一种移动电源及其放电电路的制作方法

本实用新型属于电源技术领域，尤其涉及一种移动电源及其放电电路。

背景技术：

随着智能手机等移动终端的功能越来越强大，移动终端的功耗也相应增大，因此，移动终端使用的内置电芯的充电电流也由传统的几百毫安增大到现在的三千毫安以上。

然而，虽然现有的移动终端内置的电芯的充电电流可高达三千毫安以上，但是当用户由于长时间处于室外，并且采用移动电源向移动终端充电时，由于移动电源与移动终端的连接线上存在线材压降，因此，移动电源输出至移动终端的充电电流达不到最大，如此将延长移动终端的充电时间。

综上所述，现有移动电源存在因线材压降而延长移动终端的充电时间的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种移动电源及其放电电路，旨在解决现有移动电源存在因线材压降而延长移动终端的充电时间的问题。

本实用新型是这样实现的，一种移动电源的放电电路，用于向移动终端充电，所述放电电路包括：输入模块、输出模块、MCU模块以及放电控制模块；

所述输入模块的输入端接收电源电压，所述输入模块的输出端与所述MCU模块的输入检测端连接，所述MCU模块的第一输出端与所述放电控制模块的使能端连接，所述MCU模块的第二输出端与所述放电控制模块的放电控制端以及所述输出模块的放电控制端连接，所述MCU模块的输出检测端与所述输出模块的输出电流端连接，所述MCU模块的第三输出端与所述放电控制模块的第一输入端连接，所述MCU模块的第四输出端与所述放电控制模块的第二输入端连接，所述放电控制模块的第一输出端与所述输出模块的第一控制端连接，所述放电控制模块的第二输出端与所述输出模块的第二控制端连接，所述放电控制模块的第三输出端与所述输出模块的第三控制端连接，所述放电控制模块的第四输出端与所述输出模块的第四控制端连接，所述放电控制模块的电压输出端与所述输出模块的电压端连接，所述输出模块的输入端和所述放电控制模块的第三输入端均与移动电源的电池正端连接；

所述MCU模块根据用户的按键操作检测所述输入模块是否有电源接入，当所述输入模块无电源接入时，所述MCU模块向所述放电控制模块输出使能信号，并同时向所述放电控制模块和所述输出模块输出放电控制信号，所述放电控制模块根据所述使能信号工作，并根据所述放电控制信号输出开关控制信号至所述输出模块，所述输出模块根据所述开关控制信号输出放电电压至所述移动终端，并根据所述放电电压和所述放电控制信号输出放电电流，所述MCU模块对所述放电电流进行检测，并根据检测结果向所述放电控制模块输出相应的电压调整信号，所述放电控制模块根据所述电压调整信号对所述输出模块输出的放电电压进行调节。

本实用新型的另一目的在于提供一种移动电源，所述移动电源包括上述的放电电路。

在本实用新型中，通过采用包括输入模块、输出模块、MCU模块以及放电控制模块的移动电源放电电路，使得MCU模块根据用户的按键操作检测输入模块是否有电源接入，当输入模块无电源接入时，MCU模块向放电控制模块输出使能信号，并同时向放电控制模块和输出模块输出放电控制信号，放电控制模块根据使能信号工作，并根据放电控制信号输出开关控制信号至输出模块，输出模块根据开关控制信号输出放电电压至移动终端，并根据放电电压和放电控制信号输出放电电流，MCU模块对放电电流进行检测，并根据检测结果向放电控制模块输出相应的电压调整信号，放电控制模块根据电压调整信号对输出模块输出的放电电压进行调节，从而可将移动电源输出至移动终端的放电电压调高，以此缩短移动终端的充电时间，解决了现有移动电源存在因线材压降而延长移动终端的充电时间的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的移动电源的放电电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例所提供的移动电源的放电电路的模块结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的第一开关单元的电路结构示意图；

图4是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的输出接口单元和第二开关单元的电路结构示意图；

图5是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的MCU模块、过温保护模块以及电压采样模块的电路结构示意图；

图6是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的放电控制模块的电路结构示意图；

图7是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的基准稳压电源模块的电路结构示意图；

图8是本实用新型一实施例所提供的移动电源中的输入模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的移动电源的放电电路1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实施例所提供的放电电路1用于向移动终端(图中未示出)充电，并且该放电电路1包括：

