CN205565836U - 一种应急启动电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应急启动电源装置，包括一壳体，壳体的侧面设置有用于外接电源的输入端口，用于供电的输出端口，用于控制应急启动电源装置启闭的开关按键，和输出电源给汽车供电的汽车启动端口；所述壳体内设置有电路板，所述电路板上设置有充电模块、电池模块和输出模块；所述充电模块对输入电源进行降压稳压处理、输出充电电压对电池模块充电，并根据电池模块内的电池电压控制充电状态；输出模块根据供电信号控制电池模块的供电状态；所述电池模块根据电池的充放电状态对电池进行过充过放保护；其既能充电又能通过汽车启动端口给汽车供电，解决了现有汽车电池亏电时车辆无法启动的问题。

Description

一种应急启动电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种应急启动电源装置。

背景技术

随着社会发展的进步，越来越多的人拥有自己的汽车。现有的汽车技术已经十分成熟，给人们带来了极大的便利，但是仍存在启动问题。由于现有的汽车启动电池均为铅酸电池，在某些气温较为寒冷的地区，铅酸电池低温情况下不能大倍率放电，导致汽车无法启动，给人们带来极大不便。再比如，长时间开着空调、收音机等耗电设备停在路边，或忘记关掉车内电子设备导致电池工作时间较长；一旦电池的使用时间超过18个月即进入老化期，有时汽车电池还自放电。由于目前大部份汽车都没有电池监测功能，没有办法提前知道电池剩余电量多少，当电池亏电时则不能启动车辆。

因此，有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种应急启动电源装置，以解决现有汽车电池亏电时车辆无法启动的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种应急启动电源装置，其包括：一壳体，壳体的侧面设置有用于外接电源的输入端口，用于供电的输出端口，用于控制应急启动电源装置启闭的开关按键，和输出电源给汽车供电的汽车启动端口；

所述壳体内设置有电路板，所述电路板上设置有充电模块、电池模块和输出模块；所述充电模块对输入电源进行降压稳压处理、输出充电电压对电池模块充电，并根据电池模块内的电池电压控制充电状态；输出模块根据供电信号控制电池模块的供电状态；所述电池模块根据电池的充放电状态对电池进行过充过放保护。

所述的应急启动电源装置中，所述充电模块包括第一接口、电池充电芯片、第一MOS管、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一接口为外接电源的输入端口；

所述第一接口的第1脚连接第一电容的一端和第一MOS管的源极，第一电容的另一端和第一接口的第2脚均接地，所述第一MOS管的栅极通过第一电阻连接电池充电芯片的DRV脚，第一MOS管的漏极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极通过第一电感连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接电池充电芯片的BAT脚和电池模块的供电端，电池充电芯片的CSP脚连接第二电阻的一端，电池充电芯片的VG脚通过第二电容连接第一MOS管的源极。

所述的应急启动电源装置中，所述电池充电芯片的型号为CN3703，第一MOS管为NMOS管。

所述的应急启动电源装置中，所述电池模块包括电池保护芯片、电池组、第三电阻、第四电阻、第二MOS管和第三MOS管；

所述电池保护芯片的COP脚连接第二MOS管的栅极，电池保护芯片的COP脚还通过第三电阻连接供电端和第二MOS管的源极，第二MOS管的漏极连接第三MOS管的源极，第三MOS管的栅极连接电池保护芯片的DOP脚，第三MOS管的漏极连接电池保护芯片的VDD脚和电池组，电池保护芯片的VC1脚、VC2脚、VC3脚均连接电池组，电池保护芯片的VMP脚连接供电端，电池保护芯片的VINI脚接地；电池保护芯片的VSS脚连接电池组、还通过第四电阻接地。

所述的应急启动电源装置中，所述电池保护芯片的型号为S-8254AAFFT-TB，电池组内设置有三个串联的电池，第二MOS管和第三MOS管均为NMOS管。

所述的应急启动电源装置中，所述输出模块包括降压芯片、第二接口、第四MOS管、第一三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二电感；所述第二接口为供电的输出端口；

