CN204425000U - 一种移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动电源，由外壳和内置于壳体中的主板和电芯构成，主板上设置有一个单片机和分别与单片机连接的升压电路模块、降压电路模块、保护电路模块、电芯温度检测模块、USB接口和状态指示灯，所述状态指示灯的灯体部分设置在外壳表面上。本实用新型提高了对USB设备的兼容性，延长了产品使用寿命且方便携带。

Description

一种移动电源

所属技术领域

本实用新型涉及一种移动电源，尤其涉及一种USB移动电源。

背景技术

随着全球济济的快速发展，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，如手机、数码相机、便携式DVD，PDA，MP3，MP4，GPS等等，它们都要用到电池，但这些产品的标配电池都会因为电池容量低而显得不能满足设备的正常使用时间。当出差或旅游时又是这些产品的工作高峰期，所以就会出现手机正在打电话时，数码相机正在拍照时，PSP游戏机玩的正起劲时，PDA正在工作时电池却没电了，为此，大多数用户是不可能给产品都配一个备用电池，即使用户可以配置备用电池，也会给用户增加花费同时也会增加携带负担。

近几年，随着移动充电电源的推出，很好的解决了移动设备的充电问题。但是目前的移动充电电源，大多数只能够识别通用的USB接口，而某些品牌的产品需要匹配特殊的接口驱动程序才可以进行充电，但现有的移动充电电源却没有这样的功能。

现有的移动充电电源产品大部分采用金属电池或者锂电池作为电芯，由于容量的制约，现有的移动充电电源产品容量普遍较低。现有移动充电电源的充放电保护电路通过比较运算电路来实现，一旦保护电路的元器件出现性能衰减或者偏差，充放电保护电路就会失去保护能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对产品兼容性更好的，智能充放电和良好的保护功能移动充电电源。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种移动电源，由外壳和内置于壳体中的主板和电芯构成，主板上设置有一个单片机和分别与单片机连接的升压电路模块、降压电路模块、保护电路模块、电芯温度检测模块、USB接口和状态指示灯，所述状态指示灯的灯体部分设置在外壳表面上。

所述单片机集成了多种不同品牌产品的驱动程序，不仅可以支持通用USB接口的产品，也可以支持要求驱动程序认证的产品，当单片机识别到这些产品的USB信号，就会自动调用自身存储的驱动程序与之匹配，匹配成功之后就可以开始为产品充电，大大提高了兼容性。

所述USB接口只有一个，作为充电和放电的通用接口，该USB接口为USBmini-B型母接口，该类型的接口有5根引脚，其中2根为电源正负极，2根为data线，还有1根是ID引脚，ID引脚一般情况不用。本实用新型对USB接口的ID引脚进行了改进，在其上附加上一个5V的Vcc3电源，并将ID引脚串联一个10K欧姆的电阻后连接到单片机，当接入设备是产品的时候，ID引脚为空接状态，单片机检测到ID引脚为高电平，USB移动充电电源工作在DC放电模式为产品充电；当接入设备是外接充电电源时，ID引脚为接地状态，单片机检测到ID引脚为低电平，切换到降压电路，USB移动充电电源工作在充电模式。即本实用新型可以完成接入设备的自动识别。

所述单片机分别和电芯、升压电路模块、降压电路模块、保护电路模块、电芯温度检测模块、USB接口和状态指示灯电连接；所述单片机控制升压电路模块和降压电路模块的开关，以达到控制电芯充放电；所述电芯采用标称3.7V聚合物电芯，容量可达10000MHA，比一般锂电芯体积小容量大。

本实用新型在DC放电过程中，只要电芯电压大于3.3V，升压电路工作，降压电路完全停止工作不消耗电流，单片机检测到电芯电压小于3.3V，关闭放电开关，这时只为单片机提供电源.放电电流大于2A，或电芯温度过高等异常时即关闭放电开关，此时单片机依然能从升压电路获取电压正常工作，当检测到电芯放电恢复正常时，打开放电开关继续放电。由此本实用新型实现了智能放电和保护电路功能。

本实用新型在充电过程中，单片机关闭输出开关.单片机检测到充电电流和电压异常时，自动关闭充电电路，以达到保护电芯的效果，同时通过状态指示灯指示各种充电状态，还可以判断电芯是否已损坏。

