一種移動(dòng)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)電源，包括充電電池、充電主電路、MCU微處理器和輸出接口；充電主電路分別與MCU微處理器和輸出接口連接，用于根據(jù)MCU微處理器的控制選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，向輸出接口輸出相應(yīng)的充電電流；MCU微處理器與輸出接口連接，用于根據(jù)被充電設(shè)備的電池電壓，獲取被充電設(shè)備所需的充電電流，從而控制充電主電路的工作模式，使輸出接口輸出的充電電流小于被充電設(shè)備所需的充電電流。本實(shí)用新型提供的移動(dòng)電源的電壓始終跟隨被充電的便攜式電子設(shè)備的電池電壓，使整體的充電效率高達(dá)90％以上，充電效率大大提高。
【專利說(shuō)明】
一種移動(dòng)電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，便攜式電子設(shè)備的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，為人們提供了更多的便利和選擇，但是其耗電量也越來(lái)越大?，F(xiàn)有的電池容量已不能滿足用戶的需求，需要采用移動(dòng)電源來(lái)給便攜式電子設(shè)備進(jìn)行充電，以使便攜式電子設(shè)備具有足夠長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航能力。
[0003]由于鋰電池具有體積相對(duì)小巧、容量大、市場(chǎng)流通廣、價(jià)格適中等特點(diǎn)，因此便攜式電子設(shè)備一般都使用鋰電池供電。移動(dòng)電源給便攜式電子設(shè)備中的鋰電池充電時(shí)，采用DC TO DC的升壓方式，即需要將移動(dòng)電源中的電池的電壓先升高到5V，再降到2.7-4.2V后，才為便攜式電子設(shè)備中的鋰電池充電。
[0004]目前，通常使用的移動(dòng)電源，其體積、容量等已經(jīng)做到極限，所以為滿足使用需求，只能從提高移動(dòng)電源的充電效率著手。由于現(xiàn)有的移動(dòng)電源存在先升壓后再降壓的情況，所以會(huì)使其充電效率大大減小，可充電次數(shù)減少。假設(shè)將一個(gè)3.7V、1AH的移動(dòng)電源的電壓先升高到5V，其容量為5V、7.4AH，即為74%的轉(zhuǎn)換效率。假設(shè)該DC TO DC升壓方式的效率為80%，再將5V的電壓充到便攜式電子設(shè)備的鋰電池中，其電壓為3.7V，效率為74%，那么整體的充電效率即為43.8%(74%X80%X74%=43.8%)，充電效率較低，無(wú)法滿足實(shí)際的充電需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)電源，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的移動(dòng)電源充電效率較低的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)電源，所述移動(dòng)電源包括充電電池、充電主電路、M⑶微處理器和輸出接口；
[0007]所述充電電池，用于向所述充電主電路和所述M⑶微處理器供電；
[0008]所述充電主電路，采用升降壓電路結(jié)構(gòu)，分別與所述MCU微處理器和所述輸出接口連接，用于根據(jù)所述MCU微處理器的控制選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，向所述輸出接口輸出相應(yīng)的充電電流；
[0009 ]所述MCU微處理器，與所述輸出接口連接，用于根據(jù)與所述輸出接口連接的被充電設(shè)備的電池電壓，獲取所述被充電設(shè)備所需的充電電流，從而控制所述充電主電路的工作模式，使所述輸出接口輸出的充電電流小于所述被充電設(shè)備所需的充電電流；
[0010]所述MCU微處理器還用于根據(jù)所述充電電池的電池電量，確定是否向所述被充電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0011]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述充電主電路包括第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、電感和電容；
[0012]其中，第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片和第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸入腳分別與所述M⑶微處理器的PWM接口連接，所述第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的柵極連接，所述第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與所述第三MOS管和所述第四MOS管的柵極連接;所述第一 MOS管的漏極與所述充電電池的正極連接，所述第一 MOS管的源極分別與所述第二 MOS管的漏極和所述電感的一端連接，所述電感的另一端分別與所述第三MOS管和所述第四MOS管的漏極連接，所述第四MOS管的源極分別與所述電容的正端和所述輸出接口的正極連接;所述第二MOS管和所述第三MOS管的源極以及所述電容的負(fù)端均接地。
[0013]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述MCU微處理器的AD腳分別與所述充電電池的正極和所述輸出接口的正極連接，所述充電電池的負(fù)極還與所述輸出接口的負(fù)極連接。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述輸出接口輸出的充電電流比所述被充電設(shè)備所需的充電電流小5%。
