移动电源和移动电源的死电池激活系统的制作方法

本申请涉及一种具有激活单元的移动电源和移动电源的死电池激活系统，具体地，涉及具有激活单元的Type-C和Type-C PD移动电源和该移动电源的死电池激活系统。

背景技术：

随着各种便携式设备例如手机、平板电脑、照相机等应用越来越广泛，对为这些便携式设备充电的移动电源装置或后备电源装置的充电速度要求越来越快。USB协会推出了Type-C及Type-C PD充电协议，该协议要求SOURCE端及SINK端均在没有设备连接时关断输出及输入端。该技术应用到移动电源上会出现无法激活锂电池保护回路处于保护状态的移动电源。传统的做法是Type-C及Type-C PD移动电源装置在出厂时强制激活保护回路。这种情况在正常应用时没有问题。但是，如果Type-C及Type-C PD移动电源在使用过程中由于误动作而使电池保护回路进入保护状态，该移动电源将无法继续充电及放电，导致产品失效。

技术实现要素：

针对上述问题，本申请提供了一种能够改善上述现有技术中的至少一些缺陷的具有死电池激活功能的Type-C及Type-C PD移动电源和移动电源的死电池激活系统。

根据本申请的一个方面，提供了一种移动电源，包括：储电单元，用于存储电能或对外放电；保护回路单元，用于在充\放电过程中如果发生预定情况，则切断对所述储电单元的充电或切断所述储电单元的对外放电；MCU控制单元；激活单元，能够被外部SOURCE设备检测到，以使所述外部SOURCE设备向所述MCU控制单元提供启动电能；其中，所述MCU控制单元响应于接收到所述启动电能，控制所述保护回路单元闭合从而使得所述外部SOURCE设备为所述储电单元充电。

在一个实施方式中，所述预定情况为所述移动电源内电路上电压过高、电流过大或者所述移动电源温度过高。

在一个实施方式中，所示移动电源还包括电池充\放电单元，提供用于对所述储电单元充电的充电回路和用于所述储电单元放电的放电回路。

在一个实施方式中，所述储电单元通过所述电池充\放电单元的充电回路和放电回路进行充电或放电。

在一个实施方式中，所述保护回路单元用于在充\放电过程中如果发生所述预定情况，则切断所述电池充\放电单元的充电回路或放电回路，从而切断对所述储电单元的充电或切断所述储电单元的对外放电。

在一个实施方式中，所述移动电源还包括接口单元，所述接口单元的一端连接至所述外部SOURCE设备或外部SINK端，另一端连接至所述电池充\放电单元，以使所述外部SOURCE设备通过所述接口单元为所述电池充\放电单元提供电能输入，或者通过所述接口单元输出来自所述电池充\放电单元的电能。

在一个实施方式中，所述激活单元包括第一下拉电阻、第二下拉电阻、第一开关和第二开关，其中，所述第一开关的一端连接至所述第一下拉电阻，所述第一开关的另一端连接至所述接口单元，所述第二开关的一端连接至所述第二下拉电阻，所述第二开关的另一端连接至所述接口单元。

在一个实施方式中，所述第一下拉电阻和所述第二下拉电阻均为 5.1K下拉电阻。

在一个实施方式中，所述MCU控制单元能控制所述激活单元的第一开关和第二开关闭合或断开，以使所述激活单元的第一下拉电阻和第二下拉电阻与所述接口单元电连接或断开电连接。

在一个实施方式中，所述MCU控制单元能够在所述保护回路单元切断对所述储电单元的充电或切断所述储电单元的对外放电时，控制所述激活单元的第一开关和第二开关闭合，以使所述第一下拉电阻和所述第二下拉电阻与所述接口单元电连接，从而使连接到所述接口单元的SOURCE设备由于检测到所述第一下拉电阻和所述第二下拉电阻而向所述MCU控制单元提供启动电能。

在一个实施方式中，所述MCU控制单元能够在所述保护回路单元被激活后，控制所述激活单元的第一开关和第二开关断开，以使所述第一下拉电阻和所述第二下拉电阻与所述接口单元断开电连接。

根据本申请的一个方面，提供了一种移动电源的死电池激活系统，包括：根据本申请实施方式的移动电源；外部SOURCE设备，包括接口和开关单元，所述外部SOURCE设备通过所述接口连接到所述移动电源，其中，所述外部SOURCE设备响应于检测到所述移动电源中的激活单元而将所述外部SOURCE设备的开关单元闭合，以向所述移动电源传输电能。

