CN210246367U - 无线充电宝 - Google Patents

Abstract

一种无线充电宝，属于充电宝技术领域，技术方案：包括：充电宝模块、电源输入模块、电源输出模块、无线充模块、聚合物锂电池、锂电池保护模块，所述充电宝模块分别连接所述电源输入模块、电源输出模块、无线充模块，所述聚合物锂电池通过所述锂电池保护模块与所述充电宝模块连接。有益效果:本实用新型具有移动充电功能，解决了线充的数据线长度限制和家用电源限制的问题；无线充电不需要繁琐的操作步骤，两种充电方式满足不同的使用需求；解决了USB口种类多不通用的问题；通过无线充电减少了USB口和数据线的损耗，延长了使用寿命；通过充电宝模块的主控芯片和电感，实现了10W的无线输出，18W的有线输出，有效提高了充电效率。

Description

无线充电宝

技术领域

本实用新型属于充电宝技术领域，尤其涉及一种无线充电宝。

背景技术

现在的充电方式使用的是线充也叫直充，这也是现在的手机普遍使用的充电方式，在更遥远的时候，手机采用的充电方式是座充或叫盒充，是把电池从手机取下，放到充电座中的充电方式，这样的充电方式，是不安全的，经常会造成电池鼓起，电池鼓起后就报废了，不能再使用，所以后续的手机都选择了线充。线充不会造成电池鼓起的现象，但是线充，由于是通过数据线给手机充电的，所以充电的距离就受到了限制，而且线充需要先插充电头到家用220V交流电源上，在把数据线插到手机上才能充电，操作比较繁琐，也受到家用电源的限制。

我们平时用的手机，用的就是线充，是购买手机的时候赠送的；再比如说，我们智能手表，或者手环，用的也是购买时赠送的线充，虽然说线充的普及性比较高，但是线充还是不够方便，每次充电都要插上数据线，而且数据线的USB英文Universal Serial Bus通用串行总线的缩写接口型号太多不能通用，还有就是由于长期的插拔，USB接口极其容易损坏，并且线充，除了数据线还需要有充电头才能实现给设备的充电，充电操作繁琐复杂，线充之所以操作繁琐复杂，是因为整改充电过程需要充电头，充电线还需要插到手机上才能给手机充电，而且没有家用电源，是无法给手机充电的，因为充电头需要使用家用的220V220V表示电压交流电源。

因为线充的局限性，必须要有数据线才能充电，所以充电的距离受到数据线的长度限制，那么我们就会想，能不能脱离数据线的限制，脱离家用电源的限制，脱离繁琐操作的限制，脱离USB接口型号不通用和容易损坏的限制，并且从现有的5W5W表示功率的基础上再往上提升一些。

综上所述，现有技术中存在以下缺点：

1.一般手机充电，受到充电头和数据线的限制，不能离开太远充电。

2.普通充电器，给手机充电操作繁琐，需要先插充电头，再把数据线一端插到充电头上，另一端插到手机上，才能实现充电。

3.数据线的型号太多，USB口不是通用的，所以有时候旅游出差，需要带多根数据线。

4.USB口和数据线都是消耗品，极其容易损坏。

5.充电功率太小，现在普遍的只有5W。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种无线充电宝，该无线充电宝解决了线充的数据线长度限制、家用电源限制、数据线操作繁琐、USB口种类多不通用、充电效率低等技术问题。

技术方案如下：

一种无线充电宝，包括：充电宝模块、电源输入模块、电源输出模块、无线充模块、聚合物锂电池、锂电池保护模块，所述充电宝模块分别连接所述电源输入模块、电源输出模块、无线充模块，所述聚合物锂电池通过所述锂电池保护模块与所述充电宝模块连接。

进一步的，所述充电宝模块包括用于控制电源的输入和输出的主控芯片和用于提高充电功率的电感，所述主控芯片和所述电感连接，所述主控芯片采用IP5328P芯片，所述电感的型号为SPM10102R2MESN。

进一步的，所述无线充模块包括用于提供无线输出的主控芯片，所述主控芯片采用BMUCW100X芯片。

进一步的，所述锂电池保护模块包括用于保护所述聚合物锂电池的主控芯片，所述主控芯片采用XB8789芯片。

进一步的，所述无线充模块是无线充线圈。

进一步的，所述电源输入模块包括TYPE-C接口和MICRO-USB接口。

进一步的，所述电源输出模块包括USB-A接口和TYPE-C接口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的无线充电宝具有以下有益效果:

