实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种移动电源,能够简化移动电源的充电电路复杂以及提高稳定性。
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例公开了一种移动电源,所述移动电源包括电源管理模块、电源控制模块、充电通信模块以及电池,其中:
所述电源管理模块的信号端与所述电源控制模块的第一信号端电连接,所述充电通信模块的信号端与所述电源控制模块的第二信号端电连接,所述电源管理模块的开关节点端用于与所述电池电连接,所述充电通信模块的接地端用于接地,所述充电通信模块的电源端、所述电源管理模块的电源端用于电连接外接电压源;
所述电源管理模块,用于在所述充电通信模块与所述外接电压源接通后,与所述电源控制模块进行通信,对所述电池进行充电。
作为一种可选的实施方式,所述移动电源还包括电压检测模块,所述电压检测模块的输入端用于电连接所述外接电压源,所述电压检测模块的输出端与所述电源控制模块的模数转换信号端电连接;
所述电压检测模块,用于检测所述电池的充电电压的状态,所述状态包括异常状态或者正常状态。
作为一种可选的实施方式,所述电压检测模块包括第一电阻、稳压管、第一电容以及模数转换器,其中:
所述稳压管的负极分别与所述第一电阻的一端、所述模数转换器的一端、所述第一电容的一端以及所述稳压管的参考极电连接;
所述稳压管的参考级分别与所述模数转换器的一端以及所述第一电容的一端电连接;
所述模数转换器的另一端与所述电源控制模块的模数转换信号端电连接;
所述第一电阻的另一端用于电连接所述外接电压源,所述稳压管的正极、所述第一电容的另一端分别用于接地。
作为一种可选的实施方式,所述电源管理模块的信号端包括第一时钟端、第一数据端以及第一中断端,所述电源控制模块的第一信号端包括第二时钟端、第二数据端以及第二中断端;
其中,所述电源管理模块的信号端与所述电源控制模块的第一信号端电连接具体的:
所述电源管理模块的所述第一时钟端、所述第一数据端与所述第一中断端分别与所述电源控制模块的所述第二时钟端、所述第二数据端与所述第二中断端电连接。
作为一种可选的实施方式,所述移动电源还包括放电模块,其中:
所述放电模块,用于与外接电子设备电连接,并将所述电池的电量放电给所述外接电子设备。
作为一种可选的实施方式,所述放电模块包括升压子模块、电流变换子模块以及放电子模块,其中:
所述升压子模块的一端用于与所述电池的正极电连接,所述升压子模块的另一端与所述电源管理模块电连接;所述电流变换子模块的一端用于接地,所述电流变换子模块的另一端与所述电源管理模块电连接;所述放电子模块的一端用于电连接所述外接电子设备,所述放电子模块的另一端与所述电源管理模块电连接。
作为一种可选的实施方式,所述升压子模块包括电感、第二电容、第三电容以及第二电阻,其中:
所述第二电容的一端、所述电感的一端、所述第二电阻的一端以及所述电源管理模块的电压检测端分别用于电连接所述电池的正极,所述电感的另一端与所述电源管理模块的开关节点端和悬空端、所述第三电容的一端电连接,所述第三电容的另一端与所述电源管理模块电连接,所述第二电容的另一端用于接地。
作为一种可选的实施方式,所述电流变换子模块包括第四电容、第五电容、第六电容以及第三电阻,其中:
所述第四电容的一端分别与所述第五电容的一端、所述第三电阻的一端、所述电源管理模块的电流正检测端、所述电源管理模块的引脚端电连接;
所述第三电阻的一端分别与所述第五电容的一端、所述第六电容的一端、所述电源管理模块的电流正检测端、所述电源管理模块的引脚端电连接;
所述第三电阻的另一端分别与所述第五电容的另一端、所述电源管理模块的电流负检测端、所述电源管理模块的电压管理端、所述第六电容的一端电连接;
所述第六电容的另一端和所述第四电容的另一端分别用于接地。作为一种可选的实施方式,所述移动电源还包括温度保护模块,其中:
所述温度保护模块的一端与所述电源管理模块电连接,所述温度保护模块的另一端用于接地。
作为一种可选的实施方式,所述移动电源还包括电池电量测量模块,其中:
所述电池电量测量模块的一端与所述电源管理模块电连接,所述电池电量测量模块的另一端用于接地。
与现有技术相比,本实用新型实施例具有以下有益效果:
