CN209593033U - 一种投影机、便携式移动电源及其电源电路 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种投影机、便携式移动电源及其电源电路，该电源电路在对电池充电时，通过处理器根据充电检测模块获取的充电时间和第一电压采样放大模块向处理器反馈的充电采样电压计算电池的充电电量，并且在电池放电时，通过处理器根据放电检测模块获取的放电时间和第二电压采样放大模块向处理器反馈的放电采样电压计算电池的放电电量，在实现准确计算电池电量的同时电路结构简单、体积小以及电路稳定性高，且制造成本和测试成本低。

Description

一种投影机、便携式移动电源及其电源电路

技术领域

本公开涉及电源技术领域，尤其涉及一种投影机、便携式移动电源及其电源电路。

背景技术

近年来，随着各种电子设备的性能提升和快速普及，人们对其日均使用时间越来越长，而受电池技术的制约，在重度频繁使用下，电子设备的续航时间已无法满足人们每天的日常需求，因此急需要高电压、大功率的便携式移动电源。

为了解决上述问题，各种类型的大功率便携式移动电源应用而生，例如通过多级锂电池串联得到的移动电源。目前，现有的大功率便携式移动电源在工作时，主要通过库伦计计算电池的充放电容量，而采用库伦计使得便携式电源的制造成本增加；此外，由于库伦计的电路原理设计复杂，因此采用库伦计计算电池的充放电电量导致便携式移动电源的电路结构和集成难度增大，进而导致便携式移动电源的体积增大、测试成本增加，并且降低了电路的稳定性。

综上所述，现有的便携式移动电源存在制造和测试成本高、体积大、电路稳定性低的问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种投影机、便携式移动电源及其电源电路，以解决现有的便携式移动电源存在制造和测试成本高、体积大、电路稳定性低的问题。

本公开是这样实现的，本公开第一方面提供一种电源电路，所述电源电路包括：

电源输入模块、充电检测模块、放电检测模块、电源充电管理模块、第一电压采样放大模块、第二电压采样放大模块、保护模块、处理器、电压转换模块以及电池模块；

所述电源输入模块与所述充电检测模块、所述保护模块以及所述电源充电管理模块连接，所述电源充电管理模块与所述处理器、所述第一电压采样放大模块以及所述电池模块连接，所述充电检测模块与所述电源充电管理模块以及所述处理器连接，所述放电检测模块与所述处理器以及所述保护模块连接，所述保护模块与所述电源输入模块以及所述电池模块连接，所述第一电压采样放大模块与所述处理器以及所述电池模块连接，所述第二电压采样放大模块与所述电池模块、所述处理器以及外部的负载连接，所述电池模块与所述电压转换模块连接，所述电压转换模块与所述处理器连接；

当所述电源输入模块向所述电源充电管理模块提供充电电压时，所述充电检测模块对所述充电电压进行检测，并将充电检测结果反馈给所述处理器，所述处理器根据所述充电检测结果控制所述电源充电管理模块根据所述充电电压向所述电池模块中的电池充电；所述第一电压采样放大模块对所述电池模块在充电过程中的电压进行采样，并放大后输出充电采样电压至所述处理器；所述处理器根据所述充电检测结果获取充电时间，并根据所述充电时间与所述充电采样电压计算所述电池模块中电池的充电电量；

当所述电池模块中的电池向所述负载放电时，所述放电检测模块对放电电压进行检测，并将放电检测结果反馈给所述处理器；所述第二电压采样放大模块对所述电池模块在放电过程中的电压进行采样，并放大后输出放电采样电压至所述处理器；所述处理器根据所述放电检测结果获取放电时间，并根据所述放电时间与所述放电采样电压计算所述电池模块中电池的放电电量；

所述电压转换模块对所述电池模块提供的电压进行转换后向所述处理器提供工作电压；所述保护模块在所述电池模块放电时，对所述电源电路进行保护。

本公开第二方面提供一种便携式移动电源，所述便携式移动电源包括第一方面所述的电源电路。

本公开第三方面提供一种投影机，所述投影机包括第二方面所述的便携式移动电源。

本公开提出了一种投影机、便携式移动电源及其电源电路，该电源电路在对电池充电时，通过处理器根据充电检测模块获取的充电时间和第一电压采样放大模块向处理器反馈的充电采样电压计算电池的充电电量，并且在电池放电时，通过处理器根据放电检测模块获取的放电时间和第二电压采样放大模块向处理器反馈的放电采样电压计算电池的放电电量，在实现准确计算电池电量的同时电路结构简单、体积小以及电路稳定性高，且制造成本和测试成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开一种实施例提供的一种电源电路的结构示意图；

