一种分离式多级联电源装置及其充放电方法
【专利摘要】本发明公开了一种分离式多级联电源装置及其充放电方法，其中，所述分离式多级联电源装置包括输入接口，用于连接充电器的连接接口；输出接口，用于连接待充电设备的充电接口；由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压；由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电，可根据消费者的续航需求自由组合独立的电池组件，并实现多组电池组件的无缝切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，为消费者提供方便。
【专利说明】
一种分离式多级联电源装置及其充放电方法
技术领域
[0001]本发明涉及移动电源技术领域，特别涉及一种分离式多级联电源装置及其充放电方法。
【背景技术】
[0002]随着智能终端的发展越来越快，用户对智能终端的电池容量要求也越来越高，然而电池技术的进步还不能满足需求，因此市面上也出现了各种各样的移动电源以保证智能终端的续航要求。
[0003]而目前的移动电源产品要么容量大重量重，不方便携带，要么体积小容量小，不能满足续航，由于客户在不同情境下对容量和便携性有不同需求，如外出一天，只需带上一款轻薄的移动电源即可，而和家人外出/或者出差多日，则需要带上一款大容量电源。因此，目前的移动电源并不能满足用户的多种需求。
[0004]因而现有技术还有待改进和提高。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种分离式多级联电源装置及其充放电方法，能根据消费者的续航需求自由组合独立的电池组件，并实现多组电池组件的无缝切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，为消费者提供方便。
[0006]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种分离式多级联电源装置，包括:
输入接口，用于连接充电器的连接接口 ；
输出接口，用于连接待充电设备的充电接口 ；
所述分离式多级联电源装置还包括:
检测模块，用于检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压；
控制模块，用于根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；
充放电管理模块，用于根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；
切换模块，用于根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电。
[0007]所述的分离式多级联电源装置中，所述检测模块包括:
设备连接检测单元，用于检测所述输入接口是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口是否连接待充电设备的充电接口 ；
电池组件检测单元，用于检测当前接入的电池组件的数量及电压。
[0008]所述的分离式多级联电源装置中，所述控制模块具体用于:
当所述输入接口连接充电器的连接接口时，输出充电控制指令至充放电管理模块； 当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，输出放电控制指令至充放电管理模块。
[0009]所述的分离式多级联电源装置中，所述充放电管理模块具体用于:
当接收到充电控制指令时，将当前接入的电池组件按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块；
当接收到放电控制指令时，将当前接入的电池组件按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块。
[0010]所述的分离式多级联电源装置中，所述切换模块包括:
充电切换单元，用于在接收到充电切换指令时，控制电池组件按电压从小到大切换充电；
放电切换单元，用于在接收到放电切换指令时，控制电池组件按电压从大到小切换放电。
[0011]—种采用如上所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其包括如下步骤:
A、由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压；
B、由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；
C、由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；
D、由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电。
[0012]所述的分离式多级联电源装置的充放电方法中，所述步骤A包括:
Al、由设备连接检测单元检测所述输入接口是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口是否连接待充电设备的充电接口 ；
A2、由电池组件检测单元检测当前接入的电池组件的数量及电压。
