CN216981537U - 电路结构、电源设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电路结构、电源设备。电路结构用于电源设备，电源设备能够与外部电源连接。电路结构包括电源组件和放电模块。电源组件包括相互串联的多个超级电容，多个超级电容包括第一预设电容组和第二预设电容组。第二预设电容组能够通过放电模块进行放电。在外部电源对第一预设电容组和第二预设电容组进行充电时，第二预设电容组通过放电模块进行放电，直至第一预设电容组的电压达到第一设定电压。本实用新型在第一预设电容组和第二预设电容组进行充电时，第二预设电容组通过放电模块进行放电，此时相当于只对第一预设电容组进行充电，如此能够实现电源组件的不同预设电容组进行不同的能量分配。

Description

电路结构、电源设备

技术领域

本实用新型涉及消费性电子产品领域，更具体而言，涉及到一种电路结构、电源设备。

背景技术

在相关技术中，通常采用外部电源对电源设备中串联的整组电池进行充电，无法对不同的电池进行不同的能量分配，充电方式不灵活，难以满足用户的不同充电需求。

实用新型内容

本实用新型的实施方式涉及一种电路结构、电源设备。

本实用新型实施方式的电路结构用于电源设备，所述电源设备能够与外部电源连接，所述电路结构包括电源组件和放电模块。所述电源组件包括相互串联的多个超级电容，所述多个超级电容包括第一预设电容组和第二预设电容组。所述第二预设电容组能够通过所述放电模块进行放电。在所述外部电源对所述第一预设电容组和所述第二预设电容组进行充电时，所述第二预设电容组通过所述放电模块进行放电，直至所述第一预设电容组的电压达到第一设定电压。

在某些实施方式中，所述放电模块包括放电负载和放电开关。

在某些实施方式中，所述放电负载包括电阻。

在某些实施方式中，在所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压，所述外部电源对所述第二预设电容组进行充电时，所述第二预设电容组停止通过所述放电模块放电，以使所述第二预设电容组的电压达到第二设定电压。

在某些实施方式中，所述电路结构还包括第一电子开关，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述第一预设电容组和所述第二预设电容组充电。

在某些实施方式中，所述电路结构还包括第二电子开关，所述外部电源能够通过所述第二电子开关为所述第二预设电容组充电。

在某些实施方式中，所述电路结构包括升压电路，所述外部电源能够通过所述升压电路为所述电源组件充电。

在某些实施方式中，所述电路结构包括降压电路，所述外部电源能够通过所述降压电路为所述电源组件充电。

在某些实施方式中，所述外部电源包括汽车电瓶；或，所述电路结构包括直流电充电输入端口，所述外部电源包括通过所述直流电充电输入端口输入电能的供电设备。

在某些实施方式中，所述电源组件包括正极和负极，多个所述超级电容根据所述电源组件的正极到负极依次排序包括第一超级电容和多个第二超级电容，多个所述第二超级电容包括设定电容，所述放电模块连接所述设定电容，所述设定电容及所述设定电容后面的所述第二超级电容作为所述第二预设电容组。

在某些实施方式中，所述电源组件包括正极和负极，多个所述超级电容根据所述电源组件的正极到负极依次排序包括第一超级电容和多个第二超级电容，所述电路结构包括多个所述放电模块，一个所述放电模块连接一个所述第二超级电容，在多个所述放电模块中存在至少一个所述放电模块被导通时，被导通的所述放电模块对应连接的所述第二超级电容作为选定超级电容，所述选定超级电容及所述选定超级电容后面的所述第二超级电容作为所述第二预设电容组。

在某些实施方式中，所述电路结构包括控制模块，所述控制模块用于控制所述放电模块的导通情况。

在某些实施方式中，所述电路结构包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述超级电容的电压，所述控制模块还用于获取所述电压检测模块的检测结果并根据所述检测结果控制所述放电模块的导通情况。

在某些实施方式中，所述外部电源包括汽车电瓶；所述电路结构包括电瓶状态检测模块，所述电瓶状态检测模块用于检测所述汽车电瓶的状态。

在某些实施方式中，所述控制模块还用于基于所述电瓶状态检测模块的检测结果和所述电压检测模块的检测结果，控制所述放电模块的导通情况。

在某些实施方式中，所述电路结构还包括按键，所述控制模块用于根据所述按键的状态控制所述电路结构的工作模式。

在某些实施方式中，所述控制模块用于在所述电源组件的电压达到预设电压且检测到汽车进行点火的情况下，控制所述电源组件为汽车发动机提供能量。

在某些实施方式中，所述电路结构包括降压电路、第一电子开关和第二电子开关，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述第一预设电容组和所述第二预设电容组充电，所述外部电源能够通过所述第二电子开关为所述第二预设电容组充电。