根据本申请的一个方面，死电池激活单元实现对处于保护状态的 Type-C及Type-C PD移动电源提供一个Type-C及Type-C PD SOURCE 设备所需要的CC1及CC2上的下拉Rd电阻(5.1K)，从而实现Type-C 及Type-C PD SOURCE设备给Type-C及Type-C PD移动电源供电，并通过电池充\放电回路给电池充电并激活电池保护回路。当电池保护回路被激活后，MCU控制单元控制死电池激活的控制单元的使能端，从而切断CC1及CC2需要的下拉Rd电阻(5.1K)，实现由协议控制单元来实现SOURCE及SINK协议的接收及发出并将结果通知MCU 控制单元，并由MCU控制单元实现Type-C及Type-C PD移动电源的所有功能。

附图说明

图1示出了根据一个实施方式的移动电源1000的框图；

图2示出了根据一个实施方式的移动电源1000的电路原理图；

图3示出了根据一个实施方式的电池充\放电单元100和MCU控制单元400的信号流向；

图4示出了根据一个实施方式的Dead Battery激活单元、协议控制单元和MCU控制单元之间的信号流向；以及

图5示出了根据一个实施方式的Dead Battery激活单元的电路连接图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。可以理解，所述附图和详细说明只是对本申请优选实施方案的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。

图1示出了根据一个实施方式的移动电源1000的框图。如图1所示，移动电源1000包括电池充\放电单元100、协议控制单元200、保护回路单元300、MCU控制单元400、激活单元500、供电单元600、接口单元700和储电单元800。图1中还示出了外部SOURCE/SINK 设备。在本申请的实施方式中，移动电源1000为支持或具有Type C 和Type C PD协议的移动电源，以及外部SOURCE/SINK设备为支持或具有Type C和Type C PD协议的SOURCE/SINK设备。

储电单元800可存储电能或对外放电。如果在充\放电过程中发生预定情况，则保护回路单元300切断对储电单元的充电或切断储电单元的对外放电。当保护回路单元300进入保护状态(即，切断对储电单元的充电或切断储电单元的对外放电)后外部SOURCE设备连接到移动电源1000时，外部SOURCE设备可检测到激活单元，从而向MCU 控制单元提供启动电能。MCU控制单元响应于接收到启动电能，控制保护回路单元闭合以使外部SOURCE设备为储电单元充电。下文中，详细描述了具有激活单元的移动电源和移动电源的死电池激活过程。

图2是示出根据一个实施方式的移动电源1000的电路原理图。根据一个实施方式，移动电源为锂离子充电电池。参考图2，移动电源 1000可包括电池充\放电单元100、协议控制单元200、保护回路单元 300、MCU控制单元400、激活单元500、供电单元600、接口单元700 和储电单元800。

电池充\放电单元100的一端连接至接口单元700，以及其另一端连接至储电单元800。电池充\放电单元100可为电池充电提供回路以及为输出电压提供回路。电池充\放电单元100包括为储电单元充电的充电回路和用于储电单元放电的放电回路。移动电源的充\放电过程是化学能与电能相互转化的过程。接口单元700可连接至移动电源1000 外的SOURCE端或SINK端。当SOURCE端连接至移动电源的接口单元700时，可实现向移动电源充电。当SINK端连接至移动电源的接口单元700时，移动电源实现放电以将电能充入到SINK端设备。 SOURCE端设备可例如是电源，SINK端设备可例如是手机、平板电脑等各种移动设备。当对移动电源充电时，储电单元800存储电能。当移动电源向外放电时，储电单元800对外放电。

协议控制单元200连接至接口单元700，且可用于实现SOURCE 及SINK协议的接收及发送。保护回路单元300连接至储电单元800 且可用于对移动电源的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。MCU控制单元400连接至激活单元500和电池充\放电单元100，可为死电池(Dead Battery)激活单元500和电池充\放电回路提供使能控制。激活单元500可用于激活移动电源的保护回路，进而激活移动电源，使移动电源实现继续充电和放电功能。供电单元600用于向MCU控制单元400和协议控制单元200提供+3.3V电源。

