CN116488300A - 一种多功能移动设备充电保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多功能移动设备充电保护装置，涉及充电设备技术领域，包括如下模块：快速充电模块，快速充电模块改变电参数，调整电输出参数，多端口模块，多端口模块为输出接口；智能识别与保护模块，智能识别与保护模块和多端口模块的端口之间相互电性连接；充电优化模块，充电优化模块和快速充电模块相互电性连接；温度管理模块、安全防护模块，通过智能充电优化控制和数据矩阵智能分析算法，能够准确判断和调整充电参数，提高充电效率，缩短充电时间，多功能移动设备充电保护装置的应用能够及时发现和处理充电过程中的异常情况，保护移动设备和充电器的安全，减少潜在风险。
Description
技术领域
本发明涉及充电设备技术领域，具体为一种多功能移动设备充电保护装置。
背景技术
多功能移动设备充电保护装置是一种用于保护移动设备在充电过程中的安全和性能的装置。它可以监测充电电流、电压和温度等参数，通过控制充电过程中的电流和电压等因素，保护移动设备的电池和电路免受过充、过放、过流和过热等问题的损害。
现有的充电保护设备如何实现能效利用率的进一步提升是一个技术问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能移动设备充电保护装置，解决了上述问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多功能移动设备充电保护装置，包括如下模块：
快速充电模块：所述快速充电模块改变电参数，调整电输出参数；
多端口模块：所述多端口模块为输出接口；
智能识别与保护模块：所述智能识别与保护模块和多端口模块的端口之间相互电性连接；
充电优化模块：所述充电优化模块和快速充电模块相互电性连接；
温度管理模块：所述温度管理模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接；
安全防护模块：所述安装防护模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接。
优选的，所述快速充电模块包括移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块、快速充电优化算法模块、充电状态反馈模块、充电器信息获取模块、充电控制模块、充电状态监测模块、数据记录分析模块。
优选的，所述充电状态反馈模块、移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块均和多端口模块之间相互电性连接。
优选的，所述多端口模块包括如下模块：
多端口管理模块：管理多个充电口的电流和电压输出；
独立保护模块：包括过流保护、过压保护；
数据同步模块：充电口之间的电流和电压同步。
优选的，所述温度管理模块包括如下模块：
温度传感器模块：检测移动设备和充电器的温度变化；
温度监测模块：实时监测温度，并记录历史数据；
温度控制模块：调整充电策略。
优选的，所述智能识别与保护模块包括如下模块：
智能识别模块：识别移动设备的类型、充电需求和电池状态；
异常检测模块：监测充电过程中的异常情况；
自动保护模块：调整充电参数或停止充电。
优选的，所述充电效率优化模块包括如下模块：
高效功率转换模块；
能量回收模块：回收充电过程中的能量；
充电效率监测模块：实时监测充电效率，并提供反馈。
优选的，所述能量回收模块包括如下部分：
热能回收装置模块；
热能存储模块，所述热能存储模块包括超级电容或锂电池中的一种或二者组合；
温度管理***优化模块；
热能回收算法优化模块，所述热能回收算法优化模块捕获热能数据和充电状态数据；
效能评估和优化模块，所述效能评估和优化模块采用模拟仿真、实验测试和数据分析评估热能回收装置的效能。
优选的，所述安全防护模块包括如下模块：
过流保护模块：所述过流保护模块包括过流保护电路、电子保险丝、过流保护芯片；
过压保护模块：所述过压保护模块监测充电过程中的电压变化；
短路保护模块：所述短路保护模块检测短路情况。
有益效果
本发明提供了一种多功能移动设备充电保护装置。具备以下有益效果：
1、 本发明通过智能充电优化控制和数据矩阵智能分析算法，能够准确判断和调整充电参数，提高充电效率，缩短充电时间。
2、 本发明通过多功能移动设备充电保护装置的应用能够及时发现和处理充电过程中的异常情况，保护移动设备和充电器的安全，减少潜在风险。
3、 本发明通过AI算法优化充电策略，能够减少充电过程中的过充和过放，延长电池的使用寿命。
4、 本发明通过创新的充电管理***能够实时监控充电过程，并提供数据分析和报告，帮助用户了解充电情况和设备状态，为后续的决策和优化提供参考。
5、 本发明通过独创性的采用热能回收利用，可以将充电阶段的热能进行回收，进一步提高电力的利用效率。
附图说明
图1为本发明的模块组成示意图；
图2为本发明的快速充电模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一：
如图所示，一种多功能移动设备充电保护装置，包括如下模块：
快速充电模块：快速充电模块改变电参数，调整电输出参数，快速充电模块包括移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块、快速充电优化算法模块、充电状态反馈模块、充电器信息获取模块、充电控制模块、充电状态监测模块、数据记录分析模块，充电状态反馈模块、移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块均和多端口模块之间相互电性连接；
