快速穿戴移动设备供电装置的制作方法

本实用新型涉及供电装置快充技术，尤其涉及一种快速穿戴移动设备供电装置。

背景技术：

纵观3C智能设备这几年的变化，分辨率是越来越高，其CPU也从单核到多核发展。目前，中国智能穿戴移动设备用户越来越多，这充分表明了智能穿戴移动设备正逐渐成为我们日常生活中必不可少的工具。我们拨打电话，听歌、上网、看电影、导航等等都需要用到它，尤其在目前4G和wifi等畅通的网络环境下，俨然已经成为了生活中的必需品。不过它有致命的弱点：续航能力不足，并且充电时间过长，这也是穿戴移动设备高速发展的一个技术瓶颈，而移动电源的出现解决了这样的问题，目前不少用户，都会配备一个供电装置比如移动电源，以备不时之需。

然而移动电源充电慢的问题，成为许多用户的烦恼，快充技术的出现解了燃眉之急。随着快充技术的兴起，各式各样的快充型供电装置也随之出现。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种快速穿戴移动设备供电装置。

本实用新型包括输入接口单元、至少一个电池充放电模块、MCU、输出电能变换单元，所述电池充放电模块包括充电管理单元、电池、电池电能信息检测单元和放电控制单元，其中，所述电池电能信息检测单元分别与充电管理单元和电池相连；所述MCU分别与输入接口单元、充电管理单元、电池电能信息检测单元和放电控制单元相连，所述输入接口单元、充电管理单元、电池、放电控制单元、输出电能变换单元依次按照电流流向设置。

本实用新型作进一步改进，所述输入接口单元包括用于外部电压输入的接入端子和用于检测是否有外部电压接入的电压检测电路，所述电压检测电路与MCU相连。

本实用新型作进一步改进，当有外部电压输入，MCU与放电控制单元连接的引脚输出低电平，放电控制单元处于断开状态，使每节锂电池都处于独立平行的状态。

本实用新型作进一步改进，所述电池充放电模块的数量为两个以上。

本实用新型作进一步改进，所述电池充放电模块在充电模式下，每个充电管理单元对与其相连的电池独立平行充电；在放电待机模式下，电池经各自的放电控制单元连接为一个整体并联放电。

本实用新型作进一步改进，所述输出电能变换单元设有多个输出电压等级。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：并联的电流充电方式，实现了大电流，大功率的充电，减少了电池的充电时间，同时也解决了电池并联时所导致的分流不均的影响；使用脉冲电流的充电方式，可以减少热量的产生；MCU的控制，更为有效且精确地保护了电池，使其寿命以及安全系数得到提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为充电模式并联电流扩容示意图；

图3为充电阶段分步电压调节实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括输入接口单元、三个电池充放电模块、MCU(微控制单元,Microcontroller Unit)、输出电能变换单元，其中，三个电池充放电模块分别并联在输入接口单元和输出电能变换单元之间，电池充放电模块所述电池充放电模块包括充电管理单元、电池、电池电能信息检测单元和放电控制单元，所述输入接口单元、充电管理单元、电池、放电控制单元、输出电能变换单元依次按照电流流向设置。

本例的电池为能够充放电的锂电池，第一电池充放电模块包括充电管理单元1、锂电池1、放电控制单元1，以及分别与充电管理单元1和锂电池1相连的电池电能信息检测单元1，第二电池充放电模块包括充电管理单元2、锂电池2、放电控制单元2，以及分别与充电管理单元2和锂电池2相连的电池电能信息检测单元2，第三电池充放电模块包括充电管理单元3、锂电池3、放电控制单元3，以及分别与充电管理单元3和锂电池3相连的电池电能信息检测单元3。

本例的MCU分别与输入接口单元、充电管理单元1、充电管理单元2、充电管理单元3、电池电能信息检测单元1、电池电能信息检测单元2、电池电能信息检测单元3、放电控制单元1、放电控制单元2、放电控制单元3相连，进行分步电压控制、充电、放电的切换管理。

本例的输入接口单元分别与充电管理单元1、充电管理单元2、充电管理单元3、MCU连接，所述输入接口单元把输入电压的接入情况传输到MCU处理，所述MCU根据输入电压的接入情况进行充电、放电程序的执行。

