的电源适配器利用市电和太阳能电池充电，又可以通过更换不同的输出转换头43给多种电子产品供电或充电，同时，MCU微控制电路2根据检测不同的输出转换头43的RV电阻的电压值，自动调整输出电压，使用更加简单便捷。

上述只是本实用新型优选的实施方式，但不应构成对本实用新型的限制，只要是采用与本实用新型等同的技术方案，也应当在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims

1.一种移动电源，包括电池组，其特征在于，还包括充电电路、MCU微控制电路、DC-DC调压输出电路，所述充电电路设有可与外部电源连接的输入端，所述充电电路设有的输出端与电池组电连接，电池组同时与MCU微控制电路和DC-DC调压输出电路电连接，MCU微控制电路电连接并控制充电电路和DC-DC调压输出电路，MCU微控制电路的核心元件为一块MCU微处理芯片。

2.如权利要求1所述的一种移动电源，其特征在于，所述移动电源还设有与不同电子产品匹配的输出转换头，所述输出转换头的输入端与DC-DC调压输出电路的输出端电连接，所述输出转换头设有控制端，该控制端与所述MCU微控制电路电连接，用于给MCU微控制电路提供输出控制信号。

3.如权利要求1或2所述的一种移动电源，其特征在于，所述DC-DC调压输出电路包括DC-DC升压输出电路和DC-DC降压USB5V输出电路，所述DC-DC升压输出电路和DC-DC降压USB5V输出电路的输入端与电池组电连接，所述DC-DC升压输出电路设有的控制端和DC-DC降压USB5V输出电路设有的控制端分别与MCU微控制电路电连接。

4.如权利要求1所述的一种移动电源，其特征在于，所述移动电源还包括用于准确检测电池电量的电流检测电路，所述电流检测电路分别与电池组、MCU微控制电路和DC-DC调压输出电路电连接。

5.如权利要求1、2和4任意所述的一种移动电源，其特征在于，所述移动电源还包括与MCU微控制电路电连接并用于显示移动电源的工作电压及状态的LCD显示电路。

6.如权利要求1、2和4任意所述的一种移动电源，其特征在于，所述移动电源还包括与MCU微控制电路电连接并用于人机控制输入的TEST按键电路。

7.如权利要求1、2和4任意所述的一种移动电源，其特征在于，所述充电电路设有分别与电池组和MCU微控制电路电连接并受MCU微控制电路控制的DC-DC降压平衡充电电路。

8.如权利要求7所述的一种移动电源，其特征在于，所述充电电路还设有分别与DC-DC降压平衡充电电路和MCU微控制电路电连接的可接入外配电源适配器或者太阳能电源的充电输入接口电路。