CN113078723B - 双向快充快放二合一电源 - Google Patents

双向快充快放二合一电源 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双向快充快放二合一电源,包括AC‑DC转换电路、DC‑DC转换电路、协议转换电路、MCU逻辑电路、电池、USB‑A接口模块和Type‑C接口模块;所述AC‑DC转换电路将输入的交流电转换为稳定的直流电,并输出给DC‑DC转换电路;所述DC‑DC转换电路分别与MCU逻辑电路、协议转换电路、电池和USB‑A接口模块连接;所述协议转换电路分别与MCU逻辑电路和Type‑C接口模块连接;通过MCU逻辑电路的逻辑控制协议实现Type‑C接口模块双向模式转换,即Type‑C接口模块作为输入时快速输入充电,Type‑C接口模块作为输出时快速放电。

Description

双向快充快放二合一电源
技术领域
本发明涉及电源设备技术领域,特别涉及一种双向快充快放二合一电源。
背景技术
目前市面上插墙式移动电源给电池充电时,只能像适配器一样,从AC端***高压进行充电,当几种特殊情况下,用户会有充不了电情况。
1:当用户AC插座位置不理想时,普通插墙式移动电源无法做到边冲边放;即手机充满,电池也充满;
2:当用户用于充电适配器是固定式不可拆卸时,普通插墙式移动电源电池过放后,没有AC电源来充电。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种双向快充快放二合一电源,包括AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路、MCU逻辑电路、电池、USB-A接口模块和Type-C接口模块;
所述AC-DC转换电路将输入的交流电转换为稳定的直流电,并输出给DC-DC转换电路;
所述DC-DC转换电路分别与MCU逻辑电路、协议转换电路、电池和USB-A接口模块连接;
所述协议转换电路分别与MCU逻辑电路和Type-C接口模块连接;
通过MCU逻辑电路的逻辑控制协议实现Type-C接口模块双向模式转换,即Type-C接口模块作为输入时快速输入充电,Type-C接口模块作为输出时快速放电。
可选的,所述AC-DC转换电路包括桥式电路BD1、电感器LF1、变压器T1、电阻R105、、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、电阻R110、电阻R111、电阻R112、电阻R113、电阻R114、电阻R115、电阻R116、电阻R117、电阻R118、电阻R119、电阻R120、电阻R121、电阻R122、电阻R123、电阻R125、电阻R126、电容C100、电容C101、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107、电容C108、电容C109、电容C110、电容C111、二极管D100、二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、场效应管Q100、集成电路U9、稳压二极管U100和光电耦合器U101;
所述桥式电路BD1的引脚1和2连接电源,所述桥式电路BD1的引脚3与电感器LF1的引脚2连接,所述桥式电路BD1的引脚4与电感器LF1的引脚1连接,所述电容C100与电感器LF1的引脚1和2并联,所述电感器LF1的引脚3和4与电容C101和电容C112并联,所述电感器LF1的引脚3分别与电阻R107的一端、电阻R108的一端、电容C102的一端及变压器T1的引脚1连接,所述电阻R107的另一端分别与电阻R108的另一端、电阻R109的一端及电阻R110的一端连接,所述电阻R109的另一端与电阻R110的另一端及二极管D100的阴极连接,所述二极管D100的阳极与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚3分别与电阻R116的一端、电阻R118的一端和二极管D102的阳极连接,所述电阻R118的另一端与电容C103的一端连接,所述二极管D102的阴极与电容C103的另一端及电阻R117的一端连接,所述电阻R117的另一端分别与电容C104的一端、电容C105的一端、电阻R106的一端和集成电路U9的引脚5连接,所述电阻R106的另一端通过电阻R100与桥式电路BD1的引脚3连接,所述电阻R116的另一端与集成电路U9的引脚3和二极管D103的阳极连接,所述二极管D103的阴极与电阻R119的一端连接;所述变压器T1的引脚4分别与电阻R119的另一端、电容C104的另一端、电容C105的另一端、集成电路U9的引脚1、电容C106的一端、电容C107的一端、电阻R114的一端、电阻R115的一端和光电耦合器U101的引脚3连接,所述光电耦合器U101的引脚4与电容C106的另一端和集成电路U9的引脚2连接,所述电容C107的另一端与集成电路U9的引脚4和电阻R113的一端连接,所述电阻R113的另一端与电阻R114的另一端、电阻R115的另一端、电阻R112的一端和场效应管Q100的引脚3连接,所述电阻R112的另一端、电阻R111的一端、二极管D101的阳极和场效应管Q100的引脚1连接,所述电阻R111的另一端与二极管D101的阴极和集成电路U9的引脚9连接,所述场效应管Q100的引脚2与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚7与电阻R120的一端和二极管D104的阴极连接,所述电阻R120的另一端和电容C108的一端连接,所述电容C108的另一端与二极管D104的阳极、电容C109的一端和电容C110的一端连接,所述变压器T1的引脚8分别与电容C109的另一端、电容C110的另一端、电阻R121的一端和电阻R122的一端连接,所述电阻R121的另一端与电阻R123的一端和光电耦合器U101的引脚1连接,所述电阻R122的另一端与电阻R125的一端、电阻R126的一端和MCU逻辑电路连接,所述光电耦合器U101的引脚2与电阻R123的另一端、稳压二极管U100的阴极和电容C111的一端连接,所述电容C111的另一端与电阻R125的另一端连接,所述电阻R126的另一端与稳压二极管U100的阳极接地。
可选的,所述DC-DC转换电路包括集成电路U7、电阻R41、电阻R45、电阻R47、电阻R51、电容C18、电容C35、电容C38、电容C39、电容C40、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50、电容C51、电容C52、电容C53、电容C55、电容C57、电容C58、二级管D8和电感器L3;
