CN202906503U - 用于移动电源的控制装置和可移动的充电电源 - Google Patents

用于移动电源的控制装置和可移动的充电电源 Download PDF

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何培卿
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Abstract

本实用新型公开了一种用于移动电源的控制装置和可移动的充电电源。用于移动电源的控制装置可包括：检流单元，检测移动电源输出的充电电流的大小；饱和判断单元，根据检测到的充电电流的大小或电流变化趋势确定所述待充电设备是否充电饱和；以及控制单元，如果饱和判断单元确定的结果是待充电设备已经充电饱和，则向用户发出充电饱和的指示信息、或向所述移动电源发出控制信号以使其停止输出充电电流，从而避免了这对移动电源的电量造成的浪费，以及避免在多次使用后对待充电设备的电池寿命造成的不利影响。

Description

用于移动电源的控制装置和可移动的充电电源
技术领域
本申请涉及一种用于移动电源的控制装置和一种可移动的充电电源，尤其涉及一种能够确定出待充电设备是否充电饱和的用于移动电源的控制装置和可移动的充电电源。
背景技术
随着各种便携式设备例如手机、平板电脑、照相机等应用越来越广泛，对为这些便携式设备的电池充电的移动电源装置或后备电源装置的需求也日益增加。传统的移动电源装置在充电时仅持续地向待充电的设备电池输出充电电流，而不能确定待充电的设备电池是否充电饱和。在这种情况下，移动电源装置有可能在设备电池充电未饱和的状态下停止充电，甚至可能在设备电池已经充电饱和的情况下依然输出电流，这对移动电源装置的电量造成了极大的浪费，而且在多次使用后还会对待充电设备的电池寿命造成不利影响。
实用新型内容
针对上述至少一些问题，本申请提供了一种至少能够部分改善上述现有技术中的缺陷的用于移动电源的控制装置，其包括：检流单元，检测移动电源输出的充电电流的大小；饱和判断单元，根据检测到的充电电流的大小或电流变化趋势确定待充电设备是否充电饱和；以及控制单元，如果饱和判断单元确定的结果是待充电设备已经充电饱和，则向用户发出充电饱和的指示信息、或向移动电源发出控制信号以使其停止输出充电电流。
根据本申请的另一方面，提供了一种可移动的充电电源，其包括：控制装置；以及充电单元，用于向待充电设备输出充电电流，其中，当所述控制装置中的饱和判断单元确定出所述待充电设备已经充电饱和，则向所述充电单元发出控制信号以使其停止输出充电电流。
根据本申请的用于移动电源的控制装置可通过对充电电流进行检测来对充电过程进行有效控制，从而避免了电量的浪费并提高了其电量的利用效率。
附图说明
图1为根据本申请一个实施方式的用于移动电源的控制装置的方框图；
图2示出饱和判断单元根据充电电流特性确定待充电设备是否充电饱和的流程图；
图3为根据本申请另一个实施方式的用于移动电源的控制装置的方框图；以及
图4为根据本申请一个实施方式的可移动的充电电源的方框图。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。可以理解，所述附图和详细说明只是对本申请优选实施方案的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。
图1示例性地示出了根据本申请一个实施方式的用于移动电源的控制装置1000。如图所示，控制装置1000包括检流单元100、饱和判断单元200和控制单元300。
检流单元100用于检测移动电源（未示出）向待充电设备（负载）输出的充电电流的大小。在一个实施方式中，检流单元100周期性地对充电电流的大小进行检测，检测周期可例如为10ms。检流单元100可例如由毫欧级的精密电阻构成。
饱和判断单元200根据检流单元100检测到的充电电流的大小或电流变化趋势确定待充电设备是否充电饱和。如果饱和，则通过控制单元300向用户发出充电饱和的指示信息、或向所述移动电源发出控制信号以使其停止输出充电电流。向用户发出的指示信息可例如为声音或光学上可视的其它信息。
根据锂离子电池或锂聚合物电池的充电特性，在充电过程中的充电电流首先要经过恒流阶段。在恒流阶段中，电流恒定而电压快速增长。在恒流阶段之后为恒压阶段，在恒压阶段中，随着待充电设备电压的升高，充电电流就会下降。图2示出了饱和判断单元200根据上述充电电流特性确定待充电设备是否充电饱和的流程图。以下参照图2，对饱和判断单元200如何根据检测到的充电电流的大小确定待充电设备是否充电饱和进行详细描述。
在步骤S201中，饱和判断单元200确定所检测到的当前充电电流Ix是否小于预设的最小电流阈值，即确定负载是否和充电电源连接导通。如果当前电流小于最小电流阈值，则判断为负载与供电系统不连接，可通过控制单元200向所述移动电源发出控制信号以使其停止输出充电电流。在一个实施方式中，最小电流阈值可例如为10mA。
在步骤S202中，饱和判断单元200确定出在已经发生的充电过程中产生的最大充电电流Imax。当充电电源开始供电时，保存负载消耗的电流初始值并且记作Imax，接下来每一个当前电流Ix都与之进行比较，如果Ix>Imax，则将该Ix用作Imax反之不进行这一步操作，这样一直比较，直到找到在已经发生的充电过程中的最大电流。
在步骤S203中，饱和判断单元200将当前充电电流Ix与预设的第一阈值T1进行比较。如上所述，在恒流阶段和恒压阶段初期，负载的吸收电流偏大，因此，设定T1为固定数值的电流阈值，T1可在500mA到1000mA的范围内，例如为800mA。当Ix>T1时，负载不可能饱和，所以在这个区间内，不判断负载是否饱和。
当Ix<T1时，在步骤S204中，饱和判断单元200确定负载是否为变化的负载。具体地，饱和判断单元200判断检流单元100当前检测到的充电电流值Ix是否小于第二阈值T2（其中，T2=Imax/2），如果是，则确定出当前充电的负载为变化的负载，接着执行步骤S205，否则执行步骤S206。
