專利名稱：多功能便攜式能量存儲器的制作方法
技術領域：
本實用新型公開一種能量儲存器，特別是一種電量儲存、AC和DC充電、 電量檢測、DC升壓輸出等適用于交流和直流雙向均能充電的多功能便攜式能量 儲存器。
技術背景目前，公知技術領域中便攜式能量存儲器(即POWERBANK)均是采用一 個內置電芯作為能量存儲器，電芯經過專用的充電器充電后存儲電能，使用時， 電芯輸出電能，經過一個升壓電路升壓后，將輸出電壓提高到5V對外供電。現 有技術中的能量存儲器存在其自身的不足，現有技術中的能量存儲器只能用DC 充電方式給其內置的電芯充電，但其配置的充電器發生故障或沒有專用的充電 轉接頭時，可能會發生無法充電的問題，同時使用者外出時，需攜帶與之配套 的充電器或充電轉接頭，給攜帶帶來很多不便。現有技術中的能量存儲器沒有 電量檢測功能，使用者在攜帶外出前不知道其內部電量的多少，給使用帶來很 多不便。現有技術中的能量存儲器在充電時不能放電，放電時不能充電，而且 不能通過電腦USB接口充電，也不能通過USB接口進行放電，使用不夠靈活。 發明內容針對上述提到的現有技術中的便攜式能量存儲器只能采用直流電進行充電 的缺點，本實用新型提供一種新的便攜式能量存儲器，其在輸入接口處連接有 降壓電路、交直流轉換電路、穩壓電路，可將高壓交流市電轉化成低壓直流電， 并通過穩壓電路穩壓后給本實用新型中的電芯充電，以實現交直流兩用充電的優點。本實用新型還在內部控制單元上連接有發光二極管，用來指示本實用新型 中的電芯內的電量多少，解決了現有技術中便攜式能量存儲器無法指示電芯內電量多少的問題。本實用新型還增加了一個輸入USB接口與充電管理單元連接， 可通過USB接口給本實用新型充電;本實用新型還增加了一個輸出USB接口與 供電接口并聯連接，可通過USB接口輸出供電。本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是 一種多功能便攜式能量儲 存器，包括電芯、充電接口、供電接口，外接電源通過充電接口給電芯充電， 電芯通過供電接口給外部供電，能量儲存器中包括AC-DC轉換單元、控制單元、 充電管理單元，充電接口與AC-DC轉換單元輸入端連接，外界交流電通過 AC-DC轉換單元轉換成直流電后輸入給充電管理單元，充電管理單元控制直流 電給電芯供電，電信通過供電接口給外部供電，控制單元控制充電管理單元工 作。本實用新型解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括所述的能量儲存器中包括有輸入USB接口 ，輸入USB接口分別與充電管理 單元電源輸入端和供電接口連接。所述的AC-DC轉換單元包括降壓部分、交直流轉換部分、穩壓部分，外界 交流電通過降壓部分降壓后輸入交直流轉換部分，經交直流轉換部分轉換成直 流電后輸入給穩壓部分，輸出穩定電壓至充電管理單元。所述的降壓部分采用阻容降壓電路。所述的控制單元數據端上連接有指示電芯電量的兩個或兩個以上的發光二 極管。所述的充電接口火線上串聯連接有保險管。所述的能量儲存器中包括有輸出USB接口，輸出USB接口與供電接口并聯 連接。所述的輸入USB接口與供電接口之間、充電管理單元與供電接口之間分別 設有場效應管，各場效應管的控制端分別與控制單元的數據端連接。本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單、功能多樣，可利用外接 直流電對本實用新型進行充電，也可利用外接交流電對本實用新型進行充電， 還可通過USB接口利用電腦對本實用新型進行充電，充電方式多樣，使用靈活。 本實用新型內部還設有電量指示燈，能方便的知道本實用新型內的電芯電量。 本實用新型內設有電池過放保護、輸出過流保護等模塊，可有效地保護本實用 新型不被損壞。本實用新型可以通過供電接口或通過USB接口給外部供電，供 電方式靈活多樣。下面將結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖1為本實用新型電路結構框圖。圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
本實施例為本實用新型優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施 例相同或近似的，均在本實用新型保護范圍之內。請參看附圖1和附圖2，本實用新型主要包括AC-DC轉換單元、控制單元、 充電管理單元、充電接口、供電接口、電芯等幾部分構成，充電接口、供電接 口和電芯與現有技術中的結構相同，電芯作為本實用新型的儲能元件，用來存儲電能。本實用新型采用交流市電進行供電，交流市電通過降壓部分降壓后輸 入給交直流轉換部分，本實施例中，降壓部分采用阻容降壓電路，其中，在零線與火線之間串聯連接有電阻RX1和電阻RX2，與串聯的電阻RX1和電阻RX2 并聯連接有電容CX1，火線上還串聯連接有電阻R1和電感L1，本實用新型中， 通過此電路將交流市電轉換成低壓交流電，輸入給交直流轉換部分。