移动电源的充放电控制装置及方法
【专利摘要】一种移动电源的充放电控制装置及方法，在接收到控制指令后，判断充放电端口输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送充电控制信号。在接收到充电控制信号时，接收充放电端口输入的直流电为移动电源的电池充电，移动电源处于充电模式。如果充放电端口输入的直流电电压不满足充电条件，发送放电控制信号。在接收到放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端口，使移动电源的电池放电，移动电源处于放电模式。根据充放电端口输入的直流电电压大小来控制移动电源的电池充电或放电，移动电源不会同时处于充电模式和放电模式，避免造成移动电源内部电路系统工作紊乱，提高了移动电源的使用稳定性。
【专利说明】移动电源的充放电控制装置及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及移动电源【技术领域】，特别是涉及ー种移动电源的充放电控制装置及方法。
【背景技术】
[0002]移动电源是ー种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，具有大容量、多用途、体积小、寿命长和安全可靠等特点，可随时随地为手机、数码相机、MP3、MP4、掌上电脑、掌上游戏机等数码产品供电或待机充电的功能产品。
[0003]目前市场上的移动电源都具备至少ー个电源输出的放电端ロ，和ー个给移动电源充电输入的充电端ロ，通过选择不同的端ロ实现移动电源的充放电功能。在通常的情况下，移动电源的放电端ロ是给外部设备充电使用。当用户因使用不当或疏忽，将移动电源的放电端ロ与充电端ロ连接时，移动电源会出现自己给自己充电的现象，导致移动电源内部的电路系统工作紊乱。传统的移动电源存在使用稳定性低的缺点。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种可提高移动电源使用稳定性的移动电源的充放电控制装置及方法。
[0005]—种移动电源的充放电控制装置，包括:充放电端ロ ；充电控制模块，包括输入端、输出端和控制端，所述充电控制模块的输入端连接所述充放电端ロ，所述充电控制模块在所述充电控制模块的控制端接收到充电控制信号时，接收所述充放电端ロ输入的直流电并由所述充电控制模块的输出端输出；放电控制模块，包括放电控制输入端、放电控制输出端和放电控制端，所述放电控制模块的放电控制输出端连接所述充放电端ロ，所述放电控制模块用于在所述放电控制模块的放电控制端接收到放电控制信号吋，对所述放电控制模块的放电控制输入端输入的直流电进行升压处理后输出至所述充放电端ロ ；控制模块，连接所述充放电端ロ、充电控制模块的控制端及放电控制模块的放电控制端，用于在接收到控制指令后，判断所述充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送所述充电控制信号至所述充电控制模块的控制端，若否则发送所述放电控制信号至所述放电控制模块的放电控制端；所述充电控制模块的输出端和放电控制模块的放电控制输入端均用于连接移动电源的电池正极。
[0006]在其中一个实施例中，所述控制指令为低电平信号，所述控制模块包括控制芯片和稳压器，
[0007]所述控制芯片连接所述充放电端ロ、充电控制模块的控制端及放电控制模块的放电控制端，用于在接收到所述低电平信号后，判断所述充放电端ロ输入的直流电电压是否大于或等于预设电压值，若是则发送所述充电控制信号至所述充电控制模块的控制端，若否则发送所述放电控制信号至所述放电控制模块的放电控制端；及在再次接收到所述低电
平信号后停止工作；[0008]所述稳压器的输入端用于接入直流电，所述稳压器的输出端连接所述控制芯片，所述稳压器用于对接入的直流电稳压处理后输出至所述控制芯片，为所述控制芯片提供エ作电压。
[0009]在其中一个实施例中，所述控制模块还包括ニ极管，所述ニ极管的正极连接所述充放电端ロ，所述ニ极管的负极连接所述稳压器的输入端。
[0010]在其中一个实施例中，所述充电控制信号包括充电开关导通信号和充电使能信号，所述充电控制模块包括充电开关和充电芯片，
[0011 ] 所述充电开关的控制端以及充电芯片的控制端为所述充电控制模块的控制端，所述充电开关的输入端为所述充电控制模块的输入端，所述充电开关的输出端连接所述充电芯片的输入端，所述充电芯片的输出端为所述充电控制模块的输出端，所述充电开关在接收到所述充电开关导通信号时导通，接入所述充放电端ロ输入的直流电，所述控制芯片在接收到所述充电使能信号时，输出所述充电开关接入的直流电。
[0012]在其中一个实施例中，所述充电开关包括第一开关管、第二开关管和第一偏压电阻，
[0013]所述第一开关管的输入端为所述充电开关的输入端，且通过所述第一偏压电阻连接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端为所述充电开关的输出端，
[0014]所述第二开关管的控制端为所述充电开关的控制端，所述第二开关管的输入端通过所述第一偏压电阻连接所述第二开关管的输入端，所述第二开关管的输出端接地。
[0015]在其中一个实施例中，所述放电控制信号包括放电开关导通信号和升压使能信号，所述放电控制模块包括放电开关和升压芯片，
