一种具有自动升降压控制的移动电源电路的制作方法

本发明提供的技术方案涉及电源，具体涉及一种低成本，自适应充、放电的具有自动升降压控制的移动电源电路。

背景技术：

1、目前，随着智能手机和智能设备的飞速发展，手机、i-pad、i-pod、笔记本、智能设备都越来越多。基本手机人们都离不开手机，尤其是重度使用智能电子设备时，内置电池电量很快用完。为了出行时不会出现手机电量耗尽而停机的情况，人们通常都随身携带有移动电源。移动电源集供电和充电功能于一体，通过其上设置的接口可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电池或者干电池作为储电单元。

2、现有的移动电源电路一般包括充电电路、升压电路、输出控制电路等。充电电路、升压电路、输出控制电路一般为单独设置，也即充电单独一块电路，升压一块电路，电量管理一块电路，将充电控制电路以及放电控制电路分隔开来，并相应地分别设置专门的充电接口和放电接口。正由于上述设计，导致电源电路使用的电气元件多，结构复杂且成本高。

技术实现思路

1、为了解决现有的电源电路结构过于复杂，端口不能自适应充、放电的缺点，本发明提出一种电路结构简单、成本低且端口能够自适应地进行充、放电的具有自动升降压控制的移动电源电路。

2、本发明提出的技术方案实现为一种具有自动升降压控制的移动电源电路。其包括：主控mcu，接口、设备插入检测电路，接口电压检测电路，升降压电路，mcu供电电路，电池，电池电压检测电路以及输入输出开关。

3、所述设备插入检测电路、接口电压检测电路设置在所述接口上。所述接口通过所述输入输出开关接所述升降压电路的第一端，所述升降压电路的第二端连接电池的正极。所述mcu供电电路具有第一输入端、第二输入端，其第一输入端接电池的正极正极+bat，其第二输入端接所述接口的电源输入端vcc，其输出端连接所述主控mcu的电源端。所述mcu供电电路用于从接口的电源输入端vcc、以及电池获取主控mcu的供电电压，且防止电池电压串入接口电源输入端vcc，避免影响对接口电压的检测。所述设备插入检测电路、接口电压检测电路以及电池电压检测电路的输出分别接所述主控mcu具有模数转换功能的一个独立io口。

4、所述主控mcu周期性轮询检测设备插入检测电路、接口电压检测电路、电池电压检测电路的输出信号。主控mcu通过设备插入检测电路的输出信号确定是否有外部设备插入所述接口，当确定没有外部设备插入时、控制所述输入输出开关断开；确定有外部设备插入时，若接口电压处于第一预设范围，控制所述输入输出开关处于闭合、并控制所述升降压电路工作以便所述电池向所述待供电设备供电；若所述接口电压为第二预设范围内且电池电压达到充满阈值时，控制/维持所述输入输出开关断开；若所述接口电压为第二预设范围内且电池电压未达到充满阈值时，控制所述输入输出开关闭合、并控制所述升降压电路对所述电池充电。

5、进一步地，所述设备插入检测电路由电阻r1和触片k1组成,电阻r1的第一端接电池正极+bat，电阻r1第二端作为所述设备插入检测电路的输出端，所述触片k1的第一端接地，第二端悬空；设备插入所述接口时，触发所述触片k1的第二端与电阻r1第二端进行电连接。所述接口电压检测电路为分压电阻网络，其输出信号为所述接口的电源输入端vcc和接地端gnd之间的分压。

6、进一步地，所述mcu供电电路由供电接入单元和稳压单元构成。其中，所述供电接入单元包括nmos管m2、m3，电阻r5-r9，二极管d1、d2。nmos管m2的源极接隔离二极管d1的正极、漏极接接口的电源输入端vcc、栅极接电阻r5、r6的连接处，电阻r5、r6串联接在所述接口的电源输入端vcc和地gnd之间。nmos管m3的源极接隔离二极管d2的正极、漏极连接电池正极+bat、栅极接电阻r7、r8的连接处，电阻r7、r8串联接在所述接口的电池正极+bat和地gnd之间。隔离二极管d1的负极接电阻r9的一端，电阻r9的另一端接隔离二极管d2的负极和稳压单元的输入端vin。所述稳压单元包括电容cn，稳压二关dn以及电阻r10。电容cn的一端作为稳压单元的输入端vin连接主控mcu的供电端vss以及电阻r10的第一端，另一端接地gnd；电阻r10的另一端接稳压二极管dn的负极，稳压二极管dn的正极接地。