在某些实施方式中，所述控制模块用于控制所述降压电路和所述第一电子开关导通、控制所述第二电子开关断开，以对所述第一预设电容组和所述第二预设电容组进行充电，同时控制所述放电模块导通以对所述第二预设电容组进行放电，直至所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压。

在某些实施方式中，所述控制模块还用于在所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压后，控制所述降压电路和所述第二电子开关导通、控制所述第一电子开关和所述放电模块断开，以对所述第二预设电容组进行充电，直至所述第二预设电容组的电压达到第二设定电压。

本实用新型实施方式的电源设备包括壳体和上述任一实施方式的电路结构，所述电路结构设置在所述壳体内。

本实用新型实施方式的电路结构、电源设备在第一预设电容组和第二预设电容组进行充电时，第二预设电容组通过放电模块进行放电，此时相当于只对第一预设电容组进行充电，如此能够实现电源组件的不同预设电容组进行不同的能量分配，使得电源设备的充电方式更加灵活，能够满足用户的不同充电需求。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型某些实施方式的电源设备的示意图。

图2是本实用新型某些实施方式的电路结构的示意图。

图3是本实用新型某些实施方式的电路结构的示意图。

图4是本实用新型某些实施方式的电路结构的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在实际应用中，汽车电瓶容易因为老化、破损等原因导致功率不足而无法进行点火(在点火成功后可以正常使用，但是无法满足点火时所需的较高功率)，因此，相关技术采用启动电源等电源设备辅助进行点火，此时可以利用汽车电瓶作为外部电源对启动电源进行充电以集中能量进行点火，然而，通常汽车电瓶是用来对启动电源中串联的整组电池进行充电，无法对启动电源中的不同的电池进行不同的能量分配，充电方式不灵活，难以满足用户的不同充电需求。

请参阅图1和图2，本实用新型实施方式的电路结构10用于电源设备100，电源设备100能够与外部电源800连接。电路结构10包括电源组件11和放电模块12。电源组件11包括相互串联的多个超级电容112，多个超级电容112包括第一预设电容组113和第二预设电容组114。第二预设电容组114能够通过放电模块12进行放电。在外部电源800对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电时，第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

本实用新型实施方式的电路结构10在第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电时，第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，此时相当于只对第一预设电容组113进行充电，如此能够实现电源组件11的不同预设电容组进行不同的能量分配，使得电源设备10的充电方式更加灵活，能够满足用户的不同充电需求。

电源设备100可以是启动电源、应急电源等设备，电源设备100能够用于辅助汽车进行点火。超级电容112可以是电容值大于预设电容值的电容，一个超级电容112可以相当于一个电池。预设电容值例如为1F。电源组件11的超级电容112的数量可以为两个或两个以上，例如为2、3、4、5、6、7、8、9等。每个超级电容112的额定电压可以均为预设额定电压。在本实用新型实施方式中，以电源设备100为用于辅助汽车进行点火的启动电源为例进行说明，每个超级电容112的预设额定电压为3V，电源组件11的超级电容112的数量为5个，汽车点火所需的电压为12V，在5个超级电容112充满电(即每个超级电容112的电压均大于设定电压，设定电压可以为预设额定电压或者略低于预设额定电路，例如3.0V、2.9V、2.8V等)的情况下电源设备100的电压为15V，从而能够辅助汽车进行点火。

第一设定电压可以根据第一预设电容组113中的超级电容112的数量来确定，在此不做具体限定。在一个实施方式中，第一预设电容组113的电压达到第一设定电压，可以说明第一预设电容组113充满电，即第一预设电容组113的每个超级电容112的电压均大于设定电压。

多个超级电容112可以被划分为第一预设电容组113和第二预设电容组114，其中，第一预设电容组113和第二预设电容组114加起来，可以是电源组件11的全部超级电容112，也可以是电源组件11的部分超级电容112。

第二预设电容组114能够单独通过放电模块12进行放电。在一个实施例中，第二预设电容组114的正极连接放电模块12的正极，第二预设电容组114的负极和放电模块12的负极接地，如此，第二预设电容组114能够单独通过放电模块12进行放电。

请继续参阅图2，在某些实施方式中，放电模块12包括放电负载122和放电开关124。

如此，可以通过控制放电开关124来控制第二预设电容组114是否通过放电负载122进行放电，例如，在放电开关124导通时，第二预设电容组能够通过放电负载122和放电开关124进行放电，在放电开关124断开时，第二预设电容组停止通过放电负载122和放电开关124进行放电。

在某些实施方式中，放电负载122包括电阻。由于电阻的价格比较低，因此，采用电阻作为放电负载122，能够降低电路结构10的制造成本。电阻的具体电阻值可以根据具体的需求(例如放电速率)来进行选择，在此不做具体限定。在其他实施方式中，放电负载122也可以是其他能够消耗电量的负载，例如发光二极管、芯片等，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，放电模块12可以是一体成型的，即放电模块12是一个既能够消耗电能又具备通断控制能力的元件，例如放电模块12可以是芯片，在芯片导通时，第二预设电容组114通过芯片进行放电，在芯片断开时，第二预设电容组114停止通过芯片进行放电。