图2是本公开另一种实施例提供的一种电源电路的结构示意图；

图3是本公开一种实施例提供的一种电源电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

进一步地，以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本公开实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本公开。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本公开的描述。

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

为了说明本公开的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本公开实施例提供一种电源电路1，如图1所示，该电源电路1包括电源输入模块10、充电检测模块11、放电检测模块12、电源充电管理模块13、第一电压采样放大模块14、第二电压采样放大模块15、保护模块16、处理器17、电压转换模块18以及电池模块19。

其中，电源输入模块10与充电检测模块111、保护模块16以及电源充电管理模块13连接，电源充电管理模块13与处理器17、第一电压采样放大模块14以及电池模块19连接，充电检测模块11与电源充电管理模块13以及处理器17连接，放电检测模块11与处理器17以及保护模块16连接，保护模块16与电源输入模块10以及电池模块19连接，第一电压采样放大模块14与处理器17以及电池模块19连接，第二电压采样放大模块15与电池模块19、处理器17以及外部的负载2连接，电池模块19与电压转换模块18连接，电压转换模块18与处理器17连接。

具体的，当电源输入模块10向电源充电管理模块13提供充电电压时，充电检测模块11对充电电压进行检测，并将充电检测结果反馈给处理器17，处理器17根据充电检测结果控制电源充电管理模块13根据充电电压向电池模块19中的电池充电；第一电压采样放大模块14对电池模块19在充电过程中的电压进行采样，并放大后输出充电采样电压至处理器17；处理器17根据充电检测结果获取充电时间，并根据充电时间与充电采样电压计算电池模块19中电池的充电电量。

进一步地，当电池模块19中的电池向负载2放电时，放电检测模块12对放电电压进行检测，并将放电检测结果反馈给处理器17；第二电压采样放大模块15对电池模块19在放电过程中的电压进行采样，并放大后输出放电采样电压至处理器17；处理器17根据放电检测结果获取放电时间，并根据放电时间与放电采样电压计算电池模块19中电池的放电电量；

电压转换模块18对电池模块19提供的电压进行转换后向处理器17提供工作电压；保护模块16在电池模块19放电时，对电源电路1进行保护。

具体实施时，电源输入模块10可采用插座等可接入电能的设备实现，处理器17采用具有数字逻辑编程能力的处理设备实现，例如现场可编程门阵列FPGA、ARM处理器等；此外，在本公开实施例中，电池模块19采用多节锂电池组成的平衡板，该多节锂电池可以串联，也可以并联，此处不做具体限制，并且锂电池的数据也不做限制。

在本实施例中，本公开实施例提供的电源电路1在对电池充电时，通过处理器17根据充电检测模块11获取的充电时间和第一电压采样放大模块14向处理器17反馈的充电采样电压计算电池的充电电量，并且在电池放电时，通过处理器17根据放电检测模块12获取的放电时间和第二电压采样放大模块15向处理器17反馈的放电采样电压计算电池的放电电量，在实现准确计算电池电量的同时电路结构简单、体积小以及电路稳定性高，且制造成本和测试成本低。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，充电检测模块11包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1。

其中，第一电阻R1的第一端与电源输入模块10以及电源充电管理模块13连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端以及第一电容C1的第一端共接，并且与处理器17连接，第二电阻R2的第二端与第一电容C1的第二端共接于地。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，放电检测模块12包括：

第三电阻R3、第四电阻R4以及第二电容C2。

其中，第三电阻R3的第一端与保护模块16连接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端以及第二电容C2的第一端共接，并且与处理器17连接，第四电阻R4的第二端与第二电容C2的第二端共接于地。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，保护模块16包括第二二极管D2与第三二极管D3。

其中，第二二极管D2的阳极与电源输入模块10、电源充电管理模块13以及充电检测模块11连接，第二二极管D2的阴极与第三二极管D3的阴极共接，并且与负载2以及放电检测模块12连接，第三二极管D3的阳极与电池模块19连接。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第一电压采样放大模块14包括：

