一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统及其应用设备的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池连接控制技术领域，特别是涉及一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统及其应用设备。

背景技术：

上个世纪以来，随着电影以及电视节目的普及，视频摄录技术得到了长足的发展，同时也促进了各种拍摄设备，包括摄影机、摄像机等设备的发展。截至目前，摄像机已经成为拍摄电影、婚礼录影、联欢会、重要会议等应用场景的主要工具。锂离子电池作为摄像机的电力来源，也有了越来越高的容量、越来越精确的电量表示和越来越便捷的操作性。

但现有的锂离子电池在使用过程中，仍面临以下两个问题：使用的持久性与充电的便携性。

关于持久性，包括直接采用电池供电，还有连接电源适配器，采用市电供电的方式。若采用电池供电，由于电池能量密度的限制，同样体积的电池电量并不能无限增加，因此只能通过数量的叠加，但在大型文艺节目、持续几个小时的现场直播等情况下，为了保持节目的连续性，并不能中断摄录，也即不能在摄录过程中更换电池；而若连接电源适配器，采用市电供电时，并不支持户外的摄录工作，并且电源适配器的连接会影响摄录设备的移动。

关于充电的便携性，现有的电源适配器只能同时给一个电池进行充电，当一个电池充满时，需拔下插头并插到另一个电池上进行充电，若使用者不慎忘记切换，则会导致另一电池并未进行充电，进而影响电池内部的蓄电量。

因此一种可热插拔的锂离子电池连接器及其控制系统应运而生，解决了上述的使用的持久性与充电的便携性的问题，也即解决了摄影设备只能根据电池已有蓄电量决定续航时间的问题，以及用一台电源适配器不能自动给多个电池充电的问题。

技术实现要素：

本实用新型的

技术实现要素：
在于提供一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统及其应用设备，解决了现有摄影设备若仅采用电池进行续航，则导致续航时间受限，且在更换电池时，必须中止摄录的问题，以及现有摄影设备的电池在充电过程中，需对每一块电池单独配置充电器的问题，若不慎遗忘更换电池，会导致电池充不上电的问题。

本实用新型提出了一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统，包括蓄电模组、切换模块与主控模块；所述蓄电模组的数量至少为二，且所有所述蓄电模组分别与所述切换模块电性连接；所述主控模块与所有所述蓄电模组通信连接；所述蓄电模组，用于存储电能，并将存储的电能输送至外部耗电设备；所述主控模块，用于获取所有所述蓄电模组的实时蓄电量；还用于在判断到当前处于输出状态的所述蓄电模组的蓄电量低于第一设定值时，向所述切换模块发送输出切换信号；所述切换模块，用于根据所述输出切换信号，将当前处于输出状态的所述蓄电模组切换为另一所述蓄电模组。

优选地，包括与所述蓄电模组电性连接的外部充电设备；所述外部充电设备，用于在当前时刻下，为任一所述蓄电模组充电；还用于在所述蓄电模组为所述耗电设备供电时，向所述耗电设备传输电能；所述主控模块，还用于在判断到当前处于输入状态的所述蓄电模组的蓄电量达到第二设定值时，向所述切换模块发送输入切换信号；所述切换模块，用于根据所述输入切换信号，将当前处于输入状态的所述蓄电模组切换为另一所述蓄电模组。

优选地，包括与主控模块电性连接的显示模块；所述主控模块，用于将所有所述蓄电模组的实时蓄电量发送至所述显示模块；还用于将当前处于输出状态的所述蓄电模组序号发送至所述显示模块；还用于将当前处于输入状态的所述蓄电模组序号发送至所述显示模块；所述显示模块，用于显示所有所述实时蓄电量；还用于显示当前处于输出状态的所述蓄电模组序号；还用于显示当前处于输入状态的所述蓄电模组序号。

