移动电源、充放电系统以及充放电系统的充放电方法与流程

【技术领域】

本发明涉及充放电领域，尤其涉及一种移动电源、充放电系统以及充放电系统的充放电方法。

背景技术：

用户常常通过将适配器一端连接到市电，另一端连接到电子设备，通过市电给电子设备充电；或者通过数据线连接电脑和电子设备，通过开机状态的电脑给电子设备充电。然而，用户并不能随时随地从市电或者电脑中获得电能以供给电子设备使用，如用户在进行户外活动时，因此，移动电源应用而生。移动电源体积小，便于携带，用户通过移动电源可以随时随地给电子设备提供电能。然而，我们通常都会遇到移动电源和电子设备均急需充电的情况，在只有一个市电插座的情况下，用户只能选择给电子设备或者移动电源的其中一者充电，难以满足用户急切的充电需求。在用户有多个市电插座但只有一个适配器的情况下，用户也只能给电子设备或者移动电源的其中一者充电，当然，用户也可以通过市电给移动电源充电，同时，移动电源给电子设备供电，移动电源获取的电能即刻就供给了电子设备，如此，可以实现电子设备和移动电源的同时充电，但这样，将以电子设备和移动电源作为一个整体来说，充电效率完全没有提到提升，因此急切需要提出新的方案来解决这些情况下的充电需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明中提供了一种移动电源、充放电系统以及充放电系统的充放电方法。

本发明提供移动电源，其包括电芯、控制电路、充电电路、放电电路、用于连接适配器的充电口和用于连接电子设备的放电口，移动电源进一步包括第一开关及第二开关，所述充电口依次串联第一开关和第二开关连接放电口，充电电路和放电电路与电芯连接，且充电电路和放电电路均电性连接于第一开关和第二开关之间的连接节点，控制电路与充电口、放电口、第一开关、第二开关、充电电路以及放电电路均电性连接，通过检测充电口和放电口的连接状态，所述控制电路控制移动电源工作在不同工作模式。

优选地，控制电路检测到充电口连接适配器供电，放电口连接电子设备，控制移动电源工作在第一工作模式：第一、第二开关同时闭合导通，充电电路工作，放电电路停止工作，所述适配器同时对所述电子设备和电芯进行充电。

优选地，当所述适配器对所述电子设备支持进行快充时，所述适配器同时对电芯进行快充；当所述适配器对所述电子设备进行普通充电时，所述适配器对电芯进行普通充电。

优选地，控制电路检测到只有放电口连接电子设备，控制移动电源工作在第二工作模式：第一开关断开截止，第二开关闭合导通，放电电路工作，所述电芯通过放电电路对所述电子设备进行充电。

优选地，第二工作模式下，控制电路检测充电口连接适配器供电时，控制电路先停止第二工作模式，然后切换至第一工作模式。

优选地，第二工作模式切换成第一工作模式时，首先第二开关截止导通，放电电路停止工作；然后，第一开关和第二开关闭合导通，充电电路启动工作。

优选地，控制电路检测只有充电口连接适配器充电，控制移动电源工作在第三工作模式：第一开关闭合导通，第二开关断开截止，放电电路停止工作，所述适配器通过充电电路对所述电芯进行充电。

优选地，第三工作模式下，控制电路检测放电口连接电子设备时，控制电路先停止第三工作模式，然后切换至第一工作模式。

优选地，第三工作模式切换成第一工作模式时，首先充电电路停止工作或充电口处的电流和\或电压降低；然后，第二开关闭合导通，充电电路启动工作。

优选地，所述充电口和放电口包括对应连接的v+、v-、d+、d-四个针脚或v+、v-、d+、d-、cc1及cc2六个针脚，第一开关和第二开关串联在充电口v+针脚和放电口v+针脚的连接通路上，或第一开关和第二开关串联在充电口v-针脚和放电口v-针脚的连接通路上。

优选地，控制电路连接至充电口及放电口上的v+针脚，或v-针脚、或d+针脚、或d-针脚、或cc1针脚，或cc2针脚以检测适配器和/或电子设备的接入。

本发明还提供充放电系统，其用于给的电子设备充电，包括支持快充的适配器及如上所述的移动电源，接入放电口的电子设备支持快充时，适配器给移动电源和电子设备提供快充；接入放电口的电子设备不支持快充时，适配器给移动电源和电子设备提供普通充电。