[0015]本實(shí)用新型提供的移動(dòng)電源，其充電主電路采用升降壓電路結(jié)構(gòu)，使得移動(dòng)電源的電壓始終跟隨被充電的便攜式電子設(shè)備的電池電壓，不存在升壓后再降壓的情況，使整體的充電效率高達(dá)90%以上，充電效率大大提高，從而使同樣體積與容量的移動(dòng)電源利用率更高、充電次數(shù)更多、充電更可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種移動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種移動(dòng)電源的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種移動(dòng)電源，參照?qǐng)D1所示，該移動(dòng)電源包括充電電池、充電主電路、M⑶微處理器和輸出接口。其中，充電電池用于向充電主電路和MCU微處理器供電；充電主電路采用升降壓電路結(jié)構(gòu)，分別與MCU微處理器和輸出接口連接，用于根據(jù)MCU微處理器的控制選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，向輸出接口輸出相應(yīng)的充電電流;MCU微處理器與輸出接口連接，用于根據(jù)與輸出接口連接的被充電設(shè)備的電池電壓，獲取被充電設(shè)備所需的充電電流，從而控制充電主電路的工作模式，使輸出接口輸出的充電電流小于被充電設(shè)備所需的充電電流;MCU微處理器還用于根據(jù)充電電池的電池電量，確定是否向被充電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0021 ]優(yōu)選地，本實(shí)施例中，輸出接口輸出的充電電流比被充電設(shè)備所需的充電電流小
[0022]參照?qǐng)D2所示，具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種移動(dòng)電源的電路原理圖。其中，充電主電路包括第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第一MOS管SWl、第二MOS管SW2、第三MOS管SW3、第四MOS管SW4、電感L和電容C。其中，第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片和第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸入腳分別與MCU微處理器的PffM接口連接，第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與第一 MOS管SWl和第二 MOS管SW2的柵極連接，第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與第三MOS管SW3和第四MOS管SW4的柵極連接;第一 MOS管SWl的漏極與充電電池BT的正極連接，第一 MOS管SWl的源極分別與第二 MOS管SW2的漏極和電感L的一端連接，電感L的另一端分別與第三MOS管SW3和第四MOS管SW4的漏極連接，第四MOS管SW4的源極分別與電容C的正端和輸出接口 Jl的正極連接;第二 MOS管SW2和第三MOS管SW3的源極以及電容C的負(fù)端均接地。
[0023]M⑶微處理器的AD腳分別與充電電池BT的正極和輸出接口 Jl的正極連接，充電電池BT的負(fù)極還與輸出接口 JI的負(fù)極連接。
[0024]另外，本實(shí)施例中，輸出接口Jl采用USB接口，可以方便與被充電設(shè)備連接。
[0025]本實(shí)施例提供的移動(dòng)電源可以通過(guò)外部電源對(duì)自身進(jìn)行充電，并可通過(guò)對(duì)與之連接的待充電的電子設(shè)備供電。
[0026]本實(shí)施例提供的移動(dòng)電源中，首先由MCU微處理器檢測(cè)移動(dòng)電源的充電電池的電量，確認(rèn)移動(dòng)電源的充電電池的電壓，當(dāng)移動(dòng)電源的充電電池的電壓低于一定的值時(shí)，移動(dòng)電源停止給被充電設(shè)備充電，開(kāi)啟由外部電源給移動(dòng)電源充電的路徑，待移動(dòng)電源的充電電池的電量大于一定的值之后才能給被充電設(shè)備充電。其次，由MCU微處理器檢測(cè)被充電設(shè)備的電池電壓，分析、計(jì)算被充電設(shè)備所需要的充電電流，再控制充電主電路的工作方式及充電電流，確保移動(dòng)電源輸出的充電電流比被充電設(shè)備所需的充電電流小5 %。
[0027]具體地，移動(dòng)電源主要通過(guò)以下三種工作模式進(jìn)行工作:
[0028](I)當(dāng)移動(dòng)電源的電池電壓高于被充電設(shè)備的電池電壓時(shí)，由M⑶微處理器控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)管動(dòng)作，由第一MOS管SW1、第二MOS管SW2、電感L組成同步降壓(buck)電路結(jié)構(gòu)，使移動(dòng)電源輸出的充電電流始終比被充電設(shè)備所需的充電電流小5 %，同時(shí)使移動(dòng)電源輸出的電壓跟隨被充電設(shè)備的電池電壓，同時(shí)保持第三MOS管SW3關(guān)斷、第四MOS管SW4導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)MCU微處理器檢測(cè)到被充電設(shè)備的電池電量充滿時(shí)停止工作。