优选地，所述耗电设备包括摄影设备与其余设备；所述蓄电模组具有用于连接所述摄影设备的第一输出端口，以及用于连接所述其余设备的第二输出端口与第三输出端口。

优选地，包括分别与所述主控模块通信连接的第一功率限制模块、第二功率限制模块与第三功率限制模块；所述第一功率限制模块、第二功率限制模块与第三功率限制模块的一端均与所述切换模块电性连接，另一端分别与所述第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口电性连接；所述主控模块，用于控制所述第一功率限制模块、第二功率限制模块与第三功率限制模块的开启。

优选地，所述第一输出端口为v-mount端口；所述第二输出端口为d-tap端口；所述第三输出端口为usb-c端口；所述第三功率限制模块为pd协议及功率控制模块；所述主控模块，用于对所述pd协议及功率控制模块进行协议配置及功率配置。

本实用新型还提出了一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统的应用设备，包括锂离子电池连接器；所述锂离子电池连接器上设置有电池插口、用于连接耗电设备的输出端口以及用于连接充电设备的输入端口；所述电池插口数量至少为二，且用于容置蓄电池。

优选地，所述锂离子电池连接器上设置有led显示屏；所述led显示屏，用于显示所有所述蓄电池的实时蓄电量；还用于显示当前处于输出状态的所述蓄电池序号；还用于显示当前处于输入状态的所述蓄电池序号。

优选地，所述输出端口包括第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口；所述第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口分别为v-mount端口、d-tap端口与usb-c端口。

优选地，所述电池插口与蓄电池的数量均为二。

由上可知，应用本实用新型提供的技术方案可以得到以下有益效果：

本实用新型提出的锂离子电池连接控制系统，及应用有该系统的锂离子电池连接器，该连接器上设置有至少两块的蓄电池，可轮流为设备供电，同时地，还可采用同一个充电器为至少两块的蓄电池轮流充电，进而避免忘记更换电池，导致电池充不上电的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中电池连接控制系统的系统框图；

图2为本实用新型实施例中电池连接器的结构图。

具体实施方式

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付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。

现有摄影设备若仅采用电池进行续航，则导致续航时间受限，且在更换电池时，必须中止摄录的问题，以及现有摄影设备的电池在充电过程中，需对每一块电池单独配置充电器的问题，若不慎遗忘更换插座，会导致电池充不上电的问题。

如图1所示，为了解决上述问题，本实施例提出了一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统，其主要包括蓄电模组11、切换模块12与主控模块13；蓄电模组11的数量至少为二，且所有蓄电模组11分别与切换模块12电性连接；主控模块13与蓄电模组11通信连接。

其中，蓄电模组11，用于存储电能，并将存储的电能输送至外部耗电设备；主控模块13，用于获取所有蓄电模组11的实时蓄电量；还用于在判断到当前处于输出状态的蓄电模组11的蓄电量低于第一设定值时，向切换模块12发送输出切换信号；切换模块12，用于根据输出切换信号，将当前处于输出状态的蓄电模组11切换为另一蓄电模组11。

优选但不限定的是，第一设定值可为总蓄电量的5％，蓄电模组11用于存储电量，并在特定时机下，将存储的电量为耗电设备供电，因此在本实施例中，蓄电模组11可设置为可充电的蓄电模组11，又由于可充电的蓄电模组11的自我保护电路，并不能将蓄电量全部用尽，因此将设定值设为总蓄电量的5％，可以保证蓄电模组11的多次充电、放电使用。

优选但不限定的是，当检测到当前蓄电模组11的蓄电量低于第一设定值时，应立即切换至另一蓄电模组11进行放电，以保证外部耗电设备的数据不会因断电而丢失。

在本实施例中，数量至少为二的蓄电模组11，可为外部耗电设备提供与原先蓄电模组11相比，成倍数关系的蓄电量与续航时间，进而令耗电设备的长时间使用更有保障。同时，本实施例中采用一个控制系统上设置多个蓄电模组11的方式，令本实施例中的控制系统可应用在绝大多数常规耗电设备上，其应用更为灵活。

