一種帶無線充放電的移動電源的制作方法
【專利摘要】一種帶無線充放電的移動電源，其包括：一線圈單元，用于與其它設備或元器件磁場能量交換；一貯能器件，用于儲存線圈單元提供的能量或向線圈單元提供能量；一充放電控制模塊，其一端與線圈單元相連，另一端分別與充電電路、放電電路相連，充電電路、放電電路分別與所述貯能器件相連，充電時充放電控制模塊可接受并處理線圈單元接受的能量，并將處理后的能量通過充電電路輸送至貯能器件，放電時充放電控制模塊可將貯能器件釋放的能量處理后通過線圈單元進行釋放。與現有技術相比，本發(fā)明所述線圈單元通過無線感應的方式進行充電和放電，結構簡單，成本低。
【專利說明】—種帶無線充放電的移動電源
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動電源，尤其涉及的是，一種帶無線充放電的移動電源。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，電子產品(例如手機、手電筒、小風扇、電動刮胡刀、桌燈、頭燈、露營燈等產品)已經成為現代人必不可少的常用品，這些產品有時由于使用的頻繁和使用場所的局限性，需要經常充電，為了便于外出充電，現有技術人員研發(fā)出了一種移動式充電電源，這種移動式充電電源內包含有蓄電電池，在使用時可通過以下幾種方式充電:一種是直接通過數據線將電子產品和移動式充電電源的充電插頭連接起來，能量從充電插頭導入電子產品的電池中儲存起來；第二種將移動式充電電源設置成充電座的方式，通過充電座將能量導入電子產品的充電電池內儲存起來。由于第一種需要使用數據線才能完成充電，每次充電都需要將數據線的一端插到電子產品上，等到充完電后再拔下來，這樣不僅麻煩，而且常常出現短線、插座松脫等問題，不但充電效果不穩(wěn)定，而且會對電子產品造成損害；第二種必須將電子產品放入充電座內，必須確保電子產品的充電端與充電座的放電端連接在一起，在晃動或者長時間使用后往往會由于錯位造成電子產品的充電端和充電座的放電端接觸不良，以使電子產品與充電座連接不穩(wěn)定。另一方面，上述移動式充電電源對于應急燈、露營燈等產品而言，由于這類電子用品在不使用時往往處于充電狀態(tài)，使用時，使用者有時難以及時將產品從充電座或者充電電源上取下，為此，現有技術人員開發(fā)出來了一種非接觸式充電電源。
[0003]這一類非接觸式充電電源可通過線圈單元的電磁感應對負載通過無線感應的方式充電，但是這類非接觸式充電電源內電池充電時，必須通過數據線進行充電，充電效果不穩(wěn)定，而且會對電子產品造成損害，因此，急需一種可解決上述問題的非接觸式充電電源。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種帶無線充放電的移動電源，可通過無線感應的方式進行充電和放電。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0006]一種帶無線充放電的移動電源，包括:一線圈單元，用于與其它設備或元器件磁場能量交換；一貯能器件，用于儲存線圈單元提供的能量或向線圈單元提供能量:一充放電控制模塊，其一端與線圈單元相連，另一端分別與充電電路、放電電路相連，充電電路、放電電路分別與所述貯能器件相連，充電時充放電控制模塊可接受并處理線圈單元接受的能量，并將處理后的能量通過充電電路輸送至貯能器件，放電時充放電控制模塊可將貯能器件釋放的能量處理后通過線圈單元進行釋放。
[0007]優(yōu)選地，所述貯能器件為小體積、大容量的存貯電能的元器件，所述貯能器件為鋰電池或超級電容，充放電控制模塊中包含有用于放電的USB端口，其中一個對應IA電流，另一個對應2A電流。[0008]優(yōu)選地,所述線圈單元為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元。
[0009]優(yōu)選地，充放電控制模塊中包含有電源管理模塊，該電源管理模塊中4路電池獨立控制電路與MCU實時電壓采樣去檢測鋰電池充放電狀態(tài)，同時針對充電電流讓MCU去進行實時分析目前的電流大小和斜率曲線去判斷充電的狀態(tài)對充電與放電兩種狀態(tài)同時的監(jiān)測與控制。電源管理模塊中包含有熱感應保護電路單元，以防止電源在充放電時有元器件散熱問題或者過熱現象。
