CN210957823U - 一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，包括锂电池充电模块、5V升压模块、3.3V降压模块和3.8V降压模块，锂电池充电模块、5V升压模块和3.3V降压模块依次连接，锂电池充电模块、5V升压模块和3.8V降压模块依次连接，从而可以使得该电源装置可以获得给5V模块供电，给3.8V模块供电和给3.3V模块供电的功能。本实用新型提供了一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，该电源装置能够提供三种不同大小的电压，能很好的解决当前锂电池供电适用性不强的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路领域，特别涉及一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置。
背景技术
随着社会经济的快速发展，电源装置在生活中的运用也是越发广泛，而当今在电池供电领域，由于锂电池拥有环保、安全、使用寿命长、耐高温、无记忆效应等优势，锂电池逐渐取代了普通的铅酸蓄电池的市场地位，成为了主流；然而目前的锂电池的运用存在输出电压单一，适用性较低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，该电源装置可以提供多种电压输出，提高了装置的适用性。
本实用新型解决其问题所采用的的技术方案是：
本实用新型提供了一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，包括锂电池充电模块、5V升压模块、3.3V降压模块和3.8V降压模块，所述锂电池充电模块、所述5V升压模块和所述3.3V降压模块依次连接，所述锂电池充电模块、所述5V升压模块和所述3.8V降压模块依次连接，所述锂电池充电模块包括USB接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管、稳压二极管、第一电容、第二电容、锂电池和能够控制锂电池充电的充电管理芯片，所述5V升压模块包括第一电感、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三电容、第四电容、第五电容、5V同步升压芯片,所述3.8V降压模包括了第二电感、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第六电容、第七电容、第八电容、3.8V 稳压芯片，所述3.3V降压模块包括了第十一电阻、第九电容、第十一电容、3.3V稳压芯片，所述3.3V稳压芯片的输出端与5V升压模块的输出端相连接，所述第十一电阻的一端与3.3V稳压芯片的使能端所相连，所述第九电容与所述第十一电阻的一端均与5V升压模块的输出端相连接，所述第十一电容的一端与3.3V稳压芯片的输出端均与3.3V降压模块的输出端相连，所述的3.3V稳压芯片的接地端、所述第十电容的另一端与所述第十一电容的另一端均与参考地相连接。
进一步，所述锂电池充电模块包括USB接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管、稳压二极管、第一电容、第二电容、锂电池和能够控制锂电池充电的充电管理芯片，所述稳压二极管的负极、所述第一电容的一端、所述二极管的正极、所述第一电阻的一端、所述充电管理芯片的输入端均与所述USB接口的正极相连接，所述二极管的负极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与充电管理芯片的充电指示端相连，所述第二电容的一端、所述锂电池的正极均与所述充电管理芯片的输出端相连接，所述USB接口的负极、所述稳压二极管的正极、所述第一电容的另一端、所述充电管理芯片的接地端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的另一端、所述锂电池的负极均与参考地相连接。
进一步，所述5V升压模块包括第一电感、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三电容、第四电容、第五电容、5V同步升压芯片，所述锂电池充电模块的输出端与所述第一电感的一端相连接，所述第四电阻的一端、所述5V同步升压芯片的输入端与所述第一电感的另一端相连接，所述5V同步升压芯片的使能端与所述第四电阻的另一端相连接，所述第六电阻的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端、所述第五电容的一端均与所述5V同步升压芯片的输出端相连接，所述第六电阻的另一端、所述第七电阻的一端均与所述5V同步升压芯片的有源电流旁路端相连接，所述5V同步升压芯片的接地端、所述第三电容的另一端、所述第七电阻的另一端、所述第四电容的另一端、所述第五电容的另一端均与参考地相连接。
进一步，所述3.8V降压模块包括了第二电感、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第六电容、第七电容、第八电容、3.8V稳压芯片，所述第六电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述3.8V稳压芯片的输入端均与所述5V升压模块的输出端相连接，所述第八电阻的另一端与所述3.8V稳压芯片的使能端相连接，所述第二电感的一端与 3.8V稳压芯片的开关管脚相连接，所述第二电感的另一端、所述第九电阻的一端、所述第七电容的一端、所述第八电容的一端与所述3.8V稳压芯片的输出端端相连接,所述第九电阻的另一端、所述第十电阻的一端、所述第七电容的一端与3.8V稳压芯片的电压反馈端相连接，所述第六电容的另一端、所述第十电阻的另一端、所述第八电容的另一端、所述3.8V稳压芯片的接地端均与参考地相连接。
进一步，所述充电管理芯片U1的型号为TC4056A。
进一步，所述5V同步升压芯片U2的型号为FP6276。
进一步，所述3.8V稳压芯片的型号为LM3253。
进一步，所述3.3V稳压芯片的型号为TPS62203。
进一步，所述锂电池是铝包锂电池。
