CN201868905U - 一种移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种移动电源，所述移动电源包括：高铁电池；对所述高铁电池进行充电管理，并能检测高铁电池充电状态的充电管理单元；对所述充电管理单元提供充电输入电压的迷你型USB输入接口；将所述高铁电池电压进行升压处理，转换为移动型电子设备电源输入电压的电源输出单元；将所述电源输出单元转换后的电压进行输出的A型USB输出接口；分别与充电管理单元和电源输出单元具有电连接，在充电或者放电过程中显示高铁电池电量的电量显示单元；对所述高铁电池进行充电时切断电源输出的充放电切换管理单元，以及一端具有迷你型USB端子、另一端具有A型USB端子的连接线。用户采用所述移动电源可以为移动式电子设备随时随地充电。

Description

一种移动电源

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种移动电源。

背景技术

随着科技的发展，大量移动式电子设备相继出现，极大地丰富了人们的生活。其中，手机、MP3、个人数字助理(PDA)，电子词典的应用尤为广泛。但是在这些电子设备中，大都采用交流充电模式，且采用不同规格的充电电池，相应地也需要不同规格的充电器。但是，交流电通常仅局限于人造建筑中，且对于不同电子设备适用不同规格的电池，给人们的使用带来极大不便。例如，若同时携带MP3、手机、PDA外出旅行，很难保证所有的电子设备时刻有充足的电量，因此需要带上不同规格的充电器。如果有一种充电设备能够同时满足不同电子设备的供电需要，就能极大地方便人们的生活。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中移动式电子设备充电不方便的技术问题，提供一种移动电源。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种移动电源，所述移动电源包括：高铁电池；对所述高铁电池进行充电管理，并能检测高铁电池充电状态的充电管理单元；对所述充电管理单元提供充电输入电压的迷你型USB输入接口；将所述高铁电池电压进行升压处理，转换为移动型电子设备电源输入电压的电源输出单元；将所述电源输出单元转换后的电压进行输出的A型USB输出接口；分别与充电管理单元和电源输出单元具有电连接，在充电或者放电过程中显示高铁电池电量的电量显示单元；对所述高铁电池进行充电时切断电源输出的充放电切换管理单元，以及一端具有迷你型USB端子、另一端具有A型USB端子的连接线。

具体的，所述充电管理单元包括：充电管理芯片，所述芯片的电池状态脚与所述高铁电池电连接，检测所述高铁电池电量状态，所述芯片根据所述电池状态选择相应的充电方式对电池充电。

具体的，所述高铁电池电压范围为3.0v-3.7v。

具体的，所述电源输出单元包括升压型DCDC转换器，将所述高铁电池输出电压转换为5v电压输出。

具体的，所述A型USB输出接口输出的最大电流为1A。

具体的，所述电量显示单元包括：PNP型三极管(Q4)和NPN型三极管(Q5)，PNP型三极管(Q4)集电极接地、NPN型三极管(Q5)发射极接地，PNP型三极管(Q4)的发射极与NPN型三极管(Q5)的集电极分别通过串联电阻与第一发光二极管(D3)和第二发光二极管(D4)的阴极连接，第一发光二极管(D3)和第二发光二极管(D4)的阳极与供电电源连接，PNP型三极管(Q4)基极一方面与充电管理芯片(U1)的电池状态脚(/STATE)连接，另一方面与迷你型USB输入接口电源触点(VBUS)连接；NPN型三极管Q5的基极通过电阻(R29)与PNP型三极管的基极连接。

进一步，所述电量显示单元还包括：比较器，比较器输入端与高铁电池正极连接，检测高通电池电压，并将比较结果输出到所述PNP型三极管的基极。

从以上技术方案可以看出，电源采用高铁电池，其具有能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染的特点，且地壳中铁元素资源丰富，因此采用高铁电池具有广阔的市场前景。同时，采用具有USB端子的连接线分别用于在充电时和放电时与电源的USB输入、输出接口配合，可以兼容目前大多数移动式电子设备的充电需求。而采用电量显示单元在电池充放电过程中对电池电量状态进行显示，可以更方便用户。用户采用所述移动电源可以为移动式电子设备随时随地充电。

