专利名称：一种数字显示移动电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术领域，更具体地说，涉及ー种数字显示移动电源。
背景技术：
随着科技的发展，大量移动式电子产品相继出现，其中，MP3、MP4、MP5、手机、平板电脑、数码相机等在人们的日常生活中应用较为广泛。由于现在数字电子产品己全面走向智能化，如智能手机显示屏几乎全是触摸屏，后台应用软件又多，耗电量自然就大，产品为追求美观，都设计为超薄型的外观，所以本机自带电池常会出现不够用的情况，一般智能化手机电池只能用一天左右的电量，变成每天都要对手机充电，使用起来不方便。如视听数字电子产品在使用中突然电量不够而停止，将对用户的生活造成极大的不便。另外，这些电子产品中，大都采用交流电充电模式，且对于不同的电子产品而言，也相应地需要不同规格的充电器，如果用户外出带上不同规格的充电器，也会造成极大的不便。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在干，针对现有技术的超薄型电子产品的电量易不足、使用不便的缺陷，提供一种薄型化的电量高、使用方便的ー种数字显示移动电源。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造ー种数字显示移动电源，包括聚合物锂电池；与所述聚合物锂电池连接并对其进行充电管理的电源管理単元；与所述电源管理单元输入端连接对其提供充电输入电压的第一 USB接ロ ；用于检测所述聚合物锂电池的电压、电流并对其控制的单片机检测和控制单元；用于对所述聚合物锂电池的电压进行升压、使其为移动电子产品电源输入电压的调整单元；与所述调整单元连接并将所述调整单元转换后的电压输出的第二 USB接ロ。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，还包括用于进行显示并与所述单片机检测和控制单元电连接的显示驱动单元。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述显示驱动单元包括插槽接ロ ；用于以数字或图形形式进行显示所述聚合物锂电池电量的显示模块；与所述插槽接ロ连接的、用于在所述聚合物锂电池未充放电时使所述显示模块进行显示的按键开关；用于驱动所述显示模块进行显示的显示驱动芯片，所述显示驱动芯片ー输入端与所述插槽接ロ连接，输出ゑ而与显不I旲块连接。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述显示模块包括共阴极数码管或IXD显示屏。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述电源管理単元包括使充电电压固定在4. 2V的充电芯片，所述充电芯片还与设置充电电流的电阻连接。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述调整単元包括用于调整所述聚合物锂电池的电流使其与移动电子产品相适配、并在电流过大时进行断电的自适应模块；用于将所述聚合物锂电池的电压进行升压并与所述自适应模块连接的DC/DC升压模块；与所述DC/DC升压模块连接并将所述DC/DC升压模块输出的电流进行调整的输出电流调整模块。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述聚合物锂电池的电压范围为
