移動電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種移動電源，其包括MCU微控器、電池、充電電路、保護(hù)電路、升壓電路、輸出控制電路、穩(wěn)壓電路、輸出接口和輸入接口。外接待充電設(shè)備接入輸出接口時，MCU微控器控制電池通過充電電路、保護(hù)電路、升壓電路以及輸出控制電路為該外接待充電設(shè)備充電；外接電源接于輸入接口時，微控制器控制充電電路為電池充電。本實用新型通過對移動電源的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對其電路元器件的使用進(jìn)行優(yōu)化，減少了冗余電路，簡化了整個電路結(jié)構(gòu)，從而降低轉(zhuǎn)換電路的成本。另外，通過對充電電路的優(yōu)化設(shè)計，使該移動電源對電池實現(xiàn)涓流、恒流、恒壓的充電管理，具有很好的充電效果，提高充電效率。
【專利說明】
移動電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動電源的電路構(gòu)造，具體涉及一種高效的移動電源的電路結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]移動電源一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以給手機(jī)等數(shù)碼設(shè)備隨時隨地充電或待機(jī)供電。一般由鋰電池或者干電池作為儲電單元。區(qū)別于產(chǎn)品內(nèi)部配置的電池，也叫外掛電池。一般配備多種電源轉(zhuǎn)接頭，通常具有大容量、多用途、體積小、壽命長和安全可靠等特點，是可隨時隨地為手機(jī)、MP3、MP4、手機(jī)、PDA、掌上電腦、掌上游戲機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品供電或待機(jī)充電的功能產(chǎn)品。
[0003]現(xiàn)有的移動電源的電路模塊中，其一般包括充電電路、升壓電路、輸出控制電路等，其中，充電電路、升壓電路、輸出控制電路一般為單獨設(shè)置，也即充電單獨一塊電路，升壓一塊電路，電量管理一塊電路，將充電控制電路以及放電控制電路分隔開來，其使用的電氣元件多，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此轉(zhuǎn)換電路成本高、輸出電流小且轉(zhuǎn)換效率低，使用一段時間后，移動電源的電芯的使用時間會大大變短。另外，現(xiàn)有的移動電源，容量一般為2000mAh左右，功能單一，待機(jī)功耗大。
實用新型內(nèi)容
[0004]因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種移動電源，對其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，減少冗余電路，簡化電路結(jié)構(gòu)，從而降低轉(zhuǎn)換電路的成本；另外，對移動電源的微控制器增加電源開關(guān)，當(dāng)待機(jī)時，關(guān)閉電源開關(guān)，從而降低待機(jī)功耗。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種移動電源，包括MCU微控器、電池、充電電路、保護(hù)電路、升壓電路、輸出控制電路、穩(wěn)壓電路、輸出接口和輸入接口，電池的輸入輸出端接于充電電路的輸入輸出端，電池的輸出端接于MCU微控器的輸入端，充電電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端和輸入接口的輸出端，輸入接口的輸出端接于MCU微控器的輸入端,充電電路的輸出端接于保護(hù)電路的輸入端,保護(hù)電路的輸出端接于升壓電路的輸入端，升壓電路的輸出端接于穩(wěn)壓電路的輸入端和輸出控制電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端接于MCU微控器的輸入端，輸出控制電路的輸出端接于輸出接口的輸入端和MCU微控器的輸入端；外接待充電設(shè)備接入輸出接口時，微控制器控制電池通過充電電路、保護(hù)電路、升壓電路以及輸出控制電路為該外接待充電設(shè)備充電；外接電源接于輸入接口時，微控制器控制充電電路為電池充電。
