CN202550633U - 一种自动停止充电的移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动停止充电的移动电源，用于对负载充电，其包括蓄能电池体、用于为蓄能电池体充电的充电系统、用于将所述蓄能电池体的电压提升至输出所需电压的升压系统和输出系统，用于负载充满电后自动停止给负载充电的控制系统；所述充电系统、蓄能电池体、升压系统、控制系统和输出系统依次连接，所述控制系统还连接充电系统。本实用新型提供的自动停止充电的移动电源，将充电系统与升压系统连接控制系统，使得在负载充满电之后，所述移动电源能够自动对负载停止输出，用户无需进行额外的按键停止操作，使得移动电源产品更加智能化，为用户带来了大大的方便。

Description

一种自动停止充电的移动电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，特别涉及一种自动停止充电的移动电源。

背景技术

随着全球经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，随身携带式的电子产品也越来越多，如笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机、摄像机、掌上游戏机、保暖设备以及便携式医疗保健设备等。它们都要用到电池，但这些设备的原配电池因电池容量有限而不能满足设备的正常使用或长时间使用。特别是当用户出差或旅游时，无法随时充电，导致许多电子产品经常在关键时刻电池没有电了，譬如、在手机正在打电话时，数码相机正在拍照时以及用掌上游戏机玩游戏时等情况下，如果电池突然没电将给用户带来极大的不便。而用户也不可能为每种设备都配一个备用电池，这样做的话不仅成本高并且多款电池一同携带也不方便。

基于上述的问题，移动电源就是针对并解决这一问题的技术方案，只要用户随身携带移动电源，就可以实现随时随地为多种电子产品移动充电，解决了众多移动设备的电源供给问题，使工作和旅游无忧无虑。

现有的移动电源是将3.6V的蓄能电池体经过升压后进行5V输出为电子产品供电的一种产品。但市场上的移动电源在给负载（譬如手机、平板电脑等）充电时或充饱后不能自动切断输出，导致负载的电池严重过充电，大大缩短了使用寿命；并且用户使用设备的电池被移动电源充饱时，显示屏也会点亮提示充电完成，此时负载电流必然有一个从小电流到大电流再到小电流的变化过程，极可能导致反复的开关升压电路，从而造成显示屏间隔一段时间开关一次；在不能有效切断输出时，还会出现负载的显示屏不停关闭、打开的现象，不仅大大消耗移动电源的电能，还对用户带来不便。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种自动停止充电的移动电源，在插入负载之后能够自动停止输出。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种自动停止充电的移动电源，用于对负载充电，包括：蓄能电池体、用于为蓄能电池体充电的充电系统、用于将所述蓄能电池体的电压提升至输出所需电压的升压系统和输出系统，用于负载充满电后自动停止给负载充电的控制系统；所述充电系统、蓄能电池体、升压系统、控制系统和输出系统依次连接，所述控制系统还连接充电系统。

所述的自动停止充电的移动电源中，还包括用于显示电量的电量显示系统。

所述的自动停止充电的移动电源中，所述控制系统包括第一场效应管、第一三极管、第六控制器、第八控制器、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十九电阻、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻；

所述第十四电阻的一端连接第一场效应管的漏极，另一端连接第一场效应管的栅极，所述第十五电阻的一端连接第一场效应管的源极，另一端连接第一场效应管的漏极；所述第一场效应管的漏极连接所述升压系统，还通过第七电容接地；所述第一场效应管的源极连接所述输出系统，还通过第十六电阻连接第六控制器的P55/A6端；第一场效应管的栅极连接所述输出系统以及所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地、基极通过第十三电阻连接升压系统和第六控制器的P50/A0端；

所述第六控制器的P51/A1端通过第八电阻连接所述充电系统；所述第六控制器的P52/A2端和P53/A3端连接所述充电系统；所述第六控制器的P70/A5端通过第十电容接地，第六控制器的P67/A4端、P66端、P61端、P60端、VSS端、P71端及P54端连接所述电量显示系统； 