所述降压芯片的VIN脚连接第四MOS管的漏极，第四MOS管的源极连接第五电阻的一端和供电端，第四MOS管的栅极连接第一三极管的集电极和第五电阻的另一端，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接开关按键的一端，开关按键的另一端通过一保护电阻连接供电端，降压芯片的SW脚连接第二电感的一端，第二电感的另一端连接降压芯片的FB脚和输出端，第二接口的VBUS脚连接输出端和第六电阻的一端，第二接口的D+脚连接第六电阻的另一端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接第八电阻的一端和地；第二接口的GND脚连接第八电阻的另一端、还通过第九电阻连接汽车启动端口。

所述的应急启动电源装置中，所述降压芯片的型号为CEP2103A，第二接口为USB接口。

相较于现有技术，本实用新型提供的应急启动电源装置，包括一壳体，壳体的侧面设置有用于外接电源的输入端口，用于供电的输出端口，用于控制应急启动电源装置启闭的开关按键，和输出电源给汽车供电的汽车启动端口；所述壳体内设置有电路板，所述电路板上设置有充电模块、电池模块和输出模块；所述充电模块对输入电源进行降压稳压处理、输出充电电压对电池模块充电，并根据电池模块内的电池电压控制充电状态；输出模块根据供电信号将电池模块的电源输出供电；所述电池模块根据电池的充放电状态对电池进行过充过放保护；其既能充电又能通过汽车启动端口给汽车供电，解决了现有汽车电池亏电时车辆无法启动的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的应急启动电源装置的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的应急启动电源装置的结构框图。

图3为本实用新型实施例提供的应急启动电源装置中充电模块的电路图。

图4为本实用新型实施例提供的应急启动电源装置中电池模块的电路图。

图5为本实用新型实施例提供的应急启动电源装置中输出模块的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种应急启动电源装置，主要用于在汽车电池亏电时对汽车供电，使汽车能正常启动。在具体应用时，该应急启动电源装置还能对手机及USB类数码产品充电。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的应急启动电源装置可为外接电源对其本身充电，还可与负载（汽车或其他USB类数码产品）连接对负载供电。如图1所示，所述应急启动电源装置包括一壳体10，壳体10上部呈拱面状，所述壳体10的侧面设置有用于外接电源的输入端口110，用于对其他USB类数码产品供电的输出端口120，用于控制应急启动电源装置启闭的开关按键130，和输出电源给汽车供电的汽车启动端口140。

所述壳体10内设置有电路板，所述电路板上设置有充电模块20、电池模块30和输出模块40。所述充电模块20对输入电源进行降压稳压处理、输出充电电压对电池模块30充电，并根据电池模块30内的电池电压控制充电状态。输出模块40根据供电信号控制电池模块30的供电状态。所述电池模块30根据电池的充放电状态对电池进行过充过放保护。

请一并参阅图3，所述充电模块20包括第一接口J1、电池充电芯片U1、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；所述第一接口J1的第1脚连接第一电容C1的一端和第一MOS管Q1的源极，第一电容C1的另一端和第一接口J1的第2脚均接地，所述第一MOS管Q1的栅极通过第一电阻R1连接电池充电芯片U1的DRV脚，第一MOS管Q1的漏极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极通过第一电感L1连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接电池充电芯片U1的BAT脚和电池模块30的供电端P+，电池充电芯片U1的CSP脚连接第二电阻R2的一端，电池充电芯片U1的VG脚通过第二电容C2连接第一MOS管Q1的源极。

所述电池充电芯片U1的型号为CN3703，电池充电芯片U1的周围还设置有其他电子器件组成的外围电路（即图3中未标号的电子器件）。该电池充电芯片U1支持较宽输入电源范围（12.6V到28.0V）的充电，具有恒流和恒压充电模式。所述第一接口为外接电源的输入端口，输入电源通过第一接口J1输入，经过第一电容C1滤波后生成输入电压VIN。当输入电压VIN为12.6V~28.0V时，电池充电芯片U1开始工作。通过检测BAT脚(14pin)上的反馈信号电压，不断调整DRV脚(16pin)输出对应的PWM脉冲信号来控制第一MOS管Q1(MOSFET管，NMOS)的通断，从而使充电模块20输出稳定的电压给电池模块30的供电端P+充电。电池充电芯片U1 的CSP脚与BAT脚内置有一基准电压200mV，结合第二电阻R2来对充电电流进行限流。电池模块30中的电池充饱后，电池充电芯片U1自动停止输出PWM脉冲信号，截止第一MOS管Q1，从而进入休眠模式。