[0006]進(jìn)一步的，該移動電源還包括IXD顯示接口，該IXD顯示接口的輸入端接于MCU微控器的輸出端，用于連接LCD顯示屏。
[0007]進(jìn)一步的，該移動電源還包括背光燈控制電路，該背光燈控制電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端，用于對背光燈的控制。具體的，該背光燈控制電路包括電阻R2、電阻R9、三極管Q9和發(fā)光二極管D2，三極管Q9的集電極依次串聯(lián)電阻R2和發(fā)光二極管D2后連接至穩(wěn)壓電路，三極管Q9的基極串聯(lián)電阻R9后連接至MCU微控器，三極管Q9的發(fā)射極接地。發(fā)光二極管D2作為背光燈，MCU微控器通過控制三極管Q9的導(dǎo)通與否來控制背光燈發(fā)光二極管D2的亮滅。
[0008]進(jìn)一步的，所述MCU微控器設(shè)有開關(guān)，通過該開關(guān)的打開/關(guān)閉，實現(xiàn)對MCU微控器的打開或關(guān)閉。這樣，在待機(jī)或者不需要使用的時候，可以通過關(guān)閉該開關(guān)來關(guān)閉MCU微控器，從而節(jié)約能耗。
[0009]本實用新型的移動電源可以通過外部電源連接輸入接口對自身的電池進(jìn)行充電，并為連接輸出接口的外接待充電設(shè)備(與之連接的待充電的電子設(shè)備)供電。
[0010]其中，MCU微控器主要控制和管理整個電路的工作，包括充電控制、放電控制、邊充邊放控制、輸出顯示內(nèi)容控制。本實用新型中，MCU微控制器是由型號為HT46R066B_28的單片機(jī)及其外圍電路實現(xiàn)。對自身的電池進(jìn)行充電時，由MCU微控器智能檢測輸入接口的狀態(tài)而檢測到外部充電器的接入，并對電池的電量狀態(tài)進(jìn)行檢測，根據(jù)當(dāng)前電池的電量狀態(tài)做出分析，并發(fā)出相應(yīng)的指令通過充電電路對電池進(jìn)行涓流、恒流、恒壓的充電管理。其中，該充電電路包括MOS管Q1、三極管Q10、二級管D6、電容C4、電容C6、電容C16、電容C10、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R21、電阻R11、電阻RlO和電阻R6，電阻R16與電容C4并聯(lián)后的一端連接輸入接口和二級管D6的A端(陽極)，其并聯(lián)后的另一端接地；二級管D6的K端(陰極)連接電阻R17的一端和MOS管Ql的S級(源級)，電阻R17的另一端和MOS管Ql的G級(柵極)連接三極管QlO的C級(集電極)，MOS管Ql的D級(漏極)連接由電阻R11、電阻RlO和電阻R6并聯(lián)組成的分壓電路的一端，分壓電路的另一端連接電池正極以及電容C16的一端和電容ClO的一端(電容C16和電容ClO并聯(lián)連接)，電容C16的另一端和電容ClO的另一端連接電池的負(fù)極以及，電阻R21的一端和電阻R18的一端，電阻R18的另一端一路通過電容C6接地，另一路連接至MCU微控器；電阻R21的另一端以及三極管QlO的E級(發(fā)射極)接地，三極管QlO的B級(基極)串聯(lián)電阻R15后連接MCU微控器。通過MCU微控器檢測輸入接口的狀態(tài)和電池的電量狀態(tài)，根據(jù)檢測結(jié)果以及MCU微控器內(nèi)置的閾值參數(shù)，從而發(fā)出相應(yīng)的指令，對三極管QlO和MOS管Ql進(jìn)行控制，并通過電阻R16和電容C4并聯(lián)實現(xiàn)的濾波電路，電阻R11、電阻RlO和電阻R6并聯(lián)組成的分壓電路，以及電容C16和電容ClO并聯(lián)實現(xiàn)的紋波濾除電路，從而實現(xiàn)控制充電電路對電池進(jìn)行涓流、恒流、恒壓的充電管理。
