一种带有节能高效升压模块的移动电源的制作方法

本实用新型涉及升压电路技术领域，尤其涉及一种带有节能高效升压模块的移动电源，这种低碳高效升压模块能满足当下社会低碳环保的生活追求。

背景技术：

移动电源是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机、平板电脑等数码设备随时随地充电。一般由锂电芯（或者干电池，较少见）作为储电单元，使用方便快捷。

传统的移动电源内一般都设有电芯、升压电路、充电插口及指示灯，充电插口通常设置两种插接口，分别通过数据线完成充电或放电的功能，随着电子产品的不断更新，这种移动电源的功能单一，已无法满足市场需要。并且，传统升压模块采用型号为LP9029C的芯片，其存在效率低、功耗高且发热量大的问题，不仅浪费能源且存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种带有节能高效升压模块的移动电源，该移动电源具有由升压模块、电池保护电路、电压比较器等部件构成的电源管理模块，该电源管理模块高效率、低功耗，提高了电芯的工作时间，使用起来更安全可靠。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种带有节能高效升压模块的移动电源，包括：壳体、设于壳体内的电芯、与电芯连接的PCB板、与PCB板连接的充放电插座组和指示灯组，PCB板上设有升压模块，升压模块设有VIN连接端和VOUT连接端，VIN连接端连接至所述电芯上，VOUT连接端连接至充放电插座组上。

升压模块包括：升压芯片、第一二极管、第一电感、第一至第三电阻、及第一至第四电容，升压芯片的LX引脚串联第一电感后接入VIN连接端、LX引脚串联第一二极管后接入VOUT连接端，VOUT连接端通过并联的第二电容和第四电容接地，VOUT连接端还通过串联的第一电阻和第二电阻接地。升压芯片的EN引脚及VCC引脚均接入VIN连接端，VIN连接端通过并联的第一电容和第三电容接地，升压芯片的OC引脚串联第三电阻后接地，升压芯片的FB引脚连接至第一电阻和第二电阻之间。

优选的，充放电插座组包含iPhone母座、Type-C母座、Micro-USB母座及USB2.0母座。

优选的，升压模块连接有电压比较器和电池保护电路，电压比较器监测电芯和充电负载的电压，电池保护电路根据电芯的电压控制升压模块的输出状态。

优选的，电池保护电路还连接有用于监测电芯温度的温度探测器，电池保护电路根据电芯的温度控制升压模块的输出状态。

与现有技术相比，本实用新型采用优化设计后的升压模块，其具有更高效率和低功耗的优点，快速调整电芯的输出状态已匹配各充放电插座的需要。电池保护电路及电压比较器集成在一个多功能集成芯片内，外围元件极少，达到了节省空间、降低成本的效果。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型中移动电源的拆分示意图；

图2是本实用新型中升压模块的电路连接图；

图3是本实用新型中多功能集成芯片的电路连接图；

图4是本实用新型中电池保护电路的电路连接图；

图5是本实用新型中Micro-USB母座的电路连接图；

图6是本实用新型中Type-C母座的电路连接图；

图7是本实用新型中USB2.0母座的电路连接图；

图8是本实用新型中iPhone母座的电路连接图；

图9是本实用新型中多功能集成芯片VBUS引脚的电路连接图；

图10是本实用新型中多功能集成芯片VIN引脚的电路连接图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的移动电源，包括：壳体1、设于壳体1内的电芯2、与电芯2连接的PCB板3、与PCB板3连接的充放电插座组、指示灯组4和电感5，壳体上还设有开关按键6和指示灯按键7。PCB板3上设有升压模块，升压模块设有VIN连接端和VOUT连接端，VIN连接端连接至电芯2上，VOUT连接端连接至充放电插座组上。

如图2所示，升压模块包括：升压芯片、第一二极管D1、第一电感L1、第一至第三电阻、及第一至第四电容，升压芯片可采用市面上常见的DCDC升压芯片，升压芯片的LX引脚串联第一电感L1后接入VIN连接端、LX引脚串联第一二极管D1后接入VOUT连接端，VOUT连接端通过并联的第二电容C2和第四电容C4接地，VOUT连接端还通过串联的第一电阻R1和第二电阻R2接地。升压芯片的EN引脚及VCC引脚均接入VIN连接端，VIN连接端通过并联的第一电容C1和第三电容C3接地，升压芯片的OC引脚串联第三电阻R3后接地，升压芯片的FB引脚连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间。