所述集成电路U7的引脚5与引脚20、电阻R41的一端、电容C18的一端、电容C39的一端、电容C40的一端、电容C44的一端及电容C45的一端连接,所述电阻R41的另一端与AC-DC转换电路的输出端连接,所述电容C18的另一端、电容C39的另一端、电容C40的另一端、电容C44的另一端及电容C45的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚16与电容C35的一端连接,所述集成电路U7的引脚6与引脚19、电容C35的另一端和电感器L3的一端连接,所述电感器L3的另一端分别与电容C38的一端、电容C46的一端、电容C47的一端、电容C48的一端、电容C49的一端、电容C50的一端和集成电路U7的引脚13连接,用于连接电池;所述电容C38的另一端、电容C46的另一端、电容C47的另一端、电容C48的另一端、电容C49的另一端和电容C50的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚19与电阻R45的一端连接,所述电阻R45的另一端与电容C55的一端连接,所述电容C55的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚22与电容C51的一端连接,所述电容C51的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚30与电容C53的一端连接,所述电容C53的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚32与电容C52的一端连接,所述电容C52的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚21与电容C57的一端和二级管D8的阴极连接,所述电容C57的另一端接地,所述二级管D8的阳极接IC供电;
所述集成电路U7的引脚26与电阻R51的一端连接,所述电阻R51的另一端、集成电路U7的引脚25、引脚18、引脚17、引脚7、引脚8和引脚9接地;
所述集成电路U7的引脚23与电容C58的一端和电阻R47的一端连接,所述电容C58的另一端接地,所述电阻R47的另一端与协议转换电路连接。
可选的,所述协议转换电路包括集成电路U81、场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、电容C81、电容C82、电容C83、电容C84、电容C85、电容C86、电容C87、电容C88、电容C89、电容C90、电容C91、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R86、电阻R87、电阻R88、静电保护器ESD6和跨线端子J81;
所述集成电路U81的引脚6与场效应管Q1的引脚2和引脚3连接,所述场效应管Q1的引脚3与电阻R122的另一端、电阻R125的一端和电阻R126的一端连接,所述场效应管Q1的引脚1与电阻R86的一端连接;所述电阻R86的另一端与集成电路U81的引脚7连接;
所述集成电路U81的引脚32与静电保护器ESD6的引脚1和电容C81的一端连接且连接直流电源,所述静电保护器ESD6的引脚2和电容C81的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚28与电阻R81和电容C82的一端连接,所述电容C82的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚27、引脚26、引脚24、引脚25、引脚4和引脚3分别与电容C83的一端、电容C84的一端、电容C88的一端、电容C89的一端、电容C85的一端和电容C86的一端连接,所述电容C83的另一端、电容C84的另一端、电容C88的另一端、电容C89的另一端、、电容C85的另一端和电容C86的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚1与电容C87的一端和场效应管Q2的引脚3连接,所述场效应管Q2的引脚2与电阻R87的一端连接,所述场效应管Q2的引脚1与场效应管Q3的引脚3和电阻R87的另一端连接,所述场效应管Q3的引脚1和引脚2分别与电阻R88的一端和另一端连接,所述场效应管Q2和电容C87的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚5、引脚11和引脚12分别与电阻R84的一端、电阻R83的一端和电阻R82的一端连接;所述电阻R84的另一端接地;所述电阻R83的一端和电阻R82的一端分别与跨线端子J81的引脚5和引脚4连接,所述电阻R83的另一端、电阻R82的另一端和所述电阻R88的一端与MCU逻辑电路连接,所述跨线端子J81的引脚2与集成电路U81的引脚13连接,所述跨线端子J81的引脚1与集成电路U81的引脚3连接,所述跨线端子J81的引脚3接地;
所述集成电路U81的引脚20和引脚21分别与电容C90的一端和C91的一端连接,所述电容C90的另一端、C91的另一端和集成电路U81的引脚33和引脚2接地。
可选的,所述MCU逻辑电路包括集成电路U1、电阻R31、电阻R32、电阻R35和跨线端子J1;
所述集成电路U1的引脚8、引脚15和引脚9分别与电阻R31的一端、电阻R32的一端和电阻R35的一端连接,所述集成电路U1的引脚6与场效应管Q2的引脚2和电阻R87的一端连接;所述集成电路U1的引脚16与电阻R47的另一端和跨线端子J1的引脚2连接,所述集成电路U1的引脚4与跨线端子J1的引脚1连接,所述跨线端子J1的引脚4与电阻R83的另一端和电阻R31的另一端连接,所述引脚5与电阻R82的另一端和电阻R32的另一端连接,所述电阻R35的另一端与集成电路U7的引脚12连接,所述集成电路U1的引脚1和跨线端子J1的引脚3接地。
可选的,所述Type-C接口模块包括跳线器JP1、跳线器JP2和跳线器JP4;
所述跳线器JP1的引脚3和引脚4分别与集成电路U81的引脚27和引脚26连接,所述跳线器JP1的引脚8和引脚9与集成电路U81的引脚25连接,所述跳线器JP1的引脚10和引脚11与集成电路U81的引脚24连接,所述跳线器JP1的引脚5、引脚6、引脚7与电阻R43的一端和电阻R44的一端连接,所述电阻R43的另一端与电容C67的一端和跳线器JP4的引脚3连接,所述电阻R44的另一端和电容C67的另一端接地;所述跳线器JP1的引脚13和引脚12与场效应管Q7的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8及电容C37的一端连接,所述场效应管Q7的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4分别与场效应管Q8的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4连接,所述场效应管Q8的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8与电容C36的一端和电阻R85的一端连接,所述场效应管Q8的引脚4与电阻R18的一端连接,所述电阻R18的另一端与集成电路U81的引脚29连接,所述电阻R85的另一端与AC-DC转换电路的输出连接,所述电容C37的另一端和电容C36的另一端接地;
所述跳线器JP2的引脚2和引脚3分别与跳线器JP4的引脚1和引脚2连接;所述跳线器JP2的引脚1、引脚5、引脚6和引脚7与电阻R54的一端和R55的一端连接,所述电阻R54的另一端与电容C66的一端连接,所述R55的另一端和电容C66的另一端接地;所述跳线器JP2的引脚4与场效应管Q9的引脚1、引脚3和电容C56的一端连接,所述场效应管Q9的引脚2和引脚5分别与场效应管Q10的引脚1和引脚3连接,所述场效应管Q10的引脚2和引脚5与稳压二级管ZR2的阳极和AC-DC转换电路的输出连接,所述稳压二级管ZR2的阴极与电阻R59的一端连接,所述电阻R59的另一端与场效应管Q10和场效应管Q10的引脚4和引脚6及集成电路U7的引脚2连接,所述电容C56的另一端接地;
