输入端连接，N个负极分别与N个电池 均衡单元8的负输入端连接，N个电池均衡单元8的输出端分别与处理器5的N个I/O输 出口连接，处理器5的另一个I/O输出口连接显示模块1的输入端。
[0022] 所述的处理器为Atmega8芯片。
[0023] 所述的电流采集电路6包括采样电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和运算放大器 U3,电流采集电路的正输入端El连接负载R的一端，电流采集电路的负输入端Fl连接采样 电阻R4的一端，采样电阻R4的另一端、负载R的另一端及电阻R5的一端共接作为电流采 集电路的采集端C，电阻R5的另一端与运算放大器U3的反相输入端及电阻R6的一端连接， 运算放大器U3的同相输入端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，运算放大器U3 的输出端与电阻R6的另一端连接作为电流采集电路的输出端Gl。
[0024] 上述的电流采集电路，为使采集的电流更加精确，采样电阻R4阻值最好小于负载 R阻值的1/10,所述的电阻R5阻值大于1000 Ω，电阻R6阻值大于1000 Ω。
[0025] 所述的电压采集电路7包括运算放大器Ul、运算放大器U2、光耦01、光耦02、电容 C1、电阻R1、电阻R2、和电阻R3,电压采集电路的正输入端E2连接运算放大器Ul的同相输 入端，电压采集电路的负输入端F2与光耦02内二极管的负极和电阻Rl的一端连接并接 地，运算放大器Ul的反相输入端与电容Cl的一端、电阻Rl的另一端和光耦02内三极管的 发射极连接，电容Cl的另一端、运算放大器Ul的输出端与电阻R3的一端连接，电阻R3的 另一端与光耦01内二极管的正极连接，光耦01内二极管的负极连接光耦02内二极管的正 极，光耦02内三极管的集电极连接+5V输入电压，光耦Ol内三极管的集电极连接+5V输入 电压，光耦01内三极管的发射极和电阻R2的一端与运算放大器U2的同相输入端连接，电 阻R2的另一端接地，运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端连接作为电压 采集电路的输出端G2。
[0026] 所述的电池均衡单元8包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻RlUNPN型三极管Ql 和PNP型三极管Q2,电池均衡单元的正输入端E3与PNP型三极管Q2的发射极和电阻RlO 的一端连接，电池均衡单元的负输入端F3与电阻Rll的一端连接并接地，电阻Rll的另一 端连接PNP型三极管Q2的集电极，PNP型三极管Q2的基极和电阻RlO的另一端与电阻R8 的一端连接，电阻R8的另一端与NPN型三极管Ql的集电极连接，NPN型三极管Ql的发射 极接地，Ql的基极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端作为电池均衡单元的输出端G3。
[0027] 在上述每个单电池的电压采集电路中，使用了两个普通光耦器件和两个LM324运 算放大器，采取光耦隔离取样的方法可以实现电平转化，将普通光耦线性化连接即可实现 电压的采集和实时监控。两个光耦中，光耦01用于输出，光耦02用于反馈。反馈用来补偿 发光二极管时间、温度特性上的非线性。根据理想运算放大器工作在线性区的特性可以知 道，对于上述电路，满足虚短虚断的特点，因此最后输出电压与单电池电压满足以下方程：
【主权项】
1. 一种可均衡充电的移动电源，包括显示模块（I)、由N个单电池串联构成的电池组 (2)、降压模块（3)和充电管理模块（4)，其特征在于还包括处理器（5)、电流采集电路（6)、N 个电压采集电路（7)及N个电池均衡单元（8)，其中N=2~5 ; 电池组（2)的正极与降压模块（3)的正输入端、充电管理模块（4)的正输出端和电流采 集电路（6)的正输入端连接，降压模块（3)的负输入端和充电管理模块（4)的负输出端均与 电流采集电路（6)的采集端连接，电流采集电路（6)的负输入端与电池组（2)的负极连接并 接地，电流采集电路（6)的输出端连接处理器（5)的一个A/D转换接口，N个单电池的N个 正极分别与N个电压采集电路（7)的正输入端连接，N个负极分别与N个电压采集电路（7) 的负输入端连接，N个电压采集电路（7 )的N个输出端分别与处理器（5 )的另外N个A/D转 换接口连接，同时N个单电池的N个正极分别与N个电池均衡单元（8)的正输入端连接，N 个负极分别与N个电池均衡单元（8)的负输入端连接，N个电池均衡单元（8)的输出端分别 与处理器（5 )的N个I/0输出口连接，处理器（5)的另一个I/O输出口连接显示模块（1)的 输入端。