[0016]所述放电开关的控制端以及升压芯片的控制端为所述放电控制模块的放电控制端，所述放电开关的输入端为所述放电控制模块的放电控制输入端，所述放电开关的输出端连接所述升压芯片的输入端，所述升压芯片的输出端为所述放电控制模块的放电控制输出端，所述放电开关在接收到所述放电开关导通信号时导通，接入所述放电开关的输入端接收的直流电，所述控制芯片在接收到所述升压使能信号吋，对所述放电开关接入的直流电进行升压处理并输出至所述充放电端ロ。
[0017]在其中一个实施例中，所述放电开关包括第三开关管、第四开关管和第二偏压电阻，
[0018]所述第三开关管的输入端为所述放电开关的输入端，且通过所述第二偏压电阻连接所述第三开关管的控制端，所述第三开关管的输出端为所述放电开关的输出端，
[0019]所述第四开关管的控制端为所述放电开关的控制端，所述第四开关管的输入端连接所述第三开关管的控制端，所述第四开关管的输出端接地。
[0020]在其中一个实施例中，所述移动电源的充放电控制装置还包括电压检测模块和显示模块，
[0021]所述电压检测模块包括输入端和输出端，所述电压检测模块的输出端连接所述控制模块，所述显示模块连接所述控制模块；
[0022]所述电压检测模块用于采集所述电压检测模块的输入端接收的直流电的电压值并发送至所述控制模块，所述控制模块根据所述电压检测模块发送的直流电的电压值控制所述显示模块显示对应的预设信息。[0023]在其中一个实施例中，所述移动电源的充放电控制装置还包括电流监控模块，
[0024]所述电流监控模块包括输入端和输出端，所述电流监控模块的输入端连接所述放电控制模块的放电控制输出端，所述电流监控模块的输出端连接所述控制模块，所述电流监控模块用于检测所述放电控制模块输出的直流电的电流值是否超过预设电流值，若是则发送反馈信号至所述控制模块，所述控制模块在接收到所述反馈信号后停止发送所述放电控制信号。
[0025]ー种移动电源的充放电控制方法，包括以下步骤:
[0026]接收控制指令，判断充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件；
[0027]若是，则发送充电控制信号；
[0028]若否，则发送放电控制信号；
[0029]在接收到所述充电控制信号时，接收并输出所述充放电端ロ输入的直流电，用于对移动电源的电池充电；
[0030]在接收到所述放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至所述充放电端ロ，使所述移动电源的电池放电。
[0031]上述移动电源的充放电控制装置及方法，在接收到控制指令后，判断充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送充电控制信号。在接收到充电控制信号时，接收充放电端ロ输入的直流电并输出，为移动电源的电池充电，移动电源处于充电模式。如果充放电端ロ输入的直流电电压不满足充电条件，发送放电控制信号。在接收到放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ，使移动电源的电池放电，移动电源处于放电模式。根据充放电端ロ输入的直流电电压大小来控制移动电源的电池充电或放电，移动电源不会同时处于充电模式和放电模式，避免造成移动电源内部电路系统工作紊乱，提高了移动电源的使用稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为ー实施例中移动电源的充放电控制装置的结构图；
[0033]图2为另ー实施例中移动电源的充放电控制装置的结构图；
[0034]图3A为ー实施例中充放电端ロ、电流监控模块及部分放电控制模块的原理图；
[0035]图3B为ー实施例中充电控制模块及部分放电控制模块的原理图；
[0036]图3C为ー实施例中控制模块、发送模块、电压检测模块和显示模块的原理图；
[0037]图4为ー实施例中移动电源的充放电控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是g在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括ー个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0040]ー种移动电源的充放电控制装置，如图1所示，包括充放电端ロ 110、充电控制模块120、放电控制模块130和控制模块140。
[0041]充放电端ロ 110用于连接外部电源适配器，输入或输出直流电。充放电端ロ 110可采用USB (Universal Serial Bus，通用串行总线)接ロ，充放电端ロ 110具体可以只包括ー个端ロ，移动电源通过同一个端ロ进行充放电。充放电端ロ 110也可以是包括两个端ロ，分别用作充电端口和放电端ロ，充电端ロ连接充电控制模块120的输入端，用于接入直流电；放电端ロ连接放电控制模块130的放电控制输出端，用于输出直流电。本实施例中充放电端ロ 110只包括ー个端ロ，简化了移动电源的充放电控制装置的结构，还可避免用户在使用移动电源时插错接ロ，提高操作便利性。
[0042]充电控制模块120包括输入端、输出端和控制端，充电控制模块120的输入端连接充放电端ロ 110，充电控制模块120的输出端用于连接移动电源的电池210的正极，电池210的负极接地。电池210可以是锂电池或干电池等。
[0043]放电控制模块130包括放电控制输入端、放电控制输出端和放电控制端，放电控制模块130的放电控制输入端用于连接电池210的正极，放电控制模块130的放电控制输出端连接充放电端ロ 110。