在某些实施方式中，在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压，外部电源800对第二预设电容组114进行充电时，第二预设电容组114停止通过放电模块12放电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。如此，在单独对第二预设电容组114进行充电时，断开放电模块12，使得第二预设电容组114停止放电，从而避免第二预设电容组114边充电边放电而导致充电过慢甚至充不进去电。第二设定电压可以根据第二预设电容组114中的超级电容112的数量来确定，在此不做具体限定。在一个实施方式中，第二预设电容组114的电压达到第二设定电压，可以说明第二预设电容组114充满电，即第二预设电容组114的每个超级电容112的电压均大于设定电压。

请继续参阅图2，在某些实施方式中，电路结构10还包括第一电子开关132，外部电源800能够通过第一电子开关132为第一预设电容组113和第二预设电容组114充电。

如此，外部电源800能够对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，其中，在外部电源800充电功率足够时，能够控制第一电子开关132导通，直接将第一预设电容组113和第二预设电容组114充满电(此时放电模块12断开，即不进行放电)，在外部电源800充电功率不足时，第一电子开关132和放电模块12可以导通，此时相当于利用外部电源800单独对第一预设电容组113进行充电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

在一个实施例中，电源组件11包括正极和负极，多个超级电容112包括最靠近电源组件11的正极的第一超级电容1122，第一电子开关132与第一超级电容1122连接。由于第一超级电容1122最靠近电源组件11的正极，并且多个超级电容112是串联设置的，因此，在连接第一超级电容1122的第一电子开关132导通时，外部电源800能够对整个电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，电路结构10还包括第二电子开关134，外部电源800能够通过第二电子开关134为第二预设电容组114充电。

如此，外部电源800能够通过第二电子开关134单独为第二预设电容组114进行充电，此时，第二预设电容组114停止通过放电模块12放电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

在一个实施例中，在外部电源800充电功率不足时，第一电子开关132和放电模块12可以导通，此时相当于利用外部电源800单独对第一预设电容组113进行充电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压；再控制第一电子开关132和放电模块12断开、第二电子开关134导通，直至第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

在某些实施方式中，电路结构10包括升压电路14，外部电源800能够通过升压电路14为电源组件11充电。如此，在外部电源800输入的电压低于电源组件11的电压时，外部电源800输入的电压能够通过升压电路14进行升压，从而能够利用升压后的电能为电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15，外部电源800能够通过降压电路15为电源组件11充电。

如此，能够利用降压电路15降低外部电源800输入的电压，从而使得充电过程更加安全，避免外部电源800输入的电压过高而导致电源组件11损坏。具体地，在外部电源800输入的电压与待充电元件(例如电源组件11、第一预设电容组113或预设电容组114)的电压的差值大于或等于预设差值时，外部电源800输入的电压若直接用于待充电元件进行充电，则较大的压差可能直接损坏待充电元件，因此，可以利用降压电路15对外部电源800输入的电压进行降压，从而可以利用降压后的输入电压为待充电元件充电。其中，降压后的输入电压可以高于待充电元件的电压，例如两者的差值大于差值阈值而小于预设差值，从而能够在保证充电安全的情况下使得充电的速率较高。当然，降压后的输入电压也可以和待充电元件的电压基本相同，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，外部电源800包括汽车电瓶。电源设备100在电量不足时，可以将电源设备100与汽车电瓶连接，汽车电瓶作为外部电源800为电源设备100充电。具体地，电源设备100可以包括正极接线夹子和负极接线夹子，利用正极接线夹子和负极接线夹子分别接到汽车电瓶正极802和汽车电瓶负极804即可实现电源设备100与汽车电瓶的连接。

在一个实施例中，第一电子开关132可以包括大功率电子开关1322，外部电源800能够通过大功率电子开关1322直接为电源设备100充电(不经过降压电路15)从而提高充电速度，电源设备100也可以通过大功率电子开关1322向汽车供电以辅助实现点火。

在另一个实施例中，外部电源800通过第一电子开关132、降压电路15为电源组件11充电，利用降压电路15保护电源组件11。

请继续参阅图2，在某些实施方式中，电路结构10包括直流电(Direct Current，DC)充电输入端口16，外部电源800包括通过DC充电输入端口16输入电能的供电设备。电源设备100在电量不足时，可以通过DC充电输入端口16连接供电设备(例如市电、充电宝、户外储能设备、太阳板等)，实现对电源组件11进行充电。其中，如果供电设备提供的是交流电(如市电)，供电设备可以通过如适配器或充电器等连接供电设备，能够将交流电等转换成直流电并将直流电输入DC充电输入端口16，从而实现对电源组件11进行充电。

