CN206908345U - 一种数控移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控移动电源，数控移动电源工作开始是通过触摸按键电路的触摸按键触发开始信号来开机，开机以后首先进行是各模块初始化准备工作，初始化主要包括休眠电路、触摸按键电路、液晶显示电路、报警电路、液晶背光电路、电压采样电路和电流采样电路。打开电路开关后，完成初始化，程序开始进入主要工作状态，先通过电压采集电路、电流采集电路、进行采集电压、电流，判断输出是否有负载接入，或者是否有触摸按键电路在工作，本实用新型的数控移动电源具有携带便携、可当充电宝、采用寿命较长的触摸按键以及自动关机等功能，可以方便的在现场调试产品，不用插220V电，可以随处使用。

Description

一种数控移动电源

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，具体来说涉及一种数控移动电源。

背景技术

传统电源大多还是旋钮电位器调节电压，电流，旋钮电位器会受温度影响对输出的电压，电流产生误差，而且旋钮电位器调节速速慢，定位不准确，存在一次调节不到位的问题，使用起来麻烦，但是数控电源不存在上述问题，例图中国济南CN104410277A，CN103731051A，以及类似的专利中都是采用数字化控制直流电源工作，但是智能实现数控，不能实现移动使用，不能当作充电宝使用，不能用锂电池供电，不能实现自动关机这种低功耗方案，市面也有移动电源的专利例如：CN106532790A，这个只是移动电源，无法实现数控调压、调流、采用触摸按键实现人机交互等。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种数控移动电源，该数控移动电源集充电宝、移动使用(便携式)、触摸按键、锂电池供电和自动关机为一体。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种数控移动电源，包括：单片机、恒流核心电路、恒压核心电路、开关降压型DC-DC转换电路、休眠电路和电池组供电电路，所述电池组供电电路分别为触摸按键电路、第一继电器电路和第二继电器电路供电，在所述电池组供电电路与触摸按键电路、第一继电器电路和第二继电器电路之间电连接有开关电路，用于控制所述电池组供电电路与触摸按键电路、第一继电器电路和第二继电器电路之间的通断；所述触摸按键电路与单片机电连接，用于向所述单片机输入控制信号；所述休眠电路分别与所述单片机、第一继电器电路和第二继电器电路电连接，所述单片机驱动休眠电路控制第一继电器电路和第二继电器电路的通断；

所述第一继电器电路为开关降压型DC-DC转换电路供电，所述开关降压型DC-DC转换电路用于对所述第一继电器电路的输出电压进行降压；

第二继电器电路为正负5V电压转换电路、单片机、液晶背光电路和液晶显示电路供电；

所述正负5V电压转换电路与所述恒流核心电路和恒压核心电路电连接，用于向所述恒流核心电路和恒压核心电路提供双电源电压；所述恒流核心电路和恒压核心电路分别与所述开关降压型DC-DC转换电路电连接，所述单片机分别与所述恒流核心电路和恒压核心电路电连接，用于驱动恒压核心电路调整开关降压型DC-DC转换电路的输出电压以及驱动恒流核心电路限制开关降压型DC-DC转换电路的输出电流；

所述开关降压型DC-DC转换电路与用于连接负载的输出模块电连接，在所述开关降压型DC-DC转换电路与输出模块之间连接有电流采样电路和电压采样电路，用于采集开关降压型DC-DC转换电路输出至输出模块的电流和电压；所述电流采样电路和电压采样电路分别与所述单片机电连接，用于将采集的电流和电压传输至单片机；

所述液晶背光电路和液晶显示电路与单片机电连接。

在上述技术方案中，还包括：5V稳压电路，所述5V稳压电路将电池组供电电路输入至触摸按键电路和第二继电器电路的电压调整至5V。

在上述技术方案中，还包括：串口通讯电路，用于为所述单片机下载程序提供接口。

在上述技术方案中，所述输出模块包括：USB输出接口、香蕉插座输出接口和输出模式切换电路，所述开关降压型DC-DC转换电路与所述输出模块的输出模式切换电路电连接，所述USB输出接口和香蕉插座输出接口分别与所述输出模式切换电路电连接，所述单片机与所述输出模式切换电路电连接，用于控制输出模式切换电路在USB输出接口和香蕉插座输出接口之间进行切换。