所述跳线器JP4的引脚4和引脚5分别与电阻R83的另一端和电阻R82的另一端连接,所述跳线器JP4的引脚6与场效应管Q1的引脚4连接,所述跳线器JP4的引脚7与场效应管Q1的引脚3连接,所述跳线器JP4的引脚8与集成电路U1的引脚6连接。
可选的,还包括MCU检测电路、电压保护电路、静电防护电路和电池保护电路;所述MCU检测电路与MCU逻辑电路连接,所述电压保护电路与AC-DC转换电路和DC-DC转换电路连接,所述静电防护电路分别与AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路和MCU逻辑电路连接,所述电池保护电路与DC-DC转换电路和电池连接。
可选的,所述所述电池保护电路包括集成电路U5、场效应管Q5、场效应管Q6、电阻R17、电阻R21和电容C26;
所述集成电路U5的引脚5与电阻R21的一端和电容C26的一端连接,所述集成电路U5的引脚6与场效应管Q5的引脚1、引脚2和电容C26的另一端连接,所述集成电路U5的引脚1和引脚3分别与场效应管Q5的引脚3和场效应管Q6的引脚4连接,所述集成电路U5的引脚2与电阻R17的一端连接,所述电阻R21的另一端与DC-DC转换电路连接;
所述场效应管Q6的引脚5和引脚6与电阻R17的另一端接地。
可选的,所述MCU逻辑电路设置监测模块和评估模块,所述监测模块用于检测DC-DC转换电路或者协议转换电路中各节点工作状态,所述评估模块采用以下公式计算DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数:
Figure BDA0003006320390000071
上式中,γ表示DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数;ε表示检测精度;n表示DC-DC转换电路或者协议转换电路的节点数量;Wi表示DC-DC转换电路或者协议转换电路中的节点i处的工作状态赋值,赋值范围为(0,1);
以上述计算结果作为可靠性评价,若状态指数低于可靠性阈值,则对DC-DC转换电路或者协议转换电路中的各节点进行初始化。
可选的,所述评估模块采用以下公式计算所有电路的电路损耗:
Figure BDA0003006320390000072
上式中,Q表示有电路的电路损耗;m表示检测的电路数量;n表示电路j的节点数量;fij表示电路j的节点i的损耗函数;Iij表示电路j的节点i的电流;
若以上述计算结果达到损耗阈值,则通过MCU逻辑电路调整充电策略。
本发明的双向快充快放二合一电源,其中的Type-C接口模块输入快速充电功能不需要额外增加其他电路,通过MCU逻辑控制协议IC实现Type-C接口模块用于输入时快速输入充电和Type-C接口模块用于输出时快速放电的双向模式转换;同时支持Type-C接口模块做输入时USB-A接口模块同时能给外部设备充电,以及AC做输入和Type-C接口模块输入优先级处理方式,消除AC和Type-C接口模块同时做输入对电池的安全隐患。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种双向快充快放二合一电源结构示意图;
图2为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的AC-DC转换电路示意图;
图3为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的DC-DC转换电路示意图;
图4为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的协议转换电路示意图;
图5为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的MCU逻辑电路示意图;
图6为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的Type-C接口模块示意图;
图7为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的MCU检测电路示意图;
图8为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的电压保护电路示意图;
图9为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的静电防护电路示意图;
图10为本发明的双向快充快放二合一电源实施例采用的电池保护电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种双向快充快放二合一电源,包括AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路、MCU逻辑电路、电池、USB-A接口模块和Type-C接口模块;
所述AC-DC转换电路将输入的交流电转换为稳定的直流电,并输出给DC-DC转换电路;
所述DC-DC转换电路分别与MCU逻辑电路、协议转换电路、电池和USB-A接口模块连接;
所述协议转换电路分别与MCU逻辑电路和Type-C接口模块连接;
通过MCU逻辑电路的逻辑控制协议实现Type-C接口模块双向模式转换,即Type-C接口模块作为输入时快速输入充电,Type-C接口模块作为输出时快速放电。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的Type-C接口模块输入快速充电功能不需要额外增加其他电路,通过MCU逻辑控制协议IC实现Type-C接口模块用于输入时快速输入充电和Type-C接口模块用于输出时快速放电的双向模式转换;同时支持Type-C接口模块做输入时USB-A接口模块同时能给外部设备充电,以及AC做输入和Type-C接口模块输入优先级处理方式,消除AC和Type-C接口模块同时做输入对电池的安全隐患。
在一个实施例中,如图2所示,所述AC-DC转换电路包括桥式电路BD1、电感器LF1、变压器T1、电阻R105、、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、电阻R110、电阻R111、电阻R112、电阻R113、电阻R114、电阻R115、电阻R116、电阻R117、电阻R118、电阻R119、电阻R120、电阻R121、电阻R122、电阻R123、电阻R125、电阻R126、电容C100、电容C101、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C100、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107、电容C108、电容C109、电容C110、电容C111、二极管D100、二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、场效应管Q100、集成电路U9、稳压二极管U100和光电耦合器U101;
