CN204216616U - 一种移动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种移动电源，包括开关控制单元、主控单元、变压电路单元、输出接口、检测部件、显示单元、电池本体和充电电路；通过开关控制单元向主控单元发送切换输出电压控制指令，主控单元根据指令输出相应的电压切换使能信号到变压电路单元，启动变压电路单元对电池本体进行相应的升压或降压处理以输出目标电压值到输出接口；检测部件用于检测输出接口是否有负载插入，当检测到有负载插入时主控单元锁定输出到变压电路单元的电压切换使能信号以控制输出接口的电压值保持不变。本实用新型的移动电源可以提供多种电压输出，当接入负载进行充电时，主控单元自动锁定当前电压，可以防止误操作改变输出电压，保证充电过程的安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种移动电源。
背景技术
目前很多可移动的便携式电子产品例如平板电脑、手机、笔记本电脑、无线路由器等，已经成为很多用户必不可少的用品，这些可移动的电子产品最为困扰的是电源充电问题，但这些电子产品所使用的工作电源规格并不相同，迫切需要提供一种可兼容各种工作电压且供电安全可靠地移动电源。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种移动电源。
本实用新型所采用的技术方案是：一种移动电源，包括：开关控制单元、主控单元、变压电路单元、输出接口、检测部件、显示单元、电池本体和充电电路；
显示单元连接主控单元，用于显示当前输出接口输出的电压值；
用户通过所述开关控制单元向主控单元发送切换输出电压控制指令，主控单元根据所述指令输出相应的电压切换使能信号到变压电路单元，启动变压电路单元对电池本体进行相应的升压或降压处理以输出目标电压值到输出接口；
所述检测部件用于检测输出接口是否有负载插入，当检测到有负载插入时产生电平变化信号并发送给所述主控单元，使主控单元锁定输出到变压电路单元的电压切换使能信号以控制输出接口的电压值保持不变；
所述充电电路用于连接外部电源为所述电池本体进行充电。
优选的，所述开关控制单元包括检测电路，所述检测电路包括检测口、按键、第一电阻、第一电容、第一二极管；所述检测口连接所述主控单元；
所述检测口连接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接按键的一端，所述按键的另一端通过第一电阻与接地电位连接，所述检测口与接地电位之间并联有第一电容。
优选的，所述开关控制单元还包括自锁电路，所述自锁电路包括第一PNP三极管、第一NPN三极管，第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；所述按键S1的一端通过第二电阻与第一PNP三极管的基极连接；所述第一PNP三极管的基极与发射极通过所述第三电阻连接，所述第一PNP三极管的集电极与第一NPN三极管的发射极连接、同时连接到所述主控单元；所述第一PNP三极管的发射极与所述第一NPN三极管的集电极连接、同时连接到所述电池本体的正极；所述第一NPN三极管的基极与发射极通过第五电阻连接；所述第一NPN三极管的基极通过第四电阻与所述主控单元连接。
优选的，所述电池本体为14.8V的可充电锂电池，所述变压电路单元包括第一降压9V/12V输出电路和第一升压19V/24V输出电路。
优选的，所述第一降压9V/12V输出电路包括一降压芯片、第一开关电路、第一电阻可变电路，所述降压芯片的输入端连接所述可充电锂电池的正极，所述降压芯片的使能端与输入端通过第一开关电路连接，所述第一开关电路的控制端连接所述主控单元，所述降压芯片的反馈端与输出端通过第一电阻可变电路连接，所述第一电阻可变电路的控制端连接所述主控单元，所述降压芯片的输出端连接所述输出接口。