优选地，移动电源连接电子设备和适配器的其中一者，另一者接入移动电源中时，适配器与电子设备进行握手识别以决定适配给电子设备及移动电源提供的是快充还是普通充电。

本发明还提供一种充放电系统的充放电方法，采用如上所述的充放电系统的充放电方法，移动电源连接电子设备和适配器的其中一者，另一者接入移动电源中时，所述充放电方法包括步骤：适配器与电子设备进行握手识别，如果接入放电口的电子设备支持快充，适配器给移动电源和电子设备提供快充；如果接入放电口的电子设备不支持快充时，适配器给移动电源和电子设备提供普通充电。

与现有技术相比，本发明所提供的移动电源充电与电子设备充电同时进行时，由于充电口和放电口连接，因此，电源通过适配器同时给移动电源和电子设备充电，电子设备之电能来源于电源而非移动电源，这样可以解决移动电源和电子设备同时充电的需求，移动电源和电子设备充电同步进行，提高了充电效率。当电子设备支持快充时，移动电源与电子设备可同时进行快充。

本发明所提供的充放电系统及充放电系统的充放电方法通过适配器与移动电源的配合可以同时给移动电源和电子设备进行快充以满足用户充电需求的同时，保证了充电效率。

【附图说明】

图1为本发明充放电系统的电路模块结构示意图。

图2为本发明充放电系统之移动电源实施例一的电路模块结构示意图。

图3为本发明第一实施例充放电系统之移动电源中控制电路的电路模块结构示意图。

图4为本发明充放电系统之移动电源实施例二的电路模块结构示意图。

图5为本发明充放电系统之移动电源实施例三的电路模块结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，充放电系统1包括适配器20和移动电源30，当适配器20一端与移动电源30电性连接，另一端与电源10电性连接时，移动电源30通过适配器20从电源10处获取电能进行充电，移动电源30可将存储的电能输出给与之连接的电子设备90。当移动电源30与电子设备90连接，又通过适配器20与电源10连接时，移动电源30和电子设备90同时通过适配器20从电源10处获取电能，即电源10同时给移动电源30和连接在移动电源30上的电子设备90供电。优选地，所述移动电源30与所述适配器20以及电子设备90均支持快充时，电源10可同时给移动电源30和连接在移动电源30上的电子设备90同时进行快充。电子设备90不支持快充时，适配器20给移动电源30和电子设备90提供普通充电。本发明中以适配器20及移动电源30支持快充为例来进行说明。

请参阅图2，移动电源30第一实施例包括充电口31a，放电口31b，第一开关32a，第二开关32b，充电电路33，放电电路34，电芯35以及控制电路36，充电口31a和放电口31b电相连形成通路，且第一开关32a和第二开关32b串联在该通路上，第一开关32a和第二开关32b的连接节点为a节点，充电电路33和放电电路34均连接至a节点，同时，充电电路33和放电电路34也均连接至电芯35。控制电路36与充电口31a、放电口31b、第一开关32a和第二开关32b、充电电路33以及放电电路34均电性连接。充电口31a用于接入适配器20，放电口31b用于接入电子设备90。控制电路36检测充电口31a和放电口31b的连接状态，并根据其连接状态控制移动电源30工作在不同工作模式。

移动电源30包括至少三种工作模式：

充电口31a连接适配器20供电，放电口31b连接电子设备90时，移动电源30进入第一工作模式：第一开关32a、第二开关32b同时闭合导通，充电电路33工作，放电电路34停止工作，所述适配器20同时对所述电子设备90和电芯35进行充电。当所述适配器20对所述电子设备90支持进行快充时，所述适配器20同时对电芯35进行快充；当所述适配器20对所述电子设备90持快充时进行普通充电时，所述适配器20对同时对电芯35进行普通充电。

放电口31b连接电子设备90，充电口31a无适配器20接入时；移动电源30进入第二工作模式：第一开关32a断开截止，第二开关32b闭合导通，放电电路34工作，所述电芯35通过放电电路34对所述电子设备90进行充电。

充电口31a连接适配器20，放电口31b无电子设备90接入时；移动电源30进入第三工作模式：第一开关32a闭合导通，第二开关32b断开截止，所述适配器20通过充电电路33对所述电芯35进行充电。

具体地，移动电源30的运作如下：

1)当适配器20接入移动电源30，无电子设备90接入移动电源30时

控制电路36检测到适配器20接入充电口31a时，控制电路36控制移动电源30进入第三工作模式，具体为：控制第一开关32a闭合导通，充电电路33工作。电源10、充电口31a、第一开关32a、充电电路33以及电芯35形成通路，电源10通过该通路给电芯35进行充电，优选地，移动电源30和适配器20均支持快充，电源10通过适配器20给移动电源30进行快充。在该种情况下，优选第二开关32b断开截止，放电电路34停止工作。当电芯35充满电能时，优选地，控制电路36控制第一开关32a断开截止，充电电路33停止工作。