附图说明

图1是本实用新型实施例移动电源结构示意图；

图2是本实用新型实施例充电管理单元电路图；

图3是本实用新型实施例迷你型USB输入接口电路图；

图4是本实用新型实施例电源输出单元电路图；

图5是本实用新型实施例电量显示单元电路图；

图6是本实用新型实施例充放电管理单元电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种移动电源，参照图1，该移动电源包括：高铁电池11；对所述高铁电池11进行充电管理，并能检测高铁电池11充电状态的充电管理单元12；对所述充电管理单元12提供充电输入电压的迷你USB输入接口13；将所述高铁电池11电压进行升压处理，转换为移动型电子设备电源输入电压的电源输出单元14；将所述电源输出单元14转换后的电压进行输出的A型USB输出接口15；分别与充电管理单元12和电源输出单元14具有电连接，在充电或者放电过程中显示高铁电池电量的电量显示单元16；以及对所述高铁电池11进行充电时切断电源输出的充放电切换管理单元17，以及一端具有迷你型USB端子、另一端具有A型USB端子的连接线(图中未示出)。

目前，由于移动式电子设备功能越来越多，碱锰电池不能满足目前需要大电流大容量用电的数码相机、摄像机、手机等移动式电子设备的需要，而锂离子电池造价较高，而通过合成稳定的高铁酸盐(例如K₂FeO₄、BaFeO₄等)，作为高铁电池的正极材料，来制作的这种高铁电池具有能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染的特点，且地壳中铁元素资源丰富，因此采用高铁电池具有广阔的市场前景，且对环境友好。本实施例中，高铁电池电压正常工作范围是3.0v-3.7v。

本实施例中，对所述移动电源进行充电的工作过程如下：在上述移动电源电量不足时，可以将连接线的迷你型USB端子插入迷你型USB输入接口，连接线另一端的A型USB端子插入电脑主机等具有A型USB接口的设备中，则可以对移动电源进行充电。在对电池进行充电操作时，充放电切换管理单元则切断电路的输出功能，只进行充电操作，从而可以使充电更快速。在充电时，充电管理单元对高铁电池进行充电管理，并能检测高铁电池充电状态，充电管理单元可以将检测到的电池状态通过电量显示单元进行显示。

在对移动电源充电完成后，可以在需要时对采用迷你型USB接口的移动式电子设备进行充电，由于现在大多数移动式电子设备均采用迷你型USB接口进行充电，因此可以满足用户的绝大多数需求。这样，在用户旅行外出时，如果携带手机、相机等多个具有迷你型USB充电接口的电子设备，这时不需要携带多个充电器或者备用电池，只携带一个备用电源，就可以满足用户需要，从而可以方便用户。

采用所述移动电源对移动式电子设备进行充电的工作过程如下：将连接线的A型USB端子插入移动电源的A型USB输出接口，将连接线的迷你型USB端子插入移动式电子设备的迷你型USB充电接口，电源输出单元对高铁电池进行升压处理，将高铁电池的电压转换为移动型电子设备的电源输入电压，通过与A型USB输出接口连接的连接线即可实现对移动式电子设备的充电，在充电过程中，可以通过电量显示单元来显示电池电量。

为使本领域技术人员更好地实现本实用新型，以下结合具体电路介绍一下移动电源一些可实现的具体方式，可以理解的是，以下电路结构并不用于限定本实用新型。

参照图2，以下对上述移动电源中充电管理单元的一种可实现方式进行详细介绍。

这里主要采用一个智能的充电管理芯片U1对电池充电进行管理。U1通过ACIN一端与迷你型USB输入接口的VBUS一端电连接，对高铁电池进行充电，这里充电电压为5V，最大充电电流可以限定为500mA。

