CN216981538U - 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，电路结构包括电源组件、第一电子开关和升压电路。电源组件包括相互串联的多个超级电容，多个超级电容中的部分超级电容作为预设电容组。预设电容组通过第一电子开关和升压电路连接电源组件，在第一电子开关和升压电路导通时，预设电容组输出的电能能够通过升压电路进行升压以用于为电源组件进行充电。本实用新型利用电源组件中的部分超级电容为整个电源组件进行充电，从而能够调整电源组件中不同超级电容的能量，实现电源组件的内部能量分配，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。

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，所述电路结构包括电源组件、第一电子开关和升压电路。所述电源组件包括相互串联的多个超级电容，多个所述超级电容中的部分所述超级电容作为预设电容组。所述预设电容组通过所述第一电子开关和所述升压电路连接所述电源组件，在所述第一电子开关和所述升压电路导通时，所述预设电容组输出的电能能够通过所述升压电路进行升压以用于为所述电源组件进行充电。

在某些实施方式中，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述预设电容组充电。

在某些实施方式中，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够为所述电源组件充电。

在某些实施方式中，所述电源组件包括正极和负极，多个所述超级电容包括最靠近所述电源组件的正极的第一超级电容，所述电路结构包括与所述第一超级电容连接的第二电子开关，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，所述电路结构包括一个所述第一电子开关，所述第一电子开关连接所述设定电容，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第一电子开关，一个所述第一电子开关连接一个所述第二超级电容，在多个所述第一电子开关中存在至少一个所述第一电子开关被导通时，被导通的所述第一电子开关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第一电子开关的导通情况。

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第一电子开关的导通情况。

在某些实施方式中，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够为所述电源设备充电，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，控制所述第一电子开关的导通情况和升压电路的导通情况。

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时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和第二电子开关，汽车电瓶能够通过所述降压电路和所述第二电子开关连接所述电源组件；所述控制模块用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压且所述汽车电瓶的电压与电源组件的电压的差值大于或等于预设差值时，控制所述第二电子开关和所述降压电路导通，以使得所述汽车电瓶通过所述降压电路对所述电源组件进行充电。

在某些实施方式中，所述控制模块还用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压且所述汽车电瓶的电压与电源组件的电压的差值小于所述预设差值时，控制所述第二电子开关导通，以使得所述汽车电瓶直接对所述电源组件进行充电，直至所述汽车电瓶的电压小于或等于所述电源组件的电压。

在某些实施方式中，所述电路结构包括降压电路和第二电子开关，汽车电瓶能够通过所述降压电路和所述第二电子开关连接所述电源组件；所述控制模块用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压时，控制所述第二电子开关和所述降压电路导通，以使得所述汽车电瓶通过所述降压电路对所述电源组件进行充电。

在某些实施方式中，汽车电瓶能够通过所述第一电子开关连接所述预设电容组；所述控制模块还用于在所述汽车电瓶的电压小于或等于所述电源组件的电压时，控制所述第一电子开关导通，以使得所述汽车电瓶对所述预设电容组进行充电，直至所述预设电容组中各个所述超级电容的电压达到设定电压。

在某些实施方式中，所述控制模块还用于在所述预设电容组中的各个所述超级电容的电压达到设定电压时，控制所述第一电子开关和所述升压电路导通，以使得所述预设电容组输出的电能能够通过所述升压电路后对所述电源组件进行充电。

在某些实施方式中，所述电源组件包括所述预设电容组和待充电电容，所述控制模块还用于在所述待充电电容的电压未达到所述设定电压且所述预设电容组的电压小于供电电压时，重新对所述预设电容组进行充电，再利用重新充电后的所述预设电容组对所述电源组件进行充电，直至各个所述待充电电容的电压达到所述设定电压。

在某些实施方式中，所述控制模块还用于在所述待充电电容的电压达到所述设定电压时，控制所述第一电子开关导通，以使得所述汽车电瓶对所述预设电容组进行充电，直至所述预设电容组中的各个所述超级电容的电压达到设定电压。