[0013]所述的分离式多级联电源装置的充放电方法中，所述步骤B具体包括:
当所述输入接口连接充电器的连接接口时，由控制模块输出充电控制指令至充放电管理模块；
当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，由控制模块输出放电控制指令至充放电管理模块。
[0014]所述的分离式多级联电源装置的充放电方法中，所述步骤C具体包括:
当接收到充电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块；
当接收到放电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块。
[0015]所述的分离式多级联电源装置的充放电方法中，所述步骤D包括:
Dl、充电切换单元在接收到充电切换指令时，控制电池组件按电压从小到大切换充电； D2、放电切换单元在接收到放电切换指令时，控制电池组件按电压从大到小切换放电。
[0016]相较于现有技术，本发明提供的分离式多级联电源装置及其充放电方法中，所述分离式多级联电源装置包括输入接口，用于连接充电器的连接接口 ；输出接口，用于连接待充电设备的充电接口；由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压；由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电，可根据消费者的续航需求自由组合独立的电池组件，并实现多组电池组件的无缝切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，为消费者提供方便。
【附图说明】
[0017]图1为本发明提供的分离式多级联电源装置的结构框图。
[0018]图2为本发明提供的分离式多级联电源装置中电池组件检测单元的电路图。
[0019]图3为本发明提供的分离式多级联电源装置中切换模块的电路图。
[0020]图4为本发明提供的分离式多级联电源装置的充放电方法的流程图。
[0021]图5为本发明提供的分离式多级联电源装置的应用实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0022]鉴于现有技术中移动电源产品电容量单一、无法满足消费者多种需求等缺点，本发明提供一种分离式多级联电源装置及其充放电方法，能根据消费者的续航需求自由组合独立的电池组件，并实现多组电池组件的无缝切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，为消费者提供方便。
[0023]为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]请参阅图1，本发明提供的分离式多级联电源装置包括:输入接口10、输出接口20、检测模块30、控制模块40、充放电管理模块50和切换模块60，所述输入接口 1和输出接口 20均连接检测模块30，所述输入接口 10还通过充放电管理模块50连接切换模块60，所述切换模块60还连接检测模块30和输出接口 20，所述检测模块30、充放电管理模块50和切换模块60均连接控制模块40。其中，所述输入接口 10用于连接充电器的连接接口 ；所述输出接口20用于连接待充电设备的充电接口，所述输入接口 10和输出接口 20可为Type C接口或者Micro USB接口，具体可根据实际需要设计，本发明对此不作限定。
[0025]所述检测模块30用于检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件100的数量及电压;所述控制模块40用于根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块50;所述充放电管理模块50用于根据所述控制指令和当前接入的电池组件100的数量及电压输出切换指令至切换模块60;所述切换模块60用于根据所述切换指令控制当前接入的电池组件100切换充电或切换放电。
[0026]本发明在充放电前通过检测模块30检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件100数量及电压，具体地，所述电池组件100为独立的可充放电电池组件100，方便消费者根据不同的需求进行自由组合，之后控制模块40根据当前的设备连接状态判断此时为充电状态还是放电状态，从而输出相应的控制指令至充放电管理模块50，之后充放电管理模块50根据所述控制指令和当前接入的电池组件100的数量及电压，输出相应的切换指令至切换模块60，由切换模块60根据所述切换指令控制当前接入的电池组件100切换充电或切换放电，从而实现了多组电池组件100的切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，智能化程度高。
[0027]进一步地，所述检测模块30包括设备连接检测单元301和电池组件100检测单元302，所述电池组件100检测单元302通过所述设备连接检测单元301连接控制模块40，所述设备连接检测单元301还连接输入接口 10和输出接口 20，所述设备连接检测单元301用于检测所述输入接口 10是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口 20是否连接待充电设备的充电接口 ；所述电池组件100检测单元302用于检测当前接入的电池组件100的数量及电压，从而可通过设备连接检测单元301检测当前的设备连接状态，判断此时为充电状态还是放电状态，并且准确检测当前接入的电池组件100的数量及电压，为后续的充电或放电过程提供可靠依据。
