專利名稱：一種外接蓄電池的便攜式交流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源設(shè)備，特別涉及一種外接蓄電池的便攜式交流電源。
背景技術(shù)：
我們處在一個“移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常環(huán)境中不可或缺的交流電。目前缺乏便攜式的交流電源，難以滿足移動設(shè)備的交流電使用需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種外接蓄電池的便攜式交流電源，其在外接鉛酸蓄電池時，可以產(chǎn)生交流電源；而在外接交流電源時，可以產(chǎn)生整流電源給外接的鉛酸蓄電池充 H1^ ο為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種外接蓄電池的便攜式交流電源，包含與外部蓄電池分別連接的三段式充電電路和直流到交流轉(zhuǎn)換電路；當所述三段式充電電路與外部交流電源連接時，可輸出直流電壓為所述蓄電池充電；當所述三段式充電電路不與外部交流電源連接時，所述蓄電池輸出的直流電壓， 經(jīng)由所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為交流電壓后輸出，為外部用電設(shè)備進行交流供電。所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，還包含一交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路，其在與外部交流電源連接時，切斷所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路與外部設(shè)備的連接，直接輸出外部交流電源進行供電；而在不與所述外部交流電源連接時，該交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路的輸入端，切換連接至所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，通過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路向外部用電設(shè)備提供交流電壓。所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，還包含一 MCU控制電路；所述三段式充電電路、直流到交流轉(zhuǎn)換電路及所述交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路，分別與所述MCU控制電路連接并在其控制下實現(xiàn)為蓄電池的直流充電或為外部用電設(shè)備的交流供電。所述三段式充電電路依次設(shè)置有輸入濾波電路、整流電路及半橋降壓電路；所述輸入濾波電路，其與外部交流電網(wǎng)連接，對外部交流電壓輸入時產(chǎn)生的干擾信號進行濾除；所述整流電路，將外部交流電壓轉(zhuǎn)換成高壓直流電壓；所述半橋降壓電路，將高壓直流電壓轉(zhuǎn)換成低壓直流電壓；所述半橋降壓電路還與所述MCU控制電路連接，在其控制下將低壓直流電壓輸出至所述蓄電池進行充電。所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路，設(shè)置有前級直流升壓電路和與其連接的后級直流到交流變換電路；所述前級直流升壓電路與所述蓄電池連接，將蓄電池輸出的低壓直流電壓轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓；所述前級直流升壓電路還包含故障保護電路，當異常狀況發(fā)生時，可停止所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路的工作進程，并通過MCU控制電路輸出報警信號。所述后級直流到交流變換電路，包含后級驅(qū)動電路和與其連接的全橋逆變電路；所述后級驅(qū)動電路與所述MCU控制電路連接，并在其控制下工作； 所述全橋逆變電路由所述后級驅(qū)動電路驅(qū)動，將所述前級直流升壓電路轉(zhuǎn)換輸出的高壓直流電源，進一步轉(zhuǎn)換為高壓交流電源后輸出。所述MCU控制電路設(shè)置有若干PWM驅(qū)動電路，其對應(yīng)輸出PWM信號來分別控制所述三段式充電電路和直流到交流轉(zhuǎn)換電路；所述MCU控制電路還設(shè)置有單片機最小化系統(tǒng)電路，對所述直流充電或交流供電的狀態(tài)進行檢測，并反饋檢測信息至所述PWM驅(qū)動電路進行驅(qū)動控制信號的調(diào)整。所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，還包含一狀態(tài)指示電路，其與所述MCU控制電路連接，進行直流充電或交流供電的狀態(tài)顯示，或者在故障發(fā)生時作報警提示。所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，還設(shè)置有USB端口輸出電路，其與所述MCU 控制電路連接并受其控制，為通過USB接口連接在所述USB端口輸出電路上的設(shè)備提供直流電源供電。