在一个实施例中，DC充电输入端口16可以通过电子开关162、降压电路15给电源组件11充电，在外部电源800输入的电压较大时，能够利用降压电路15对外部电源800输入的电压进行降压。

在另一个实施例中，DC充电输入端口16可以通过电子开关164、升压电路14给电源组件11充电，在外部电源800输入的电压较小时，能够利用升压电路14对外部电源800输入的电压进行升压。

在本实用新型实施方式中，DC充电输入端口16可以通过电子开关162、电子开关164切换是采用降压电路15还是采用升压电路14为电源组件11进行充电。

电源设备100可以同时具备两种充电电路，即可以通过汽车电瓶作为外部电源800对电源设备100进行充电，也可以通过供电设备作为外部电源800对电源设备100进行充电，在此不做具体限定。

请参阅图3，在某些实施方式中，电源组件11包括正极和负极，多个超级电容112根据电源组件11的正极到负极依次排序包括第一超级电容1122和多个第二超级电容1124，多个第二超级电容1124包括设定电容11242，电路结构10包括一个放电模块12，放电模块12连接设定电容11242，设定电容11242及设定电容11242后面的第二超级电容1124作为第二预设电容组114。

如此，通过一个放电模块12即可实现对第二预设电容组114的放电，能够降低电路结构10的制造成本。具体地，多个第二超级电容1124包括设定电容11242，设定电容11242可以将多个超级电容112划分成两组。在一个实施例中，两组超级电容112的数量相同或者数量相差为1。例如以5个超级电容112为例，即根据电源组件11的正极到负极依次排序包括第一超级电容1122和四个第二超级电容1124，此时可以选取四个第二超级电容1124中排序第二或者排序第三的第二超级电容1124作为设定电容11242，则预设电容组114中超级电容112的数量为3或者2，另外一组中超级电容112的数量为2或3。两组超级电容112的数量相同或者数量相差为1，可以使得外部电源800容易实现对第一预设电容组113、第二预设电容组114的充电。可以理解，若第二预设电容组114中超级电容112的数量过多，则第二预设电容组114所需的充电电压较高，外部电源800难以对第二预设电容组114进行充电，例如汽车电瓶因为老化、破损等原因导致电压较低而无法满足第二预设电容组114的充电需求(例如汽车电瓶所能提供的电压为10V，而第二预设电容组114包括四个超级电容112，所需的充电电压为12V)；若第二预设电容组114中超级电容112的数量过少，则第一预设电容组113中超级电容112的数量可能过多，则第一预设电容组113所需的充电电压较高，在第二预设电容组114进行放电的情况下，外部电源800也难以对第一预设电容组113进行充电。

第二电子开关134的数量为一个，设定电容11242对应连接第二电子开关134。第一电子开关132的数量可以为一个或多个，第一电子开关134所连接的超级电容112的排序比设定电容11242的排序靠前。在第一电子开关132的数量为一个时，第一电子开关134可以连接第一超级电容1122，第一超级电容1122及设定电容11242前面的第二超级电容1124作为第一预设电容组113。在第一电子开关132的数量为多个时，在多个第一电子开关132存在至少一个第一电子开关132被导通时，被导通的第一电子开关132对应连接的超级电容112作为预设超级电容，预设超级电容及设定电容11242前面的第二超级电容1124作为第一预设电容组113。

请参阅图4，在某些实施方式中，电源组件11包括正极和负极，多个超级电容112根据电源组件11的正极到负极依次排序包括第一超级电容1122和多个第二超级电容1124，电路结构10包括多个放电模块12，一个放电模块12连接一个第二超级电容1124，在多个放电模块12中存在至少一个放电模块12被导通时，被导通的放电模块12对应连接的第二超级电容1124作为选定超级电容11244，选定超级电容11244及选定超级电容11244后面的第二超级电容1124作为第二预设电容组114。