优选的，所述第一升压19V/24V输出电路包括一升压芯片、第二开关电路、第二电阻可变电路，所述升压芯片的使能端与输入端连接并通过第二开关电路与所述可充电锂电池的正极连接，所述第二开关电路的控制端连接所述主控单元；所述升压芯片的反馈端与输出端通过第二电阻可变电路连接，所述第二电阻可变电路的控制端连接所述主控单元，所述升压芯片的输出端连接所述输出接口。
优选的，所述输出接口为插孔，所述插孔包含两个触点：接地电位触点，输出电压触点，所述输出电压触点连接所述输出接口；所述检测部件为可导电的弹片，所述弹片一端连接所述主控单元，另一端与所述接地电位触点电接触，当负载插入所述插口时，弹片与接地电位触点断开，处于悬空状态。
优选的，还包括USB充电接口电路；所述USB充电接口电路分别与所述电池本体和主控单元连接；所述USB充电接口电路包括5V输出变压电路，第三开关电路，负载接入检测电路和接口电路；
所述5V输出变压电路用于将所述电池本体的电平转换为5V输出；
所述第三开关电路连接在所述5V输出变压电路的输出端与接口电路之间，所述第三开关电路的控制端连接所述主控单元，由主控单元控制其启闭状态；
所述负载接入检测电路并联在所述接口电路两端，用于在负载接入所述接口电路时，生成电平变换信号传送到所述主控单元。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的移动电源可以提供多种电压输出，满足各种电子产品的充电需求，用户可切换选择输出电压，通过显示模块了解当输出接口的输出电压，当接入负载进行充电时，主控单元自动锁定当前电压，可以防止误操作改变输出电压，保证充电过程的安全可靠。
另外，本实用新型通过一个按键就可以实现开关机、电压切换等功能，采用零功耗控制电路，在关机状态下真正实现功耗为0，操作便捷、安全节能。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
图1为本实用新型一种移动电源结构示意图；
图2为主控单元具体实施例结构示意图；
图3为开关控制单元具体实施例结构示意图；
图4为显示单元具体实施例结构示意图；
图5为本实用新型一种移动电源具体实施例结构示意图；
图6为第一降压9V/12V输出电路具体实施例结构示意图；
图7为第一升压19V/24V输出电路的具体实施例结构示意图；
图8为输出接口具体实施例电路结构示意图；
图9为USB充电接口电路结构示意图；
图10为USB充电接口电路具体实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型一种移动电源结构示意图，如图1所示，本实用新型一种移动电源，包括：开关控制单元2、主控单元1、变压电路单元4、输出接口5、检测部件6、显示单元7、电池本体3和充电电路8；
显示单元7连接主控单元1，用于显示当前输出接口5输出的电压值；
用户通过开关控制单元2向主控单元1发送切换输出电压控制指令，主控单元2根据所述指令输出相应的电压切换使能信号到变压电路单元4，启动变压电路单元4对电池本体3进行相应的升压或降压处理以输出目标电压值到输出接口5；
检测部件6用于检测输出接口5是否有负载9插入，当检测到有负载9插入时产生电平变化信号并发送给主控单元1，使主控单元1锁定输出到变压电路单元2的电压切换使能信号以控制输出接口5的电压值保持不变。
充电电路8用于连接外部电源为电池本体3进行充电。
图2为主控单元具体实施例结构示意图，如图2所示，在本实施例中，主控单元1采用STC15W404AS_18单片机，图3为开关控制单元具体实施例结构示意图，如2和图3所示，在本实施例中开关控制单元2包括检测电路和自锁电路。在本实施例中，通过一个按键实现移动电源的开关机和和输出电压切换功能，在其他实施例中，移动电源的开关机和输出电压切换功能可以采用多个按键实现。
