CN204089294U - 一种可验钞式移动电源 - Google Patents

Abstract

一种可验钞式移动电源，涉及移动电源。设有USB输入接口、适配器、充电电路、锂电芯、微处理器、DC/DC升压电路、5V输出电路、电压采样电路、电压放大电路、电量显示电路、验钞电路和锂电芯过充过放保护电路；所述充电电路的输入端分别接USB输入接口和适配器的输出端，充电电路的输出端分别接锂电芯和升压电路的输入端，升压电路的5V充电电压输出端接5V输出电路的输入端，电压采样电路的输入端接5V输出电路的输出端，电压采样电路输出端接微处理器和电压放大电路，微处理器输出端口接充电电路、升压电路和电量显示电路，电压放大电路输出端接升压电路，验钞电路的输出端接微处理器；锂电芯过充过放保护电路与锂电芯连接。

Description

一种可验钞式移动电源

技术领域

本实用新型涉及移动电源，尤其是涉及一种可验钞式移动电源。

背景技术

移动电源是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。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、数码相机、笔记本、平板电脑、MP3、MP4、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。目前市场上大多数移动电源产品的品质主要取决于能量转换率与放电曲线，高品质移动电源的转换效率可达80％左右，普通的则在70％～75％，差的甚至只有30％，若转换率低于75％，则意味着移动电源线路损耗较大，电芯本身的发热量也大，对手机本身的伤害也大。但是，市场上的大部分移动电源产品功能单一，仅仅为消费者提供充电服务。若能够集成紫外光LED，则可以为消费者提供验钞服务。

发明内容

本实用新型的目的是提供充电性能优越，且具有验钞功能的一种可验钞式移动电源。

本实用新型设有USB输入接口、适配器、充电电路、锂电芯、微处理器、DC/DC升压电路、5V输出电路、电压采样电路、电压放大电路、电量显示电路、验钞电路和锂电芯过充过放保护电路；

所述充电电路的输入端分别接USB输入接口和适配器的输出端，充电电路的输出端分别接锂电芯和DC/DC升压电路的输入端，DC/DC升压电路的5V充电电压输出端接5V输出电路的输入端，电压采样电路的输入端接5V输出电路的输出端，电压采样电路的采样电压信号输出端分别接微处理器的输入端口和电压放大电路的输入端，微处理器的输出端口分别接充电电路、DC/DC升压电路和电量显示电路，电压放大电路的输出端接DC/DC升压电路，验钞电路的输出端接微处理器；锂电芯过充过放保护电路与锂电芯连接。

与现有的移动电源相比，本实用新型的技术效果是：本实用新型便于将验钞电路、验钞LED灯与移动电源PCB板融合设计与贴装制造。突破原有移动电源产品功能单一的现状，产品除了为消费者提供充电服务以外，还可以提供随时随地的简易验钞服务，提高消费者在外出旅行与办公时进行小额现金交易的安全性，降低消费者受到不法商贩欺骗的概率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成框图。

图2为本实用新型实施例的电路组成原理图。

图3为本实用新型实施例的充电电路组成原理图。

图4为本实用新型实施例的DC/DC升压电路组成原理图。

图5为本实用新型实施例的锂电芯过充过放保护电路组成原理图。

图6为本实用新型实施例的电压采样电路组成原理图。

图7为本实用新型实施例的验钞电路组成原理图。

图8为本实用新型实施例的微处理器组成原理图。

图9为本实用新型实施例的开关电路组成原理图。

图10为本实用新型实施例的负反馈稳压电路组成原理图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参见图1，本实用新型实施例设有USB输入接口1、适配器2、充电电路3、锂电芯4、微处理器5、DC/DC升压电路6、5V输出电路7、电压采样电路8、电压放大电路9、电量显示电路10、验钞电路11和锂电芯过充过放保护电路12。