第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3、第四电容C3以及第一运算放大器U1A。

其中，第五电阻R5的第一端与第七电阻R7的第一端以及第三电容C3的第一端共接，并且与电池模块19连接；第五电阻R5的第二端与第三电容C3的第二端连接，并且接地；第三电容C3的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第八电阻R8的第一端以及第一运算放大器U1A的负相输入端连接，第七电阻R7的第二端与第一运算放大器U1A的正相输入端连接，第八电阻R8的第二端与第四电容C4的第一端以及第一运算放大器U1A的输出端共接，并且与处理器17连接，第四电容C4的第二端接地。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第二电压采样放大模块15包括：

第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一电感L1、第二电感L2以及第二运算放大器U1B。

其中，第九电阻R9的第一端与负载2、第二电感L2的第一端以及第五电容C5的第一端连接，第九电阻R9的第二端与第一电感L1的第一端、第五电容C5的第二端以及电池模块19连接；第一电感L1的第二端与第六电容C6的第一端以及第十电阻R10的第一端连接，第六电容C6的第二端与第二电感L2的第二端以及第十一电阻R11的第一端连接，第十电阻R10的第二端与第十二电阻R12的第一端以及第二运算放大器U1B的负相输入端连接，第十一电阻R11的第二端与第二运算放大器U1B的正相输入端连接，第十二电阻R12的第二端与第七电容C7的第一端以及第二运算放大器U1B的输出端连接，并且与处理器17连接，第七电容C7的第二端接地。

在本实施例中，将第一电压采样放大模块14中的采样电阻与第二电压采样放大模块15中的采样电阻分离，可使得两者互不干扰，进而提高了电量的计算精度，并且使得电路的稳定性增强，以及检测的电压输入范围扩宽。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，电源电路1还包括显示模块20，显示模块20与处理器17连接，处理器17根据放电电量计算电池模块19中电池的剩余电量，并将剩余电量和充电电量输出至显示模块20，显示模块20对剩余电量与充电电量进行显示。

具体实施时，显示模块20可采用任何具有现实功能的显示器实现，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器等。

在本实施例中，在电源电路1中增加显示模块20，可以使得由该电源电路组成的电源设备对电池的电量进行显示，便于用户知悉电池的电量。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，电源电路1还包括电池温度检测模块21，电池温度检测模块21与电池模块19以及处理器17连接，电池温度检测模块21对电池模块19在充电过程中的电池温度进行检测，并将温度检测结果反馈给处理器17，处理器17通过显示模块20将温度检测结果进行显示。

具体实施时，温度检测模块21可采用热敏电阻、热电偶、NTC热敏传感器等温度测量电子器件实现，此处不做具体限制。

在本实施例中，通过在电源电路1中设置温度检测模块21，使得温度检测模块21可以在电源电路1中的电池模块19充电时，对电池模块19中的电池温度进行检测，防止在充电过程中因电池温度过高导致电池防止故障，提高了电池的使用寿命，并且提高了电源电路的可靠性。

下面以图3所示的电路为例对本公开实施例提供的电源电路1的具体工作原理进行说明，详述如下：

如图3所示，当电源输入模块10通电，以向锂电池组成的电池模块19充电时，前端通电的电压通过电阻R1和R2分压后输出高电平至处理器19(MCU)，MCU的I/O端口检测到该高电平后打开使能端，即输出使能信号至电源充电管理模块13，从电源输入模块10输出的电流经过D1后输入至电源充电管理模块13，电源充电管理模块13对电池模块19中的电池充电，此时充电的采样电阻R5对充电过程中的电压进行采集，并将采集的电压经过差分形式的运算放大器U1A放大后输出充电采样电压至处理器17，处理器17内嵌的数模转换器ADC读取该充电采样电压的电压值，并将电压值与采样电阻的比值进行相除，并将所得结果除以放大比例系数得到充电过程中的采样电流；另外，处理器17可根据分压电阻R1和R2的分压确定电源输入的时间和断开的时间，根据根据输入的时间和断开的时间获取电池的充电时间，进而根据充电时间和充电过程中的采样电流获取电池的充电电量，具体的处理器17通过公式可计算电池的充电电量；其中，t1为外部电源接入的时间，t2为外部电源断开的时间，ADC_I1为电池充电过程中的采样电流，R5为充电采样电阻的阻值，Q1为电池充电过程中的电量。

