一种单USB接口实现充放电功能的MIFI路由器终端的制作方法

一种单usb接口实现充放电功能的mifi路由器终端
技术领域
1.本实用新型涉及mifi路由器技术领域，具体涉及一种单usb接口实现充放电功能的mifi路由器终端。


背景技术：

2.目前的mifi路由器终端都带有一定容量的电池，其工作模式主要是充电模式、放电模式，充电模式就是为电池充电，放电模式则是电池放电给mifi路由器终端使用。mifi为便携式宽带无线装置，集调制解调器、路由器和接入点三者功能于一身。内置调制解调器可接入一个无线信号，内部路由器可在多个用户和无线设备间共享这一连接。
3.当mifi路由器终端作为网络接入设备与平板电脑、手机或数据类终端共同使用时，仅能给平板电脑、手机或数据类终端提供网络接入和数据服务，当平板电脑、手机或数据类终端电池电量耗尽时，mifi路由器终端无法对平板电池、手机或数据类终端进行充电，用户不得于寻找充电器对平板电池、手机或数据类终端进行充电，但在室外或无其他充电设备的情况下，平板电池、手机或数据类终端将无法继续使用。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中无法给其他设备充电的问题，本实用新型提供一种单usb接口实现充放电功能的mifi路由器终端，实现对手机等其他外接设备的充电功能。
5.本实用新型一种单usb接口实现充电宝功能的mifi路由器终端，包括壳体、设置在壳体内的电路板和电池，还包括设置在壳体上、与电路板相连的一usb接口，所述电路板上设有cpu、分别与cpu相连的usb接口电路和充放电电路，还包括与充放电电路相连的电池电路，其中，所述usb接口电路还通过充放电电路与电池相连，用于为电池充电或接收电池放电电流。
6.本实用新型作进一步改进，所述usb接口电路包括usb接口，分别与usb接口相连的滤波单元、防静电单元和otg判断单元，所述滤波单元用于为usb接口输入或输出的电源滤波处理，所述防静电单元用于对usb接口处防静电处理，所述otg判断单元用于给cpu一个电平信号，作为cpu判断是否切换工作模式的工作模式切换请求。
7.本实用新型作进一步改进，所述滤波单元包括并联的接地电容c801和电容c802，所述电容c801和电容c802的另一端接usb接口电源输入输出引脚。
8.本实用新型作进一步改进，所述防静电单元包括稳压二极管vd101、vd801、vd802和压敏电阻rv801，所述稳压二极管稳压二极管vd101、vd801和vd802的正极接地，所述稳压二极管vd101的负极接usb接口电源输入输出引脚，所述稳压二极管vd801和vd802的负极分别接usb接口两个信号传输引脚,所述压敏电阻rv801一端接地，另一端接usb接口电源输入输出引脚
9.本实用新型作进一步改进，所述usb接口设有otg判断引脚cc1和cc2，所述防静电单元还包括压敏电阻rv114和rv115，所述压敏电阻rv114和rv115一端分别接地，所述压敏
电阻rv114的另一端接otg判断引脚cc1，所述压敏电阻rv115的另一端接otg判断引脚cc2。
10.本实用新型作进一步改进，所述otg判断单元包括电阻r209、电阻r210、电阻r924，其中，所述电阻r924的一端接pmu电路的1.8v高电平输出端，作为默认拉高usb接口的cc1、cc2引脚电平,所述电阻r924的另一端分别与cpu的otg判断引脚、电阻r209的一端和电阻r210的一端相连，所述电阻r209的另一端接usb接口的cc1引脚，所述电阻r210的另一端接usb接口的cc2引脚。
11.本实用新型作进一步改进，所述充放电电路包括：
12.充放电芯片：实现电池充放电控制切换；
13.初始化单元：与充放电芯片输入端相连，用于给给所述充放电芯片一个初始化电平；
14.电源输入输出单元：与充放电芯片相连，用于输入输出电源，分别通过充放电芯片控制给电池充电或电池放电；
15.状态反馈单元：与充放电芯片相连，用于给cpu、mifi路由器终端电源管理系统和充放电芯片反馈工作状态；