所述桥式电路BD1的引脚1和2连接电源,所述桥式电路BD1的引脚3与电感器LF1的引脚2连接,所述桥式电路BD1的引脚4与电感器LF1的引脚1连接,所述电容C100与电感器LF1的引脚1和2并联,所述电感器LF1的引脚3和4与电容C101和电容C112并联,所述电感器LF1的引脚3分别与电阻R107的一端、电阻R108的一端、电容C102的一端及变压器T1的引脚1连接,所述电阻R107的另一端分别与电阻R108的另一端、电阻R109的一端及电阻R110的一端连接,所述电阻R109的另一端与电阻R110的另一端及二极管D100的阴极连接,所述二极管D100的阳极与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚3分别与电阻R116的一端、电阻R118的一端和二极管D102的阳极连接,所述电阻R118的另一端与电容C103的一端连接,所述二极管D102的阴极与电容C103的另一端及电阻R117的一端连接,所述电阻R117的另一端分别与电容C104的一端、电容C105的一端、电阻R106的一端和集成电路U9的引脚5连接,所述电阻R106的另一端通过电阻R100与桥式电路BD1的引脚3连接,所述电阻R116的另一端与集成电路U9的引脚3和二极管D103的阳极连接,所述二极管D103的阴极与电阻R119的一端连接;所述变压器T1的引脚4分别与电阻R119的另一端、电容C104的另一端、电容C105的另一端、集成电路U9的引脚1、电容C106的一端、电容C107的一端、电阻R114的一端、电阻R115的一端和光电耦合器U101的引脚3连接,所述光电耦合器U101的引脚4与电容C106的另一端和集成电路U9的引脚2连接,所述电容C107的另一端与集成电路U9的引脚4和电阻R113的一端连接,所述电阻R113的另一端与电阻R114的另一端、电阻R115的另一端、电阻R112的一端和场效应管Q100的引脚3连接,所述电阻R112的另一端、电阻R111的一端、二极管D101的阳极和场效应管Q100的引脚1连接,所述电阻R111的另一端与二极管D101的阴极和集成电路U9的引脚9连接,所述场效应管Q100的引脚2与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚7与电阻R120的一端和二极管D104的阴极连接,所述电阻R120的另一端和电容C108的一端连接,所述电容C108的另一端与二极管D104的阳极、电容C109的一端和电容C110的一端连接,所述变压器T1的引脚8分别与电容C109的另一端、电容C110的另一端、电阻R121的一端和电阻R122的一端连接,所述电阻R121的另一端与电阻R123的一端和光电耦合器U101的引脚1连接,所述电阻R122的另一端与电阻R125的一端、电阻R126的一端和MCU逻辑电路连接,所述光电耦合器U101的引脚2与电阻R123的另一端、稳压二极管U100的阴极和电容C111的一端连接,所述电容C111的另一端与电阻R125的另一端连接,所述电阻R126的另一端与稳压二极管U100的阳极接地。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的AC-DC转换电路,如图2的拓扑电路,用于电池充电以及AC-DC输出终端设备,其运作原理为:a.当电源主控IC协同开关MOS管Q100导通时,高频变压器T1初级绕组的感应电压为上正下负,次级绕组的感应电压为上负下正,同步整流MOS管Q100处于截止状态,此时初级绕组中储存能量;b.当开关MOS管Q100截止时,由于电感电流不能突变,高频变压器T1初级绕组的感应电压为上负下正,次级绕组的感应电压为上正下负;变压器T1初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及同步整流D104和次级固态电容滤波后向后端电路提供稳定AC_OUT输出;其中集成电路U9可以采用OB2633。
在一个实施例中,如图3所示,所述DC-DC转换电路包括集成电路U7、电阻R41、电阻R45、电阻R47、电阻R51、电容C18、电容C35、电容C38、电容C39、电容C40、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50、电容C51、电容C52、电容C53、电容C55、电容C57、电容C58、二级管D8和电感器L3;
所述集成电路U7的引脚5与引脚20、电阻R41的一端、电容C18的一端、电容C39的一端、电容C40的一端、电容C44的一端及电容C45的一端连接,所述电阻R41的另一端与AC-DC转换电路的输出端连接,所述电容C18的另一端、电容C39的另一端、电容C40的另一端、电容C44的另一端及电容C45的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚16与电容C35的一端连接,所述集成电路U7的引脚6与引脚19、电容C35的另一端和电感器L3的一端连接,所述电感器L3的另一端分别与电容C38的一端、电容C46的一端、电容C47的一端、电容C48的一端、电容C49的一端、电容C50的一端和集成电路U7的引脚13连接,用于连接电池;所述电容C38的另一端、电容C46的另一端、电容C47的另一端、电容C48的另一端、电容C49的另一端和电容C50的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚19与电阻R45的一端连接,所述电阻R45的另一端与电容C55的一端连接,所述电容C55的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚22与电容C51的一端连接,所述电容C51的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚30与电容C53的一端连接,所述电容C53的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚32与电容C52的一端连接,所述电容C52的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚21与电容C57的一端和二级管D8的阴极连接,所述电容C57的另一端接地,所述二级管D8的阳极接IC供电;
所述集成电路U7的引脚26与电阻R51的一端连接,所述电阻R51的另一端、集成电路U7的引脚25、引脚18、引脚17、引脚7、引脚8和引脚9接地;
所述集成电路U7的引脚23与电容C58的一端和电阻R47的一端连接,所述电容C58的另一端接地,所述电阻R47的另一端与协议转换电路连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的DC-DC转换电路,即为电池充电放电电路,工作于充电模式时,如5V-12V输入电压通过VBUS进入,进过U7内置Buck电路加L3转换成电芯充电电压,工作于放电模式时,电池通过U7内置Boost电路加L3转换成5V-12V输出,可以自动实现充电模式与放电模式的转换;其中集成电路U7可以采用SC8933QFER。
在一个实施例中,如图4所示,所述协议转换电路包括集成电路U81、场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、电容C81、电容C82、电容C83、电容C84、电容C85、电容C86、电容C87、电容C88、电容C89、电容C90、电容C91、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R86、电阻R87、电阻R88、静电保护器ESD6和跨线端子J81;