在本实施例中，主要通过判断当前处于输出状态的蓄电模组11的蓄电量，以自主判断是否需要切换另一蓄电模组11向耗电设备输出电能，其判断方式较为简单，且能在需要更换蓄电模组11时，及时切换。

更具体的，本实施例中还包括与蓄电模组11电性连接的外部充电设备；其中，外部充电设备，用于在当前时刻下，为任一蓄电模组11充电；还用于在蓄电模组11为耗电设备供电时，向耗电设备传输电能；主控模块13，还用于在判断到当前处于输入状态的蓄电模组11的蓄电量达到第二设定值时，向切换模块12发送输入切换信号；切换模块12，用于根据输入切换信号，将当前处于输入状态的蓄电模组11切换为另一蓄电模组11。

优选但不限定的是，第二设定值可为蓄电量的总值，也即当蓄电模组11内的蓄电量达到其总值，也即最大值时，切换另一蓄电模组11进行充电，能及时更换充电的蓄电模组11，提高数量至少为二的蓄电模组11的充电效率。

优选但不限定的是，当检测到蓄电量达到第二设定值时，还应设置有缓冲时间，避免蓄电模组11假性饱和的情况，进而确保采用本实施例的控制系统的蓄电模组11能实现充电完全。

在本实施例中，蓄电模组11主要为耗电设备提供电能，但其电能并不是用之不尽，因此还提供了为蓄电模组11充电的充电设备，充电设备能在蓄电模组11电量用尽时，为蓄电模组11充电，还可以在耗电设备连接在本实施例的控制系统上时，直接为耗电设备供电。当充电设备与耗电设备均与控制系统连接时，直接采用充电设备的电流为耗电设备供电，能更确保电流的稳定性，进而保证耗电设备的正常使用。

更具体的，本实施例的控制系统还包括显示模块14；显示模块14与主控模块13电性连接；其中，主控模块13用于将蓄电模组11的实时蓄电量发送至显示模块14；还用于将当前处于输出状态的蓄电模组11序号发送至显示模块14；还用于将当前处于输入状态的蓄电模组11序号发送至显示模块14；显示模块14，用于显示所有实时蓄电量；还用于显示当前处于输出状态的蓄电模组11序号；还用于显示当前处于输入状态的蓄电模组11序号。

优选但不限定的时，显示模块14还可包含led灯，不同的蓄电模组11用不同的led进行表示，当蓄电模组11分别处于输出状态与输入状态时，可用led灯点亮或熄灭，以及led灯的不同颜色进行区分，例如当第一蓄电模组11为输入状态时，亮绿灯，以及显示第一蓄电模组11的实时蓄电量，当第一蓄电模组11为输出状态时，亮黄灯，以及显示第一蓄电模组11的实时蓄电量，在本实施例中，除上述方式外，还可采用其余显示方式，但其余显示方式在此不再赘述。

在本实施例中，显示模块14用于显示输出状态与输入状态下的蓄电模组11序号，以及所有实时蓄电量，有助于使用者准确获知蓄电模组11的充放电情况，并根据显示数据对控制系统进行调整，确保耗电设备的正常使用。

更具体的，耗电设备包括摄影设备与其余设备；蓄电模组11具有连接摄影设备的第一输出端口，以及用于连接其余设备的第二输出端口与第三输出端口。

在本实施例中，第一输出端口151、第二输出端口152与第三输出端口153的输出值不一致，且端口型号也不一致，满足不同端口的设备接入本实施例的控制系统，以及为对应端口的设备提供所需的电流值。

更具体的，本实施例的控制系统还包括分别于主控模块13通信连接的第一功率限制模块161、第二功率限制模块162与第三功率限制模块163；第一功率限制模块161、第二功率限制模块162与第三功率限制模块163的一端与切换模块12电性连接，另一端分别与第一输出端口151、第二输出端口152与第三输出端口153电性连接。