在上述技术方案中，在所述开关降压型DC-DC转换电路与所述输出模式切换电路之间连接有过压过流保护电路，所述第一继电器电路为所述过压过流保护电路供电，所述单片机与所述过压过流保护电路电连接，用于控制过压过流保护电路对开关降压型DC-DC转换电路输出至负载的电压和电流进行限定。

在上述技术方案中，在所述第一继电器电路与所述过压过流保护电路之间连接有10V稳压电路，用于将第一继电器电路输出至过压过流保护电路的电压调整至10V。

在上述技术方案中，所述开关电路的数量为1个。

在上述技术方案中，还包括：报警电路，所述报警电路与单片机电连接，所述第二继电器电路为报警电路供电。

在上述技术方案中，还包括：基准源电路，所述基准源电路分别与单片机和所述第二继电器电路电连接，用于将所述第二继电器电路输出的5V电压降压成2.5V并将降压后的电压反馈给所述单片机。

在上述技术方案中，还包括：智能温控风扇，所述智能温控风扇与单片机电连接，所述第二继电器电路为智能温控风扇供电。

在上述技术方案中，还包括：电量检测电路，所述电量检测电路分别与电池组供电电路和单片机电连接，用于检测电池组供电电路的电量，并将检测信号传输至单片机。

在上述技术方案中，在第二继电器电路与单片机之间电连接有一3.3V稳压电路，用于将第二继电器电路输出至单片机的电压调整至3.3V。

相比于现有技术，本实用新型的数控移动电源具有携带便携、可当充电宝、采用寿命较长的触摸按键以及自动关机等功能，可以方便的在现场调试产品，不用插220V电，可以随处使用。

附图说明

图1是本实用新型的数控移动电源的结构示意图。

其中，1为USB输出接口，2为香蕉插座输出接口，3为输出模式切换电路，4为过压过流保护电路，5为10V稳压电路，6为电池组供电电路，7为电量检测电路，8为电流采样电路，9为电压采样电路，10为第一继电器电路，11开关电路，12为开关降压型DC-DC转换电路，13为休眠电路，14为第二继电器电路，15为5V稳压电路，16为恒流核心电路，17为恒压核心电路，18为正负5V电压转换电路，19为串口通讯电路，20为单片机，21为3.3V稳压电路，22为液晶背光电路，23为报警电路，24为触摸按键电路，25为智能温控风扇，26为基准源电路，27为液晶显示电路。

具体实施方式

在本实用新型的具体实施方式中，开关降压型DC-DC转换电路主要是大功率XL4016，5V稳压电路和10V稳压电路均为LM2596小功率降压芯片，3.3V供电电路主要用的是AMS1117-3.3芯片，休眠电路是用的三极管(S8550、S8050)互补震荡实现自锁从而实现按键开机和主控控制关机，基准源电路主要芯片是TL431器件，触摸按键电路主要是TS04共4通道芯片，正负5V电压转换电路主要是ICL7660芯片，恒压核心电路为LM358以及外围电阻、电容元器件构成，恒流核心电路主要为LM358+OP07两个芯片以及外围电容、电阻元器件构成。液晶显示电路是LCD1602显示，电压采集电路、电流采集电路和单片机都采用的是STM32f103RBT6芯片，报警电路采用的是蜂鸣器(SOT塑封管)，液晶背光电路采用三极管s8050构成，智能温控风扇采用光耦PC817和散热风扇(睿达5CM 5010 5V)构成。