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、电源设备利用电源组件中的部分超级电容为整个电源组件进行充电，从而能够调整电源组件中不同超级电容的能量，实现电源组件的内部能量分配，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，电路结构10包括：电源组件11、第一电子开关12和升压电路13。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中的部分超级电容112作为预设电容组114。预设电容组114通过第一电子开关12和升压电路13连接电源组件11，在第一电子开关12和升压电路13导通时，预设电容组114输出的电能能够通过升压电路13进行升压以用于为电源组件11进行充电。

本实用新型实施方式的电路结构10利用电源组件11中的部分超级电容112为整个电源组件11进行充电，从而能够调整电源组件11中不同超级电容112的能量，实现电源组件11的内部能量分配，使得电源设备100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。

利用多个超级电容112中的部分超级电容112(即预设电容组114)为整个电源组件11进行充电时，由于预设电容组114的电压低于整个电源组件11的电压，因此，可以利用升压电路13对预设电容组114输出的电能进行升压，从而能够利用升压后的电能为电源组件11进行充电。

在一个实施例中，预设电容组114的正极连接第一电子开关12的一端，第一电子开关12的另一端连接升压电路13的一端，升压电路13的另一端连接电源组件11的正极，预设电容组114的负极(即电源组件11的负极)接地。在第一电子开关12和升压电路13导通时，预设电容组114输出的电能能够通过升压电路13进行升压以用于为电源组件11进行充电。

请参阅图2，在某些实施方式中，电源设备100能够与外部电源800连接，外部电源800能够通过第一电子开关12为预设电容组114充电。

如此，外部电源800能够通过第一电子开关12单独为预设电容组114进行充电，预设电容组114能够通过第一电子开关12和升压电路13对整个电源组件11进行充电，最后使得整个电源组件11中的每个超级电容112均能够充满电。在一个实施例中，利用外部电源800先对预设电容组114进行充电，在预设电容组114充满电(即预设电容组114的每个超级电容112的电压均为预设额定电压或者略低于预设额定电压)后，利用预设电容组114通过第一电子开关12和升压电路13对整个电源组件11进行充电，若电源组件11中除预设电容组114之外的其他超级电容112的电压小于预设额定电压，则重复对预设电容组114充满电再利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电，直至电源组件11中除预设电容组114之外的其他超级电容112的电压均为预设额定电压。在电源组件11中除预设电容组114之外的其他超级电容112的电压均为预设额定电压后，再对预设电容组114充满电，从而使得整个电源组件11中的每个超级电容112均能够充满电。需要说明的是，由于预设电容组114只占了整个电源组件11的部分超级电容112，因此，预设电容组114所需的充电电压较低，外部电源800容易满足充电的要求(例如在汽车电瓶无法满足对整个电源组件11进行充电时，仍然可能能够对预设电容组114进行充电)。

请继续参阅图2，在某些实施方式中，电源设备100能够与外部电源800连接，外部电源800能够为电源组件11充电。

如此，外部电源800能够直接对整个电源组件11进行充电，其中，在外部电源800充电功率足够时，能够直接将电源组件11充满电，在外部电源800充电功率不足时，可以先将电源组件11充电至外部电源800无法对电源组件11进行充电，再结合上述充电方式进行充电(重复对预设电容组114充满电再利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电，直至电源组件11中除预设电容组114之外的其他超级电容112的电压均为预设额定电压，再对预设电容组114充满电)。

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包括最靠近电源组件11的正极的第一超级电容1122，电路结构10包括与第一超级电容1122连接的第二电子开关14，外部电源800能够通过第二电子开关14为电源组件11充电。

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的第二电子开关14导通时，外部电源800能够对整个电源组件11进行充电。如此，能够通过切换不同的电子开关实现不同的充放电方式，利用第二电子开关14的导通实现对整个电源组件11充电，利用第一电子开关12的导通实现对预设电容组114充电，利用第一电子开关12、升压电路13、第二电子开关14的导通实现预设电容组114为整个电源组件11充电。

请继续参阅图2，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，第二电子开关14可以包括大功率电子开关142，外部电源800能够通过大功率电子开关142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142向汽车供电以辅助实现点火。