多端口模块：多端口模块为输出接口，多端口模块包括如下模块：
多端口管理模块：管理多个充电口的电流和电压输出；
独立保护模块：包括过流保护、过压保护；
数据同步模块：充电口之间的电流和电压同步；
智能识别与保护模块：智能识别与保护模块和多端口模块的端口之间相互电性连接，智能识别与保护模块包括如下模块：
智能识别模块：识别移动设备的类型、充电需求和电池状态；
异常检测模块：监测充电过程中的异常情况；
自动保护模块：调整充电参数或停止充电；
充电优化模块：充电优化模块和快速充电模块相互电性连接，充电效率优化模块包括如下模块：
高效功率转换模块；
能量回收模块：回收充电过程中的能量，能量回收模块包括如下部分：
热能回收装置模块；
热能存储模块，热能存储模块包括超级电容或锂电池中的一种或二者组合；
温度管理***优化模块；
热能回收算法优化模块，热能回收算法优化模块捕获热能数据和充电状态数据；
效能评估和优化模块，效能评估和优化模块采用模拟仿真、实验测试和数据分析评估热能回收装置的效能；
充电效率监测模块：实时监测充电效率，并提供反馈；
温度管理模块：温度管理模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接，温度管理模块包括如下模块：
温度传感器模块：检测移动设备和充电器的温度变化；
温度监测模块：实时监测温度，并记录历史数据；
温度控制模块：调整充电策略；
安全防护模块：安装防护模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接，安全防护模块包括如下模块：
过流保护模块：过流保护模块包括过流保护电路、电子保险丝、过流保护芯片；
过压保护模块：过压保护模块监测充电过程中的电压变化；
短路保护模块：短路保护模块检测短路情况。
具体实施例二：
一种多功能移动设备充电保护装置进一步公开的技术方案：
快速充电优化：移动设备信息获取模块：获取移动设备的型号、电池健康状态等信息，通过与移动设备的通信接口（如USB接口）进行信息交互，获取设备的型号、电池健康状态等信息。
充电器特性识别模块，通过识别充电器的型号和特性，获取其功率、电流输出能力等信息，识别充电器的功率、电流输出能力等特性。
快速充电算法模块：根据设备信息和充电器特性，设计快速充电算法，动态调整充电电流和电压，基于移动设备信息和充电器特性，使用智能算法（如机器学习、遗传算法等）设计快速充电算法，动态调整充电电流和电压。优先采用反馈控制算法，通过实时监测充电进程中的电流和电压，不断调整输出参数以实现快速而安全的充电。
多端口保护：多端口管理模块：管理多个充电口的电流和电压输出，多端口管理模块：设计一个充电器控制电路，管理多个充电口的电流和电压输出。
独立保护模块：为每个充电口提供独立的保护机制，包括过流保护、过压保护等，为每个充电口设计独立的保护电路，包括过流保护、过压保护等。优先采用快速响应的保护元件（如瞬态电压抑制器、热保险丝等），能够及时切断电源以保护设备安全。
数据同步模块：确保多个充电口之间的电流和电压同步，避免充电不均衡，该模块应具备独立的控制逻辑和电路保护功能，确保每个充电口之间的电流和电压相互独立，确保多个充电口之间的电流和电压同步，避免充电不均衡。优先采用同步通信协议，如I2C、SPI等，实现数据的互相同步和协调。
温度管理：温度传感器模块：检测移动设备和充电器的温度变化，在适当的位置安装温度传感器，实时监测移动设备和充电器的温度变化。优先采用数字温度传感器，能够准确测量温度并提供数字输出。
温度监测模块：实时监测温度，并记录历史数据，获取温度传感器的输出，并对温度数据进行处理和记录。优先使用微控制器或嵌入式***进行数据处理和存储，以便后续的温度控制和分析。
温度控制模块：根据温度变化调整充电策略，包括调节充电电流和电压等，根据温度变化调整充电策略，包括调节充电电流和电压等。优先设计温度控制算法，根据预设的温度阈值，动态调整充电参数以控制温度在安全范围内。
智能识别与保护：智能识别模块：使用机器学习或深度学习算法，识别移动设备的类型、充电需求和电池状态，通过使用机器学习或深度学习算法，对移动设备进行识别，包括设备的类型、充电需求和电池状态。优先使用图像识别、特征提取等技术，提高识别的准确性和效率，监测充电过程中的异常情况，如电池漏电、过充、过放等。优先使用故障诊断算法，通过实时监测电流、电压和温度等参数，识别并报警异常情况。
异常检测模块：监测充电过程中的异常情况，如电池漏电、过充、过放等，根据识别和异常检测结果，自动调整充电参数或停止充电，保护设备安全。优先设计自适应保护算法，根据不同的异常情况采取相应的保护措施，如降低充电速度、停止充电等。
自动保护模块：根据识别和异常检测结果，自动调整充电参数或停止充电，保护设备安全。
安全防护：过流保护模块：使用电子保险丝、过流保护芯片等，防止过电流对设备和用户造成损害，设计过流保护电路，使用电子保险丝、过流保护芯片等，防止过电流对设备和用户造成损害。优先采用精确的电流检测电路和快速响应的保护元件，以确保过电流时能及时切断电源。
过压保护模块：监测电压，防止过电压对设备和用户造成损害，监测充电过程中的电压变化，防止过电压对设备和用户造成损害。优先设计过压检测电路和保护电路，能够及时切断电源以保护设备安全。