3.2V-4. 2V ;所述DC/DC升压模块将所述聚合物锂电池的输出电压转换为5V输出。 在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述第一 USB接ロ为MiCTO型USB输入接ロ ；所述第二 USB接ロ为A型USB输出接ロ。在本实用新型所述的数字显示移动电源中，还包括与所述聚合物锂电池并接并对其进行过压、过流保护的保护单元；所述保护単元包括用于过压、过流保护的第一保护模块和第二保护模块；还包括用于使所述聚合物锂电池在恒压、恒流状态下进行充电的第三保护模块；所述第二保护模块一端与所述第一保护模块一端连接，另一端与所述第三保护模块的一端连接，所述第一保护模块的另一端与所述聚合物锂电池负极连接，所述第三保护模块的另一端与所述聚合物锂电池正极连接。 在本实用新型所述的数字显示移动电源中，所述数字显示移动电源还包括外売，所述外壳包括支架和与所述支架相扣合的盖板。实施本实用新型的数字显示移动电源，具有以下有益效果由于使用聚合物锂电池，具有更高能量密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的特点，可以制成任意形状和尺寸，超薄型产品，其単位能量比目前的一般锂离子电池提高了 50%，使得其适用范围广，发展前景好；由于显示模块包括共阴极数码管或LCD显示屏，可对电池电量以数字或图形形式进行直观显示，更加方便用户使用；用户使用所述数字显示移动电源可方便的为移动电子产品进行充电。
图I是本实用新型数字显示移动电源第一实施例的电路框图示意图；图2是第一实施例的具体电路原理图；图3是第一实施例中单片机的内部系统结构图；图4是第一实施例中数字显不移动电源的盖板图；图5是第一实施例中数字显不移动电源的支架图；图6是第一实施例中加外壳后的数字显示移动电源的结构示意图；图7是传统移动电源第一显示方式的结构示意图；图8是传统移动电源第二显示方式的结构示意图；图9是传统移动电源第三显示方式的结构示意图；图10是传统移动电源第四显示方式的结构示意图；图11是第一实施例中数字显示移动电源的共阴极数码管显示结构示意图；图12是第一实施例中数字显示移动电源的IXD显示屏的显示结构示意图；图13是本实用新型数字显示移动电源第二实施例的显示结构示意图。图中标记1_单片机检测和控制单元；2_电源管理単元；3_调整单元；31_自适应模块；32-DC/DC升压模块；33_输出电流调整模块；4_保护单元；41_第一保护模块；42_第ニ保护模块；43_第三保护模块；5_显示驱动单元；S1-按键开关；CN1-插槽接ロ ；U3-显示驱动芯片；51_显示模块；6_聚合物锂电池Jl-第一USB接ロ J2-第二USB接ロ ；9-盖板；10-支架。
具体实施方式
为了让本领域的普通技术人员能够理解并实施本实用新型，下面将结合附图对本实用新型实施例作进ー步说明。在本实用新型的数字显示移动电源第一实施例中，该数字显示移动电源的电路框图示意图如图I所示，图2为第一实施例中数字显示移动电源的具 体电路原理图。在图I中，该数字显示移动电源包括聚合物锂电池6、电源管理単元2、第一 USB接ロ J1、单片机检测和控制单元I、第一保护模块41、第二保护模块42、第三保护模块43、自适应模块31、DC/DC升压模块32、输出电流调整模块33、第二 USB接ロ J2、按键开关SI、插槽接ロ CN1、显示驱动芯片U3、显示模块51 ;其中，第一保护模块41、第二保护模块42和第三保护模块43构成保护单元4，自适应模块31、DC/DC升压模块32和输出电流调整模块33构成调整单元3，按键开关SI、插槽接ロ CN1、显示驱动芯片U3和显示模块51构成显示驱动单元5。上述电源管理单元2与聚合物锂电池6连接，并对聚合物锂电池6进行充电管理；第一 USB接ロJl与电源管理単元2输入端连接，并对电源管理単元2提供充电输入电压，在本第一实施例中，第一 USB接ロ Jl为Micro型USB输入接ロ ；单片机检测和控制单元I用于检测聚合物锂电池6的电压、电流大小并对电压、电流大小进行控制；保护单元4与聚合物锂电池6并接并对其进行过压、过流保护；调整单元3用于对聚合物锂电池6的电压进行升压、使其为移动电子产品电源输入电压；第二 USB接ロ J2与调整单元3连接并将调整单元3转换后的电压输出。显示驱动单元5与单片机检测和控制单元I电连接，用于进行显示。由于聚合物锂电池与一般锂电池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化、长循环寿命，以及高安全性和低成本等多种明显优势，是ー种新型电池。