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，DC充电输入端口16可以包括USB接口、DC接口等，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13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13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13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包括一个第一电子开关12，第一电子开关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作为预设电容组114。

如此，通过一个第一电子开关12即可实现预设电容组114对整个电源组件11进行充电。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，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容易实现对预设电容组114的充电，同时确保预设电容组114能够较快地对整个电源组件11进行充电。可以理解，若预设电容组114中超级电容112的数量过多，则预设电容组114所需的充电电压较高，外部电源800难以对预设电容组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)；若预设电容组114中超级电容112的数量过少，则预设电容组114所能存储的能量较少，在利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电时，需要的充电次数大大增加。

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包括多个第一电子开关12，一个第一电子开关12连接一个第二超级电容1124，在多个第一电子开关12中存在至少一个第一电子开关12被导通时，被导通的第一电子开关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作为预设电容组114。

如此，可以通过多个第一电子开关12实现预设电容组114对整个电源组件11进行充电。具体地，第一电子开关12的数量可以少于或等于第二超级电容1124的数量，在第一电子开关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可以不设置第一电子开关12。本实用新型以第一电子开关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连接一个第一电子开关12。具体地，多个第一电子开关12中可以存在一个第一电子开关12导通、其余第一电子开关12断开，被导通的第一电子开关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，此时可以选取四个第一电子开关12中的任意一个导通、其余第一电子开关12均断开。可以理解，若预设电容组114中超级电容112的数量过多，则预设电容组114所需的充电电压较高，外部电源800难以对预设电容组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)；若预设电容组114中超级电容112的数量过少，则预设电容组114所能存储的能量较少，在利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电时，需要的充电次数大大增加。可以根据外部电源800的输入电压来选择被导通的第一电子开关12，外部电源800的电压越大，则被导通的第一电子开关12对应连接的选定超级电容11244在第二超级电容1124中的排序越靠前，外部电源800的电压越小，则被导通的第一电子开关12对应连接的选定超级电容11244在第二超级电容1124中的排序越靠后。例如，外部电源800为汽车电瓶，当汽车电瓶的电压为13V时，被导通的第一电子开关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中排序第一的第二超级电容1124；当汽车电瓶的电压为10V时，被导通的第一电子开关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；当汽车电瓶的电压为8V时，被导通的第一电子开关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中排序第三的第二超级电容1124。

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用于控制第一电子开关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可以用于控制第一电子开关12，也可以用于控制升压电路13、第二电子开关14、降压电路、电子开关162、电子开关164等，在此不做具体限定。

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。其中，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第一电子开关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第一电子开关12的导通情况，其中，控制第一电子开关12的导通情况包括控制第一电子开关12导通或控制第一电子开关12断开，例如，在一个实施例中，电压检测模块181的检测结果表示预设电容组114已经充满电，则可以控制第一电子开关12和升压电路13导通，以利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，电源设备100能够与外部电源800连接，外部电源800能够为电源设备100充电，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，控制第一电子开关12的导通情况和升压电路13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的检测结果表示预设电容组114已经充满电，则可以控制第一电子开关12和升压电路13导通，以利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电。在另一个实施例中，电压检测模块181的检测结果和电瓶状态检测模块183的检测结果表示预设电容组114未充满电且汽车电瓶的电压大于预设电容组114的电压，则可以控制第一电子开关12导通、控制升压电路13断开，以利用汽车电瓶为预设电容组114充电。在另一个实施例中，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未充满电且汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压，则可以控制第一电子开关12和升压电路13均断开、控制第二电子开关14导通，以利用汽车电瓶为整个电源组件11充电。

请继续参阅图2，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时控制电源组件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时，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和第二电子开关14，汽车电瓶能够通过降压电路15和第二电子开关14连接电源组件11。控制模块17用于在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压且汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值大于或等于预设差值时，控制第二电子开关14和降压电路15导通，以使得汽车电瓶通过降压电路15对电源组件11进行充电。