所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，還設(shè)置有電瓶電源控制電路，其與所述蓄電池連接，為外接在該電瓶電源控制電路輸出端的電瓶提供直流電源供電。本實用新型提供了一種外接蓄電池的便攜式交流電源，其優(yōu)點在于本實用新型在MCU控制電路控制下，當所述三段式充電電路與外部交流電網(wǎng)連接時，直接為用電設(shè)備供電同時，可輸出直流電壓為所述蓄電池充電。當其不與外部交流電網(wǎng)連接時，所述蓄電池的低壓直流電壓經(jīng)過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸出，通過交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路與外部用電設(shè)備連通，實現(xiàn)交流電壓的供電。該充電或交流供電的過程，還由所述MCU控制電路實時檢測，并通過狀態(tài)指示電路顯示，并在故障發(fā)生時作報警提示。因此，本實用新型作為便攜式的交流電源，可滿足現(xiàn)有移動設(shè)備的交流電使用需要。本實用新型還設(shè)置有USB端口輸出電路，可輸出5V、500mA的直流電源，為通過USB 接口連接的數(shù)碼產(chǎn)品或手機等充電。本實用新型中，所述蓄電池還可通過電瓶電源控制電路直接為外接的電瓶輸出直流電源進行充電。因此，本實用新型進一步滿足了移動設(shè)備的直流充電需要。

圖1是本實用新型所述基于蓄電池的便攜式交流電源的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型所述基于蓄電池的便攜式交流電源的三段式充電電路的原理框圖；圖3是本實用新型所述基于蓄電池的便攜式交流電源的直流到交流轉(zhuǎn)換電路的原理框圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，本實用新型所述基于蓄電池30的便攜式交流電源，包含與外部鉛酸蓄電池30分別連接的三段式充電電路10和直流到交流轉(zhuǎn)換電路20。當所述三段式充電電路10與外部交流電網(wǎng)連接時，可輸出整流電源為所述蓄電池30充電；當不與外部交流電網(wǎng)連接時，所述蓄電池30的低壓直流電壓經(jīng)過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20轉(zhuǎn)換后輸出，為外部用電設(shè)備提供交流電源。本發(fā)明還包含一交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路40，其在與外部交流電網(wǎng)連接時，切斷所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20與外部設(shè)備的連接，直接輸出外部交流電源進行供電；而在沒有外接交流電源或外接交流電源掉電時，該交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路40的輸入端，切換至所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20的輸出端，通過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20向外部用電設(shè)備提供交流電壓。所述三段式充電電路10、直流到交流轉(zhuǎn)換電路20及所述交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路40，還分別與一 MCU控制電路50連接，并在其控制下實現(xiàn)上述交流電的供電操作。該MCU 控制電路50還與狀態(tài)指示電路60連接，進行充電或交流供電的過程顯示，或者在故障發(fā)生時作報警提示。配合參見圖1、圖2所示，所述三段式充電電路10，依次設(shè)置有輸入濾波電路11、整流電路12及半橋降壓電路13 所述輸入濾波電路11是一 EMI電路，其與所述外部交流電網(wǎng)連接，濾除由電網(wǎng)輸入的各種干擾信號，并防止電源開關(guān)電路形成的高頻等電壓畸變擾竄電網(wǎng)。所述整流電路12將外部交流電壓轉(zhuǎn)換成高壓直流電壓后，輸出至所述半橋降壓電路13，進行高壓到低壓的直流電壓轉(zhuǎn)換。與所述MCU控制電路50連接并在其輸出的PWM信號控制下，所述半橋降壓電路13 輸出轉(zhuǎn)換后波動的低壓直流電壓，為相連接的所述蓄電池30充電。在如恒流、恒壓或浮充等不同的充電過程中，所述MCU控制電路50實時檢測蓄電池30的充電狀態(tài)，并以此改變其輸出至半橋降壓電路13的PWM信號，實現(xiàn)充電控制。該充電過程通過與所述MCU控制電路 50連接的狀態(tài)指示電路60監(jiān)控顯示。配合參見圖1、圖3所示，所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20，設(shè)置有前級直流升壓電路 21和與其連接的后級直流到交流變換電路22。所述前級直流升壓電路21與所述蓄電池30 連接，將蓄電池30輸出的低壓直流電壓轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓，再經(jīng)由所述后級直流到交流變換電路22轉(zhuǎn)化為高壓交流電壓后輸出。具體的，由所述MCU控制電路50輸出PWM信號，驅(qū)動六個MOSFET管組成的推挽電路，來推動三個高頻變壓器進行電壓升壓；其輸出的高頻電壓經(jīng)全橋整流后得到高壓的直流電源，即所述前級直流升壓電路21。