[0011]本實用新型通過對移動電源的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對其電路元器件的使用進(jìn)行優(yōu)化，減少了冗余電路，簡化了整個電路結(jié)構(gòu)，從而降低轉(zhuǎn)換電路的成本；其中，特別的，對充電電路的優(yōu)化設(shè)計，使該移動電源對電池實現(xiàn)涓流、恒流、恒壓的充電管理，具有很好的充電效果，提高充電效率。另外，對微控制器增設(shè)開關(guān)，當(dāng)待機(jī)時，關(guān)閉開關(guān)，從而降低待機(jī)功耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的移動電源的實施例1的電路框圖；
[0013]圖2為本實用新型的移動電源的實施例2的電路框圖；
[0014]圖3為本實用新型的實施例2的充電電路的電路原理圖；
[0015]圖4為本實用新型的實施例2的整個移動電源的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0017]本實用新型的移動電源可以通過外部電源連接輸入接口對自身的電池進(jìn)行充電，并為連接輸出接口的外接待充電設(shè)備(與之連接的待充電的電子設(shè)備)供電。
[0018]實施例1
[0019]本實施例中，參見圖1，本實用新型的移動電源，包括MCU微控器、電池、充電電路、保護(hù)電路、升壓電路、輸出控制電路、穩(wěn)壓電路、輸出接口和輸入接口。
[0020]其連接關(guān)系描述如下:電池的輸入輸出端接于充電電路的輸入輸出端，電池的輸出端接于MCU微控器的輸入端,充電電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端和輸入接口的輸出端，輸入接口的輸出端接于MCU微控器的輸入端，充電電路的輸出端接于保護(hù)電路的輸入端，保護(hù)電路的輸出端接于升壓電路的輸入端，升壓電路的輸出端接于穩(wěn)壓電路的輸入端和輸出控制電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端接于MCU微控器的輸入端，輸出控制電路的輸出端接于輸出接口的輸入端和MCU微控器的輸入端；外接待充電設(shè)備接入輸出接口時，微控制器控制電池通過充電電路、保護(hù)電路、升壓電路以及輸出控制電路為該外接待充電設(shè)備充電；外接電源接于輸入接口時，微控制器控制充電電路為電池充電。
[0021]實施例2
[0022]除了實施例1的所有電路，本實施例中，參見圖2,該移動電源還包括IXD顯示接口和背光燈控制電路。其中，該LCD顯示接口的輸入端接于MCU微控器的輸出端，用于連接LCD顯不屏。該背光燈控制電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端,用于對背光燈的控制。
[0023]本實用新型的移動電源，對自身的電池進(jìn)行充電時，由MCU微控器智能檢測輸入接口的狀態(tài)而檢測到外部充電器的接入，并對電池的電量狀態(tài)進(jìn)行檢測，根據(jù)當(dāng)前電池的電量狀態(tài)做出分析，并發(fā)出相應(yīng)的指令通過充電電路對電池進(jìn)行涓流、恒流、恒壓的充電管理。
[0024]其中，參見圖3，該充電電路包括MOS管Q1、三極管Q10、二級管D6、電容C4、電容C6、電容C16、電容C10、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R21、電阻R11、電阻RlO和電阻R6，電阻R16與電容C4并聯(lián)后的一端連接輸入接口和二級管D6的A端(陽極)，其并聯(lián)后的另一端接地；二級管D6的K端(陰極)連接電阻R17的一端和MOS管Ql的S級(源級)，電阻R17的另一端和MOS管Ql的G級(柵極)連接三極管QlO的C級(集電極)，M0S管Ql的D級(漏極)連接由電阻R11、電阻RlO和電阻R6并聯(lián)組成的分壓電路的一端，分壓電路的另一端連接電池正極以及電容C16的一端和電容ClO的一端(電容C16和電容ClO并聯(lián)連接)，電容C16的另一端和電容ClO的另一端連接電池的負(fù)極以及，電阻R21的一端和電阻R18的一端，電阻R18的另一端一路通過電容C6接地，另一路連接至MCU微控器；電阻R21的另一端以及三極管QlO的E級(發(fā)射極)接地，三極管QlO的B級(基極)串聯(lián)電阻R15后連接MCU微控器。