CN204349545U - 快速充电移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快速充电移动电源，包括壳体、设于壳体内的充电电池组、与充电电池组连接的降压输出电路，所述降压输出电路设有供外部电子设备充电的输电接口，还包括整流滤波电路，其连接至外部交流电，用于将外部交流电整为直流电；所述充电电池组通过一切换开关分别与降压输出电路、整流滤波电路切换连接，所述充电电池组包括若干个依次串联的充电电池模块，所述充电电池模块包括若干个串联连接的充电电池，所述充电电池为高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于或等于5C。通过本实用新型真正实现移动电源的快速充电，可以控制充电时间在十几分钟内，另外不需要复杂的充放电控制装置，同时免除了携带外部电源适配器的烦恼。

Description

快速充电移动电源

技术领域

本实用新型涉及一种移动电源，尤其是给智能手机、平板电脑等多种便携智能终端提供移动电能的快速充电移动电源。

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，其可以给手机、平板电脑等数码设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电芯或者干电池作为储电单元。区别于产品内部配置的电池，移动电源也叫外挂电池。其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，可随时随地为MP3、MP4、手机、PDA、平板电脑、掌上游戏机等多种数码产品供电或待机充电的功能产品。

随着数码设备、智能手机等智能移动终端向薄、轻的快速发展，其内置电池的续航能力一直饱受诟病，远远达不到用户的使用要求。为了满足持续使用移动终端的需求，移动电源成为智能移动终端必不可少的装备。

在移动电源的实际使用过程中，经常存在移动电源要么不使用，要么使用频繁的现象。当移动电源需要使用时，往往发现其电量较低，无法有效作为移动电源使用，而需要等移动电源充满电却需要通过外部设有变压器的电压转换插头及需要花费非常长的时间。根据目前的移动电源的性能显示，目前容量为10000mA的移动电源，充满电需要10多个小时。其充电速度对于紧急使用的情况来说，根本无法满足使用需求。

中国发明专利CN200410099320.1公开了一种以串联方式充电提高充电效率，以并联方式放电，确保稳定放电的电池充电及放电的控制装置，尤其能够有效地控制在便携式DVD播放器等多种类型的电子产品中的电池充电及放电的控制装置及方法。但该控制装置存在体积大，需要智能转换电路，设计复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种体积适中、可便携的充电时间控制在数十分钟甚至更短的快速充电移动电源。

为了达到上述目的，采用如下两种相近的技术方案：

第一种快速充电移动电源方案：

一种快速充电移动电源，包括壳体、设于壳体内的充电电池组、与充电电池组连接的降压输出电路，所述降压输出电路设有供外部电子设备充电的输电接口，还包括整流滤波电路，其连接至外部交流电，用于将外部交流电整为直流电；所述充电电池组通过一切换开关分别与降压输出电路、整流滤波电路切换连接，所述充电电池组包括若干个依次串联的充电电池模块，所述充电电池模块包括若干个串联连接的充电电池，所述充电电池为高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于或等于5C。

进一步地，所述充电电池为钛酸锂电池或磷酸铁酸锂电池或超级电容电池。

进一步地，所述壳体设有一可拆卸的面板或受力薄弱的面板，所述面板内表面设有若干导电件，所述充电电池模块设有正负触点或正负插孔，若干所述导电件与若干所述充电电池模块的正负触点或正负插孔连接形成充电电池组。

进一步地，所述切换开关为双刀双掷开关。

进一步地，所述整流滤波电路设有一与外部交流电连接的可隐藏插头，所述壳体上设有伸缩部，所述可隐藏插头与所述双刀双掷开关联动设置，所述可隐藏插头通过所述伸缩部伸出所述壳体并联动控制所述双刀双掷开关与所述整流滤波电路电连接，所述可隐藏插头通过所述伸缩部隐蔽于所述壳体内并联动控制所述双刀双掷开关与所述降压输出电路电连接。

进一步地，还包括用于稳压的稳压电路，所述稳压电路设于整流滤波电路和充电电池组之间。

第二种技术方案：

一种快速充电移动电源，包括壳体、设于壳体内的充电电池组、与充电电池组连接的降压输出电路，所述降压输出电路设有供外部电子设备充电的输电接口，还包括非隔离式开关电源电路，其分别连接外部交流电、充电电池组；所述充电电池组通过一切换开关分别与降压输出电路、非隔离式开关电源电路切换连接，所述充电电池组包括若干个依次串联的充电电池，所述充电电池为高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于或等于5C。