检测电路包括检测口、按键S1、第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1；检测口连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接按键S1的一端，按键S1的另一端通过第一电阻R1与接地电位连接，所述检测口通过第一电容C1与接地电位连接。检测口连接单片机U4的电平切换侦测引脚K1。
自锁电路包括第一PNP三极管Q1、第一NPN三极管Q2，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5；按键S1的一端通过第二电阻R2与第一PNP三极管Q1的基极连接；第一PNP三极管Q1的基极与接地电位之间还并联有一第二电容C2；第一PNP三极管Q1的基极与发射极通过第三电阻R3连接，第一PNP三极管Q1的集电极与第一NPN三极管Q2的发射极连接、同时连接到单片机U4的电源输入引脚5V_EN；第一PNP三极管Q1的发射极与第一NPN三极管Q2的集电极连接、同时连接到电池本体3的正极BAT+；第一NPN三极管Q2的基极与发射极通过第五电阻R5连接；第一NPN三极管Q2的基极通过一电阻R4与单片机U4的自锁信号发送引脚EN5V_OUT连接。
下面对开关控制单元具体实施例的工作过程做一个说明。
电池本体3的是所有电路供电的电源，初始状态下， Q1的基极电压近似等于其发射极电压，Q1处于关断状态，集电极无导通，Q1是由一个大阻值电阻R3接至其发射极和基极；Q2也处于关闭状态；当按下按键S1的瞬间，Q1的基极电位通过R2、按键S1、和电阻R1流向接地端0电平，Q1瞬间由关闭到导通，Q1的集电极得电，单片机U3开始工作，同时，单片机U4的EN5V_OUT输出高电平控制Q2的基极为高电平，Q2导通工作，Q2的发射极得电维持单片机U4工作，电路自锁，当电路不处于工作状态时，在一段时间后，单片机U4的EN5V_OUT输出低电平，Q2截止，电路彻底断电，实现0功耗。
当按键S1松开，由于有Q2导通维持单片机U4的工作电压，单片机U4继续保持工作状态，与按键S1状态无关，按键S1由开机功能变为按键功能。
在本实施例中用户通过按键功能发送切换输出电压控制指令，单片机U4的电平切换侦测引脚K1默认是高电平输出，当按键S1按下时，按键S1闭合，第一二极管D1导通，单片机U4的电平切换侦测引脚K1电平被拉低，即可判断需要进行电平切换，在本实施例中单片机设置一定的电压输出顺序，可以通过按键S1依次切换输出电压值；图4为显示单元具体实施例结构示意图，如图4所示，显示单元7采用数码管显示，显示单元7实时显示输出接口5输出的电压值，便于用户观察当前电压值；数码管还可以用于显示内部电量的百分比。
图5为本实用新型一种移动电源具体实施例结构示意图，如图5所示，在本实施例中，电池本体3采用14.8V可充电锂电池，变压电路单元4包括第一降压9V/12V输出电路401和第一升压19V/24V输出电路402，本实用新型还包括USB充电接口电路10。
图6为第一降压9V/12V输出电路具体实施例结构示意图，如图6所示，第一降压9V/12V输出电路401包括一降压芯片U1，在本实施例中降压芯片U1采用XL4003芯片，降压芯片U1的输入端连接可充电锂电池的正极BAT+，降压芯片U1的使能端EN与输入端VIN通过第一开关电路4011连接，第一开关电路4011的控制端连接单片机U4的第一使能引脚P1.5_ENL0，降压芯片U1的反馈端FB与输出端SW通过第一电阻可变电路4012连接，第一电阻可变电路4012的控制端连接单片机U4的9V/12V电压切换使能引脚P1.6_9_12，降压芯片U1的输出端OUT连接输出接口5的。单片机U4通过第一使能引脚P1.5_ENL0和9V/12V电压切换使能引脚P1.6_9_12控制第一降压9V/12V输出电路401输出9V或12V电压到输出接口5，当第一使能引脚P1.5_ENL0和9V/12V电压切换使能引脚P1.6_9_12均输出为高电平时，启动第一降压9V/12V输出电路401输出12V电压，当第一使能引脚P1.5_ENL0输出高电平、9V/12V电压切换使能引脚P1.6_9_12输出为低电平时，启动第一降压9V/12V输出电路401输出9V电压。