电池组供电电路连接有电源，电源为整个系统能量来源。电源采用的是6节锂电池(18650)串联供电，锂电池的充电采用专用的适配器(25.2V 0.5A)，小电流充电有助于保护电池，延长电池使用寿命。

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，包括：单片机20、恒流核心电路16、恒压核心电路17、开关降压型DC-DC转换电路12、休眠电路13和电池组供电电路6，电池组供电电路6分别为触摸按键电路24、第一继电器电路10和第二继电器电路14供电，在电池组供电电路6与触摸按键电路24、第一继电器电路10和第二继电器电路14之间电连接有开关电路11，用于控制电池组供电电路6与触摸按键电路24、第一继电器电路10和第二继电器电路14之间的通断；触摸按键电路24与单片机20电连接，用于向单片机20输入控制信号；休眠电路13分别与单片机20、第一继电器电路10和第二继电器电路14电连接，单片机20驱动休眠电路13控制第一继电器电路10和第二继电器电路14的通断；

第一继电器电路10为开关降压型DC-DC转换电路12供电，开关降压型DC-DC转换电路12用于对第一继电器电路10的输出电压进行降压；

第二继电器电路14为正负5V电压转换电路18、单片机20、液晶背光电路22和液晶显示电路27供电；

正负5V电压转换电路18与恒流核心电路16和恒压核心电路17电连接，用于向恒流核心电路16和恒压核心电路17提供双电源电压；恒流核心电路16和恒压核心电路17分别与开关降压型DC-DC转换电路12电连接，单片机20分别与恒流核心电路16和恒压核心电路17电连接，用于驱动恒压核心电路17调整开关降压型DC-DC转换电路12的电压以及驱动恒流核心电路16限制开关降压型DC-DC转换电路12的电流；

开关降压型DC-DC转换电路12与用于连接负载的输出模块电连接，在开关降压型DC-DC转换电路12与输出模块之间连接有电流采样电路8和电压采样电路9，用于采集开关降压型DC-DC转换电路12输出至输出模块的电流和电压；电流采样电路8和电压采样电路9分别与单片机20电连接，用于将采集的电流和电压传输至单片机；

液晶背光电路22和液晶显示电路27与单片机20电连接。

优选的，还包括：5V稳压电路15，5V稳压电路15将电池组供电电路6输入至触摸按键电路24和第二继电器电路14的电压调整至5V。

优选的，还包括：基准源电路26，基准源电路26分别与单片机20和第二继电器电路14电连接，用于将第二继电器电路14输出的5V电压降压成2.5V并将降压后的电压反馈给所述单片机。

优选的，还包括：串口通讯电路19，用于为单片机20下载程序提供接口。

优选的，输出模块包括：USB输出接口1、香蕉插座输出接口2和输出模式切换电路3，开关降压型DC-DC转换电路12与输出模块的输出模式切换电路3电连接，USB输出接口1和香蕉插座输出接口2分别与输出模式切换电路3电连接，单片机20与输出模式切换电路3电连接，用于控制输出模式切换电路3在USB输出接口1和香蕉插座输出接口2之间进行切换；在开关降压型DC-DC转换电路12与输出模式切换电路3之间连接有过压过流保护电路4，第一继电器电路10为过压过流保护电路4供电，单片机20与过压过流保护电路4电连接，用于控制过压过流保护电路4对开关降压型DC-DC转换电路12输出至负载的电压和电流进行限定。

优选的，在第一继电器电路10与过压过流保护电路4之间连接有10V稳压电路5，用于将第一继电器电路10输出至过压过流保护电路4的电压调整至10V。

优选的，还包括：报警电路23和智能温控风扇25，报警电路23与单片机20电连接，第二继电器电路14为报警电路23供电；智能温控风扇25与单片机20电连接，第二继电器电路14为智能温控风扇25供电。

优选的，还包括：电量检测电路7，电量检测电路7分别与电池组供电电路6和单片机20电连接，用于检测电池组供电电路6的电量，并将检测信号传输至单片机20。

优选的，在第二继电器电路14与单片机20之间电连接有一3.3V稳压电路21，用于将第二继电器电路14输出至单片机20的电压调整至3.3V；开关电路11的数量为1个。