所述集成电路U81的引脚6与场效应管Q1的引脚2和引脚3连接,所述场效应管Q1的引脚3与电阻R122的另一端、电阻R125的一端和电阻R126的一端连接,所述场效应管Q1的引脚1与电阻R86的一端连接;所述电阻R86的另一端与集成电路U81的引脚7连接;
所述集成电路U81的引脚32与静电保护器ESD6的引脚1和电容C81的一端连接且连接直流电源,所述静电保护器ESD6的引脚2和电容C81的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚28与电阻R81和电容C82的一端连接,所述电容C82的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚27、引脚26、引脚24、引脚25、引脚4和引脚3分别与电容C83的一端、电容C84的一端、电容C88的一端、电容C89的一端、电容C85的一端和电容C86的一端连接,所述电容C83的另一端、电容C84的另一端、电容C88的另一端、电容C89的另一端、、电容C85的另一端和电容C86的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚1与电容C87的一端和场效应管Q2的引脚3连接,所述场效应管Q2的引脚2与电阻R87的一端连接,所述场效应管Q2的引脚1与场效应管Q3的引脚3和电阻R87的另一端连接,所述场效应管Q3的引脚1和引脚2分别与电阻R88的一端和另一端连接,所述场效应管Q2和电容C87的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚5、引脚11和引脚12分别与电阻R84的一端、电阻R83的一端和电阻R82的一端连接;所述电阻R84的另一端接地;所述电阻R83的一端和电阻R82的一端分别与跨线端子J81的引脚5和引脚4连接,所述电阻R83的另一端、电阻R82的另一端和所述电阻R88的一端与MCU逻辑电路连接,所述跨线端子J81的引脚2与集成电路U81的引脚13连接,所述跨线端子J81的引脚1与集成电路U81的引脚3连接,所述跨线端子J81的引脚3接地;
所述集成电路U81的引脚20和引脚21分别与电容C90的一端和C91的一端连接,所述电容C90的另一端、C91的另一端和集成电路U81的引脚33和引脚2接地。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的协议转换电路也是协议沟通转换电路,集成电路U81可以采用SC2003;当有用户终端设备***时,通过U81协议沟通判断输出或者输入,即充电/放电状态;U81自动判断Type-C快充/快充协议,以协议沟通确定Type-C接口模块工作于快速充电或者快速放电方式,实现充/放的智能化切换。
在一个实施例中,如图5所示,所述MCU逻辑电路包括集成电路U1、电阻R31、电阻R32、电阻R35和跨线端子J1;
所述集成电路U1的引脚8、引脚15和引脚9分别与电阻R31的一端、电阻R32的一端和电阻R35的一端连接,所述集成电路U1的引脚6与场效应管Q2的引脚2和电阻R87的一端连接;所述集成电路U1的引脚16与电阻R47的另一端和跨线端子J1的引脚2连接,所述集成电路U1的引脚4与跨线端子J1的引脚1连接,所述跨线端子J1的引脚4与电阻R83的另一端和电阻R31的另一端连接,所述引脚5与电阻R82的另一端和电阻R32的另一端连接,所述电阻R35的另一端与集成电路U7的引脚12连接,所述集成电路U1的引脚1和跨线端子J1的引脚3接地。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的MCU逻辑电路是MCU逻辑控制,控制整机逻辑顺序,MCU控制DC-DC IC U7输入/输出之间转换,实现具备从AC端输入快速充电的情况下,Type-C做输入时能给电池快充,做输出时能给用户终端快充。输入输出智能切换,其中集成电路U1可以采用ES7P1608;通过MCU逻辑电路进行逻辑运算,实现对充电模式与策略的控制。
在一个实施例中,如图6所示,所述Type-C接口模块包括跳线器JP1、跳线器JP2和跳线器JP4;
所述跳线器JP1的引脚3和引脚4分别与集成电路U81的引脚27和引脚26连接,所述跳线器JP1的引脚8和引脚9与集成电路U81的引脚25连接,所述跳线器JP1的引脚10和引脚11与集成电路U81的引脚24连接,所述跳线器JP1的引脚5、引脚6、引脚7与电阻R43的一端和电阻R44的一端连接,所述电阻R43的另一端与电容C67的一端和跳线器JP4的引脚3连接,所述电阻R44的另一端和电容C67的另一端接地;所述跳线器JP1的引脚13和引脚12与场效应管Q7的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8及电容C37的一端连接,所述场效应管Q7的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4分别与场效应管Q8的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4连接,所述场效应管Q8的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8与电容C36的一端和电阻R85的一端连接,所述场效应管Q8的引脚4与电阻R18的一端连接,所述电阻R18的另一端与集成电路U81的引脚29连接,所述电阻R85的另一端与AC-DC转换电路的输出连接,所述电容C37的另一端和电容C36的另一端接地;
所述跳线器JP2的引脚2和引脚3分别与跳线器JP4的引脚1和引脚2连接;所述跳线器JP2的引脚1、引脚5、引脚6和引脚7与电阻R54的一端和R55的一端连接,所述电阻R54的另一端与电容C66的一端连接,所述R55的另一端和电容C66的另一端接地;所述跳线器JP2的引脚4与场效应管Q9的引脚1、引脚3和电容C56的一端连接,所述场效应管Q9的引脚2和引脚5分别与场效应管Q10的引脚1和引脚3连接,所述场效应管Q10的引脚2和引脚5与稳压二级管ZR2的阳极和AC-DC转换电路的输出连接,所述稳压二级管ZR2的阴极与电阻R59的一端连接,所述电阻R59的另一端与场效应管Q10和场效应管Q10的引脚4和引脚6及集成电路U7的引脚2连接,所述电容C56的另一端接地;
所述跳线器JP4的引脚4和引脚5分别与电阻R83的另一端和电阻R82的另一端连接,所述跳线器JP4的引脚6与场效应管Q1的引脚4连接,所述跳线器JP4的引脚7与场效应管Q1的引脚3连接,所述跳线器JP4的引脚8与集成电路U1的引脚6连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的Type-C接口模块是USB_A口/TYPE_C口双口通过MOS Q7、Q8、Q9和Q10控制输出逻辑;本方案Type-C做快充时,USB_A口支持放电功能,例如:当Type-C做12V快充输入时,检测到A口有设备***,MCU通过USB_A口***判断,通过U81修改Type-C快充协议,转换成5V普充后,再打开Q9 Q10,给USB_A口供电,达到保护用户设备被高压损伤的目的;AC充电和Type-C快充同时输入优先级保护功能,当AC充电和Type-C快充同时进行时,MCU会优先选择AC充电,断开MOS Q7和Q8,关闭Type-C输入功能,消除AC和Type-C同时做输入对电池的安全隐患。