如此，可以通过多个放电模块12实现对第二预设电容组114的放电。在放电模块12的数量少于第二超级电容1124的数量时，有些第二超级电容1124可以不设置放电模块12。在某些实施方式中，第一超级电容1124也可以对应连接一个放电模块12，利用第一超级电容1124连接的放电模块12能够对整个电源组件11进行放电。本实用新型以放电模块12的数量与第二超级电容1124的数量相同为例进行说明，即每个第二超级电容1124连接一个放电模块12。具体地，多个放电模块12中可以存在一个放电模块12导通、其余放电模块12断开，被导通的放电模块12对应连接的第二超级电容1124作为选定超级电容11244，选定超级电容11244可以将多个超级电容112划分成两组。例如以5个超级电容112为例，即根据电源组件11的正极到负极依次排序包括第一超级电容1122和四个第二超级电容1124，此时可以选取四个放电模块12中的任意一个导通、其余放电模块12均断开。可以理解，若第二预设电容组114中超级电容112的数量过多，则第二预设电容组114所需的充电电压较高，外部电源800难以对第二预设电容组114进行充电，例如汽车电瓶因为老化、破损等原因导致电压较低而无法满足第二预设电容组114的充电需求(例如汽车电瓶所能提供的电压为10V，而第二预设电容组114包括四个超级电容112，所需的充电电压为12V)；若第二预设电容组114中超级电容112的数量过少，则第一预设电容组113中超级电容112的数量可能过多，则第一预设电容组113所需的充电电压较高，在第二预设电容组114进行放电的情况下，外部电源800也难以对第一预设电容组113进行充电。可以根据外部电源800的输入电压来选择被导通的放电模块12，外部电源800的电压越大，则被导通的放电模块12对应连接的选定超级电容11244在第二超级电容1124中的排序可以越靠后，外部电源800的电压越小，则被导通的放电模块12对应连接的选定超级电容11244在第二超级电容1124中的排序可以越靠前。例如，外部电源800为汽车电瓶，当汽车电瓶的电压为13V时，被导通的放电模块12对应连接的选定超级电容11244可以是4个第二超级电容1124中排序第四的第二超级电容1124；当汽车电瓶的电压为10V时，被导通的放电模块12对应连接的选定超级电容11244可以是4个第二超级电容1124中排序三的第二超级电容1124；当汽车电瓶的电压为8V时，被导通的放电模块12对应连接的选定超级电容11244可以是4个第二超级电容1124中排序第二的第二超级电容1124。

第二电子开关134的数量为多个，每个放电模块12连接的第二超级电容1124均对应连接一个第二电子开关134。第一电子开关132的数量可以为一个或多个，第一电子开关134所连接的超级电容112的排序比选定超级电容11244的排序靠前。在第一电子开关132的数量为一个时，第一电子开关134可以连接第一超级电容1122，第一超级电容1122及选定超级电容11244前面的第二超级电容1124作为第一预设电容组113。在第一电子开关132的数量为多个时，在多个第一电子开关132存在至少一个第一电子开关132被导通时，被导通的第一电子开关132对应连接的超级电容112作为预设超级电容，预设超级电容及选定超级电容11244前面的第二超级电容1124作为第一预设电容组113。需要说明的是，选定超级电容11244前面的第二超级电容1124所连接的第二电子开关134也可以作为第一电子开关132(例如图4中所示的第一预设电容组113中的第二超级电容1124对应的第二电子开关134也可以作为第一电子开关132)，也即是说，预设超级电容可以是第二超级电容1124中的一个。

请再次参阅图2，在某些实施方式中，电路结构10包括控制模块17，控制模块17用于控制放电模块12的导通情况。

利用控制模块17可以实现对电路结构10的控制，具体地，控制模块17可以用于控制放电模块12的导通情况，也可以用于控制第一电子开关132、第二电子开关134、升压电路14、降压电路15、电子开关162、电子开关164等的导通情况，在此不做具体限定。其中，控制放电模块12的导通情况包括控制放电模块12导通或控制放电模块12断开。

控制模块17可以包括驱动板、其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的一种或多种组件。驱动板可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)。

在某些实施方式中，电路结构10包括电压检测模块181，电压检测模块181用于检测超级电容112的电压，控制模块17还用于获取电压检测模块181的检测结果并根据检测结果控制放电模块12的导通情况。

电压检测模块181可以用于检测每个超级电容112的电压，也可以用于检测所有超级电容112(即整个电源组件11)的电压，在此不做具体限定。控制模块17可以用于控制电压检测模块181检测超级电容112的电压，再根据检测结果控制放电模块12的导通情况。例如，在一个实施例中，电压检测模块181的检测结果表示第一预设电容组113的电压已达到第一设定电压，则可以控制放电模块12断开、第二电子开关134导通，以对第二预设电容组114进行充电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

在某些实施方式中，外部电源800包括汽车电瓶；电路结构10包括电瓶状态检测模块183，电瓶状态检测模块183用于检测汽车电瓶的状态。

如此，能够通过电瓶状态检测模块183检测汽车电瓶的状态。具体地，电瓶状态检测模块183可以用于检测汽车电瓶的电压、电流，也可以用于检测汽车电瓶与电源设备100是否连接或是否出现正负极接反。在一个实施例中，电瓶状态检测模块183可以包括电流采样模块184，电流采样模块184可以用于检测回路电流。控制模块17可以在检测到回路电流大于预设电流时，关闭大功率电子开关142，从而实现对电源组件11的保护。在另一个实施例中，在检测到汽车电瓶与电源设备100出现正负极接反时，控制模块17还可以控制提示元件发出提示，提示元件可以为显示屏、振动元件、喇叭等，例如可以利用显示屏显示“正负极接反”的提示文字，也可以利用振动元件按预设规律振动，还可以利用喇叭播报“正负极接反”的提示声音。

