WO2016173202A1 - 平板电脑 - Google Patents

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Abstract

一种平板电脑，包括电池（1）和调压单元（2）；所述调压单元（2）包括升压电路（21），所述升压电路（21）用以对所述电池（1）提供的电压进行升压，以使所述电池（1）向与平板电脑连接的外部设备（W）充电。

Description

平板电脑 技术领域
本申请涉及智能终端设备领域，具体地，涉及一种平板电脑。
背景技术
目前，平板电脑的电池主要用于对屏幕以及内部的处理器和电路供电，电池的电压较小，对应的电流一般不大于500mA。
往往存在与平板电脑连接的外部设备(例如通过On The Go数据连接线，即OTG线)也需要平板电脑供电。但是，当存在充电电流大于500mA的外部设备需要平板电脑供电时，该500mA以内的电流一般无法同时对内部电路、处理器以及所述的外部设备进行充电。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种平板电脑，所述平板电脑可以对与其连接的外部设备进行充电。
为实现本申请的目的而提供一种平板电脑，其包括电池和调压电路；所述调压电路包括升压电路，所述升压电路用于对所述电池提供的电压进行升压，以利用升压后的电压可对与平板电脑连接的外部设备充电。
其中，所述平板电脑具有第一充电端口，该第一充电端口的一端与所述升压电路连接，另一端用于与待充电的外部设备连接。进一步优选的，所述第一充电端口为USB端口或DC端口。
其中，所述平板电脑具有无线发射模块，所述无线反射模块发出信号，用于使所述平板电脑与具有无线接收模块的待充电的外部设备无线连接。
其中，所述升压电路为Boost电路。
其中，所述Boost电路包括电感、二极管和三极管，所述电感和二极管依次串联在所述电池的正极与所述Boost电路的输出端的正极之间，并且所述三极管作为开关，其输入端连接至所述电感与所述二极管的输入端之间，其输出端连接至所述电池的负极与所述Boost电路的输出端的负 极之间。
其中，所述调压电路还包括降压电路，所述降压电路用于对将被输入至所述电池的电压进行降压，使输入到电池中的电压处于所述电池的充电电压范围之内。
其中，所述平板电脑具有第二充电端口，该第二充电端口的一端与所述降压电路连接，另一端用于与充电器连接。进一步优选的，所述第二充电端口为USB端口或DC端口。
其中，所述降压电路为Buck电路或DC-DC降压电路。
其中，所述DC-DC降压电路包括：电源输入端，用于输入电源电压；电源输出端，用于输出负载供电电压；降压控制模块，其将电源输入端输入的电源电压转换为负载供电电压，并通过电源输出端输出该负载供电电压，所述降压控制模块的输入端与电源输入端连接且其输出端与电源输出端连接，并且所述降压控制模块包括降压控制芯片；和外部线性稳压模块，用于将负载供电电压转换为芯片工作电压以给所述降压控制芯片供电，所述外部线性稳压模块的输入端与电源输出端连接且其输出端与降压控制模块的偏置电源供电端连接。
其中，所述DC-DC降压电路还包括：输入滤波模块300，其连接于所述电源输入端与所述降压控制模块的输入端之间，用于对从电源输入端输入的电源电压进行滤波处理；输出反馈模块400，其输入端与所述降压控制模块的输出端连接，且其输出端与所述降压控制模块的反馈端连接，并且所述输出反馈模块用于采样降压控制模块输出的负载供电电压，并反馈给所述降压控制模块；和输出滤波模块500，其连接于所述降压控制模块的输出端与所述电源输出端之间，用于对降压控制模块输出的负载供电电压进行滤波处理。
其中，所述Buck电路包括主控电路、单片机和MOS驱动模块。
其中，所述平板电脑具有与降压电路和升压电路连接的两用端口，所述两用端口用于与待充电的外部设备连接，以及用于与充电器连接。
其中，所述调压电路还包括保护电路。
其中，所述电池的容量不小于5000mAh。