在形状上，聚合物锂电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。而且，聚合物锂电池的単位能量比目前的一般锂离子电池提高了 50%，使得其适用范围广，发展前景好。此外，由于电子产品的设计大都追求超薄型外观，为了顺应这种趋势的发展，在本第一实施例中，移动电源的电池选用了聚合物锂电池。本第一实施例中的聚合物锂电池的正常工作电压范围为3. 2V-4. 2V。如图2所示，电源管理单元2包括充电芯片Ul，在本第一实施例中，充电芯片Ul的型号为TP4056，充电芯片Ul的充电电压固定在4. 2V，充电芯片Ul还与设置充电电流的电阻连接，具体来讲，充电电流是采用一个连接在恒流充电电流设置和充电电流检测端PROG引脚与地之间的电阻R5来设定的。当输入电压V+大于数字显示移动电源低电压检测阈值和充电芯片Ul的使能输入端CE接高电平时，充电芯片Ul开始对聚合物锂电池充电，充电
状态指示端输出低电平，表
示充电正在进行。图2中，BT+、BT-分别为聚合物锂电池的正极和负极；如果聚合物锂电池电压低于3V，充电芯片Ul用小电流对聚合物锂电池进行预充电。当聚合物锂电池电压超过3V时，充电芯片Ul采用恒流模式对聚合物锂电池充电，充电电流由充电芯片Ul的第2引脚(恒流充电电流设置和充电电流检测端PROG引脚)和地之间的电阻R5确定。当聚合物锂电池电压接近4. 2V电压时，充电电流逐渐减小，充电芯片Ul进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束，充电芯片Ul的充电状态指示端^^输出高阻
态，电池充电完成指示端^输出低电位。这里，充电结束阈值是恒流充电电流的10%，当聚合物锂电池电压降到再充电阈值以下吋，自动开始新的充电周期。当输入电压掉电或输入电压低于聚合物锂电池电压时，充电芯片Ul进入低功耗的睡眠模式,聚合物锂电池端消耗的电流小于3MA，从而增加了待机时间。如果将使能输入端CE接低电平，充电芯片Ul停止充电。单片机检测和控制单元I中的单片机U4输入口 PH6，带可编程上拉电阻，端ロ电
平变化中断，输入ロ PH6与电池充电完成指示端连接，充电完成吋，SIDBI输出由
高阻态变为低电位，相应输入ロ PH6端ロ电平变化，这时单片机U4中断，停止对聚合物锂电池充电。单片机U4的输入引脚PH5在本第一实施例中为普通输入引脚，在引脚PH5外面串接ー个100欧姆的电阻R20，具有唤醒功能，通过电阻R19与输入端V+连接，用于检测数字 显示移动电源是否在充电。如图2所示，在本第一实施例中，第二保护模块42 —端与第一保护模块41 一端连接，第二保护模块42的另一端与第三保护模块43的一端连接，第一保护模块41的另一端与聚合物锂电池负极BT-连接，第三保护模块43的另一端与聚合物锂电池正极BT+连接。第一保护模块41和第二保护模块42用于对聚合物锂电池进行过压、过流保护，第一保护模块41包括芯片U7，第二保护模块42包括芯片U8，芯片U7和U8的型号均为S8205A，两个S8205A型芯片串联，用于对聚合物锂电池的过充电、过放电和过电流的保护，当聚合物锂电池充电电压达到4. 2V时，停止充电以防止过充，当聚合物锂电池放电电压达到3. 2V时，停止放电以防止过放；当然，在一些情况下也可以只用ー个S8205A型芯片，虽然这种情况在大电流时易造成芯片损坏，但这种情况较适合对设备要求不高但对成本敏感的场合。第三保护模块43中芯片U6用于使聚合物锂电池在恒压、恒流状态下进行充电，芯片U6为DWOlA型芯片，当然，在一些情况下，芯片U6也可选用其他型号的具有相似功能的芯片。在本第一实施例中，自适应模块31中的P沟道耗尽型MOS管Ql用于调整聚合物锂电池的电流使其与移动电子产品相适配、并在电流过大时进行断电，此外，MOS管Ql对聚合物锂电池进行过热保护，当温度超过一定值，MOS管Ql断开电流输出，当放电时，温度达到50度时，会无电压输出；单片机U4中的输入/输出口 PH7，带可编程上拉电阻，端ロ电平变化中断，输入/输出口 PH7通过电阻R6与自适应模块31中的NPN型三极管Q3的基极相连，对数字移动电源进行充电时输入/输出口 PH7唤醒。