專利名稱：移動(dòng)電源及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，尤其涉及一種移動(dòng)電源及其控制方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)實(shí)生活中，隨著科技水平的日新月異，人們生活水準(zhǔn)的日益提高，汽車已經(jīng)成 為極其重要的交流工具，但汽車常常會(huì)遇到打不著火的問題，特別是在旅途中的汽車，因電 瓶電量不足很難將車打著火，給使用者帶來很多不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)電源及其控制方法。本發(fā)明提供了一種移動(dòng)電源，包括單片機(jī)、輸出控制電路、鋰電池、大電流瞬間輸 出模塊，所述輸出控制電路分別與所述單片機(jī)和鋰電池相連，所述大電流瞬間輸出模塊包 括與所述輸出控制電路相連的大電流輸出單元、以及與所述大電流輸出單元相連的電壓偵 測喚醒單元，所述大電流輸出單元用于與用電設(shè)備相連，所述電壓偵測喚醒單元與所述單 片機(jī)相連；所述電壓偵測喚醒單元包括用于檢查用電設(shè)備電壓的用電設(shè)備電壓檢測單元， 所述用電設(shè)備電壓檢測單元根據(jù)檢測到的電壓控制所述大電流輸出單元的供電狀態(tài)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括直流電輸出模塊，所述直流電輸出 模塊與所述輸出控制電路相連，所述電壓偵測喚醒單元還包括喚醒單元，當(dāng)用電設(shè)備與所 述大電流輸出單元相連時(shí)，所述喚醒單元通知單片機(jī)用電設(shè)備已接入，單片機(jī)發(fā)出指令使 大電流輸出單元輸出電流。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括交流電輸出模塊，所述交流電輸出 模塊包括不間斷電源ups和交流電輸出單元，所述ups與所述單片機(jī)相連、且二者進(jìn)行信號(hào) 的交互傳輸；所述輸出控制電路與所述交流電輸出單元相連，所述交流電輸出單元與所述 UPS相連。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述大電流輸出單元輸出電流工作時(shí)，所述單片機(jī)切 斷所述鋰電池對(duì)所述交流電輸出模塊和所述直流電輸出模塊的供電。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括開關(guān)電源單元、PWM充電電路單元、 充電電流檢測單元、電池電量偵測單元，所述開關(guān)電源單元分別與所述單片機(jī)、所述輸出控 制電路及PWM充電電路單元相連，所述PWM充電電路單元分別與所述單片機(jī)和所述充電電 流檢測單元相連，所述充電電流檢測單元分別與所述鋰電池和所述單片機(jī)相連，所述電池 電量偵測單元分別與所述鋰電池和所述單片機(jī)相連。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括與所述鋰電池相連的電池均衡保護(hù) 單元，該移動(dòng)電源還包括分別與所述單片機(jī)相連的按鍵、LCD顯示器及蜂鳴器。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括分別與所述鋰電池和所述單片機(jī)相 連的低壓差線性穩(wěn)壓器LD0;以及分別與所述輸出控制電路和所述單片機(jī)相連的輸出電流
4檢測單元。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該移動(dòng)電源還包括輸入識(shí)別電路，所述直流電輸出模 塊包括第一 USB輸出單元、第二 USB輸出單元和直流電多檔輸出單元；該第一 USB輸出單 元、第二 USB輸出單元和直流電多檔輸出單元分別與輸出控制電路相連。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述喚醒單元包括三極管Q6以及用于取樣的分壓電 阻R59和R60，所述用電設(shè)備電壓檢測單元(121)包括檢測電阻R38和R41。