[0044]控制模块140连接充放电端ロ 110、充电控制模块120的控制端及放电控制模块130的放电控制端。
[0045]控制模块140在接收到控制指令后，判断充放电端ロ 110输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送充电控制信号至充电控制模块120的控制端，若否则发送放电控制信号至放电控制模块130的放电控制端。充电控制模块120在接收到充电控制信号时，接收充放电端ロ 110输入的直流电并输出，对电池210进行充电，移动电源处于充电模式。放电控制模块130在接收到放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ 110，移动电源处于放电模式。
[0046]充电条件根据充放电端ロ 110具体结构的不同会有所不同。若充放电端ロ 110只包括ー个端ロ，充电条件可以是充放电端ロ 110输入的直流电电压大于或等于预设电压值，预设电压值可根据实际情况进行调整。以预设电压值是4.5伏为例，控制模块140若判断充放电端ロ 110输入的直流电电压大于或等于4.5V，则发送充电控制信号至充电控制模块120的控制端，反之则发送放电控制信号至放电控制模块130的放电控制端。若充放电端ロ 110包括充电端ロ和放电端ロ两个端ロ，控制模块140只需与充电端ロ和放电端ロ中的ー个连接，以控制模块140连接放电端ロ为例，充电条件可以是放电端ロ无直流电输入。控制模块140若检测到放电端ロ无直流电输入，则发送充电控制信号至充电控制模块120的控制端，反之则发送放电控制信号至放电控制模块130的放电控制端。
[0047]在其中一个实施例中，如图2所示，移动电源的充放电控制装置可包括连接控制模块140的发送模块150，发送模块150用于发送控制指令至控制模块140。可以理解，移动电源的充放电控制装置也可不包括发送模块150，而是通过外部控制电路发送控制指令至控制模块140。
[0048]在其中一个实施例中，继续參照图2，移动电源的充放电控制装置也可包括电压检测模块160和显不模块170。电压检测模块160包括输入端和输出端，电压检测模块160的输入端用于连接电池210的正极，电压检测模块160的输出端连接控制模块140，显示模块170连接控制模块140。
[0049]电压检测模块160用于采集电压检测模块160的输入端接收的直流电的电压值并发送至控制模块140，控制模块140根据电压检测模块160发送的直流电的电压值控制显示模块170显示对应的预设信息。此外控制模块140还可在电压检测模块160发送的直流电的电压值低于设定电压值时停止工作。
[0050]显示模块170具体可以包括显示灯和/或显示屏，显示模块170的具体结构不同，预设信息也会有所不同。若显示模块170包括显示灯，控制模块140可根据电压检测模块160发送的直流电的电压值，控制显示灯的亮灭数量，或控制显示灯闪烁等。若显示模块170包括显示屏，控制模块140可根据电压检测模块160发送的直流电的电压值，控制显示屏显示不同的数值、数值范围、文字或图像等。
[0051]利用电压检测模块160检测移动电源的电池210的输出电压，控制模块140根据电池210输出的电压值控制显示模块170显示对应的预设信息，控制模块140还可在电压值低于设定电压值时停止工作。对电池210的输出电压进行监控,在移动电源处于充电模式或放电模式时，避免电池210充电过量或放电过量，提高移动电源使用寿命。
[0052]在其中一个实施例中，移动电源的充放电控制装置还可包括电流监控模块180。
[0053]电流监控模块180包括输入端和输出端，电流监控模块180的输入端连接放电控制模块130的放电控制输出端，电流监控模块180的输出端连接控制模块140。电流监控模块180用于检测放电控制模块130输出的直流电的电流值是否超过预设电流值，若是则发送反馈信号至控制模块140，控制模块140在接收到反馈信号后停止发送放电控制信号。
[0054]预设电流值可根据实际情况进行调整，当移动电源处于放电模式时，若电流监控模块180检测到放电控制模块130输出的直流电的电流值超过预设电流值，则发送反馈信号至控制模块140，控制模块140停止发送放电控制信号至放电控制模块130，移动电源停止放电。本实施例中即是在移动电源处于放电模式时，对放电控制模块130输出的直流电进行监控，当电流过高时放电控制模块130停止工作，避免损坏外部的被充电设备。
[0055]在其中一个实施例中，控制模块140还可在接收到控制指令后，对移动电源的充放电控制装置中其他模块进行初始化处理，避免历史操作的干扰。控制模块140在进行初始化处理后，判断充放电端ロ 110输入的直流电电压是否满足充电条件。
[0056]上述移动电源的充放电控制装置，控制模块140在接收到控制指令后，判断充放电端ロ 110输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送充电控制信号至充电控制模块120的控制端，充电控制模块120在接收到充电控制信号时，接收充放电端ロ 110输入的直流电并由充电控制模块120的输出端输出，为移动电源的电池210充电，移动电源处于充电模式。如果充放电端ロ 110输入的直流电电压不满足充电条件，控制模块140发送放电控制信号至放电控制模块130的放电控制端，放电控制模块130在接收到放电控制信号时，对放电控制模块130的放电控制输入端输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ 110，使移动电源的电池210放电，移动电源处于放电模式。控制模块140根据充放电端ロ 110输入的直流电电压大小来控制充电控制模块120或放电控制模块130工作，使移动电源的电池210充电或放电，移动电源不会同时处于充电模式和放电模式，避免造成移动电源内部电路系统工作紊乱，提高了移动电源的使用稳定性。[0057]下面结合图3A、图3B和图3C对移动电源的充放电控制装置的具体工作原理进行详细说明。