本实用新型的数控移动电源的工作过程为：开关电路连通时，电池组供电电路通过第一继电器电路为过压过流保护电路和开关降压型DC-DC转换电路供电，连接在第一继电器电路和过压过流保护电路之间的10V稳压电路将第一继电器电路输出至过压过流保护电路的电压调整至10V；

电池组供电电路为触摸按键电路和第二继电器电路供电，其中，连接在开关电路与触摸按键电路和第二继电器电路之间的5V稳压电路将电池组供电电路输入至触摸按键电路和第二继电器电路的电压调整至5V。触摸按键电路向单片机输入控制信号。

休眠电路分别与单片机、第一继电器电路和第二继电器电路电连接，单片机通过控制休眠电路控制第一继电器电路和第二继电器电路的通断，当休眠电路控制第一继电器电路和第二继电器电路断开时，进入休眠状态。休眠电路能够节能和延长电池(电源)使用寿命，休眠电路是在数控移动电源无任何按键操作或者使用下才能激活，每4分钟刷新一次休眠程序，休眠程序执行后，倒计时16秒内可以通过触摸按键电路的任意按键触发，中断休眠电路，让电源退出中断继续工作。休眠电路是直接断开电源供电，而不是低功耗，是没有功耗，做到了完全节能。

第二继电器电路为正负5V电压转换电路、单片机、液晶背光电路、报警电路、液晶显示电路、基准源电路和智能温控风扇供电，其中，在第二继电器电路与单片机之间的3.3V稳压电路将第二继电器电路输出至单片机的电压调整至3.3V。

正负5V电压转换电路将5V稳压电路输出的电压转换成恒压核心电路和恒流核心电路所需要的双电源电压，单片机驱动恒压核心电路调整开关降压型DC-DC转换电路的输出电压以及驱动恒流核心电路限制开关降压型DC-DC转换电路的输出电流。

开关降压型DC-DC转换电路用于对第一继电器电路的输出电压进行降压，开关降压型DC-DC转换电路将第一继电器电流传送到过压过流保护电路，电流采样电路和电压采样电路分别采集开关降压型DC-DC转换电路的输出电流和电压，并反馈信号至单片机。如果设置电压和电流完成后，电压采集电路和电流采集电路把采集到的新数据(电流和电压)显示在液晶显示电路控制的液晶显示器上。

单片机控制过压过流保护电路对开关降压型DC-DC转换电路输出至负载的电压和电流进行限定，当输出电压超过设定电压时，开关降压型DC-DC转换电路输出至负载的电压为零，保护负载；当输出电流超过设定的电流时，进入恒流模式，输出电压相应减小。在本实用新型的具体实施方式中，具体为当超过设定电压的105％，输出为零，保护负载。当超过设定的电流进入恒流模式，拉低电压。

单片机控制输出模式切换电路在USB输出接口和香蕉插座输出接口之间进行切换。

串口通讯电路为单片机下载程序提供接口。

电量检测电路用于检测电池组供电电路的电量，并将检测结果的信号传输至单片机，当电量低于总电量的20％时，单片机驱动休眠电路关闭第一继电器电路和第二继电器电路，从而保护电池组供电电路。

单片机控制智能温控风扇、液晶显示电路、报警电路和液晶背光电路。基准源电路将5V稳压电路降压成2.5V电压，用于为单片机的AD转换器和DA转换器提供参考电压。

在本实用新型的技术方案中，整个电路工作开始是通过触摸按键电路的触摸按键触发开始信号来开机，开机以后首先进行是各模块初始化准备工作，初始化主要包括休眠电路、触摸按键电路、液晶显示电路、报警电路、液晶背光电路、电压采样电路和电流采样电路。打开电路开关后，完成初始化，程序开始进入主要工作状态，先通过电压采集电路、电流采集电路、进行采集电压、电流，判断输出是否有负载接入，或者是否有触摸按键电路在工作，如果有按键按下就进入相应的按键服务中，执行相应的程序。如果没有，则触摸按键电路等待按键按下，液晶显示电路刷新数据，电压采集电路把输出真实电压反馈给单片机，电流采集电路检测输出电流情况。

