CN205304290U - 新型移动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型移动电源，其特征在于，包括：蓄电池，用于储存电能并对外输出电能；电池充放电管理电路，所述电池充放电管理电路用于控制蓄电池的充电和放电；其特征在于，还包括直流电输入及输出电路；所述直流电输入及输出电路通过所述电池充放电管理电路与所述蓄电池相连，用于将所述蓄电池的直流电压向外输出，且所述直流电输出及输入电路还用于将外部直流电压输送至蓄电池，为所述蓄电池充电。本实用新型提供的新型移动电源，充放电采用同一接口，使用时只需采用一根USB？Type-C电子标记线缆与用电设备相连接即可实现电力输出功能；与电源适配器相连即可实现为移动电源提供电力补充。
Description
技术领域
本实用新型涉及新型移动电源。
背景技术
移动电源式在电网断电或用电设备内部电力不足时，可为用电设备提供电力或电力补充。在电网断电时，它可以通过内部的电池组释放电能为用电设备继续提供电能，确保用电设备仍可持续运转；在内部具有电池的用电设备电能不足时，可以采用移动电源实现便携、可移动电源应急。
随着用电器设备、电子产品的智能化，其内部多采用低压直流电作为电源供应，使用时需要使用电源适配器将电网电压转换为内部可以使用的直流电电压。现有的移动电源具有以下几个方面的技术缺陷：
1、能源输入、输出采用不同的接口，使用起来不够方便。
2、对于用电功率较大的设备(小于100瓦以内)，使用时移动电源必须具有逆变功能或需外部连接逆变器，先将移动电源内的直流电转换交流电，再使用用电设备的电源适配器将交流电转换为可供设备使用的直流，使用过程繁琐，且用电效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种可对外输出直流电，并且能够利用用电设备的直流电充电的新型移动电源。
为实现以上目的，通过以下技术方案实现：
新型移动电源，其特征在于，包括：
蓄电池，用于储存电能并对外输出电能；
电池充放电管理电路，所述电池充放电管理电路用于控制蓄电池的充电和放电；
其特征在于，还包括直流电输入及输出电路；所述直流电输入及输出电路通过所述所述电池充放电管理电路与所述蓄电池相连，用于将所述蓄电池的直流电压向外输出，且所述直流电输出及输入电路还用于将外部直流电压输送至蓄电池，为所述蓄电池充电。
优选地是，所述直流电输入及输出电路包括DC/DC双向斩波电路和直流电输入及输出接口电路；所述DC/DC双向斩波电路用于将来自所述蓄电池的直流电压处理后输送至所述直流电输入及输出接口电路，并由所述直流电输入及输出接口电路输出；且所述DC/DC双向斩波电路还用于将来自所述直流电输入及输出接口电路的直流电压处理后，输送至所述蓄电池为所述蓄电池充电。
优选地是，所述直流电输入及输出接口电路为USBType-C接口电路。
优选地是，USBType-C接口电路具有控制芯片，所述控制芯片控制所述直流电输入及输出接口电路的开和关、实时监测输入电路的电压与电流状态并控制输入电路中电流的大小。
优选地是，所述控制芯片控制所述DC/DC双向斩波电路工作。
优选地是，还包括直流电输入及输出接口；所述直流电输入及输出接口用于与对配连接器连接，用于在所述直流电输入及输出接口电路与对配连接器之间传输直流电。
优选地是，所述直流电输入及输出接口为USBType-C接口。
优选地是，USBType-C接口电路具有控制芯片，所述控制芯片控制DC/DC双向斩波电路工作。
优选地是，还包括主控电路，所述主控电路用于控制所述电池充放电管理电路及所述直流电输入及输出电路、所述交流/直流电转换电路工作。
本实用新型提供的新型移动电源，充放电采用同一接口，使用时只需采用一根USBType-C电子标记线缆与用电设备相连接即可实现电力输出功能；与直流电源相连即可实现为移动电源提供电力补充。避免了传统移动电源充放电采用不同回路、接口繁杂的问题，提高电能利用率。本实用新型中的移动电源具有同一个USB接口既具有电力输出功能也具有电力输入功能。在使用带USBType-C接口的用电设备时省却了由逆变器先将移动电源系统的直流电转变为交流电后再经用电设备的电源适配器转为相应使用直流电电压的步骤，提高了电能利用率、降低了移动电源的成本。采用USBType-C接口电路及USBType-C接口，可以使充电来源更丰富，使用更方便。
附图说明
图1为本实用新型的新型移动电源的功能框图。
图2为本实用新型的直流电输入输出电路原理图。
图3为本实用新型中的主设备与从设备配合关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的描述：