所述充电电路3的输入端分别接USB输入接口1和适配器2的输出端，充电电路3的输出端分别接锂电芯4和DC/DC升压电路6的输入端，DC/DC升压电路6的5V充电电压输出端接5V输出电路7的输入端，电压采样电路8的输入端接5V输出电路7的输出端，电压采样电路8的采样电压信号输出端分别接微处理器5的输入端口和电压放大电路9的输入端，微处理器5的输出端口分别接充电电路3、DC/DC升压电路6和电量显示电路10，电压放大电路9的输出端接DC/DC升压电路6，验钞电路11的输出端接微处理器5；锂电芯过充过放保护电路12与锂电芯4连接。

所述锂电芯4采用18650锂电芯，作为本实用新型的核心元器件。首先，先给18650锂电芯充电。其次，为提高电路系统的安全性，再加上18650锂电芯本身成本较高，所以增加一个充电管理系统，即锂电芯过充过放保护电路。最后，当需要给移动终端充电时，18650锂电芯放电，但由于18650锂电芯的本身电压在2.7～4.2V之间，且电压的大小与锂电芯电量呈正比例关系，考虑到相同电位之间是无法相互充电的，所以需通过升压电路，将2.7～4.2V的18650锂电芯电压升至5V后，再给移动终端提供充电或持续供电的服务。

从当前社会群体的消费需求与消费观念上看，一个可以提高转换效率，并兼容其他新功能的移动电源将是一个值得研究和设计的课题。本实用新型将市面上运用广泛、电芯转换效率高、成本适中的18650锂电芯作为储能载体，将电能进行储存随身携带，以方便为移动终端提供充电服务，并兼容验钞功能，以满足用户的验钞需求。

首先，本实用新型先对18650锂电芯进行充能，充能方式为使用常用手机充电适配器连接一个充电电路进行5V充电。其中，充电过程中通过电量指示灯闪烁显示，提示用户18650锂电芯是否充电完毕。其次，是DC/DC转换的升压电路，其使用过程是将18650锂电芯的2.7～4.2V电压通过DC/DC转换升压成所需的5V充电电压，即将电芯内的“粗糙电荷”转化为“精细电荷”，以提高移动终端内置电芯的使用寿命和移动电源的充电效率。在使用移动电源时，用户只需通过USB接线连接移动电源OUT端口，另一端连接5V充电电压的移动终端，打开输出开关就可以对移动终端进行充电。移动电源主要存在四种充电模式：涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电完成与再充电。为了有效地保护移动终端的电芯，使其达到最大储能效果，在电流充电过程中需要具备过充过放(即过流、过载和短路)保护。同时，移动电源加有红、橙、绿、蓝四色LED灯进行电量显示，使用户可以在使用过程中实时了解电芯电量。最后，本实用新型兼容了验钞功能，当用户有相应需求时，也可打开相应开关进行使用。

图2给出本实用新型实施例的电路组成原理图，以下对本实用新型的具体电路加以说明。

(1)18650锂电芯充电电路

参见图3，本实用新型可兼容DC适配器与USB充电两种充电方式。

(2)DC/DC升压电路(S-8355升压电路)

参见图4，本实用新型选择的PWM模式DC/DC转换器具有消耗电流低的特点。与过去PFM模式的DC/DC转换器相比，当输出电流过低时，脉冲不会发生跳跃，即输出电压纹波频率不产生变化，所以不会出现纹波电压増大的缺点。

(3)18650锂电芯保护电路(锂电芯过充过放保护电路)

参见图5，18650锂电芯保护电路中主要由集成电路S-8261、充放电控制MOSFET(内部含有两颗N-MOSFET)等器件构成。充电状态下，当18650锂电芯内部电压大于4.35V时，S-8261的ASIC电路中的CO端口将输出电信号，使充电控制MOSFET截止，从而停止对18650锂电芯进行充电，以防止18650锂电芯由于过度充电而造成永久性的损伤。放电状态下，当18650锂电芯的电压降到2.30V时，S-8261的ASIC电路中DO脚输出信号，使放电控制MOSFET截止，从而停止18650锂电芯对外放电，以防止18650锂电芯由于过度放电而造成永久性的损伤。VM为S-8261的ASIC电路中的电流检测脚，当输出电路短路时，会造成充放电控制MOSFET导通电压的急剧下降，VM端的电压线性升高，S-8261输出电信号控制充放电控制MOSFET的迅速截止，从而实现过流、短路保护。