输入模块10、输出模块20、MCU模块30以及放电控制模块40。

其中，输入模块10的输入端接收电源电压，输入模块10的输出端与MCU模块30的输入检测端连接，MCU模块30的第一输出端与放电控制模块40的使能端连接，MCU模块30的第二输出端与放电控制模块40的放电控制端以及输出模块20的放电控制端连接，MCU模块30的输出检测端与输出模块20的输出电流端连接，MCU模块30的第三输出端与放电控制模块40的第一输入端连接，MCU模块30的第四输出端与放电控制模块40的第二输入端连接，放电控制模块40的第一输出端与输出模块20的第一控制端连接，放电控制模块40的第二输出端与输出模块20的第二控制端连接，放电控制模块40的第三输出端与输出模块20的第三控制端连接，放电控制模块40的第四输出端与输出模块20的第四控制端连接，放电控制模块40的电压输出端与输出模块20的电压端连接，输出模块20的输入端和放电控制模块40的第三输入端均与移动电源的电池正端P+连接。

具体的，MCU模块30根据用户的按键操作检测输入模块10是否有电源接入，当输入模块10无电源接入时，MCU模块30向放电控制模块40输出使能信号，并同时向放电控制模块40和输出模块20输出放电控制信号，放电控制模块40根据使能信号工作，并根据放电控制信号输出开关控制信号至输出模块20，输出模块20根据开关控制信号输出放电电压至移动终端，并根据放电电压和放电控制信号输出放电电流，MCU模块30对放电电流进行检测，并根据检测结果向放电控制模块40输出相应的电压调整信号，放电控制模块40根据电压调整信号对输出模块20输出的放电电压进行调节。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，输入模块10指的是移动电源上与外部充电线连接，接收外部电源向移动终端充电的接口，而输出模块20则指的是移动电源上与外部充电线连接，并向移动终端输出充电电压的接口，因此，MCU模块30在检测到用户开启了移动电源后，可通过检测输入模块10有无电源接入来判断移动电源的充放电状态。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，输出模块20包括：第一开关单元201、输出接口单元202以及第二开关单元203。

其中，第一开关单元201的输入端为输出模块20的输入端，第一开关单元201的输出端与输出接口单元202的正电压端共接形成输出模块20的输出端，第一开关单元201的第一控制端为输出模块20的第一控制端，第一开关单元201的第二控制端为输出模块20的第二控制端，第一开关单元201的第三控制端为输出模块20的第三控制端，第一开关单元201的第四控制端为输出模块20的第四控制端，输出接口单元202的负电压端与第二开关单元203的输入端连接，第二开关单元203的控制端为输出模块20的放电控制端，第二开关单元203的输出端为输出模块20的输出电流端。

具体的，第一开关单元201根据开关控制信号输出放电电压至输出接口单元202，输出接口单元202根据放电电压向移动终端充电，并将放电电压输出至第二开关单元203，第二开关单元203根据放电控制信号导通，并根据放电电压输出放电电流。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，第一开关单元201包括：

第一磁珠L1、第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3、第四开关元件Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及第一电感L2。

具体的，第一磁珠L1的第一端为第一开关单元201的输入端，第一电阻R1的第一端为第一开关单元201的第一控制端，第一电阻R1的第二端与第一开关元件Q1的控制端连接，第一开关元件Q1的输入端与第五电阻R5的第一端以及第一磁珠L1的第二端连接，第五电阻R5的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一开关元件Q1的输出端与第一电容C1的第二端、第二开关元件Q2的输入端、第六电阻R6的第一端以及第一电感L2的第一端共接，第二电阻R2的第一端为第一开关单元201的第二控制端，第二电阻R2的第二端与第二开关元件Q2的控制端连接，第二开关元件Q2的输出端与第二电容C2的第二端、第四电容C4的第二端以及第四开关元件Q4的输出端共接于地，第六电阻R6的第二端与第二电容C2的第一端连接，第三电阻R3的第一端为第一开关单元201的第三控制端，第三电阻R3的第二端与第三开关元件Q3的控制端连接，第三开关元件Q3的输入端与第七电阻R7的第一端共接形成第一开关单元201的输出端，第七电阻R7的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端与第一电感L2的第二端、第八电阻R8的第一端、第三开关元件Q3的输出端以及第四开关元件Q4的输入端连接，第八电阻R8的第二端与第四电容C4的第一端连接。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，需要说明的是，在本实施例中，开关元件可采用NMOS晶体管实现，该NMOS晶体管的栅极、漏极以及源极分别为开关原件的控制端、输入端以及输出端。当然本领域技术人员可以理解的是，开关元件也可以采用NPN型三极管、PNP型三极管、PMOS晶体管等实现，此处不作具体限制。

