CN218829197U - 一种移动电源充电器电路及移动电源充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种移动电源充电器电路，其通过提供电路保护模块，充电接口模块的电源输出接口与所述电路保护模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第一电源输出接口与主控模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第二电源输出接口与所述升压模块的电源输入接口连接，电路保护模块能够对电路进行过压保护和短路保护，能够防止当外部电源不稳定，太高电压进入到升压电路和主控模块，对电路造成损坏，而且能够在正负极弹片被外物短路时防止对PD电源适配器造成损坏。

Description

一种移动电源充电器电路及移动电源充电器

技术领域

本实用新型涉及一种移动电源充电器电路及移动电源充电器，应用于充电器技术领域。

背景技术

PD全称PowerDelivery，中文意思为电源传输管理。PD充电协议是USB-IF组织公布的功率传输协议，该规范可实现更高的电压和电流，输送的功率最高可达100瓦，并可以自由地改变电力的输送方向。对于PD电源适配器核心功能是PD快充，PD电源适配器的定义不像传统电源适配器那样功能单一，不同的客户对于多口控制的逻辑需求不一样，另外还存在不同的显示方式，控制方式。

目前市面上的PD电源适配器多数已经支持快速充电，特别是功率在100W以上的PD电源适配器，可以支持20V以上的电压对移动电源进行充电，但是太高电压进入到升压电路和单片机端，会造成电路的损坏，而通过充电器底座U型槽给移动电源充电，移动电源为可拆卸，电压输出正负极弹片为裸露的，在实际应用中有可能存在正负极弹片被外物短路进而对PD电源适配器造成损坏的情况。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的PD电源适配器多数已经支持快速充电，特别是功率在100W以上的PD电源适配器，可以支持20V以上的电压对移动电源进行充电，但是太高电压进入到升压电路和单片机端，会造成电路的损坏，而通过充电器底座U型槽给移动电源充电，移动电源为可拆卸，电压输出正负极弹片为裸露的，在实际应用中有可能存在正负极弹片被外物短路进而对PD电源适配器造成损坏的情况的问题，本实用新型提供一种移动电源充电器电路，其通过包括电路保护模块，电路保护模块能够对电路进行过压保护和短路保护，能够防止太高电压进入到升压电路和单片机端，对电路造成损坏，而且能够在正负极弹片被外物短路时防止对PD电源适配器造成损坏。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种移动电源充电器电路，所述移动电源充电器电路包括充电接口模块、电路保护模块、升压模块、主控模块和移动电源模块，所述充电接口模块的电源输入接口能够与外部电源连接，充电接口模块的电源输出接口与所述电路保护模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第一电源输出接口与主控模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第二电源输出接口与所述升压模块的电源输入接口连接，主控模块的第一控制信号输出接口与升压模块的控制信号输入接口连接，升压模块的电源输出接口与移动电源模块的电源输入接口连接。

进一步地，所述电路保护模块包括过压保护单元和短路保护单元，充电接口模块的电源输出接口与过压保护单元模块的电源输入接口连接，过压保护单元的电源输出接口与短路保护单元的电源输入接口连接，短路保护单元的电源输出接口与升压模块的电源输入接口连接。

进一步地，所述过压保护单元包括开关晶体管Q1、开关晶体管Q4、电阻R2、电阻R6、电阻R10和稳压二极管D2，开关晶体管Q1的第一导通端与充电接口模块的电源输出接口连接，开关晶体管Q1的第二导通端与短路保护模块的电源输入接口连接，充电接口模块和开关晶体管Q1的公共端与开光晶体管Q4的第一导通端相连接，开关晶体管Q4的第二导通端与开关晶体管Q1的控制端相连接，开关晶体管Q4的第二导通端和开关晶体管Q1的控制端的公共端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端接地，充电接口模块和开关晶体管Q4的公共端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R6的一端相连接，电阻R2和电阻R6的公共端与开关晶体管Q4的控制端相连接，电阻R6的另一端与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管的正极接地。

