一種多功能智能移動電源的制作方法

一種多功能智能移動電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種多功能智能移動電源，包括殼體，殼體的內部設有鋰電池模塊、電源管理模塊、中央控制模塊、多路傳感器模塊、空氣凈化模塊和照明模塊，中央控制模塊的第一信號輸出端與狀態指示顯示燈相連，鋰電池模塊的輸出端與中央控制模塊的第二信號輸入端相連，中央控制模塊的第二信號輸出端與電源管理模塊的輸入端相連；空氣凈化模塊位于中央控制模塊下方，鋰電池模塊上方，設有固定架和依次設于固定架上的除臭過濾器、活性炭過濾器、HEAP過濾器和風機，在排風通道中安裝有紫外燈。本實用新型用于在實現移動電源的基礎上設置多路傳感器模塊、空氣凈化模塊和照明模塊，使得移動電源兼具空氣檢測和照明的功能。
【專利說明】-種多功能智能移動電源

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于移動電源【技術領域】，特別地涉及一種多功能智能移動電源。

【背景技術】
[0002] 移動電源（Mobile Power Pack，MPP)，是一種集供電和充電功能于一體的便攜式 充電器，可以給手機等數碼設備隨時隨地充電或待機供電。一般由鋰電池作為儲電單元，使 用方便快捷。
[0003] 隨著移動電源的發展，其種類也越來越多，如分體疊加型，AC插頭型和內置充電線 型。以上的智能移動電源仍然存在功能單一的問題。特別是針對現階段中國大氣PM2. 5超 標的問題，實有必要設計一種既可用于充電，又可用于PM2. 5粉塵檢測和調節粉塵量的智 能移動電源。 實用新型內容
[0004] 為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種多功能智能移動電源，用于在 實現移動電源的基礎上設置多路傳感器模塊、空氣凈化模塊和照明模塊，使得移動電源兼 具空氣檢測和照明的功能。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：
[0006] -種多功能智能移動電源，包括殼體，所述殼體的內部設有鋰電池模塊、電源管理 模塊、中央控制模塊、多路傳感器模塊、空氣凈化模塊和照明模塊，其中鋰電池模塊位于殼 體底部，設于固定架上，與電源管理模塊、中央控制模塊、多路傳感器模塊、空氣凈化模塊、 照明模塊通過導線相連；電源管理模塊位于殼體上方；中央控制模塊位于電源管理模塊下 方，與多路傳感器模塊、空氣凈化模塊、照明模塊有導線相連；多路傳感器模塊位于中央控 制模塊下方，空氣凈化模塊側旁，設有粉塵傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器，多路傳感器 模塊側壁有狀態指示顯示燈；粉塵傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器的信號輸出端與中 央控制模塊的第一信號輸入端連接，中央控制模塊的第一信號輸出端與狀態指示顯示燈相 連，鋰電池模塊的輸出端與中央控制模塊的第二信號輸入端相連，中央控制模塊的第二信 號輸出端與電源管理模塊的輸入端相連；空氣凈化模塊位于中央控制模塊下方，鋰電池模 塊上方，設有固定架和依次設于固定架上的除臭過濾器、活性炭過濾器、HEAP過濾器和風 機，在排風通道中安裝有紫外燈；照明模塊位于殼體外側，利用一體式殼體外殼散熱。
[0007] 優選地，所述的中央控制模塊采用PIC18F45K20作為主芯片，其第7管腳VDD，第 28管腳VDD，第18管腳RE3接5V USB輸出模塊鋰電池模塊的5V輸出電壓，第19管腳RA0 連接溫濕度傳感器的輸出端，第20管腳RA1連接粉塵傳感器的輸出端，第21管腳RA2連接 空氣凈化模塊的開關控制端。
[0008] 優選地，所述電源管理模塊采用電池充電管理芯片CN3703,其第1管腳VG輸入 7. 5-28V的電源輸入端電壓，第4管腳CHRG連接充電指示燈D4,第5管腳DONE連接充滿 指示燈D5,第6管腳TEMP連接負溫度系統熱敏電阻后連接電源輸入端，第7管腳E0C連接 Rext后連接電源輸入端，第14管腳BAT連接鋰電池模塊的一端并連接RCS的一端，第13管 腳CSP連接RCS的另一端并連接電感L1的一端，第19管腳連接場效應管IRF4905的柵極， IRF4905的源極連接電源輸入端，IRF4905的漏極連接第一二極管的正極，第一二極管的負 極連接第一電感的另一端。