进一步的，如图3所示，第一开关单元201还包括电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电阻R25电阻R26电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32以及电阻R33。

其中，电容C8、电容C9、电容C10组成的结构用于对移动电源的电池正端P+输出的电压进行滤波处理，而电容C11、电容C12、电容C13以及电容C14组成的结构主要是对第一开关单元201输出的放电电压进行滤波处理。

此外，电阻R25、电阻R26以及电阻R27所组成的结构主要是对移动电源的电池端进行电流采样，并将采样结果反馈至放电控制模块40(图中未示出，请参考图5)，以便于放电控制模块40获悉移动电源的电池端电流状况，而电阻R28、电阻R29以及电阻R30所组成的结构主要是对移动电源的输入电流或输出电流进行采样，并将采样结果反馈至放电控制模块40，以便于放电控制模块40获悉移动电源的输入电流状态或输出电流状态，以此防止移动电源发生异常。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，第一开关单元201中的电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电阻R25电阻R26电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32以及电阻R33，与第一开关单元201中的其他器件之间的连接关系，可直接参考图3，此处不再赘述。

进一步的，作为本实用新型一优选实施例，如图4所示，输出接口单元202为接口USB2，该接口USB2可采用型号为82204-272的接口芯片实现，该82204-272接口芯片的工作原理可参考现有技术，此处不再赘述。

具体的，该82204-272接口芯片的Vbus端为输出接口单元202的正电压端，该82204-272接口芯片的V-端为输出接口单元202的负电压端。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，第二开关单元203包括：开关芯片U1、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五电容C5以及第六电容C6。

其中，开关芯片U1的第二引脚和第五引脚共接形成第二开关单元203的输入端，第九电阻R9的第一端为控制端，第九电阻R9的第二端与开关芯片U1的第六引脚、第四引脚以及第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端接地，第十电阻R10的第一端与第六电容C6的第一端共接形成第二开关单元203的输出端，第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第一端以及开关芯片U1的第三引脚和第一引脚连接，第十一电阻R11的第二端与第六电容C6的第二端共接于地；此外，如图4所示，该第二开关单元203还包括电阻R34和电阻R35，其中，电阻R34和电阻R35与其他器件的连接关系，可直接参考图4，此处不再赘述。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，开关芯片U1可采用型号为BLM205的开关芯片实现，该BLM205开关芯片内部集成有两个开关管，具体端如图4所示，并且其工作原理可参考现有技术，此处不再赘述。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图5所示，MCU模块30包括：控制芯片U2、第十二电阻R12以及按键开关K。

其中，按键开关K的输出端与第十二电阻R12的第一端连接，第十二电阻R12的第二端与控制芯片U2的第三数据端PA2连接，控制芯片U2的第一数据端PA0为MCU模块30的输入检测端，控制芯片U2的第十九数据端PC4为MCU模块30的第一输出端，控制芯片U2的第二十二数据端PD2为MCU模块30的第二输出端，控制芯片U2的第九数据端PB0/AN0为MCU模块30的输出检测端，控制芯片U2的第十二数据端PB3/AN2为MCU模块30的第四输出端，控制芯片U2的第十五数据端PB6为MCU模块的第三输出端。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，控制芯片U2可采用型号为HT66F0185的芯片实现。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图6所所示，放电控制模块包括：放电控制芯片U3、第五开关元件Q5、第六开关元件Q6、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21以及第二十二电阻R22。

其中，第十三电阻R13的第一端为放电控制模块40的使能端，第十三电阻R13的第二端与放电控制芯片U3的使能引脚CE连接，第十四电阻R14的第一端为放电控制模块40的放电控制端，第十四电阻R14的第二端与放电控制芯片U3的放电控制引脚DIR连接，放电控制芯片U3的第一数据引脚HD2为放电控制模块40的第一输出端，放电控制芯片U3的第二数据引脚LD2为放电控制模块40的第二输出端，放电控制芯片U3的第三数据引脚HD1为放电控制模块40的第三输出端，放电控制芯片U3的第四数据引脚LD1为放电控制模块40的第四输出端，第十五电阻R15的第一端为放电控制模块40的第一输入端，第十五电阻R15的第二端与第十六电阻R16的第一端以及第五开关元件Q5的控制端连接，第五开关元件Q5的输出端与第十六电阻R16的第二端共接于地，第五开关元件Q5的输入端与第十七电阻R17的第一端连接，第十八电阻R18的第一端为放电控制模块40的第二输入端，第十八电阻R18的第二端与第十九电阻R19的第一端以及第六开关元件Q6的控制端连接，第六开关元件Q6的输出端与第十九电阻R19的第二端共接于地，第六开关元件Q6的输入端与第二十电阻R20的第一端连接，第二十电阻R20的第二端与第十七电阻R17的第二端、第二十一电阻R21的第一端以及第二十二电阻R22的第一端连接，第二十二电阻R22的第二端与放电控制芯片U3的第一电压端VBUS共接形成放电控制模块40的电压输出端，放电控制芯片U3的第二电压端BAT为放电控制模块40的第三输入端。