所述第八控制器的负电源端连接所述第六控制器的P50/A0端；所述第八控制器的同相输入端通过第二十四电阻连接所述输出系统，还通过第八电容接地；所述第十九电阻的一端连接输出系统，另一端接地；所述第八控制器的反相输入端通过所述第二十五电阻连接第八控制器的输出端，还通过第二十六电阻接地；所述第八控制器的输出端连接所述第六控制器的P70/A5端，还通过第九电容接地。

所述的自动停止充电的移动电源中，所述第一场效应管为PMOS管。

所述的自动停止充电的移动电源中，所述第一三极管为NPN型三极管。

所述的自动停止充电的移动电源中，所述升压系统包括第一电感、第一二极管、第四控制器、第五电容、第六电容、第十一电阻和第十二电阻；

所述第一电感的一端连接所述充电系统和蓄能电池体的正极，所述第一电感的一端还通过第五电容接地，另一端连接第四控制器的LX端；所述第一二极管的正极连接第一电感的另一端和第四控制器LX端，负极连接所述控制系统；所述第一二极管的负极还通过第六电容接地；所述第十一电阻的一端连接第四控制器的OUT端，另一端连接第十二电阻的一端和第四控制器的FB端，所述第十二电阻的另一端接地；所述第四控制器的OUT端和使能端EN连接所述控制系统，GND端接地；所述第四控制器的NC端悬空。

所述的自动停止充电的移动电源中，所述输出系统还包括至少一USB接口；所述至少一USB接口的第一端连接所述控制系统和所述移动电源的正输出端。

所述的自动停止充电的移动电源中，还包括用于保护蓄能电池体的保护系统，所述保护系统与蓄能电池体连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的自动停止充电的移动电源，将充电系统与升压系统连接控制系统，使得在负载充满电之后，所述移动电源能够自动对负载停止输出，用户无需进行额外的按键停止操作，使得移动电源产品更加智能化，为用户带来了大大的方便。

附图说明

图1为实用新型自动停止充电的移动电源较佳实施例的结构框图。

图2为本实用新型自动停止充电的移动电源较佳实施例的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种自动停止充电的移动电源，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型自动停止充电的移动电源较佳实施例的结构框图。本实用新型实施例提供的自动停止充电的移动电源用于对负载（如用户使用设备）充电，其包括：蓄能电池体BT1、充电系统110、升压系统120、控制系统130和输出系统140。所述充电系统110、蓄能电池体BT1、升压系统120、控制系统130和输出系统140依次连接，并且所述控制系统130还连接充电系统110，用于控制所述充电系统110。

所述蓄能电池体BT1用于蓄能，存储电能为负载供电，现有移动电源中的蓄能电池体一般为锂电池或干电池，生产厂家可根据设计需求进行选择。

本实用新型实施例提供的自动停止充电的移动电源还包括一电量显示系统160，其与控制系统130连接，用于显示蓄能电池体BT1的实时电量，使得用户可以清晰直观地知道当前移动电源的电量。

所述电量显示系统160可由多个LED组成，可根据发光LED的数量多少来对表现所述移动电源的实时电量，譬如可由4个LED组成，4个全亮表示电量100%，亮3个LED表示电量75%，依次类推。

所述充电系统110用于为蓄能电池体BT1充电，将电能转化为蓄能电池体BT1可存储的电能，譬如将220V AC转化为3.6V DC，从而存储在蓄能电池体中。

请一并参阅图2。所述充电系统110包括：输入端J1、第二控制器U2、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第一电容C1以及第二电容C2。所述输入端J1用于连接电源输入Vin，譬如220V AC端口。所述输入端J1的第一端通过第一电容C1接地，还通过串联第三电阻R3连接第四电阻R4的一端和控制系统130，第四电阻的另一端接地；所述输入端J1的第一端还分别连接第二控制器U2的CE端和VCC端，并通过第二电容C2接地；所述输入端J1的第五端接地。所述第二控制器U2的PROG端通过第六电阻R6接地；所述第二控制器U2的BAT端连接所述蓄能电池体BT1的正极，用于为其提供可储存的电能，所述第二控制器U2的BAT端也通过第八电阻R8连接所述控制系统130；所述第二控制器U2的CHRG端悬空；所述第二控制器U2的TEMP端和GND端均接地；所述第二控制器U2的STDBY端连接所述控制系统130。