短路保护模块：检测短路情况，并及时切断电源，防止设备受损，检测短路情况，并及时切断电源，防止设备受损。优先采用短路保护电路和快速响应的保护元件，能够在短时间内切断电源以防止电流过大损坏设备。
充电效率优化：高效功率转换模块：使用高效的功率转换器，减少能量损失和热量产生，选择高效的功率转换器，减少能量损失和热量产生。优先采用高效的直流-直流（DC-DC）转换器，以提高充电效率。
能量回收模块：通过能量回收技术，将充电过程中的能量损失最小化，通过能量回收技术，将充电过程中的能量损失最小化。优先使用电能回收电路或储能元件，将充电过程中的余电转化为可再利用的能量。
充电效率监测模块：实时监测充电效率，并提供反馈和优化优先。
具体实施例三：
进一步公开的技术方案：
充电优化算法：建议采用动态规划算法、遗传算法或强化学***衡。
多端口保护算法：建议设计独立的控制逻辑和保护算法，通过实时监测电流和电压，判断是否存在异常情况，并采取相应的保护措施。
温度控制算法：建议采用PID控制算法或模糊控制算法，根据温度变化调整充电策略，使温度保持在安全范围内。
异常检测算法：建议采用模式识别、异常检测或故障诊断算法，通过实时监测电流、电压和温度等参数，识别并报警异常情况。
自适应保护算法：建议根据不同的异常情况，采取相应的保护措施，如降低充电速度、停止充电等，保护设备安全。
充电效率优化算法：建议根据充电器和移动设备的特性，通过优化功率转换和能量回收过程，提高充电效率。
具体实施例四：
进一步公开本发明的核心代码方案：AI算法和数据矩阵智能分析算法融入上述控制程序的示例：
快速充电优化控制逻辑（包含AI算法）：
import numpy as np
# 获取移动设备信息和充电器特性
device_info = get_device_info()
charger_info = get_charger_info()
# 设定目标充电参数
target_current = calculate_target_current(device_info, charger_info)
target_voltage = calculate_target_voltage(device_info, charger_info)
# 初始化AI模型
model = load_ai_model()
# 实时监测电流和电压
while charging:
current = get_current()
voltage = get_voltage()
# 构建数据矩阵
data_matrix = np.array([[current, voltage]])
# 使用AI模型预测下一时刻的电流和电压
predicted_current, predicted_voltage = model.predict(data_matrix)
# 计算电流和电压偏差
current_error = target_current - current
voltage_error = target_voltage - voltage
# 根据偏差和预测结果调整充电参数
current_adjustment = pid_controller(current_error) + predicted_current
voltage_adjustment = pid_controller(voltage_error) + predicted_voltage
# 设置充电器输出电流和电压
set_current(target_current + current_adjustment)
set_voltage(target_voltage + voltage_adjustment)
# 检查充电状态
charging = check_charging_status()
# 充电完成
多端口保护控制逻辑（包含数据矩阵智能分析算法）：
import numpy as np
# 获取充电口状态和电流、电压信息
port_states = get_port_states()
currents = get_currents()
voltages = get_voltages()
# 初始化数据矩阵
data_matrix = np.array([currents, voltages]).T
# 加载数据矩阵智能分析模型
model = load_data_matrix_analysis_model()
# 实时监测充电状态和异常情况
while charging:
for i, state in enumerate(port_states):
if state == "charging":
current = currents[i]
voltage = voltages[i]
# 构建数据矩阵
data = np.array([[current, voltage]])
# 使用数据矩阵智能分析模型进行预测
predicted_state = model.predict(data)
# 判断异常情况
if is_abnormal_state(predicted_state):
handle_abnormal_state(i)
# 更新充电口状态和电流、电压信息
port_states = get_port_states()
currents = get_currents()
voltages = get_voltages()
# 更新数据矩阵
data_matrix = np.array([currents, voltages]).T
# 检查充电状态
charging = check_charging_status()