[0028]具体地，请参阅图2，所述电池组件100检测单元302包括多个电阻Rnl、Rn2、…Rnn和对应设置的多个开关Knl、Kn2、..-Knn，每个开关的一端通过对应的电阻接地，每个开关的另一端均连接控制模块40的ADC接口，形成了多个电池通道，其中每个电阻的阻值均不相同，从而区分不同的电池通道，具体实施时，当有电池组件100接入某一通道时，该通道的开关即闭合，通过ADC接口识别该通道电阻的阻值，从而判断当前电池组件100接入的电池通道，优选地，所述分离式多级联电源装置还包括通道电量指示模块80，所述通道电量指示模块80连接控制模块40，用于指示电池通道是否接入及接入该通道的电池组件的剩余电量，使消费者可直观地、清晰地看到电池组件是否成功接入，保证了装置的正确使用。
[0029]更进一步地，请继续参阅图1，所述控制模块40具体用于当所述输入接口10连接充电器的连接接口时，输出充电控制指令至充放电管理模块50;当所述输出接口 20连接待充电设备的充电接口时，输出放电控制指令至充放电管理模块50，即当所述输入接口 1连接充电器的连接接口时，判断此时电源装置为充电状态，由控制模块40输出充电控制指令至充放电管理模块50;当所述输出接口 20连接待充电设备的充电接口时，判断此时电源装置为放电状态，由控制模块40输出放电控制指令至充放电管理模块50;从而可区分当前分离式多级联电源装置的工作状态，保证设备在不同工作状态下均可正常工作，具体实施时，所述控制模块40可采用型号为STM32F429ZIY6TR的MCU，或者其他具有相同功能的控制芯片，本发明对此不作限定。
[0030]优选地，本发明提供的分离式多级联电源装置中，所述充放电管理模块50具体用于，当接收到充电控制指令时，将当前接入的电池组件100按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块60;当接收到放电控制指令时，将当前接入的电池组件100按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块60，即当电源装置为充电状态时，控制模块40输出充电控制指令至充放电模块，由充放电管理模块50将当前接入的电池组件100按其电压大小从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块60;而当电源装置为放电状态时，控制模块40输出放电控制指令至充放电模块，由充放电管理模块50当前接入的电池组件100按其电压大小从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块60，根据设备不同的工作状态对当前接入的电池组件100根据其电压大小进行排序，并输出相应的切换指令，保证了多电池组件100接入时，能正常充放电，从而实现了电池组件100的自由组合，为消费者提供方便。
[0031]具体地，所述切换模块60包括充电切换单元601和放电切换单元602，所述充电切换单元601连接充放电管理模块50、放电切换单元602和控制模块40，所述放电切换单元602还连接控制模块40和升压输出模块70，所述充电切换单元601用于在接收到充电切换指令时，控制电池组件100按电压从小到大切换充电；所述放电切换单元602用于在接收到放电切换指令时，控制电池组件100按电压从大到小切换放电。
[0032]当电源装置为充电状态时，在检测到所有已接入的电池组件100的电压后，按其电压大小排序，并控制电池组件100按其电压从小到大切换充电，即先为电压小的电池组件100充电，之后再为电压大的电池组件100充电，优选地，在充电时，可每个预设时间检测实时地电池组件100电压并重新排序，根据更新后的电池组件100排序再次从小到大切换充电；当电源装置为放电状态时，检测到所有已接入的电池组件100的电压后，按其电压大小排序，并控制电池组件100按其电压从大到小切换放电，即先由电压大的电池组件100为待充电设备充电，之后再由电压小的电池组件100为待充电设备充电，另外所述升压输出模块70可保证放电时的电压满足待充电设备的电压要求，优选地，若此时没有电池组件100接入但有充电器接入时，则由控制模块40控制充电器直接给待充电设备充电。通过切换模块60控制多个电池组件100切换充电或切换放电，不仅使消费者可根据其续航需求自由组合独立的电池组件100，满足消费者的多种需求，还提高了多个电池组件100的利用率，保证了切换时效，提高了用户体验。