图3示出了根据一个实施方式的电池充\放电单元100和MCU控制单元400的信号流向。

如图3所示，电池充\放电单元100包括充\放电使能开关101和充\ 放电电路102。从图3中可明确地看出，接口单元700在输入侧连接至电池充\放电单元100的充\放电使能开关101，充\放电使能开关101连接至电池充\放电单元100的充\放电电路102。充\放电电路102可受控于MCU 控制单元400而采用双向升\降压电路，为电池充电提供回路以及为输出电压提供回路。具体地，承载有输入/输出的信号(如输入电压、输入能力，输出电压、带载能力)以及承载有储电单元800信息的信号(如电池电压、电池温度等)可分别传输至MCU控制单元400。MCU控制单元400根据这些信号来控制充\放电电路102。当MCU控制单元400收到充电请求时，MCU控制单元400根据收到的信号所包含的输入电压、输入能力等信息来控制电池充\放电单元100选择相应的充电电流对储电单元800进行充电，从而实现储电单元800的充电储能。当MCU控制单元 400收到放电请求时，MCU控制单元400根据收到的信号所包含的输出电压、带载能力等信息来控制电池充\放电单元100输出相应的电压及输出过流保护点，从而实现储电单元800对外放电。

图4示出了根据一个实施方式的Dead Battery激活单元、协议控制单元和MCU控制单元之间的信号流向。

参照图4，Dead Battery激活单元500包括第一下拉电阻503、第二下拉电阻504、第一开关501和第二开关502。第一下拉电阻503和第二下拉电阻504可为5.1K电阻，以及第一开关501和第二开关502可为PNP 型三极管。如图4所示，第一开关501的一端连接至第一下拉电阻503，另一端连接至CC1线上。第二开关502的一端连接至第二下拉电阻504，另一端连接至CC2线上。当第一开关501和第二开关502处于闭合状态时，第一下拉电阻503和第二下拉电阻504分别连接至CC1线和CC2线上，以与接口单元700相连接。

协议控制单元200可包括5.1K下拉电阻。正常状态下，当SOURCE 端连接至移动电源的接口单元700时，SOURCE设备能够监测到协议控制单元200中的5.1K下拉电阻，从而通过供电单元600向MCU控制单元400和协议控制单元200提供+3.3V的电源。此时，MCU控制单元400控制电池充\放电单元100向储电单元800充电，实现对储电单元 800的充电过程。

下文将结合附图详细描述Dead Battery激活单元500的工作过程。

当在某些情况下保护回路单元300处于保护状态时，即，保护回路单元300关断了对储电单元的充、放电回路以防止对储电单元造成损害，储电单元800无法通过供电单元600向MCU控制单元400和协议控制单元200提供+3.3V电源。在这种情况下，MCU控制单元400可控制 Dead Battery激活单元500中的第一开关501和第二开关502闭合，以使第一下拉电阻503和第二下拉电阻504分别连接至CC1线和CC2线上，以与接口单元700相连接。

此时，如果插入SOURCE设备，由于Dead Battery激活单元500中的第一开关501和第二开关502被导通，从而为SOURCE设备提供了第一下拉电阻503及第二下拉电阻504。在一个实施方式中，SOURCE设备包括具有Type-C协议或Type-C PD协议的SOURCE设备。当SOURCE 设备检测到第一下拉电阻503和第二下拉电阻504时，即，满足该 SOURCE设备的供电条件，该SOURCE设备则闭合开关Q，从而为移动电源提供VBUS，并进而通过供电单元600向MCU控制单元400和协议控制单元200提供+3.3V的电源。此时，MCU控制单元400进入工作状态，控制电池充\放电单元100给储电单元800充电，激活保护回路单元 300。而后，储电单元800可向MCU控制单元400和协议控制单元200 提供+3.3V电源。当保护回路单元300被激活后，MCU控制单元400和协议控制单元200的供电将由储电单元800提供，可以完成移动电源的充放电功能。

与此同时，MCU控制单元400的CC-OFF使能控制线输出高，控制 Dead Battery激活单元500的第一开关501和第二开关502断开，从而使第一下拉电阻503和第二下拉电阻504从CC1线和CC2线上断开，完成 Dead Battery激活。

图5示出了根据一个实施方式的Dead Battery激活单元的电路连接图。

参照图5，第一开关501表示为Q27，第二开关502表示为Q28，第一下拉电阻503表示为RD1以及第二下拉电阻504表示为RD2。

如上文描述的Dead Battery激活单元500的工作过程，在激活保护回路单元300的同时MCU控制单元400的CC-OFF控制线输出高，使得图 5中的Q23和Q30导通，则Q27和Q30基极的电压为VDD，Q27、Q30 截止，将RD1、RD2从CC1、CC2线上断开，完成Dead Battery激活。

以上参照示例性的实施方式对本申请进行了描述，应该理解，上述的实施方式并不应视为对本申请范围的限制。本领域技术人员可在不偏离本申请的精神和范围的前提下对上述的实施方式进行各种修改与变形。本申请的保护范围由权利要求限定。