# 充电完成
具体实施例五：
进一步的技术方案，公开了如何实现充电阶段的热能量回收利用方案：
热能回收装置安装：在充电器或移动设备的设计中，添加热能回收装置，用于捕捉和利用充电过程中产生的热能。这可以包括热管、热电材料或热泵等热能转换技术。
热能转换和存储：将捕捉到的热能通过热电材料转换为电能，并将其存储在电池或超级电容器等能量存储设备中。这样可以在后续充电过程中利用该存储的电能，减少外部电源供给的需求。
温度管理***优化：通过优化充电器或移动设备的温度管理***，有效控制充电过程中的温度升高。这可以通过调整充电器的功率输出、改进散热设计、增加风扇或热散封装等方式来实现。
热能回收算法优化：结合AI算法和数据矩阵智能分析算法，对充电过程中产生的热能进行实时监测和分析。根据监测到的热能数据和充电状态，优化热能回收装置的工作方式，以最大程度地捕捉和利用热能。
效能评估和优化：通过对热能回收装置的效能进行评估和优化，确定最佳的工作参数和配置。可以借助模拟仿真、实验测试和数据分析等方法，进行效能评估，并对热能回收装置进行调整和改进。
综上所述：
1、数据矩阵智能分析算法：通过将数据矩阵作为输入，结合智能分析算法，能够更全面、准确地分析和预测充电口的状态和异常情况，提高充电设备的安全性和可靠性。
2、AI算法优化充电策略：通过将AI算法应用于充电优化控制中，能够实时监测充电器和移动设备的状态信息，优化充电策略以实现快速充电和延长电池寿命的平衡，提高充电效率和充电设备的使用寿命。
3、多功能移动设备充电保护装置：集成了多种保护措施和算法，如过流保护、过压保护、温度保护等，能够全面保护移动设备和充电器的安全，有效防止充电过程中的异常情况和潜在风险。
4、创新的充电管理***：通过智能化决策***和大数据处理算法的应用，能够实现对充电过程的全面管理和监控，提高充电设备的效率和性能，同时能够提供实时的数据分析和报告，为后续的优化和改进提供依据。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：包括如下模块：
快速充电模块：所述快速充电模块改变电参数，调整电输出参数；
多端口模块：所述多端口模块为输出接口；
智能识别与保护模块：所述智能识别与保护模块和多端口模块的端口之间相互电性连接；
充电优化模块：所述充电优化模块和快速充电模块相互电性连接；
温度管理模块：所述温度管理模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接；
安全防护模块：所述安装防护模块和多端口模块、快速充电模块以及智能识别与保护模块相互电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述快速充电模块包括移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块、快速充电优化算法模块、充电状态反馈模块、充电器信息获取模块、充电控制模块、充电状态监测模块、数据记录分析模块。
3.根据权利要求2所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述充电状态反馈模块、移动设备信息获取模块、目标充电参数计算模块均和多端口模块之间相互电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述多端口模块包括如下模块：
多端口管理模块：管理多个充电口的电流和电压输出；
独立保护模块：包括过流保护、过压保护；
数据同步模块：充电口之间的电流和电压同步。
5.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述温度管理模块包括如下模块：
温度传感器模块：检测移动设备和充电器的温度变化；
温度监测模块：实时监测温度，并记录历史数据；
温度控制模块：调整充电策略。
6.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述智能识别与保护模块包括如下模块：
智能识别模块：识别移动设备的类型、充电需求和电池状态；
异常检测模块：监测充电过程中的异常情况；
自动保护模块：调整充电参数或停止充电。
7.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述充电效率优化模块包括如下模块：
高效功率转换模块；
能量回收模块：回收充电过程中的能量；
充电效率监测模块：实时监测充电效率，并提供反馈。
8.根据权利要求7所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述能量回收模块包括如下部分：
热能回收装置模块；
热能存储模块，所述热能存储模块包括超级电容或锂电池中的一种或二者组合；
温度管理***优化模块；
热能回收算法优化模块，所述热能回收算法优化模块捕获热能数据和充电状态数据；
效能评估和优化模块，所述效能评估和优化模块采用模拟仿真、实验测试和数据分析评估热能回收装置的效能。
9.根据权利要求1所述的一种多功能移动设备充电保护装置，其特征在于：所述安全防护模块包括如下模块：
过流保护模块：所述过流保护模块包括过流保护电路、电子保险丝、过流保护芯片；
过压保护模块：所述过压保护模块监测充电过程中的电压变化；
短路保护模块：所述短路保护模块检测短路情况。
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