DC/DC升压模块32与自适应模块31连接，用于将聚合物锂电池的电压进行升压，DC/DC升压模块32将聚合物锂电池的输出电压转换为5V输出，本第一实施例中，DC/DC升压模块32中的芯片U2用于进行升压，芯片U2的型号为FP6297，芯片U2自身具有过温保护，温度超出一定值，芯片U2自动断电；输出电流调整模块33与DC/DC升压模块32连接并将DC/DC升压模块32输出的电流进行调整，将输出电流调整到2A。第二 USB接ロ J2与输出电流调整模块33相连，第二 USB接ロ J2为A型USB输出接ロ。在本第一实施例中，显示模块51用于以数字或图形形式进行显示所述聚合物锂电池电量；按键开关SI与插槽接ロ CNl连接，用于在聚合物锂电池未充放电时使显示模块51进行显示；显示模块51包括共阴极数码管或LCD显示屏，图2给出的是采用共阴极数码管显示方式的原理图，在图2中，设置了多个LED1，用于以数字形式显示聚合物锂电池的电量，通过不同位置的LEDl的亮灭以显示不同的电量；显示驱动芯片U3用于驱动共阴极数码管进行显示，显示驱动芯片U3 —输入端(时钟信号输入端CLK)与插槽接ロ CNl的第3引脚连接，其输出端与显示模块51 (共阴极数码管)连接，本第一实施例中的显示驱动芯片U3的型号为74HC164，当然，在其他一些情况下，也可以为其他型号的驱动芯片；在聚合物锂电池未充放电吋，按下按键开关SI，显示模块51 (共阴极数码管)以数字形式显示聚合物锂电池的电量；当然，采用LCD显示屏时，以数字形式显示出聚合物锂电池的电量、电压、电流、温度及电池图形。本第一实施例中，单片机U4的内部系统结构图如图3所示。本第一实施例的数字显示移动电源还包括外売，图4是第一实施例中数字显示移动电源外壳的盖板图，图5是第一实施例中数字显示移动电源外壳的支架图，上述外壳包括支架10和与支架10相扣合的盖板9。图6是第一实施例中加外壳后的数字显示移动电源的结构示意图，在图6中，显示模块51中的共阴极数码管将聚合物锂电池的电量以数字形式通过多个LEDl的亮灭进行显示。图7、图8、图9、图10分别是传统移动电源几种显示方式的结构示意图，从图7、图8、图
9、图10中看出，传统移动电源只能显示里面的锂电池的容量，而不能以数字形式直观的看 到锂电池的容量具体为多少，给用户的使用带来不便。图11是第一实施例中数字显示移动电源的共阴极数码管显示结构示意图，在图11中，采用共阴极数码管以数字形式直观的显示出聚合物锂电池的电量。图12是第一实施例中数字显示移动电源的LCD显示屏的显示结构示意图；在图12中，采用LCD显示屏以数字形式直观的显示出聚合物锂电池的电量、电压、电流、温度及电池图形，便于用户的使用。在本实用新型的数字显示移动电源第二实施例中，该数字显示移动电源第二实施例的显示结构示意图如图13所示，第二实施例与第一实施例的区别是，第二实施例中，第ニ USB接ロ J2包括两个A型USB输出接ロ，这样可以同时向两个电子产品充电，采用顶部数码管或IXD显示屏显示。总之，在上述实施例中，数字显示移动电源在设计上增加电压检测、电池容量換算功能和温度感应器，电池的电压或容量通过单片机U4进行数字转换连接到显示驱动单元上，显示驱动芯片可以是74HC164或其他芯片驱动。显示模块包括数码管或IXD显示屏。单片机U4通过其电源输入端VDD和VSS检测电池电压，利用检测出的电压換算成电量，通过显示驱动芯片驱动显示模块显示出电量数据，如用IXD显示屏进行显示，则要用其他型号的显示驱动芯片或直接用单片机U4控制。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.ー种数字显示移动电源，其特征在于，包括聚合物锂电池；与所述聚合物锂电池连接并对其进行充电管理的电源管理単元；与所述电源管理单元输入端连接对其提供充电输入电压的第一 USB接ロ ；用于检测所述聚合物锂电池的电压、电流并对其控制的单片机检测和控制単元；用于对所述聚合物锂电池的电压进行升压、使其为移动电子产品电源输入电压的调整单元；与所述调整単元连接并将所述调整单元转换后的电压输出的第二 USB接□。