2. 根据权利要求1所述的可均衡充电的移动电源，其特征在于所述的处理器（5)为 Atmega8芯片。
3. 根据权利要求1所述的可均衡充电的移动电源，其特征在于所述的电流采集电路 (6) 包括采样电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和运算放大器U3,电流采集电路的正输入 端（El)连接负载R的一端，电流采集电路的负输入端（Fl)连接采样电阻R4的一端，采样电 阻R4的另一端、负载R的另一端及电阻R5的一端共接作为电流采集电路的采集端（C)，电 阻R5的另一端与运算放大器U3的反相输入端及电阻R6的一端连接，运算放大器U3的同 相输入端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，运算放大器U3的输出端与电阻R6 的另一端连接作为电流采集电路的输出端（Gl)。
4. 根据权利要求3所述的可均衡充电的移动电源，其特征在于所述的采样电阻R4阻值 小于负载R阻值的1/10,所述的电阻R5阻值大于1000D，电阻R6阻值大于1000D。
5. 根据权利要求1所述的可均衡充电的移动电源，其特征在于所述的电压采集电路 (7) 包括运算放大器Ul、运算放大器U2、光耦01、光耦02、电容Cl、电阻Rl、电阻R2和电阻 R3,电压采集电路的正输入端（E2)连接运算放大器Ul的同相输入端，电压采集电路的负输 入端（F2)与光耦02内二极管的负极和电阻Rl的一端连接并接地，运算放大器Ul的反相 输入端与电容Cl的一端、电阻Rl的另一端和光耦02内三极管的发射极连接，电容Cl的另 一端、运算放大器Ul的输出端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与光耦01内二极管 的正极连接，光耦01内二极管的负极连接光耦02内二极管的正极，光耦02内三极管的集 电极连接+5V输入电压，光耦01内三极管的集电极连接+5V输入电压，光耦01内三极管的 发射极和电阻R2的一端与运算放大器U2的同相输入端连接，电阻R2的另一端接地，运算 放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端连接作为电压采集电路的输出端（G2)。
6. 根据权利要求1所述的可均衡充电的移动电源，其特征在于所述的电池均衡单元 (8) 包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻RlUNPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2,电池均 衡单元的正输入端（E3)与PNP型三极管Q2的发射极和电阻RlO的一端连接，电池均衡单 元的负输入端（F3)与电阻Rll的一端连接并接地，电阻Rll的另一端连接PNP型三极管Q2 的集电极，PNP型三极管Q2的基极和电阻RlO的另一端与电阻R8的一端连接，电阻R8的 另一端与NPN型三极管Ql的集电极连接，NPN型三极管Ql的发射极接地，Ql的基极连接电 阻R9的一端，电阻R9的另一端作为电池均衡单元的输出端（G3)。
【专利摘要】本发明公开了一种可均衡充电的移动电源，包括显示模块、由N个单电池串联构成的电池组、降压模块和充电管理模块，还包括处理器、电流采集电路、N个电压采集电路及N个电池均衡单元，其中N=2~5。本发明的移动电源具有均衡管理功能，采用电压采集电路及电池均衡单元即可解决移动电源电池组的不一致性问题，本发明结构简单，易于实现，可适用于大部分移动电源，有利于延长移动电源的使用寿命，增加安全系数。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN104779665
【申请号】CN201510108980
【发明人】杨雁勇, 王正仕, 张舒怡, 夏原野
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月12日