所述升压系统120用于提高电压。一般蓄能电池体的电压为3.6V，而用户的使用设备充电电压较高，譬如智能手机及平板电脑等的充电电压为5V。通过升压系统120可将蓄能电池体BT1的电压提升至负载（用户使用设备）所需的电压，对负载进行充电。

所述升压系统120包括：第一电感L1、第一二极管D1、第四控制器U4、第五电容C5、第六电容C6、第十一电阻R11和第十二电阻R12。所述第一电感L1的一端连接第二控制器的BAT端和蓄能电池体BT1的正极，所述第一电感L1的一端还通过第五电容C5接地，另一端连接第四控制器U4的LX端；所述第一二极管D1的正极连接第一电感的另一端和第四控制器LX端，负极连接控制系统130；所述第一二极管D1的负极还通过第六电容C6接地；所述第十一电阻R11的一端连接第四控制器U4的OUT端，另一端连接第十二电阻R12的一端和第四控制器U4的FB端，所述第十二电阻R12的另一端接地；所述第四控制器U4的OUT端和使能端EN连接所述控制系统130，GND端接地；所述第四控制器U4的NC端悬空。

所述控制系统130用于在负载电量充电时，自动控制移动电源停止给对负载充电，在用户将负载插入移动电源之后，所述控制系统130对负载充电的过程进行控制，当用户负载充满电之后，关闭输出，停止移动电源对负载进行充电。

所述控制系统130包括：第一场效应管Q1、第一三极管Q2、第六控制器U6、第八控制器U8、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26。所述第十四电阻14的一端连接第一场效应管Q1的漏极，另一端连接第一场效应管Q1的栅极，所述第十五电阻R15的一端连接第一场效应管Q1的源极，另一端连接第一场效应管Q1的漏极；所述第一场效应管Q1的漏极连接所述第一二极管D1的负极，还通过第七电容C7接地；所述第一场效应管Q1的源极连接所述输出系统140，还通过第十六电阻R16连接第六控制器U6的P55/A6端；第一场效应管Q1的栅极连接所述输出系统140以及所述第一三极管Q2的集电极；所述第一三极管Q2的发射极接地、基极通过第十三电阻R13连接所述第四控制器U4的使能端EN和第六控制器的P50/A0端。所述第六控制器U6的P51/A1端通过第八电阻R8连接第二控制器U2的BAT端，还通过第三电容C3接地、第七电阻R7接地。所述第六控制器U6的P70/A5端通过第十电容C10接地；所述第六控制器U6的P53/A3端连接第四电阻R4的一端。所述第六控制器U6的P67/A4端、P66端、P61端、P60端、VSS端、P71端及P54端连接所述电量显示系统160。

所述第六控制器U6的P53/A3端通过第四电阻R4接地；所述第六控制器U6的P52/A2端连接第二控制器U2的STDBY端，用于控制所述充电系统110对蓄能电池体BT1充电。所述第六控制器U6为一个微控制器（MCU），所述P55/A6端具有电平变化唤醒功能或中断功能。所述第一场效应管Q1可为PMOS管。所述第一三极管Q2可为NPN型三极管。

所述第八控制器U8的负电源端连接所述第六控制器U6的P50/A0端；所述第八控制器U8的同相输入端通过第二十四电阻R24连接所述输出系统140，还通过第八电容C8接地；所述第十九电阻R19的一端连接输出系统，另一端接地；所述第八控制器U8的反相输入端通过所述第二十五电阻R25连接所述第六控制器U6的P70/A5端，还通过第二十六电阻R26接地；所述第八控制器U8的输出端连接所述第六控制器U6的P70/A5端，还通过第九电容C9接地。所述第八控制器U8为运算放大器，本实施例中运算放大器型号不做限定，实现相同的功能均可，譬如运算放大器型号为L358。