在某些实施方式中，控制模块17还用于基于电瓶状态检测模块183的检测结果和电压检测模块181的检测结果，控制放电模块12的导通情况。

如此，能够基于电瓶状态检测模块183的检测结果和电压检测模块181的检测结果，实现对电路结构10进行灵活、准确地控制。

在一个实施例中，电压检测模块181的检测结果和电瓶状态检测模块183的检测结果表示电源组件11的电量较低且汽车电瓶的电压小于或等于电源组件的电压，则可以控制第一电子开关132、放电模块12导通，以使得汽车电瓶对第一预设电容组113进行充电。在另一个实施例中，电压检测模块181的检测结果表示第一预设电容组113的电压已达到第一设定电压，则可以控制放电模块12断开、第二电子开关134导通，以对第二预设电容组114进行充电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

在某些实施方式中，电路结构10还包括按键185，控制模块17用于根据按键185的状态控制电路结构10的工作模式。

如此，通过按键185的设置使得电路结构10能够实现更多的功能。在一个实施例中，按键185可以用于强制控制电源组件11输出能量以辅助汽车点火。在另一个实施例中，电路结构10包括照明元件，按键185可以用于控制照明元件发光，从而为用户提供光亮，照明元件例如为发光二极管等元件。

在某些实施方式中，控制模块17用于在电源组件11的电压达到预设电压且检测到汽车进行点火的情况下，控制电源组件11为汽车发动机提供能量。

如此，在电源组件11的能量足够且汽车进行点火的情况下，电源组件11能够为汽车发动机提供能量，从而辅助实现点火。具体地，电源组件11的电压达到预设电压，可以是电源组件11的整体电压达到点火所需的预设点火电压(例如12V)，也可以是电源组件11中的各个超级电容112的电压均大于设定电压(例如2.8V)。检测汽车是否点火可以根据电瓶状态检测模块183的检测结果确定，例如当检测到汽车电瓶的电压变化率大于2V/S时，可以确定此时汽车正在进行点火。在控制电源组件11为汽车发动机提供能量时，可以通过大功率电子开关142为汽车提供能量，如此能够在短时间内将电源组件11的能量提供给汽车发动机以实现点火。

在某些实施方式中，电路结构10还包括稳压电路186。稳压电路186可以用于将电源组件11的电压或汽车电瓶的电压转换为预设工作电压以提供给控制模块17或者其他电路模块进行工作。具体地，控制模块17的工作电压例如为5V，则稳压电路186可以为5V稳压电路，利用5V稳压电路能够将电源组件11的电压或汽车电瓶的电压转换为5V的稳定电压，从而提供给控制模块17进行工作。

在某些实施方式中，电路结构10还包括显示模块187。控制模块17可以用于根据电瓶状态检测模块183的检测结果控制显示模块187进行显示，例如显示电瓶状态检测模块183所检测到的汽车电瓶的电压、电流及是否出现正负极接反。当然，显示模块187也可以用于显示其他信息，在此不做具体限定，利用显示模块187显示的信息可以便于用户快速、准确地掌握电源设备100的相关信息。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15、第一电子开关132和第二电子开关134，外部电源800能够通过第一电子开关132为第一预设电容组113和第二预设电容组114充电，外部电源800能够通过第二电子开关134为第二预设电容组114充电。

如此，能够通过切换不同的电子开关实现对不同的超级电容112进行充电。

在某些实施方式中，控制模块17用于控制降压电路15和第一电子开关132导通、控制第二电子开关134断开，以对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，同时控制放电模块12导通以对第二预设电容组114进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

具体地，在外部电源800充电功率不足以对整个电源组件11充满电时，可以控制降压电路15和第一电子开关132导通、控制第二电子开关134断开，以对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，同时控制放电模块12导通以对第二预设电容组114进行放电，此时相当于只对第一预设电容组113进行充电，如此外部电源800能够比较容易地将第一预设电容组113充满电，即使得第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

在某些实施方式中，控制模块17还用于在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压后，控制降压电路15和第二电子开关134导通、控制第一电子开关132和放电模块12断开，以对第二预设电容组114进行充电，直至第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

如此，在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压后，可以单独对第二预设电容组114进行充电，此时可以控制降压电路15和第二电子开关134导通，以对第二预设电容组114进行充电，控制第一电子开关132和放电模块12断开，以使得第二预设电容组114停止放电，从而避免第二预设电容组114边充电边放电而导致充电过慢甚至充不进去电。

本实用新型实施方式的充电过程可以是：①将整个电源组件11划分成第一预设电容组113和第二预设电容组114，外部电源800对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，此时第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压；②在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压后，外部电源800对第二预设电容组114进行充电，此时第二预设电容组114停止通过放电模块12放电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压，如此即可完成充电过程。