图7为第一升压19V/24V输出电路的具体实施例结构示意图，如图7所示，第一升压19V/24V输出电路402包括一升压芯片U2，升压芯片U2采用XL6011芯片，升压芯片U2的使能端EN与输入端VIN连接并通过第二开关电路4021与锂电池本体的正极连接，第二开关电路4021的控制端连接单片机U4的第二使能引脚P1.5_ENL0；升压芯片U2的反馈端FB与输出端SW通过第二电阻可变电路4022连接，第二电阻可变电路4022的控制端连接单片机U4的19V/24电压切换使能引脚P5.4_19_24，升压芯片U1的输出端OUT连接输出接口5。
单片机U4通过第二使能引脚P1.7_ENHI和19V/24电压切换使能引脚P5.4_19_24控制第一升压19V/24V输出电路402输出19V或24V电压到输出接口5；当第二使能引脚P1.7_ENHI和19V/24V电压切换使能引脚P5.4_19_24均输出为高电平时，启动第一升压19V/24V输出电路402输出24V电压，当第二使能引脚P1.7_ENHI输出高电平、19V/24电压切换使能引脚P5.4_19_24输出为低电平时，启动第一升压19V/24V输出电路402输出19V电压。
在本实施例中设置默认的输出电压为9V，通过按键依次切换输出电压为9V-12V-19V-24V，输出电压的切换顺序也可以根据需求进行改变。
图8为输出接口具体实施例电路结构示意图，如图8所示，输出接口5为插孔P1，插孔P1包含两个触点：接地电位触点1，输出电压触点2，输出电压触点2连接变压电路单元4的输出端OUT，接地电位触点1连接接地电位，在本实施例中，检测部件为可导电的弹片，可导电的弹片一端通过一个电阻R28连接单片机U4的负载接入侦测引脚P3.5_OUT，另一端与插孔P1的接地电位触点接触，当有负载插入插孔P1时，弹片与插孔P1的接地电位触点断开；在无负载插入时，弹片与插孔P1的接地电位触点接触，使单片机U4的负载接入侦测引脚P3.5_OUT为低电平，当有负载9插入插孔P1时，弹片与插孔P1的接地电位触点断开，使单片机U4的负载接入侦测引脚P3.5_OUT处于悬空状态，单片机U4检测到电平发生变化，即可判断有负载9接入，当检测到有负载9接入时，单片机U4自动锁定当前电压，此时，按键S1将处于不可调节电压的状态。
图9为USB充电接口电路结构示意图，图10为USB充电接口电路具体实施例接口示意图，如图5、9、10所示， USB充电接口电路10包括5V输出变压电路1001，第三开关电路1002，负载接入检测电路1003和接口电路1004；
5V输出变压电路1001用于将可充电锂电池的电平转换为5V输出；
第三开关电路1002，连接在5V输出变压电路1001的输出端与接口电路1004之间，第三开关电路1002的控制端连接单片机U4的USB充电使能引脚USB_EN，由单片机U4的USB充电使能引脚USB_EN控制其其启闭状态；
负载接入检测电路1003并联在接口电路1004两端，用于在负载接入接口电路时，发送电平变变换信号到单片机U4的USB接入检测引脚USB_CHK。
单片机U4的USB充电使能引脚USB_EN定时输出检测信号检测是否有负载9插入，当接口电路1004插入负载9，负载9上的电压将使检测电路1003生成一个电平变换信号传送到单片机U4的USB接入检测引脚USB_CHK，使单片机U4的USB充电使能引脚USB_EN发送稳定的使能信号使第三开关电路导通，给外部负载充电。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种移动电源，其特征在于：包括：开关控制单元、主控单元、变压电路单元、输出接口、检测部件、显示单元、电池本体和充电电路；
显示单元连接主控单元，用于显示当前输出接口输出的电压值；