本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)電源控制方法所述單片機(jī)工作時(shí)，所述UPS處于睡眠 狀態(tài)；所述大電流輸出單元輸出電流前，由所述單片機(jī)控制關(guān)閉其他所有電流輸出；當(dāng)用 電設(shè)備接入所述大電流輸出單元時(shí)，所述分壓電阻R59和R60取樣，控制三極管Q6導(dǎo)通，通 知單片機(jī)用電設(shè)備已經(jīng)接入，單片機(jī)控制繼電器K1吸合，開始進(jìn)行大電流瞬間輸出；檢測 電阻R38和R41分壓檢測用電設(shè)備的電壓，當(dāng)用電器的電壓恢復(fù)正常，自動(dòng)關(guān)閉繼電器K1， 所述大電流輸出單元停止輸出電流。本發(fā)明的有益效果是因?yàn)樗龃箅娏鬏敵鰡卧糜谂c用電設(shè)備相連，所述電壓 偵測喚醒單元與所述單片機(jī)相連，而且所述用電設(shè)備電壓檢測單元根據(jù)檢測到的電壓控制 所述大電流輸出單元的供電狀態(tài)，所以該移動(dòng)電源不但保證了大電流的輸出，而且也保證 不會(huì)損傷鋰電池。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。圖2是本發(fā)明的單片機(jī)與IXD顯示部分原理圖。圖3是本發(fā)明的充電管理與輸入識(shí)別電路圖。圖4是本發(fā)明的大電流瞬間輸出模塊電路圖。圖5是本發(fā)明的DC降壓輸出控制電路圖。圖6是本發(fā)明的DC升壓輸出和電流檢測電路圖。圖7是本發(fā)明的USB降壓輸出和電流檢測電路。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種移動(dòng)電源，該移動(dòng)電源包括交流電輸出模 塊、直流電輸出模塊和大電流瞬間輸出模塊(汽車打火模塊)，該移動(dòng)電源實(shí)現(xiàn)了所述三個(gè) 模塊的管理。該移動(dòng)電源包括單片機(jī)1、輸出控制電路5、鋰電池4、大電流瞬間輸出模塊，所述 輸出控制電路5分別與所述單片機(jī)1和鋰電池4相連，所述大電流瞬間輸出模塊包括與所 述輸出控制電路5相連的大電流輸出單元11、以及與所述大電流輸出單元11相連的電壓 偵測喚醒單元12，所述大電流輸出單元11用于與用電設(shè)備相連，所述電壓偵測喚醒單元12 與所述單片機(jī)1相連；所述電壓偵測喚醒單元12包括用于檢查用電設(shè)備電壓的用電設(shè)備電 壓檢測單元121，所述用電設(shè)備電壓檢測單元121根據(jù)檢測到的電壓控制所述大電流輸出 單元11的供電狀態(tài)。所述的供電狀態(tài)是指使大電流輸出單元11繼續(xù)供電或者斷電。如圖4所示，該移動(dòng)電源還包括直流電輸出模塊，所述直流電輸出模塊與所述輸 出控制電路5相連，所述電壓偵測喚醒單元12還包括喚醒單元122，當(dāng)用電設(shè)備與所述大電
5流輸出單元11相連時(shí)，所述喚醒單元122通知單片機(jī)1用電設(shè)備已接入，單片機(jī)1發(fā)出指 令使大電流輸出單元11輸出電流。所述喚醒單元122包括三極管Q6以及用于取樣的分壓 電阻R59和R60，所述用電設(shè)備電壓檢測單元121包括檢測電阻R38和R41。在本實(shí)施例中，用電設(shè)備為汽車電瓶，當(dāng)該汽車電瓶與大電流輸出單元11相連 時(shí)，喚醒單元122通知單片機(jī)1汽車電瓶已經(jīng)接入，單片機(jī)1控制大電流輸出單元11瞬間輸 出大電流進(jìn)行打火，然后再通過用電設(shè)備電壓檢測單元121對(duì)電瓶電壓進(jìn)行檢測，如電瓶 電壓恢復(fù)正常，那么關(guān)閉大電流瞬間輸出模塊。即當(dāng)該移動(dòng)電源接入汽車電瓶，通過喚醒單 元122的分壓電阻R59和R60取樣，控制三極管Q6導(dǎo)通，通知單片機(jī)1汽車電瓶已經(jīng)接入， 單片機(jī)1讓繼電器K1吸合，汽車打火時(shí)，經(jīng)過大電流控制元件RfR6瞬間大電流輸出完成 打火，汽車啟動(dòng)通過檢測電阻R38和R41分壓檢測汽車電瓶電壓，當(dāng)電瓶電壓恢復(fù)正常，自 動(dòng)關(guān)閉繼電器K1，防止長時(shí)間大電流輸出損壞鋰電池4。該大電流瞬間輸出模塊用于汽車 打火時(shí)，實(shí)現(xiàn)了大電流輸出保護(hù)，防輸出短路控制，接入汽車自動(dòng)識(shí)別，打火完成自動(dòng)關(guān)機(jī)。 大電流輸出單元11瞬間輸出電流為200A，滿足大多數(shù)家用小汽車。