[0010]與現有技術相比，本發(fā)明所述帶無線充放電的移動電源通過所述線圈單元發(fā)射、接受能量，使得所述帶無線充放電的移動電源可通過無線感應的方式進行充電和放電，而且使用同一線圈單元進行發(fā)射、接受能量，使得本發(fā)明結構簡單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]附圖1:本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的結構框圖；
[0012]附圖2:本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的充放電控制模塊的時序流程圖；
[0013]附圖3:本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的充放電控制模塊的功能模塊圖。
【具體實施方式】:
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的帶無線充放電的移動電源包括:一線圈單元，用于與其它設備或元器件磁場能量交換來實現；一貯能器件，用于儲存線圈單元提供的能量或向線圈單元提供能量，貯能器件包括但不限于鋰電池、超級電容等小體積、大容量的存貯電能的元器件；一充放電控制模塊，其一端與線圈單元相連，另一端分別與充電電路、放電電路相連，充電電路、放電電路分別與所述貯能器件相連，充電時充放電控制模塊可接受并處理線圈單元接受的能量，并將處理后的能量通過充電電路輸送至貯能器件，放電時充放電控制模塊可將貯能器件釋放的能量處理后通過線圈單元進行釋放。本發(fā)明中充電和放電共用一個磁性線圈，充放電都通過該線圈與其它設備或元器件磁場能量交換來實現。實際應用中，貯能器件通常為小體積、大容量的存貯電能的元器件，如鋰電池或超級電容?，F有技術中手機等元器件通常為USB 口進行充電，因此充放電控制模塊中包含有用于放電的USB端口，其中一個對應IA電流,另一個對應2A電流,擴大了該移動電源的應用范圍。線圈單元為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元，以上均為電磁領域常用的線圈單元。
[0016]如圖2所示為本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的充放電控制模塊的時序流程圖，充放電狀態(tài)的切換通過系統內部的充放電控制模塊中智能控制盒與外界的信息交換實現。
[0017]圖3為本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的功能模塊圖，用于說明如何實現有線與無線充電雙重功能的原理流程，有線端口可以兼容目前主流市場的手機等其他移動設備，如Iphone、Ipad、NOKIA、三星等。無線充電必須要有無線的接收或者發(fā)射模塊，都要符合QI協議標準。如圖3所示，4路電池獨立控制電路與MCU實時電壓采樣去檢測鋰電池充放電狀態(tài)，同時針對充電電流讓MCU去進行實時分析目前的電流大小和斜率曲線去判斷充電的狀態(tài)對充電與放電兩種狀態(tài)同時的監(jiān)測與控制。電源管理模塊中包含有熱感應保護電路單元，以防止電源在充放電時有元器件散熱問題或者過熱現象。[0018]下面分別介紹本發(fā)明帶無線充放電的移動電源的充電設計部分、放電設計部分和電源管理模塊。
[0019]充電設計部分:
[0020]為了得到大的電池容量和大的放電電流，傳統的做法的是將多個電池并聯在一起同時充電，雖然產品的成本上會低很多，但是缺點是多個鋰電池的內阻特性和放電環(huán)境不可能完全一樣，隨著使用時間增加其中的某個電池得不到充分充電和放電從而使得該電池提前達到使用壽命，當有一個電池損壞時整個電池系統不可能無法使用或電源率變得很低失去使用價值；另外就是并聯在一起的電池只可以通過小電流充電(不超過1A)來保證其安全性，這樣就會導至充電時間相當長(15甚至20小時)，不符合現代人高生活節(jié)奏要求.本產品通過MCU對多個電池進行獨立管理實現多個電池充電和放電過程中能自動合并和分開的電池管理系統，可以做到大電流充電(2A以上)和更好保護電池提高壽命和使用安全性。