本实用新型实施例中,提供了一种移动电源,该移动电源包括电源管理模块、电源控制模块、充电通信模块以及电池,其中:电源管理模块的信号端与电源控制模块的第一信号端电连接,充电通信模块的信号端与电源控制模块的第二信号端电连接,电源管理模块的开关节点端用于与电池电连接,充电通信模块的接地端用于接地,充电通信模块的电源端、电源管理模块的电源端用于电连接外接电压源;电源管理模块,用于在充电通信模块与外接电压源接通后,与电源控制模块进行通信,对电池进行充电。可见,实施本实用新型实施例通过电源管理模块结合电源控制模块对电池进行充电管理,减少了电源控制模块的负担,能够简化电池,也即移动电源,的充电电路,以及提高电池充电的稳定性;还能够降低移动电源的成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本实用新型公开了一种移动电源,能够通过电源管理模块结合电源控制模块对电池进行充电管理,减少了电源控制模块的负担,能够简化电池,也即移动电源,的充电电路,以及提高电池充电的稳定性;还能够降低移动电源的成本。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1,图1是本实用新型实施例公开的一种移动电源的结构示意图。如图1所示,该移动电源可以包括:电源管理模块100、电源控制模块 200、以及充电通信模块300,其中:
电源管理模块100的信号端M与电源控制模块200的第一信号端N电连接,充电通信模块300的信号端与电源控制模块200的第二信号端P电连接,电源管理模块100的开关节点端用于与电池电连接,充电通信模块 300的接地端用于接地,充电通信模块300的电源端、电源管理模块100的电源端用于电连接外接电压源;
电源管理模块100,用于在充电通信模块300与外接电压源接通后,与电源控制模块200进行通信,对电池进行充电。
本实用新型实施例中,可选的,电源管理模块100的信号端M包括第一时钟端M1、第一数据端M2以及第一中断端M3,电源控制模块200的第一信号端N包括第二时钟端N1、第二数据端N2以及第二中断端N3;其中,电源管理模块100的信号端M与电源控制模块200的第一信号端N电连接具体的:电源管理模块100的第一时钟端M1、第一数据端M2以及第一中断端M3分别与电源控制模块200的第二时钟端N1、第二数据端N2 以及第二中断端N3电连接。
本实用新型实施例中,可选的,电源管理模块100可以是SW6008模块等任意能够实现对电池进行充放电管理的模块,电源控制模块200可以是STC8G等任意能够与电源管理模块100进行通信控制对电池的充放电进行控制的模块。
该可选的实施例中,充电通信模块300,用于接通外接电压源在电源管理模块100以及电源控制模块200的控制下将外接电压源的电量充进电池。可选的,充电通信模块300的信号端包括信号接收端与信号发送端。其中,充电通信模块300的信号接收端用于与外接电源的信号接收端电连接,充电通信模块300的信号发送端用于与外接电源的信号发送端电连接。其中,外接电压源包括智能充电机柜或者非智能充电机柜,例如:家庭USB接口充电。具体的:外接电压源具有PogoPIN公座(也称为顶针)。其中,外接电压源的PogoPIN公座包括外接电压源的信号发送端和外接电压源的信号接收端,相对应的,充电通信模块300存在对应的PogoPIN母座。通过信号接收端和信号发送端为移动电源充电。
可见,实施图1所描述的移动电源能够通过电源管理模块结合电源控制模块对电池进行充电管理,减少了电源控制模块的负担,能够简化电池 (也即移动电源)的充电电路,以及提高电池充电的稳定性;还能够降低移动电源的成本。
在一个可选的实施例中,如图2所示,移动电源还可以包括电压检测模块400,电压检测模块400的输入端用于电连接外接电压源,电压检测模块400的输出端与电源控制模块200的模数转换信号端Q电连接;电压检测模块400,用于检测电池的充电电压的状态,状态包括异常状态或者正常状态。
该可选的实施例中,可选的,电压检测模块400包括第一电阻R1、稳压管D1、第一电容C1以及模数转换器A,其中:
稳压管D的负极分别与第一电阻R1的一端、模数转换器A的一端、第一电容C1的一端以及稳压管D1的参考极电连接;稳压管D1的参考级分别与模数转换器A的一端以及第一电容C1的一端电连接;模数转换器A 的另一端与电源控制模块200的模数转换信号端Q电连接;第一电阻R1 的另一端用于电连接外接电压源,稳压管D1的正极、第一电容C1的另一端分别用于接地。
该可选的实施例中,稳压管D1可以是TL431可控精准稳压源等产生精准电压的稳压管。