在本实施例中，所述第十九电阻R19为低阻抗高精度的采样器件，由图2可知，第八控制器U8、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26组成放大电路，第二十四电阻R24与第八电容C8组成滤波电路。负载电流经第十九电阻R19采样和上述反馈电路，回馈一个比较大的电压信号到第六控制器U6的P70/A5端，该端口具有模数转换功能，由第六控制器U6对信号进行微分处理。只要上述信号大于某个设定区域参数，便维持升压输出，否则停止输出。譬如、50mA的负载电流流经第十九电阻R19，产生了一个微小的电压信号，经第八控制器U8放大后得到一个电压信号，将该电压信号与设定的电压区域参数进行比较，如果该信号大于区域参数便继续维持升压输出；如果小于便停止输出；此参数可根据负载饱和电流的大小进行编程设定。当第六控制器U6判别信号小于设定区域参数时，即用户使用设备满电时，第六控制器U6控制第四控制器停止工作，从而第二三极管Q2控制第一场效应管Q1截止，直接关闭输出，从而实现了自动停止给负载充电。

本实施例提供的自动停止充电的移动电源有效的切断了负载输出，通过检测第十九电阻R19、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26和第八控制器U8回馈给第六控制器U6的信号由大于设定区域参数转为小于设定区域参数时，关闭负载升压输出，实现了自动停止充电；在手机、MID关断充电电源时亮显示屏，负载电流变大的时间内，不检测负载，直到显示屏完全关闭后才再次检测负载，从而实现了负载充饱后有效关闭负载升压输出的功能，避免了显示屏不断开关的现象，避免了显示屏不断开关消耗电能以及对用户带来的困扰。

所述输出系统140用于给负载供电。所述输出系统140包括：第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第二十一电阻R21；还包括至少一USB接口，用于连接负载（电子设备）进行充电，采用多个接口可对多个电子设备进行充电。如图2所示，此处以一个USB接口为例。所述第十七电阻R17的一端连接高电平Vusb和第十五电阻R15的一端，另一端连接第十八电阻R18的一端和USB接口J2的D-端（即USB接口的第二端）；所述第十八电阻R18的另一端连接第一场效应管Q1的栅极，该第十八电阻R18的另一端还通过第二十一电阻R21连接USB接口J2的D+端（即USB接口的第三端）；所述第二十电阻R20的一端连接高电平Vusb，另一端连接USB接口J2的D+端；所述USB接口J2的第一端连接所述第一场效应管Q1的源极与移动电源的正输出端VOUT+。所述USB接口J2的第四接线端连接所述移动电源的负输出端VOUT-，还通过第十九电阻R19接地。

请继续参阅图２，所述电量显示系统160包括：第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第八发光二极管LED8、第二电阻R2、第五电阻R5、第二十三电阻R23、第二十七电阻R27和第二十八电阻R28。

所述第一发光二极管LED1的正极通过第二电阻R2连接第六控制器U6的P60端，负极接地；第二发光二极管LED2通过第五电阻R5连接第六控制器U6的P61端，负极接地；第三发光二极管LED3的正极通过第二十七电阻R27连接第六控制器U6的P66端，负极接地；第四发光二极管LED4的正极通过第二十八电阻R28连接第六控制器的P67/A4端，负极接地。

进一步地，本实用新型提供的自动停止充电的移动电源还包括以一保护系统150，所述保护系统150用于保护蓄能电池体，在充放电过程中，蓄能电池体极容易损坏，所以采用保护电路对电池进行保护，防止其损坏，从而提高移动电源的寿命。