[0009] 優選地，所述鋰電池模塊包括8524芯片過充過放保護電路，鋰電池和5V USB接口 充電模塊，所述8524芯片過充過放保護電路的輸入端連接電源管理模塊的一輸出端，8524 芯片過充過放保護電路的第15管腳VC1，第14管腳VC2和第13管腳VC3分別連接串聯的 第一鋰電池 BT1，第二鋰電池 BT2和第三鋰電池 BT3的正極，第12管腳VC 1連接第三鋰電池 BT3的負極，其中一節鋰電池的正負極分別5V USB接口充電模塊的輸入端，5V USB接口充 電模塊的輸出端連接USB接口。
[0010] 優選地，所述5V USB充電模塊采用升壓芯片FP6733為主芯片，其第4管腳LX連 接第二電感L2后連接一節鋰電池的正極，第5管腳VDD連接第二十七電容后連接一節鋰電 池的負極，第6管腳FB連接串聯的第二十四電阻和第二十五電阻的串聯端，第1管腳CE連 接第5管腳VDD并連接第二十四管腳的另一端，第3管腳GND連接一節鋰電池的負極并和 第二十五電容的一端連接，第二十五電容的另一端連接第五二極管的負極和第二十四電阻 的另一端，第五二極管的正極連接第4管腳LX。
[0011] 優選地，所述空氣凈化模塊包括風扇和開關電路，所述開關電路包括第一場效應 管Ql，NPN三極管Q2和PNP三極管Q3, NPN三極管Q2的基極與PNP三極管Q3的基極，發射 極與發射極連接，基極連接端串接第四電阻后連接主控模塊的一輸出端，發射極連接端串 接第三電阻后連接第一場效應管的柵極，第一場效應管的漏極連接風扇電機的一端，PNP三 極管的集電極連接風扇電機的另一端。
[0012] 優選地，鋰電池為18650鋰離子電池。
[0013] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：
[0014] (1)采用18650的鋰電池，超大容量，轉換效率高，不僅有常規的5V輸出，而且還有 12V輸出；
[0015] ⑵多重保護：過充保護、過載保護、過流保護、過溫保護以及短路保護等。用戶超 安全，超人性化。
[0016] (3)多路傳感器，可精確檢測環境的溫濕度、粉塵PM2. 5值，如果超過人工標定的 值將自動開啟風扇凈化環境，是環境維持在一個相對穩定、適合的狀態中，小型智能家居。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的各模塊位置結構示意圖；
[0018] 圖2為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的模塊連接圖；
[0019] 圖3為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的中央控制模塊的電路結構圖；
[0020] 圖4為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的電源管理模塊的電路結構圖；
[0021] 圖5為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的鋰電池模塊的電路結構圖；
[0022] 圖6為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的多路傳感器模塊的電路結構 圖；
[0023] 圖7為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的空氣凈化模塊的電路結構圖。

【具體實施方式】
[0024] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025] 相反，本實用新型涵蓋任何由權利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的 替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對 本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有 這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。