在一个实施例中,如图7-10所示,还包括MCU检测电路、电压保护电路、静电防护电路和电池保护电路;所述MCU检测电路与MCU逻辑电路连接,所述电压保护电路与AC-DC转换电路和DC-DC转换电路连接,所述静电防护电路分别与AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路和MCU逻辑电路连接,所述电池保护电路与DC-DC转换电路和电池连接;
所述所述电池保护电路包括集成电路U5、场效应管Q5、场效应管Q6、电阻R17、电阻R21和电容C26;
所述集成电路U5的引脚5与电阻R21的一端和电容C26的一端连接,所述集成电路U5的引脚6与场效应管Q5的引脚1、引脚2和电容C26的另一端连接,所述集成电路U5的引脚1和引脚3分别与场效应管Q5的引脚3和场效应管Q6的引脚4连接,所述集成电路U5的引脚2与电阻R17的一端连接,所述电阻R21的另一端与DC-DC转换电路连接;
所述场效应管Q6的引脚5和引脚6与电阻R17的另一端接地。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过设置MCU检测电路、电压保护电路、静电防护电路和电池保护电路,以MCU检测电路对MCU逻辑电路进行检测,以电压保护电路提供安全可靠的电压保障;以静电防护电路消除静电,防止静电干扰,以电池保护电路提高使用寿命;使得该电源可以适应不同场合的使用需求,安全可靠,经久耐用。
在一个实施例中,所述MCU逻辑电路设置监测模块和评估模块,所述监测模块用于检测DC-DC转换电路或者协议转换电路中各节点工作状态,所述评估模块采用以下公式计算DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数:
Figure BDA0003006320390000161
上式中,γ表示DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数;ε表示检测精度,预先设定;n表示DC-DC转换电路或者协议转换电路的节点数量;Wi表示DC-DC转换电路或者协议转换电路中的节点i处的工作状态赋值,赋值范围为(0,1);
以上述计算结果作为可靠性评价,若状态指数低于可靠性阈值,则对DC-DC转换电路或者协议转换电路中的各节点进行初始化。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过在MCU逻辑电路设置监测模块和评估模块,以监测模块进行电路中的各节点检测,以评估模块对电检测情况进行运算分析,评估电路的可靠性,若发现可靠性较低,为了使用安全和保护电源,对电路中的各节点进行初始化;这样可以避免偶尔使用持续时间较长产生的不稳定因素的不利影响,提高电源使用的可靠性。
在一个实施例中,所述评估模块采用以下公式计算所有电路的电路损耗:
Figure BDA0003006320390000171
上式中,Q表示有电路的电路损耗;m表示检测的电路数量;n表示电路j的节点数量;fij表示电路j的节点i的损耗函数;Iij表示电路j的节点i的电流;
若以上述计算结果达到损耗阈值,则通过MCU逻辑电路调整充电策略。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过评估电路损耗,若发现电路损耗较高,为了提高工作效率,对充电策略进行调整;这样可以避免由于不利因素影响导致的电源使用的效率降低问题,保持电源的高效性。
本发明针对插墙式移动电源,本身具备从AC端输入快速充电的情况下,增加了从Type-C输入快速充电功能。用户在AC插座其他限制不方便使用的情况下,也能用快充适配器从Type-C输入快速充电。Type-C输入快速充电功能不需要额外增加其他电路,通过MCU逻辑控制协议IC实现Type-C输入快速输入充电,Type-C输入快速放电,双向模式转换。同时支持,C口做输入时,A口同时能外部设备充电,以及AC做输入,和Type-C输入优先级处理方式,消除AC和Type-C同时做输入对电池的安全隐患。本发明既可以通过AC插座充电,又可以通过Type-C带快充快放电功能双向的移动电源;Type-C做快充时,USB_A口能放电;Type-C做快充时,智能检测USB_A口***状态,当USB_A有***设备时,自动降低Type-C充电电压再打开USB_A放电的保护逻辑;AC充电和Type-C快充同时输入优先级保护功能,智能优先AC充电,断开Type-C输入,消除AC和Type-C同时做输入对电池的安全隐患。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种双向快充快放二合一电源,其特征在于,包括AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路、MCU逻辑电路、电池、USB-A接口模块和Type-C接口模块;
所述AC-DC转换电路将输入的交流电转换为稳定的直流电,并输出给DC-DC转换电路;
所述DC-DC转换电路分别与MCU逻辑电路、协议转换电路、电池和USB-A接口模块连接;
所述协议转换电路分别与MCU逻辑电路和Type-C接口模块连接;
通过MCU逻辑电路的逻辑控制协议实现Type-C接口模块双向模式转换,即Type-C接口模块作为输入时快速输入充电,Type-C接口模块作为输出时快速放电;
所述AC-DC转换电路包括桥式电路BD1、电感器LF1、变压器T1、电阻R105、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、电阻R110、电阻R111、电阻R112、电阻R113、电阻R114、电阻R115、电阻R116、电阻R117、电阻R118、电阻R119、电阻R120、电阻R121、电阻R122、电阻R123、电阻R125、电阻R126、电容C100、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107、电容C108、电容C109、电容C110、电容C111、二极管D100、二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、场效应管Q100、集成电路U9、稳压二极管U100和光电耦合器U101;
所述桥式电路BD1的引脚1和2连接电源,所述桥式电路BD1的引脚3与电感器LF1的引脚2连接,所述桥式电路BD1的引脚4与电感器LF1的引脚1连接,所述电容C100与电感器LF1的引脚1和2并联,所述电感器LF1的引脚3和4与电容C101和电容C112并联,所述电感器LF1的引脚3分别与电阻R107的一端、电阻R108的一端、电容C102的一端及变压器T1的引脚1连接,所述电阻R107的另一端分别与电阻R108的另一端、电阻R109的一端及电阻R110的一端连接,所述电阻R109的另一端与电阻R110的另一端及二极管D100的阴极连接,所述二极管D100的阳极与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚3分别与电阻R116的一端、电阻R118的一端和二极管D102的阳极连接,所述电阻R118的另一端与电容C103的一端连接,所述二极管D102的阴极与电容C103的另一端及电阻R117的一端连接,所述电阻R117的另一端分别与电容C104的一端、电容C105的一端、电阻R106的一端和集成电路U9的引脚5连接,所述电阻R106的另一端通过电阻R100与桥式电路BD1的引脚3连接,所述电阻R116的另一端与集成电路U9的引脚3和二极管D103的阳极连接,所述二极管D103的阴极与电阻R119的一端连接;所述变压器T1的引脚4分别与电阻R119的另一端、电容C104的另一端、电容C105的另一端、集成电路U9的引脚1、电容C106的一端、电容C107的一端、电阻R114的一端、电阻R115的一端和光电耦合器U101的引脚3连接,所述光电耦合器U101的引脚4与电容C106的另一端和集成电路U9的引脚2连接,所述电容C107的另一端与集成电路U9的引脚4和电阻R113的一端连接,所述电阻R113的另一端与电阻R114的另一端、电阻R115的另一端、电阻R112的一端和场效应管Q100的引脚3连接,所述电阻R112的另一端、电阻R111的一端、二极管D101的阳极和场效应管Q100的引脚1连接,所述电阻R111的另一端与二极管D101的阴极和集成电路U9的引脚9连接,所述场效应管Q100的引脚2与变压器T1的引脚2连接;