其中，MCU微控器通過控制三極管QlO和MOS管Ql的通斷來控制該充電電路的工作狀態(tài)。電容C16和電容ClO并聯(lián)連接，起到減少紋波且濾除高頻的雜波的作用，這里不使用大容量的電解電容，是因為大的電解電容存在較大的感抗，對高頻雜波的濾波效果不好，因此這里采用兩個容量小的電容C16和ClO并聯(lián)組成一個容量較大的電容來實現(xiàn)更佳的濾波效果。二級管D6為續(xù)流二極管，對電路輸出起續(xù)流作用，保持輸出電流的連續(xù)性，同時，還起到反向隔離作用，防止輸出端的高電壓反向影響輸入端。該電路與現(xiàn)有技術(shù)中的移動電源的充電電路相比，其綜合了多種功能，通過MCU微控器檢測輸入接口的狀態(tài)和電池的電量狀態(tài)，根據(jù)檢測結(jié)果以及MCU微控器內(nèi)置的閾值參數(shù)，從而發(fā)出相應(yīng)的指令，對三極管QlO和MOS管Ql進(jìn)行控制，并通過電阻R16和電容C4并聯(lián)實現(xiàn)的濾波電路，電阻R11、電阻RlO和電阻R6并聯(lián)組成的分壓電路，以及電容C16和電容ClO并聯(lián)實現(xiàn)的紋波濾除電路，從而實現(xiàn)控制充電電路對電池進(jìn)行涓流、恒流、恒壓的充電管理。另外，本實施例中，該充電電路是通過脈沖寬度調(diào)制方式對電池的放電過程進(jìn)行升壓或者充電過程進(jìn)行降壓。采用脈沖寬度調(diào)制方式，充放電過程中的充放電電流較大，充放電的時間大大降低。同時，采用上述方式的轉(zhuǎn)換效率更好，發(fā)熱較低。
[0025]作為一個更詳細(xì)的實現(xiàn)方案，參見圖4，本實施例中，MCU微控制器是由型號為HT46R066B_28的單片機(jī)及其外圍電路實現(xiàn)，MCU微控器主要控制和管理整個電路的工作，包括充電控制、放電控制、邊充邊放控制、輸出顯示內(nèi)容控制。升壓電路采用型號為S-8367A211-M6T1U2的升壓型DC/DC控制芯片及其外圍電路實現(xiàn)，其將電池的電壓范圍31.2V升壓到穩(wěn)定電壓5V。升壓型DC/DC控制芯片是一種由基準(zhǔn)電壓源、振蕩電路、誤差放大電路、相位補(bǔ)償電路、電流限制電路、短路保護(hù)電路、PWM控制電路等構(gòu)成的CMOS升壓型DC/DC控制器。輸出控制電路由MCU微控器發(fā)出的指令開啟或關(guān)閉相應(yīng)的端口是輸出還是關(guān)閉。穩(wěn)壓電路為MCU微控器提供3.0V的穩(wěn)定工作電壓。輸入接口用于接收外部電源供電并傳輸?shù)匠潆婋娐泛蚆CU微控器，其中，外部電源可以是帶有USB接口的電源設(shè)備或者電源適配器。本實施例中，參見圖4，該輸入接口為Micro_M_C的USB接口。當(dāng)然，輸入接口也可以設(shè)置為其他USB接口。輸出接口用于將移動電源的電量輸送至連接該輸出接口的待充電的外接設(shè)備，其可以是帶有USB接口的電子設(shè)備。保護(hù)電路對鋰電池進(jìn)行過充電、過放電以及過流保護(hù)。IXD顯示接口用于連接IXD顯示屏。背光燈控制電路用于對背光燈的控制。
[0026]其中，該背光燈控制電路包括電阻R2、電阻R9、三極管Q9和發(fā)光二極管D2，三極管Q9的集電極依次串聯(lián)電阻R2和發(fā)光二極管D2后連接至穩(wěn)壓電路，三極管Q9的基極串聯(lián)電阻R9后連接至MCU微控器，三極管Q9的發(fā)射極接地。發(fā)光二極管D2作為背光燈，MCU微控器通過控制三極管Q9的導(dǎo)通與否來控制背光燈發(fā)光二極管D2的亮滅。
[0027]另外，為了降低待機(jī)功耗，MCU微控器設(shè)有開關(guān)，通過該開關(guān)的打開/關(guān)閉，實現(xiàn)對MCU微控器的打開或關(guān)閉。這樣，在待機(jī)或者不需要使用的時候，可以通過關(guān)閉該開關(guān)來關(guān)閉MCU微控器，從而節(jié)約能耗。