其中，所述调压电路与所述平板电脑的操作系统连接，以便对所述 电池的容量及充放电状态进行监控。
本申请具有以下有益效果：
本申请提供的平板电脑包括调压电路，所述调压电路中所包括的升压电路能够对平板电脑的电池提供的电压进行升压，从而利用升压后的电压对与平板电脑连接的外部设备进行充电，这样就可以在诸如手机之类的电池容量较小的外部设备的电量用完之后，使用随身携带的、且电池容量较大的平板电脑对该外部设备进行充电，从而可以免去随身携带专用的移动电源的麻烦。
附图说明
附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1为本申请第一个实施方式提供的平板电脑的示意图；
图2为图1所示平板电脑中Boost升压电路的示意图；
图3为图1所示平板电脑中DC-DC降压电路的示意图；
图4为本申请第二个实施方式提供的平板电脑的示意图；
图5为Buck电路中的主控电路的示意图；
图6为Buck电路中的单片机的示意图；
图7为Buck电路中的Mos驱动模块的示意图；
图8为本申请第三个实施方式提供的平板电脑的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
在本申请的其中一个实施方式中，如图1所示，所述平板电脑包括：电池1和调压电路2；所述调压电路2包括升压电路21，所述升压电路21用以对所述电池1提供的电压进行升压，以利用升压后的电压对与平板电脑连接的外部设备W充电。
具体的，所述升压电路21对电池1提供的电压进行升压，以使升压后的电压不低于外部设备W的电池充电电压，从而在将该平板电脑与外部设备W连接后，平板电脑中的电池1可以对外部设备W的电池进行充电。这样，在使用者同时携带平板电脑和诸如手机之类的其他外部设备时，在手机等外部设备中的电池的电量不足或用尽的情况下，可以将手机等外部设备与平板电脑连接，并由平板电脑中的升压电路21对该平板电脑的电池1所提供的电压进行升压，从而利用升压后的电压对手机等外部设备中的电池进行充电，这样就可以避免手机等外部设备由于电量不足而无法使用，同时还可以避免携带移动电源的麻烦。
在申请的一个实施方式中，参见图1，所述调压电路2还可以包括降压电路22，和/或，保护电路23。在实际应用场景中，当外部电源需要针对所述平板电脑的电池1进行充电时，所述降压电路22用于对外部电源输入到所述平板电脑的电池1的充电电压进行降压，使输入到电池1中的电压处于所述电池1的充电电压范围之内，从而利用降压后的电压对平板电脑的电池1进行充电。所述保护电路23用于在利用平板电脑的电池1对外部设备W充电时，以及在从外部电源对平板电脑的电池1充电时，防止出现下述异常情况中的一种或多种：平板电脑的电池1发生过放电、平板电脑的电池1被过充电、在通过外部电源向平板电脑的电池1充电和从平板电脑的电池1向外部设备W充电的过程中出现过电流、所述电池1所提供的电压被所述升压电路21过度升高、电路短路、和平板电脑的电池1的温度过高。
在本实施方式中，所述平板电脑具有第一充电端口，该第一充电端口的一端与升压电路21连接、另一端用于与待充电的外部设备W连接。在一些实施方式中，所述第一充电端口为USB(Universal Serial Bus，即通用串行总线)端口，其通过USB转接线与待充电的外部设备W连接。具体地，如图1所示，第一充电端口可以为USB A型端口3。在具体实施时，外部设备也配置有与所述第一充电端口相匹配的端口，该端口与所述第一充电端口通过转接线连接。如图1所示，USB A型端口3与外部设备W上的Micro USB端口通过USB转接线30连接，以实现对外部设备W充电。
此外，所述平板电脑还可以具有第二充电端口，该第二充电端口的 一端与降压电路22连接，另一端用于与充电器C连接。在一些实施方式中，所述第二充电端口为USB端口4。具体地，第二充电端口4可以为Micro USB型端口，即：使USB转接线的与USB A型端口对应的一端与平板电脑的充电器C连接，USB转接线的与Micro USB型端口对应的一端与平板电脑连接。进一步地，该USB转接线可以为USB转接线30，即可以使用同一根USB转接线作为连接平板电脑与外部设备W的USB转接线和连接平板电脑与其充电器C的USB转接线。