[0058]在其中一个实施例中，如图3A所示，充放电端ロ 110包括通用串行总线接ロUSB1A，用于连接外部电源适配器，输入或输出直流电。充放电端ロ 110还可包括电阻R35、电阻R36、电阻R37和电阻R38，电阻R35和电阻R38串联，其公共端连接通用串行总线接ロUSBlA的端ロ DM/D-，电阻R35另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，电阻R38的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND。电阻R36和电阻R37串联，其公共端连接通用串行总线接ロ USBlA的端ロ DP/D+，电阻R36的另一端连接通用串行总线接ロUSBlA的电源端VCC，电阻R37的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND。
[0059]移动电源的充放电控制装置包括电阻R27和电阻R28，电阻R27和电阻R28串联，电阻R27的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，电阻R28的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND。
[0060]在其中一个实施例中，充电控制信号包括充电开关导通信号和充电使能信号，如图3B所示，充电控制模块120包括充电开关122和充电芯片，本实施例中移动电源的电池210包括电池BATl和电池BAT2，充电芯片包括芯片U5和芯片U6，分别对电池BATl和电池BAT2进行充电管理。可以理解，充电芯片的数量可根据电池210的数量而进行调整，在其他实施例中，也可以只用ー个充电芯片同时对电池BATl和电池BAT2进行充电管理。
[0061]以芯片U5对电池BATl进行充电管理为例，充电开关122的控制端，以及芯片U5的控制端8为充电控制模块120的控制端，与控制模块140连接。充电开关122的输入端为充电控制模块120的输入端，连接图3A中通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，充电开关122的输出端连接芯片U5的输入端4。芯片U5的输出端5为充电控制模块120的输出端，连接电池BATl的正极，电池BATl的负极接地。芯片U5的端ロ 1、端ロ 3和端ロ 6接地，端ロ 2通过ー电阻接地，端ロ 7通过电阻R16连接电源端VCC28。充电开关122在接收到充电开关导通信号时导通，接入充放电端ロ 110输入的直流电，芯片U5在接收到充电使能信号时，输出充电开关122接入的直流电至电池BAT1，对电池BATl进行充电。
[0062]进ー步地，充电开关122可包括第一开关管Q6、第二开关管Q7和第一偏压电阻R22。第一开关管Q6的输入端为充电开关122的输入端,且通过第一偏压电阻R22连接第一开关管Q6的控制端，第一开关管Q6的输出端为充电开关122的输出端，第二开关管Q7的控制端为充电开关122的控制端，第二开关管Q7的输入端通过第一偏压电阻R22连接第ニ开关管Q6的输入端，第二开关管Q7的输出端接地。此外充电开关122还可包括串联于第二开关管Q7的控制端限流电阻R23。
[0063]本实施例中，第一开关管Q6为DTS2301型号的P沟道MOS管，第二开关管Q7为S8050型号的NPN型三极管。第一开关管Q6和第二开关管Q7的型号并不唯一，且P沟道MOS管可用PNP型三极管代替，NPN型三极管可用N沟道MOS管代替。
[0064]可以理解，充电开关122的具体结构也并不是唯一的，只需满足在其控制端接收到充电开关导通信号时导通，接入充放电端ロ 110输入的直流电即可。
[0065]移动电源的充放电控制装置还可包括电容C8，电容C8—端连接充电开关122的输入端，另一端接地。
[0066]在其中一个实施例中，放电控制信号包括放电开关导通信号和升压使能信号，如图3A和图3B所示，放电控制模块130包括放电开关132和升压芯片U4。
[0067]本实施例中升压芯片U4为DC-DC (直流-直流)升压芯片，电池210包括BATl和电池BAT2，放电开关132的数量为两个，分别用于控制电池BATl和电池BAT2的直流电输出。同样，放电开关132的数量也可根据电池210的数量进行调整，且在其他实施例中也可以是利用ー个放电开关132同时控制电池BATl和电池BAT2的直流电输出。
[0068]以控制电池BATl的直流电输出的放电开关132为例，放电开关132的控制端，以及升压芯片U4的控制端4为放电控制模块130的放电控制端，与控制模块140连接。放电开关132的输入端为放电控制模块130的放电控制输入端，连接电池BATl的正极，放电开关132的输出端连接升压芯片U4的输入端5，升压芯片U4的输出端I为放电控制模块130的放电控制输出端，连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC。放电控制模块130还可包括正接于升压芯片U4输出端I的ニ极管D8，升压芯片U4的输出端I通过ニ极管D8连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，防止电流倒流。