进一步地，所述非隔离式开关电源电路包括一整流滤波电路、一PWM信号源、一开关管、一二极管、一电感和一电容；所述整流滤波电路连接至外部交流电并输出直流电，所述PWM信号源控制所述开关管的导通和截止，所述开关管的输入端与整流滤波电路的正输出极连接、其输出端连接至所述电感的一端，所述电感另一端作为非隔离式开关电源电路的正输出端，所述电容设置在非隔离式开关电源电路的输出端之间，所述二极管的正极连接至整流滤波稳压电路的负输出极、负极连接至所述开关管的输出端。

优选地，所述充电电池为钛酸锂电池或磷酸铁酸锂电池或超级电容电池。

优选地，所述切换开关为双刀双掷开关。

进一步地，所述非隔离式开关电源电路设有一与外部交流电连接的可隐藏插头，所述壳体上设有伸缩部，所述可隐藏插头与所述双刀双掷开关联动设置，所述可隐藏插头通过所述伸缩部伸出所述壳体并联动控制所述双刀双掷开关与所述非隔离式开关电源电路电连接，所述可隐藏插头通过所述伸缩部隐蔽于所述壳体内并联动控制所述双刀双掷开关与所述降压输出电路电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

两种技术方案都通过高充电倍率的充电电池串联而实现移动电源的快速充电。

第一种技术方案，通过若干个高充电倍率的充电电池直接串联连接至充电电池组，本实用新型成本低，节省了复杂的变压器，节省了空间；第二种技术方案也通过若干个高充电倍率的充电电池串联直接连接，并通过非隔离式开关电源电路控制输出至充电电池组的充电电压，确保充电安全及快速充电。本实用新型采用充电倍率为5C及以上的高充电倍率的充电电池，相对于目前市场上充电倍率为0.1C的充满电至少需要十几个小时甚至二十几个小时的移动电源，本实用新型相同电池容量的移动电源的充电时间可控制在十几分钟以内，真正实现快速充电。若采用更高充电倍率的充电电池甚至可以数分钟就将移动电源充满。另外不需要复杂的充放电控制装置，同时免除了携带外部电源适配器的麻烦。

附图说明

图1是实施例一所述移动电源的结构示意图(去除面板)；

图2是实施例一所述移动电源的电路框图；

图3是实施例一所述移动电源具有电压保护的结构示意图；

图4是图3的A-A截面图；

图5是实施例二所述移动电源的结构示意图(面板打开)；

图6是实施例二所述移动电源的电路图。

图示：1—壳体；2—电路板；20—非隔离式开关电源电路；21—整流滤波电路；22—稳压电路；23—降压输出电路；24—PWM信号源；3—充电电池组；31—充电电池模块；311—正负极触点或正负极插孔；4—导电件；5—双刀双掷开关；6—可隐藏插头；7—输电接口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明：

本实用新型通过高充电倍率的充电电池串联而实现移动电源的快速充电，另外不需要复杂的充放电控制装置，同时免除了携带外部电源适配器的烦恼。以下通过两个实施例对本实用新型进行说明。

实施例一

本实施例的快速充电移动电源，如图1所示，其为本实施例的移动电源去掉一侧面壳板的结构示意图。本实施例的移动电源包括壳体1、设于壳体内的充电电池组3和电路板2，电路板上设有与充电电池组连接的降压输出电路23。本实施例的移动电源设有可隐藏插头6，当需要对移动电源充电时，将可隐藏插头6从壳体1里推出；当不需要充电时，将可隐藏插头6推入到壳体1内隐藏起来。可隐藏插头6的结构有多种，可以是通过容纳可隐藏插头的导槽推出或推入，可以是铰接在壳体内，通过绕铰接轴转动插头伸出壳体外，再通过铰接轴转动插头即收回至壳体内。壳体1上设有供移动设备充电的输电接口7，输电接口7可以是USB，也可以是其它类型的接口。本实施例的充电电池组3是由若干个依次串联的充电电池模块31组成。这些充电电池模块31可以包括一密封壳以及设于密封壳内的若干个串联连接的充电电池。也可以是若干个充电电池简单串联固定。本实施例的充电电池是高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于5C。

如图2所示，电路板2上还包括整流滤波电路21，其一端连接至220V或110V的外部交流电压，另一端输出直流电至稳压电路22。外部交流电压指市电电压。不同的国家和地区的市电电压不同，本实施例的充电电池的数量及串联后的总电压根据外部交流电压而设定。稳压电路22通过双刀双掷开关5与充电电池组3切换连接。当双刀双掷开关5打到左边时，即为移动电源的充电状态。220V或110V的交流电经整流滤波电路21的整流、滤波，再经过稳压电路22的稳压后输出高压直流电给充电电池组3充电。当双刀双掷开关5打到右边时，移动电源处于放电状态，经过降压输出电路23输出5V直流给外部的移动设备充电。输出给移动设备充电的直流电压根据实际情况设定，并不限于5V。