如圖7所示，該直流電輸出模塊包括第一 USB輸出單元8、第二 USB輸出單元9和 直流電多檔輸出單元10 ；所述第一 USB輸出單元8、第二 USB輸出單元9和直流電多檔輸出 單元10分別與輸出控制電路5相連。如圖5和圖6為DC升降壓輸出控制電路，降壓由U4 控制，通過開關(guān)Q11由單片機(jī)1控制以保證最小的靜態(tài)功耗，Q24為防反開關(guān)，以提高輸出 效率。U9為升壓控制主芯片，通過Q15開關(guān)由單片機(jī)1控制與鋰電池4相連，以保證靜態(tài)功 耗最小，U3B與D12組成輸出限功控制，自動(dòng)防止輸出長時(shí)間過載而損壞機(jī)器，DC降壓輸出 控制電路完成5V、8. 4V、9. 5V的降壓輸出，DC升壓輸出控制電路完成12V、16V、19V、24V的 升壓輸出，兩電路完成DC5V、8. 4V、9. 5V、12V、16V、19V、24V多檔位電壓輸出。該移動(dòng)電源還包括交流電輸出模塊，所述交流電輸出模塊包括不間斷電源ups6 和交流電輸出單元7，所述ups6與所述單片機(jī)1相連、且二者進(jìn)行信號(hào)的交互傳輸；所述輸 出控制電路5與所述交流電輸出單元7相連，所述交流電輸出單元7與所述UPS6相連。該 ups6接收190V-240V的交流電，交流電設(shè)備可以插在交流電輸出單元7上，以方便為交流電 設(shè)備進(jìn)行供電。該大電流輸出單元11輸出電流工作時(shí)，所述單片機(jī)1切斷所述鋰電池4對(duì)所述交 流電輸出模塊和所述直流電輸出模塊的供電，從而保證了對(duì)大電流瞬間輸出模塊的電流供如圖1和圖3所示，為了提高鋰電池4的壽命，需對(duì)鋰電池4進(jìn)行管理，以防止過 充過放現(xiàn)象的發(fā)生，所以該移動(dòng)電源還包括開關(guān)電源單元2和充電管理電路；該充電管理 電路包括PWM充電電路單元3、充電電流檢測單元13和電池電量偵測單元14。所述開關(guān)電 源單元2分別與所述單片機(jī)1、所述輸出控制電路5及PWM充電電路單元3相連，所述PWM 充電電路單元3分別與所述單片機(jī)1和所述充電電流檢測單元13相連，所述充電電流檢測 單元13分別與所述鋰電池4和所述單片機(jī)1相連，所述電池電量偵測單元14分別與所述 鋰電池4和所述單片機(jī)1相連。如圖3所示，該移動(dòng)電源還包括輸入識(shí)別電路，該輸入識(shí)別電路與單片機(jī)1相連， 該輸入識(shí)別電路能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能充電與電源適配充電自動(dòng)識(shí)別控制，寬范圍充電電壓，以 適應(yīng)不同的電源適配器。該輸入識(shí)別電路包括太陽能/DC識(shí)別電路21、充電電壓檢測電路22及DC上電喚醒電路23，當(dāng)插入充電設(shè)備后，通過Q17、RU R16、R20經(jīng)單片機(jī)1控制，自 動(dòng)識(shí)別不同輸入設(shè)備，以做不同的充電管理；通過Ql、R5、R6識(shí)別充電插入自動(dòng)開始充電， 由單片機(jī)1發(fā)出對(duì)應(yīng)的PWM控制信號(hào)，通過電壓、電流檢測完成充電管理。該移動(dòng)電源還包括與所述鋰電池4相連的電池均衡保護(hù)單元15，該移動(dòng)電源還包 括分別與所述單片機(jī)1相連的按鍵20、IXD顯示器18及蜂鳴器19。通過按鍵20完成所有 功能的切換，例如按一下按鍵20便從交流電輸出模塊切換至直流電輸出模塊，在直流電輸 出模塊狀態(tài)下默認(rèn)第一 USB輸出單元8處于工作狀態(tài)，再按一下按鍵20，又從第一 USB輸出 單元8切換至第二 USB輸出單元9，再按一下按鍵20，又從第二 USB輸出單元9切換至直流 電多檔輸出單元10，再按一下按鍵20，又從直流電多檔輸出單元10切換至大電流瞬間輸出 模塊，即通過按鍵20完成了各功能的循環(huán)切換。而且各模塊的工作狀態(tài)均顯示在IXD上， 以供用戶觀看。蜂鳴器19用于警示用戶，例如該移動(dòng)電源處于大電流瞬間輸出模塊工作狀 態(tài)時(shí)，該蜂鳴器19發(fā)出短促鳴聲，該移動(dòng)電源處于交流電輸出模塊工作狀態(tài)時(shí)，該蜂鳴器 19發(fā)出長鳴聲。該移動(dòng)電源還包括分別與所述鋰電池4和所述單片機(jī)1相連的低壓差線性穩(wěn)壓 器LD016 ；以及分別與所述輸出控制電路5和所述單片機(jī)1相連的輸出電流檢測單元17。 