一種移動電源的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種移動電源，尤其涉及一種USB移動電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球濟(jì)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，隨身攜帶式的電子產(chǎn)品也越來越多，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式DVD，PDA, MP3，MP4，GPS等等，它們都要用到電池，但這些產(chǎn)品的標(biāo)配電池都會因為電池容量低而顯得不能滿足設(shè)備的正常使用時間。當(dāng)出差或旅游時又是這些產(chǎn)品的工作高峰期，所以就會出現(xiàn)手機(jī)正在打電話時，數(shù)碼相機(jī)正在拍照時，PSP游戲機(jī)玩的正起勁時，PDA正在工作時電池卻沒電了，為此，大多數(shù)用戶是不可能給產(chǎn)品都配一個備用電池，即使用戶可以配置備用電池，也會給用戶增加花費同時也會增加攜帶負(fù)擔(dān)。
[0003]近幾年，隨著移動充電電源的推出，很好的解決了移動設(shè)備的充電問題。但是目前的移動充電電源，大多數(shù)只能夠識別通用的USB接口，而某些品牌的產(chǎn)品需要匹配特殊的接口驅(qū)動程序才可以進(jìn)行充電，但現(xiàn)有的移動充電電源卻沒有這樣的功能。
[0004]現(xiàn)有的移動充電電源產(chǎn)品大部分采用金屬電池或者鋰電池作為電芯，由于容量的制約，現(xiàn)有的移動充電電源產(chǎn)品容量普遍較低?，F(xiàn)有移動充電電源的充放電保護(hù)電路通過比較運(yùn)算電路來實現(xiàn)，一旦保護(hù)電路的元器件出現(xiàn)性能衰減或者偏差，充放電保護(hù)電路就會失去保護(hù)能力。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種對產(chǎn)品兼容性更好的，智能充放電和良好的保護(hù)功能移動充電電源。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種移動電源，由外殼和內(nèi)置于殼體中的主板和電芯構(gòu)成，主板上設(shè)置有一個單片機(jī)和分別與單片機(jī)連接的升壓電路模塊、降壓電路模塊、保護(hù)電路模塊、電芯溫度檢測模塊、USB接口和狀態(tài)指示燈，所述狀態(tài)指示燈的燈體部分設(shè)置在外殼表面上。
[0008]所述單片機(jī)集成了多種不同品牌產(chǎn)品的驅(qū)動程序，不僅可以支持通用USB接口的產(chǎn)品，也可以支持要求驅(qū)動程序認(rèn)證的產(chǎn)品，當(dāng)單片機(jī)識別到這些產(chǎn)品的USB信號，就會自動調(diào)用自身存儲的驅(qū)動程序與之匹配，匹配成功之后就可以開始為產(chǎn)品充電，大大提高了兼容性。
[0009]所述USB接口只有一個，作為充電和放電的通用接口，該USB接口為USB mini_B型母接口，該類型的接口有5根引腳，其中2根為電源正負(fù)極，2根為data線，還有I根是ID引腳，ID引腳一般情況不用。本實用新型對USB接口的ID引腳進(jìn)行了改進(jìn)，在其上附加上一個5V的Vcc3電源，并將ID引腳串聯(lián)一個1K歐姆的電阻后連接到單片機(jī)，當(dāng)接入設(shè)備是產(chǎn)品的時候，ID引腳為空接狀態(tài)，單片機(jī)檢測到ID引腳為高電平，USB移動充電電源工作在DC放電模式為產(chǎn)品充電；當(dāng)接入設(shè)備是外接充電電源時，ID引腳為接地狀態(tài)，單片機(jī)檢測到ID引腳為低電平，切換到降壓電路，USB移動充電電源工作在充電模式。即本實用新型可以完成接入設(shè)備的自動識別。