电路板2上还可以省略稳压电路22，直接由整流滤波电路21给充电电池组3充电。

为了保证快速充电，本实施例的充电电池优选为钛酸锂电池或磷酸铁酸锂电池或超级电容电池。本实施例选用充电倍率较大的钛酸锂电池，其单体标称电压为2.4V，充电电压为2.7V，72个钛酸锂电池串联后的电压为194.4V，稳压后取195V。本实施例优点是充电电路部分极其简单，可以给高达30C的超高倍率充电，实现快速充电。这72个钛酸锂电池可以分为4个充电电池模块，每个充电电池模块有18个串联的钛酸锂电池，这18个串联的钛酸锂电池通过一个密封壳密封起来，形成一个充电电池模块；也可以18个串联的钛酸锂电池直接串联固定形成一个充电电池模块。单个充电电池模块的电压不会对人体产生致命的风险。另外，使用双刀双掷开关5可以有效地通过机械手动调整到充电和放电状态，减少智能化电路带来的电子可靠性风险，同时结构简单，可靠性高，节能体积小。

本实施例中，由于多个充电电池模块31串联后的，充电电池组3的电压已经远远超出安全电压。当拆开面板或者壳体上的受力薄弱的面板开裂时，人体触碰充电电池组很可能带来致命的风险。为了杜绝这个风险，将每一个充电电池模块31的电压控制在安全电压或者比安全电压稍微高一点的电压值。举例，将每一个充电电池模块31的电压控制在50V左右，则需要4个充电电池模块31，令这4个充电电池模块的串联电压为220V。这4个充电电池模块31都设有正负极触点或正负极插孔311，通过设置在壳体面板内表面上的对应正负极触点或正负极插孔311连接的导电件4形成串联连接结构。导电件11为金属材料制成，能承受足够大的电流。当打开面板或移动电源跌落受力薄弱的面板破裂时，由于固定在壳体面板内表面的导电件4与充电电池模块31分离，充电电池组3无法形成220V的高压，电压仅能以单个充电电池模块31的形式出现，最高为50V的电压，并不会产生致命的风险。还可以将充电电池模块31的数量控制在2个或3个或其它数量，具体根据实际的工艺和电池容量设定。

如图4所示，为了令充电和放电更智能，通过可隐藏插头6与电路板的双刀双掷开关5联动，将可隐藏插头6伸出壳体1的状态与移动电源的充电状态结合，将可隐藏插头6隐藏在壳体1的状态与移动电源的放电状态结合。具体是通过以下结构实现：可隐藏插头6可以左右移动，壳体1内设有导槽等令可隐藏插头6可以移动到壳体内部或外部的伸缩部。在默认的情况下，双刀双掷开关5一直与可隐藏插头贴合，当可隐藏插头6向左移动时，可隐藏插头6带动双刀双掷开关5如图2所示向左侧闭合，令充电电池组3和稳压电路22端连接，充电电路启动工作。当可隐藏插头6向右移动到极限位置时，可隐藏插头6带动双刀双掷开关5如图2所示向右侧闭合，令充电电池组3和降压输出电路23接通，放电电路启动工作。

实施例二

如图5所示，本实施例的充电移动电源包括壳体1、设于壳体内的充电电池组3和电路板2。电路板2上设有与充电电池组3连接的降压输出电路23。本实施例的移动电源设有可隐藏插头6，当需要对移动电源充电时，将可隐藏插头6从壳体1里推出；当不需要充电时，将可隐藏插头6推入到壳体1内隐藏起来。可隐藏插头6的结构有多种，可以是推出或推入，可以是铰接在壳体内，通过绕铰接轴转动插头伸出壳体外，再通过铰接轴转动插头即收回至壳体内。壳体1上设有供移动设备充电的输电接口7，输电接口7可以是USB，也可以是其它类型的接口。本实施例的充电电池组3是由若干个依次串联的充电电池组成。本实施例的充电电池是高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于5C。