例如，对于深度放电的锂电池，当BAT脚检测电池电压低于8.4V时，电池充电芯片U1用所设置的恒流充电电流的15%对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到所设置的100mA时停止充电。如果BAT脚检测电池电压下降到12V时，自动开始新的充电周期，当VG脚检测输入电源掉电（即输入电压VIN变为0）或者输入电压VIN低于BAT脚检测到的电池电压时，电池充电芯片U1自动进入休眠模式。

请一并参阅图4，所述电池模块30包括电池保护芯片U2、电池组310、第三电阻R3、第四电阻R4、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3；所述电池保护芯片U2的COP脚连接第二MOS管Q2的栅极，电池保护芯片U2的COP脚还通过第三电阻R3连接供电端P+和第二MOS管Q2的源极，第二MOS管Q2的漏极连接第三MOS管Q3的源极，第三MOS管Q3的栅极连接电池保护芯片U2的DOP脚，第三MOS管Q3的漏极连接电池保护芯片U2的VDD脚和电池组310（具体为整个电池组的正极），电池保护芯片U2的VC1脚、VC2脚、VC3脚均连接电池组310，电池保护芯片U2的VMP脚连接供电端P+，电池保护芯片U2的VINI脚接地；电池保护芯片U2的VSS脚连接电池组310（具体为整个电池组的负极）、还通过第四电阻R4接地。

本实施中，所述电池保护芯片U2的型号为S-8254AAFFT-TB，电池组310内设置有三个串联的电池（BT1~BT3，锂电池），第二MOS管Q2和第三MOS管Q3均为NMOS管。三个电池的正极分别通过一个电阻连接电池保护芯片U2的VC1脚、VC2脚、VC3脚。第三个电池BT3的负极通过一个电阻连接电池保护芯片U2的CTL脚。电池保护芯片U2的周围还设置有其他电子器件组成的外围电路（即图4中未标号的电子器件）。

电池保护芯片U2上电工作时，通过检测其VC1脚、VC2脚、VC3脚上的电压来实现过充过放保护功能，例如，当检测VC1脚、VC2脚、VC3脚上的电压大于预设上限电压时，识别三个电池达到过充条件，通过COP脚输出低电平关闭第二MOS管Q2从而实现过充保护功能。当检测VC1脚、VC2脚、VC3脚上的电压小于预设下限电压时，识别三个电池达到过放条件，通过DOP脚输出低电平关闭第三MOS管Q3实现过放保护功能。当检测VMP脚与VDD脚上的电压实现了一次过流，则电池保护芯片U2进行短路保护，检测VINI脚与VSS脚上的电压实现了二次过流，则电池保护芯片U2进行短路保护。

请一并参阅图5，所述输出模块40包括降压芯片U3、第二接口J2、第四MOS管Q4、第一三极管Q5、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第二电感L2；所述降压芯片U3的VIN脚连接第四MOS管Q4的漏极，第四MOS管Q4的源极连接第五电阻R5的一端和供电端P+，第四MOS管Q4的栅极连接第一三极管Q5的集电极和第五电阻R5的另一端，第一三极管Q5的发射极接地，第一三极管Q5的基极连接开关按键的一端，开关按键的另一端通过一保护电阻连接供电端P+（图中未示出），降压芯片U3的SW脚连接第二电感L2的一端，第二电感L2的另一端连接降压芯片U3的FB脚和输出端VOUT，第二接口J2的VBUS脚连接输出端VOUT和第六电阻R6的一端，第二接口J2的D+脚连接第六电阻R6的另一端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的一端和地；第二接口J2的GND脚连接第八电阻R8的另一端、还通过第九电阻R9连接汽车启动端口（图5中以LOAD标示）。

降压芯片U3的型号为CEP2103A，其周围还设置有其他电子器件组成的外围电路（即图5中未标号的电子器件）。第二接口J2为USB接口，可外接USB类数码产品。

当开关按键130被按下时，应急启动电源装置进入工作状态，开关按键130导通输入高电平的供电信号OUT_EN，第一三极管Q5导通使第四MOS管Q4导通，供电端P+输入电池模块30的电池电压至降压芯片U3中，降压芯片U3通过其FB脚反馈的电压调整SW脚内置的MOSFET开关实现降压功能，输出5V/2.4A的输出电压VOUT。第二接口为供电的输出端口，该输出电压VOUT即可通过第二接口J2输出给其他USB类数码产品供电。该输出电压VOUT还可通过汽车启动端口传输给汽车供电。