其中，主控模块13，用于控制第一功率限制模块161、第二功率限制模块162与第三功率限制模块163的开启。

优选但不限定的是，为了适配不同类型的耗电设备，第一功率限制模块161、第二功率限制模块162与第三功率限制模块163的输出功率应可调节。

在本实施例中，由于第一输出端口151、第二输出端口152与第三输出端口153的类型可能不一致，因此与其连接的耗电设备也可能不一致，也即需要有不同的功率限制模块对输出功率进行限制。

优选但不限定的是，第一输出端口151为v-mount接口；第二输出端口152为d-tap端口；第三输出端口153为usb-c端口；第三功率限制模块163为pd协议及功率控制模块；主控模块13，用于对pd协议及功率控制模块进行协议配置及功率配置。

优选但不限定的是，d-tap端口与usb-c端口用于连接显示器、新闻灯、无线接收器、平板电脑与手机。

优选但不限定的是，v-mount端口的输出电压为11v～16.8v，输出电流限制为8.4a；d-tap端口输出电压为11v～16.8v，输出电流限制为8.4a；usb-c接口支持pd协议，可输出5v～20v电压，限制输出功率60w。

优选地，本实施例的控制系统中，主控模块13与蓄电模组11间实现smbus通信，主控模块13与v-mount端口间实现smbus通信。

如图2所示，本实施例还提出了一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统的应用设备，其主要包括锂离子电池连接器20；锂离子电池连接器上设置有电池插口21，用于连接耗电设备的输出端口以及用于连接充电设备的输入端口；电池插口21数量至少为二，且用于容置蓄电池。

优选但不限定的是，电池插口21内的蓄电池为锂离子蓄电池。

在本实施例中，电池连接器20上设置有输出端口，也即可直接采用蓄电池的蓄电量为耗电设备供电，还设置有输入端口，也即可采用充电设备为蓄电池进行蓄电设置，同时，当耗电设备与充电设备同时连接电池连接器20时，应直接采用充电设备为耗电设备供电，以减少蓄电池的无用损失。

更具体的，电池连接器20上设置有led显示屏；led显示屏，用于显示所有蓄电池的实时蓄电量；还用于显示当前处于输出状态的蓄电池序号；还用于显示当前处于输入状态的蓄电池序号。

在本实施例中，led显示屏的设置，可供使用者清楚获知电池连接器内蓄电池的蓄电情况，以及该电池连接器20的具体工作状态，有助于判断当前蓄电量能支持耗电设备多长的续航时间，以及判断该蓄电池的所需充电时间。

更具体的，输出端口包括第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口；第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口分别为v-mount端口、d-tap端口与usb-c端口。

其中，电池插口用于插接有smbus协议的v-mount接口摄像机电池。

优选但不限定的是，电池插口21与蓄电池的数量均为二。

在本实施例中，将一个v-mount接口的锂离子电池1插到连接器的电池插口a或电池插口b，或者同时把电池1和电池2插到连接器上；将连接器的v-mount接口插到摄像机上使用。当电池电量显示过低比如只剩5％时，在另一个电量充足的电池插口上插上一个v-mount电池2(或者已经和电池1同时插上)，当电池1电量用尽时，连接器会自动切换由后插入的电池2供电。此时可将电池1拔下，并插上电池3。当电池2电量用尽时，便会自动切换到电池3供电。

充电方法，把两个电量用尽的锂离子电池同时插到连接器上，把充电器插到d-tap端子或v-mount端子(取决于充电器的端子类型)，则连接器会自动充满一个电池再切换到充满另一个电池，不需要人工干预。

综上所述，本实施例提出了一种可热插拔的锂离子电池连接控制系统及其应用设备，采用一个连接器上设置多个蓄电池的方式提供长时间的续航基础，还令其上的蓄电池可直接完成充电，提高了本实施例的应用范围，以及确保本实施例的电池连接器的使用时长。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。