当有负载接入时，出现过电压或者过电流时，过压过流保护电路开始工作，直到不过压或者不过流才结束这个电路。当没有任何负载接入或者按键按下，休眠电路会在4分钟后开始工作，并且在4分钟最后倒计时16S时候(通过报警电路)报警及液晶背光电路也开始工作，一直工作到休眠，其中恒流核心电路和恒压核心电路只有在过载时候才会工作，正负5V电压转换电路主要提供正负双电压给恒流核心电路、恒压核心电路供电。

在本实用新型的技术方案中，当输出选择为USB输出接口且USB输出接口连接5V以内电压设备时，(USB输出接口默认输出5V/2A)USB输出接口的电压自动降为5V电压、2A电流，输出模式切换后，如果输出大于5V，在切换过程中是关闭输出的，保护低压设备不会被切换模式过程中高电压烧坏，充电功能可以充满即停，充分的保护了移动设备(负载)不会被过充。香蕉插座输出接口同样有多重保护，过电压、过电流、输出电路由MOS管控制，能在保护之时快速断开输出电路，整个功率电路也是由继电器控制电池组电压输入，也能够在必要时刻实现快速断开输出电路。无论哪种模式在使用时间长都会出现数据不准确，电压、电流误差大等问题，所以本实用新型的数控移动电源还实现了自动校准电压、电流值。

由于使用的是电池组供电，一般会存在过放现象，本实用新型的技术方案中设计有休眠电路，保证在休眠后不消耗一点电，这样可以延长电池使用寿命，同时也减少充电次数。本实用新型的数控移动电源在使用过程中，关机后会自动保存上一次参数，使得用户下次使用不用在做调整，节约了操作时间，这就是电源断电记忆功能。另外，市面电源大多数数控电源是机械按键、或者硅胶按键，使用时间长会出现触摸不灵敏或者损坏，在本实用新型的技术方案中，采用了触摸按键，高灵敏度，使用寿命长，不会误触发。整个电源体积:长*高*宽＝150*70*140MM,在现在的数控电源行业里，体积较小，重量较轻。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种数控移动电源，其特征在于，包括：单片机(20)、恒流核心电路(16)、恒压核心电路(17)、开关降压型DC-DC转换电路(12)、休眠电路(13)和电池组供电电路(6)，所述电池组供电电路(6)分别为触摸按键电路(24)、第一继电器电路(10)和第二继电器电路(14)供电，在所述电池组供电电路(6)与触摸按键电路(24)、第一继电器电路(10)和第二继电器电路(14)之间电连接有开关电路(11)，用于控制所述电池组供电电路(6)与触摸按键电路(24)、第一继电器电路(10)和第二继电器电路(14)之间的通断；所述触摸按键电路(24)与单片机(20)电连接，用于向所述单片机(20)输入控制信号；所述休眠电路(13)分别与所述单片机(20)、第一继电器电路(10)和第二继电器电路(14)电连接，所述单片机(20)驱动休眠电路(13)控制第一继电器电路(10)和第二继电器电路(14)的通断；

所述第一继电器电路(10)为开关降压型DC-DC转换电路(12)供电，所述开关降压型DC-DC转换电路(12)用于对所述第一继电器电路(10)的输出电压进行降压；

