CN105610224A - 一种移动电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动电源，包括充电电池、充电主电路、MCU微处理器和输出接口；充电主电路分别与MCU微处理器和输出接口连接，用于根据MCU微处理器的控制选择对应的工作模式，向输出接口输出相应的充电电流；MCU微处理器与输出接口连接，用于根据被充电设备的电池电压，获取被充电设备所需的充电电流，从而控制充电主电路的工作模式，使输出接口输出的充电电流小于被充电设备所需的充电电流。本发明提供的移动电源的电压始终跟随被充电的便携式电子设备的电池电压，使整体的充电效率高达90％以上，充电效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备充电技术领域，具体涉及一种移动电源。
背景技术
随着科技的发展，便携式电子设备的功能也越来越强大，为人们提供了更多的便利和选择，但是其耗电量也越来越大。现有的电池容量已不能满足用户的需求，需要采用移动电源来给便携式电子设备进行充电，以使便携式电子设备具有足够长时间的续航能力。
由于锂电池具有体积相对小巧、容量大、市场流通广、价格适中等特点，因此便携式电子设备一般都使用锂电池供电。移动电源给便携式电子设备中的锂电池充电时，采用DCTODC的升压方式，即需要将移动电源中的电池的电压先升高到5V，再降到2.7-4.2V后，才为便携式电子设备中的锂电池充电。
目前，通常使用的移动电源，其体积、容量等已经做到极限，所以为满足使用需求，只能从提高移动电源的充电效率着手。由于现有的移动电源存在先升压后再降压的情况，所以会使其充电效率大大减小，可充电次数减少。假设将一个3.7V、10AH的移动电源的电压先升高到5V，其容量为5V、7.4AH，即为74％的转换效率。假设该DCTODC升压方式的效率为80％，再将5V的电压充到便携式电子设备的锂电池中，其电压为3.7V，效率为74％，那么整体的充电效率即为43.8％(74％×80％×74％＝43.8％)，充电效率较低，无法满足实际的充电需求。
发明内容
本发明提供一种移动电源，以解决现有技术中的移动电源充电效率较低的问题。
本发明提供一种移动电源，所述移动电源包括充电电池、充电主电路、MCU微处理器和输出接口；
所述充电电池，用于向所述充电主电路和所述MCU微处理器供电；
所述充电主电路，采用升降压电路结构，分别与所述MCU微处理器和所述输出接口连接，用于根据所述MCU微处理器的控制选择对应的工作模式，向所述输出接口输出相应的充电电流；
所述MCU微处理器，与所述输出接口连接，用于根据与所述输出接口连接的被充电设备的电池电压，获取所述被充电设备所需的充电电流，从而控制所述充电主电路的工作模式，使所述输出接口输出的充电电流小于所述被充电设备所需的充电电流；
所述MCU微处理器还用于根据所述充电电池的电池电量，确定是否向所述被充电设备进行充电。
作为本发明的优选方式，所述充电主电路包括第一半桥MOS驱动芯片、第二半桥MOS驱动芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、电感和电容；
其中，第一半桥MOS驱动芯片和第二半桥MOS驱动芯片的输入脚分别与所述MCU微处理器的PWM接口连接，所述第一半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极连接，所述第二半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与所述第三MOS管和所述第四MOS管的栅极连接；所述第一MOS管的漏极与所述充电电池的正极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的漏极和所述电感的一端连接，所述电感的另一端分别与所述第三MOS管和所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极分别与所述电容的正端和所述输出接口的正极连接；所述第二MOS管和所述第三MOS管的源极以及所述电容的负端均接地。
作为本发明的优选方式，所述MCU微处理器的AD脚分别与所述充电电池的正极和所述输出接口的正极连接，所述充电电池的负极还与所述输出接口的负极连接。
作为本发明的优选方式，所述输出接口输出的充电电流比所述被充电设备所需的充电电流小5％。
本发明提供的移动电源，其充电主电路采用升降压电路结构，使得移动电源的电压始终跟随被充电的便携式电子设备的电池电压，不存在升压后再降压的情况，使整体的充电效率高达90％以上，充电效率大大提高，从而使同样体积与容量的移动电源利用率更高、充电次数更多、充电更可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种移动电源的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种移动电源的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例公开了一种移动电源，参照图1所示，该移动电源包括充电电池、充电主电路、MCU微处理器和输出接口。其中，充电电池用于向充电主电路和MCU微处理器供电；充电主电路采用升降压电路结构，分别与MCU微处理器和输出接口连接，用于根据MCU微处理器的控制选择对应的工作模式，向输出接口输出相应的充电电流；MCU微处理器与输出接口连接，用于根据与输出接口连接的被充电设备的电池电压，获取被充电设备所需的充电电流，从而控制充电主电路的工作模式，使输出接口输出的充电电流小于被充电设备所需的充电电流；MCU微处理器还用于根据充电电池的电池电量，确定是否向被充电设备进行充电。
优选地，本实施例中，输出接口输出的充电电流比被充电设备所需的充电电流小5％。