本实用新型除了通过单片机来保护电路，还通过主板上的电路保护模块对电路起到保护作用。在充电过程中检测充电过流、充电过压，当检测达到硬件的保护值时去控制充电开关断开，在放电过程中检测放电过流、放电欠压(欠压值为3V)时去控制放电开关断开。

本实用新型采用了单USB接口和轻薄的聚合物电芯，因此在整体设计上更加轻薄。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)采用单片机来识别外接设备，提高了本实用新型对USB设备的兼容性；(2)本实用新型在电路保护方面具有硬件保护电路和软件保护的功能，安全性好，延长了产品使用寿命；(3)本实用新型的外观设计小巧轻薄，方便携带。

附图说明

图1为USB接口模块电路图；

图2为一种移动电源电路连接方框图。

具体实施方式

如图2所示，一种移动电源，由外壳和内置于壳体中的主板和电芯构成，主板上设置有一个单片机和分别与单片机连接的升压电路模块、降压电路模块、保护电路模块、电芯温度检测模块、USB接口和状态指示灯。状态指示灯的灯体部分设置在外壳表面上。

本实施例的USB接口采用有五个PIN脚的USB mini-B型母接口，该接口的引脚电路连接图如图1所示，1脚为输入输出Vcc的正极；2、3引脚作为DATA线连接到单片机；4脚作为接入设备的识别引脚连接到单片机，4脚到单片机连线的中间节点引出一根导线连接一个大小为10K的电阻R3并连接到升压电路的Vcc3，单片机检测USB第4脚为高电平时打开升压电路，关闭降压电路，单片机检测到USB第4脚为低电平时打开降压电路，关闭升压电路，只要电芯电压大于3V，单片机总能从升压电路获取Vcc电源正常工作，当外部电源适配器接入时，单片机关闭升压电路，改由外部电源提供单片机工作电压；5脚接地。

下面通过电路工作过程对本实施例进行详细说明，在没有外接设备接入时，USB移动电源默认的工作模式是DC输出的放电模式，即升压电路为打开状态，降压电路为关闭状态。当待充电移动设备接入时，移动设备发送识别信息给单片机，单片机识别第4脚为高电平，单片机调用对应驱动程序驱动设备，建立连接并开始充电，同时单片机检测电芯电压、电芯放电电流、电芯温度，当检测到电芯电压低于3.3V、电芯电流大于2A、电芯温度高于设定值任意一种情况时，单片机断开放电开关；此时升压电路继续提供Vcc3电压到单片机和USB第4引脚，维持单片机正常工作和USB第4引脚的高电平；当检测到电芯电压大于3.3V，打开放电开关继续放电；当电芯电压低于3V时，硬件保护IC控制断开电芯输出，整个电路停止工作；当插入外置电源适配器时，内部电路得到Vcc电压开始正常工作，单片机识别USB第4脚为低电平，单片机打开降压电路开始充电，

外部电源适配器接入时，单片机检测第4引脚为低电平，关闭升压电路，打开降压电路。单片机检测电芯电压，当电芯电压小于3V，控制降压电路工作在预充电状态，红灯闪烁，同时单片机开始计时。在设定的预充电时间内，当单片机检测到电芯电压恢复到3V时，降压电路切换到恒流充电模式，红灯点亮；当单片机检测到电芯电压小于3V时，判断为电芯损坏，绿灯闪烁，同时停止充电。恒流充电开始时单片机开始计时，在设定时间内电芯电压达到4.2V时，降压电路切换到恒压充电模式，单片机充电电流小于一定值时，判断为电芯充满，绿灯亮；在设定时间内单片机判断电芯未充满时，停止充电，绿灯亮。在充电过程中，单片机检测电芯温度超过设定安全值时，停止充电，指示灯不亮。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种移动电源，由外壳和内置于壳体中的主板和电芯构成，主板上设置有一个单片机，其特征在于：所述单片机上设有一可自动识别USB设备的控制模块，所述主板上还设置了2个与单片机连接的由发光二极管做成的状态指示灯，所述状态指示灯的灯头部分突出在外壳表面，所述状态指示灯有四种不同的显示状态，分别代表四种充电状态。

2.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于：所述主板上还设置了用于连接充电和放电设备的USB接口，所述USB接口的ID引脚连接到一个5V电源和单片机。

3.如权利要求1所述的移动电源，其特征在于：所述主板上还设置了电芯温度检测模块，电芯的温度信息通过传感器传送给单片机，电芯温度过高时单片机切断电芯输出。