[0069]放电控制模块130还可包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12和电感LI。升压芯片U4的端ロ 6通过电阻R24接地，升压芯片U4的输出端I通过电感LI连接升压芯片U4的输入端5。电阻R25和电阻R26串联，且公共端连接升压芯片U4的端ロ 3，电阻R25的另一端连接ニ极管D8的负极，电阻R26的另一端接地。电容C9和电容ClO —端均连接升压芯片U4的输入端5，另一端均接地，对升压芯片U4的输入端5接入的直流电进行滤波。电容Cll和电容C12的一端均连接ニ极管D8的负极，另一端均接地，用于对升压芯片U4的输出端I输出的直流电进行滤波。
[0070]放电开关132在接收到放电开关导通信号时导通，接入放电开关132的输入端接收的直流电，控制芯片U4在接收到升压使能信号时，对放电开关132接入的直流电进行升压处理并输出至充放电端ロ 110,使移动电源处于放电模式。
[0071]进ー步地，同样以控制电池BATl的直流电输出的放电开关132为例，放电开关132可包括第三开关管Q4、第四开关管Q2和第二偏压电阻R18。第三开关管Q4的输入端为放电开关132的输入端，连接电池BATl的正扱。第三开关管Q4的控制端通过第二偏压电阻R18连接电池BATl和电池BAT2的正极，第三开关管Q4的输出端为放电开关132的输出端，连接升压芯片U4的输入端5。
[0072]本实施例中移动电源的充放电控制装置还可包括正接于电池BATl正极的ニ极管D6，以及正接于电池BAT2正极的ニ极管D7。第三开关管Q4的控制端通过第二偏压电阻R18和ニ极管D6与BATl的正极连接，通过第二偏压电阻R18和ニ极管D7与BAT2的正极连接。ニ极管D6和ニ极管D7用于在第三开关管Q4导通后，防止电流倒流回电池BATl和电池BAT2的正极。
[0073]第四开关管Q2的控制端为放电开关132的控制端，第四开关管Q2的输入端连接第三开关管Q4的控制端，第四开关管Q2的输出端接地。
[0074]本实施例中，第三开关管Q4为DTS2301型号的P沟道MOS管，第四开关管Q2为S8050型号的NPN型三极管。第三开关管Q4和第四开关管Q2的型号并不唯一，且P沟道MOS管可用PNP型三极管代替，NPN型三极管可用N沟道MOS管代替。
[0075]可以理解，放电开关132的具体结构也并不是唯一的，只需满足在其控制端接收到放电开关导通信号时导通即可。[0076]在其中一个实施例中，控制指令为低电平信号，如图3C所示，控制模块140包括控制芯片Ul和稳压器U3。
[0077]控制芯片Ul连接充放电端ロ 110、充电控制模块120的控制端及放电控制模块130的放电控制端，用于在接收到低电平信号后，判断充放电端ロ 110输入的直流电电压是否大于或等于预设电压值，若是则发送充电控制信号至充电控制模块120的控制端，若否则发送放电控制信号至放电控制模块130的放电控制端；及在再次接收到低电平信号后停止工作。即在本实施例中通过发送低电平信号控制控制芯片Ul是否工作，可以理解，根据采用的控制芯片Ul的不同，控制指令也会有所不同。
[0078]稳压器U3的输入端VIN用于接入直流电，稳压器U3的输出端VOUT连接控制芯片U1，稳压器U3用于对接入的直流电稳压处理后输出至控制芯片U1，为控制芯片Ul提供工作电压。稳压器U3的端ロ VSS接地，端ロ CE连接稳压器U3的输入端VIN。本实施例中稳压器U3的输入端VIN连接移动电源的电池210正极，利用电池210为控制芯片Ul提供工作电压。稳压器U3的输出端VOUT还作为电源端VCC28，为移动电源的充放电控制装置中其他模块提供工作电压。
[0079]具体地，控制芯片Ul的端ロ 17用于接收控制指令，控制芯片Ul的端ロ 26连接图3A中电阻R27和电阻R28的公共端，用于采集充放电端ロ 110输入的直流电电压，控制芯片Ul的端ロ 22连接图3A中升压芯片U4的控制端4，用于在充放电端ロ 110输入的直流电电压小于预设电压值时，发送放电使能信号。控制芯片Ul的端ロ 8和端ロ 7分别连接图3A中通用串行总线接ロ USBlA的端ロ DP/D+和端ロ DM/D-。
[0080]控制芯片Ul的端ロ 40连接图3B中充电开关122的控制端，用于当充放电端ロ110输入的直流电电压大于或等于预设电压值时，发送充电开关导通信号。控制芯片Ul的端ロ 31连接图3B中芯片U5和芯片U6的控制端8，用于当充放电端ロ 110输入的直流电电压大于或等于预设电压值时，发送充电使能信号。控制芯片Ul的端ロ 19和端ロ 20分别连接图3B中两个放电开关132的控制端，用于在充放电端ロ 110输入的直流电电压小于预设电压值时，发送放电开关导通信号。控制芯片Ul的端ロ 32和35分别连接图3B中芯片U5和芯片U6的端ロ 7。
[0081]控制模块可包括电容C2、电容C3和电容C4。控制芯片Ul的端ロ 3、端ロ 4和端ロ6均连接稳压器U3的输出端，且通过电容C2接地。控制芯片Ul的端ロ 11、端ロ 13和端ロ14均连接稳压器U3的输出端，且通过电容C3接地。控制芯片Ul的端ロ 24连接稳压器U3的输出端，控制芯片Ul的内部电源端5通过电容C4接地，控制芯片Ul的端ロ 15和16接地。