所述变压器T1的引脚7与电阻R120的一端和二极管D104的阴极连接,所述电阻R120的另一端和电容C108的一端连接,所述电容C108的另一端与二极管D104的阳极、电容C109的一端和电容C110的一端连接,所述变压器T1的引脚8分别与电容C109的另一端、电容C110的另一端、电阻R121的一端和电阻R122的一端连接,所述电阻R121的另一端与电阻R123的一端和光电耦合器U101的引脚1连接,所述电阻R122的另一端与电阻R125的一端、电阻R126的一端和MCU逻辑电路连接,所述光电耦合器U101的引脚2与电阻R123的另一端、稳压二极管U100的阴极和电容C111的一端连接,所述电容C111的另一端与电阻R125的另一端连接,所述电阻R126的另一端与稳压二极管U100的阳极接地。
2.根据权利要求1所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述DC-DC转换电路包括集成电路U7、电阻R41、电阻R45、电阻R47、电阻R51、电容C18、电容C35、电容C38、电容C39、电容C40、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50、电容C51、电容C52、电容C53、电容C55、电容C57、电容C58、二级管D8和电感器L3;
所述集成电路U7的引脚5与引脚20、电阻R41的一端、电容C18的一端、电容C39的一端、电容C40的一端、电容C44的一端及电容C45的一端连接,所述电阻R41的另一端与AC-DC转换电路的输出端连接,所述电容C18的另一端、电容C39的另一端、电容C40的另一端、电容C44的另一端及电容C45的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚16与电容C35的一端连接,所述集成电路U7的引脚6与引脚19、电容C35的另一端和电感器L3的一端连接,所述电感器L3的另一端分别与电容C38的一端、电容C46的一端、电容C47的一端、电容C48的一端、电容C49的一端、电容C50的一端和集成电路U7的引脚13连接,用于连接电池;所述电容C38的另一端、电容C46的另一端、电容C47的另一端、电容C48的另一端、电容C49的另一端和电容C50的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚19与电阻R45的一端连接,所述电阻R45的另一端与电容C55的一端连接,所述电容C55的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚22与电容C51的一端连接,所述电容C51的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚30与电容C53的一端连接,所述电容C53的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚32与电容C52的一端连接,所述电容C52的另一端接地;
所述集成电路U7的引脚21与电容C57的一端和二级管D8的阴极连接,所述电容C57的另一端接地,所述二级管D8的阳极接IC供电;
所述集成电路U7的引脚26与电阻R51的一端连接,所述电阻R51的另一端、集成电路U7的引脚25、引脚18、引脚17、引脚7、引脚8和引脚9接地;
所述集成电路U7的引脚23与电容C58的一端和电阻R47的一端连接,所述电容C58的另一端接地,所述电阻R47的另一端与协议转换电路连接。
3.根据权利要求2所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述协议转换电路包括集成电路U81、场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、电容C81、电容C82、电容C83、电容C84、电容C85、电容C86、电容C87、电容C88、电容C89、电容C90、电容C91、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R86、电阻R87、电阻R88、静电保护器ESD6和跨线端子J81;
所述集成电路U81的引脚6与场效应管Q1的引脚2和引脚3连接,所述场效应管Q1的引脚3与电阻R122的另一端、电阻R125的一端和电阻R126的一端连接,所述场效应管Q1的引脚1与电阻R86的一端连接;所述电阻R86的另一端与集成电路U81的引脚7连接;
所述集成电路U81的引脚32与静电保护器ESD6的引脚1和电容C81的一端连接且连接直流电源,所述静电保护器ESD6的引脚2和电容C81的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚28与电阻R81和电容C82的一端连接,所述电容C82的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚27、引脚26、引脚24、引脚25、引脚4和引脚3分别与电容C83的一端、电容C84的一端、电容C88的一端、电容C89的一端、电容C85的一端和电容C86的一端连接,所述电容C83的另一端、电容C84的另一端、电容C88的另一端、电容C89的另一端、电容C85的另一端和电容C86的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚1与电容C87的一端和场效应管Q2的引脚3连接,所述场效应管Q2的引脚2与电阻R87的一端连接,所述场效应管Q2的引脚1与场效应管Q3的引脚3和电阻R87的另一端连接,所述场效应管Q3的引脚1和引脚2分别与电阻R88的一端和另一端连接,所述场效应管Q2和电容C87的另一端接地;
所述集成电路U81的引脚5、引脚11和引脚12分别与电阻R84的一端、电阻R83的一端和电阻R82的一端连接;所述电阻R84的另一端接地;所述电阻R83的一端和电阻R82的一端分别与跨线端子J81的引脚5和引脚4连接,所述电阻R83的另一端、电阻R82的另一端和所述电阻R88的一端与MCU逻辑电路连接,所述跨线端子J81的引脚2与集成电路U81的引脚13连接,所述跨线端子J81的引脚1与集成电路U81的引脚3连接,所述跨线端子J81的引脚3接地;
所述集成电路U81的引脚20和引脚21分别与电容C90的一端和C91的一端连接,所述电容C90的另一端、C91的另一端和集成电路U81的引脚33和引脚2接地。