所述后級直流到交流變換電路22進一步包含后級驅(qū)動電路221和與其連接的全橋逆變電路222。所述前級直流升壓電路21輸出的高壓直流電源，在經(jīng)過反饋控制穩(wěn)定后輸出至所述全橋逆變電路222。所述后級驅(qū)動電路221是PWM功率驅(qū)動電路，其控制含四個 MOSFET管的所述全橋逆變電路222，將該高壓直流電源轉(zhuǎn)換輸出為合適的高壓交流電源。另外，所述前級直流升壓電路21還包含故障保護電路211，當異常狀況發(fā)生時，可停止所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路20的工作進程，并通過MCU控制電路50輸出報警信號，在狀態(tài)指示電路60上輸出顯示。所述故障保護電路211啟動，并由所述狀態(tài)指示電路60指示的異常狀況，包含蓄電池30電壓不足，提示需更換電池或需對電池進行充電；或者，蓄電池30電壓過高，提示檢查電池是否匹配；或者，逆變轉(zhuǎn)換工作過溫保護，提示注意檢查使用環(huán)境或內(nèi)部風扇等；或者，輸出有短路或者過流的情況存在。所述MCU控制電路50設(shè)置有若干PWM驅(qū)動電路，其對應(yīng)輸出PWM信號來分別控制所述三段式充電電路10和直流到交流轉(zhuǎn)換電路20工作。所述MCU控制電路50還設(shè)置有單片機最小化系統(tǒng)電路，對上述外接交流電網(wǎng)電壓、充電電壓電流、蓄電池30電壓狀況、輸出功率等進行實時檢測，并反饋檢測信息至PWM驅(qū)動電路進行驅(qū)動控制信號的調(diào)整。該單片機最小化系統(tǒng)電路還控制所述狀態(tài)指示電路60對各種狀態(tài)進行直觀顯示。所述狀態(tài)指示電路60通過點亮不同的LED燈進行狀態(tài)顯示，并設(shè)置有蜂鳴器等在故障發(fā)生時報警提示。本實用新型還可設(shè)置風機控制電路、溫度傳感器，其分別與所述MCU控制電路50 連接，由所述MCU控制電路50進行風機狀態(tài)、系統(tǒng)工作溫度的實時檢測，并控制狀態(tài)指示電路60實時顯示，實現(xiàn)過溫保護。另外，本實用新型還設(shè)置有一 USB端口輸出電路70，其與所述MCU控制電路50連接并受其控制，輸出5V的低壓、500mA的電流，為通過USB接口連接在本實用新型上的數(shù)碼產(chǎn)品或手機等充電。本實用新型還可設(shè)置電瓶電源控制電路80，其與所述蓄電池30連接，為外接的電瓶輸出直流電源。綜上所述，本實用新型提供了一種外接蓄電池的便攜式交流電源，其在MCU控制電路控制下，當所述三段式充電電路與外部交流電網(wǎng)連接時，直接為用電設(shè)備供電同時，可輸出直流電壓為所述蓄電池充電。當其不與外部交流電網(wǎng)連接時，所述蓄電池的低壓直流電壓經(jīng)過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸出，通過交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路與外部用電設(shè)備連通，實現(xiàn)交流電壓的供電。該充電或交流供電的過程，還由所述MCU控制電路實時檢測，并通過狀態(tài)指示電路顯示，并在故障發(fā)生時作報警提示。因此，本實用新型作為便攜式的交流電源，可滿足現(xiàn)有移動設(shè)備的交流電使用需要。本實用新型還設(shè)置有USB端口輸出電路，可輸出5V、500mA的直流電源，為通過USB 接口連接的數(shù)碼產(chǎn)品或手機等充電。本實用新型中，所述蓄電池還可通過電瓶電源控制電路直接為外接的電瓶輸出直流電源進行充電。因此，本實用新型進一步滿足了移動設(shè)備的直流用電需要。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，包含與外部蓄電池(30)分別連接的三段式充電電路(10)和直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)；當所述三段式充電電路(10)與外部交流電源連接時，可輸出直流電壓為所述蓄電池 (30)充電；當所述三段式充電電路(10)不與外部交流電源連接時，所述蓄電池(30)輸出的直流電壓，經(jīng)由所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)轉(zhuǎn)換為交流電壓后輸出，為外部用電設(shè)備進行交流供電。
2.如權(quán)利要求1所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，還包含一交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路(40)，其在與外部交流電源連接時，切斷所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20) 與外部設(shè)備的連接，直接輸出外部交流電源進行供電；而在不與所述外部交流電源連接時，該交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路(40)的輸入端，切換連接至所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)的輸出端，通過所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)向外部用電設(shè)備提供交流電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，還包含一MCU控制電路；所述三段式充電電路(10)、直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)及所述交流電與轉(zhuǎn)換器切換電路(40 )，分別與所述MCU控制電路連接并在其控制下實現(xiàn)為蓄電池(30 )的直流充電或為外部用電設(shè)備的交流供電。