[0082]控制模块也可包括ニ极管D5、电容Cl和电阻R12，ニ极管D5的正极连接充放电端ロ 110，具体为连接图3A中通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，ニ极管D5的负极通过电阻R12连接稳压器U3的输入端VIN和端ロ CE。在移动电源的电池210电量不足或出现故障不输出直流电时，稳压器U3还可利用充放电端ロ 110接入的直流电为移动电源的充放电控制装置中其他模块供电，在对电池210充电时，还可减小电池210的电量消耗，加快充电效率。
[0083]控制模块还可包括存储器U2、电阻R5和电容C5，本实施例中存储器为EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)。存储器U2的端ロ SCL和端ロ SDA分别连接控制芯片Ul的端ロ I和端ロ 2，存储器U2的端ロ SDA通过电阻R5连接电源端VCC28。存储器U2的端ロ E0、端ロ E1、端ロ E2、端ロ WC和端ロ GND均接地，存储器U2的端ロ VCC连接电源端VCC28，且通过电容C5接地。存储器U2用于存储控制控制芯片Ul工作的程序，便于对程序进行调试。可以理解，当程序调成成功后，可直接存入控制芯片U1，而无需再存储在存储器U2。
[0084]在其中一个实施例中，移动电源的充放电控制装置包括发送模块150，如图3C所示，发送模块150具体包括轻触开关Kl，轻触开关Kl的一端连接控制芯片Ul的端ロ 17，轻触开关Kl的另一端接地。当轻触开关Kl被按压时导通，控制芯片Ul的端ロ 17被拉低，控制芯片Ul开始工作；当轻触开关Kl再次被按压时，控制芯片Ul的端ロ 17再一次被拉低，控制芯片Ul停止工作。通过轻触开关Kl控制控制芯片Ul是否工作，方便快捷。
[0085]继续參照图3C，移动电源的充放电控制装置包括电压检测模块160和显示模块170。
[0086]电压检测模块160具体包括电阻R13、电阻R14和电容C6，电阻R13和电阻R14串联，电阻R13的另一端为电压检测模块160的输入端，可以是连接图3B中放电开关132的输出端，通过放电开关132与电池210的正极连接。电阻R13和电阻R14的公共端为电压检测模块160的输出端，连接控制芯片Ul的端ロ 21，电阻R14的另一端接地。电容C6的一端连接电阻R13和电阻R14的公共端，另一端接地。本实施例中，电压检测模块160用于在移动电源处于放电模式时，米集电池210输出的直流电的电压值并发送至控制芯片Ul。可以理解，在其他实施例中，电压检测模块160的输入端也可以是直接连接电池210的正扱，在移动电源处于充电模式或放电模式时，都可米集电池210输出的直流电的电压值。
[0087]本实施例中显示模块170包括显示灯Dl、显示灯D2、显示灯D3、显示灯D4、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，本实施例中显示灯D1、显示灯D2、显示灯D3和显示灯D4均为LED灯。显示灯D1、显示灯D2、显示灯D3和显示灯D4的正极均连接电源端VCC28，显示灯Dl、显示灯D2、显示灯D3和显示灯D4的负极，分别通过电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4连接控制芯片Ul的端ロ 36、端ロ 37、端ロ 38和端ロ 39。
[0088]控制芯片Ul根据电压检测模块160采集的电池210的输出的直流电电压值，控制显示模块170显示对应的预设信息，还可在直流电电压值低于设定电压值时停止工作。具体可以是:
[0089]当电池210的输出电压为满额电压的75%至100%时，控制芯片Ul控制显示灯Dl、显示灯D2、显示灯D3和显示灯D4全亮。
[0090]当电池210的输出电压为满额电压的50%至75%时，控制芯片Ul控制显示灯Dl、显示灯D2和显示灯D3亮。
[0091]当电池210的输出电压为满额电压的25%至50%时，控制芯片Ul控制显示灯Dl和显不灯D2売。
[0092]当电池210的输出电压低于满额电压的25%时，控制芯片Ul控制显示灯Dl闪烁。
[0093]当电池210的输出电压低于3.0V时，控制芯片Ul停止工作。
[0094]满额电压即指电池210充电饱和后的输出电压，可以理解，以上只是ー实施例中具体的控制方式，并不是唯一的。
[0095]在其中一个实施例中，移动电源的充放电控制装置包括电流监控模块180，如图3A所示，电流监控模块180具体可包括监控芯片U7、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R39、电阻R41、电阻R42、电容C13、电容C15、开关管Q8和开关管Q9。本实施例中开关管Q8和开关管Q9均为NPN型三极管。
[0096]监控芯片U7的端ロ I连接电阻R27和电阻R28的公共端，并通过电阻R29和电容C13连接监控芯片U7的端ロ 3，监控芯片U7的端ロ 2连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND，监控芯片U7的端ロ 3作为电流监控模块180的输出端，连接图3C中控制芯片Ul的端ロ 30。电阻30、电容C15和电阻R31串联，且电阻R30的另一端连接监控芯片U7的端ロ3，电容C15与电阻R31的公共端连接监控芯片U7的端ロ 5，电阻R31的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND。