[0033]具体实施时，请一并参阅3，以两个电池为例，说明切换模块的具体电路及切换过程。所述切换模块60包括充电切换单元601和放电切换单元602，输入接口的第一端连接M⑶的VCHARGER_IN端、第一二极管Dl的负极和充电切换单元601，输入接口的第二端连接第一二极管Dl的正极和地，所述充电切换单元601包括第一充电芯片Ul、第二充电芯片U2、第一发光二极管LEDl、第二发光二极管LED2、第一电阻Rl、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Cl、第二电容C2、第三电容C3、第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2，所述第一发光二极管LEDl的正极连接MCU的VCHARGER_IN端、第一充电芯片Ul的V+端、还通过第一电容Cl接地，所述第一发光二极管LEDl的负极通过第一电阻Rl连接第一充电芯片Ul的CHRG端，所述第一充电芯片Ul的BAT端连接电池组件检测单元302、还通过第二电容C2接地，所述第一充电芯片Ul的PROG端通过第二电阻R2连接第一 MOS管Ql的漏极，所述第一 MOS管Ql的源极连接第一充电芯片Ul的GND端和地，所述第一MOS管Ql的栅极通过第三电阻R3连接MCU的BAT 1_CHARGE_EN端、还通过第四电阻R4接地，所述第一 MOS管Ql为匪OS管，所述第一充电芯片Ul可采用型号为SGM4054的充电芯片，可通过开关控制其是否导通从而控制充电电池组件的通道，当然，也可采用其他具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
[0034]所述第二发光二极管LED2的正极连接MCU的VCHARGER_IN端、第二充电芯片U2的V+端、还通过第三电容C3接地，所述第二发光二极管LED2的负极通过第五电阻R5连接第二充电芯片U2的CHRG端，所述第二充电芯片U2的BAT端连接电池组件检测单元302、还通过第四电容C4接地，所述第二充电芯片U2的PROG端通过第六电阻R6连接第二 MOS管Q2的漏极，所述第二 MOS管Q2的源极连接第二充电芯片U2的GND端和地，所述第二 MOS管Q2的栅极通过第七电阻R7连接MCU的BAT2_CHARGE_EN端、还通过第八电阻R8接地，所述第二 MOS管Q2为NMOS管，所述第二充电芯片U2可采用型号为SGM4054的充电芯片，可通过开关控制其是否导通从而控制充电电池组件的通道，当然，也可采用其他具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
[0035]所述电池组件检测单元302包括电压监控芯片U3、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电阻R9、第十电阻R10、第^^一电阻町1、第十二电阻1?12、第十三电阻1?13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二二极管D2、第三二极管D3和第三MOS管Q3，所述第五电容C5的一端连接主电池MAIN_BAT的正极、M⑶的MAIN_VBAT端、第九电阻R9的一端和放电切换单元602，所述第五电容C5的另一端连接主电池MAIN_BAT的负极和地，所述第九电阻R9的另一端连接M⑶的ADCl端、第六电容C6的一端、还通过第十电阻RlO接地，所述第六电容C6的另一端也接地，所述第七电容C7的一端连接MCU的AUX_VBAT端、第^^一电阻Rl I的一端、还通过副电池AUX_BAT接地，所述第七电容C7的另一端接地，所述第^^一电阻Rl I的一端还连接放电切换单元602，所述第^^一电阻Rl I的另一端连接MCU的ADC2端、还通过第十二电阻Rl 2接地，所述电压监控芯片U3的GND端接地，所述电压监控芯片U3的RESET端连接第十三电阻R13的一端、第十五电阻R15的一端、还连接放电切换单元602，所述第十三电阻R13的另一端连接M⑶的MAIN_VBAT端、还通过第二二极管D2连接第三二极管D3的正极，所述第三二极管D3的负极连接电压监控芯片U3的VCC端，所述第十五电阻R15的另一端连接第三MOS管Q3的栅极，所述第三MOS管Q3的源极接地，所述第三MOS管Q3的漏极连接MCU的Τ0_ΒΒ端，还通过第十四电阻R14连接MCU的LP端，所述第三MOS管Q3为匪OS管，所述电压监控芯片U3可采用型号为SGM809T的芯片，当电池电压低于预设值时，将自动复位，起到二重保护切换的作用，当然，也可采用其他具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
[0036]所述放电切换单元602包括用于控制主电池MAIN_BAT是否对外供电的第一开关子单元6021、用于控制副电池AUX_BAT否对外供电的第二开关子单元6022、第一开关芯片U4、第二开关芯片U5、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第八电容C8和第九电容C9，所述第一开关子单元6021的一端连接第九电阻R9的一端，所述第一开关子单元6021的另一端连接MCU的VBAT端、第二开关子单元6022的一端、还通过第十电容ClO接地，所述第二开关子单元6022的另一端连接第十一电阻Rll的一端，所述第一开关芯片U4的NO端、GND端、NC端均连接第十五电阻R15的一端和地，所述第一开关芯片U4的IN端连接M⑶的BB_L0CK端、还通过第十六电阻R16接地，所述第一开关芯片U4的V+端连接MCU的LP端、还通过第八电容C8接地，所述第一开关芯片U4的⑶M端通过第十七电阻R17连接M⑶的SW_C0N端、第二开关芯片U5的INl端和IN2端，所述第