此外，如图6所示，本实用新型实施例所提供的放电控制模块40还包括电阻R36至电阻R47以及电容C16至电容C27。其中，电阻R36至电阻R47以及电容C16至电容C27与放电控制模块40中的其他器件之间的连接关系，可参考图6，此处不再赘述。

需要说明的是，在本实施例中，开关元件可采用NMOS晶体管实现，该NMOS晶体管的栅极、漏极以及源极分别开关元件的控制端、输入端以及输出端。当然本领域技术人员可以理解的是，开关元件也可以采用NPN型三极管、PNP型三极管、PMOS晶体管等实现，此处不作具体限制；此外，放电控制芯片U3可采用型号为SC8802的DC-DC控制芯片实现，该SC8802芯片的具体引脚结构可参考图6，此处不再详细描述。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，放电电路1还包括过温保护模块50。

其中，该过温保护模块50的电压端接收工作电压，过温保护模块50的使能端与MCU模块30的第一输出端连接，过温保护模块50的输出端与MCU模块30的温度检测端连接。

具体的，过温保护模块50对移动电源的电池进行温度检测，并将检测结果反馈至MCU模块30，以使得MCU模块300对移动电源的电池进行过温保护。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图5所示，过温保护模块50包括：第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、温度传感器NTC以及第七电容C7。

其中，第二十三电阻R23的第一端为过温保护模块50的电压端，第二十三电阻R23的第二端与第二十四电阻R24的第一端以及温度传感器NTC的第一端连接，温度传感器NTC的第二端为过温保护模块50的使能端，第二十四电阻R24的第二端与第七电容的第一端共接形成过温保护模块50的输出端，第七电容C7的第二端接地。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，放电电路1还包括电压采样模块60。

其中，电压采样模块60的电压端与电池正端连接，电压采样模块60的输出端与MCU控制模块30的电压检测端连接。

具体的，电压采样模块60对移动电源的电池电压进行采样，并将采样电压输出至MCU模块30，以便于MCU模块30根据采样电压对移动电源的电量进行提示。

需要说明的是，在本实施例中，MCU模块30对移动电源的电量进行提示时可采用指示灯方式提醒，具体可参考现有技术，此处不再详细描述。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图5所示，电压采样模块60包括电阻48、电阻49、电阻R50以及电容C28，并且电阻48、电阻49、电阻R50以及电容C28与控制芯片U2的连接关系可参考图5，此处不再进行详细描述。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图7所示，放电电路1还包括基准稳压电源模块，该基准稳压电源模块用于向MCU模块30(图中未示出，请参考图5)供电。

具体的，该基准稳压电源模块包括电容C29至C2、二极管D1与D2以及电源芯片U4。需要说明的是，电容C29至C2、二极管D1与D2以及电源芯片U4之间的连接关系，以及电容C29至C2、二极管D1与D2以及电源芯片U4与控制芯片U2的连接关系，可同时参考图7和图5，此处不再详细描述；此外，该电源芯片U4的型号为ME6209。

进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图8所示，输入模块10包括输入座子MICRO、开关元件Q8、开关元件Q9、开关元件Q10、电阻R78、电阻R1、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电容C42和电容C44。

其中，输入座子MICRO用于与输入充电连接线的座子连接，当输入模块10的输入座子MICRO连接有电源充电线时，则开关元件Q9导通，此时开关元件Q9输出的DET-Vin为低电平，而控制芯片U2(图中未示出，请参考图5)可根据该低电平的DET-Vin信号确定移动电源处于充电状态，即外部充电设备向移动电源充电；当输入模块10的输入座子MICRO没有接入电源充电线时，则开关元件Q9截至，此时开关元件Q9输出的DET-Vin为高电平，而控制芯片U2可根据该高电平的DET-Vin信号确定移动电源处于放电状态，即移动电源给外部用电设备充电。