如图6所示，电路板2上还包括非隔离式开关电源电路20，其通过可隐藏插头6连接至交流电220V或110V，并通过双刀双掷开关5与充电电池组3切换连接。外部交流电压指市电电压。不同的国家和地区的市电电压不同，本实施例的充电电池的数量及串联后的总电压根据外部交流电压而设定。非隔离式开关电源电路20具有降压功能，并不需要在输入和输出提供隔离结构，其结构简单、体积小、成本较低，输出电压调节范围宽。非隔离式开关电源电路根据实际的应用可以输出根据电池组的充电电压要求的电压。由于非隔离式开关电源电路存在人体触电的风险，本实施例的壳体1是密封的绝缘壳体，杜绝人体触电的风险。非隔离式开关电源电路20包括整流滤波电路21、开关功率管VT，PWM信号源24，电感L，二极管D和电容C。非隔离式开关电源电路20连接至交流电220V或110V，PWM信号源24输出PWM信号控制开关功率管VT的导通和截止。电感L的一端和开关功率管VT的发射极连接，另一端作为非隔离式开关电源电路20的输出端。当开关功率管VT导通时，二极管D截止，输入的整流电压经过开关功率管VT和电感L向电容C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关功率管VT截止时，电感L感应出左负右正的电压，经充电电池组和二极管D释放电感L中存储的电能，维持输出直流电压不变。当双刀双掷开关打到左边时，即为移动电源的充电状态。当双刀双掷开关打到右边时，为移动电源的放电状态。其原理与实施例1中的原理相同，此处不再赘述。

为了令充电和放电更智能，通过可隐藏插头6与电路板联动，将可隐藏插头6伸出壳体1的状态与移动电源的充电状态结合，将可隐藏插头6隐藏在壳体1的状态与移动电源的放电状态结合。其结构与实施例一的结构相同，此处不再赘述。

以上所述仅为解释本实用新型之较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上之限制。凡在相同之实用新型精神下所作有关本实用新型之任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护之范畴。

Claims (10)

1.一种快速充电移动电源，包括壳体、设于壳体内的充电电池组、与充电电池组连接的降压输出电路，所述降压输出电路设有供外部电子设备充电的输电接口，其特征在于，还包括：

整流滤波电路，其连接至外部交流电，用于将外部交流电整为直流电；

所述充电电池组通过一切换开关分别与降压输出电路、整流滤波电路切换连接，所述充电电池组包括若干个依次串联的充电电池模块，所述充电电池模块包括若干个串联连接的充电电池，所述充电电池为高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于或等于5C。

2.根据权利要求1所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述充电电池为钛酸锂电池或磷酸铁酸锂电池或超级电容电池。

3.根据权利要求1所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述壳体设有一可拆卸的面板或受力薄弱的面板，所述面板内表面设有若干导电件，所述充电电池模块设有正负触点或正负插孔，若干所述导电件与若干所述充电电池模块的正负触点或正负插孔连接形成充电电池组。

4.根据权利要求1所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述切换开关为双刀双掷开关。

5.根据权利要求4所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述整流滤波电路设有一与外部交流电连接的可隐藏插头，所述壳体上设有伸缩部，所述可隐藏插头与所述双刀双掷开关联动设置，所述可隐藏插头通过所述伸缩部伸出所述壳体并联动控制所述双刀双掷开关与所述整流滤波电路电连接，所述可隐藏插头通过所述伸缩部隐蔽于所述壳体内并联动控制所述双刀双掷开关与所述降压输出电路电连接。

6.根据权利要求1所述的快速充电移动电源，其特征在于：还包括用于稳压的稳压电路，所述稳压电路设于整流滤波电路和充电电池组之间。

7.一种快速充电移动电源，包括壳体、设于壳体内的充电电池组、与充电电池组连接的降压输出电路，所述降压输出电路设有供外部电子设备充电的输电接口，其特征在于，还包括：

非隔离式开关电源电路，其分别连接外部交流电、充电电池组；

所述充电电池组通过一切换开关分别与降压输出电路、非隔离式开关电源电路切换连接，所述充电电池组包括若干个依次串联的充电电池，所述充电电池为高充电倍率的充电电池，其充电倍率大于或等于5C。

8.根据权利要求7所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述充电电池为钛酸锂电池或磷酸铁酸锂电池或超级电容电池。

9.根据权利要求7所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述切换开关为双刀双掷开关。

10.根据权利要求9所述的快速充电移动电源，其特征在于：所述非隔离式开关电源电路设有一与外部交流电连接的可隐藏插头，所述壳体上设有伸缩部，所述可隐藏插头与所述双刀双掷开关联动设置，所述可隐藏插头通过所述伸缩部伸出所述壳体并联动控制所述双刀双掷开关与所述非隔离式开关电源电路电连接，所述可隐藏插头通过所述伸缩部隐蔽于所述壳体内并联动控制所述双刀双掷开关与所述降压输出电路电连接。