2)无适配器20接入移动电源30，电子设备90接入移动电源30时

控制电路36检测到电子设备90接入放电口31b时，控制电路36控制移动电源30进入第二工作模式，具体为：控制电路36控制第二开关32b闭合导通，放电电路34工作。电子设备90、放电口31b、第二开关32b、放电电路34以及电芯35形成通路，移动电源30之电芯35通过放电电路34给连接在放电口31b上的电子设备90充电。在该种情况下，优选第一开关32a断开截止，充电电路33停止工作。

3)当电芯35通过放电电路34给电子设备90充电，适配器20接入移动电源30时

移动电源30工作在第二工作模式，控制电路36检测到适配器20接入充电口31a时，控制电路36控制移动电源30切换至第一工作模式，具体切换过程为：控制电路36控制第二开关32b断开截止，放电电路34停止工作，移动电源30退出给电子设备90充电的状态。然后，第一开关32a和第二开关32b均闭合导通，此时，移动电源30的充电口31a和放电口31b连接，适配器20与电子设备90进行握手识别，如果接入移动电源30中的电子设备90支持快充，则适配器20与电子设备90将握手成功，适配器20输出电信号(高电压和/或高电流)以同时给电芯35和电子设备90进行快充。如若接入的电子设备90不支持快充，则握手失败，适配器20输出电信号(普通电压和/电流)以同时给电芯35和电子设备90进行普通充电。优选地，在电子设备90与适配器20进行握手后，控制电路36控制充电电路33工作，具体地，控制电路36检测充电口31a和/或放电口31b的电信号以确认适配器20与电子设备90是否握手成功。

可以理解，在所述情况中，第二开关32b的断开截止与放电电路34的停止工作步骤只要保证在电子设备90与适配器20握手识别前即可，所述两者可以同时进行或者任意先后进行均可。

4)当电源10通过适配器20给移动电源30充电，电子设备90接入移动电源30时

移动电源30工作在第三工作模式，控制电路36检测到电子设备90接入充电口31a时，控制电路36控制移动电源30切换至第一工作模式，具体切换过程为:控制电路36控制充电电路33停止工作，电芯35停止充电；然后，第二开关32b闭合导通，此时，移动电源30的充电口31a和放电口31b连接，适配器20与电子设备90进行握手识别，如果接入移动电源30中的电子设备90支持快充，则适配器20与电子设备90将握手成功，适配器20输出电信号(高电压和/或高电流)以同时给电芯35和电子设备90进行快充。如若接入的电子设备90不支持快充，则握手失败，适配器20输出电信号(普通电压和/电流)以同时给电芯35和电子设备90进行普通充电。优选地，在电子设备90与适配器20进行握手后，控制电路36控制充电电路33工作，具体地，控制电路36检测充电口31a和/或放电口31b的电信号以确认适配器20与电子设备90是否握手成功。

作为一种变形，第三工作模式切换成第一工作模式时，在切换过程可以是：充电电路33保持工作，但充电口处的电流和\或电压降低；电芯35依然处于充电状态，然后，第二开关闭合导通，电子设备90与与电子设备90进行握手识别。充电口处的电流和\或电压的降低可以是适配器控制或控制电路控制等方式实现。

请参阅图3，优选地，控制电路36包括电性连接的检测单元362和控制单元361，充电口31a和放电口31b连接到检测单元362，检测单元362用来检测是否有适配器20接入充电口31a及是否有电子设备90接入放电口31b，进一步优选检测单元362可检测电子设备90与适配器20是否握手成功。第一开关32a、第二开关32b、充电电路33以及放电电路34连接到控制单元361，控制单元361控制第一开关32a、第二开关32b的闭合导通与断开截止，以及充电电路33和放电电路34的工作状态。

本发明中充电电路33和放电电路34既可以分开设置，也可以集成在一起。

本发明中所提及的移动电源30充电及放电均可以认为是电芯35的充电和放电。

与现有技术相比，本发明所提供的移动电源充电与电子设备充电同时进行时，由于充电口和放电口连接，因此，电源通过适配器同时给移动电源和电子设备充电，电子设备之电能来源于电源而非移动电源，这样可以解决移动电源和电子设备同时充电的需求，移动电源和电子设备充电同步进行，提高了充电效率。当电子设备支持快充时，移动电源与电子设备可同时进行快充。

移动电源正在给电子设备充电时，此时，适配器接入的话，控制电路即控制移动电源退出放电状态，以便电子设备直接从供电电源中获取电能。

移动电源正在充电时，此时，电子设备接入的话，控制电路控制移动电源先退出充电状态或充电口处的电流和\或电压降低，退出充电状态后或充电口处的电流和\或电压降低，适配器给移动电源进行快充切换成了普通充，这样保证了电子设备接入的安全性。