LD016是為單片機(jī)1提供穩(wěn)定電源，因?yàn)橹苯优c鋰電池4相連，要求靜態(tài)電流非常小，所以選 用超低功率LD0。輸出電流檢測單元17是用來檢測輸出電流大小，其作用是完成DC最大輸 出功率限制。該移動(dòng)電源從交流電輸出模塊切換至直流電輸出模塊的時(shí)間小于10ms，當(dāng)輸入的 交流電突然停電，通過電壓互感器的電壓突變，將AC-DC-AC切換開關(guān)快速切換到DC/AC輸 出電路，由于采用硬件切換，所以切換時(shí)間快。因該移動(dòng)電源具有交流電輸出模塊、直流電輸出模塊和大電流瞬間輸出模塊，所 以在家可用于后備式應(yīng)急電源，外出可用于移動(dòng)設(shè)備的備用電源，露營和野戰(zhàn)時(shí)還可提供 一定功率的交流電源。本發(fā)明還公開了一種移動(dòng)電源控制方法，所述單片機(jī)1工作時(shí)，所述UPS6處于睡 眠狀態(tài)；所述大電流輸出單元11輸出電流前，由所述單片機(jī)1控制關(guān)閉其他所有電流輸出； 當(dāng)用電設(shè)備接入所述大電流輸出單元11時(shí)，所述分壓電阻R59和R60取樣，控制三極管Q6 導(dǎo)通，通知單片機(jī)1用電設(shè)備已經(jīng)接入，單片機(jī)1控制繼電器Kl吸合，開始進(jìn)行大電流瞬間 輸出；檢測電阻R38和R41分壓檢測用電設(shè)備的電壓，當(dāng)用電器的電壓恢復(fù)正常，自動(dòng)關(guān)閉 繼電器K1，所述大電流輸出單元11停止輸出電流。本發(fā)明還提供了一種保證最小靜態(tài)功耗的方法，當(dāng)輸出無負(fù)載時(shí)，通過單片機(jī)1 將所有的檢測電路電源切斷，如鋰電池4電壓檢測，輸出負(fù)載檢測等電路電源，保證該移動(dòng) 設(shè)備在靜態(tài)時(shí)損耗最小，將檢測基準(zhǔn)電源不由鋰電池4供電，而是通過MCU引腳供電，睡眠 時(shí)，關(guān)閉基準(zhǔn)電源，保證靜態(tài)電流最小。當(dāng)該移動(dòng)電源有交流電輸入時(shí)，關(guān)閉單片機(jī)1，只有UPS6部分工作，其完成電池充 電。當(dāng)移動(dòng)電源沒有交流電輸入時(shí)，單片機(jī)1工作，UPS6的MCU睡眠，只有當(dāng)手動(dòng)選擇逆變 輸出時(shí)，喚醒UPS6的MCU才進(jìn)入工作狀態(tài)；汽車打火由于輸出電流大，通過自動(dòng)識(shí)別進(jìn)入打 火狀態(tài)，關(guān)閉所有輸出，保證打火足夠能量。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定
7本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)電源，其特征在于包括單片機(jī)(1)、輸出控制電路(5)、鋰電池(4)、大電 流瞬間輸出模塊，所述輸出控制電路(5)分別與所述單片機(jī)(1)和鋰電池(4)相連，所述大 電流瞬間輸出模塊包括與所述輸出控制電路(5)相連的大電流輸出單元(11)、以及與所述 大電流輸出單元(11)相連的電壓偵測喚醒單元(12)，所述大電流輸出單元(11)用于與用 電設(shè)備相連，所述電壓偵測喚醒單元(12)與所述單片機(jī)(1)相連；所述電壓偵測喚醒單元 (12)包括用于檢查用電設(shè)備電壓的用電設(shè)備電壓檢測單元(121 )，所述用電設(shè)備電壓檢測 單元(121)根據(jù)檢測到的電壓控制所述大電流輸出單元(11)的供電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括直流電輸出模塊， 所述直流電輸出模塊與所述輸出控制電路(5)相連，所述電壓偵測喚醒單元(12)還包括喚 醒單元(122 )，當(dāng)用電設(shè)備與所述大電流輸出單元(11)相連時(shí)，所述喚醒單元(122 )通知單 片機(jī)(1)用電設(shè)備已接入，單片機(jī)(1)發(fā)出指令使大電流輸出單元(11)輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括交流電輸出 模塊，所述交流電輸出模塊包括不間斷電源ups (6)和交流電輸出單元(7)，所述ups (6) 與所述單片機(jī)(1)相連、且二者進(jìn)行信號(hào)的交互傳輸；所述輸出控制電路(5)與所述交流電 輸出單元(7)相連，所述交流電輸出單元(7)與所述UPS (6)相連。