2.根据权利要求I所述的数字显示移动电源，其特征在于，还包括用于进行显示并与所述单片机检测和控制单元电连接的显示驱动单元。
3.根据权利要求2所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述显示驱动单元包括插槽接ロ ；用于以数字或图形形式进行显示所述聚合物锂电池电量的显示模块；与所述插槽接ロ连接的、用于在所述聚合物锂电池未充放电时使所述显示模块进行显示的按键开关； 用于驱动所述显示模块进行显示的显示驱动芯片，所述显示驱动芯片ー输入端与所述插槽接ロ连接，输出端与显示模块连接。
4.根据权利要求3所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述显示模块包括共阴极数码管或IXD显示屏。
5.根据权利要求4所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述电源管理単元包括使充电电压固定在4. 2V的充电芯片，所述充电芯片还与设置充电电流的电阻连接。
6.根据权利要求5所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述调整単元包括用于调整所述聚合物锂电池的电流使其与移动电子产品相适配、并在电流过大时进行断电的自适应模块；用于将所述聚合物锂电池的电压进行升压并与所述自适应模块连接的DC/DC升压模块；与所述DC/DC升压模块连接并将所述DC/DC升压模块输出的电流进行调整的输出电流调整模块。
7.根据权利要求6所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述聚合物锂电池的电压范围为3. 2V-4. 2V ;所述DC/DC升压模块将所述聚合物锂电池的输出电压转换为5V输出。
8.根据权利要求7所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述第一USB接ロ为Micro型USB输入接ロ ；所述第二 USB接ロ为A型USB输出接ロ。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的数字显示移动电源，其特征在于，还包括与所述聚合物锂电池并接并对其进行过压、过流保护的保护单元；所述保护単元包括用于过压、过流保护的第一保护模块和第二保护模块；还包括用于使所述聚合物锂电池在恒压、恒流状态下进行充电的第三保护模块；所述第二保护模块一端与所述第一保护模块一端连接，另一端与所述第三保护模块的一端连接，所述第一保护模块的另一端与所述聚合物锂电池负极连接，所述第三保护模块的另一端与所述聚合物锂电池正极连接。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的数字显示移动电源，其特征在于，所述数字显示移动电源还包括外壳，所述外壳包括支架和与所述支架相扣合的盖板。
专利摘要本实用新型涉及一种数字显示移动电源，包括聚合物锂电池；与所述聚合物锂电池连接并对其进行充电管理的电源管理单元；与所述电源管理单元输入端连接对其提供充电输入电压的第一USB接口；用于检测所述聚合物锂电池的电压、电流并对其控制的单片机检测和控制单元；用于对所述聚合物锂电池的电压进行升压、使其为移动电子产品电源输入电压的调整单元；与所述调整单元连接并将所述调整单元转换后的电压输出的第二USB接口。实施本实用新型的数字显示移动电源，具有以下有益效果适用范围广，发展前景好，使用更方便，用户可方便的为移动电子产品进行充电。
文档编号H02J7/00GK202602341SQ201220303770
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者刘武佳 申请人:刘武佳