16.系统供电单元：用于为所述mifi路由器终端系统供电。
17.本实用新型作进一步改进，所述初始化单元包括电阻r130、r132、r138，其中，所述r130、r132、r138的一端同时接一1.8v高电平脚，所述r130、r132、r138的另一端分别接充放电芯片d211的不同引脚。
18.本实用新型作进一步改进，所述电源输入输出单元的一端与充放电芯片d211的引脚1、24相连，引脚1为电源引脚，引脚24为供电引脚，另一端与usb接口相连，用于输入或输出电源，所述电源输入输出单元还设置了一滤波电路，所述滤波电路包括并联的接地电容c117和c129。
19.本实用新型作进一步改进，所述电池电路包括电池接口x1、电池滤波单元和温度检测单元，所述电池接口x1的引脚3为电源引脚，用于输出电池电源或输入电压为电池充电，所述电池引脚x1的引脚1和4接地，引脚2接温度检测单元，所述温度检测单元的输出端接cpu的温度检测脚。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当手机、平板电脑或数据类终端使用过程中，电池电量耗尽时，mifi路由器终端能够直接对平板电池、手机或数据类终端进行充电，尤其是在室外或无其他充电设备的情况下，本实用新型不仅能够解决网络问题，还能够有效解决充电问题，用户不需要额外携带其他的充电设备或数据线，极大地方便了用户。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型一实施例mifi路由器电路框图；
23.图2为本实用新型一实施例mifi路由器cpu电路原理图；
24.图3为本实用新型一实施例充电和放电电路原理图；
25.图4为本实用新型一实施例usb接口电路原理图；
26.图5为本实用新型mifi路由器内电池电路原理图。
具体实施方式
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
30.现有技术的mifi路由器终端无法判断是否接收到来自于平板电脑、手机或数据类终端的otg工作模式切换请求，从而无法自动调节其工作模式。本实用新型实施例中，mifi路由器终端在连接至平板电脑、手机或数据类终端时，判断有无来自平板电脑、手机或数据类终端的otg工作模式切换请求，如果有，将其工作模式设置为供电工作模式，做为otg主机设备，否则设置为正常工作模式，做为otg从机设备，支持充电器等其他设备为本实用新型mifi路由器终端充电。
31.本实用新型使得mifi路由器终端通过与平板电脑、手机或数据类终端的交互，能够通过硬件自动调节工作模式，不需要用户手动干预，即可达到相应的工作状态。
32.相关技术中，mifi路由器终端无法自动调节其工作模式，总是工作在正常工作模式状态。本实用新型实施例中，mifi路由器终端在连接至平板电脑、手机或数据类终端时，判断有无来自平板电脑、手机或数据类终端的工作模式切换请求，如果有，将其工作模式设置为供电工作模式，做为otg主机设备，否则设置为正常工作模式，做为otg从机设备，使得mifi路由器终端通过与平板电脑、手机或数据类终端设备的交互，能够根据不同工作环境自动调节工作模式，不需要用户手动干预，即可切换为相应otg设备工作状态。
33.mifi路由器在做为主机设备时，可以对连接的平板电脑、手机或数据类终端进行充电，提升外接设备的续航能力；mifi路由器在做为从机设备时，可以接受外接设备对自身进行充电，提升mifi路由器的续航能力。
34.如图1所示，本实用新型的mifi路由器终端包括壳体、设置在壳体内的电路板和电池，还包括一设置在壳体上、与电路板相连的usb接口，所述电路板上设有实现所述单usb接口现实充电宝功能的mifi路由器终端的电路。
35.本实用新型电路包括cpu、分别与cpu相连的usb接口电路和充放电电路，还包括与充放电相连的电池电路，其中，所述usb接口电路还通过充放电电路与电池相连，用于为电池充电或接收电池放电电流。还包括为所述mifi路由器终端供电的电源管理单元pmu。
36.本实用新型的工作原理为：