参照图3，迷你型USB输入接口具体可以是迷你型USB A型接口或者B型接口，不论哪种接口，都是有5个触点，其中触点1为VBUS，触点2为D-，触点3为D+，触点4为ID，触点5为GND，这里，作为充电输入接口，这里U1通过管脚ACIN与迷你型USB输入接口的VBUS一端电连接，触点5接地，对于触点4，如果是迷你型USB A型接口，则连接到触点5，如果是迷你型USBB型接口，则可连接到触点5，也可悬空，如图3中所示。

芯片U1可以根据电池的充电特性，对电池进行充电管理。当电池没有连接芯片U1时，芯片U1的电池状态脚——管脚3/STATE会以1k的频率输出方波；当电池处于低电压状态时，芯片U1会以涓流方式给电池充电；待电池恢复到正常状态时，芯片U1会以大电流恒流方式给电池充电，直至电池电压达到3.7v，恒流充电完毕后接着以恒压方式继续给电池充电直至充满。在电池处于充电状态时，电池状态脚/STATE输出低电平，电池处于满电时电池状态脚/STATE输出高阻态。另外，芯片U1的管脚ACIN一方面与迷你型USB输入接口VBUS通过二极管D13连接，另一方面通过电容C2接地，二极管D13阴极通过电容C1接地，电容C1、C2和二极管D13主要起到防止静电干扰、浪涌电流的作用。迷你型USB输入接口VBUS通过瞬态抑制二极管D6接地，也是用于防止电路受到浪涌电流冲击。芯片U1的管脚BATT一方面接电池正极，另一方面通过电容C3接地，电容C3也是主要起到滤波作用。充电电池使能管脚EN、充电电流控制管脚ISETA分别与电阻R3、R2一端连接，电阻R3、R2另一端一方面通过电容C3与电池正极连接，另一方面接地。通过管脚EN、ISETA对是否充电及充电电流进行控制。

参照图4，以下对上述移动电源中电源输出单元的一种可实现方式进行详细介绍。

这里主要采用一颗高效的升压型DCDC转换器U2实现高铁电池的电能输出。转换器U2的输入电压可低至2.3v，输出电压可以通过外部电阻R17、R18进行调整。本应用中输出电压为5V，通过A型USB输出接口对外连接，可以对外提供最大高达1A的电流，可满足大部分移动式电子设备的充电要求。

参照图5，以下对上述移动电源中电量显示单元的一种可实现方式进行详细介绍。

该电量显示单元包括：PNP型三极管Q4和NPN型三极管Q5，PNP型三极管Q4集电极接地、NPN型三极管Q5发射极接地，PNP型三极管Q4的发射极与NPN型三极管Q5的集电极三极管分别通过串联电阻与发光二极管D3和D4的阴极连接，D3和D4的阳极与供电电源连接，PNP型三极管Q4基极一方面通过电阻R1与芯片U1的电池状态脚/STATE连接，另一方面通过电阻R21与迷你型USB输入接口VBUS连接，并通过电阻R20接地；NPN型三极管Q5的基极通过电阻R29与PNP型三极管的基极连接。

在电池放电过程中的电量显示，可以在上述电量显示单元电路结构基础上进行如下扩展：

参照图5，通过比较器U3检测电池电压，并与基准电压REF进行比较，并将比较结果通过输出端VOA输出到PNP型三极管的基极。

在本实施例中，电量显示模单元对电源充电过程中和电源放电过程中的电量均可进行显示，在本实施例中都采用相同的两颗LED灯来显示电量状态，以下分别进行介绍：

首先，在对电池进行充电时，此时放电功能是被禁止的，这时两颗LED显示的状态为电池的充电状态。当电池处于充电状态时，VCC为5v，VOA为低电平，如果电池处于充电状态，电池状态脚CLED为低电平，所以三极管Q4、Q5的基极为低电平，三极管Q4导通，LED灯D3点亮，而三极管Q5不导通，LED灯D4熄灭；如果电池电量充满时，电池状态脚CLED为高阻态，此时三极管Q4、Q5的基极为高电平，三极管Q4不导通，而三极管Q5导通，所以LED灯D3熄灭，而LED灯D4点亮。为区分充电状态与满电状态，LED灯D3为红色光，LED灯D4为绿色光，当为红色光时，说明为充电状态，当为绿色光时，说明为满电状态。