所述保护系统150包括：第三控制器U3、第七控制器U7和第十电阻R10。所述第三控制器U3的VM端通过第十电阻R10接地；所述第三控制器U3的CO端连接第七控制器U7的G2端；所述第三控制器U3的DO端连接第七控制器U7的G1端；所述第三控制器U3的VDD端通过第九电阻R9连接蓄能电池体BT1的正极，还通过第四电容C4连接蓄能电池体BAT1的负极、第三控制器U3的VSS端以及第七控制器U7的S1端；所述第三控制器U3的DP端悬空；所述第七控制器U7的S2端接地。

本实用新型实施例提供的自动停止充电的移动电源，采用了用于在负载电量充满时自动停止对负载充电的控制系统，将充电系统与升压系统连接控制系统，使得在负载充满电之后，所述移动电源能够自动对负载停止输出，用户无需进行额外的按键启动操作，使得移动电源产品更加智能化，为用户带来了大大的方便，还具有硬件电路成本低等优点。本实用新型提供的移动电源不仅实现了自动停止对负载充电，还防止了显示屏不断开关的现象消耗电能，为用户带来了方便。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动停止充电的移动电源，用于对负载充电，包括：蓄能电池体、用于为蓄能电池体充电的充电系统、用于将所述蓄能电池体的电压提升至输出所需电压的升压系统和输出系统，其特征在于，还包括：用于负载充满电后自动停止给负载充电的控制系统；所述充电系统、蓄能电池体、升压系统、控制系统和输出系统依次连接，所述控制系统还连接充电系统。

2.根据权利要求1所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，还包括用于显示电量的电量显示系统。

3.根据权利要求2所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，所述控制系统包括第一场效应管、第一三极管、第六控制器、第八控制器、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十九电阻、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻；

所述第十四电阻的一端连接第一场效应管的漏极，另一端连接第一场效应管的栅极，所述第十五电阻的一端连接第一场效应管的源极，另一端连接第一场效应管的漏极；所述第一场效应管的漏极连接所述升压系统，还通过第七电容接地；所述第一场效应管的源极连接所述输出系统，还通过第十六电阻连接第六控制器的P55/A6端；第一场效应管的栅极连接所述输出系统以及所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地、基极通过第十三电阻连接升压系统和第六控制器的P50/A0端；

所述第六控制器的P51/A1端通过第八电阻连接所述充电系统；所述第六控制器的P52/A2端和P53/A3端连接所述充电系统；所述第六控制器的P70/A5端通过第十电容接地，第六控制器的P67/A4端、P66端、P61端、P60端、VSS端、P71端及P54端连接所述电量显示系统； 

所述第八控制器的负电源端连接所述第六控制器的P50/A0端；所述第八控制器的同相输入端通过第二十四电阻连接所述输出系统，还通过第八电容接地；所述第十九电阻的一端连接输出系统，另一端接地；所述第八控制器的反相输入端通过所述第二十五电阻连接第八控制器的输出端，还通过第二十六电阻接地；所述第八控制器的输出端连接所述第六控制器的P70/A5端，还通过第九电容接地。

4.根据权利要求3所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，所述第一场效应管为PMOS管。

5.根据权利要求3所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求1所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，所述升压系统包括第一电感、第一二极管、第四控制器、第五电容、第六电容、第十一电阻和第十二电阻；

所述第一电感的一端连接所述充电系统和蓄能电池体的正极，所述第一电感的一端还通过第五电容接地，另一端连接第四控制器的LX端；所述第一二极管的正极连接第一电感的另一端和第四控制器LX端，负极连接所述控制系统；所述第一二极管的负极还通过第六电容接地；所述第十一电阻的一端连接第四控制器的OUT端，另一端连接第十二电阻的一端和第四控制器的FB端，所述第十二电阻的另一端接地；所述第四控制器的OUT端和使能端EN连接所述控制系统，GND端接地；所述第四控制器的NC端悬空。

7.根据权利要求1所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，所述输出系统还包括至少一USB接口；所述至少一USB接口的第一端连接所述控制系统和所述移动电源的正输出端。

8.根据权利要求1所述的自动停止充电的移动电源，其特征在于，还包括用于保护蓄能电池体的保护系统，所述保护系统与蓄能电池体连接。

Images