CN202550631U

CN202550631U - Usb线控移动电源

Info

Publication number: CN202550631U
Application number: CN2012201881629U
Authority: CN
Inventors: 林贵贵
Original assignee: XIAMEN GUANGKAI ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: XIAMEN GUANGKAI ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-04-28

Abstract

本实用新型涉及移动电源，具体涉及使用USB线控制开关状态的移动电源。本实用新型的一种USB线控移动电源，包括：移动电源外壳、充电电池、电路板、输入充电适配器、以及接于电路板的USB线。所述电路板包括电池保护电路、充电开关电路、稳压电路、单片机控制电路、状态监测电路、输入电压/电流取样电路、升压电路、输出接口电路和电量显示电路。所述USB线内设有USB线控电路。所述输入充电适配器与充电电池、电池保护电路、充电开关电路、稳压电路、单片机控制电路和输入电压/电流取样电路组成充电、供电电路；所述状态监测电路、单片机控制电路、输入电压/电流取样电路、升压电路、输出接口电路和电量显示电路组成充电、电量显示电路。

Description

USB线控移动电源

技术领域

本实用新型涉及移动电源，具体涉及使用USB线控制开关状态的移动电源。

背景技术

移动电源一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等电子设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电池作为储电单元。区别于产品内部配置的电池，也叫外挂电池。一般配备多种电源转接头，通常具有大容量、多用途、体积小、寿命长和安全可靠等特点，是可随时随地为手机、MP3、MP4、手机、PDA、掌上电脑、掌上游戏机等多种数码产品供电或待机充电的功能产品。目前由于移动电源的上述优点而广泛被人们认可。

随着苹果公司迅速崛起，其品牌的电子产品凭借其超强的性能和高品质的工业设计赢得了众多用户的青睐，其中iPad系列、iPhone系列的轻薄、便携智能产品最为突出。但是正由于其轻薄便携的设计，其内置电池的体积受到了限制，从而影响了电池的容量；而iPad、iPhone等智能产品的优势偏重于移动应用，使得电量耗费加速，经常使用半天甚至几个小时就需要充电，这用户的使用造成了很大的不便。而现有市场上鲜有支持苹果系列产品的移动电源。

另外，为了方便在移动电源进行充电的时候同时操作电子设备，用户一般将移动电源装在包包里，这样，如果用户想要停止充电，则需要从包包里面翻出来移动电源，拔掉其与充电设备的连接线（一般是USB线）或者按下移动电源开关，从而给用户带来不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种支持苹果产品的USB线控移动电源，通过在连接移动电源和充电设备的USB线上设置开关，使得用户不必将移动电源拿出来就可以方便的改变移动电源的开关状态；同时针对苹果产品的充电接口的规格参数，对移动电源进行设计，从而实现兼容苹果产品。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的思路是，在原有的移动电源电路基础上，增加USB线控电路，该USB线控电路设置有一开关，该开关与原有的移动电源电路内的开关保持同步。同时设置于USB线控电路的开关不能影响原有的充电和数据传输功能。另外移动电源的设计还要考虑苹果产品的充电接口的要求，从而兼容苹果产品。

为了解决上述技术问题，本实用新型的USB线控移动电源，包括：

移动电源外壳；

设置于移动电源外壳内的充电电池和电路板；

输入充电适配器，为充电电池以及电路板提供充电电源；

以及接于电路板的输出接口上的USB线；

所述电路板包括电池保护电路、充电开关电路、稳压电路、单片机控制电路、状态监测电路、输入电压/电流取样电路、升压电路、输出接口电路和电量显示电路，所述电池保护电路的输入端接于充电电池，所述电池保护电路的输出端电连接于充电开关电路的输入端、升压电路的输入端和输入电压/电流取样电路的输入端，所述充电开关电路的输出端电连接于稳压电路的输入端，所述稳压电路的输出端、状态监测电路的输出端和输入电压/电流取样电路的输出端电连接于单片机控制电路的输入端，所述单片机控制电路的输出端电连接于电量显示电路的输入端、升压电路的输入端，所述升压电路的输出端电连接于输出接口电路的输入端；所述输出接口电路支持边充电边放电；所述输出接口电路兼容苹果充电接口；