[0097]电阻R32、电阻R33和电阻R34并联后一端作为电流监控模块180的输入端，连接监控芯片U7的端ロ 4，且通过电阻R26、电阻R25连接ニ极管D8的负极。电阻R32、电阻R33和电阻R34并联的另一端连接通用串行总线接ロ USBlA的接地端GND，且连接图3C中控制芯片Ul的端ロ 23。监控芯片U7的端ロ 4连接开关管Q8的输出端，监控芯片U7的端ロ 5连接开关管Q8的控制端，并通过电阻R41连接开关管Q9的控制端。监控芯片U7的端ロ 6连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC。开关管Q8的输入端连接图3C中控制芯片Ul的端ロ 25，并通过电阻R39连接电源端VCC28。开关管Q9的控制端通过电阻R42接地，开关管Q9的输入端连接升压芯片U4的控制端4，开关管Q9的输出端接地。
[0098]监控芯片U7通过电阻R32、电阻R33和电阻R34检测升压芯片U4的输出端I输出的直流电的电流值，并在电流值超过预设电流值时发送反馈信号至控制芯片Ul的端ロ 30。
[0099]移动电源的充放电控制装置还可包括ニ极管D20, ニ极管D20的正极连接通用串行总线接ロ USBlA的电源端VCC，负极连接图3C中稳压器U3的输入端VIN。即本实施例中提供另ー个线路来利用充放电端ロ 110接入的直流电为移动电源的充放电控制装置中各模块提供工作电压。
[0100]本发明还提供了ー种移动电源的充放电控制方法，如图4所示，包括以下步骤:
[0101]步骤SllO:接收控制指令，判断充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件。若是，则进行步骤S120，若否则进行步骤S130。
[0102]具体可利用控制模块接收控制指令，以及进行判断操作。充放电端ロ即为移动电源进行充放电的接ロ，可采用USB接ロ，具体可以只包括ー个端ロ，移动电源通过同一个端ロ进行充放电。充放电端ロ也可以是包括两个端ロ，分别用作充电端口和放电端ロ。充电条件根据充放电端ロ具体结构的不同会有所不同。若充放电端ロ只包括ー个端ロ，充电条件可以是充放电端ロ输入的直流电电压大于或等于预设电压值，预设电压值可根据实际情况进行调整。若充放电端ロ包括充电端ロ和放电端ロ两个端ロ，充电条件可以是放电端ロ无直流电输入。
[0103]步骤S120:发送充电控制信号。
[0104]步骤S130:发送放电控制信号。
[0105]同样可利用控制模块来发送充电控制信号和放电控制信号。本实施例中可将充电控制信号发送至充电控制模块，将放电控制信号发送至放电控制模块。
[0106]步骤S140:在接收到充电控制信号时，接收并输出充放电端ロ输入的直流电。
[0107]将充电控制模块连接充放电端口和移动电源的电池正极。充电控制模块在接收到充电控制信号时，接入并输出充放电端ロ输入的直流电至移动电源的电池，对电池进行充电，移动电源处于充电模式。
[0108]步骤S150:在接收到放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ。
[0109]将放电控制模块连接充放电端口和移动电源的电池正极。放电控制模块在接收到放电控制信号时，对移动电源的电池输出的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ，使移动电源的电池放电，移动电源处于放电模式。
[0110]充电条件、充电控制信号和放电控制信号，以及控制模块、充电控制模块和放电控制模块的具体工作方式及原理与上述移动电源的充放电控制装置中类似，在此不作赘述。
[0111]上述移动电源的充放电控制方法，在接收到控制指令后，判断充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送充电控制信号。在接收到充电控制信号时，接收充放电端ロ输入的直流电并输出，为移动电源的电池充电，移动电源处于充电模式。如果充放电端ロ输入的直流电电压不满足充电条件，发送放电控制信号。在接收到放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至充放电端ロ，使移动电源的电池放电，移动电源处于放电模式。根据充放电端ロ输入的直流电电压大小来控制移动电源的电池充电或放电，移动电源不会同时处于充电模式和放电模式，避免造成移动电源内部电路系统工作紊乱，提高了移动电源的使用稳定性。
[0112]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.ー种移动电源的充放电控制装置，其特征在于，包括: 充放电端ロ； 充电控制模块，包括输入端、输出端和控制端，所述充电控制模块的输入端连接所述充放电端ロ，所述充电控制模块在所述充电控制模块的控制端接收到充电控制信号时，接收所述充放电端ロ输入的直流电并由所述充电控制模块的输出端输出； 放电控制模块，包括放电控制输入端、放电控制输出端和放电控制端，所述放电控制模块的放电控制输出端连接所述充放电端ロ，所述放电控制模块用于在所述放电控制模块的放电控制端接收到放电控制信号吋，对所述放电控制模块的放电控制输入端输入的直流电进行升压处理后输出至所述充放电端ロ； 控制模块，连接所述充放电端ロ、充电控制模块的控制端及放电控制模块的放电控制端，用于在接收到控制指令后，判断所述充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件，若是则发送所述充电控制信号至所述充电控制模块的控制端，若否则发送所述放电控制信号至所述放电控制模块的放电控制端。