7、进一步地，所述升降压电路由电感l,电容cin、cout，nmos管m1,pmos管p1,npn三极管q1和pnp三极管q2组成。电感l的第一端接电容cin的一端和电池的正极+bat,电容cin的另一端接接地端gnd；电感l的第二端接nmos管m1的漏极和pmos管p1的漏极，mos管m1的源极接地端gnd，mos管p1的源极接所述输入输出开关的一端。三极管q1、q2组成推挽结构，三极管q1集电极接电池的正极+bat、三极管q2集电极接地端gnd,三极管q1、q2的基极接入主控mcu输出的pwm控制信号，三极管q1射极接nmos管m1、pmos管p1的栅极。电容cout接在mos管p1的源极和接地端gnd之间。

8、进一步地，所述具有自动升降压控制的移动电源电路还包括电流检测电路，所述输入输出开关为受主控mcu控制的mos管sw1；所述电流检测电路的输出端接所述主控mcu具有模数转换功能的一个独立io口，主控mcu通过其检测mos管sw1导通时两端的压降，根据mos管sw1的导通特性换算出流经mos管sw1的电流大小。

9、本发明提供的技术方案采用主控mcu配置设置的升降压电路、相关检测电路以及控制流程，实现一种准确识别插入接口的是待充电设备还是外部电源以便自适应地控制同一接口进行充电/放电的具有自动升降压控制的移动电源电路。该具有自动升降压控制的移动电源电路结构简单，成本低。

技术特征：

1.一种具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，该具有自动升降压控制的移动电源电路包括：主控mcu，接口、设备插入检测电路，接口电压检测电路，升降压电路，mcu供电电路，电池，电池电压检测电路以及输入输出开关；

2.如权利要求1所述具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述设备插入检测电路由电阻r1和触片k1组成,电阻r1的第一端接电池的正极+bat，电阻r1第二端作为所述设备插入检测电路的输出端，所述触片k1的第一端接地，第二端悬空；设备插入所述接口时，触发所述触片k1的第二端与电阻r1第二端电连接。

3.如权利要求1所述具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述接口电压检测电路和所述电池电压检测电路均为分压电阻网络，所述接口电压检测电路输出信号为所述接口的电源输入端vcc和接地端gnd之间电压的分压，所述电池电压检测电路输出信号为所述电池两端之间电压的分压。

4.如权利要求1所述的具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述mcu供电电路由供电接入单元和稳压单元构成；

5.如权利要求4所述的具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述稳压单元包括电容cn，稳压二关dn以及电阻r10；电容cn的一端作为稳压单元4的输入端vin连接主控mcu的供电端vss以及电阻r10的第一端，另一端接地gnd；电阻r10的另一端接稳压二极管dn的负极，稳压二极管dn的正极接地。

6.如权利要求1-5中任一项所述的具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述升降压电路由电感l,电容cin、cout，nmos管m1,pmos管p1,npn三极管q1和pnp三极管q2组成；电感l的第一端接电容cin的一端和电池的正极+bat,电容cin的另一端接接地端gnd；电感l的第二端接nmos管m1的漏极和pmos管p1的漏极，mos管m1的源极接地端gnd，mos管p1的源极接所述输入输出开关的一端；三极管q1、q2组成推挽结构，三极管q1集电极接电池的正极+bat、三极管q2集电极接地端gnd,三极管q1、q2的基极接入主控mcu输出的pwm控制信号，三极管q1射极接nmos管m1、pmos管p1的栅极；电容cout接在mos管p1的源极和接地端gnd之间。

7.如权利要求1所述的具有自动升降压控制的移动电源电路，其特征在于，所述具有自动升降压控制的移动电源电路还包括电流检测电路，所述输入输出开关为受主控mcu控制的mos管sw1；所述电流检测电路的输出端接所述主控mcu具有模数转换功能的一个独立io口，主控mcu通过其检测mos管sw1导通时两端的压降，根据mos管sw1的导通特性换算出流经mos管sw1的电流大小。

技术总结
本发明提供一种具有自动升降压控制的移动电源电路。该具有自动升降压控制的移动电源电路采用主控MCU控制升降压电路，配合相关检测电路以及相应的控制流程，实现准确识别插入接口的是待充电设备还是外部电源。根据所述识别结果以及相关检测电路的检测结构自适应地控制该接口是用于充电还是放电，以及充/放电的电压和电流。通过本发明提供的技术方案实现了单一的移动电源接口自适应地用于充电或放电，而且具有自动升降压控制的移动电源电路无须增加过多的电子器件结构简洁、成本低。

技术研发人员：程世坤,程皓月,程世凤,敬亚飞,黄小雄
受保护的技术使用者：深圳市超创鑫科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13