在步骤S205中，饱和判断单元200可通过进一步确定当前充电电流Ix是否在第一时间t1内均小于预设的第三阈值T3来判定待充电设备是否充电饱和。在一个实施方式中，t1可为30分钟，T3可为200mA，在另一个实施方式中，t1为10分钟，T3为100mA。如果Ix在t1内均小于T3，则确定待充电设备充电饱和，否则确定待充电设备未充电饱和。作为一种选择，饱和判断单元200还可以通过确定Ix的下降值是否在第二时间t2内均小于预设的第四阈值T4来判定待充电设备是否充电饱和。在一个实施方式中，t2可为20分钟，T4可为50mA，在另一个实施方式中，t2可为5分钟而T4可为12mA。如果Ix的下降值在t2内均小于T4，则确定待充电设备充电饱和，否则确定待充电设备未充电饱和。
如上所述，当确定出变化的负载没有满足以上饱和条件或当前充电的负载为非变化的负载时，执行步骤S206，具体地，在步骤S206中，饱和判断单元200可通过进一步确定充电电流Ix是否在第三时间t3内均小于预设的第五阈值T5来判定待充电设备是否充电饱和。如果是，则确定待充电设备充电饱和，否则确定出待充电设备未充电饱和。在一个实施方式中，t3可为4分钟，T5可为20mA。
以上描述了通过检测到的电流和预定阈值进行比较来确定充电是否饱和的实施方式，然而本领域技术人员应该理解，通过检测电压并将检测的电压和预定的阈值进行比较的方法也同样适用。
图3示出了根据本申请一个实施方式的用于移动电源的控制装置1000’。如图3所示，在该控制装置中，在检流单元100和饱和判断单元200之间还可以设置运算放大器400。运算放大器400将检流单元100检测的结果放大，以使饱和判断单元200能够将检测结果与预设的阈值进行精确比较。
图4示出了根据本申请一个实施方式的可移动的充电电源2000。如图4所示，充电电源2000包括如上所述的控制装置1000/1000’，以及用于向待充电设备输出充电电流的充电单元500。此外，充电单元500还可以进一步包括电能量单元501和充电开关单元502。当控制装置1000/1000’中的饱和判断单元确定出负载（待充电设备）已经充电饱和，则向充电单元500发出控制信号以使其停止输出充电电流。响应于该控制信号，充电开关单元502断开，以使得电能量单元501停止输出充电电流。
以上参照示例性的实施方式对本申请进行了描述，应该理解，上述的实施方式并不应视为对本申请范围的限制。本领域技术人员可在不偏离本申请的精神和范围的前提下对上述的实施方式进行各种修改与变形。本申请的保护范围由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于移动电源的控制装置，其特征在于，包括：
检流单元，检测所述移动电源输出的充电电流的大小；
饱和判断单元，根据检测到的所述充电电流的大小或电流变化趋势确定所述待充电设备是否充电饱和；以及
控制单元，如果所述饱和判断单元确定的结果是所述待充电设备已经充电饱和，则向用户发出充电饱和的指示信息、或向所述移动电源发出控制信号以使其停止输出充电电流。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，当所述饱和判断单元确定出当前充电电流小于预设的第一阈值时，则进一步确定所述待充电设备是否为变化的负载，从而选择不同的判断条件来确定所述待充电设备是否充电饱和。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，当所述饱和判断单元确定出当前充电电流小于第二阈值时，确定出所述待充电设备为变化的负载，其中，所述第二阈值为已经发生的充电过程中的最大充电电流的二分之一。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述饱和判断单元确定出所述待充电设备为变化的负载后，通过进一步确定当前充电电流是否在预定时间内均小于预设的第三阈值来判定待充电设备是否充电饱和，其中，所述第三阈值小于第一阈值。
5.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述饱和判断单元确定出所述待充电设备为变化的负载后，通过确定充电电流在预定时间内的下降值是否均小于预设的第四阈值来判定待充电设备是否充电饱和。
6.如权利要求4或5所述的控制装置，其特征在于，如果所述饱和判断单元确定出所述待充电设备为变化的负载并且未充电饱和时，通过进一步确定出当前充电电流在预定时间内均小于预设的第五阈值来判定出待充电设备充电饱和。
7.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，如果所述待充电设备为非变化的负载时，所述饱和判断单元通过进一步确定出当前充电电流在预定时间内均小于预设的第五阈值来判定出待充电设备充电饱和。
8.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
运算放大器，将所述检流单元检测的结果放大，以使所述饱和判断单元能够将所述检测结果与预设的阈值进行精确比较。
9.一种可移动的充电电源，其特征在于，包括：
如权利要求1-8中任意一项所述的控制装置；以及
充电单元，用于向待充电设备输出充电电流，其中，当所述控制装置中的饱和判断单元确定出所述待充电设备已经充电饱和，则向所述充电单元发出控制信号以使其停止输出充电电流。
10.如权利要求9所述的充电电源，其特征在于，所述充电单元还包括电能量单元和充电开关单元，其中，响应于所述控制信号，所述充电开关单元断开，以使得所述电能量单元停止输出充电电流。
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