CN204538754U - 高集成多功能移动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高集成多功能移动电源，它包括充电电路、MCU控制电路、电池保护电路、放电电路。充电电路采用美国德州仪器的BQ24195芯片，MCU控制电路采用AS20P1116芯片，电池保护电路采用HY2113芯片，放电电路采用TPS2514芯片，它们之间相互连接，并设置若干外围电路。本实用新型的目的在于提供一种高集成多功能移动电源，通过AS20P1116加上美国德州仪器的BQ24195这个充放电二合一方案，可实现路径管理，支持边充边放，充放电效率高，并自身设置多重保护电路，更加安全、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源技术领域，更具体地说，它涉及一种高集成多功能移动电源。
背景技术
随着智能手机的大量普及,电池的续航能力成为手机的一大软肋，由此衍生了移动电源行业。现有技术中，移动电源专用芯片BQ24195有多种运用方式。但是，这些移动电源方案普遍存在一些问题，例如充放电效率低，存在很多的安全隐患等。以上的问题会给移动电源带来致命的缺陷，因此，亟待设计一款高集成多功能移动电源解决上述问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高集成多功能移动电源，通过AS20P1116加上美国德州仪器的BQ24195这个充放电二合一方案，可实现路径管理，支持边充边放，充放电效率高，并自身设置多重保护电路，更加安全、可靠。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种高集成多功能移动电源，包括充电电路、MCU控制电路、电池保护电路、放电电路；
所述充电电路分别耦接所述MCU控制电路、所述电池保护电路和所述放电电路，所述充电电路受控于MCU控制电路的控制信号进行充电工作模式或放电工作模式，所述充电电路上设置有输入端口，用于接收外部电源的充电信号，所述充电电路采用BQ24195芯片，所述输入端口耦接BQ24195芯片的输入引脚；
所述MCU控制电路分别耦接所述电池保护电路和所述放电电路，该MCU控制电路接收输入端口的充电信号时，向所述充电电路发送控制信号，使充电电路进入充电工作模式；该MCU控制电路接收放电电路的反馈信号，并根据该反馈信号控制充电电路进入放电工作模式，所述MCU控制电路采用AS20P1116芯片，所述AS20P1116芯片耦接BQ24195芯片；
所述电池保护电路包括电池和保护电路；
所述放电电路上设置有输出端口，当所述充电电路进入放电工作模式时，所述放电电路经输出端口对外接设备进行充电。
本实用新型进一步设置为：所述的输入端口与BQ24195芯片的输入引脚之间设置有延时开关电路，包括，
稳压部，耦接输入端口，用于输入信号稳压；
开关部，耦接稳压部，包括第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关MOS管，第一开关三极管的基极耦接稳压部，发射极接地，集电极耦接第二开关三极管的基极；第二开关三极管的发射极接地，集电极耦接第三开关MOS管的栅极；所述第三开关MOS管为PMOS，其源极耦接输入端口，漏极耦接BQ24195芯片输入引脚；第一开关三极管与第二开关三极管级间设置有若干偏置电阻。
本实用新型进一步设置为：所述的延时开关电路与BQ24195芯片输入引脚之间设置有防反接电路，包括第四开关三极管和第五开关MOS管，
第四开关三极管，所述第四开关三极管的基极通过电阻耦接延时开关电路，发射极接地，集电极耦接第五开关MOS管栅极；
第五开关MOS管为PMOS，其漏极耦接延时开关电路，源极耦接漏极耦接BQ24195芯片输入引脚。
本实用新型进一步设置为：所述的放电电路采用TPS2514芯片。
本实用新型进一步设置为：所述的保护电路采用HY2113芯片。
附图说明
图1为本实用新型高集成多功能移动电源各模式原理连接框图；
图2为本实用新型高集成多功能移动电源的充电电路的电路图；
图3为本实用新型高集成多功能移动电源的MCU控制电路的电路图；
图4为本实用新型高集成多功能移动电源的电池保护电路的电路图；
图5为本实用新型高集成多功能移动电源的放电电路的电路图。