本发明所提供的充放电系统通过适配器与移动电源的配合可以同时给移动电源和电子设备进行快充以满足用户充电需求的同时，保证了充电效率。

请参阅图4，移动电源40第二实施例包括充电口41a，放电口41b，第一开关42a，第二开关42b，充电电路43，放电电路44，电芯45以及控制电路46，充电口41a和放电口41b均包括v+、v-、d+及d-四个针脚(pin)，充电口41a处的v-、d+及d-针脚分别与放电口41b处的v-、d+及d-针脚一一对应连接，充电口41a处的v+和放电口41b处v+连接并在该两者连接的通路上串联了第一开关42a和第二开关42b，第一开关42a和第二开关42b的连接节点为b节点，充电电路43和放电电路44均连接至b节点，同时，充电电路43和放电电路44也连接至电芯45。控制电路46与第一开关42a和第二开关42b、充电电路43及放电电路44均电性连接，且控制电路46还连接到了充电口41a及放电口41b上的v+、v-、d+及d-针脚。优选地，控制电路46检测充电口41a上的v+以确定是否有适配器20接入，检测放电口41b上的v+以确定是否有电子设备90接入。

作为一种变形，所述控制电路46可不连接充电口41a及放电口41b上的v-、d+及d-针脚或连接其中任意一个针脚即可。

作为一种变形，第一开关42a和第二开关42b串联在充电口41a的v-针脚和放电口42b的v-针脚的连接通路上。

作为一种变形，控制电路46连接至充电口41a及放电口42b上的v-针脚、或d+针脚、或d-针脚以检测适配器20和/或电子设备90的接入。

本实施例中移动电源40的运作模式与移动电源30第一实施例的运作模式及有益效果相同，此处不再赘述。

请参阅图5，移动电源50第三实施例包括充电口51a，放电口51b，第一开关52a，第二开关52b，充电电路53，放电电路54，电芯55以及控制电路56，充电口51a和放电口51b均包括v+、v-、d+、d-四cc1及cc2六个针脚，充电口51a处的v-、d+、d-四cc1及cc2针脚分别与放电口51b处的v-、d+、d-、cc1及cc2针脚一一对应连接，充电口51a处的v+和放电口51b处v+连接并在该两者连接的通路上串联了第一开关52a和第二开关52b，第一开关52a和第二开关52b的连接节点为c节点，充电电路53和放电电路54均连接至c节点，同时，充电电路53和放电电路54也连接至电芯55。控制电路56与第一开关52a和第二开关52b、充电电路53以及放电电路54均电性连接，且控制电路56还连接到了充电口51a及放电口51b上的v+、v-、d+、d-cc1及cc2针脚。优选地，控制电路56检测充电口51a上的v+以确定是否有适配器接入，检测放电口51b上的v+以确定是否有电子设备接入。

作为一种变形，所述控制电路56可不连接充电口51a和放电口51b上的v-、d+、d-、cc1及cc2针脚或连接其中任意一个针脚即可。

作为一种变形，第一开关52a和第二开关52b串联在充电口51a的v-针脚和放电口52b的v-针脚的连接通路上。

作为一种变形，控制电路56连接至充电口51a及放电口52b上的v-针脚，或d+针脚，或d-，或cc1针脚，或cc2针脚以检测适配器20和/或电子设备90的接入。

本实施例中移动电源的运作模式与移动电源第一实施例的运作模式及有益效果相同，此处不再赘述。

本发明还提供一种充放电系统的充放电方法，采用如上所述的充放电系统，移动电源连接电子设备和适配器的其中一者，另一者接入移动电源中时，所述充放电方法包括步骤：

适配器与电子设备进行握手识别，如果接入放电口的电子设备支持快充，适配器给移动电源和电子设备提供快充；如果接入放电口的电子设备不支持快充时，适配器给移动电源和电子设备提供普通充电。

优选地，适配器与电子设备握手时，第一开关和第二开关断开截止，充电电路及放电电路停止工作。

优选地，电芯通过放电电路给电子设备充电，适配器接入充电口中时，所述充电方法包括一执行在电子设备与适配器握手识别前的步骤：

控制电路先控制第二开关断开截止，放电电路停止工作，电芯退出放电状态。

优选地，电芯通过充电电路从电源处获取电能充电，电子设备接入放电口中时，所述充电方法包括一执行在电子设备与适配器握手识别前的步骤：

控制电路控制充电电路停止工作。

本发明所提供的充放电系统的放电方法通过适配器与移动电源的配合可以同时给移动电源和电子设备进行快充以满足用户充电需求的同时，保证了充电效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。