进一步地，所述短路保护单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R7、电阻R9、开关晶体管Q2和开关晶体管Q3，所述开关晶体管Q2的第一导通端与过压保护单元的电源输出接口连接，开关晶体管Q2的第二导通端与升压模块的电源输入接口连接，电阻R1的一端与开关晶体管Q2和过压保护单元的公共端相连接，电阻R1的另一端与开关晶体管Q2和升压模块的公共端相连接，电阻R3的一端与过压保护单元的电源输出接口连接，电阻R3的另一端与开关晶体管Q3的第一导通端连接，电阻R3和开关晶体管Q3的公共端与开关晶体管Q2的控制端连接，开关晶体管Q3的第二导通端与接地，电阻R9的一端与开关晶体管Q3的控制端连接，电阻R9的另一端接地，电阻R7的一端与移动电源模块的电源输出端相连接，电阻R7的另一端与开关晶体管Q3和电阻R9的公共端相连接。

进一步地，所述电路还包括泄放单元，升压模块的另一个电源输出接口与所述泄放单元一端连接，泄放单元的另一端接地。

进一步地，所述泄放单元包括电阻R13和电容C6，升压模块的第二电源输出接口与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地。

进一步地，所述电路还包括灯光显示单元，主控模块的一组控制信号输出接口与所述灯光显示单元的控制信号输入接口连接。

进一步地，所述灯光显示单元包括发光二极管LED1和发光二极管LED2，主控模块的第二控制信号输出接口与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管的LED1的负极接地，主控模块的第三控制信号输出接口与发光二极管LED2的正极连接，发光二极管的LED2的负极接地。

进一步地，所述主控模块包括稳压单元，所述稳压单元包括稳压二极管D3和电容C5，所述稳压二极管D3的负极与升压模块的电源输出接口连接，稳压二极管D3的正极接地，所述电容C5的一端与稳压二极管D3和升压模块的电源输出接口的公共端相连接，电容C5的另一端接地。

一种移动电源充电器，所述移动电源充电器包括所述的一种移动电源充电器电路。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种移动电源充电器电路，其通过包括电路保护模块，电路保护模块能够对电路进行过压保护和短路保护，能够防止太高电压进入到升压电路和单片机端，对电路造成损坏，而且能够在正负极弹片被外物短路时防止对PD电源适配器造成损坏；移动电源充电器电路还包括泄放单元，电路中较大电流通过泄放单元流出，使电路工作过程中更加安全，移动电源充电器电路还包括灯光显示单元，灯光显示单元能够显示移动电源的充电状态，方便用户观看。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种移动电源充电器电路的电路方框图；

图2是本实用新型提供的电路保护模块的电路原理图；

图3是本实用新型提供的过压保护单元的电路原理图；

图4是本实用新型提供的短路保护单元的电路原理图；

图5是本实用新型提供的升压模块的电路原理图；

图6是本实用新型提供的主控模块的电路原理图；

图7是本实用新型提供的泄放单元的电路原理图；

图8是本实用新型提供的灯光显示单元的电路原理图；

图9是本实用新型提供的稳压单元的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。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。

请参阅图1-9，本实用新型提供的一种移动电源充电器电路。

本实施例中，所述移动电源充电器电路包括充电接口模块、电路保护模块、升压模块、主控模块和移动电源模块，所述充电接口模块包括type-c接口，当然也可以使用USB-C等其他种类的快充接口，所述充电接口模块的电源输入接口能够与外部电源连接，外部电源能够通过type-c接口输入电源，充电接口模块的电源输出接口与所述电路保护模块的电源输入接口连接；所述移动电源模块包括移动电源，所述移动电源包括电池、电池组、电瓶等能够供电的设备，本实施例中的移动电源为三节锂电池结合的电池组。