用户通过所述开关控制单元向主控单元发送切换输出电压控制指令，主控单元根据所述指令输出相应的电压切换使能信号到变压电路单元，启动变压电路单元对电池本体进行相应的升压或降压处理以输出目标电压值到输出接口；
所述检测部件用于检测输出接口是否有负载插入，当检测到有负载插入时产生电平变化信号并发送给所述主控单元，使主控单元锁定输出到变压电路单元的电压切换使能信号以控制输出接口的电压值保持不变；
所述充电电路用于连接外部电源为所述电池本体进行充电。
2.根据权利要求1所述一种移动电源，其特征在于：所述开关控制单元包括检测电路，所述检测电路包括检测口、按键、第一电阻、第一电容、第一二极管；所述检测口连接所述主控单元；
所述检测口连接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接按键的一端，所述按键的另一端通过第一电阻与接地电位连接，所述检测口与接地电位之间并联有第一电容。
3.根据权利要求2所述一种移动电源，其特征在于：所述开关控制单元还包括自锁电路，所述自锁电路包括第一PNP三极管、第一NPN三极管，第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；所述按键S1的一端通过第二电阻与第一PNP三极管的基极连接；所述第一PNP三极管的基极与发射极通过所述第三电阻连接，所述第一PNP三极管的集电极与第一NPN三极管的发射极连接、同时连接到所述主控单元；所述第一PNP三极管的发射极与所述第一NPN三极管的集电极连接、同时连接到所述电池本体的正极；所述第一NPN三极管的基极与发射极通过第五电阻连接；所述第一NPN三极管的基极通过第四电阻与所述主控单元连接。
4.根据权利要求1所述一种移动电源，其特征在于：所述电池本体为14.8V的可充电锂电池，所述变压电路单元包括第一降压9V/12V输出电路和第一升压19V/24V输出电路。
5.根据权利要求4所述一种移动电源，其特征在于：所述第一降压9V/12V输出电路包括一降压芯片、第一开关电路、第一电阻可变电路，所述降压芯片的输入端连接所述可充电锂电池的正极，所述降压芯片的使能端与输入端通过第一开关电路连接，所述第一开关电路的控制端连接所述主控单元，所述降压芯片的反馈端与输出端通过第一电阻可变电路连接，所述第一电阻可变电路的控制端连接所述主控单元，所述降压芯片的输出端连接所述输出接口。
6.根据权利要求4所述一种移动电源，其特征在于：所述第一升压19V/24V输出电路包括一升压芯片、第二开关电路、第二电阻可变电路，所述升压芯片的使能端与输入端连接并通过第二开关电路与所述可充电锂电池的正极连接，所述第二开关电路的控制端连接所述主控单元；所述升压芯片的反馈端与输出端通过第二电阻可变电路连接，所述第二电阻可变电路的控制端连接所述主控单元，所述升压芯片的输出端连接所述输出接口。
7.根据权利要求1或2或3或4所述一种移动电源，其特征在于：所述输出接口为插孔，所述插孔包含两个个触点：接地电位触点，输出电压触点，所述输出电压触点连接所述输出接口；所述检测部件为可导电的弹片，所述弹片一端连接所述主控单元，另一端与所述接地电位触点电接触，当负载插入所述插孔时，所述弹片与接地电位触点断开，处于悬空状态。
8.根据权利要求1或2或3或4所述一种移动电源，其特征在于：还包括USB充电接口电路；所述USB充电接口电路分别与所述电池本体和主控单元连接；所述USB充电接口电路包括5V输出变压电路，第三开关电路，负载接入检测电路和接口电路；
所述5V输出变压电路用于将所述电池本体的电平转换为5V输出；
所述第三开关电路连接在所述5V输出变压电路的输出端与接口电路之间，所述第三开关电路的控制端连接所述主控单元，由主控单元控制其启闭状态；
所述负载接入检测电路并联在所述接口电路两端，用于在负载接入所述接口电路时，生成电平变换信号传送到所述主控单元。
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