二开关芯片U5的NOl端连接第二开关芯片U5的NC2端、第二开关芯片U5的GND端和地，所述第二开关芯片U5的NCl端连接第二开关芯片U5的N02端、第二开关芯片U5的V+端、M⑶的LP端、还通过第九电容C9接地，所述第二开关芯片U5的COMl端通过第十八电阻R18连接M⑶的Gl端，所述第二开关芯片U5的COM2端通过第十九电阻R19连接MCU的G2端，其中，所述第一开关芯片U4可采用型号为SMG3167的双向单刀双掷开关，根据输入的电平高低决定是否导通，所述第二开关芯片U5可采用型号为SMG3005的双路开关，根据输入的电平高低决定哪两路导通，当然，所述第一开关芯片U4和第二开关芯片U5均可采用其他具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
[0037]所述第一开关子单元6021包括第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6和第七MOS管Q7，所述第四MOS管Q4的源极连接第九电阻R9的一端和第六MOS管Q6的源极，所述第四MOS管Q4的漏极连接第五MOS关的漏极，所述第四MOS管Q4的栅极连接第五MOS管Q5的栅极、第六MOS管Q6的栅极、第七MOS管Q7的栅极和M⑶的Gl端;所述第五MOS管Q5的源极连接第七MOS管Q7的源极，所述第六MOS管Q6的漏极连接第七MOS管Q7的漏极，所述第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6和第七MOS管Q7均为PMOS管。
[0038]所述第二开关子单元6022包括第八MOS管Q8、第九MOS管Q9、第十MOS管QlO和第十一MOS管Qll，所述第八MOS管Q8的源极连接第九电阻R9的一端和第十MOS管QlO的源极，所述第八MOS管Q8的漏极连接第九MOS关的漏极，所述第八MOS管Q8的栅极连接第九MOS管Q9的栅极、第十MOS管QlO的栅极、第^^一MOS管Ql I的栅极和MCU的Gl端;所述第九MOS管Q9的源极连接第i^一MOS管Ql I的源极，所述第十MOS管QlO的漏极连接第^^一MOS管Ql I的漏极，所述第八MOS管Q8、第九MOS管Q9、第十MOS管Ql O和第^^一MOS管Ql I均为PMOS管。
[0039]请继续参阅图3，通过MCU的ADCl端和ADC2端分别检测主电池MAIN_BAT和副电池AUX_BAT的电压，并比较两者的电压大小，当电源装置处于充电状态时，先为电压小的电池充电，再为电压大的电池充电，具体切换时，若当前主电池MAIN_BAT的电压小于副电池AUX_BAT的电压，则MCU控制BAT1_CHARGE_EN端置高，此时主电池MAIN_BAT开始充电，而BAT2_CHARGE_EN端置低，副电池AUX_BAT关闭充电；当间隔一定时间后再次检测电池电压，若此时当前主电池MAIN_BAT的电压大于副电池AUX_BAT的电压，贝IjMCU控制BAT1_CHARGE_EN端置低，此时主电池MAIN_BAT关闭充电，而BAT1_CHARGE_EN端置高，副电池AUX_BAT开始充电。
[0040]当电源装置处于放电状态时，先控制电压大的电池为外部设备供电，再控制电压小的电池为外部设备供电，具体切换时，若当前主电池MAIN_BAT的电压大于副电池AUX_BAT的电压，贝_⑶控制BB_L0CK端置高，此时Gl端为低，主电池MAIN_BAT开始为外部设备供电，而若当前主电池MAIN_BAT的电压小于副电池AUX_BAT的电压，则MCU控$ijBB_L0CK端置低，此时G2端为低，gij电池AUX_BAT开始为外部设备供电，从而实现了电池切换放电，通过该电路实现切换充放电，其切换时间小于一微秒，可保证电池切换之间电池不会掉电，提高了装置的可靠性。
[0041]本发明还相应提供一种分离式多级联电源装置的充放电方法，如图4所示，所述分离式多级联电源装置的充放电方法包括如下步骤:
S100、由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压； S200、由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；
S300、由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；
S400、由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电。
[0042]本发明在充放电前通过检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件数量及电压，具体地，所述电池组件为独立的可充放电电池组件，方便消费者根据不同的需求进行自由组合，之后控制模块根据当前的设备连接状态判断此时为充电状态还是放电状态，从而输出相应的控制指令至充放电管理模块，之后充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压，输出相应的切换指令至切换模块，由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电，从而实现了多组电池组件的切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，智能化程度高。