37.mifi路由器终端的usb接口连接上usb信号线，判断路由器终端是否接收到来自终端的工作模式切换请求；
38.如果接收到来自usb信号线另一端的终端的工作模式切换请求，则将mifi路由器终端设置为供电工作模式，作为供电设备通过该usb接口为终端供电；
39.如果否，将mifi路由器终端设置为正常工作模式，充电设备能够通过该usb接口为mifi路由器终端充电充电。
40.对应的，电路同样有两种状态，即电池放电工作状态和电池充电工作状态。
41.供电工作模式时为电池放电工作状态：当usb数据线，插到usb接口时，会通过usb接口给cpu一个低电平，通过cpu控制为放电电路，这时候电池会通过放电电路升压到5v，然后从usb接口给相应设备充电；
42.正常工作模式时为电池充电工作状态：当usb数据线插到usb接口时，会通过usb接口给cpu一个高电平，通过cpu控制为充电电路，这时候电源会通过usb接口进来给电池充电。
43.此外，无论是供电工作模式，还是正常工作模式，电池均通过充放电电路为本实用新型的mifi路由器终端的pmu(电源管理单元)供电，维持所述mifi路由器终端的正常功能，比如提供网络功能等等。
44.这里usb接口可以是mcro usb也可以是type-c的usb，都会给出对应的信号，整个充电和放电的过程都是通过一个usb口实现。本实用新型无论是正常工作模式，还是供电模式，均通过同一个usb接口和一根usb数据线实现，从而操作更加方便。
45.作为本实用新型的一个优选实施例，本实用新型工作模式切换请求通过usb数据线传输给本实用新型mifi路由器终端。本实用新型的usb数据线为支持otg功能的数据线。
46.值得一提的是，当本例mifi路由器终端在为其他设备充电时，当cpu检测到电池电量少于一设定值时，控制充放电芯片停止放电。
47.如图2所示，本例的cpu采用zx297520v3通信模组芯片u4，实现网络接入功能，此外，还设置了引脚t1、r2，用于向充放电电路发送充放电切换控制指令。引脚22接充放电芯片，用于获取充放电芯片的状态，引脚c3、b3与usb接口相连，收发信息。本实用新型通过cpu控制，能够处理一些相对复杂的场景，比如：识别适配器充电还是电脑充电从而控制充电电流，还可以控制放电电流的大小。
48.如图3所示，本实用新型的充放电电路包括：
49.充放电芯片d211：实现电池充放电控制切换；
50.初始化单元：与充放电芯片输入端相连，用于给给所述充放电芯片一个初始化电平；
51.电源输入输出单元：与充放电芯片相连，用于输入输出电源，分别通过充放电芯片控制给电池充电或电池放电；
52.状态反馈单元：与充放电芯片相连，用于给cpu、mifi路由器终端电源管理系统和充放电芯片反馈工作状态；
53.系统供电单元：用于为所述mifi路由器终端系统供电。
54.本实用新型充电和放电选用一个芯片，更加简洁高效，节省空间，并且操作方便；
充电和放电芯片自带ovp(过压保护)功能，可以有效的保护中断设备。
55.本实用新型的初始化单元包括电阻r130、r132、r138，其中，所述r130、r132、r138的一端同时接pmu输出的一1.8v高电平脚，所述r130、r132、r138的另一端分别接充放电芯片d211的不同引脚。
56.本例的电源输入输出单元的一端与充放电芯片d211的引脚1、24相连，引脚1为电源引脚，引脚24为供电引脚，另一端与usb接口相连，用于输入或输出电源，所述电源输入输出单元还设置了一滤波电路，所述滤波电路包括并联的接地电容c117和c129。
57.本例的状态反馈单元包括cpu反馈电路、pmu反馈电路和自身反馈电路三个支路，三个支路的输入端分别接所述充放电芯片d211引脚22，另一端通过各自的分压电阻接对应的芯片输入引脚。pmu反馈支路还设置一反馈脚，接开机启动脚，当设备没电关机时，如果检测到插入usb数据线，给设备供电，则自动开机。