1.本实用新型具有移动充电功能，解决了线充的数据线长度限制和家用电源限制的问题；

2.本实用新型使用无线充电和有线充电结合的充电方式，无线充电不需要繁琐的操作步骤，两种充电方式满足不同的使用需求；

3.本实用新型无线充电使用QI协议，解决了USB口种类多不通用的问题，只要支持QI协议的设备，就都能进行无线充电；

4.本实用新型操作方便，不需要任何繁琐操作，通过无线充电减少了USB口和数据线的损耗，延长了使用寿命；

5.本实用新型通过充电宝模块的主控芯片和电感，实现了10W的无线输出，18W的有线输出，有效提高了充电效率。

附图说明

图1为本实用新型正面结构示意图；

图2是本实用新型背面结构示意图；

图3是本实用新型模块连接示意图；

图4是本实用新型充电宝模块电路连接示意图；

图5是本实用新型电源输入模块电路示意图；

图6是本实用新型电源输出模块电路示意图；

图7是本实用新型无线充模块电路示意图；

图8是本实用新型锂电池保护模块电路示意图；

图9是图7中圈A(电流检测电路)部分局部放大图；

图10是图7中圈B(电源通信电路)部分局部放大图；

图中附图标记如下：1-充电宝模块、2-电源输入模块、3-电源输出模块、4-无线充模块、5-聚合物锂电池、6-锂电池保护模块。

具体实施方式

下面结合附图1-10对无线充电宝做进一步说明。

一种无线充电宝，包括：充电宝模块1、电源输入模块2、电源输出模块3、无线充模块4、聚合物锂电池5、锂电池保护模块6，所述充电宝模块1分别连接所述电源输入模块2、电源输出模块3、无线充模块4，所述聚合物锂电池5通过所述锂电池保护模块6与所述充电宝模块1连接。

进一步的，所述充电宝模块1包括用于控制电源的输入和输出的主控芯片和用于提高充电功率的电感，所述主控芯片和所述电感连接，所述主控芯片采用IP5328P芯片，所述电感的型号为SPM10102R2MESN。

进一步的，所述无线充模块4包括用于提供无线输出的主控芯片，所述主控芯片采用BMUCW100X芯片。

进一步的，所述锂电池保护模块6包括用于保护所述聚合物锂电池5的主控芯片，所述主控芯片采用XB8789芯片。

进一步的，所述无线充模块4是无线充线圈。

进一步的，所述电源输入模块2包括TYPE-C接口和MICRO-USB接口。

进一步的，所述电源输出模块3包括USB-A接口和TYPE-C接口。

如图3所示，箭头方向表示电能的传输方向，由“USB电源输入模块”传到“充电宝模块”，再由“充电宝模块”传到“锂电池保护模块”，需要输出电能时，由“锂电池保护模块”传到“充电宝模块”，再由“充电宝保护模块”传到“USB电源输出模块”和“无线充模块”。

USB电源输入模块：支持MICRO-USB和TYPE-C(也叫USB-C)两种USB接口，支持QC和PD协议，支持5V3A，9V2A，12V1.5A输入，最大支持18W的电源输入。

充电宝模块：能量的转换部分，将输入的电能转化存储到“锂电池保护模块”的聚合物锂电池中，也能将“锂电池保护模块”的聚合物锂电池中的能量转化为电能，用于输出。主控芯片是IP5328，主控芯片的主要功能是控制电源的输入和输出，LED灯显示，支持QC协议。主控芯片IP5328和电感L1进行连接，实现了10W的无线输出，18W的有线输出，有效提高了充电效率；所述电感L1与滤波电路连接，滤波电路用于降低电源干扰。

充电宝模块的组成和连接关系：主要由主控芯片IP5328P、电感L1(型号：SPM10102R2MESN)、滤波电路(滤波电路使用的是22UF,25V,10％的贴片电容，分为两组，一组4个，另一组5个)、LED指示灯(4个电量指示灯，1个快充启动指示灯)、手电筒灯、按键(控制手电筒)组成。

电感L1的1管脚与主控芯片的14，15,16,17，18管脚相连，用于直流的电压转换，提高转换效率，达到18W的功率。

电感L1的2管脚与滤波电路(4个电容，稳定电池电压)相连，用于电源稳压，减少波动干扰。

电感的2管脚还与电池正极相连，用于充电宝模块的充电和放电。

滤波电路(5个电容，稳定芯片电压)与芯片的22,23,8,9管脚相连，用于电源稳压，减少波动干扰。

LED指示灯，4个电量指示，分别是25％，50％，75％，100％，1个快充启动指示灯。

按键用于控制手电筒灯的开关，手电筒灯通过主控芯片的26管脚供电。

锂电池保护模块：可以接入10000MAH(一万毫安时)聚合物锂电池，保护聚合物锂电池的安全使用，防止聚合物锂电池损坏，“锂电池保护模块”可以接入3.7-4.4V的聚合物锂电池，保护功能有：过流保护，过压保护，短路保护，过温保护，欠压保护，静电保护。