[0043]进一步地，所述步骤SlOO包括:由设备连接检测单元检测所述输入接口是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口是否连接待充电设备的充电接口；由电池组件检测单元检测当前接入的电池组件的数量及电压。从而可通过设备连接检测单元检测当前的设备连接状态，判断此时为充电状态还是放电状态，并且准确检测当前接入的电池组件的数量及电压，为后续的充电或放电过程提供可靠依据。
[0044]更进一步地，所述步骤S200具体包括:当所述输入接口连接充电器的连接接口时，由控制模块输出充电控制指令至充放电管理模块;当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，由控制模块输出放电控制指令至充放电管理模块。即当所述输入接口连接充电器的连接接口时，判断此时电源装置为充电状态，由控制模块输出充电控制指令至充放电管理模块；当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，判断此时电源装置为放电状态，由控制模块输出放电控制指令至充放电管理模块;从而可区分当前分离式多级联电源装置的工作状态，保证设备在不同工作状态下均可正常工作，具体实施时，所述控制模块可采用型号为STM32F429ZIY6TR的MCU，或者其他具有相同功能的控制芯片，本发明对此不作限定。
[0045]优选地，本发明提供的分离式多级联电源装置的充放电方法中，所述步骤S300具体包括:当接收到充电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块；当接收到放电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块。即当电源装置为充电状态时，控制模块输出充电控制指令至充放电模块，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按其电压大小从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块;而当电源装置为放电状态时，控制模块输出放电控制指令至充放电模块，由充放电管理模块当前接入的电池组件按其电压大小从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块，根据设备不同的工作状态对当前接入的电池组件根据其电压大小进行排序，并输出相应的切换指令，保证了多电池组件接入时，能正常充放电，从而实现了电池组件的自由组合，为消费者提供方便。
[0046]具体地，所述步骤S400包括:充电切换单元在接收到充电切换指令时，控制电池组件按电压从小到大切换充电；放电切换单元在接收到放电切换指令时，控制电池组件按电压从大到小切换放电。当电源装置为充电状态时，在检测到所有已接入的电池组件的电压后，按其电压大小排序，并控制电池组件按其电压从小到大切换充电，即先为电压小的电池组件充电，之后再为电压大的电池组件充电，优选地，在充电时，可每个预设时间检测实时地电池组件电压并重新排序，根据更新后的电池组件排序再次从小到大切换充电；当电源装置为放电状态时，检测到所有已接入的电池组件的电压后，按其电压大小排序，并控制电池组件按其电压从大到小切换放电，即先由电压大的电池组件为待充电设备充电，之后再由电压小的电池组件为待充电设备充电，优选地，若此时没有电池组件接入但有充电器接入时，则由控制模块控制充电器直接给待充电设备充电。通过切换模块控制多个电池组件切换充电或切换放电，不仅使消费者可根据其续航需求自由组合独立的电池组件，满足消费者的多种需求，还提高了多个电池组件的利用率，保证了切换时效，提高了用户体验。
[0047]为更好的理解本发明的技术方案，以下结合图5，举具体应用实施例对本发明的分离式多级联电源装置的充放电过程进行详细说明:
充电过程:步骤SlOl、检测是否有充电器插入，若是，则执行步骤S102;若否，则继续执行步骤SlOl;
步骤S102、检测是否已有电池组件接入，若是，则执行步骤S103;若否，则继续执行步骤S102；
步骤S103、检测电池组件的数量及其电压；
步骤S104、将当前接入的电池组件按电池电压大小从小到大排序，从小到大切换充电，并每隔预设时间重新检测当前电池组件的电压，即循环检测电池电压，为电池组件充电。
[0048]放电过程:步骤S201、检测是否有待充电设备接入，若是，则执行步骤S202;若否，则继续执行步骤SlOl ；
步骤S202、检测是否已有电池组件接入，若是，则执行步骤S203;若否，则执行步骤213;步骤S203、判断当前已有的电池组件电压是否大于等于预设电压，若是，则执行步骤S204、按电池电压大小从大到小排序，从大到小切换放电；
步骤S213、判断当前是否有充电器接入，若是，则执行步骤S214，若否，则返回步骤S202；
步骤S214、由充电器直接给待充电设备充电。