所述USB线内设有USB线控电路，当USB线与移动电源的电路板处于连接状态时，所述USB线控电路的输入端电连接于输出接口电路的输出端；

当输入充电适配器与移动电源的电路板处于连接状态时，所述输入充电适配器的输出端还电连接于充电开关电路的输入端，所述输入充电适配器的输入端还电连接于USB线控电路的输出端；所述输入充电适配器与充电电池、电池保护电路、充电开关电路、稳压电路、单片机控制电路和输入电压/电流取样电路组成充电、供电电路，为充电电池和电路板供电；所述状态监测电路、单片机控制电路、输入电压/电流取样电路、升压电路、输出接口电路和电量显示电路组成充电、电量显示电路，为连接输出接口电路的电子设备充电，同时，显示充电电池电量和电子设备充电状态。

进一步的，所述输出接口电路是由USB母座J2及其外围电路组成；所述USB线控电路包括二极管D2、二极管D8、场效应管Q1、电阻R28、电阻R29、电阻R32、电阻R33、电阻R48和开关S2，二极管D2的正极通过电阻R28连接至USB母座J2的VCC引脚，二极管D2的负极连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极连接场效应管Q1的D端，场效应管Q1的S端通过电阻R32连接至USB母座的GND引脚，场效应管Q1的G端通过电阻R48连接至USB母座J2的VCC引脚，开关S2设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D+引脚之间，电阻R29设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D-引脚之间，电阻R33设于USB母座J2的D-引脚和USB母座J2的GND引脚之间。

进一步的，所述USB线控电路还包括由发光二极管LED4、电阻R116、电阻R117、稳压二极管Z1组成的指示灯电路，发光二极管LED4的正极连接USB母座J2的VCC引脚，发光二极管LED4的负极连接电阻R117的一端，电阻R117的另一端连接稳压二极管Z1的负极，稳压二极管Z1的正极连接至开关S2的一端，电阻R116并联于发光二极管LED4的两端。

进一步的，所述电路板还包括防死机电路，所述防死机电路的输入端电连接于单片机控制电路的输出端，所述防死机电路的输出端电连接于充电开关电路。该防死机电路通过实时监测单片机控制电路是否正常输出5KHz的防死机波来判断单片机控制电路是否正常工作，如果该单片机控制电路死机，其不再输出5KHz的防死机波，则防死机电路通过断开充电开关电路进而切断整个电路板的电源，来实现对电路板的保护。

进一步的，所述电路板还包括输出电流取样电路，所述输出电流取样电路的输入端电连接于USB线控电路，所述输出电流取样电路的输出端电连接于单片机控制电路。该输出电流取样电路通过监测USB线控电路的电流，并将该电流反馈给单片机控制电路，进而通过单片机控制电路对其进行调整控制，来实现对电路板的过流保护。

进一步的，所述电路板还包括LED照明电路，所述LED照明电路的输入端电连接于单片机控制电路的输出端。该LED照明电路可在光线较暗的情况下作为手电筒照明使用，具有人性化。

进一步的，所述单片机控制电路是由单片机SN8P2711AS及其外围电路组成。

进一步的，所述升压电路是由升压稳压芯片PAM2421及其外围电路组成。

进一步的，所述充电电池是锂电池。

本实用新型采用上述结构，与现有技术相比，具有以下优点：

1. 本实用新型的输出接口电路兼容苹果接口，其内置充电电池可以随时随地为各种电子设备产品进行充电，延长了电子设备的使用时间；另外本实用新型的USB线内设有USB线控电路，使得用户不必将移动电源拿出来就可以方便的改变移动电源的开关状态；

