CN210577920U - 充电电路及移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电电路，其包括充电电池、控制器、超级电容、电子开关以及升压芯片，充电电池经由升压芯片后形成输出端口，用于为待充电设备充电，超级电容与电子开关串联后的一端连接至充电电池和升压芯片之间，串联后的另一端接地，控制器具有第一检测端和控制端，第一检测端连接于充电电池和升压芯片之间，用于检测充电电池的电量信息，控制端连接至电子开关的使能端，用于在电量信息低于阈值时，控制电子开关导通。本实用新型还公开了包括上述充电电路的移动电源。本实用新型通过充电电池和超级电容的配合，使得充电电池的能量被充分开发。

Description

充电电路及移动电源

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种充电电路及移动电源。

背景技术

现有的移动电源内置锂电池，主要用于为待充电设备(例如手机、平板电脑、智能手表等)充电，很多时候需要将移动电源的输出电压(一般为3.7V) 通过升压的方式升到9V甚至以上，达到快充的目的。这种方式下，移动电源标注的容量则很难被达到，究其原因，一方面是充电过程中的各种消耗，更重要的原因在于当移动电源的电量小于一定程度时，其电压也随之降低，而降低到一定值后，则即使升压芯片的能力再强，也不足以实现升压变换，从而使得移动电源不能继续输出，充电电池的能量不能得到充分的开发。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种充电电路，其通过充电电池和超级电容的配合，使得充电电池的能量被充分开发。

本实用新型的目的之二在于提供一种包括上述充电电路的移动电源。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种充电电路，其包括充电电池、控制器、超级电容、电子开关以及升压芯片，其中，所述充电电池经由升压芯片后形成输出端口，用于为待充电设备充电，所述超级电容与电子开关串联后的一端连接至充电电池和升压芯片之间，串联后的另一端接地，所述控制器具有第一检测端和控制端，所述第一检测端连接于充电电池和升压芯片之间，用于检测所述充电电池的电量信息，所述控制端连接至电子开关的使能端，用于在所述电量信息低于阈值时，控制所述电子开关导通。

进一步地，所述电子开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极连接至所述控制端，所述NPN三极管的集电极通过所述超级电容接地，所述NPN三极管的发射极连接至所述充电电池和升压芯片之间。

进一步地，所述充电电池通过外部的直流源充电，所述直流源还为所述超级电容充电。

进一步地，在所述直流源与充电电池之间设置有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2的一端均连接至直流源与充电电池之间，所述电容C1和电容C2的另一端接地。

进一步地，所述控制器还具有第二检测端，所述第二检测端通过分压电路连接至直流源和充电电池之间，所述分压电路包括电阻R2和电阻R3，所述电阻R2连接至直流源和第二检测端之间，所述电阻R3的一端接地，另一端连接至电阻R2和第二检测端之间。

进一步地，所述控制器为芯片HR8P506FHNK。

进一步地，所述充电电池和升压芯片之间还设置有滤波电容C3，所述滤波电容C3的一端连接至充电电池和升压芯片之间，所述滤波电容C3的另一端接地。

进一步地，所述升压芯片为芯片MC34063。

进一步地，所述升压芯片与输出端口之间还设置有滤波电容C5，所述滤波电容C5的一端连接至升压芯片与输出端口之间，所述滤波电容C5的另一端接地。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种移动电源，其包括本实用新型目的之一所述的充电电路。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过充电电池和超级电容的配合，在充电电池的电压小于阈值时(该阈值根据升压芯片的升压能力设定，一般在充电电池小于该阈值时，则升压芯片无法正常输出)，启动超级电容与充电电池进行配合，二者共同为升压芯片输出电压，从而实现对充电电池能量的充分开发，特别适用于应急的场景中。

附图说明

图1为实施例1的充电电路的电路原理图；

图2为实施例1的直流源的原理框图；

图3为实施例1的升压芯片的原理框图。

图中：10、直流源；11、市电；12、第一整流滤波电路；13、变压电路； 14、第二整流滤波电路；15、稳压电路；20、充电电池；30、控制器；40、升压芯片；50、输出端口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施例方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。

实施例1：

请参照图1所示，一种充电电路，其主要包括充电电池20、控制器30、超级电容C4、电子开关以及升压芯片40。其中，充电电池经由升压芯片后形成输出端口50，输出端口例如可以是USB接口，外部待充电设备通过USB数据线连接至该USB接口后，即可实现充电。外部待充电设备可以是手机、平板电脑、智能手表等智能设备，也可以是其他例如手电筒、台灯、剃须刀等等。超级电容C4与电子开关串联后的一端连接至充电电池和升压芯片之间，串联后的另一端接地，控制器具有第一检测端和控制端，第一检测端连接于充电电池和升压芯片之间，用于检测充电电池的电量信息，控制端连接至电子开关的使能端，用于在电量信息低于阈值时，控制电子开关导通。

当充电电池的电量信息(主要是电压信息)低于阈值时，则会造成升压芯片不能正常输出，从而即使充电电池仍有部分能量被输出，也不能为待充电设备充电，从而造成充电电池的能量不能充分利用，在一些应急情况下充电电池的能量被充分利用尤为重要。

而在本实用新型较佳的实施例中，在这种情况下，控制器控制电子开关导通，从而实现超级电容C4和充电电池共同为升压芯片提供电压，则升压芯片仍可继续输出，当然，这种情况也不能保证充电电池的能量被完全利用。