可选地，所述USB端口3和USB端口4的输入和输出额定电压均为5V。由于现有的具有USB端口的移动便携设备，例如平板电脑、手机等，其电池的充电电压一般为5V左右，这样设置可以兼容现有的大多数具有USB端口的移动便携设备及其外部设备。在此情况下，以平板电脑的电池1的额定电压为常见的3.7V为例，对平板电脑进行充电的过程大致为：经充电器C向平板电脑输入5V的电压，降压电路22将5V的电压降至4.2V，降压后的电压略高于电池1的额定电压3.7V，从而利用该降压后的电压对电池1进行充电；平板电脑对外部设备进行充电的过程大致为：升压电路21将电池的额定电压3.7V升至5V，将该升压后的电压经USB端口3和USB转接线30输入到外部设备W中，从而对外部设备W的电池进行充电。
需要说明的是，所述USB端口3并不限于USB A型端口，USB端口4也不限于Micro USB型端口，其二者还可以为其他任何符合USB标准的端口或与市售便携式电子设备相匹配的任何标准端口。当然，所述平板电脑中USB端口的数量也不限于2个，其可以为1个，即通过1个USB端口实现与充电器C的连接，以及与外部设备W的连接，从而使该USB端口成为一个两用端口。
在本实施方式中，所述平板电脑的电池1的容量不小于5000mAh，以使所述平板电脑的电池1具有足够的电量，能够用于对不同的外部设备进行充电。
具体地，所述升压电路21可以为Boost升压电路，其用于将电池1提供的电压升至能够用于对通过USB端口3所连接的外部设备W进行充电的输出电压(本实施方式中为5V)，而后通过USB端口3向外部设备W充电。具体地，所述Boost升压电路可以为图2所示电路结构，其包括依 次串联在电源Vi的正极和电路输出端Vo的正极之间的电感Lr和二极管Do，以及一端并联在所述电感Lr与二极管Do之间的作为开关的三极管Q；其中，所述三极管Q的输入端连接至电感Lr与二极管Do的输入端之间，三极管Q的输出端连接至电源Vi的负极与电路输出端Vo的负极之间。在图2所示的电路结构中，电源Vi供电，三极管Q导通时电感Lr储能，三极管Q关断时电感Lr通过Do释放电能到电路输出端Vo，从而，通过控制三极管Q的通断即可实现稳定的升压输出。
具体地，所述降压电路22可以为DC-DC降压电路，其用于将从外部电源输入的电压(本实施方式中为5V)降至电池1的充电电压(本实施方式中为4.2V)，从而对电池1充电。具体地，所述DC-DC降压电路可以为图3所示结构，其包括电源输入端VIN、电源输出端VOUT、降压控制模块100和外部线性稳压模块200。其中，降压控制模块100的输入端与电源输入端VIN连接，降压控制模块100的输出端与电源输出端VOUT连接；外部线性稳压模块200的输入端与电源输出端VOUT连接，外部线性稳压模块200的输出端与降压控制模块100的偏置电源供电端连接。电源输入端VIN用于输入电源电压，电源输出端VOUT用于输出负载供电电压，降压控制模块100包括降压控制芯片U1，降压控制模块100将电源输入端VIN输入的电源电压转换为负载供电电压，并通过电源输出端VOUT输出该负载供电电压，以给需要该负载供电电压供电的负载提供工作电压。同时，在降压控制模块100输出负载供电电压后，外部线性稳压模块200将负载供电电压转换为芯片工作电压给降压控制芯片U1供电，从而当DC-DC降压电路刚上电，还未输出负载供电电压之前，降压控制芯片U1通过其内部的LDO(Low Dropout Regulator，即低压差线性稳压器)对输入的电源电压进行转换并输出芯片工作电压给降压控制芯片U1供电；当有输出负载供电电压之后，利用从负载供电电压转换的芯片工作电压代替降压控制芯片U1的内部LDO输出的芯片工作电压给降压控制芯片U1供电。