第二继电器电路(14)为正负5V电压转换电路(18)、单片机(20)、液晶背光电路(22)和液晶显示电路(27)供电；

所述正负5V电压转换电路(18)与所述恒流核心电路(16)和恒压核心电路(17)电连接，用于向所述恒流核心电路(16)和恒压核心电路(17)提供双电源电压；所述恒流核心电路(16)和恒压核心电路(17)分别与所述开关降压型DC-DC转换电路(12)电连接，所述单片机(20)分别与所述恒流核心电路(16)和恒压核心电路(17)电连接，用于驱动恒压核心电路(17)调整开关降压型DC-DC转换电路(12)的输出电压以及驱动恒流核心电路(16)限制开关降压型DC-DC转换电路(12)的输出电流；

所述开关降压型DC-DC转换电路(12)与用于连接负载的输出模块电连接，在所述开关降压型DC-DC转换电路(12)与输出模块之间连接有电流采样电路(8)和电压采样电路(9)，用于采集开关降压型DC-DC转换电路(12)输出至输出模块的电流和电压；所述电流采样电路(8)和电压采样电路(9)分别与所述单片机(20)电连接，用于将采集的电流和电压传输至单片机；

所述液晶背光电路(22)和液晶显示电路(27)与单片机(20)电连接。

2.根据权利要求1所述的数控移动电源，其特征在于，还包括：5V稳压电路(15)，所述5V稳压电路(15)将电池组供电电路(6)输入至触摸按键电路(24)和第二继电器电路(14)的电压调整至5V。

3.根据权利要求2所述的数控移动电源，其特征在于，还包括：基准源电路(26)，所述基准源电路(26)分别与单片机(20)和所述第二继电器电路(14)电连接，用于将所述第二继电器电路(14)输出的5V电压降压成2.5V并将降压后的电压反馈给所述单片机(20)。

4.根据权利要求3所述的数控移动电源，其特征在于，还包括：串口通讯电路(19)，用于为所述单片机(20)下载程序提供接口。

5.根据权利要求4所述的数控移动电源，其特征在于，所述输出模块包括：USB输出接口(1)、香蕉插座输出接口(2)和输出模式切换电路(3)，所述开关降压型DC-DC转换电路(12)与所述输出模块的输出模式切换电路(3)电连接，所述USB输出接口(1)和香蕉插座输出接口(2)分别与所述输出模式切换电路(3)电连接，所述单片机(20)与所述输出模式切换电路(3)电连接，用于控制输出模式切换电路(3)在USB输出接口(1)和香蕉插座输出接口(2)之间进行切换。

6.根据权利要求5所述的数控移动电源，其特征在于，在所述开关降压型DC-DC转换电路(12)与所述输出模式切换电路(3)之间连接有过压过流保护电路(4)，所述第一继电器电路(10)为所述过压过流保护电路(4)供电，所述单片机(20)与所述过压过流保护电路(4)电连接，用于控制过压过流保护电路(4)对开关降压型DC-DC转换电路(12)输出至负载的电压和电流进行限定。

7.根据权利要求6所述的数控移动电源，其特征在于，在所述第一继电器电路(10)与所述过压过流保护电路(4)之间连接有10V稳压电路(5)，用于将第一继电器电路(10)输出至过压过流保护电路(4)的电压调整至10V。

8.根据权利要求7所述的数控移动电源，其特征在于，还包括：报警电路(23)和智能温控风扇(25)，所述报警电路(23)与单片机(20)电连接，所述第二继电器电路(14)为报警电路(23)供电；所述智能温控风扇(25)与单片机(20)电连接，所述第二继电器电路(14)为智能温控风扇(25)供电。

9.根据权利要求8所述的数控移动电源，其特征在于，还包括：电量检测电路(7)，所述电量检测电路(7)分别与电池组供电电路(6)和单片机(20)电连接，用于检测电池组供电电路(6)的电量，并将检测信号传输至单片机(20)。

10.根据权利要求9所述的数控移动电源，其特征在于，在第二继电器电路(14)与单片机(20)之间电连接有一3.3V稳压电路(21)，用于将第二继电器电路(14)输出至单片机(20)的电压调整至3.3V；所述开关电路(11)的数量为1个。