当电源工作于放电状态时，两颗LED灯D3和D4显示的是电池的剩余电量状态。芯片U3是一个比较器，当电池的电压VBAT高于比较器U3的基准电压时，比较器U3的输出端VOA输出高电平；当电池的电压VBAT低于比较器U3的基准电压时，比较器U3的输出端VOA输出低电平。输出端VOA为高电平时，三极管Q4、Q5的基极为高电平，三极管Q4不导通，三极管Q5导通，LED灯D4点亮，LED灯D3熄灭；输出端VOA为低电平时，三极管Q4、Q5的基极为低电平，三极管Q4导通，三极管Q5不导通，LED灯D3点亮，LED灯D4熄灭。为区分电池电量是否充裕，LED灯D3为红色光，LED灯D4为绿色光，当为红色光时，说明移动电源电量不足，需要为其充电，当为绿色光时，说明移动电源电量充足，可以为移动式电子设备提供充足的电量。

可以理解的是，在具体实施中，也可以仅对电池充电或者放电过程中的电池电量进行显示。

参照图6，以下对上述移动电源中充放电切换单元的一种可实现方式进行详细说明。

当充电输入接口即迷你型USB输入接口有输入时，VCC为5v高电平，三极管Q2的基极为高电平，三极管Q2不导通，从而导致场效应管Q1的GS电压为正，所以Q1不导通，电池对外放电的通路被切断，电源输出单元的输入被切断，所以电源输出单元的功能被禁止。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种移动电源，其特征在于，包括：高铁电池；对所述高铁电池进行充电管理，并能检测高铁电池充电状态的充电管理单元；对所述充电管理单元提供充电输入电压的迷你型USB输入接口；将所述高铁电池电压进行升压处理，转换为移动型电子设备电源输入电压的电源输出单元；将所述电源输出单元转换后的电压进行输出的A型USB输出接口；分别与充电管理单元和电源输出单元具有电连接，在充电或者放电过程中显示高铁电池电量的电量显示单元；对所述高铁电池进行充电时切断电源输出的充放电切换管理单元，以及一端具有迷你型USB端子、另一端具有A型USB端子的连接线。

2.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述充电管理单元包括：充电管理芯片，所述芯片的电池状态脚与所述高铁电池电连接，检测所述高铁电池电量状态，所述芯片根据所述电池状态选择相应的充电方式对电池充电。

3.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述高铁电池电压范围为3.0v-3.7v。

4.如权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述电源输出单元包括升压型DCDC转换器，将所述高铁电池输出电压转换为5v电压输出。

5.如权利要求4所述的移动电源，其特征在于，所述A型USB输出接口输出的最大电流为1A。

6.如权利要求2所述的移动电源，其特征在于，所述电量显示单元包括：PNP型三极管(Q4)和NPN型三极管(Q5)，PNP型三极管(Q4)集电极接地、NPN型三极管(Q5)发射极接地，PNP型三极管(Q4)的发射极与NPN型三极管(Q5)的集电极分别通过串联电阻与第一发光二极管(D3)和第二发光二极管(D4)的阴极连接，第一发光二极管(D3)和第二发光二极管(D4)的阳极与供电电源连接，PNP型三极管(Q4)基极一方面与充电管理芯片(U1)的电池状态脚(/STATE)连接，另一方面与迷你型USB输入接口电源触点(VBUS)连接；NPN型三极管Q5的基极通过电阻(R29)与PNP型三极管的基极连接。

7.如权利要求3所述的移动电源，其特征在于，所述电量显示单元还包括：比较器，比较器输入端与高铁电池正极连接，检测高通电池电压，并将比较结果输出到所述PNP型三极管的基极。

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