[0049]综上所述，本发明提供的分离式多级联电源装置及其充放电方法中，所述分离式多级联电源装置包括输入接口，用于连接充电器的连接接口 ；输出接口，用于连接待充电设备的充电接口；由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压；由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块；由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块；由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电，可根据消费者的续航需求自由组合独立的电池组件，并实现多组电池组件的无缝切换充放电，满足了消费者不同情况下的电量需求，为消费者提供方便。
[0050]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种分离式多级联电源装置，包括: 输入接口，用于连接充电器的连接接口 ； 输出接口，用于连接待充电设备的充电接口 ； 其特征在于，所述分离式多级联电源装置还包括: 检测模块，用于检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压； 控制模块，用于根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块； 充放电管理模块，用于根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块； 切换模块，用于根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电。2.根据权利要求1所述的分离式多级联电源装置，其特征在于，所述检测模块包括: 设备连接检测单元，用于检测所述输入接口是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口是否连接待充电设备的充电接口 ； 电池组件检测单元，用于检测当前接入的电池组件的数量及电压。3.根据权利要求2所述的分离式多级联电源装置，其特征在于，所述控制模块具体用于: 当所述输入接口连接充电器的连接接口时，输出充电控制指令至充放电管理模块； 当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，输出放电控制指令至充放电管理模块。4.根据权利要求3所述的分离式多级联电源装置，其特征在于，所述充放电管理模块具体用于: 当接收到充电控制指令时，将当前接入的电池组件按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块； 当接收到放电控制指令时，将当前接入的电池组件按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块。5.根据权利要求4所述的分离式多级联电源装置，其特征在于，所述切换模块包括: 充电切换单元，用于在接收到充电切换指令时，控制电池组件按电压从小到大切换充电； 放电切换单元，用于在接收到放电切换指令时，控制电池组件按电压从大到小切换放电。6.—种采用如权利要求1所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其特征在于，包括如下步骤: A、由检测模块检测当前的设备连接状态和当前接入的电池组件的数量及电压； B、由控制模块根据当前的设备连接状态输出控制指令至充放电管理模块； C、由充放电管理模块根据所述控制指令和当前接入的电池组件的数量及电压输出切换指令至切换模块； D、由切换模块根据所述切换指令控制当前接入的电池组件切换充电或切换放电。7.根据权利要求6所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其特征在于，所述步骤A包括: Al、由设备连接检测单元检测所述输入接口是否连接充电器的连接接口，或所述输出接口是否连接待充电设备的充电接口 ； A2、由电池组件检测单元检测当前接入的电池组件的数量及电压。8.根据权利要求7所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: 当所述输入接口连接充电器的连接接口时，由控制模块输出充电控制指令至充放电管理模块； 当所述输出接口连接待充电设备的充电接口时，由控制模块输出放电控制指令至充放电管理模块。9.根据权利要求8所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其特征在于，所述步骤C具体包括: 当接收到充电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从小到大排序，并输出充电切换指令至切换模块； 当接收到放电控制指令时，由充放电管理模块将当前接入的电池组件按电压从大到小排序，并输出放电切换指令至切换模块。10.根据权利要求9所述的分离式多级联电源装置的充放电方法，其特征在于，所述步骤D包括: Dl、充电切换单元在接收到充电切换指令时，控制电池组件按电压从小到大切换充电； D2、放电切换单元在接收到放电切换指令时，控制电池组件按电压从大到小切换放电。
【文档编号】H02J7/00GK105958559SQ201610191561
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】冯剑明, 黄慧琳, 肖军辉
【申请人】惠州Tcl移动通信有限公司