(4)电压采样电路

参见图6，此电路输出端电压较小，仅为5V，所以信号相对较小。出于对成本以及设计要求的考虑，本实用新型采用电阻式分压采样，若电压较大，可采用互感器进行分压采样。

(5)验钞电路

参见图7，将验钞LED灯与单片机SN8P2711A相连，通过按压开关控制验钞电路导通与截止。

(6)微处理器

参见图8，单片机采用SN8P2711A，DC一般使用电芯供电，电路中用XC62063稳压器进行稳压。其中，单片机P4.2端口为电压采样接收端，所接收的采样电压将经过A/D转换，转为控制蓝、绿、橙、红四色LED灯的发光状态的光信号以提示电芯剩余电量，具体工作状态如表1所示。

表1电量指示灯工作状态表

具体开关控制电路如图9所示：

通过长按开关K1达到控制三极管Q3导通或截止的目的，当Q3导通时，R6端为高电位，从而实现Q1的导通。

单片机P0.0端口实现对18650锂电芯充电电路的控制。当CE端电压等于5V时，AP5056控制18650锂电芯的充电回路导通，当CE端电压等于0V时，AP5056控制18650锂电芯的充电回路截止。

图10给出本实用新型实施例的负反馈稳压电路组成原理图，控制PWM的负反馈稳压电路的基本作用是使移动电源稳压输出。

在移动电源中，LM358主要起保护作用，其内部为A1、A2两个电压比较器。将基准电压分别接入A1、A2的正向端，所需要保护的取样电压分别接入对应的负向端，A1、A2的输出端FB的电频会随着取样电压变化而做出相应的变化，从而在输出端控制S-8355升压芯片达到移动电源的稳压输出。

本实用新型的充电电路、电压采样电路、微处理器、开关电路等电路集成于PCB板正面；DC/DC升压电路、负反馈稳压电路、验钞电路、锂电芯过充过放保护电路等电路集成于PCB板反面。产品的壳体可包括内外三个机壳，其中内机壳为电池存放的部分空间，内外机壳通过内外螯合的形式，形成该移动电源的无螺丝紧固的流线型整体结构。电源电芯位于内机壳内。该电芯通过导线直接与PCB板反面相连，实现电芯的电性连接。

本实用新型采用MCU控制、低功耗设计，静态电流<50μA,g工作电流<5mA，具有输入防反接、电池防反接、输出过流与过压保护等功能。本实用新型在保证电池容量的情况下，通过螯合的形式，将充电电路的内部元件全部集成在机壳内，无螺丝紧固。同时，增加了电量指示功能，突显人性化设计，并通过集成验钞功能，使本实用新型的功能多样化，更能满足消费者的多种需求。

Claims (1)

1.一种可验钞式移动电源，其特征在于设有USB输入接口、适配器、充电电路、锂电芯、微处理器、DC/DC升压电路、5V输出电路、电压采样电路、电压放大电路、电量显示电路、验钞电路和锂电芯过充过放保护电路；

所述充电电路的输入端分别接USB输入接口和适配器的输出端，充电电路的输出端分别接锂电芯和DC/DC升压电路的输入端，DC/DC升压电路的5V充电电压输出端接5V输出电路的输入端，电压采样电路的输入端接5V输出电路的输出端，电压采样电路的采样电压信号输出端分别接微处理器的输入端口和电压放大电路的输入端，微处理器的输出端口分别接充电电路、DC/DC升压电路和电量显示电路，电压放大电路的输出端接DC/DC升压电路，验钞电路的输出端接微处理器；锂电芯过充过放保护电路与锂电芯连接。