具体地，在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压时，说明汽车电瓶可以对电源组件11进行充电；在汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值大于或等于预设差值时，说明两者的电压差太大，若直接利用汽车电瓶对电源组件11进行充电，可能会导致电源组件11损坏等问题，因此，汽车电瓶可以通过降压电路15对电源组件11进行充电。利用汽车电瓶对整个电源组件11进行充电，可以加快充电速率，便于缩短每个超级电容112均充满所需的充电时间。预设差值的具体取值可以根据实际充电需求进行设计，例如为3V、5V、8V、10V等，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，控制模块17还用于在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压且汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值小于预设差值时，控制第二电子开关14导通，以使得汽车电瓶直接对电源组件11进行充电，直至汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压。

具体地，在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压时，说明汽车电瓶可以对电源组件11进行充电；在汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值小于预设差值时，说明两者的电压差较小，因此可以利用汽车电瓶直接对整个电源组件11进行充电(不经过降压电路15)，直至汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压。利用汽车电瓶对整个电源组件11直接进行充电，可以加快充电速率，便于缩短每个超级电容112均充满所需的充电时间。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15和第二电子开关14，汽车电瓶能够通过降压电路15和第二电子开关14连接电源组件11。控制模块17用于在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压时，控制第二电子开关14和降压电路15导通，以使得汽车电瓶通过降压电路15对电源组件11进行充电。

具体地，在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压时，说明汽车电瓶可以对电源组件11进行充电，因此，汽车电瓶可以通过降压电路15对电源组件11进行充电。利用汽车电瓶对整个电源组件11进行充电，可以加快充电速率，便于缩短每个超级电容112均充满所需的充电时间。另外，降压电路15可以有效地保护电源组件11，避免汽车电瓶的输入电压过大而导致电源组件11损坏。

在某些实施方式中，汽车电瓶能够通过第一电子开关12连接预设电容组114。控制模块17还用于在汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压时，控制第一电子开关12导通，以使得汽车电瓶对预设电容组114进行充电，直至预设电容组114中各个超级电容112的电压达到设定电压。

具体地，在汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压时，此时汽车电瓶的电压较小，汽车电瓶难以再对整个电源组件11进行充电，因此，可以利用汽车电瓶对预设电容组114进行充电。由于预设电容组114只占了电源组件11的一部分，因此，汽车电瓶能够比较容易地对预设电容组114进行充电，直至预设电容组114中各个超级电容112的电压达到设定电压，即，将预设电容组114充满电。

在某些实施方式中，电源组件11包括预设电容组114和待充电电容116，控制模块17还用于在预设电容组114中的各个超级电容112的电压达到设定电压时，控制第一电子开关12和升压电路13导通，以使得预设电容组114输出的电能能够通过升压电路13后对电源组件11进行充电。

具体地，在预设电容组114中的各个超级电容112的电压达到设定电压时，可以利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电，其中，利用预设电容组114对整个电源组件11进行充电，由于预设电容组114中的超级电容114是边充电边放电，因此实质上相当于是利用预设电容组114对待充电电容116(电源组件11除预设电容组114之外的其他超级电容112)进行充电，直至每个待充电电容116的电压均达到设定电压。

在某些实施方式中，电源组件11包括预设电容组114和待充电电容116，控制模块17还用于在待充电电容116的电压未达到设定电压且预设电容组114的电压小于供电电压时，重新对预设电容组114进行充电，再利用重新充电后的预设电容组114对电源组件11进行充电，直至各个待充电电容116的电压达到设定电压。

在某些实施方式中，预设电容组114对整个电源组件11进行一次充电，可能不能实现每个待充电电容116的电压均达到设定电压。因此，若预设电容组的电压小于供电电压(即预设电容组电量耗尽)时，存在一个待充电电容116的电压未达到设定电压，则可以重新对预设电容组114进行充电，再利用重新充电后的预设电容组114对电源组件11进行充电，直至各个待充电电容116的电压达到设定电压。需要说明的是，“对预设电容组114进行充电、再利用重新充电后的预设电容组114对电源组件11进行充电”这个过程可以重复一次或多次，直至各个待充电电容116的电压达到设定电压，具体重复次数在此不做具体限定。