58.本例的系统供电单元包括电容c164、电感l158、电容c171和电容c172，其中，所述电容c164的一端与所述充放电芯片d221的引脚21相连，另一端与电感l158的一端相连，所述电感l158的另一端分别接电容c171、电容c172的一端和电源输出端，所述电源输出端为系统供电，所述电容c171和电容c172的另一端接地。本例的三个电容和电感均为滤波作用，为系统提供适合的电源。
59.如图4所示，本例的usb接口电路包括usb接口i364，分别与usb接口i364相连的滤波单元、防静电单元和otg判断单元，所述滤波单元用于为usb接口输入的电源滤波处理，所述防静电单元用于对usb接口处防静电处理，所述otg判断单元用于给cpu一个电平信号，作为cpu判断是否切换工作模式的工作模式切换请求。
60.本例的滤波单元包括并联的接地电容c801和电容c802，所述电容c801和电容c802的另一端接usb接口i364电源输入输出引脚a4和b4。
61.本例防静电单元包括稳压二极管vd101、vd801、vd802和压敏电阻rv801，所述稳压二极管稳压二极管vd101、vd801和vd802的正极接地，所述稳压二极管vd101的负极接usb接口电源输入输出引脚，所述稳压二极管vd801和vd802的负极分别接usb接口两个信号传输引脚,所述压敏电阻rv801一端接地，另一端接usb接口电源输入输出引脚。
62.所述usb接口设有otg判断引脚cc1和cc2，所述防静电单元还包括压敏电阻rv114和rv115，所述压敏电阻rv114和rv115一端分别接地，所述压敏电阻rv114的另一端接otg判断引脚cc1，所述压敏电阻rv115的另一端接otg判断引脚cc2。
63.通过对usb接口防静电保护，有效提高了接口供电电路的安全性能。通过一个usb接口实现充放电的识别，更加智能。
64.本例的otg判断单元包括电阻r209、电阻r210、电阻r924，其中，所述电阻r924的一端接pmu输出的1.8v高电平，作为默认拉高usb接口的cc1、cc2引脚电平，所述电阻r924的另一端分别与cpu的otg判断引脚、电阻r209的一端和电阻r210的一端相连，所述电阻r209的另一端接usb接口的cc1引脚，所述电阻r210的另一端接usb接口的cc2引脚。
65.如图5所示，本例的电池电路包括电池接口x1、电池滤波单元和温度检测单元，所述电池接口x1的引脚3为电源引脚，用于输出电池电源或输入电压为电池充电，所述电池引脚x1的引脚1和4接地，引脚2接温度检测单元，所述温度检测单元的输出端接pmu的温度检测脚。也可以接cpu，实现cpu对电池温度的检测。
66.本例的电池滤波单元包括并联的接地电容c2和c3，本例还包括防静电的压敏电阻t11、t12，所述压敏电阻t11、t12分别接电池接口x1的电源引脚和温度检测引脚，另一端接地。本例温度检测引脚另外通过一上拉电阻r4接pmu输出的1.8v电平，电池内阻在不同温度时，温度检测引脚输出的电压不同，因此，pmu能够根据输出的电压，判断当前的电池温度，进而实现实时监测电池温度功能，保障电池安全性。
67.本例电路的工作原理为：
68.当usb接口接usb数据线时，如果没有接收到工作模式切换请求，usb接口的cc1、cc2为高电平，充放电芯片的引脚3、4为高电平，此时芯片保持正常工作模式，充放电芯片为充电状态，可以通过usb接口为电池充电，引脚21为mifi路由器终端提供正常电源，保证mifi路由器终端正常工作。
69.接收到otg数据线的工作模式切换请求时，usb接口的cc1、cc2引脚被拉低，因此，cpu的otg判断引脚接收到电平转换信号，控制充放电芯片切换为放电状态，通过usb接口给手机、平板电脑和数据类终端等其他外接设备供电。
70.与现有技术相比，本实用新型当手机、平板电脑或数据类终端使用过程中，电池电量耗尽时，mifi路由器终端能够直接对平板电池、手机或数据类终端进行充电，尤其是在室外或无其他充电设备的情况下，本实用新型不仅能够解决网络问题，还能够有效解决充电问题，用户不需要额外携带其他的充电设备或数据线，极大地方便了用户。
71.以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。