主控芯片是XB8789，芯片的主要功能是保护聚合物锂电池，过温保护，过流保护，过压保护，短路保护。芯片是通过内部集成的MOS管，来提供保护功能的。

无线充模块：支持10W大功率无线充电，支持QI协议，支持5V2A，9V1A输出，有异物检测功能；主控芯片是BMUCW100X，芯片的主要功能是提供无线输出。

无线充模块的组成和连接关系：主要由芯片BMUCW100X、MOS管、指示灯(2个：D01,D02)、滤波电路、LC谐振电路(由电容和线圈组成)、电流检测电路、电源通信电路等组成。

充电宝模块的主控芯片IP5328P的22，23管脚与无线充电模块的芯片BMUCW100X的6管脚相连，用于给芯片BMUCW100X提供电源。

主控芯片BMUCW100X的22,23,24,25,27,28,29,30管脚与MOS管的1，2，3，4管脚相连，用于控制无线线圈的输出。

指示灯D01与主控芯片BMUCW100X的11管脚相连，用于充电指示，充电时，指示灯会亮。

指示灯D02与主控芯片BMUCW100X的12管脚相连，用于异物检测，异物检测是芯片提供的功能，用于防止非充电设备放在线圈上，造成充电，给设备带来损坏，检测不合格指示灯会亮。

滤波电路是由电容滤波，与MOS管的7,8管脚相连，用于稳定电压，减少干扰。

LC谐振电路，与MOS管的5,6管脚相连，用于无线输出。

电流检测电路如图9所示，所述电流检测电路与主控芯片的BMUCW100X的32,3管脚相连，用于检测输入电流。

电源通信电路如图10所示，所述电源通信电路与MOS1管的5,6管脚相连，用于支持QC协议。

USB电源输出模块：支持USB-A和TYPE-C(也叫USB-C)两种USB接口输出，支持QC和PD协议输出，支持5V3A，9V2A，12V1.5A输出，支持最大18W的USB电源输出。

无线充线圈：利用电磁感应的原理，用于无线输出，相当于USB口的作用。

无线充电宝的发明可以使手机的充电的距离不在受到电源的限制，在没有电源的情况下，无线充电宝有内置的聚合物锂电池，可以随时随地的给手机充电，不受地理位置的限制。

无线充电宝还可以使手机充电，免除繁琐的操作步骤和数据线的限制，只要把手机放到无线充电宝指定的位置就可以进行无线充电，不需要使用数据线连接。

这样一来，对于手机的使用更加的灵活，不需要在担心手机会没电，要到哪里充电的问题。

USB电源输入模块与充电宝模块的连接：

通过QC和PD协议(双协议，可以同时支持或者单独支持)进行连接。

具体的连接部分的电路管脚说明：

USB电源输入模块由USB2和J1组成。

USB2的1,2,3管脚分别与IP5328P芯片的30,6,7管脚相连；

J1的A9,A4,B9,B4管脚与IP5328P芯片的32管脚相连；

J1的A5管脚与IP5328P芯片的2管脚相连；

J1的A6，B6管脚与IP5328P芯片的5管脚相连；

J1的A7，B7管脚与IP5328P芯片的4管脚相连；

J1的B5管脚与IP5328P芯片的3管脚相连；

J1的A1,A12,B1,B12管脚与IP5328P的41管脚相连。

充电宝模块和锂电池保护模块的连接：

通过能量转化，将电能转换为聚合物锂电池需要的化学能。

具体的连接部分的电路管脚说明：

锂电池保护部分由芯片XB8789，和3.7V聚合物锂电池电池组成，

芯片XB8789的1,2,3,4管脚与IP5328P芯片的41管脚相连；

锂电池保护模块的R13电阻与充电宝模块的电感L1的2管脚相连。

充电宝模块和无线充模块的连接：

通过QI协议，进行连接。

具体的连接部分的电路管脚说明：

充电宝模块由芯片IP5328P，电感SPM10102R2MESN，滤波电路(滤波电路使用的是22UF,25V,10％的贴片电容，分为两组，一组4个，另一组5个)，LED指示灯(4个电量指示灯，1个快充启动指示灯)，手电筒灯，按键(控制手电筒)组成。