如图1所示，新型移动电源2，用于为直流负载302供电。本实施例所述的新型移动电源2，设置有蓄电池和电池充放电管理电路202。在如图1所示的优选示例中，蓄电池数目为多个，组成电池组209工作。电池充放电管理电路202用于管理电池组209中的各个蓄电池的工作。根据本实用新型的新型移动电源2，其还包括主控电路206及人机界面208，主控电路206与电池充放电管理电路202通信连接，并与人机界面208通信。操作人员可利用人机界面208对主控电路206输入控制指令，并由主控电路206通过电池充放电管理电路202控制电池组209的工作。主控电路206可将从电池充放电管理电路202收集到的电池组209的状态信息通过人机界面208显示给操作人员。根据本实用新型中的新型移动电源，其还包括检测电路以及检测装置(图中未示出)用于检测电池组209或者其中的某一个或某几个蓄电池的工作状态或者工作环境，并将检测结果通过电池充放电管理电路202输送至主控电路206，由主控电路206通过人机界面208显示，或者由主控电路206根据设定的规则控制电池组209或者其中的某一个或某几个蓄电池的工作，比如使某个蓄电池停止工作或者改变工作状态。
本实施例中的新型移动电源2还包括直流电输入及输出电路。直流电输入及输出电路与电池充放电管理电路202相连，既可以用于将电池组209的直流电向外输出至用电设备3，又可以用于将外部直流电输送至电池组209，为所述电池组209充电。直流电输入及输出电路包括直流电输入及输出接口电路与直流电输入及输出接口。直流电输入及输出接口电路与直流电输入及输出接口相连。用电设备3可通过直流电输入及输出接口与直流电输入及输出接口电路相连。根据本实用新型的优选实施例，直流电输入及输出电路还包括DC/DC双向斩波电路210。DC/DC双向斩波电路210既用于将来自所述电池组209的直流电压转换后输送至直流电输入及输出接口电路，并由直流电输入及输出接口电路输出；还用于将来自直流电输入及输出接口电路的直流电压转换后输送至电池组209为所述电池组209充电。双向DC/DC斩波电路的功能是实现电压的双向转换，在本专利中的功能是既可以将蓄电池电压降压至特定压值，如降至20伏的电压后经直流电输入及输出接口电路输出，也可以将经直流电输入及输出接口电路输入的电压升压至略高于蓄电池电压，为蓄电池充电。
如图1、图2及图3所示，根据本实用新型的优选实施例，所述直流电输入及输出接口电路为USBType-C接口电路211。所述直流电输入及输出接口为USBType-C接口212。带有USBType-C接口的设备分为三种，一种是仅可以做主设备；第二种是仅可以做从设备；第三种是既可以做主设备也可以做从设备。通过USBType-C接口输出电能的设备为主设备，通过USBType-C接口输入电能的设备为从设备。仅可以做主设备的设备具有功率输出功能；仅可以做从设备的设备仅具有功率输入功能。既可以做主设备的设备与可以做从设备的设备连接后可以实现功率传输功能。仅可以做主设备的设备与仅可以做主设备的设备连接后无法实现数据传输与功率传输功能。仅可以做从设备的设备与仅可以做从设备的设备连接后也无法实现数据传输与功率传输功能。本实施例的新型移动电源2既可以做主设备也可以做从设备。本实施例中的新型移动电源2通过USBType-C接口输出电能时为主设备，通过USBType-C接口输入电能即充电时为从设备。
与本实用新型中的新型移动电源相连的直流负载302也设置有USBType-C接口电路。新型移动电源2与直流负载302通过USBType-C线缆连接。新型移动电源2和直流负载302中的各自USBType-C接口电路会通过内部检测电阻确定自己的主从角色。主设备与从设备内的USBType-C接口控制芯片会通过CC(CC1和CC2)信号线进行数据沟通确定从设备的相关设备信息，主设备按照从设备的信息提供相应的电能。当本实施例中的新型移动电源与仅可以做从设备如平板电脑、手机等消费电子产品，或仅可以做主设备的设备如直流电源301连接后，双方分别会通过内部的检测电阻与信号控制线CC识别后确定自己的角色。信号线CC1和信号线CC2其中一个如果检测到检测电阻，则转变为VCONN，另一个做配置信号线使用。本实施例所述的新型移动电源2在与仅可以做主设备的直流电源301连接时，会通过内部的检测电阻识别并主动扮演从设备；本专利所述的新型移动电源2与仅可以做从设备的直流负载302连接时会通过内部的检测电阻识别并主动扮演主设备。
当使用USBType-C线缆将本实用新型所述新型移动电源2与直流电源301相连接，且直流电源301能够输出直流电时，USBType-C接口控制芯片会通过内部的检测电阻判断将直流电源301作为主设备，新型移动电源2作为从设备。然后通过CC信号线进行数据沟通确定从设备的相关设备信息，主设备按照从设备的信息提供相应的电能，为电池组209充电。本实用新型所述新型移动电源2内部的USBType-C接口控制芯片U1通过控制DC/DC双向斩波转换电路210，使得电池组209工作在电能输入模式，即充电模式。同时设备内部的USBType-C接口电路211的控制芯片U1的VBUS_VMON管脚会实时监测VBUS信号线上的电压，当电压过高时采取相应的异常处理，防止设备因电压过高而损坏。