2. 本实用新型的USB连接线还具有指示灯电路，通过其发光二极管LED4指示出移动电源的工作状态；另外通过稳压二极管Z1的作用下使得在移动电源关闭后，发光二极管LED4迅速灭掉，而不需要延时很久才灭；

3. 本实用新型的电路板还具有防死机电路，该防死机电路实时监测单片机控制电路是否正常工作，一旦该单片机控制电路死机，则断开充电开关电路进而切断整个电路板的电源，来实现对电路板的保护；

4. 本实用新型的电路板还具有输出电流取样电路，通过监测USB线控电路的电流，并将该电流反馈给单片机控制电路，进而通过单片机控制电路对其进行调整控制，来实现对电路板的过流保护；

5. 本实用新型的电路板的输出接口电路支持边充电边放电，这样，在移动电源接入电源为锂电池进行充电时，同时也为接至移动电源的电子设备进行充电，节省整体充电时间；

6. 本实用新型的电路板还具有LED照明电路，可在光线较暗的情况下作为手电筒照明使用，具有人性化；

7．本实用新型的USB连接线还有电脑USB线数据线的传输功能；

8．本实用新型的电路板上的开关S1或USB线上的开关S2可实现移动电源开关机功能，并且在关机时可以切断内部所有电路的耗电，实现零功耗，节省能源。

附图说明

图1是本实用新型实施例的模块示意图；

图2是本实用新型实施例的电路板的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为本实用新型的一个优选的实施例，如图1所示，本实用新型的USB线控移动电源，包括：移动电源外壳；设置于移动电源外壳内的充电电池1和电路板2；输入充电适配器3，为充电电池1以及电路板2提供充电电源；以及接于电路板2的输出接口上的USB线。优选的，本实施例中的充电电池1是锂电池，具体是由单个电芯组成，其规格是2500mAh/3.7V。所述USB线内设有USB线控电路400。

所述电路板2包括电池保护电路201、充电开关电路202、稳压电路203、单片机控制电路204、状态监测电路205、输入电压/电流取样电路206、升压电路207、输出接口电路208、电量显示电路209、防死机电路210、输出电流取样电路211和LED照明电路212。

所述电池保护电路201的输入端接于充电电池1，所述电池保护电路201的输出端电连接于充电开关电路202的输入端、升压电路207的输入端和输入电压/电流取样电路206的输入端，所述充电开关电路202的输出端电连接于稳压电路203的输入端，所述稳压电路203的输出端、状态监测电路205的输出端和输入电压/电流取样电路206的输出端电连接于单片机控制电路204的输入端，所述单片机控制电路204的输出端电连接于电量显示电路209的输入端、升压电路207的输入端，所述升压电路207的输出端电连接于输出接口电路208的输入端；所述输出接口电路208兼容苹果充电接口。所述防死机电路210的输入端电连接于单片机控制电路204的输出端，所述防死机电路210的输出端电连接于充电开关电路202。所述输出电流取样电路211的输入端电连接于USB线控电路400，所述输出电流取样电路211的输出端电连接于单片机控制电路204。所述LED照明电路212的输入端电连接于单片机控制电路204的输出端。

当输入充电适配器3与移动电源的电路板2处于连接状态时，所述输入充电适配器3的输出端还电连接于充电开关电路202的输入端，所述输入充电适配器3的输入端还电连接于USB线控电路400的输出端。

当USB线与移动电源的电路板2处于连接状态时，所述USB线控电路400的输入端电连接于输出接口电路208的输出端。

如图2所示，输入充电适配器3为DC5V/1.5A，向锂电池进行充电。充电开关电路202是由轻触开关S1及适应电路组成，长按2秒S1为开启或关闭LED照明电路212，短按S1为开关移动电源。稳压电路203是由稳压芯片LM1108-2.5及其外围电路组成。单片机控制电路204是由单片机SN8P2711AS及其外围电路组成。状态监测电路205监测电子设备的连接状态以及锂电池电量。输入电压/电流取样电路206，输入电压采样是由电阻R22来实现，输入电流采样是由电阻R20来实现。升压电路207由升压稳压芯片PAM2421及其外围电路组成。