本实用新型实施方式的充电过程也可以是：①将整个电源组件11划分成第一预设电容组113和第二预设电容组114，外部电源800对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，此时第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压；②在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压后，将第二预设电容组114再次划分为新的第一预设电容组和新的第二预设电容组，外部电源800对新的第一预设电容组和新的第二预设电容组进行充电，此时新的第二预设电容组通过放电模块12进行放电，直至新的第一预设电容组的电压达到第一设定电压；③外部电源800对新的第二预设电容组进行充电，此时新的第二预设电容组停止通过放电模块12放电，以使新的第二预设电容组的电压达到第二设定电压，如此可以完成充电过程。其中，过程②可以重复一次或多次，在此不做具体限定。在一个实施例中，以5个超级电容112为例，即根据电源组件11的正极到负极依次排序包括第一超级电容1122和四个第二超级电容1124，在过程①中可以将第一超级电容和排序第一的第二超级电容1124作为第一预设电容组113，将排序第二、第三和第四的第二超级电容1124作为第二预设电容组114；在过程②中可以将排序第二和第三的第二超级电容1124作为新的第一预设电容组，将排序第四的第二超级电容1124作为新的第二预设电容组。在过程③中对排序第四的第二超级电容1124进行充电。

本实用新型实施方式的控制方法可以用于上述任意一种实施方式的电路结构10，电路结构10用于电源设备100，电源设备100能够与外部电源800连接。电路结构10包括电源组件11和放电模块12，电源组件11包括相互串联的多个超级电容112，电源组件11包括第一预设电容组113和第二预设电容组114；第二预设电容组114能够通过放电模块12进行放电。

控制方法包括：

在外部电源800对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电时，控制放电模块12导通，以使得第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

本实用新型实施方式的控制方法可以由本实用新型实施方式的电路结构10实现，具体地，控制方法可以由控制模块17实现。

本实用新型实施方式的控制方法在第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电时，第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，此时相当于只对第一预设电容组113进行充电，如此能够实现电源组件11的不同预设电容组进行不同的能量分配，使得电源设备10的充电方式更加灵活，能够满足用户的不同充电需求。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压，外部电源800对第二预设电容组114进行充电时，控制第二预设电容组114停止通过放电模块12放电，以使第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

在某些实施方式中，电路结构10还包括第一电子开关132，控制方法包括：

控制第一电子开关132导通，以使外部电源800通过第一电子开关132为第一预设电容组113和第二预设电容组114充电。

在某些实施方式中，电路结构10还包括第二电子开关134，控制方法包括：

控制第二电子开关134导通，以使外部电源800通过第二电子开关134为第二预设电容组114充电。

在某些实施方式中，电路结构10包括升压电路14，控制方法包括：

控制升压电路14导通，以使外部电源800通过升压电路14为电源组件11充电。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15，控制方法包括：

控制降压电路15导通，以使外部电源800通过降压电路15为电源组件11充电。

在某些实施方式中，电路结构10包括电压检测模块181，电压检测模块181用于检测超级电容112的电压，控制方法包括：

获取电压检测模块181的检测结果并根据检测结果控制放电模块12的导通情况。

在某些实施方式中，外部电源800包括汽车电瓶；电路结构10包括电瓶状态检测模块183，控制方法包括：

控制电瓶状态检测模块183检测汽车电瓶的状态。

在某些实施方式中，控制方法包括：

基于电瓶状态检测模块183的检测结果和电压检测模块181的检测结果，控制放电模块12的导通情况。

在某些实施方式中，电路结构10还包括按键185，控制方法包括：

根据按键185的状态控制电路结构10的工作模式。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在电源组件11的电压达到预设电压且检测到汽车进行点火的情况下，控制电源组件11为汽车发动机提供能量。

在某些实施方式中，控制方法包括：

控制降压电路15和第一电子开关132导通、控制第二电子开关134断开，以对第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电，同时控制放电模块12导通以对第二预设电容组114进行放电，直至第一预设电容组113的电压达到第一设定电压。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在第一预设电容组113的电压达到第一设定电压后，控制降压电路15和第二电子开关134导通、控制第一电子开关132和放电模块12断开，以对第二预设电容组114进行充电，直至第二预设电容组114的电压达到第二设定电压。

上述对电路结构10的解释说明也适用于控制方法，在此不再赘述。

请再次参阅图1，本实用新型实施方式的电源设备100包括壳体20和上述任意一种实施方式的电路结构10，电路结构10设置在壳体20内。

本实用新型实施方式的电源设备100在第一预设电容组113和第二预设电容组114进行充电时，第二预设电容组114通过放电模块12进行放电，此时相当于只对第一预设电容组113进行充电，如此能够实现电源组件11的不同预设电容组进行不同的能量分配，使得电源设备10的充电方式更加灵活，能够满足用户的不同充电需求。