需要说明的是，在本实施例中，输入座子MICRO、开关元件Q8、开关元件Q9、开关元件Q10、电阻R78、电阻R1、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电容C42和电容C44的具体连接关系，可参考图8，此处不再详细描述。

下面以图3、图4、图5、图6、图7以及图8所示的电路为例对本实用新型所提供的移动电源的放电电路1的工作原理作具体说明，详述如下：

请同时参考图5和图8，如图5和图8所示，当输入座子接入电源时，开关眼见Q8将会导通，此时开关元件Q8将会输出一个低电平信号的DET-Vin至控制芯片U2，控制芯片U2在接收到该低电平信号的DET-Vin时，则确定移动电源处于充电状态。

然而，当用户启动移动电源时，以使按键K闭合时，若此时控制芯片U2接收到的DET-Vin信号未高电平时，则表明此时移动电源处于放电状态，即向移动电源向移动终端充电，此时控制芯片U2发送高电平的使能信号CE至放电控制芯片U3，以使放电控制芯片U3工作，同时控制芯片U2将发送高电平的放电控制信号QC-EN-Discharge至放电控制芯片U3和开关芯片U1，放电控制芯片U3根据高电平的放电控制信号QC-EN-Discharge分别向第一开关元件Q1和第三开关元件Q3输出高电平的开关控制信号HD2和HD1，同时分别向第二开关元件Q2和第四开关元件Q4输出低电平的开关控制信号LD2和LD1，以使的第一开关元件Q1和第三开关元件Q3导通，而第二开关元件Q2和第四开关元件Q4截至，从而将移动电源的电压QC-OUT输出至USB2接口座子，以通过USB2接口座子向移动终端充电。

同时，该电压QC-OUT输出至开关芯片U1，而由于开关芯片U1接收了控制芯片U2发送的高电平的放电控制信号QC-EN-Discharge，因此，开关芯片U1内部的开关管导通，使得该电压QC-OUT向负载R11供电，以产生输出电流I-USB2，该输出电流I-USB2即可表征输出至移动终端的充电电流。

控制芯片U2对该输出电流I-USB2进行检测，并根据检测结果输出电压调整信号1A-LOSS至第五开关元件Q5，或者输出电压调整信号2A-LOSS至第六开关元件Q6，第五开关元件Q5在电压调整信号1A-LOSS的作用下导通，以将电阻R21上的电压拉低，以此提高电压QC-OUT；或者第六开关元件Q6在电压调整信号2A-LOSS的作用下导通，以将电阻R21上的电压拉低，以此提高电压QC-OUT。

在本实施例中，本实用新型通过控制芯片U2检测移动电源的充放电状态，在移动电源处于放电状态时，使得放电控制芯片U3控制输出模块中的相应开关元件的导通与截至，使得输出放电电压至移动终端，以向移动终端充电，同时控制芯片U2检测移动终端的充电电流，并在电流较小时，输出电压调整信号至放电控制芯片U3，以使得放电控制芯片U3将输出至移动终端的放电电压升高，以此缩短移动终端的充电时间。

进一步地，本实用新型还提供了一种移动电源，该移动电源包括移动电源的放电电路1。需要说明的是，由于本实用新型实施例所提供的移动电源的放电电路1和图1至图7所示的放电电路1相同，因此，本实用新型实施例所提供的移动电源中的放电电路1的具体工作原理，可参考前述关于图1至图7的详细描述，此处不再赘述。

在本实用新型中，通过采用包括输入模块、输出模块、MCU模块以及放电控制模块的移动电源放电电路，使得MCU模块根据用户的按键操作检测输入模块是否有电源接入，当输入模块无电源接入时，MCU模块向放电控制模块输出使能信号，并同时向放电控制模块和输出模块输出放电控制信号，放电控制模块根据使能信号工作，并根据放电控制信号输出开关控制信号至输出模块，输出模块根据开关控制信号输出放电电压至移动终端，并根据放电电压和放电控制信号输出放电电流，MCU模块对放电电流进行检测，并根据检测结果向放电控制模块输出相应的电压调整信号，放电控制模块根据电压调整信号对输出模块输出的放电电压进行调节，从而可将移动电源输出至移动终端的放电电压调高，以此缩短移动终端的充电时间，解决了现有移动电源存在因线材压降而延长移动终端的充电时间的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。