本实用新型中的实施例至少具有如下有益效果：该电源装置可以提供三种电压的输出，分别是5V、3.8V和3.3V，可以满足许多不同电子器件的需要；3.3V降压模块中采用了5V升压模块的输出电压，可以将3.8V降压模块独立出来，从而使得两组模块具有独立性，从而节省了电能损耗；将此电路应用于电源领域当中，可以很好的解决锂电池供电能力单一，适用性较差的问题。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例提供的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置的电路原理框图；
图2是本实用新型实施例提供的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置的锂电池充电模块的电路原理图；
图3是本实用新型实施例提供的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置的5V升压模块的电路原理图；
图4是本实用新型实施例提供的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置的3.8V降压模块的电路原理图；
图5是本实用新型实施例提供的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置的3.3V降压模块的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
随着社会经济的快速发展，电源装置在生活中的运用也是越发广泛，而当今在电池供电领域，由于锂电池拥有环保、安全、使用寿命长、耐高温、无记忆效应等优势，锂电池逐渐取代了普通的铅酸蓄电池的市场地位，成为了主流；然而目前的锂电池的运用存在输出电压单一，适用性较低的问题。
基于此，本实用新型提供了一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，该电源装置能够提供三种不同大小的电压，很好的解决了目前锂电池供电适用性较低的问题。
下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。
参照图1-5，本实用新型实施例提供了一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，包括锂电池充电模块100、5V升压模块200、3.3V 降压模块300和3.8V降压模块400，锂电池充电模块100、5V升压模块200和3.3V降压模块300依次连接，锂电池充电模块100、5V 升压模块200和3.8V降压模块300依次连接，从而可以使得该电源装置可以获得给5V模块供电，给3.8V模块供电和给3.5V模块供电的功能。其中锂电池充电模块100包括USB接口、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、二极管D2、稳压二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、锂电池LI和能够控制锂电池充电的充电管理芯片U1，稳压二极管D1的负极、第一电容C1的一端、二极管D2的正极、第一电阻R1的一端、充电管理芯片U1的输入端均与USB接口的正极相连接，二极管D2的负极与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2 的另一端与充电管理芯片U1的CHRG端相连，第二电容C2的一端、锂电池LI的正极均与所述充电管理芯片U1的输出端相连接，USB接口的负极、稳压二极管D1的正极、第一电容C1的另一端、充电管理芯片U1的接地端、第三电阻R1的一端、第二电容C2的另一端、锂电池LI的负极均与参考地相连接。当USB接口通上电时，充电管理芯片U1的输入端和片使能输出CE端通电，然后由充电管理芯片 U1的输出端输出电流给锂电池LI充电，从而达到使锂电池作为储能装置的目的。
进一步，5V升压模块包括第一电感L1、第四电阻R4、第五电阻 R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、5V同步升压芯片U2，锂电池充电模块的输出端与第一电感 L1的一端相连接，第四电阻R4的一端、5V同步升压芯片U2的输入端与所述第一电感L1的另一端相连接，5V同步升压芯片U2的使能端EN与第四电阻R4的另一端相连接，第六电阻R6的一端、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端均与5V同步升压芯片U2的输出端相连接，第六电阻R6的另一端、第七电阻 R7的一端均与5V同步升压芯片U2的有源电流旁路ACB端相连接， 5V同步升压芯片U2的接地端、第三电容C3的另一端、第七电阻R7 的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端均与参考地相连接。锂电池供电后，芯片U2的输入端与使能端通电，电压从锂电池的3.7V升压到5V，然后第三电容C3，第四电容C4和第五电容C5充电，从而获得稳定的5V电压供给外部元件、3.8V稳压模块和3.3V稳压模块。
进一步，3.8V降压模块包括了第二电感L2、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、 3.8V稳压芯片U3，第六电阻R6的一端、第八电阻R8的一端、3.8V 稳压芯片的输入端均与所述5V升压模块的输出端相连接，第八电阻 R8的另一端与3.8V稳压芯片的使能端相连接，第二电感L2的一端与3.8V稳压芯片的开关管脚SW相连接，第二电感L2的另一端、第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第八电容C8的一端与3.8V 稳压芯片的输出端VOS相连接,第九电阻R9的另一端、第十电阻R10 的一端、第七电容C7的一端与3.8V稳压芯片的电压反馈端FB相连接，第六电容C6的另一端、第十电阻R10的另一端、第八电容C8 的另一端、3.8V稳压芯片的接地端均与参考地相连接。从5V升压模块中得到稳定的5V电流，芯片U3的输入端和使能端供电，经过芯片的转换，输出了3.8V的电压，由于芯片内部结构的关系，输出端和电压反馈端FB在外部形成了回路，第七电容和第八电容充电，获得了稳定的3.8V电流给外部元器件使用。
进一步，3.3V降压模块包括了第十一电阻R11、第九电容C9、第十电容C10、3.3V稳压芯片U4，3.3V稳压芯片U4的输入端VIN 与5V升压模块的输出端相连接，第十一电阻R11的一端与3.3V稳压芯片U4的使能端EN所相连，第九电容C9与第十一电阻R11的一端均与5V升压模块的输出端相连接，第十电容C10的一端与3.3V 稳压芯片U4的输出端均与3.3V降压模块的输出端相连，3.3V稳压芯片U4的接地端、第九电容C9的另一端和所述第十电容C10的另一端均与参考地相连接。从5V升压模块中得到稳定的5V电流，芯片U4的输入端和使能端供电，经过芯片的转换，输出了3.3V的电压，获得了稳定的3.3V电流给外部元器件使用。