进一步地，当电池模块19中的电池向负载2放电时，放电电压经过电阻R3和R4分压输出高电平至MCU，MCU的I/O端口检测到该高电平后，确定电池的放电启动时间，此时电池模块19的电池的放电电流经过D3，通过放电采样电阻R9对放电过程中的电压进行采集，并将采集到的电压经过差分形式的运算放大器U1B放大后输出放电采样电压至MCU，MCU内嵌的数模转换器ADC读取该放电采样电压的电压值，并根据该电压值获取放电过程中的采样电流；另外，MCU可根据分压电阻R3和R4的分压确定电池的放电时间停止时刻，即当分压电阻R3和R4输出低电平时，表明电池停止放电，此时MCU根据放电的开始时间和停止时间获取电池idea放电时间，进而根据放电时间和放电过程中的采样电流获取电池的放电电量，具体的MCU通过公式 可计算电池的放电电量；其中，t3为电池放电的起止时间，t4为电池放电的终止时间，ADC_I2为电池放电过程中的采样电流，R11为放电采样电阻的阻值，Q2为电池放电过程中的电量。

需要说明的是，在本公开实施例中，电池的充电过程和放电过程可同时进行；此外，在电池放电的过程中，为了防止电源电路1发生故障，可采用二极管D2和二极管D3组成保护电路，防止电池的放电电压和电流通过二极管D3流入前端电路。

进一步地，在电池的充放电过程中，MCU还可将电池的充电电量和放电电量通过显示设备进行显示，以便于使用者知悉电池的电量；另外，在电池的充电过程中，通过NTC热敏传感器对充电过程中的电池温度进行检测，防止电池在充电过程中因温度过高发生故障，提高了电池的寿命，并且极大程度上增强了电源电路1的可靠性。

在本实施例中，本公开提供的电源电路1通过电阻、运算放大器、电容等基础性器件组成的充电采样电路和放电采样电路分别获取电池充电过程中的充电电流和放电电流，并通过电阻组成的充放电检测电路和MCU获取充放电过程中的充放电时间，计算电池在充放电过程中的充放电电量，无论在电源电路中设置库伦计，使得该电源电路的外围器件少、电路结构简单、容易集成，进而降低了成本，同时体积减小、电路稳定性增强。

进一步地，本公开还提供了一种便携式移动电源，该便携式移动电源包括电源电路1。需要说明的是，由于本公开实施例所提供的便携式移动电源的电源电路和图1至图3所的电源电路1相同，因此，本公开实施例所提供的便携式移动电源中的电源电路1的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述。

进一步地，本公开还提供了一种投影机，该投影机包括便携式移动电源。需要说明的是，由于本公开实施例所提供的投影机的便携式移动电源和前述的便携式移动电源相同，因此，本公开实施例所提供的投影机中的便携式移动电源的具体工作原理，可参考前述相关描述，此处不再赘述。

在本公开实施例中，本公开提供的电源电路在对电池充电时，通过处理器根据充电检测模块获取的充电时间和第一电压采样放大模块向处理器反馈的充电采样电压计算电池的充电电量，并且在电池放电时，通过处理器根据放电检测模块获取的放电时间和第二电压采样放大模块向处理器反馈的放电采样电压计算电池的放电电量，在实现准确计算电池电量的同时电路结构简单、体积小以及电路稳定性高，且制造成本和测试成本低，从而解决了现有的便携式移动电源存在制造和测试成本高、体积大、电路稳定性低的问题。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：

电源输入模块、充电检测模块、放电检测模块、电源充电管理模块、第一电压采样放大模块、第二电压采样放大模块、保护模块、处理器、电压转换模块以及电池模块；

所述电源输入模块与所述充电检测模块、所述保护模块以及所述电源充电管理模块连接，所述电源充电管理模块与所述处理器、所述第一电压采样放大模块以及所述电池模块连接，所述充电检测模块与所述电源充电管理模块以及所述处理器连接，所述放电检测模块与所述处理器以及所述保护模块连接，所述保护模块与所述电源输入模块以及所述电池模块连接，所述第一电压采样放大模块与所述处理器以及所述电池模块连接，所述第二电压采样放大模块与所述电池模块、所述处理器以及外部的负载连接，所述电池模块与所述电压转换模块连接，所述电压转换模块与所述处理器连接；