电子开关可以是三极管、MOS管、可控硅、继电器等中的任意一种，在本实用新型较佳的实施例中，电子开关采用NPN三极管Q1(当然，也可以是PNP 三极管)，NPN三极管Q1的基极连接至控制端，NPN三极管Q1的集电极通过超级电容C4接地，NPN三极管Q1的发射极连接至充电电池和升压芯片之间。当电量信息低于阈值时，控制端输出高电平，从而使得电子开关导通，当然，这种情况下，需要超级电容C4的输出电压大于充电电池的输出电压(至少比充电电池的输出电压大0.7V)。

对充电电池和超级电容C4的充电，可以通过外部的直流源完成，直流源的输出端连接至充电电池和超级电容C4电路(串联的超级电容C4和电子开关) 之间。控制器还具有第二检测端，第二检测端通过分压电路连接至直流源和充电电池之间，分压电路包括电阻R2和电阻R3，电阻R2连接至直流源和第二检测端之间，电阻R3的一端接地，另一端连接至电阻R2和第二检测端之间。当控制器检测到与外部直流源连接时，即第二检测端输入高电平信号时，则控制端输出高电平，从而使得电子开关导通，从而实现直流源为充电电池和超级电容C4的充电。

另外，为了保证直流源的输出稳定性，保障充电电池和超级电容C4的使用寿命，在本实用新型较佳的实施例中，在直流源的输出端设置有第一滤波电路，第一滤波电路包括电容C1和电容C2，电容C1和电容C2的一端均连接至直流源与充电电池之间，电容C1和电容C2的另一端接地。

直流源可以采用现有的AC-DC电路，例如可以采用图2所示的电路方式，其包括第一整流滤波电路12、变压电路13、第二整流滤波电路14以及稳压电路15，第一整流滤波电路的输入端连接至市电11，第一整流滤波电路的输出端依次经由变压电路、第二整流滤波电路以及稳压电路输出直流电压，当然，在某些情况下，还可以包括反馈电路、PFC电路等。

在本实用新型较佳的实施例中，控制器采用单片机实现，例如采用芯片HR8P506FHNK，当然，也可以采用其他型号的芯片。

在本实用新型较佳的实施例中，充电电池和升压芯片之间还设置有滤波电容C3，滤波电容C3的一端连接至充电电池和升压芯片之间，滤波电容C3的另一端接地。同样地，滤波电容C3为了保障输出值升压芯片电压的稳定性。

在本实用新型较佳的实施例中，升压芯片可以采用芯片MC34063实现。芯片MC34063及其***电路的结构请参照图3所示，其***电路主要包括电阻 R4、电阻R5、电阻R6、电容C6、电容C7以及电感L1，其中，电阻R4的两端分别连接至芯片MC34063的第六引脚和第七引脚，芯片MC34063的第六引脚还连接至NPN三极管Q1的发射极以及充电电池之间，电容C6的一端接地，另一端连接至芯片MC34063的第六引脚，芯片MC34063的第二引脚、第四引脚、第五引脚接地，芯片MC34063的第三引脚通过电容C7接地，芯片MC34063 的第八引脚通过电阻R5连接至芯片MC34063的第七引脚，电感L1的一端连接至电阻R4、芯片MC34063的第七引脚、电阻R5之间，电感L1的另一端连接至芯片MC34063的第一引脚，电阻R6的一端连接至电感L1和芯片MC34063 的第一引脚之间，电阻R6的另一端接地；输出端口连接至芯片MC34063的第一引脚。

同样地，在升压芯片与输出端口之间还设置有滤波电容C5，滤波电容C5 的一端连接至升压芯片与输出端口之间(具体是在电阻R6、MC34063的第一引脚以及输出端口之间)，滤波电容C5的另一端接地，滤波电容C5是为了保障升压芯片输出的稳定性。

实施例2：

实施例2公开了一种移动电源，该移动电源除了包括上述实施例1中的充电电路外，还包括必要的部件，例如安装充电电路元器件的PCB板以及安装PCB 板、输出接口、指示灯、显示屏等的壳体，当然，根据需要还可以包括其他部件，例如散热器等。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，其包括充电电池、控制器、超级电容、电子开关以及升压芯片，其中，所述充电电池经由升压芯片后形成输出端口，用于为待充电设备充电，所述超级电容与电子开关串联后的一端连接至充电电池和升压芯片之间，串联后的另一端接地，所述控制器具有第一检测端和控制端，所述第一检测端连接于充电电池和升压芯片之间，用于检测所述充电电池的电量信息，所述控制端连接至电子开关的使能端，用于在所述电量信息低于阈值时，控制所述电子开关导通。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述电子开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极连接至所述控制端，所述NPN三极管的集电极通过所述超级电容接地，所述NPN三极管的发射极连接至所述充电电池和升压芯片之间。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电池通过外部的直流源充电，所述直流源还为所述超级电容充电。

4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，在所述直流源与充电电池之间设置有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2的一端均连接至直流源与充电电池之间，所述电容C1和电容C2的另一端接地。

5.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述控制器还具有第二检测端，所述第二检测端通过分压电路连接至直流源和充电电池之间，所述分压电路包括电阻R2和电阻R3，所述电阻R2连接至直流源和第二检测端之间，所述电阻R3的一端接地，另一端连接至电阻R2和第二检测端之间。

6.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述控制器为芯片HR8P506FHNK。

7.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述充电电池和升压芯片之间还设置有滤波电容C3，所述滤波电容C3的一端连接至充电电池和升压芯片之间，所述滤波电容C3的另一端接地。

8.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述升压芯片为芯片MC34063。

9.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述升压芯片与输出端口之间还设置有滤波电容C5，所述滤波电容C5的一端连接至升压芯片与输出端口之间，所述滤波电容C5的另一端接地。

10.一种移动电源，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的充电电路。

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