[0029 ] (2)當(dāng)移動(dòng)電源的電池電壓低于被充電設(shè)備的電池電壓時(shí)，由MCU微處理器控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)管動(dòng)作，由第三MOS管SW3、第四MOS管SW4、電感L組成同步升壓(boost)電路結(jié)構(gòu)，使移動(dòng)電源輸出的充電電流始終比被充電設(shè)備所需的充電電流小5 %，同時(shí)使移動(dòng)電源輸出的電壓跟隨被充電設(shè)備的電池電壓，同時(shí)保持第二MOS管SW2關(guān)斷、第一MOS管SWl導(dǎo)通狀態(tài);當(dāng)MCU微處理器檢測(cè)到被充電設(shè)備的電池電量充滿時(shí)停止工作。
[0030](3)當(dāng)移動(dòng)電源的電池電壓等于被充電設(shè)備的電池電壓時(shí)，按以下步驟進(jìn)行:a、由MCU微處理器控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)管動(dòng)作，由第一MOS管SWl、第四MOS管SW4、電感L組成線性電路結(jié)構(gòu)，使移動(dòng)電源輸出的充電電流始終比被充電設(shè)備所需的充電電流小5 %，同時(shí)使移動(dòng)電源輸出的電壓跟隨被充電設(shè)備的電池電壓，同時(shí)保持第二MOS管SW2、第三MOS管SW3關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)MCU微處理器檢測(cè)到被充電設(shè)備的電池電量充滿時(shí)停止充電；b、在步驟a的基礎(chǔ)上，MCU微處理器檢測(cè)被充電設(shè)備所需的充電電流，待步驟a進(jìn)行一定的時(shí)間后，啟動(dòng)同步升壓電路結(jié)構(gòu)進(jìn)入第二種工作模式進(jìn)行工作。
[0031]此外，在充電的過(guò)程中，由MCU微處理器記錄每種工作狀態(tài)的充電時(shí)間，每種工作狀態(tài)都受不同充電時(shí)間限制，達(dá)到充電時(shí)間之后由MCU微處理器進(jìn)行控制，切斷移動(dòng)電源與被充電設(shè)備之間的回路。
[0032]本實(shí)用新型提供的移動(dòng)電源，其充電主電路采用升降壓電路結(jié)構(gòu)，采用對(duì)應(yīng)的多種工作模式，使得移動(dòng)電源的電壓始終跟隨電子設(shè)備的電池電壓，不存在升壓后再降壓的情況，使整體的充電效率高達(dá)90 %以上，充電效率大大提高，從而使同樣體積與容量的移動(dòng)電源利用率更高、充電次數(shù)更多、充電更可靠。
[0033]需要說(shuō)明的是，說(shuō)明書中所述的被充電設(shè)備是指被充電的便攜式電子設(shè)備。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)電源，其特征在于，所述移動(dòng)電源包括充電電池、充電主電路、MCU微處理器和輸出接口； 所述充電電池，用于向所述充電主電路和所述MCU微處理器供電； 所述充電主電路，采用升降壓電路結(jié)構(gòu)，分別與所述MCU微處理器和所述輸出接口連接，用于根據(jù)所述MCU微處理器的控制選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，向所述輸出接口輸出相應(yīng)的充電電流； 所述MCU微處理器，與所述輸出接口連接，用于根據(jù)與所述輸出接口連接的被充電設(shè)備的電池電壓，獲取所述被充電設(shè)備所需的充電電流，從而控制所述充電主電路的工作模式，使所述輸出接口輸出的充電電流小于所述被充電設(shè)備所需的充電電流； 所述MCU微處理器還用于根據(jù)所述充電電池的電池電量，確定是否向所述被充電設(shè)備進(jìn)行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源，其特征在于，所述充電主電路包括第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片、第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、電感和電容； 其中，第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片和第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸入腳分別與所述M⑶微處理器的PWM接口連接，所述第一半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與所述第一 MOS管和所述第二MOS管的柵極連接，所述第二半橋MOS驅(qū)動(dòng)芯片的輸出腳分別與所述第三MOS管和所述第四MOS管的柵極連接;所述第一 MOS管的漏極與所述充電電池的正極連接，所述第一 MOS管的源極分別與所述第二 MOS管的漏極和所述電感的一端連接，所述電感的另一端分別與所述第三MOS管和所述第四MOS管的漏極連接，所述第四MOS管的源極分別與所述電容的正端和所述輸出接口的正極連接;所述第二MOS管和所述第三MOS管的源極以及所述電容的負(fù)端均接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源，其特征在于，所述MCU微處理器的AD腳分別與所述充電電池的正極和所述輸出接口的正極連接，所述充電電池的負(fù)極還與所述輸出接口的負(fù)極連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源，其特征在于，所述輸出接口輸出的充電電流比所述被充電設(shè)備所需的充電電流小5 %。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205489672SQ201620180284
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】王彥寧
【申請(qǐng)人】西安后羿半導(dǎo)體科技有限公司