如图3所示，优选的是，所述DC-DC降压电路还包括输入滤波模块300、输出反馈模块400和输出滤波模块500。其中，输出反馈模块400的输入端与降压控制模块100的输出端连接，输出反馈模块400的输出端与降压控制模块100的反馈端连接，该输出反馈模块400用于采样降压控 制模块100输出的负载供电电压，并反馈给降压控制模块100，以便降压控制模块100根据反馈结果适应性调整负载供电电压的输出，以确保负载供电电压能够稳定输出。输入滤波模块300连接于电源输入端VIN与降压控制模块100的输入端之间，用于对从电源输入端VIN输入的电源电压进行滤波处理，以滤除电源电压中的纹波信号。输出滤波模块500连接于降压控制模块100的输出端与电源输出端VOUT之间，用于对降压控制模块100输出的负载供电电压进行滤波处理，滤除负载供电电压的纹波信号，从而使电源输出端OUT输出稳定的负载供电电压。所述降压控制模块100、外部线性稳压模块200、输入滤波模块300、输出反馈模块400和输出滤波模块500的示例性电路构造如图3所示。
具体地，外部线性稳压模块200包括三极管Q1、稳压管D1、第一电阻R1和第二电阻R2，三极管Q1为NPN三极管；其中，第一电阻R1的一端与电源输出端VOUT连接，第一电阻R1的另一端与三极管Q1的集电极和第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端与三极管Q1的基极和稳压管D1的阴极连接；稳压管D1的阳极接地；三极管Q1的发射极与降压控制模块100中的降压控制芯片U1的偏置电源脚VCC连接；所述外部线性稳压模块200还包括第一电容C1，该第一电容C1的一端与第一电阻R1和第二电阻R2的公共端连接，另一端与稳压管D1的阴极连接。
所述输出反馈模块400包括第三电阻R3和第四电阻R4；第三电阻R3的一端与降压控制模块100中的降压控制芯片U1的功率切换输出脚SW连接，第三电阻R3的另一端与降压控制芯片U1的反馈输入脚FB连接，且经由第四电阻R4接地；第三电阻R3和第四电阻R4作为电压采样电阻，采样所输出的负载供电电压，并对所输出的负载供电电压进行分压，以反馈给降压控制模块100中的降压控制芯片U1；本实施例根据实际情况，可以适当的选取第三电阻R3和第四电阻R4的阻值，或者适当的增加电压采样电阻的个数来对负载供电电压进行分压，例如，所述输出反馈模块400还包括第五电阻R5，其中第四电阻R4经由第五电阻R5接地，第五电阻R5作为电压采样电阻，与第三电阻R3、第四电阻R4串联后对载供电电压进行分压；所述输出反馈模块400还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接，第六电阻R6的另一端与 降压控制芯片U1的反馈输入脚FB连接，第六电阻R6作为降压控制芯片U1的反馈输入脚FB上的限流电阻，起保护降压控制芯片U1的作用。
输入滤波模块300包括第二电容C2和第三电容C3。其中，第二电容C2的一端与电源输入端VIN连接，且与降压控制模块100中的降压控制芯片U1的电源输入脚IN连接，第二电容C2的另一端接地，第三电容C3与第二电容C2并联，第二电容C2和第三电容C3作为电源输入端VIN输入的电源电压的去耦滤波电容。
输出滤波模块500包括第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6。其中，第四电容C4的一端与降压控制模块100中的降压控制芯片U1的功率切换输出脚SW连接，且与电源输出端VOUT连接，第四电容C4的另一端接地，第五电容C5、第六电容C6均与第四电容C4并联，第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6作为电源输出端VOUT输出的负载供电电压的去耦滤波电容。
在本实施方式中，所述调压电路2与所述平板电脑的操作系统连接，以便对所述电池1的容量及充放电状态进行监控。这样设置可以通过平板电脑的操作系统，或者软件应用程序直观地观察平板电脑的电池1的电量，以及对平板电脑对外部设备W充电的过程和状态进行监控。