4 .根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)電源，其特征在于所述大電流輸出單元(11)輸出電流 工作時(shí)，所述單片機(jī)(1)切斷所述鋰電池(4)對(duì)所述交流電輸出模塊和所述直流電輸出模 塊的供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括開關(guān)電源單元 (2)、PWM充電電路單元(3)、充電電流檢測單元(13)、電池電量偵測單元(14)，所述開關(guān)電 源單元(2)分別與所述單片機(jī)(1)、所述輸出控制電路(5)及PWM充電電路單元(3)相連，所 述PWM充電電路單元(3)分別與所述單片機(jī)(1)和所述充電電流檢測單元(13)相連，所述 充電電流檢測單元(13)分別與所述鋰電池(4)和所述單片機(jī)(1)相連，所述電池電量偵測 單元(14)分別與所述鋰電池(4)和所述單片機(jī)(1)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括與所述鋰電池相 連的電池均衡保護(hù)單元(15)，該移動(dòng)電源還包括分別與所述單片機(jī)(1)相連的按鍵(20)、 IXD顯示器(18)及蜂鳴器(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括分別與所述鋰電 池(4)和所述單片機(jī)(1)相連的低壓差線性穩(wěn)壓器LD0 (16)；以及分別與所述輸出控制電 路(5)和所述單片機(jī)(1)相連的輸出電流檢測單元(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)電源，其特征在于該移動(dòng)電源還包括輸入識(shí)別電路，所 述直流電輸出模塊包括第一 USB輸出單元(8)、第二 USB輸出單元(9)和直流電多檔輸出單 元(10);該第一 USB輸出單元(8)、第二 USB輸出單元(9)和直流電多檔輸出單元(10)分別 與輸出控制電路(5)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)電源，其特征在于所述喚醒單元(122)包括三極管Q6 以及用于取樣的分壓電阻R59和R60，所述用電設(shè)備電壓檢測單元(121)包括檢測電阻R38 和 R41。
10.一種移動(dòng)電源控制方法，其特征在于所述單片機(jī)(1)工作時(shí)，所述UPS (6)處于 睡眠狀態(tài)；所述大電流輸出單元(11)輸出電流前，由所述單片機(jī)(1)控制關(guān)閉其他所有電流輸出；當(dāng)用電設(shè)備接入所述大電流輸出單元(11)時(shí)，所述分壓電阻R59和R60取樣，控制 三極管Q6導(dǎo)通，通知單片機(jī)(1)用電設(shè)備已經(jīng)接入，單片機(jī)(1)控制繼電器K1吸合，開始進(jìn) 行大電流瞬間輸出；檢測電阻R38和R41分壓檢測用電設(shè)備的電壓，當(dāng)用電器的電壓恢復(fù)正 常，自動(dòng)關(guān)閉繼電器K1，所述大電流輸出單元(11)停止輸出電流。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動(dòng)電源，包括單片機(jī)(1)、輸出控制電路(5)、鋰電池(4)、大電流瞬間輸出模塊，所述輸出控制電路(5)分別與所述單片機(jī)(1)和鋰電池(4)相連，所述大電流瞬間輸出模塊包括與所述輸出控制電路(5)相連的大電流輸出單元(11)、以及與所述大電流輸出單元(11)相連的電壓偵測喚醒單元(12)，所述大電流輸出單元(11)用于與用電設(shè)備相連，所述電壓偵測喚醒單元(12)與所述單片機(jī)(1)相連；所述電壓偵測喚醒單元(12)包括用于檢查用電設(shè)備電壓的用電設(shè)備電壓檢測單元(121)，所述用電設(shè)備電壓檢測單元(121)根據(jù)檢測到的電壓控制所述大電流輸出單元(11)的供電狀態(tài)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102005796SQ20101057699
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者楊振東, 陳章盛 申請(qǐng)人:深圳市思倍生電子科技有限公司