4.根据权利要求3所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述MCU逻辑电路包括集成电路U1、电阻R31、电阻R32、电阻R35和跨线端子J1;
所述集成电路U1的引脚8、引脚15和引脚9分别与电阻R31的一端、电阻R32的一端和电阻R35的一端连接,所述集成电路U1的引脚6与场效应管Q2的引脚2和电阻R87的一端连接;所述集成电路U1的引脚16与电阻R47的另一端和跨线端子J1的引脚2连接,所述集成电路U1的引脚4与跨线端子J1的引脚1连接,所述跨线端子J1的引脚4与电阻R83的另一端和电阻R31的另一端连接,所述引脚5与电阻R82的另一端和电阻R32的另一端连接,所述电阻R35的另一端与集成电路U7的引脚12连接,所述集成电路U1的引脚1和跨线端子J1的引脚3接地。
5.根据权利要求4所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述Type-C接口模块包括跳线器JP1、跳线器JP2和跳线器JP4;
所述跳线器JP1的引脚3和引脚4分别与集成电路U81的引脚27和引脚26连接,所述跳线器JP1的引脚8和引脚9与集成电路U81的引脚25连接,所述跳线器JP1的引脚10和引脚11与集成电路U81的引脚24连接,所述跳线器JP1的引脚5、引脚6、引脚7与电阻R43的一端和电阻R44的一端连接,所述电阻R43的另一端与电容C67的一端和跳线器JP4的引脚3连接,所述电阻R44的另一端和电容C67的另一端接地;所述跳线器JP1的引脚13和引脚12与场效应管Q7的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8及电容C37的一端连接,所述场效应管Q7的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4分别与场效应管Q8的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4连接,所述场效应管Q8的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8与电容C36的一端和电阻R85的一端连接,所述场效应管Q8的引脚4与电阻R18的一端连接,所述电阻R18的另一端与集成电路U81的引脚29连接,所述电阻R85的另一端与AC-DC转换电路的输出连接,所述电容C37的另一端和电容C36的另一端接地;
所述跳线器JP2的引脚2和引脚3分别与跳线器JP4的引脚1和引脚2连接;所述跳线器JP2的引脚1、引脚5、引脚6和引脚7与电阻R54的一端和R55的一端连接,所述电阻R54的另一端与电容C66的一端连接,所述R55的另一端和电容C66的另一端接地;所述跳线器JP2的引脚4与场效应管Q9的引脚1、引脚3和电容C56的一端连接,所述场效应管Q9的引脚2和引脚5分别与场效应管Q10的引脚1和引脚3连接,所述场效应管Q10的引脚2和引脚5与稳压二级管ZR2的阳极和AC-DC转换电路的输出连接,所述稳压二级管ZR2的阴极与电阻R59的一端连接,所述电阻R59的另一端与场效应管Q10和场效应管Q10的引脚4和引脚6及集成电路U7的引脚2连接,所述电容C56的另一端接地;
所述跳线器JP4的引脚4和引脚5分别与电阻R83的另一端和电阻R82的另一端连接,所述跳线器JP4的引脚6与场效应管Q1的引脚4连接,所述跳线器JP4的引脚7与场效应管Q1的引脚3连接,所述跳线器JP4的引脚8与集成电路U1的引脚6连接。
6.根据权利要求1所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,还包括MCU检测电路、电压保护电路、静电防护电路和电池保护电路;所述MCU检测电路与MCU逻辑电路连接,所述电压保护电路与AC-DC转换电路和DC-DC转换电路连接,所述静电防护电路分别与AC-DC转换电路、DC-DC转换电路、协议转换电路和MCU逻辑电路连接,所述电池保护电路与DC-DC转换电路和电池连接。
7.根据权利要求6所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述电池保护电路包括集成电路U5、场效应管Q5、场效应管Q6、电阻R17、电阻R21和电容C26;
所述集成电路U5的引脚5与电阻R21的一端和电容C26的一端连接,所述集成电路U5的引脚6与场效应管Q5的引脚1、引脚2和电容C26的另一端连接,所述集成电路U5的引脚1和引脚3分别与场效应管Q5的引脚3和场效应管Q6的引脚4连接,所述集成电路U5的引脚2与电阻R17的一端连接,所述电阻R21的另一端与DC-DC转换电路连接;
所述场效应管Q6的引脚5和引脚6与电阻R17的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述MCU逻辑电路设置监测模块和评估模块,所述监测模块用于检测DC-DC转换电路或者协议转换电路中各节点工作状态,所述评估模块采用以下公式计算DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上式中,
Figure 520697DEST_PATH_IMAGE002
表示DC-DC转换电路或者协议转换电路的状态指数;
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示检测精度;
Figure 725413DEST_PATH_IMAGE004
表示 DC-DC转换电路或者协议转换电路的节点数量;
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示DC-DC转换电路或者协议转换电路 中的节点
Figure 612729DEST_PATH_IMAGE006
处的工作状态赋值,赋值范围为(0,1);
以计算结果作为可靠性评价,若状态指数低于可靠性阈值,则对DC-DC转换电路或者协议转换电路中的各节点进行初始化。
9.根据权利要求8所述的双向快充快放二合一电源,其特征在于,所述评估模块采用以下公式计算所有电路的电路损耗:
Figure DEST_PATH_IMAGE007
上式中,
Figure 219290DEST_PATH_IMAGE008
表示有电路的电路损耗;
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示检测的电路数量;
Figure 399605DEST_PATH_IMAGE004
表示电路
Figure DEST_PATH_IMAGE011
的节点数量;
Figure 514454DEST_PATH_IMAGE012
表示电路
Figure 720307DEST_PATH_IMAGE011
的节点
Figure 712534DEST_PATH_IMAGE006
的损耗函数;
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示电路
Figure 329329DEST_PATH_IMAGE011
的节点
Figure 39796DEST_PATH_IMAGE006
的电流;
若以上述计算结果达到损耗阈值,则通过MCU逻辑电路调整充电策略。
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