2.根据权利要求1所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述控制指令为低电平信号，所述控制模块包括控制芯片和稳压器， 所述控制芯片连接所述充放电端ロ、充电控制模块的控制端及放电控制模块的放电控制端，用于在接收到所述低电平信号后，判断所述充放电端ロ输入的直流电电压是否大于或等于预设电压值，若是则发送所述充电控制信号至所述充电控制模块的控制端，若否则发送所述放电控制信号至所述放电控制模块的放电控制端；及在再次接收到所述低电平信号后停止工作； 所述稳压器的输入端接入直流电，所述稳压器的输出端连接所述控制芯片，所述稳压器用于对接入的直流电稳压处理后输出至所述控制芯片，为所述控制芯片提供工作电压。
3.根据权利要求2所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述控制模块还包括二极管，所述二极管的正极连接所述充放电端ロ，所述二极管的负极连接所述稳压器的输入端。
4.根据权利要求1所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述充电控制信号包括充电开关导通信号和充电使能信号，所述充电控制模块包括充电开关和充电芯片， 所述充电开关的控制端以及充电芯片的控制端为所述充电控制模块的控制端，所述充电开关的输入端为所述充电控制模块的输入端，所述充电开关的输出端连接所述充电芯片的输入端，所述充电芯片的输出端为所述充电控制模块的输出端，所述充电开关在接收到所述充电开关导通信号时导通，接入所述充放电端ロ输入的直流电，所述控制芯片在接收到所述充电使能信号时，输出所述充电开关接入的直流电。
5.根据权利要求4所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述充电开关包括第一开关管、第二开关管和第一偏压电阻， 所述第一开关管的输入端为所述充电开关的输入端，且通过所述第一偏压电阻连接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端为所述充电开关的输出端， 所述第二开关管的控制端为所述充电开关的控制端，所述第二开关管的输入端通过所述第一偏压电阻连接所述第二开关管的输入端，所述第二开关管的输出端接地。
6.根据权利要求1所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述放电控制信号包括放电开关导通信号和升压使能信号，所述放电控制模块包括放电开关和升压芯片， 所述放电开关的控制端以及升压芯片的控制端为所述放电控制模块的放电控制端，所述放电开关的输入端为所述放电控制模块的放电控制输入端，所述放电开关的输出端连接所述升压芯片的输入端，所述升压芯片的输出端为所述放电控制模块的放电控制输出端，所述放电开关在接收到所述放电开关导通信号时导通，接入所述放电开关的输入端接收的直流电，所述控制芯片在接收到所述升压使能信号吋，对所述放电开关接入的直流电进行升压处理并输出至所述充放电端ロ。
7.根据权利要求6所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，所述放电开关包括第三开关管、第四开关管和第二偏压电阻， 所述第三开关管的输入端为所述放电开关的输入端，且通过所述第二偏压电阻连接所述第三开关管的控制端，所述第三开关管的输出端为所述放电开关的输出端， 所述第四开关管的控制端为所述放电开关的控制端，所述第四开关管的输入端连接所述第三开关管的控制端，所述第四开关管的输出端接地。
8.根据权利要求1所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，还包括电压检测模块和显示模块， 所述电压检测模块包括输入端和输出端，所述电压检测模块的输出端连接所述控制模块，所述显示模块连接所述控制模块； 所述电压检测模块用于采集所述电压检测模块的输入端接收的直流电的电压值并发送至所述控制模块，所述控制模块根据所述电压检测模块发送的直流电的电压值控制所述显示模块显示对应的预设信息。
9.根据权利要求1所述的移动电源的充放电控制装置，其特征在于，还包括电流监控模块， 所述电流监控模块包括输入端和输出端，所述电流监控模块的输入端连接所述放电控制模块的放电控制输出端，所述电流监控模块的输出端连接所述控制模块，所述电流监控模块用于检测所述放电控制模块输出的直流电的电流值是否超过预设电流值，若是则发送反馈信号至所述控制模块，所述控制模块在接收到所述反馈信号后停止发送所述放电控制信号。
10.ー种移动电源的充放电控制方法，其特征在于，包括以下步骤:接收控制指令，判断充放电端ロ输入的直流电电压是否满足预设的充电条件； 若是，则发送充电控制信号； 若否，则发送放电控制信号； 在接收到所述充电控制信号时，接收并输出所述充放电端ロ输入的直流电； 在接收到所述放电控制信号时，对输入的直流电进行升压处理后输出至所述充放电端□。
【文档编号】H01M10/44GK103607010SQ201310604086
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】王刚, 王光, 万四宏, 何志兵 申请人:深圳市民展科技开发有限公司