如图2所示，本实用新型中的新型移动电源2的USBType-C控制芯片U1的VSEL1/CUR_LIM、VSEL2与MUXSEL_1信号默认为关闭DC/DC双向斩波转换电路210，以及通过控制芯片U1的VBUS_C_CTRL与VBUS_P_CTRL信号默认控制MOS管NFET5与NFET4为关闭状态，以切断DC/DC双向斩波转换电路201与后端VBUS电源回路。在如图1所示的优选示例中，新型移动电源2通过USBType-C线缆与直流电源301连接时，直流电源301的USBType-C接口电路中的控制芯片与新型移动电源2的USBType-C接口电路211的控制芯片U1通过检测电阻确定直流电源301与新型移动电源2的主从关系。可以做主设备的直流电源301会先检测到CC信号线，然后通过将CC信号线转为Vconn电压输出并检测Vconn上有无Ra电阻，有Ra电阻则确定自己为主设备，新型移动电源2中的控制芯片U1通过场效应管控制Input电路打开，Output电路关闭，然后由直流电源301为新型移动电源2提供直流电充电。本实用新型中的新型移动电源2会通过轮流检测有无Ra以及与所接设备尝试通信的方式来裁决自己所应扮演的设备类型。直流电源301确定作为主设备后，直流电源301与新型移动电源2会通过CC线进行通信获取到所接设备信息，新型移动电源2并主动扮演从设备。使得本实用新型中的新型移动电源2仅工作在充电状态。在确定本实用新型的新型移动电源2为从设备后，控制芯片U1的VBUS_VMON首先会检测VBUS上的电平状态确定有无电源供应，后通过检测到的电平信号来确定是否改变DC/DC双向斩波转换电路210的工作状态。在确定有电源供应时，则DC/DC双向斩波转换电路210将来自直流电源301的电流升压后输向电池组209，为电池组209充电。
新型移动电源2外接直流负载302时，其USBType-C接口电路中的控制芯片U1控制DC/DC双向斩波转换电路工作，使其工作在电池组输出电压的状态。新型移动电源2开始为直流负载302供电。USBType-C接口电路210中的控制芯片U1与直流负载302的USBType-C接口电路中的控制芯片通过CC信号线通信，确定新型移动电源2为主设备，直流负载302确定为从设备。本实用新型中的控制芯片U1会通过场效应管关闭Input电路，打开Output电路，电池组通过DC/DC双向斩波转换电路210及USBType-C接口输出直流电，为直流负载302供电。
本实用新型中的新型移动电2既可以只设置一个USBType-C接口电路和一个USBType-C接口，通过一根USBType-C电子标记线缆与直流负载直流电源301或302连接。根据连接的是直流电源301还是直流负载302，决定新型移动电源2对外供电还是对电池组209充电。本实用新型中的新型移动电2还可以设置多个USBType-C接口电路和多个USBType-C接口，分别与直流电源301或直流负载302连接，而在用电设备内部通过设置相应的电路管理新型移动电源2的充电和供电工作。
本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.新型移动电源，其特征在于，包括：
蓄电池，用于储存电能并对外输出电能；
电池充放电管理电路，所述电池充放电管理电路用于控制蓄电池的充电和放电；
其特征在于，还包括直流电输入及输出电路；所述直流电输入及输出电路通过所述所述电池充放电管理电路与所述蓄电池相连，用于将所述蓄电池的直流电压向外输出，且所述直流电输出及输入电路还用于将外部直流电压输送至蓄电池，为所述蓄电池充电；还包括直流电输入及输出接口；所述直流电输入及输出接口用于与对配连接器连接，用于在所述直流电输入及输出接口电路与对配连接器之间传输直流电；还包括主控电路，所述主控电路用于控制所述电池充放电管理电路及所述直流电输入及输出电路、所述交流/直流电转换电路工作。
2.根据权利要求1所述的新型移动电源，其特征在于，所述直流电输入及输出电路包括DC/DC双向斩波电路和直流电输入及输出接口电路；所述DC/DC双向斩波电路用于将来自所述蓄电池的直流电压处理后输送至所述直流电输入及输出接口电路，并由所述直流电输入及输出接口电路输出；且所述DC/DC双向斩波电路还用于将来自所述直流电输入及输出接口电路的直流电压处理后，输送至所述蓄电池为所述蓄电池充电。
3.根据权利要求2所述的新型移动电源，其特征在于，所述直流电输入及输出接口电路为USBType-C接口电路。
4.根据权利要求2或3所述的新型移动电源，其特征在于，USBType-C接口电路具有控制芯片，所述控制芯片控制所述直流电输入及输出接口电路的开和关、实时监测输入电路的电压与电流状态并控制输入电路中电流的大小。
5.根据权利要求4所述的新型移动电源，其特征在于，所述控制芯片控制所述DC/DC双向斩波电路工作。
6.根据权利要求1所述的新型移动电源，其特征在于，所述直流电输入及输出接口为USBType-C接口。
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