输出接口电路208包括电阻R18、电阻R31、场效应管Q5、三极管Q7、USB母座J2及其外围电路组成，电阻R18的一端连接场效应管Q5的S端，场效应管Q5的D端连接电源端Vin和电阻R31的一端，场效应管Q5的G端连接电阻R18的另一端和三极管Q7的C极，三极管Q7的B极连接电阻R31的另一端，三极管Q7的E极接地。输出接口电路208支持边充电边放电，这样，在移动电源接入电源为锂电池进行充电时，同时也为接至移动电源的电子设备进行充电，节省整体充电时间。

电量显示电路209主要是由三个发光二极管组成，显示正常工作状态时移动电源的电量状态、以及充电状态下移动电源的电量状态，其由单片机控制电路204控制显示。

防死机电路210通过实时监测单片机控制电路204是否正常输出5KHz的防死机波来判断单片机控制电路204是否正常工作，如果该单片机控制电路204死机，其不再输出5KHz的防死机波，则防死机电路210通过断开充电开关电路202进而切断整个电路板2的电源，来实现对电路板2的保护。

输出电流取样电路211是由电阻R40、电阻R41和电容C17组成，电阻R40的一端连接单片机控制电路204的第11脚和电容C17的一端，电容C17的另一端连接单片机控制电路204的地端，电阻R40的另一端连接电阻R41的一端和USB线控电路400的R32的一端，电阻R41的另一端接地。输出电流取样电路211通过监测USB线控电路400的电流，并将该电流反馈给单片机控制电路204，进而通过单片机控制电路204对其进行调整控制，来实现对电路板2的过流保护。

LED照明电路212可在光线较暗的情况下作为手电筒照明使用，具有人性化。

所述输入充电适配器3与充电电池1、电池保护电路201、充电开关电路202、稳压电路203、单片机控制电路204和输入电压/电流取样电路206组成充电、供电电路，为充电电池1和电路板2供电；所述状态监测电路205、单片机控制电路204、输入电压/电流取样电路206、升压电路207、输出接口电路208和电量显示电路209组成充电、电量显示电路209，为连接输出接口电路208的电子设备充电，同时，显示充电电池1电量和电子设备充电状态。

所述USB线控电路400包括二极管D2、二极管D8、场效应管Q1、电阻R28、电阻R29、电阻R32、电阻R33、电阻R48和开关S2，二极管D2的正极通过电阻R28连接至USB母座J2的VCC引脚，二极管D2的负极连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极连接场效应管Q1的D端，场效应管Q1的S端通过电阻R32连接至USB母座的GND引脚，场效应管Q1的G端通过电阻R48连接至USB母座J2的VCC引脚，开关S2设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D+引脚之间，电阻R29设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D-引脚之间，电阻R33设于USB母座J2的D-引脚和USB母座J2的GND引脚之间。这样，当升压电路207将充电电池1的电压提高到5V，然后将这5V电压加到USB母座J2的VCC引脚，则电流通过电阻R48，导通场效应管Q1，则USB母座J2的D+引脚的电压由电阻R28、二极管D2、二极管D8、电阻R48组成的分压电路得到2.75V，同样的，USB母座J2的D-引脚分压得到2.05V，从而满足苹果产品的特殊要求。