壳体20可以利用塑料、金属等材料制成，壳体20能够为电路结构10提供保护，从而减少或避免电路结构10受外界的灰尘、水汽等的影响。

本实用新型实施方式的电源设备100可以包括车辆应急启动电源，输出电压可以包括12V或14V。

在本实用新型中，汽车电瓶可以不限于摩托车、轿车、越野车、柴油车、电动车、拖车、货车等各种车辆的电瓶，还可以包括如打桩机、发电机组、搅拌机、轮船游艇等的电瓶。

在本实用新型中，电路结构中各组件的“连接”，可以包括直接连接或间接连接，以第一电子开关132与第一超级电容1122连接为例，第一电子开关132可以直接第一超级电容1122，也可以通过其它电路组件或模块(如保护电路)连接至第一超级电容1122，而不影响外部电源800能够通过第一电子开关132为第一预设电容组113和第二预设电容组114正常供电。此外，电路结构中各组件的“连接”，可以包括电气连接或非电气连接。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (21)

1.一种电路结构，其特征在于，所述电路结构用于电源设备，所述电源设备能够与外部电源连接，所述电路结构包括：

电源组件，所述电源组件包括相互串联的多个超级电容，所述多个超级电容包括第一预设电容组和第二预设电容组；

放电模块，所述第二预设电容组能够通过所述放电模块进行放电；

在所述外部电源对所述第一预设电容组和所述第二预设电容组进行充电时，所述第二预设电容组通过所述放电模块进行放电，直至所述第一预设电容组的电压达到第一设定电压。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述放电模块包括放电负载和放电开关。

3.根据权利要求2所述的电路结构，其特征在于，所述放电负载包括电阻。

4.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，在所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压，所述外部电源对所述第二预设电容组进行充电时，所述第二预设电容组停止通过所述放电模块放电，以使所述第二预设电容组的电压达到第二设定电压。

5.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构还包括第一电子开关，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述第一预设电容组和所述第二预设电容组充电。

6.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构还包括第二电子开关，所述外部电源能够通过所述第二电子开关为所述第二预设电容组充电。

7.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括升压电路，所述外部电源能够通过所述升压电路为所述电源组件充电。

8.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括降压电路，所述外部电源能够通过所述降压电路为所述电源组件充电。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电路结构，其特征在于，所述外部电源包括汽车电瓶；

或，所述电路结构包括直流电充电输入端口，所述外部电源包括通过所述直流电充电输入端口输入电能的供电设备。

10.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电源组件包括正极和负极，多个所述超级电容根据所述电源组件的正极到负极依次排序包括第一超级电容和多个第二超级电容，多个所述第二超级电容包括设定电容，所述放电模块连接所述设定电容，所述设定电容及所述设定电容后面的所述第二超级电容作为所述第二预设电容组。

11.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电源组件包括正极和负极，多个所述超级电容根据所述电源组件的正极到负极依次排序包括第一超级电容和多个第二超级电容，所述电路结构包括多个所述放电模块，一个所述放电模块连接一个所述第二超级电容，在多个所述放电模块中存在至少一个所述放电模块被导通时，被导通的所述放电模块对应连接的所述第二超级电容作为选定超级电容，所述选定超级电容及所述选定超级电容后面的所述第二超级电容作为所述第二预设电容组。

12.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括控制模块，所述控制模块用于控制所述放电模块的导通情况。

13.根据权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述超级电容的电压，所述控制模块还用于获取所述电压检测模块的检测结果并根据所述检测结果控制所述放电模块的导通情况。

14.根据权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述外部电源包括汽车电瓶；

所述电路结构包括电瓶状态检测模块，所述电瓶状态检测模块用于检测所述汽车电瓶的状态。

15.根据权利要求14所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块还用于基于所述电瓶状态检测模块的检测结果和电压检测模块的检测结果，控制所述放电模块的导通情况。

16.根据权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构还包括按键，所述控制模块用于根据所述按键的状态控制所述电路结构的工作模式。

17.根据权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块用于在所述电源组件的电压达到预设电压且检测到汽车进行点火的情况下，控制所述电源组件为汽车发动机提供能量。

18.根据权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括降压电路、第一电子开关和第二电子开关，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述第一预设电容组和所述第二预设电容组充电，所述外部电源能够通过所述第二电子开关为所述第二预设电容组充电。

19.根据权利要求18所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块用于控制所述降压电路和所述第一电子开关导通、控制所述第二电子开关断开，以对所述第一预设电容组和所述第二预设电容组进行充电，同时控制所述放电模块导通以对所述第二预设电容组进行放电，直至所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压。

20.根据权利要求18所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块还用于在所述第一预设电容组的电压达到所述第一设定电压后，控制所述降压电路和所述第二电子开关导通、控制所述第一电子开关和所述放电模块断开，以对所述第二预设电容组进行充电，直至所述第二预设电容组的电压达到第二设定电压。

21.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括壳体和权利要求1-20任一项所述的电路结构，所述电路结构设置在所述壳体内。

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