可见,该可选的实施例加入电压检测模块,既能够通过稳压管产生精准稳定的电压供给电源控制模块,还能够在对电池充电的过程中,对电池的充电电压进行检测,能够对电池的充电电压的异常,例如:稳定性、是否低于正常充电电压,进行监测,有利于提高电池充电的稳定性以及准确性,以及能够减少由于电压过高损坏电池或者电压过低导致无法及时充满电的发生情况。
在另一个可选的实施例中,如图2所示,移动电源还包括放电模块500,其中:放电模块500,用于与外接电子设备电连接,并将电池的电量放电给外接电子设备。
在该可选的实施例中,可选的,如图2所示,放电模块500包括升压子模块501、电流变换子模块502以及放电子模块503,其中:
升压子模块501的一端用于与电池的正极电连接,升压子模块501的另一端与电源管理模块100电连接;电流变换子模块502的一端用于接地,电流变换子模块502的另一端与电源管理模块100电连接;放电子模块503 的一端用于电连接外接电子设备,放电子模块503的另一端与电源管理模块100的电压输出端O电连接。
在该可选的实施例中,可选的,如图2所示,升压子模块501包括电感L、第二电容C2、第三电容C3以及第二电阻R2,其中:
第二电容C2的一端、电感L的一端、第二电阻R2的一端以及电源管理模块的电压检测端V用于电连接电池的正极,电感L的另一端与电源管理模块的开关节点端S和悬空端NC、第三电容C3的一端电连接,第三电容C3的另一端电连接电源管理模块100的驱动端Y,第二电容C2的另一端用于接地。
该可选的实施例中,可选的,第二电容C2可以单个电容,也可以为并联的多个电容,例如:2个,第二电容C2,用于滤除从电池出来的电流的交流成分,保留直流成分,可选的,第二电容C2的大小可以等于10uF;电感L,用于将电池出来的电压进行升压,并将升压后的电压输入给电源管理模块100,可选的,电感L的大小可以等于1uH;第六电容C6,用于抬高经过电感L升压后的电压,以驱动电源管理模块100,可选的,第六电容 C6的大小可以等于0.1uF。
在该可选的实施例中,可选的,如图2所示,电流变换子模块502包括第四电容C4、第五电容C5、第三电容C6以及第三电阻R3,其中:
第四电容C4的一端分别与第五电容C5的一端、第三电阻R3的一端、电源管理模块100的电流正检测端E、电源管理模块100的引脚端F电连接;
第三电阻R3的一端分别与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、电源管理模块100的电流正检测端E、电源管理模块100的引脚端F电连接;
第三电阻R3的另一端分别与第五电容C5的另一端、电源管理模块100 的电流负检测端H、电源管理模块100的电压管理端Z、第六电容C6的一端电连接;
第六电容C6的另一端和第四电容C4的另一端分别用于接地。
可见,该可选的实施例通过将移动电源的放电管理功能承载在电池管理模块上,进一步减轻了电池控制模块的负担,提高了移动电源的放电稳定性以及准确性。
在该可选的实施例中,可选的,图2中未示出,移动电源还包括温度保护模块,其中:
温度保护模块的一端与电源管理模块100电连接,温度保护模块的另一端用于接地。
该可选的实施例中,当电池处于充电状态或者放电状态时,温度保护模块会测量电池的充电温度或者放电温度,并将充电温度的数据或者放电温度的数据存储至电源管理模块100的寄存器中,且当充电温度或者放电温度存在异常,例如:超过预设温度60℃,或者,超过预设温度60℃的持续时长大于等于预设持续时长10分钟,将异常温度上报至电源管理模块 100,并由电源管理模块100通过第一时钟端M1、第一数据端M2、第二时钟端N1以及第二数据端N2上报至电源控制模块200,从而由电源控制模块200控制电池充电的关闭。
可见,该可选的实施例通过增加温度保护模块对电池在进行充电或者放电过程的温度进行测量,能够在电池温度过高时控制充电或者放电关闭,减少电池或者器件被烧坏的发生情况,进一步降低了电源控制模块的控制负担,进一步提高电池充电的稳定性,以及有利于提高移动电源的寿命。
在该可选的实施例中,可选的,图2中未示出,移动电源还包括电池电量测量模块,其中:
电池电量测量模块的一端与电源管理模块100电连接,电池电量测量模块的另一端用于接地。