4.如權(quán)利要求3所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，所述三段式充電電路(10 )依次設(shè)置有輸入濾波電路(11 )、整流電路(12 )及半橋降壓電路(13 )；所述輸入濾波電路(11)，其與外部交流電網(wǎng)連接，對外部交流電壓輸入時產(chǎn)生的干擾信號進行濾除；所述整流電路(12 )，將外部交流電壓轉(zhuǎn)換成高壓直流電壓；所述半橋降壓電路(13 )，將高壓直流電壓轉(zhuǎn)換成低壓直流電壓；所述半橋降壓電路(13)還與所述MCU控制電路連接，在其控制下將低壓直流電壓輸出至所述蓄電池(30 )進行充電。
5.如權(quán)利要求3所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)，設(shè)置有前級直流升壓電路(21)和與其連接的后級直流到交流變換電路 (22)；所述前級直流升壓電路(21)與所述蓄電池(30 )連接，將蓄電池(30 )輸出的低壓直流電壓轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓；所述前級直流升壓電路(21)還包含故障保護電路(211)，當異常狀況發(fā)生時，可停止所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)的工作進程，并通過MCU控制電路輸出報警信號。
6.如權(quán)利要求5所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，所述后級直流到交流變換電路(22 )，包含后級驅(qū)動電路和與其連接的全橋逆變電路(222 )；所述后級驅(qū)動電路與所述MCU控制電路連接，并在其控制下工作；所述全橋逆變電路(222)由所述后級驅(qū)動電路驅(qū)動，將所述前級直流升壓電路(21)轉(zhuǎn)換輸出的高壓直流電源，進一步轉(zhuǎn)換為高壓交流電源后輸出。
7.如權(quán)利要求3或6所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，所述MCU控制電路設(shè)置有若干PWM驅(qū)動電路，其對應(yīng)輸出PWM信號來分別控制所述三段式充電電路(10)和直流到交流轉(zhuǎn)換電路(20)；所述MCU控制電路還設(shè)置有單片機最小化系統(tǒng)電路，對所述直流充電或交流供電的狀態(tài)進行檢測，并反饋檢測信息至所述PWM驅(qū)動電路進行驅(qū)動控制信號的調(diào)整。
8.如權(quán)利要求3所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，還包含一狀態(tài)指示電路(60 )，其與所述MCU控制電路連接，進行直流充電或交流供電的狀態(tài)顯示，或者在故障發(fā)生時作報警提示。
9.如權(quán)利要求3所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，還設(shè)置有USB端口輸出電路(70)，其與所述MCU控制電路連接并受其控制，為通過USB接口連接在所述USB 端口輸出電路(70 )上的設(shè)備提供直流電源供電。
10.如權(quán)利要求3所述的外接蓄電池的便攜式交流電源，其特征在于，還設(shè)置有電瓶電源控制電路(80)，其與所述蓄電池(30)連接，為外接在該電瓶電源控制電路(80)輸出端的電瓶提供直流電源供電。
專利摘要一種外接蓄電池的便攜式交流電源，包含與外部蓄電池分別連接的三段式充電電路和直流到交流轉(zhuǎn)換電路；當所述三段式充電電路與外部交流電源連接時，可輸出直流電壓為所述蓄電池充電；當所述三段式充電電路不與外部交流電源連接時，所述蓄電池輸出的直流電壓，經(jīng)由所述直流到交流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為交流電壓后輸出，為外部用電設(shè)備進行交流供電；所述MCU控制電路實時檢測充電或供電狀態(tài)，并通過狀態(tài)指示電路顯示報警。本實用新型還設(shè)置有USB端口輸出電路和電瓶電源控制電路，分別為通過USB接口連接的移動設(shè)備或外接的電瓶進行直流電源的供電。因此，本實用新型可同時滿足移動設(shè)備交流和直流的用電需要。
文檔編號H02J7/02GK201956730SQ20102069267
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者徐德進, 武強, 胡成綽, 范曄平 申請人:上海廣為拓浦電源有限公司, 上海廣為電器工具有限公司, 上海廣為美線電源電器有限公司