[0010]所述單片機(jī)分別和電芯、升壓電路模塊、降壓電路模塊、保護(hù)電路模塊、電芯溫度檢測模塊、USB接口和狀態(tài)指示燈電連接；所述單片機(jī)控制升壓電路模塊和降壓電路模塊的開關(guān)，以達(dá)到控制電芯充放電；所述電芯采用標(biāo)稱3.7V聚合物電芯，容量可達(dá)10000MHA，比一般鋰電芯體積小容量大。
[0011 ] 本實用新型在DC放電過程中，只要電芯電壓大于3.3V，升壓電路工作，降壓電路完全停止工作不消耗電流，單片機(jī)檢測到電芯電壓小于3.3V，關(guān)閉放電開關(guān)，這時只為單片機(jī)提供電源.放電電流大于2A，或電芯溫度過高等異常時即關(guān)閉放電開關(guān)，此時單片機(jī)依然能從升壓電路獲取電壓正常工作，當(dāng)檢測到電芯放電恢復(fù)正常時，打開放電開關(guān)繼續(xù)放電。由此本實用新型實現(xiàn)了智能放電和保護(hù)電路功能。
[0012]本實用新型在充電過程中，單片機(jī)關(guān)閉輸出開關(guān).單片機(jī)檢測到充電電流和電壓異常時，自動關(guān)閉充電電路，以達(dá)到保護(hù)電芯的效果，同時通過狀態(tài)指示燈指示各種充電狀態(tài)，還可以判斷電芯是否已損壞。
[0013]本實用新型除了通過單片機(jī)來保護(hù)電路，還通過主板上的電路保護(hù)模塊對電路起到保護(hù)作用。在充電過程中檢測充電過流、充電過壓，當(dāng)檢測達(dá)到硬件的保護(hù)值時去控制充電開關(guān)斷開，在放電過程中檢測放電過流、放電欠壓(欠壓值為3V)時去控制放電開關(guān)斷開。
[0014]本實用新型采用了單USB接口和輕薄的聚合物電芯，因此在整體設(shè)計上更加輕薄。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0016](I)采用單片機(jī)來識別外接設(shè)備，提高了本實用新型對USB設(shè)備的兼容性；(2)本實用新型在電路保護(hù)方面具有硬件保護(hù)電路和軟件保護(hù)的功能，安全性好，延長了產(chǎn)品使用壽命；(3)本實用新型的外觀設(shè)計小巧輕薄，方便攜帶。
【附圖說明】
[0017]圖1為USB接口模塊電路圖；
[0018]圖2為一種移動電源電路連接方框圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖2所示，一種移動電源，由外殼和內(nèi)置于殼體中的主板和電芯構(gòu)成，主板上設(shè)置有一個單片機(jī)和分別與單片機(jī)連接的升壓電路模塊、降壓電路模塊、保護(hù)電路模塊、電芯溫度檢測模塊、USB接口和狀態(tài)指示燈。狀態(tài)指示燈的燈體部分設(shè)置在外殼表面上。
[0020]本實施例的USB接口采用有五個PIN腳的USB min1-B型母接口，該接口的引腳電路連接圖如圖1所示，I腳為輸入輸出Vcc的正極；2、3引腳作為DATA線連接到單片機(jī)；4腳作為接入設(shè)備的識別引腳連接到單片機(jī)，4腳到單片機(jī)連線的中間節(jié)點引出一根導(dǎo)線連接一個大小為1K的電阻R3并連接到升壓電路的Vcc3，單片機(jī)檢測USB第4腳為高電平時打開升壓電路，關(guān)閉降壓電路，單片機(jī)檢測到USB第4腳為低電平時打開降壓電路，關(guān)閉升壓電路，只要電芯電壓大于3V，單片機(jī)總能從升壓電路獲取Vcc電源正常工作，當(dāng)外部電源適配器接入時，單片機(jī)關(guān)閉升壓電路，改由外部電源提供單片機(jī)工作電壓；5腳接地。