参照图2所示，具体地，本发明实施例还提供一种移动电源的电路原理图。其中，充电主电路包括第一半桥MOS驱动芯片、第二半桥MOS驱动芯片、第一MOS管SW1、第二MOS管SW2、第三MOS管SW3、第四MOS管SW4、电感L和电容C。其中，第一半桥MOS驱动芯片和第二半桥MOS驱动芯片的输入脚分别与MCU微处理器的PWM接口连接，第一半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与第一MOS管SW1和第二MOS管SW2的栅极连接，第二半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与第三MOS管SW3和第四MOS管SW4的栅极连接；第一MOS管SW1的漏极与充电电池BT的正极连接，第一MOS管SW1的源极分别与第二MOS管SW2的漏极和电感L的一端连接，电感L的另一端分别与第三MOS管SW3和第四MOS管SW4的漏极连接，第四MOS管SW4的源极分别与电容C的正端和输出接口J1的正极连接；第二MOS管SW2和第三MOS管SW3的源极以及电容C的负端均接地。
MCU微处理器的AD脚分别与充电电池BT的正极和输出接口J1的正极连接，充电电池BT的负极还与输出接口J1的负极连接。
另外，本实施例中，输出接口J1采用USB接口，可以方便与被充电设备连接。
本实施例提供的移动电源可以通过外部电源对自身进行充电，并可通过对与之连接的待充电的电子设备供电。
本实施例提供的移动电源中，首先由MCU微处理器检测移动电源的充电电池的电量，确认移动电源的充电电池的电压，当移动电源的充电电池的电压低于一定的值时，移动电源停止给被充电设备充电，开启由外部电源给移动电源充电的路径，待移动电源的充电电池的电量大于一定的值之后才能给被充电设备充电。其次，由MCU微处理器检测被充电设备的电池电压，分析、计算被充电设备所需要的充电电流，再控制充电主电路的工作方式及充电电流，确保移动电源输出的充电电流比被充电设备所需的充电电流小5％。
具体地，移动电源主要通过以下三种工作模式进行工作：
(1)当移动电源的电池电压高于被充电设备的电池电压时，由MCU微处理器控制相应的开关管动作，由第一MOS管SW1、第二MOS管SW2、电感L组成同步降压(buck)电路结构，使移动电源输出的充电电流始终比被充电设备所需的充电电流小5％，同时使移动电源输出的电压跟随被充电设备的电池电压，同时保持第三MOS管SW3关断、第四MOS管SW4导通状态；当MCU微处理器检测到被充电设备的电池电量充满时停止工作。
(2)当移动电源的电池电压低于被充电设备的电池电压时，由MCU微处理器控制相应的开关管动作，由第三MOS管SW3、第四MOS管SW4、电感L组成同步升压(boost)电路结构，使移动电源输出的充电电流始终比被充电设备所需的充电电流小5％，同时使移动电源输出的电压跟随被充电设备的电池电压，同时保持第二MOS管SW2关断、第一MOS管SW1导通状态；当MCU微处理器检测到被充电设备的电池电量充满时停止工作。
(3)当移动电源的电池电压等于被充电设备的电池电压时，按以下步骤进行：a、由MCU微处理器控制相应的开关管动作，由第一MOS管SW1、第四MOS管SW4、电感L组成线性电路结构，使移动电源输出的充电电流始终比被充电设备所需的充电电流小5％，同时使移动电源输出的电压跟随被充电设备的电池电压，同时保持第二MOS管SW2、第三MOS管SW3关断状态；当MCU微处理器检测到被充电设备的电池电量充满时停止充电；b、在步骤a的基础上，MCU微处理器检测被充电设备所需的充电电流，待步骤a进行一定的时间后，启动同步升压电路结构进入第二种工作模式进行工作。
此外，在充电的过程中，由MCU微处理器记录每种工作状态的充电时间，每种工作状态都受不同充电时间限制，达到充电时间之后由MCU微处理器进行控制，切断移动电源与被充电设备之间的回路。
本发明提供的移动电源，其充电主电路采用升降压电路结构，采用对应的多种工作模式，使得移动电源的电压始终跟随电子设备的电池电压，不存在升压后再降压的情况，使整体的充电效率高达90％以上，充电效率大大提高，从而使同样体积与容量的移动电源利用率更高、充电次数更多、充电更可靠。
需要说明的是，说明书中所述的被充电设备是指被充电的便携式电子设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种移动电源，其特征在于，所述移动电源包括充电电池、充电主电路、MCU微处理器和输出接口；
所述充电电池，用于向所述充电主电路和所述MCU微处理器供电；
所述充电主电路，采用升降压电路结构，分别与所述MCU微处理器和所述输出接口连接，用于根据所述MCU微处理器的控制选择对应的工作模式，向所述输出接口输出相应的充电电流；
所述MCU微处理器，与所述输出接口连接，用于根据与所述输出接口连接的被充电设备的电池电压，获取所述被充电设备所需的充电电流，从而控制所述充电主电路的工作模式，使所述输出接口输出的充电电流小于所述被充电设备所需的充电电流；
所述MCU微处理器还用于根据所述充电池的电池电量，确定是否向所述被充电设备进行充电。
2.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述充电主电路包括第一半桥MOS驱动芯片、第二半桥MOS驱动芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、电感和电容；
其中，第一半桥MOS驱动芯片和第二半桥MOS驱动芯片的输入脚分别与所述MCU微处理器的PWM接口连接，所述第一半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极连接，所述第二半桥MOS驱动芯片的输出脚分别与所述第三MOS管和所述第四MOS管的栅极连接；所述第一MOS管的漏极与所述充电电池的正极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的漏极和所述电感的一端连接，所述电感的另一端分别与所述第三MOS管和所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极分别与所述电容的正端和所述输出接口的正极连接；所述第二MOS管和所述第三MOS管的源极以及所述电容的负端均接地。
3.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述MCU微处理器的AD脚分别与所述充电电池的正极和所述输出接口的正极连接，所述充电电池的负极还与所述输出接口的负极连接。
4.根据权利要求1所述的移动电源，其特征在于，所述输出接口输出的充电电流比所述被充电设备所需的充电电流小5％。
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