[0026] 參見圖1與圖2,圖1為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的各模塊位置結 構示意圖，圖2為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的模塊連接圖，其包括殼體10， 所述殼體的內部設有鋰電池模塊101、電源管理模塊102、中央控制模塊103、多路傳感器模 塊104、空氣凈化模塊105和照明模塊106,其中鋰電池模塊101位于殼體底部，設于固定架 上，與電源管理模塊102、中央控制模塊103、多路傳感器模塊104、空氣凈化模塊105、照明 模塊106通過導線相連；電源管理模塊102位于殼體上方；中央控制模塊103位于電源管理 模塊102下方，與多路傳感器模塊104、空氣凈化模塊105、照明模塊106有導線相連；多路 傳感器模塊104位于中央控制模塊103下方，空氣凈化模塊105側旁，設有粉塵傳感器、煙 霧傳感器、溫濕度傳感器，多路傳感器模塊側壁有狀態指示顯示燈；粉塵傳感器、煙霧傳感 器、溫濕度傳感器的信號輸出端與中央控制模塊的第一信號輸入端連接，中央控制模塊的 第一信號輸出端與狀態指示顯示燈相連，鋰電池模塊101的輸出端與中央控制模塊103的 第二信號輸入端相連，中央控制模塊103的第二信號輸出端與電源管理模塊102的輸入端 相連；空氣凈化模塊105位于中央控制模塊103下方，鋰電池模塊101上方，設有固定架和 依次設于固定架上的除臭過濾器、活性炭過濾器、HEAP過濾器和風機，在排風通道中安裝有 紫外燈；照明模塊106位于殼體外側，利用一體式殼體外殼散熱。
[0027] 參見圖3,所示為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的中央控制模塊103 的電路結構圖。中央控制模塊采用PIC18F45K20作為主芯片，其第7管腳VDD，第28管腳 VDD，第18管腳RE3接5V USB輸出模塊鋰電池模塊的5V輸出電壓，第19管腳RA0連接溫 濕度傳感器的輸出端，第20管腳RA1連接粉塵傳感器的輸出端，第21管腳RA2連接空氣凈 化模塊的開關控制端。
[0028] 參見圖4,所示為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的電源管理模塊的電 路結構圖。電源管理模塊采用電池充電管理芯片CN3703,其第1管腳VG輸入7. 5-28V的電 源輸入端電壓，第4管腳CHRG連接充電指示燈D4，第5管腳DONE連接充滿指示燈D5，第6 管腳TEMP連接負溫度系統熱敏電阻后連接電源輸入端，第7管腳E0C連接Rext后連接電源 輸入端，第14管腳BAT連接鋰電池模塊的一端并連接RCS的一端，第13管腳CSP連接RCS 的另一端并連接電感L1的一端，第19管腳連接場效應管IRF4905的柵極，IRF4905的源極 連接電源輸入端，IRF4905的漏極連接第一二極管的正極，第一二極管的負極連接第一電感 的另一端。參見圖5,所示為本實用新型實施例的多功能智能移動電源的鋰電池模塊的電路 結構圖，鋰電池模塊包括8524芯片過充過放保護電路，鋰電池和5V USB接口充電模塊，所 述8524芯片過充過放保護電路的輸入端連接電源管理模塊的一輸出端，8524芯片過充過 放保護電路的第15管腳VC1，第14管腳VC2和第13管腳VC3分別連接串聯的第一鋰電池 BT1，第二鋰電池 BT2和第三鋰電池 BT3的正極，第12管腳VC1連接第三鋰電池 BT3的負極， 其中一節鋰電池的正負極分別5V USB接口充電模塊的輸入端，5V USB接口充電模塊的輸出 端連接USB接口。其中鋰電池采用三節單節標稱電壓一般為：3. 6V或3. 7V的18650磷酸鐵 鋰鋰電池串聯，每節充電電壓一般為：4. 20V，最小放電終止電壓一般為：2. 75V，每節容量： lOOOmAh以上，充分發揮鋰電池的容量大、壽命長、安全性能高、電壓高等特點。電源管理模 塊采用PWM降壓模式三節鋰電池充電管理芯片CN3703,獨立對三節鋰電池充電進行自動管 理，寬輸入電壓范圍，充電電流可達5A，對深度放電的電池進行涓流充電，當電池電壓低于 8. 4V時，CN3703用所設置的恒流充電電流的15%對電池進行涓流充電，在恒壓充電階段， 充電電流逐漸減小，當充電電流降低到外部電阻所設置的值時，充電結束。恒流充電電流由 連接于CSP管腳和BAT管腳之間的電流檢測電阻RCS設置，在恒壓充電模式，電池電壓為 12. 6V，精度為1%。當VCC管腳電壓大于低壓鎖存閾值，并且大于電池電壓時，充電器正常 工作，對電池充電。如果電池電壓低于8. 4V，充電器自動進入涓流充電模式，此時充電電流 為所設置的恒流充電電流的15%。