具体实施方式
参照图1至图5对本实用新型高集成多功能移动电源实施例做进一步说明。
如图1至5所示，一种高集成多功能移动电源，采用AS20P1116芯片加上BQ24195芯片两个充放电二合一方案，可实现路径管理，支持边充边放。本实用新型中高集成多功能移动电源包括充电电路、MCU控制电路、电池保护电路、放电电路。
如图2所示，充电电路主要包括输入端口J1和BQ24195芯片。具体的，输入端口J1的第1引脚（即电源引脚VIN）连接PMOS管Q6的源极，PMOS管Q6漏极与BQ24195芯片的VBUS引脚连接。输入端口J1的第2引脚和第3引脚连接至BQ24195芯片的D+、D-引脚，输入端口J1的第5引脚接地。
输入端口J1的第1引脚与PMOS管Q6之间设置有延时开关电路，该延时开关电路包括稳压部与开关部。稳压部耦接输入端口J1第1引脚，用于输入信号稳压，防止输入信号的突升、突降对BQ24195芯片造成损伤。稳压部包括滤波电容C1、稳压二极管D1、电阻R1和R2。开关部包括第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2和第三开关MOS管Q3，第一开关三极管Q1的基极耦接电阻R1和R2的连接节点，发射极接地，集电极耦接第二开关三极管Q2的基极；第二开关三极管Q2的发射极接地，集电极耦接第三开关MOS管Q3的栅极,第一开关三极管Q1与第二开关三极管Q2级间设置偏置电阻R3和R4；第三开关MOS管Q3为PMOS，其源极耦接输入端口，漏极耦接BQ24195芯片输入引脚VBUS。该延时开关电路延时导通，并通过稳压二极管D1，防止输入信号突升、突降，对BQ24195芯片造成损伤。
延时开关电路与BQ24195芯片输入引脚VBUS之间还设置有防反接电路。它包括三极管Q5、PMOS管Q6、电阻R9～R12。第四开关三极管Q5基极通过电阻R11和R9连接至电源引脚VIN，发射极接地，电阻R9和R11连接节点通过电阻R10接地，集电极耦接第五开关MOS管Q6栅极，该MOS管为PMOS,PMOS管Q6源极耦接BQ24195芯片输入引脚VBUS，PMOS管Q6的栅极与源极之间设置有电阻R12。该防反接电路，具有防反接、限制欠压和软启动功能。
BQ24195芯片的OTG引脚耦接其两个SYS引脚节点。OTG引脚为BQ24195芯片的USB限流选择端，SYS引脚为BQ24195芯片的模式控制引脚（即通过该引脚反馈信号控制BQ24195芯片选择充电工作模式或放电工作模式）。
BQ24195芯片的PMID引脚为该芯片的输出引脚，耦接至放电电路的输入端。
如图3所示，MCU控制电路采用AS20P1116芯片。AS20P1116芯片的PG0/AN0/PWM引脚经电阻R28和二极管D3连接至充电电路的电源引脚VIN。AS20P1116芯片的PH0、PG3、PG2引脚分别与BQ24195芯片的SDA、SCL、TNT引脚相连接，用来MCU控制电路与充电电路的信号通信。BQ24195芯片的TS引脚节点（TS引脚为温度检测信号输入引脚）连接至AS20P1116芯片的PH1引脚，用来温度信号反馈。
如图2至3所示，BQ24195芯片的BAT引脚与AS20P1116芯片的VDD引脚连接至电池保护电路。
如图4所示，电池保护电路采用HY2113芯片，避免电池保护电路过充电或过放电状态。HY2113芯片的VDD引脚经电阻R32耦接AS20P1116芯片的VDD引脚与BQ24195芯片的BAT引脚。HY2113芯片的VDD引脚与GND引脚之间设置有电容C22。HY2113芯片的CS引脚经电阻R33接地。HY2113芯片DO引脚与OC引脚之间相互连接设置有两个RY8205C6芯片，RY8205C6芯片的S2引脚接地，S1引脚耦接电池BT1负极，电池BT1正极耦接HY2113芯片、BQ24195芯片、AS20P1116芯片的连接节点。