图4为本申请第二个实施方式提供的平板电脑的示意图。如图4所示，本实施方式中的平板电脑与上述第一个实施方式的区别是，平板电脑的第一充电端口为DC(Direct Current，即直流电)端口3’，该DC端口通过DC转接线30’与待充电的外部设备W连接，即以DC端口3’替换第一个实施方式中的USB端口3。
DC端口既可以作为放电过程中的输出端，也可以作为充电过程中的输入端，即可以作为两用端口。本实施方式中还采用DC端口3’与充电器C连接，从而使平板电脑可以仅设置一个端口，减少了端口的数量。
此外，DC端口可以允许更大的输入和输出电压范围，从而，在本实施方式中，升压电路21为Boost电路时，可以根据待充电外部设备W的类型，将电池1的电压升至不同的电压，如5V、9V、12V等，从而向外部设备W充电。
同时，所述降压电路22可以为Buck电路，所述Buck电路可以兼容 具有不同输出电压的充电器，如输出电压为5V、9V、12V等的充电器，从而对平板电脑1的电池进行充电。具体地，所述Buck电路可以包括图5～7所示的主控电路、单片机及MOS驱动模块。如图5所示，所述主控电路包括电感L3、二极管D1、Mos管Q2-Q3、电阻R1-R6、电容C2-C4，以及电解电容EC3、EC6；其中，所述二极管D1的阴极与电感L3的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电阻R2的一端、电阻R5的一端、Mos管Q2的源极、Mos管Q3的源极以及MOS驱动模块连接，上述二极管D1的阴极接MOS驱动模块的2脚及4脚；电容C2的另一端接电阻R1的一端，电阻R2的另一端接Mos管Q2的栅极及电阻R3的一端；电容C3的另一端接电阻R4的一端，电阻R5的另一端接Mos管Q3的栅极及电阻R6的一端；电阻R3的另一端接MOS驱动模块的1脚，电阻R6的另一端接MOS驱动模块的3脚；电解电容EC3的正极与电阻R1的另一端、电阻R4的另一端、Mos管Q2的漏极以及Mos管Q3的漏极连接；电解电容EC6的正极与电容C4的一端以及电感L3的另一端连接，并作为主控电路的输出端；电解电容EC3的负极与二极管D1的阳极、电解电容EC6的负极以及电容C4的另一端均接地。如图6和图7所示，所述单片机与MOS驱动模块连接，其中单片机的3脚与MOS驱动模块的6脚相连；单片机的5脚与MOS驱动模块的5脚相连。其中，所述Mos管Q2及Mos管Q3为N型Mos管。单片机是能产生相位相差180度的两路PWM(Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制)波形的单片机。
图8为本申请第三个实施方式提供的平板电脑的示意图。如图8所示，本实施方式中的平板电脑与上述第一个、第二个实施方式的区别是，所述平板电脑具有无线充电感应模块3”，该无线充电感应模块3”利用近场感应将能量传送至具有无线充电感应模块的待充电的外部设备W，即，以无线充电感应模块3”替代第一个实施方式中的USB端口3、第二个实施方式中的DC端口3’，与外部设备W之间实现无线感应充电。
在本实施方式中，升压电路21对电池1提供的电压进行升压后，通过无线充电感应模块3”将升压后的电压传输到外部设备W的无线充电感应模块，以实现无线感应充电，从而对外部设备进行无线充电。相比上述第一个、第二个实施方式中的有线连接和充电相比，本实施方式中的无线 充电更加方便。
综上所述，本申请提供的平板电脑，其包括调压电路2，调压电路2包括升压电路21，通过升压电路21对平板电脑的电池1提供的电压进行升压，可以利用升压后的电压对与平板电脑连接的外部设备W进行充电，这样就可以在如手机之类的电池容量较小的外部设备电量用完之后，使用如平板电脑之类的随身携带且电池容量较大的设备对外部设备进行充电，这样就可以避免随身携带专用的移动电源的麻烦。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本申请的原理而采用的示例性实施方式，然而本申请并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本申请的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本申请的保护范围。