當電池電壓大于8. 4V，充電器進入恒流充電模式，此時 充電電流由內部的200mV基準電壓和一個外部電阻RCS設置，即充電電流為200mV/RCS。當 電池電壓繼續上升接近恒壓充電電壓時，充電器進入恒壓充電模式，充電電流逐漸減小。當 充電電流減小到E0C管腳電阻設置的值時，充電結束，DRV管腳輸出高電平。漏極開路輸出 管腳內部的晶體管關斷，輸出為高阻態；另一個漏極開路輸出管腳內部的晶體管接通，輸出 低電平，以指示充電結束狀態。在充電結束狀態，如果斷開輸入電源，再重新接入，將開始一 個新的充電周期；如果電池電壓下降到再充電閾值12V，那么也將自動開始新的充電周期。 當輸入電壓掉電時，CN3703自動進入睡眠模式，內部電路被關斷，這樣可以減少電池的電流 消耗，延長待機時間。為了監測電池溫度，需要在TEMP管腳和GND管腳之間連接一個10k Ω 的負溫度系數的熱敏電阻。如果電池溫度超出正常范圍，充電過程將被暫停，直到電池溫 度回復到正常溫度范圍內為止。CN3703內部還有一個過壓比較器，當BAT管腳電壓由于負 載變化或者突然移走電池等原因而上升時，如果BAT管腳電壓上升到恒壓充電電壓的1. 08 倍時，過壓比較器動作，關斷片外的P溝道M0S場效應晶體管，充電器暫時停止，直到BAT管 腳電壓回復到恒壓充電電壓或一下。在充電結束狀態，如果電池電壓下降到12V時，自動開 始新的充電周期。當輸入電源掉電或者輸入電壓低于電池電壓時，CN3703自動進入低功耗 的睡眠模式，并具體電池溫度監測功能，自動再充電功能等，并同時采用S-8254IC如圖三 對串聯用鋰離子可充電池進行保護，本芯片內置高精度電壓檢測電路和延遲電路，通過SEL 端子的切換，可對應3節串聯或者是4節串聯用的電池保護，和外接部件的容量可設置過充 電檢測延遲時間、過放電檢測延遲時間和過電流檢測延遲時間通過控制端子可以控制充放 電，對各節電池的高精度電壓檢測功能，過電流檢測等功能，寬工作電壓范圍，寬工作溫度 范圍，低消耗電流工作時僅30 μ A，休眠時僅0. 1 μ A。
[0029] 參見圖6,所示為本實用新型實施例的多路傳感器模塊的電路結構圖，溫濕度傳感 器采用型號為DMT11的溫濕度傳感器，其第3管腳VCC連接鋰電池模塊的5V電源輸出端， 第2管腳Vout與中央控制芯片PIC18F45K20的19管腳RA0連接，粉塵傳感器采用型號為 DHT11的粉塵傳感器，其第1管腳VCC連接鋰電池模塊的5V電源輸出端，第2管腳Dout與 中央控制芯片PIC18F45K20的20管腳RA1連接，第1管腳VCC連接第二電阻R2的一端，第 4管腳GND連接第二電容C2的一端，R2的另一端和C2的另一端與第2管腳Dout連接。
[0030] 參見圖7,所示為本實用新型實施例的空氣凈化模塊的電路結構圖，空氣凈化模 塊包括風扇和開關電路，所述開關電路包括第一場效應管Ql，NPN三極管Q2和PNP三極管 Q3, NPN三極管Q2的基極與PNP三極管Q3的基極，發射極與發射極連接，基極連接端串接 第四電阻后連接主控模塊的一輸出端，發射極連接端串接第三電阻后連接第一場效應管的 柵極，第一場效應管的漏極連接風扇電機的一端，PNP三極管的集電極連接風扇電機的另一 端。
[0031] 以上設置的多功能智能移動電源，其工作過程如下：
[0032] (1)作為移動電源工作時，220V交流電經電源適配器整合為24V的直流電輸入。經 過CN7303和精工8524完成變壓、穩壓、保護的功能為鋰電池充電，可輸出穩定的5V、12V，超 大容量為手機、pad等充電。
[0033] (2)當中央控制模塊工作時，鋰電池模塊為各個傳感器供電。
[0034] (3)多路傳感器模塊工作時，可精確檢測環境的溫濕度、粉塵PM2. 5值，如果超過 人工標定的值將自動開啟風扇凈化環境。當需要電機開啟時，鋰電池為電機提供電源。
[0035] (4)當作為LED光源模塊使用時，鋰電池模塊為LED提供電源。