[0021]本產品的一個特點就是無線充電，利用一個線圈既可以做發(fā)射端，也可以做接收端。當作為主設備給其他設備充電時，線圈就做發(fā)射線圈給設備發(fā)射能量給被充電設備，或是通過USB接口給其他設備充電。本產品也可以作為被充設備，當電池沒電時，可以在別的無線充電設備上作為被充電設備給產品內的4個鋰電池充電。但是要求無論是被充或者是給別的設備充電，都必須要求其設備符合QI標準協議。
[0022]放電設計部分:
[0023]本移動電源采有的最新的無線傳輸方式將電池存儲的能量傳輸到手機和各種移動媒體產品終端電池中。利用電磁感應原理的無線方式傳輸出去。接收端的接收線圈在一定范圍內就可以接收到磁場感應出的電能，再經過整流濾波后得到移動媒體所需的電壓(如手機所需的5V)，就可以給移動媒體終端供電和充電。當然，在利用無線充電時，被充物體的線圈位置要與沖電器的線圈位置平行對齊放置，且垂直距離要在IOmm之內。另一種放電方式就是人們常見的通過USB端口對手機，MP3，MP4等移動媒體設備進行充電，有兩個端口的充電電流(1A/2A)可供選擇。
[0024]電源管理模塊
[0025]充放電控制模塊中含有電源管理模塊，在如圖3所示的功能模塊中，4路電池獨立控制電路與MCU實時電壓采樣去檢測鋰電池充放電狀態(tài)，同時針對充電電流讓MCU去進行實時分析目前的電流大小和斜率曲線去判斷充電的狀態(tài)對充電與放電兩種狀態(tài)同時的監(jiān)測與控制。熱感應保護電路設計，防止電源在充放電時有元器件散熱問題或者過熱現象，導致器件受損或者有安全隱患。以上的設計使電源管理更有效，更具有可靠性與安全性。圖3中詳細說明了如何實現有線與無線充電雙重功能的原理流程，有線端口可以兼容目前主流市場的手機等其他移動設備，如Iphone, Ipad,NOKIA,三星等。無線充電必須要有無線的接收或者發(fā)射模塊，都要符合QI協議標準。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種帶無線充放電的移動電源，其特征在于:包括: 一線圈單元，用于與其它設備或元器件磁場能量交換； 一貯能器件，用于儲存線圈單元提供的能量或向線圈單元提供能量； 一充放電控制模塊，其一端與線圈單元相連，另一端分別與充電電路、放電電路相連，充電電路、放電電路分別與所述貯能器件相連，充電時充放電控制模塊可接受并處理線圈單元接受的能量，并將處理后的能量通過充電電路輸送至貯能器件，放電時充放電控制模塊可將貯能器件釋放的能量處理后通過線圈單元進行釋放。
2.如權利要求1所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:所述貯能器件為小體積、大容量的存貯電能的元器件。
3.如權利要求1或2所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:所述貯能器件為鋰電池或超級電容。
4.如權利要求1所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:充放電控制模塊中包含有用于放電的USB端口。
5.如權利要求4所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:USB端口為兩個，其中一個對應IA電流，另一個對應2A電流。
6.如權利要求1所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:所述線圈單元為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元。
7.如權利要求1所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:充放電控制模塊中包含有電源管理模塊，該電源管理模塊中4路電池獨立控制電路與MCU實時電壓采樣去檢測鋰電池充放電狀態(tài)，同時針對充電電流讓MCU去進行實時分析目前的電流大小和斜率曲線去判斷充電的狀態(tài)對充電與放電兩種狀態(tài)同時的監(jiān)測與控制。
8.如權利要求7所述的帶無線充放電的移動電源，其特征在于:電源管理模塊中還包含有熱感應保護電路單元，以防止電源在充放電時有元器件散熱問題或者過熱現象。
【文檔編號】H02J17/00GK103595084SQ201310313960
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權日:2013年7月16日
【發(fā)明者】王剛, 萬四宏, 裘偉光 申請人:深圳市民展科技開發(fā)有限公司