为了方便的获知移动电源的工作状态而不需要去观察移动电源，所述USB线控电路400还包括由发光二极管LED4、电阻R116、电阻R117、稳压二极管Z1组成的指示灯电路，发光二极管LED4的正极连接USB母座J2的VCC引脚，发光二极管LED4的负极连接电阻R117的一端，电阻R117的另一端连接稳压二极管Z1的负极，稳压二极管Z1的正极连接至开关S2的一端，电阻R116并联于发光二极管LED4的两端。通过该指示灯电路的发光二极管LED4，指示出移动电源的工作状态，即是否输出5V电压，如果有输出5V电压，则表明移动电源处于开机状态；另外由于移动电源关闭后发光二极管LED4不会立即灭掉，而是需要延时15S左右，而稳压二极管Z1良好的解决了该问题，使得在移动电源关闭后，发光二极管LED4迅速灭掉。

本实用新型的线控移动电源具有通过USB线上的开关进行开关机的功能，电路中的开关S1和开关S2同步。例如用户在旅行中，希望边充电边玩iPhone，则可以将本实用新型的线控移动电源装在包包里，手持iPhone，如果有来电或者是其他希望暂停充电时，就可以按下USB线上的开关S2关闭移动电源即可，当需要重新开启时再次按下开关S2即可，简单方便。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种USB线控移动电源，其特征在于：包括：

移动电源外壳；

设置于移动电源外壳内的充电电池和电路板；

输入充电适配器，为充电电池和电路板提供充电电源；

以及接于电路板的输出接口上的USB线；

所述电路板包括电池保护电路、充电开关电路、稳压电路、单片机控制电路、状态监测电路、输入电压/电流取样电路、升压电路、输出接口电路和电量显示电路，所述电池保护电路的输入端接于充电电池，所述电池保护电路的输出端电连接于充电开关电路的输入端、升压电路的输入端和输入电压/电流取样电路的输入端，所述充电开关电路的输出端电连接于稳压电路的输入端，所述稳压电路的输出端、状态监测电路的输出端和输入电压/电流取样电路的输出端电连接于单片机控制电路的输入端，所述单片机控制电路的输出端电连接于电量显示电路的输入端、升压电路的输入端，所述升压电路的输出端电连接于输出接口电路的输入端；所述输出接口电路兼容苹果充电接口；

2.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：

所述输出接口电路是由USB母座J2及其外围电路组成；

所述USB线控电路包括二极管D2、二极管D8、场效应管Q1、电阻R28、电阻R29、电阻R32、电阻R33、电阻R48和开关S2，二极管D2的正极通过电阻R28连接至USB母座J2的VCC引脚，二极管D2的负极连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极连接场效应管Q1的D端，场效应管Q1的S端通过电阻R32连接至USB母座的GND引脚，场效应管Q1的G端通过电阻R48连接至USB母座J2的VCC引脚，开关S2设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D+引脚之间，电阻R29设于USB母座J2的VCC引脚和USB母座J2的D-引脚之间，电阻R33设于USB母座J2的D-引脚和USB母座J2的GND引脚之间。

3.根据权利要求2所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述USB线控电路还包括由发光二极管LED4、电阻R116、电阻R117、稳压二极管Z1组成的指示灯电路，发光二极管LED4的正极连接USB母座J2的VCC引脚，发光二极管LED4的负极连接电阻R117的一端，电阻R117的另一端连接稳压二极管Z1的负极，稳压二极管Z1的正极连接至开关S2的一端，电阻R116并联于发光二极管LED4的两端。

4.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述电路板还包括防死机电路，所述防死机电路的输入端电连接于单片机控制电路的输出端，所述防死机电路的输出端电连接于充电开关电路。

5.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述电路板还包括输出电流取样电路，所述输出电流取样电路的输入端电连接于USB线控电路，所述输出电流取样电路的输出端电连接于单片机控制电路。

6.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述电路板还包括LED照明电路，所述LED照明电路的输入端电连接于单片机控制电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述单片机控制电路是由单片机SN8P2711AS及其外围电路组成。

8.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述升压电路是由升压稳压芯片PAM2421及其外围电路组成。

9.根据权利要求1所述的USB线控移动电源，其特征在于：所述充电电池是锂电池。