在某些实施方式中，控制模块17还用于在待充电电容116的电压达到设定电压时，控制第一电子开关12导通，以使得汽车电瓶对预设电容组114进行充电，直至预设电容组114中的各个超级电容112的电压达到设定电压。

如此，各个待充电电容116的电压、预设电容组114中的各个超级电容112的电压均达到设定电压，即整个电源组件11中的所有超级电容112均充满电，说明此时已经完成整个充电的过程。

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。电源结构包括电源组件11、第一电子开关12和升压电路13，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中的部分超级电容112作为预设电容组114；预设电容组114通过第一电子开关12和升压电路13连接电源组件11。控制方法包括：

控制第一电子开关12和升压电路13导通以使得预设电容组114输出的电能能够通过升压电路13进行升压以用于为电源组件11进行充电。

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利用电源组件11中的部分超级电容112为整个电源组件11进行充电，从而能够调整电源组件11中不同超级电容112的能量，实现电源组件11的内部能量分配，使得电源设备100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，电源设备100能够与外部电源800连接，控制方法包括：

控制第一电子开关12导通以使得外部电源800通过第一电子开关12为预设电容组114充电。

在某些实施方式中，电源设备100能够与外部电源800连接，外部电源800能够为电源组件11充电，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，电路结构10包括与第一超级电容1122连接的第二电子开关14，控制方法包括：

控制第二电子开关14导通以使得外部电源800通过第二电子开关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导通以使得外部电源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第一电子开关12的导通情况。

在某些实施方式中，电源设备100能够与外部电源800连接，外部电源800能够为电源设备100充电，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，控制第一电子开关12的导通情况和升压电路13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时控制电源组件11为汽车发动机提供能量。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15和第二电子开关14，汽车电瓶能够通过降压电路15和第二电子开关14连接电源组件11；控制方法包括：

在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压且汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值大于或等于预设差值时，控制第二电子开关14和降压电路15导通，以使得汽车电瓶通过降压电路15对电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压且汽车电瓶的电压与电源组件11的电压的差值小于预设差值时，控制第二电子开关14导通，以使得汽车电瓶直接对电源组件11进行充电，直至汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压。

在某些实施方式中，电路结构10包括降压电路15和第二电子开关14，汽车电瓶能够通过降压电路15和第二电子开关14连接电源组件11；控制方法包括：

在汽车电瓶的电压大于电源组件11的电压时，控制第二电子开关14和降压电路15导通，以使得汽车电瓶通过降压电路15对电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，汽车电瓶能够通过第一电子开关12连接预设电容组114；控制方法包括：

在汽车电瓶的电压小于或等于电源组件11的电压时，控制第一电子开关12导通，以使得汽车电瓶对预设电容组114进行充电，直至预设电容组114中各个超级电容112的电压达到设定电压。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在预设电容组114中的各个超级电容112的电压达到设定电压时，控制第一电子开关12和升压电路13导通，以使得预设电容组114输出的电能能够通过升压电路13后对电源组件11进行充电。

在某些实施方式中，电源组件11包括预设电容组114和待充电电容116，控制方法包括：

在待充电电容116的电压未达到设定电压且预设电容组114的电压小于供电电压时，重新对预设电容组114进行充电，再利用重新充电后的预设电容组114对电源组件11进行充电，直至各个待充电电容116的电压达到设定电压。

在某些实施方式中，控制方法包括：

在待充电电容116的电压达到设定电压时，控制第一电子开关12导通，以使得汽车电瓶对预设电容组114进行充电，直至预设电容组114中的各个超级电容112的电压达到设定电压。

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利用电源组件11中的部分超级电容112为整个电源组件11进行充电，从而能够调整电源组件11中不同超级电容112的能量，实现电源组件11的内部能量分配，使得电源设备100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，以预设电容组114通过第一电子开关12和升压电路13连接电源组件11为例，预设电容组114可以直接连接第一电子开关114，也可以通过其它电路组件或模块(如保护电路)连接至第一电子开关114，而不影响预设电容组114可以通过第一电子开关12和升压电路13向电源组件11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 (22)