[0021 ] 下面通過電路工作過程對本實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，在沒有外接設(shè)備接入時，USB移動電源默認(rèn)的工作模式是DC輸出的放電模式，即升壓電路為打開狀態(tài)，降壓電路為關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)待充電移動設(shè)備接入時，移動設(shè)備發(fā)送識別信息給單片機(jī)，單片機(jī)識別第4腳為高電平，單片機(jī)調(diào)用對應(yīng)驅(qū)動程序驅(qū)動設(shè)備，建立連接并開始充電，同時單片機(jī)檢測電芯電壓、電芯放電電流、電芯溫度，當(dāng)檢測到電芯電壓低于3.3V、電芯電流大于2A、電芯溫度高于設(shè)定值任意一種情況時，單片機(jī)斷開放電開關(guān)；此時升壓電路繼續(xù)提供Vcc3電壓到單片機(jī)和USB第4引腳，維持單片機(jī)正常工作和USB第4引腳的高電平；當(dāng)檢測到電芯電壓大于
3.3V，打開放電開關(guān)繼續(xù)放電；當(dāng)電芯電壓低于3V時，硬件保護(hù)IC控制斷開電芯輸出，整個電路停止工作；當(dāng)插入外置電源適配器時，內(nèi)部電路得到Vcc電壓開始正常工作，單片機(jī)識別USB第4腳為低電平，單片機(jī)打開降壓電路開始充電，
[0022]外部電源適配器接入時，單片機(jī)檢測第4引腳為低電平，關(guān)閉升壓電路，打開降壓電路。單片機(jī)檢測電芯電壓，當(dāng)電芯電壓小于3V，控制降壓電路工作在預(yù)充電狀態(tài)，紅燈閃爍，同時單片機(jī)開始計時。在設(shè)定的預(yù)充電時間內(nèi)，當(dāng)單片機(jī)檢測到電芯電壓恢復(fù)到3V時，降壓電路切換到恒流充電模式，紅燈點亮；當(dāng)單片機(jī)檢測到電芯電壓小于3V時，判斷為電芯損壞，綠燈閃爍，同時停止充電。恒流充電開始時單片機(jī)開始計時，在設(shè)定時間內(nèi)電芯電壓達(dá)到4.2V時，降壓電路切換到恒壓充電模式，單片機(jī)充電電流小于一定值時，判斷為電芯充滿，綠燈亮；在設(shè)定時間內(nèi)單片機(jī)判斷電芯未充滿時，停止充電，綠燈亮。在充電過程中，單片機(jī)檢測電芯溫度超過設(shè)定安全值時，停止充電，指示燈不亮。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(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，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種移動電源，由外殼和內(nèi)置于殼體中的主板和電芯構(gòu)成，主板上設(shè)置有一個單片機(jī)，其特征在于:所述單片機(jī)上設(shè)有一可自動識別USB設(shè)備的控制模塊，所述主板上還設(shè)置了 2個與單片機(jī)連接的由發(fā)光二極管做成的狀態(tài)指示燈，所述狀態(tài)指示燈的燈頭部分突出在外殼表面，所述狀態(tài)指示燈有四種不同的顯示狀態(tài)，分別代表四種充電狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:所述主板上還設(shè)置了用于連接充電和放電設(shè)備的USB接口，所述USB接口的ID引腳連接到一個5V電源和單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的移動電源，其特征在于:所述主板上還設(shè)置了電芯溫度檢測模塊，電芯的溫度信息通過傳感器傳送給單片機(jī)，電芯溫度過高時單片機(jī)切斷電芯輸出。
【專利摘要】本實用新型公開了一種移動電源，由外殼和內(nèi)置于殼體中的主板和電芯構(gòu)成，主板上設(shè)置有一個單片機(jī)和分別與單片機(jī)連接的升壓電路模塊、降壓電路模塊、保護(hù)電路模塊、電芯溫度檢測模塊、USB接口和狀態(tài)指示燈，所述狀態(tài)指示燈的燈體部分設(shè)置在外殼表面上。本實用新型提高了對USB設(shè)備的兼容性，延長了產(chǎn)品使用壽命且方便攜帶。
【IPC分類】H02J7-00, H02H7-18
【公開號】CN204425000
【申請?zhí)枴緾N201520162169
【發(fā)明人】韓少輝
【申請人】北京科海德聲創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月23日