[0028]本實用新型中，MCU微控器通過對外接設(shè)備(接入輸入接口或者輸出接口的設(shè)備)的檢測，從而發(fā)出充電控制信號或者放電控制信號，進(jìn)而控制充電電路對電池進(jìn)行相應(yīng)的充電控制或者放電控制。因此，本實用新型的電路中無需分別設(shè)置充電控制電路以及放電控制電路，其電路結(jié)構(gòu)較為簡單，有利于實現(xiàn)移動電源的小型化發(fā)展。
[0029]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種移動電源，其特征在于:包括MCU微控器、電池、充電電路、保護(hù)電路、升壓電路、輸出控制電路、穩(wěn)壓電路、輸出接口和輸入接口 ； 電池的輸入輸出端接于充電電路的輸入輸出端，電池的輸出端接于MCU微控器的輸入端，充電電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端和輸入接口的輸出端，輸入接口的輸出端接于MCU微控器的輸入端，充電電路的輸出端接于保護(hù)電路的輸入端，保護(hù)電路的輸出端接于升壓電路的輸入端，升壓電路的輸出端接于穩(wěn)壓電路的輸入端和輸出控制電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端接于MCU微控器的輸入端,輸出控制電路的輸出端接于輸出接口的輸入端和MCU微控器的輸入端； 外接待充電設(shè)備接入輸出接口時，MCU微控制器控制電池通過充電電路、保護(hù)電路、升壓電路以及輸出控制電路為該外接待充電設(shè)備充電；外接電源接于輸入接口時，微控制器控制充電電路為電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:該移動電源還包括IXD顯示接口，該IXD顯示接口的輸入端接于MCU微控器的輸出端，用于連接IXD顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:該移動電源還包括背光燈控制電路，該背光燈控制電路的輸入端接于MCU微控器的輸出端,用于對背光燈的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動電源，其特征在于:該背光燈控制電路包括電阻R2、電阻R9、三極管Q9和發(fā)光二極管D2，三極管Q9的集電極依次串聯(lián)電阻R2和發(fā)光二極管D2后連接至穩(wěn)壓電路，三極管Q9的基極串聯(lián)電阻R9后連接至MCU微控器，三極管Q9的發(fā)射極接地；MCU微控器通過控制三極管Q9的導(dǎo)通與否來控制發(fā)光二極管D2的亮滅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:所述MCU微控器設(shè)有開關(guān)，通過該開關(guān)的打開/關(guān)閉，實現(xiàn)對MCU微控器的打開或關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:所述充電電路包括MOS管Q1、三極管Q10、二級管D6、電容C4、電容C6、電容C16、電容C10、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R21、電阻R11、電阻RlO和電阻R6，電阻R16與電容C4并聯(lián)后的一端連接輸入接口和二級管D6的A端，其并聯(lián)后的另一端接地；二級管D6的K端連接電阻R17的一端和MOS管Ql的S級，電阻R17的另一端和MOS管Ql的G級連接三極管QlO的C級，MOS管Ql的D級連接由電阻R11、電阻RlO和電阻R6并聯(lián)組成的分壓電路的一端，分壓電路的另一端連接電池正極以及電容C16的一端和電容ClO的一端，電容C16的另一端和電容ClO的另一端連接電池的負(fù)極以及，電阻R21的一端和電阻R18的一端，電阻R18的另一端一路通過電容C6接地，另一路連接至MCU微控器；電阻R21的另一端以及三極管QlO的E級接地，三極管QlO的B級串聯(lián)電阻R15后連接MCU微控器。
【文檔編號】H02J7/00GK204012830SQ201420404669
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】張振江 申請人:廈門廣開電子有限公司