当开关按键130（再按一下）被弹起时，开关按键130断开，第一三极管Q5的基极悬空，供电信号OUT_EN变为高阻态，第一三极管Q5截止使第四MOS管Q4截止，则无电压输出。

综上所述，本实用新型提供的一种应急启动电源装置，其电池组内移动电源电芯容量达9600mAh，即支持12.6V~28.0V的电源输入来对内置的电池组充电，又能将电池电压降压后通过USB接口输出5V给其他设备供电，汽车启动端口输出12V启动汽车；适用于低温环境下快速启动汽车，为汽车电瓶没电、损坏或寒冷冬天汽车不能启动和汽车维修时提供方便； 其体积较小，方便携带。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种应急启动电源装置，其特征在于，包括：一壳体，壳体的侧面设置有用于外接电源的输入端口，用于供电的输出端口，用于控制应急启动电源装置启闭的开关按键，和输出电源给汽车供电的汽车启动端口；

所述壳体内设置有电路板，所述电路板上设置有充电模块、电池模块和输出模块；所述充电模块对输入电源进行降压稳压处理、输出充电电压对电池模块充电，并根据电池模块内的电池电压控制充电状态；输出模块根据供电信号控制电池模块的供电状态；所述电池模块根据电池的充放电状态对电池进行过充过放保护。

2.根据权利要求1所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述充电模块包括第一接口、电池充电芯片、第一MOS管、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一接口为外接电源的输入端口；

所述第一接口的第1脚连接第一电容的一端和第一MOS管的源极，第一电容的另一端和第一接口的第2脚均接地，所述第一MOS管的栅极通过第一电阻连接电池充电芯片的DRV脚，第一MOS管的漏极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极通过第一电感连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接电池充电芯片的BAT脚和电池模块的供电端，电池充电芯片的CSP脚连接第二电阻的一端，电池充电芯片的VG脚通过第二电容连接第一MOS管的源极。

3.根据权利要求2所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述电池充电芯片的型号为CN3703，第一MOS管为NMOS管。

4.根据权利要求2所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述电池模块包括电池保护芯片、电池组、第三电阻、第四电阻、第二MOS管和第三MOS管；

所述电池保护芯片的COP脚连接第二MOS管的栅极，电池保护芯片的COP脚还通过第三电阻连接供电端和第二MOS管的源极，第二MOS管的漏极连接第三MOS管的源极，第三MOS管的栅极连接电池保护芯片的DOP脚，第三MOS管的漏极连接电池保护芯片的VDD脚和电池组，电池保护芯片的VC1脚、VC2脚、VC3脚均连接电池组，电池保护芯片的VMP脚连接供电端，电池保护芯片的VINI脚接地；电池保护芯片的VSS脚连接电池组、还通过第四电阻接地。

5.根据权利要求4所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述电池保护芯片的型号为S-8254AAFFT-TB，电池组内设置有三个串联的电池，第二MOS管和第三MOS管均为NMOS管。

6.根据权利要求4所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述输出模块包括降压芯片、第二接口、第四MOS管、第一三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二电感；所述第二接口为供电的输出端口；

所述降压芯片的VIN脚连接第四MOS管的漏极，第四MOS管的源极连接第五电阻的一端和供电端，第四MOS管的栅极连接第一三极管的集电极和第五电阻的另一端，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接开关按键的一端，开关按键的另一端通过一保护电阻连接供电端，降压芯片的SW脚连接第二电感的一端，第二电感的另一端连接降压芯片的FB脚和输出端，第二接口的VBUS脚连接输出端和第六电阻的一端，第二接口的D+脚连接第六电阻的另一端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接第八电阻的一端和地；第二接口的GND脚连接第八电阻的另一端、还通过第九电阻连接汽车启动端口。

7.根据权利要求6所述的应急启动电源装置，其特征在于，所述降压芯片的型号为CEP2103A，第二接口为USB接口。