[0036] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種多功能智能移動電源，包括殼體（10)，其特征在于，所述殼體的內部設有鋰電 池模塊（101)、電源管理模塊（102)、中央控制模塊（103)、多路傳感器模塊（104)、空氣凈化 模塊（105)和照明模塊（106)，其中鋰電池模塊（101)位于殼體底部，設于固定架上，與電源 管理模塊（102)、中央控制模塊（103)、多路傳感器模塊（104)、空氣凈化模塊（105)、照明模 塊（106)通過導線相連；電源管理模塊（102)位于殼體上方；中央控制模塊（103)位于電源 管理模塊（102)下方，與多路傳感器模塊（104)、空氣凈化模塊（105)、照明模塊（106)有導 線相連；多路傳感器模塊（104)位于中央控制模塊（103)下方，空氣凈化模塊（105H則旁， 設有粉塵傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器，多路傳感器模塊側壁有狀態指示顯示燈；粉 塵傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器的信號輸出端與中央控制模塊的第一信號輸入端連 接，中央控制模塊的第一信號輸出端與狀態指示顯示燈相連，鋰電池模塊（101)的輸出端 與中央控制模塊（103)的第二信號輸入端相連，中央控制模塊（103)的第二信號輸出端與 電源管理模塊（102)的輸入端相連；空氣凈化模塊（105)位于中央控制模塊（103)下方，鋰 電池模塊（101)上方，設有固定架和依次設于固定架上的除臭過濾器、活性炭過濾器、HEAP 過濾器和風機，在排風通道中安裝有紫外燈；照明模塊（106)位于殼體外側，利用一體式殼 體外殼散熱。
2. 根據權利要求1所述的多功能智能移動電源，其特征在于，所述的中央控制模塊采 用PIC18F45K20作為主芯片，其第7管腳VDD，第28管腳VDD，第18管腳RE3接鋰電池模塊 的5V輸出電壓，第19管腳RA0連接溫濕度傳感器的輸出端，第20管腳RA1連接粉塵傳感 器的輸出端，第21管腳RA2連接空氣凈化模塊的開關控制端。
3. 根據權利要求1或2所述的多功能智能移動電源，其特征在于，所述電源管理模塊 采用電池充電管理芯片CN3703,其第1管腳VG輸入7. 5-28V的電源輸入端電壓，第4管腳 CHRG連接充電指示燈D4,第5管腳DONE連接充滿指示燈D5,第6管腳TEMP連接負溫度系 統熱敏電阻后連接電源輸入端，第7管腳E0C連接Rext后連接電源輸入端，第14管腳BAT 連接鋰電池模塊的一端并連接RCS的一端，第13管腳CSP連接RCS的另一端并連接電感L1 的一端，第19管腳連接場效應管IRF4905的柵極，IRF4905的源極連接電源輸入端，IRF4905 的漏極連接第一二極管的正極，第一二極管的負極連接第一電感的另一端。
4. 根據權利要求1或2所述的多功能智能移動電源，其特征在于，所述鋰電池模塊包 括8524芯片過充過放保護電路，鋰電池和5V USB接口充電模塊，所述8524芯片過充過放 保護電路的輸入端連接電源管理模塊的一輸出端，8524芯片過充過放保護電路的第15管 腳VC1，第14管腳VC2和第13管腳VC3分別連接串聯的第一鋰電池 BT1，第二鋰電池 BT2 和第三鋰電池 BT3的正極，第12管腳VC1連接第三鋰電池 BT3的負極，其中一節鋰電池的 正負極分別5V USB接口充電模塊的輸入端，5V USB接口充電模塊的輸出端連接USB接口。
5. 根據權利要求4所述的多功能智能移動電源，其特征在于，所述5V USB充電模塊采 用升壓芯片FP6733為主芯片，其第4管腳LX連接第二電感L2后連接一節鋰電池的正極，第 5管腳VDD連接第二十七電容后連接一節鋰電池的負極，第6管腳FB連接串聯的第二十四 電阻和第二十五電阻的串聯端，第1管腳CE連接第5管腳VDD并連接第二十四管腳的另一 端，第3管腳GND連接一節鋰電池的負極并和第二十五電容的一端連接，第二十五電容的 另一端連接第五二極管的負極和第二十四電阻的另一端，第五二極管的正極連接第4管腳 LX。
6. 根據權利要求1或2所述的多功能智能移動電源，其特征在于，所述空氣凈化模塊 包括風扇和開關電路，所述開關電路包括第一場效應管Ql，NPN三極管Q2和PNP三極管 Q3, NPN三極管Q2的基極與PNP三極管Q3的基極，發射極與發射極連接，基極連接端串接 第四電阻后連接主控模塊的一輸出端，發射極連接端串接第三電阻后連接第一場效應管的 柵極，第一場效應管的漏極連接風扇電機的一端，PNP三極管的集電極連接風扇電機的另一 端。
7. 根據權利要求1或2所述的多功能智能移動電源，其特征在于，鋰電池為18650鋰離 子電池。
【文檔編號】F21V33/00GK203871903SQ201420297910
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】劉敬彪, 李正雄, 張啟明, 李明成, 滕琨 申請人:杭州電子科技大學