现有升压模块采用的芯片内设有目前通用的升压电路，当输入电压为5V/2A，输出电压：5V/2A，其效率是65%-75%、转换率是50%，静态电流是200UA。图3示出的是本实用新型升压模块，当输入电压分别为5V /2.5A、9V/2A、12V/1.5A，输出电压：3.6V-6.5V/3A、6.5V-9V /2A、9V-12V/1.5A，其效率是85%-90%，转换率为65%-70%，静态电流是20UA。本实用新型的升压模块效率比普通充电器技术，效率高了30%，比普通电移动电源充电快4倍。

升压模块连接有电压比较器和电池保护电路，电池保护电路连接有温度探测器，在本实施例中，如图3所示，电压比较器和电池保护电路设置在一多功能集成芯片12内，升压模块的VIN连接端与多功能集成芯片12的VIN引脚连接，升压模块的VOUT连接端与多功能集成芯片的VOUT引脚连接，多功能集成芯片12采用型号为IP5318。电压比较器监测电芯和充电负载的电压，如图4所示，电池保护电路根据电芯的电压控制升压模块的输出状态，当电芯电压小于3V时，采用400mA涓流充电；当电芯电压大于3V，进入恒流充电，恒流最大充电电流4.8A；当电芯电压接近设定的电芯电压时，进入恒压充电。充电完成后，当电芯电压低于设定的电芯电压0.1V后，重新开启电芯充电。电池保护电路还连接有用于监测电芯的温度探测器，如图3中A处方框圈出的就是温度探测器电路，RNTC为热敏电阻，电池保护电路根据电芯的温度控制升压模块的输出状态，确保电芯温度在设定温度以下。

该多功能集成芯片12集多种功能为一体，其集成一个支持高压输出的同步开关转换器系统，支持输出5V、9V、12V等不同电压，负载能力分别为5V—3.1A，9V—2.0A，12V—1.5A。开关频率375KHz。内置软启动功能，防止在启动时的冲击电流过大引起故障，集成输出过流，短路，过压，过温等保护功能，确保系统稳定可靠的工作。

其中，如图5至8所示，充放电插座组包含iPhone母座8、Type-C母座9、Micro-USB母座10及USB2.0母座11，各母座电路均连接在多功能集成芯片上，该多功能集成芯片内集成有TYPE-C DRP输入、输出识别接口，自动切换内置上下拉电阻，自动识别插入设备的充放电属性。带有Try.SRC功能，当连接到对方为DRP设备时，可优先给对方充电。当作为DFP工作时，对外输出可以设置Default、1.5A、3A三种电流能力信息（三选1，默认3A）；当作为UFP工作时，可识别出对方的输出电流能力。

如图9、10所示，多功能集成芯片的VBUS引脚和VIN引脚分别连接有充放电管理电路，该多功能集成芯片12还集成有充放电路径管理功能，具体管理过程如下，待机时：如果VIN或者VBUS插入充电电源可直接启动充电。如果VBUS上插入TYPE-C UFP设备或者VOUT上插入用电设备，可自动开启放电功能。放电时：只要进入放电状态，VOUT路径就会打开，VOUT上就会一直有电源电压输出，插入设备即可开启充电。而VBUS口在TYPE-C未连接成功时是不会开启的。Micro-USB母座快充输出只能在VOUT上实现。为了安全考虑，一旦VBUS上有设备插入，在开启VBUS通路之前就会强制将快充关闭，在确保输出电压只有5V时再开启VBUS通路。在放电过程中插入VIN或者VBUS电源，会立即关闭放电通路，然后开启充电通路。充电时：只要进入充电状态，放电路径都会一直关闭，不支持同充同放.VIN口和VBUS口都接入充电器充电时，只会开启先插入口的充电路径，后插入的充电路径不会开启，除非先插入的充电器拔出去了之后才会开启后插入的充电路径。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。