Claims (16)

  1. 一种平板电脑，包括电池和调压电路，其中，所述调压电路包括升压电路，所述升压电路用于对所述电池提供的电压进行升压，以利用升压后的电压对与平板电脑连接的外部设备充电。
  2. 根据权利要求1所述的平板电脑，其中，所述平板电脑具有第一充电端口，该第一充电端口的一端与所述升压电路连接，另一端用于与待充电的外部设备连接。
  3. 根据权利要求2所述的平板电脑，其中，所述第一充电端口为USB端口或DC端口。
  4. 根据权利要求1所述的平板电脑，其中，所述平板电脑具有无线充电感应模块，所述无线充电感应模块通过感应将电能传送至具有无线充电感应模块的待充电的外部设备，以对外部设备进行无线充电。
  5. 根据权利要求1至4任意一项所述的平板电脑，其中，所述升压电路为Boost电路。
  6. 根据权利要求5所述的平板电脑，其中，所述Boost电路包括电感、二极管和三极管，所述电感和二极管依次串联在所述电池的正极与所述Boost电路的输出端的正极之间，并且所述三极管作为开关，其输入端连接至所述电感与所述二极管的输入端之间，其输出端连接至所述电池的负极与所述Boost电路的输出端的负极之间。
  7. 根据权利要求1所述的平板电脑，其中，所述调压电路还包括降压电路，所述降压电路用于对将被输入至所述电池的电压进行降压，使输入到电池中的电压处于所述电池的充电电压范围之内。
  8. 根据权利要求7所述的平板电脑，其中，所述平板电脑具有第二充电端口，该第二充电端口的一端与所述降压电路连接，另一端用于与充电器连接。
  9. 根据权利要求8所述的平板电脑，其中，所述第二充电端口为USB端口或DC端口。
  10. 根据权利要求7至9中任意一项所述的平板电脑，其中，所述降压电路为Buck电路或DC-DC降压电路。
  11. 根据权利要求10所述的平板电脑，其中，所述DC-DC降压电路包括：电源输入端，用于输入电源电压；电源输出端，用于输出负载供电电压；降压控制模块，其将电源输入端输入的电源电压转换为负载供电电压，并通过电源输出端输出该负载供电电压，所述降压控制模块的输入端与电源输入端连接且其输出端与电源输出端连接，并且所述降压控制模块包括降压控制芯片；和外部线性稳压模块，用于将负载供电电压转换为芯片工作电压以给所述降压控制芯片供电，所述外部线性稳压模块的输入端与电源输出端连接且其输出端与降压控制模块的偏置电源供电端连接。
  12. 根据权利要求11所述的平板电脑，其中，所述DC-DC降压电路还包括：输入滤波模块，其连接于所述电源输入端与所述降压控制模块的输入端之间，用于对从电源输入端输入的电源电压进行滤波处理；输出反馈模块，其输入端与所述降压控制模块的输出端连接，且其输出端与所述降压控制模块的反馈端连接，并且所述输出反馈模块用于采样降压控制模块输出的负载供电电压，并反馈给所述降压控制模块；和输出滤波模块，其连接于所述降压控制模块的输出端与所述电源输出端之间，用于对降压控制模块输出的负载供电电压进行滤波处理。
  13. 根据权利要求10所述的平板电脑，其中，所述Buck电路包括主控电路、单片机和MOS驱动模块。
  14. 根据权利要求7至9中任意一项所述的平板电脑，其中，所述平板电脑具有与降压电路和升压电路连接的两用端口，所述两用端口用于与待充电的外部设备连接，以及用于与充电器连接。
  15. 根据权利要求1至4、7至9中任意一项所述的平板电脑，其中，所述调压电路还包括保护电路。
  16. 根据权利要求1所述的平板电脑，其中，所述调压电路与所述平板电脑的操作系统连接，以便对所述电池的容量及充放电状态进行监控。
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