本例的充电管理单元1、充电管理单元2、充电管理单元3根据MCU的输出情况进行分步电压调节；所述锂电池1、锂电池2和锂电池3分别与对应的充电管理单元、对应的放电控制单元、对应的锂电池电能信息检测单元连接，进行能量的储存和释放。

本例的锂电池电能信息检测单元用于对与其相连的锂电池进行锂电池的充电电流检测、锂电池电压检测并把检测信息传输到MCU；本例放电控制单元与对应的锂电池、输出电能变换单元、MCU连接，根据MCU的输出情况进行放电的控制。

本例输出电能变换单元设有多个输出电压等级，并与放电控制单元1、放电控制单元2、放电控制单元3连接，能够根据用户需求变换所需的电压等级。

本例的输入接口单元包括用于外部电压输入的接入端子和用于检测是否有外部电压接入的电压检测电路，所述电压检测电路与MCU相连，当电压检测电路检测出有外部电压接入，MCU开启充电模式；当电压检测电路没有检测到外部电压接入，MCU开启放电待机模式。

如图2所示，当处于充电模式下，锂电池电能信息检测单元1、锂电池电能信息检测单元2、锂电池电能信息检测单元3与MCU连接并将检测的锂电池的充电电流、电压数据传输到MCU处理，所述MCU根据处理的数据进行分步电压调节、并联电流扩容。MCU采集到输入电压接入，MCU与放电控制单元连接的引脚输出低电平使放电控制单元1、放电控制单元2、放电控制单元3处于断开状态，使每节锂电池都处于独立平行的状态。

如图3所示，MCU根据从锂电池电能信息检测单元输入的信息作出相应的策略。所述充电管理单元根据MCU输出调节信号进行分步电压调节，具体地：所述分步电压调节为在传统锂电充电模式：涓流、恒流、恒压三段充模式下的恒流充电阶段， MCU通过电池电能信息检测单元获取充电电流，当充电电流下降到设定值时，MCU输出调节信号，提升充电管理单元的输出电压，提升充电电流，直至恒流充电阶段结束。

本例以锂电池1充电过程为例，锂电池2和锂电池3的充电方法原理与锂电池1相同，本例快速穿戴移动设备供电装置基于分步电压和并联电流扩容，其充电方法包括如下步骤：

S1：锂电池电压3.0V开始充电，进入充电涓流阶段；

S2：进入恒流充电阶段，在恒流充电阶段：前期使用脉冲电流的方式进行充电；

S3：在恒流充电阶段后期，随着锂电池电压的提高，充电电流会随之下降。通过采样监控每一路的充电电流，比如，锂电池1充电电流下降到设定值时，分步电压调节充电开启，MCU输出调节信号提升充电管理单元1的输出电压，使充电电流提升到预定的电流值。

S4：当锂电池1采集的电压达到进入恒压充电的设定值时，比如本例的4.2V，则关闭锂电池1分步电压调节和脉冲电流充电，进入恒压充电阶段。

S5：在恒压充电阶段，充电电流会较为迅速地下降，通过检测充电电流为恒流电流的预定百分比时，表示充电结束，这时使芯片处于待机模式。

本例的并联电流扩容是指电池充放电模块在充电模式下处于独立并联关系，每个充电管理单元对与其相连的锂电池独立平行充电；在放电待机模式下，锂电池经各自的放电控制单元连接为一个整体并联放电。

本实用新型具有以下创新点：

（1）并联的电流充放电方式，实现了大电流，大功率的充电，减少了锂离子电池的充电时间，同时也解决了电池并联时所导致的分流不均的影响；

（2）在传统的充电模式下，加入了分步电压调节充电的快速充电方式，进一步地节省了充电的时间；

（3）使用脉冲电流的充电方式，可以减少热量的产生；

（4）MCU的智能控制，更为有效且精确地保护了电池，使其寿命以及安全系数得到提高。

本实用新型除了适用于为穿戴移动设备提供电源外，也适用于智能手机、平板等需要备用电源充电的设备。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。