為了防止 高壓脈沖對本實用新型造成的損壞，在本實施例中的零線和火線之間串聯連接 有壓敏電阻MOVl，在電源輸入的火線上串聯連接有保險管F1，以防止電流過 大而對本實用新型造成損壞。經降壓部分降壓后的交流市電通過整流橋轉換成 近似低壓直流電，輸入至AC-DC芯片Ul中，經過AC-DC芯片Ul轉換成直流 電后輸出給穩壓部分。本實施例中，AC-DC芯片Ul采用LD7535芯片。本實施 例中，穩壓部分采用光電耦合器U2和可調穩壓電源U3組成。光電耦合器U2 內的發光二極管與穩壓二極管ZD1串聯連接在電源正極和地之間，光電耦合器 U2內的光敏三極管連接在AC-DC芯片Ul中的FB引腳上，AC-DC芯片Ul的 電源輸出引腳0UT連接在場效應管Q1的控制端上，場效應管Q1連接在AC-DC 芯片Ul的SENSE引腳和電源正極之間。本實施例中，可調穩壓電源U3采用 三端可調分流基準源TL431，可調穩壓電源U3的調節控制端上連接有串聯的電 阻R31和電阻R32，通過調節電阻R31和電阻R32，可精確的調節和控制可調 穩壓電源U3的輸出電壓大小。可調穩壓電源U3輸出至充電管理單元，本實施 例中，充電管理單元的核心芯片采用鋰電池充電器電路U4，鋰電池充電器電路 U4采用CN3052A芯片。鋰電池充電器電路U4的正電源輸入端通過串聯的二極 管D6和場效應管Q2A與電源正極連接，場效應管Q2A的控制端連接在電阻 R12和電阻R13之間，電阻R12和電阻R13串聯連接，電阻R12與電源正極連接，電阻R13通過串聯連接的二極管D5和電容C19接地，二極管D5的正極與 電阻R13連接，電阻R13與二極管D5的公共端通過場效應管Q3A與電源正極 連接，二極管D5的負極與鋰電池充電器電路U4的正電源輸入端連接，供電接 口的正極通過依次串聯連接的穩壓二極管ZD5、電阻R14、電阻R15與電源正 極連接，場效應管Q3A的控制端連接在電阻R14和電阻15的公共端上。當供 電接口上沒有插接用電設備時，場效應管Q3A不導通，場效應管Q2A導通，正 電源通過場效應管Q2A給鋰電池充電器電路U4供電；當供電接口上插接有用 電設備時，場效應管Q3A導通，導通的場效應管Q3A將場效應管Q2A的控制 端拉低至低電平，場效應管Q2A不導通，正電源停止給鋰電池充電器電路U4 供電，直接輸出至供電接口。鋰電池充電器電路U4的BAT端與電芯的正極連 接，給電芯供電，本實施例中，電芯采用鋰電池BAT。鋰電池充電器電路U4 的使能端CE和充電狀態指示端CHAR分別與單片機U5的數據端連接，通過單 片機U5控制鋰電池充電器電路U4工作，并通過單片機U5識別鋰電池充電器 電路U4的充電狀態。本實用新型中還包括有控制單元，控制單元的核心為單片 機U5，本實施例中，單片機U5采用型號為EM78P347N的單片機芯片。控制 單元控制本實用新型的整體工作，單片機U5的第三引腳數據端上連接有場效應 管Q2B的控制端，場效應管Q2B串聯連接在電芯正極與供電接口正極之間，控 制電芯是否給外部設備供電；單片機U5的第十六引腳數據端上連接有場效應管 Q4的控制端，場效應管Q4連接在電芯的正極與負極之間，在緊急情況下，單 片機U5控制導通場效應管Q4，以避免本實用新型的損壞。單片機U5的第十二 引腳數據端上連接有開關SW，用于開啟、關閉本實用新型，和對本實用新型輸 入控制命令等。本實施例中，單片機U5的數據端，第二十引腳、第二十一引腳上連接有雙色發光二極管LED4，第二十二引腳上連接有發光二極管LED3，第 二十三引腳上連接有發光二極管LED2，第二十四引腳上連接有發光二極管 LED1，發光二極管LED1、發光二極管LED2、發光二極管LED3用來指示電池 的容量，以使使用者更容易判斷出本實用新型內的電量，本實施例中，當電芯 電量小于10%時，發光二極管LED1、發光二極管LED2、發光二極管LED3全 部熄滅；當電芯電量為10% 40%時，發光二極管LED1點亮，發光二極管LED2、 發光二極管LED3熄滅；當電芯電量為40% 70%時，發光二極管LED1、發光 二極管LED2點亮，發光二極管LED3熄滅；當電芯電量為70%~100%時，發光 二極管LED1、發光二極管LED2、發光二極管LED3全部點亮。雙色二極管LED4 用來指示本實用新型的充電狀態，當充電正在進行時，雙色發光二極管LED4 的紅燈點亮；當充電完成后，雙色發光二極管LED4的綠燈點亮。為了使本實用新型使用更加靈活多樣，本實用新型中增加了 一個USB接口 作為電源輸入接口，輸入USB接口的正極通過二極管D5與鋰電池充電器電路 U4正電源輸入端連接，輸入USB接口的負極接地，本實施例中，輸入USB接 口采用迷你型USB接口 。本實用新型中還增加了一個USB接口作為電源輸出接 口，輸出USB接口與供電接口之間并聯連接，輸出USB接口與供電接口之間連 接有場效應管Q3B，場效應管Q3B的控制端與單片機U5的第一引腳數據端連 接，由單片機U5控制本實用新型是只有USB接口輸出，還是供電接口與輸出 USB接口一起輸出。