当所述电源输入模块向所述电源充电管理模块提供充电电压时，所述充电检测模块对所述充电电压进行检测，并将充电检测结果反馈给所述处理器，所述处理器根据所述充电检测结果控制所述电源充电管理模块根据所述充电电压向所述电池模块中的电池充电；所述第一电压采样放大模块对所述电池模块在充电过程中的电压进行采样，并放大后输出充电采样电压至所述处理器；所述处理器根据所述充电检测结果获取充电时间，并根据所述充电时间与所述充电采样电压计算所述电池模块中电池的充电电量；

当所述电池模块中的电池向所述负载放电时，所述放电检测模块对放电电压进行检测，并将放电检测结果反馈给所述处理器；所述第二电压采样放大模块对所述电池模块在放电过程中的电压进行采样，并放大后输出放电采样电压至所述处理器；所述处理器根据所述放电检测结果获取放电时间，并根据所述放电时间与所述放电采样电压计算所述电池模块中电池的放电电量；

所述电压转换模块对所述电池模块提供的电压进行转换后向所述处理器提供工作电压；所述保护模块在所述电池模块放电时，对所述电源电路进行保护。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述充电检测模块包括：

第一电阻、第二电阻以及第一电容；

所述第一电阻的第一端与所述电源输入模块以及所述电源充电管理模块连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述第一电容的第一端共接，并且与所述处理器连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端共接于地。

3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述放电检测模块包括：

第三电阻、第四电阻以及第二电容；

所述第三电阻的第一端与所述保护模块连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端以及所述第二电容的第一端共接，并且与所述处理器连接，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第二端共接于地。

4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述保护模块包括：

第二二极管与第三二极管；

所述第二二极管的阳极与所述电源输入模块、所述电源充电管理模块以及所述充电检测模块连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阴极共接，并且与所述负载以及所述放电检测模块连接，所述第三二极管的阳极与所述电池模块连接。

5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一电压采样放大模块包括：

第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容以及第一运算放大器；

所述第五电阻的第一端与所述第七电阻的第一端以及所述第三电容的第一端共接，并且与所述电池模块连接；所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接，并且接地；所述第三电容的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端以及所述第一运算放大器的负相输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一运算放大器的正相输入端连接，所述第八电阻的第二端与所述第四电容的第一端以及所述第一运算放大器的输出端共接，并且与所述处理器连接，所述第四电容的第二端接地。

6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第二电压采样放大模块包括：

第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第一电感、第二电感以及第二运算放大器；

所述第九电阻的第一端与所述负载、所述第二电感的第一端以及所述第五电容的第一端连接，所述第九电阻的第二端与所述第一电感的第一端、所述第五电容的第二端以及所述电池模块连接；所述第一电感的第二端与所述第六电容的第一端以及所述第十电阻的第一端连接，所述第六电容的第二端与所述第二电感的第二端以及所述第十一电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端以及所述第二运算放大器的负相输入端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二运算放大器的正相输入端连接，所述第十二电阻的第二端与所述第七电容的第一端以及所述第二运算放大器的输出端连接，并且与所述处理器连接，所述第七电容的第二端接地。

7.如权利要求1至6任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括显示模块，所述显示模块与所述处理器连接，所述处理器根据所述放电电量计算所述电池模块中电池的剩余电量，并将所述剩余电量和所述充电电量输出至所述显示模块，所述显示模块对所述剩余电量与所述充电电量进行显示。

8.如权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括电池温度检测模块，所述电池温度检测模块与所述电池模块以及所述处理器连接，所述电池温度检测模块对所述电池模块在充电过程中的电池温度进行检测，并将温度检测结果反馈给所述处理器，所述处理器通过所述显示模块将所述温度检测结果进行显示。

9.一种便携式移动电源，其特征在于，所述便携式移动电源包括如权利要求1至8任一项所述的电源电路。

10.一种投影机，其特征在于，所述投影机包括如权利要求9所述的便携式移动电源。