如图5所示，放电电路采用TPS2514芯片，用于自适应快充识别不同制式外接设备。TPS2514芯片的IN引脚连接PMOS管Q8的漏极，源极耦接BQ24195芯片的PMID引脚，栅极和漏极之间设置有电阻R34，栅极接三极管Q9集电极，Q9发射极接地，基极耦接AS20P1116芯片的PB3引脚。TPS2514芯片的IN引脚和GND引脚之间设置有电容C20。放电电路包括输出端口，输出端口为4引脚输出，其1脚耦接耦接BQ24195芯片的PMID引脚，2脚耦接TPS2514芯片的DM1引脚，3脚耦接TPS2514芯片的DP1引脚，4脚耦接有RU8205C6芯片。RU8205C6芯片的G1和G2引脚节点耦接至AS20P1116芯片的R12引脚，RU8205C6芯片的S1和S2引脚节点通过电阻R38耦接至AS20P1116芯片的PH2引脚。
对于BQ24195主要针对应用时power bank，一般都是充电一个USB接口，放电一个USB接口，这时会用PMID引脚作为boost mode的输出端，这时一般会在外部加个USB switch。本实用新型中，放电电路采用TPS2514芯片，它是一颗USB专业充电端口（DCP）控制器，支持BC1.2规范和中国电信标准YD/T 1591-2009短接模式，解决了安卓和ios手机在充电过程中无法识别的问题。
对比现有技术，通过AS20P1116加上美国德州仪器的BQ24195这个充放电二合一方案，可实现路径管理，支持边充边放。充电电流可控从100mA—4500mA，电流为2A时的充电效率为92%,4A时为90%，高效率的大电流充电及高效的内阻补偿技术对于大容量电池极大的提高充电速度；外接电源多种选择，可根据插入的电源种类自动调整电流；电池的截止电压可控3.5V—4.4V，通吃3.6V（铁电），4.2/4.3/4.35V(锂电)等各类主流锂电池；同步升压部分在1A输出时为94% 5.1V升压效率，2.1A时为91%；本身具有多重保护功能，温度保护，短路保护，输入过压保护，输入防反保护等；配合AS20P1116可做自动带载功能，实现即插即用（省去开关）。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种高集成多功能移动电源，其特征在于：包括充电电路、MCU控制电路、电池保护电路、放电电路；
所述充电电路分别耦接所述MCU控制电路、所述电池保护电路和所述放电电路，所述充电电路受控于MCU控制电路的控制信号进行充电工作模式或放电工作模式，所述充电电路上设置有输入端口，用于接收外部电源的充电信号，所述充电电路采用BQ24195芯片，所述输入端口耦接BQ24195芯片的输入引脚；
所述MCU控制电路分别耦接所述电池保护电路和所述放电电路，该MCU控制电路接收输入端口的充电信号时，向所述充电电路发送控制信号，使充电电路进入充电工作模式；该MCU控制电路接收放电电路的反馈信号，并根据该反馈信号控制充电电路进入放电工作模式，所述MCU控制电路采用AS20P1116芯片，所述AS20P1116芯片耦接BQ24195芯片；
所述电池保护电路包括电池和保护电路；
所述放电电路上设置有输出端口，当所述充电电路进入放电工作模式时，所述放电电路经输出端口对外接设备进行充电。
2.根据权利要求1所述的高集成多功能移动电源，其特征在于：所述输入端口与BQ24195芯片的输入引脚之间设置有延时开关电路，包括，
稳压部，耦接输入端口，用于输入信号稳压；
开关部，耦接稳压部，包括第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关MOS管，第一开关三极管的基极耦接稳压部，发射极接地，集电极耦接第二开关三极管的基极；第二开关三极管的发射极接地，集电极耦接第三开关MOS管的栅极；所述第三开关MOS管为PMOS，其源极耦接输入端口，漏极耦接BQ24195芯片输入引脚；第一开关三极管与第二开关三极管级间设置有若干偏置电阻。
3.根据权利要求2所述的高集成多功能移动电源，其特征在于：所述延时开关电路与BQ24195芯片输入引脚之间设置有防反接电路，包括第四开关三极管和第五开关MOS管，
第四开关三极管，所述第四开关三极管的基极通过电阻耦接延时开关电路，发射极接地，集电极耦接第五开关MOS管栅极；
第五开关MOS管为PMOS，其漏极耦接延时开关电路，源极耦接漏极耦接BQ24195芯片输入引脚。
4.根据权利要求1所述的高集成多功能移动电源，其特征在于：所述放电电路采用TPS2514芯片。
5.根据权利要求1所述的高集成多功能移动电源，其特征在于：所述保护电路采用HY2113芯片。
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