无线充部分由芯片BMUCW100X，MOS管，指示灯(2个D01,D02)，滤波电路，LC谐振电路(由电容和线圈组成)组成。

芯片BMUCW100X的6管脚与充电宝模块的R1电阻相连；

芯片BMUCW100X的41管脚与芯片IP5328P的41管脚相连。

充电宝部分和USB电源输出部分的连接：

通过QC和PD协议(双协议，可以同时支持或者单独支持)，进行连接。

具体的连接部分的电路管脚说明：

电源输出部分由USB1,USB3,J01组成。

USB1的1,2,3管脚分别与IP5328P芯片的37,38,39管脚相连；

USB3的1,2,3管脚分别与IP5328P芯片的34,40,1管脚相连；

J01的A9,A4,B9,B4管脚与IP5328P芯片的32管脚相连；

J01的A5管脚与IP5328P芯片的2管脚相连；

J01的A6，B6管脚与IP5328P芯片的5管脚相连；

J01的A7，B7管脚与IP5328P芯片的4管脚相连；

J01的B5管脚与IP5328P芯片的3管脚相连；

J01的A1,A12,B1,B12管脚与IP5328P的41管脚相连。

方法步骤：

第一步：将使用支持QC3.0或者PD协议的充电头(不支持协议也可以，那就不能启动18W快充，只能启动10W(5V2A)普通充电)，通过数据线，给无线充电宝进行充电，有1颗LED协议指示灯，用于显示充电头是否支持协议，点亮时为充电头支持协议；有4颗LED指示灯，分别在电量25％，50％，75％，100％时点亮，当4颗LED全部点亮时，表示无线充电宝电量已满，就可以拔掉充电头了。

第二步：这时无线充电宝内部的10000MAH(一万毫安时)的聚合物锂电池已经充满电，这时我们可以拿着无线充电宝就可以给手机等设备充电，不在需要充电头了。

第三步：如果在没有充电线(数据线)的情况下，可以使用无线充电功能，只要手机等设备支持QI协议，就可以使用无线充电功能进行充电，把手机放到无线充电宝指定的无线充电的位置(无线充线圈位置)就可以。

第四步：当在昏暗环境下，无线充电宝还有手电筒功能，可以用来照明，长按开关，就可以打开手电筒灯，再次长按，关闭手电筒灯。

第五步：当无线充电宝的指示灯只剩下一个时，并且闪烁，说明电量不足，可以使用充电头继续对无线充电宝充电，就可以循环使用。

名词解释：

IP5328P芯片：充电宝部分，主控芯片就是IP5328P芯片。

QC协议：一般USB的充电标准是5V，0.5A或1A，对于智能手机来说明显不足，而QC协议是一种快速充电协议方案，支持5V，9V，12V快速充电。

QC3.0协议：就是QC协议的3.0版本。

BMUCW100X芯片：无线充电部分，主控芯片就是BMUCW100X芯片，

QI协议：Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium)推出的"无线充电"标准，具备便捷性和通用性两大特征。

TYPE-C：Type-C是USB接口的一种连接介面，不分正反两面均可插入，大小约为8.3mm×2.5mm，和其他介面一样支持USB标准的充电、数据传输、显示输出等功能。

MICRO-USB：Micro USB是USB 2.0标准的一个便携版本，比部分手机使用的MiniUSB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代规格，由USB标准化组织美国USBImplementers Forum(USB-IF)于2007年1月4日制定完成。

USB-A：我们经常看到(计算机机箱前、后)的扁的长方形接口的是USB-A接口，是并排共4个针脚。

USB：USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。

PD协议：PD充电协议是USB-IF组织公布的功率传输协议，它可以使目前默认最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，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，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线充电宝，其特征在于，包括：充电宝模块(1)、电源输入模块(2)、电源输出模块(3)、无线充模块(4)、聚合物锂电池(5)、锂电池保护模块(6)，所述充电宝模块(1)分别连接所述电源输入模块(2)、电源输出模块(3)、无线充模块(4)，所述聚合物锂电池(5)通过所述锂电池保护模块(6)与所述充电宝模块(1)连接。

2.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述充电宝模块(1)包括用于控制电源的输入和输出的主控芯片和用于提高充电功率的电感，所述主控芯片和所述电感连接，所述主控芯片采用IP5328P芯片，所述电感的型号为SPM10102R2MESN。

3.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述无线充模块(4)包括用于提供无线输出的主控芯片，所述主控芯片采用BMUCW100X芯片。

4.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述锂电池保护模块(6)包括用于保护所述聚合物锂电池(5)的主控芯片，所述主控芯片采用XB8789芯片。

5.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述无线充模块(4)是无线充线圈。

6.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述电源输入模块(2)包括TYPE-C接口和MICRO-USB接口。

7.如权利要求1所述的无线充电宝，其特征在于，所述电源输出模块(3)包括USB-A接口和TYPE-C接口。

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