该可选的实施例中,当电池处于充电状态时,电池电量测量模块会监测电池的充电电量,并将电池的充电电量的数据存储至电源管理模块100 的寄存器中,当电池的充电电量达到可使用水平时,例如:电池的充电电量大于等于80%的饱和电量,通过电源管理模块100将电池的充电电量达到可使用水平的数据通过第一时钟端M1、第一数据端M2、第二时钟端N1 以及第二数据端N2上报至电源控制模块200,电源控制模块200接收到该数据之后,控制电池的充电开关关闭,并输出移动电源可使用的提示。
该可选的实施例中,当处于放电状态时,电池电量测量模块会监测电池的放电电量,并将电池的放电电量的数据存储至电源管理模块100的寄存器中,当电池的放电电量达到需要充电水平时,例如:电池的充电电量小于等于20%的饱和电量,通过电源管理模块100将电池的放电电量的数据通过第一时钟端M1、第一数据端M2、第二时钟端N1以及第二数据端 N2上报至电源控制模块200,电源控制模块200接收到该数据之后,输出需要为移动电源充电的提示。
可见,该可选的实施例通过增加电池电量测量模块对电池的电量进行测量,既能够在电池电量达到可使用电量时控制充电关闭,防止电池过充,保护电池,又能够在电池电量较低时,告知电源管理模块,并由电源管理模块输出充电提示或者告知电源控制模块输出充电提示,减少进一步降低了电源控制模块的控制负担,进一步提高电池充电的稳定性。
实施例二
结合如图1和图2说明本实用新型移动电源的工作原理,具体如下:
当需要对电池充电时,即当电源管理模块100的电源端存在电压时,电源管理模块100产生中断信号,并经过电源管理模块100第一中断端M3 以及电源控制模块200的第二中断端N3将中断信号发送至电源控制模块 200,电源控制模块200接收到中断信号之后,若当前正在处理其他任务,则中断其他任务,若处于休眠状态,则从休眠中唤醒,继而通过第二时钟端N1、第二数据端N2以及第一时钟端M1、第一数据端M2访问电源管理模块100请求获取电池数据(例如:电池的充电电压、充电温度、充电电流以及电池电量等),电池管理模块100接收到请求之后,在其寄存器中查询电池数据,并通过第一时钟端M1、第一数据端M2以及二时钟端N1、第二数据端N2反馈给电源控制模块200,电源控制模块200接收到电管管理模块100反馈的数据之后,若判断出存在电池进行充电,则区分电源控制模块200与充电通信模块300电连接的信号接收端和信号发送端,并接收外接电压源通过充电通信模块300的信号端发送的访问信号,以及将访问信号通过第二时钟端N1、第二数据端N2以及第一时钟端M1、第一数据端M2反馈给电源管理模块100,以触发对电池进行充电,并触发电源管理模块100对电池充电的数据进行管理。进一步的,在对电池充电的过程中,电压检测模块400通过模数转换器A采集电源控制模块200的充电数据位,并根据充电数据位以及稳压管D1的电压确定电池的充电电压,以及将电池的充电电压与确定出的正常充电电压进行比较,得到电池的充电电压情况,并通过模数转换器A发送至电源控制模块200,以使得电源控制模块200将电池的充电电压情况发生至显示终端进行显示。
当检测到移动电源外接电子设备(例如:手机)时,电流从电池出来,经过升压子模块501的第二电阻R2和第二电容C2组成的RC振荡电路滤除高频电流,并经由电感L对电池出来的电压进行升压,以及经过电流电容抬高经过电感L升压后的电压,以驱动电源管理模块100,电流流向电流变换子模块502的第六电容C6对从电源管理模块100出来的电流的高频成分进行滤除,并经由第五电容C5对从电源管理模块100出来的高频电流进行滤波,以及经第三电阻R3对从电源管理模块100输出的电流分流,以及通过第四电容C4进行滤波得到稳定的直流信号,输入到电源管理模块100,放电子模块503将从电源管理模块100电流传输至外接电子设备,从而对外接电子设备进行充电,即对电池进行放电。
进一步的,电池在充电或者放电的过程中,电源控制模块200通过第二时钟端N1、第二数据端N2以及第一时钟端M1、第一数据端M2和电源管理模块100进行通信,当从电源管理模块100中查询到电池充电数据或者放电数据发生异常时,通过电源控制模块200控制电池关闭,以保护移动电源。其中,充电数据包括充电电压、充电电流、充电温度、充电电量等中的至少一种,放电数据包括放电电压、放电电流、放电温度、放电电量等中的至少一种。
最后应说明的是:以上对本实用新型实施例公开的一种移动电源进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。