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，所述超级电容是电容值大于预设电容值的电容，多个所述超级电容中的部分所述超级电容作为预设电容组；

第一电子开关；

升压电路，所述预设电容组通过所述第一电子开关和所述升压电路连接所述电源组件，在所述第一电子开关和所述升压电路导通时，所述预设电容组输出的电能能够通过所述升压电路进行升压以用于为所述电源组件进行充电。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够通过所述第一电子开关为所述预设电容组充电。

3.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够为所述电源组件充电。

4.根据权利要求3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，多个所述超级电容包括最靠近所述电源组件的正极的第一超级电容，所述电路结构包括与所述第一超级电容连接的第二电子开关，所述外部电源能够通过所述第二电子开关为所述电源组件充电。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电路结构，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。

6.根据权利要求5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。

7.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，所述电路结构包括一个所述第一电子开关，所述第一电子开关连接所述设定电容，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预设电容组。

8.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第一电子开关，一个所述第一电子开关连接一个所述第二超级电容，在多个所述第一电子开关中存在至少一个所述第一电子开关被导通时，被导通的所述第一电子开关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预设电容组。

9.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第一电子开关的导通情况。

10.根据权利要求9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第一电子开关的导通情况。

11.根据权利要求10所述的电路结构，其特征在于，所述电源设备能够与外部电源连接，所述外部电源能够为所述电源设备充电，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。

12.根据权利要求11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所述电压检测模块的检测结果，控制所述第一电子开关的导通情况和升压电路的导通情况。

13.根据权利要求9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。

14.根据权利要求9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时控制所述电源组件为汽车发动机提供能量。

15.根据权利要求9所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括降压电路和第二电子开关，汽车电瓶能够通过所述降压电路和所述第二电子开关连接所述电源组件；

所述控制模块用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压且所述汽车电瓶的电压与电源组件的电压的差值大于或等于预设差值时，控制所述第二电子开关和所述降压电路导通，以使得所述汽车电瓶通过所述降压电路对所述电源组件进行充电。

16.根据权利要求15所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块还用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压且所述汽车电瓶的电压与电源组件的电压的差值小于所述预设差值时，控制所述第二电子开关导通，以使得所述汽车电瓶直接对所述电源组件进行充电，直至所述汽车电瓶的电压小于或等于所述电源组件的电压。

17.根据权利要求9所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括降压电路和第二电子开关，汽车电瓶能够通过所述降压电路和所述第二电子开关连接所述电源组件；

所述控制模块用于在所述汽车电瓶的电压大于所述电源组件的电压时，控制所述第二电子开关和所述降压电路导通，以使得所述汽车电瓶通过所述降压电路对所述电源组件进行充电。

18.根据权利要求9所述的电路结构，其特征在于，汽车电瓶能够通过所述第一电子开关连接所述预设电容组；

所述控制模块还用于在所述汽车电瓶的电压小于或等于所述电源组件的电压时，控制所述第一电子开关导通，以使得所述汽车电瓶对所述预设电容组进行充电，直至所述预设电容组中各个所述超级电容的电压达到设定电压。

19.根据权利要求18所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块还用于在所述预设电容组中的各个所述超级电容的电压达到设定电压时，控制所述第一电子开关和所述升压电路导通，以使得所述预设电容组输出的电能能够通过所述升压电路后对所述电源组件进行充电。

20.根据权利要求19所述的电路结构，其特征在于，所述电源组件包括所述预设电容组和待充电电容，所述控制模块还用于在所述待充电电容的电压未达到所述设定电压且所述预设电容组的电压小于供电电压时，重新对所述预设电容组进行充电，再利用重新充电后的所述预设电容组对所述电源组件进行充电，直至各个所述待充电电容的电压达到所述设定电压。

21.根据权利要求20所述的电路结构，其特征在于，所述控制模块还用于在所述待充电电容的电压达到所述设定电压时，控制所述第一电子开关导通，以使得所述汽车电瓶对所述预设电容组进行充电，直至所述预设电容组中的各个所述超级电容的电压达到设定电压。

22.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括壳体和权利要求1-21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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