本實用新型在使用時，可采用三種供電方式1、直流供電；2、交流供電； 3、 USB供電。由于本實用新型降壓部分不是采用變壓器降壓，而是采用阻容降 壓，所以，采用直流電供電時，直接將外接直流電源連接在充電接口上即可；采用交流市電供電時，將交流市電連接在充電接口上，高壓市電經過降壓部分降壓后，在通過整流電橋BR1進行整流，將交流電轉換成近似直流電。此部分 之后，直流供電和交流供電的工作方式相同，均是將輸入的電源輸出給穩壓模 塊，經過AC-DC芯片Ul處理后，轉換成直流電后輸出，再經過可調穩壓電源 U3穩壓后輸出給充電管理單元對本實用新型內的電芯進行充電。采用USB供電 時，只要將本實用新型的輸入USB接口通過USB數據線與電腦的USB接口進 行連接即可，電源可直接通過USB接口輸出給充電管理單元對本實用新型內的 電信進行充電。本實用新型對外供電時，可直接通過供電接口進行供電，也可 通過輸出USB接口進行供電。本實用新型在充電的同時，通過鋰電池充電器電路U4的充電狀態指示端 CHAR與單片機U5的一個數據端連接，實時檢測識別電芯內的電量，并通過與 單片機U5連接的四個發光二極管實時顯示電芯電量。本實用新型中還設有一個開關SW，通過開關SW可轉換本實用新型的工作 狀態，如開啟/關閉電池升壓功能、打開/關閉USB輸出等，其具體功能設定 由單片機U5內的程序實現。當無輸入無輸出IOS后，單片機U5自動進入睡眠 模式，當有AC輸入或有DC輸入或有開關動作時，單片機U5自動喚醒。本實用新型可通過AC和DC對內部電芯進行充電，并能檢測和顯示內置電 芯所儲存的能量。輸出采用標準的USB接口，很方便對能與電腦主板相連的各 型號手機及數碼產品充電，對于不能與電腦主板相連的產品，可以通過隨機配 套的轉接頭來實現充電。
權利要求1、一種多功能便攜式能量存儲器，包括電芯、充電接口、供電接口，外接電源通過充電接口給電芯充電，電芯通過供電接口給外部供電，其特征是所述的能量儲存器中包括AC-DC轉換單元、控制單元、充電管理單元，充電接口與AC-DC轉換單元輸入端連接，外界交流電通過AC-DC轉換單元轉換成直流電后輸入給充電管理單元，充電管理單元控制直流電給電芯供電，電芯通過供電接口給外部供電，控制單元控制充電管理單元工作。
2. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的能量 儲存器中包括有輸入USB接口 ，輸入USB接口分別與充電管理單元電源 輸入端和供電接口連接。
3. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的 AC-DC轉換單元包括降壓部分、交直流轉換部分、穩壓部分，外界交流 電通過降壓部分降壓后輸入交直流轉換部分，經交直流轉換部分轉換成直 流電后輸入給穩壓部分，輸出穩定電壓至充電管理單元。
4. 根據權利要求3所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的降壓 部分采用阻容降壓電路。
5. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的控制 單元數據端上連接有指示電芯電量的兩個或兩個以上的發光二極管。
6. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的充電 接口火線上串聯連接有保險管。
7. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的能量儲存器中包括有輸出USB接口，輸出USB接口與供電接口并聯連接。
8. 根據權利要求1所述的多功能便攜式能量存儲器，其特征是所述的輸入USB接口與供電接口之間、充電管理單元與供電接口之間分別設有場效應 管，各場效應管的控制端分別與控制單元的數據端連接。
專利摘要本實用新型公開一種多功能便攜式能量儲存器，特別是一種電量儲存、AC和DC充電、電量檢測、DC升壓輸出等適用于交流和直流雙向均能充電的能量儲存器。其包括電芯、充電接口、供電接口，外接電源通過充電接口給電芯充電，電芯通過供電接口給外部供電，能量儲存器中包括AC-DC轉換單元、控制單元、充電管理單元，充電接口與AC-DC轉換單元輸入端連接，外界交流電通過AC-DC轉換單元轉換成直流電后輸入給充電管理單元，充電管理單元控制直流電給電芯供電，電信通過供電接口給外部供電，控制單元控制充電管理單元工作。本實用新型結構簡單、使用靈活多樣，極大的方便用戶使用。
文檔編號H02J7/10GK201219206SQ200820093850
公開日2009年4月8日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者劉家龍 申請人:深圳市匯業電子有限公司