本实施例中，电路保护模块包括过压保护单元和短路保护单元；过压保护单元包括开关晶体管Q1、开关晶体管Q4、电阻R2、电阻R6、电阻R10和稳压二极管D2，本实用新型中，开关晶体管Q1使用型号为3401的PMOS管，开关晶体管Q4使用型号为3906的PNP三极管，当然开关晶体管Q1也可以使用其他型号的PMOS管或者NMOS管，开关晶体管Q4也可以使用其他型号的PNP三极管或者NPN三极管以达到相同效果；PMOS管Q1的源极与充电接口模块的电源输出接口连接，PMOS管Q1的漏极与短路保护模块的电源输入接口连接，充电接口模块和PMOS管Q1的公共端与PNP三极管Q4的发射极连接，PNP三极管Q4的集电极与PMOS管Q1的基极相连接，PNP三极管Q4的集电极和PMOS管Q1栅极的公共端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端接地，充电接口模块和PNP三极管Q4的公共端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R6的一端相连接，电阻R2和电阻R6的公共端与PNP三极管Q4的基极相连接，电阻R6的另一端与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管的正极接地。当输入电压为5V时，电路正常工作，稳压二极管D2处于截止状态，PNP三极管Q4的基极为高电平，PNP三极管Q4处于截止状态，电阻R10为下拉电阻，PMOS管Q1的栅极因为下拉电阻R10下拉为低电平，所以PMOS管Q1处于导通状态，将充电接口模块输入的电源输出到短路保护模块的电源输入接口；当外部电源通过充电接口模块输入的电压大于5.6V时，稳压二极管D2被击穿，由于电阻R6的阻值远小于电阻R2的阻值，PNP三极管Q4的基极电压被拉低为低电平，PNP三极管Q4导通，导通时PNP三极管Q4的集电极电压与PNP三极管Q4的发射极电压相等，PMOS管Q1的栅极电压与PMOS管Q1的源极电压相等，PMOS管处于截止状态，PMOS管的漏极电压为0，能够有效防止过大电压输入到升压电路和单片机端，当外部电源通过充电接口模块输入的电压小于5.6V后，电路恢复为正常工作状态。

本实施例中，短路保护单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R7、电阻R9、开关晶体管Q2和开关晶体管Q3，所述开关晶体管Q2的第一导通端与过压保护单元的电源输出接口连接，开关晶体管Q2的第二导通端与升压模块的电源输入接口连接，电阻R1的一端与开关晶体管Q2和过压保护单元的公共端相连接，电阻R1的另一端与开关晶体管Q2和升压模块的公共端相连接，电阻R3的一端与过压保护单元的电源输出接口连接，电阻R3的另一端与开关晶体管Q3的第一导通端连接，电阻R3和开关晶体管Q3的公共端与开关晶体管Q2的控制端连接，开关晶体管Q3的第二导通端与接地，电阻R9的一端与开关晶体管Q3的控制端连接，电阻R9的另一端接地，电阻R7的一端与移动电源模块的电源输出端相连接，电阻R7的另一端与开关晶体管Q3和电阻R9的公共端相连接。当电路正常工作，充电接口模块未与外部电源连接或者移动电源未在充电器内时，电阻R9为下拉电阻，NPN三极管Q3的基极电压通过电阻R9下拉为低电平，NPN三极管Q3处于关闭状态，电阻R3为上拉电阻，PMOS管Q2的栅极电压通过电阻R3上拉为高电平，在上电后处于关闭状态；R1为限流电阻，当充电接口模块与外部电源连接时，通过R1给到移动电源模块一定的基准电压，此时如果移动电源正常插入，则通过电阻R7给到NPN三极管Q3基极偏置电压，导通NPN三极管Q3，PMOS管Q2的栅极电压被拉低为低电平，PMOS管Q2导通给移动电源正常供电，如果处于异常状态，移动电源两端短路，则NPN三极管Q3的基极偏置电压一直为低电平，PMOS管Q2维持关闭状态，升压模块只有通过电阻R1的0.025mA的电流，不会对PD电源适配器有影响，能够有效保护PD电源适配器，直至移动电源正常插入，则进入正常模式。

本实施例中，所述电路还包括泄放单元，泄放单元包括电阻R13和电容C6，升压模块的第二电源输出接口与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地；电阻R13为限流电阻，能够减小流入泄放单元的电流，电路中较大电流通过泄放单元流出，能够使电路工作过程中更加安全；主控模块包括稳压单元，所述稳压单元包括稳压二极管D3和电容C5，所述稳压二极管D3的负极与电路保护模块的电源输出接口连接，稳压二极管D3的正极接地，所述电容C5的一端与稳压二极管D3和升压模块的电源输出接口的公共端相连接，电容C5的另一端接地，稳压二极管D3具有稳压功能，通过稳压单元能够保护主控模块，防止主控模块的元器件被高电流击穿。