进一步，充电管理芯片U1的型号为TC4056A,该芯片自带锂电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的LED 状态引脚，可以对锂电池的充电进行高效的管理，从而延长锂电池的寿命并且在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节供能。
进一步，5V同步升压芯片U2的型号为FP6276，该芯片使用PWM 电路，内置55mΩ高侧开关和55mΩ低侧开关使具备高节能。内部补偿网络也最大限度地减少多达6个外部元件数量，误差放大器的非反相输入端连接到一个0.6V精度参考电压和内部软启动功能可降低浪涌电流。
进一步，3.8V稳压芯片的型号为LM3253，该芯片可以动态调节输出电压，通过使用较小的封装和外壳尺寸较小的电感与电容，使得总解决方案的体积最小化，有电流保护和热过载保护装置，提升了该装置的可靠性。
进一步，3.3V稳压芯片的型号为TPS62203，该芯片的转换效率高达百分之九十五，外围电路也较为简单，采用SOT23的封装，体积较小，可以减少制作的成本。
进一步，锂电池是铝包电池,铝包锂电池当中，其自带了保护板，因此在该电路当中便不需要额外的添加保护电路，从而节省了物料成本与人工成本。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：包括锂电池充电模块、5V升压模块、3.3V降压模块和3.8V降压模块，所述锂电池充电模块、所述5V升压模块和所述3.3V降压模块依次连接，所述5V升压模块和所述3.8V降压模块连接，所述锂电池充电模块包括USB接口、铝包锂电池和能够控制锂电池充电的充电管理芯片，所述充电管理芯片的输入端与所述USB接口的正极相连接，所述锂电池的正极与所述充电管理芯片的输出端相连接，所述5V升压模块包括第一电感、第六电阻、第三电容、第四电容、第五电容、5V同步升压芯片,所述锂电池充电模块的输出端与所述第一电感的一端相连接，所述5V同步升压芯片的输入端与所述第一电感的另一端相连接，所述第六电阻的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端、所述第五电容的一端均与所述5V同步升压芯片的输出端相连接，所述3.8V降压模块包括了第二电感、第八电阻、3.8V稳压芯片，所述第六电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述3.8V稳压芯片的输入端均与所述5V升压模块的输出端相连接，所述第八电阻的另一端与所述3.8V稳压芯片的使能端相连接，所述第二电感的一端与所述3.8V稳压芯片的开关管脚相连接，所述3.3V降压模块包括了第十一电阻、第九电容、第十电容、3.3V稳压芯片，所述3.3V稳压芯片的输入端与5V升压模块的输出端相连接，所述第十一电阻的一端与所述3.3V稳压芯片的使能端所相连，所述第九电容的一端和所述第十一电阻的一端均与5V升压模块的输出端相连接，所述第十电容的一端与3.3V稳压芯片的输出端均与3.3V降压模块的输出端相连，所述的3.3V稳压芯片的接地端、所述第九电容的另一端与所述第十电容的另一端均与参考地相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述锂电池充电模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管、稳压二极管、第一电容、第二电容，所述稳压二极管的负极、所述第一电容的一端、所述二极管的正极、所述第一电阻的一端均与所述USB接口的正极相连接，所述二极管的负极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与充电管理芯片的充电指示端相连接，所述第二电容的一端、所述USB接口的负极、所述稳压二极管的正极、所述第一电容的另一端、所述充电管理芯片的接地端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的另一端和所述锂电池的负极均与参考地相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述5V升压模块还包括第四电阻、第五电阻、第七电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电感的另一端相连接，所述5V同步升压芯片的使能端与所述第四电阻的另一端相连接，所述第六电阻的另一端、所述第七电阻的一端均与所述5V同步升压芯片的有源电流旁路端相连接，所述5V同步升压芯片的接地端、所述第三电容的另一端、所述第七电阻的另一端、所述第四电容的另一端、所述第五电容的另一端均与参考地相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述3.3V稳压模块还包括第九电阻、第十电阻、第六电容、第七电容、第八电容，所述第二电感的另一端，所述第九电阻的一端、所述第七电容的一端、所述第八电容的一端与所述3.8V稳压芯片的输出端相连接,所述第九电阻的另一端、所述第十电阻的一端、所述第七电容的一端与3.8V稳压芯片的电压反馈端相连接，所述第六电容的另一端、所述第十电阻的另一端、所述第八电容的另一端、所述3.8V稳压芯片的接地端均与参考地相连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述充电管理芯片的型号为TC4056A。
6.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述5V同步升压芯片的型号为LM3253。
7.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述3.8V稳压芯片的型号为LM3253。
8.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述3.3V稳压芯片的型号为TPS62203。
9.根据权利要求1所述的一种基于锂电池供电的多电压输出电源装置，其特征在于：所述的锂电池是铝包电池。
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