本实施例中，主控模块的第一控制信号输出接口与升压模块的控制信号输入接口连接，当移动电源需要为不同个数锂电池或者其他供电设备而需要不同的充电电压时，主控模块能够控制升压模块为其提供相应的充电电压；所述电路还包括灯光显示单元，灯光显示单元包括发光二极管LED1和发光二极管LED2，主控模块的第二控制信号输出接口与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管的LED1的负极接地，主控模块的第三控制信号输出接口与发光二极管LED2的正极连接，发光二极管的LED2的负极接地，灯光显示单元能够显示移动电源的充电状态，当移动电压处于充电状态时，发光二极管LED1点亮，发光二极管LED2熄灭，当移动电压处于电量已充满的状态时时，发光二极管LED2点亮，发光二极管LED1熄灭，方便用户观看。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述移动电源充电器电路包括充电接口模块、电路保护模块、升压模块、主控模块和移动电源模块，所述充电接口模块的电源输入接口能够与外部电源连接，充电接口模块的电源输出接口与所述电路保护模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第一电源输出接口与主控模块的电源输入接口连接，电路保护模块的第二电源输出接口与所述升压模块的电源输入接口连接，主控模块的第一控制信号输出接口与升压模块的控制信号输入接口连接，升压模块的电源输出接口与移动电源模块的电源输入接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述电路保护模块包括过压保护单元和短路保护单元，充电接口模块的电源输出接口与过压保护单元模块的电源输入接口连接，过压保护单元的电源输出接口与短路保护单元的电源输入接口连接，短路保护单元的电源输出接口与升压模块的电源输入接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述过压保护单元包括开关晶体管Q1、开关晶体管Q4、电阻R2、电阻R6、电阻R10和稳压二极管D2，开关晶体管Q1的第一导通端与充电接口模块的电源输出接口连接，开关晶体管Q1的第二导通端与短路保护模块的电源输入接口连接，充电接口模块和开关晶体管Q1的公共端与开光晶体管Q4的第一导通端相连接，开关晶体管Q4的第二导通端与开关晶体管Q1的控制端相连接，开关晶体管Q4的第二导通端和开关晶体管Q1的控制端的公共端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端接地，充电接口模块和开关晶体管Q4的公共端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R6的一端相连接，电阻R2和电阻R6的公共端与开关晶体管Q4的控制端相连接，电阻R6的另一端与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管的正极接地。

4.根据权利要求2所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述短路保护单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R7、电阻R9、开关晶体管Q2和开关晶体管Q3，所述开关晶体管Q2的第一导通端与过压保护单元的电源输出接口连接，开关晶体管Q2的第二导通端与升压模块的电源输入接口连接，电阻R1的一端与开关晶体管Q2和过压保护单元的公共端相连接，电阻R1的另一端与开关晶体管Q2和升压模块的公共端相连接，电阻R3的一端与过压保护单元的电源输出接口连接，电阻R3的另一端与开关晶体管Q3的第一导通端连接，电阻R3和开关晶体管Q3的公共端与开关晶体管Q2的控制端连接，开关晶体管Q3的第二导通端与接地，电阻R9的一端与开关晶体管Q3的控制端连接，电阻R9的另一端接地，电阻R7的一端与移动电源模块的电源输出端相连接，电阻R7的另一端与开关晶体管Q3和电阻R9的公共端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述电路还包括泄放单元，升压模块的另一个电源输出接口与所述泄放单元一端连接，泄放单元的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述泄放单元包括电阻R13和电容C6，升压模块的第二电源输出接口与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述电路还包括灯光显示单元，主控模块的一组控制信号输出接口与所述灯光显示单元的控制信号输入接口连接。

8.根据权利要求7所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述灯光显示单元包括发光二极管LED1和发光二极管LED2，主控模块的第二控制信号输出接口与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管的LED1的负极接地，主控模块的第三控制信号输出接口与发光二极管LED2的正极连接，发光二极管的LED2的负极接地。

9.根据权利要求1所述的一种移动电源充电器电路，其特征在于：所述主控模块包括稳压单元，所述稳压单元包括稳压二极管D3和电容C5，所述稳压二极管D3的负极与电路保护模块的电源输出接口连接，稳压二极管D3的正极接地，所述电容C5的一端与稳压二极管D3和升压模块的电源输出接口的公共端相连接，电容C5的另一端接地。

10.一种移动电源充电器，其特征在于：所述移动电源充电器包括权利要求1-9任意一项所述的一种移动电源充电器电路。

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