專利名稱：移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動電源的MCU控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為ー種移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路及方法。
背景技術(shù)：
“移動電源”這個概念是隨著目前數(shù)碼產(chǎn)品的普及和快速增長而發(fā)展起來的，其定義就是方便易攜帯的大容量隨身電源。 隨著數(shù)碼產(chǎn)品功能日益多祥化，人們生活水平的不斷提高，越來越多的數(shù)碼產(chǎn)品(如手機、平板電腦、數(shù)碼相機、攝像機、PDA、MP3、MP4、GPS等)進(jìn)入到我們的生活當(dāng)中，與我們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)聯(lián)也越來越密切，這些設(shè)備采用電池作為電源，由于受到生產(chǎn)成本的限制，這些設(shè)備的原配電池的容量較低，無法滿足人們的正常使用要求，特別是在出差或旅游時，這些設(shè)備使用頻繁，經(jīng)常會出現(xiàn)電池電量用完設(shè)備無法使用的情況，而人們不可能為每種設(shè)備都配備ー個備用電池，這樣不但成本高而且也不方便。如何提高數(shù)碼產(chǎn)品使用時間，發(fā)揮其最大功用，移動電源應(yīng)運而生，隨身攜帯ー個移動電源，就可以實現(xiàn)于室外隨時隨地為多種數(shù)碼產(chǎn)品移動充電。目前大多數(shù)的數(shù)碼產(chǎn)品的電源電池采用聚合物電池或鋰離子電池，此類電池的標(biāo)稱電壓為3. 7V，一般可以采用直流5V進(jìn)行充電，也是目前市面上移動電源普遍采用的充電輸出電壓。但是由于不同數(shù)碼產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家及應(yīng)用要求不同，對電源電池的充電要求有一些細(xì)微的差別，若采用充電輸出電壓及輸出電流固定的移動電源，會導(dǎo)致數(shù)碼產(chǎn)品的電源電池充不滿或充電后使用時間短的問題，對于某些要求特殊的品牌，甚至可能無法進(jìn)行充電。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有移動電源技術(shù)中所存在的輸出電壓固定的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路及方法，可自動檢測充電負(fù)載的類型，根據(jù)移動電源內(nèi)存儲的充電參數(shù)輸出匹配的最佳輸出電壓，從而解決現(xiàn)有移動電源充電所存在數(shù)碼產(chǎn)品的電源電池充不滿或充電后使用時間短的問題，并提高移動電源的通用性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，包括用于供電的電源電池和MCU控制單元及負(fù)載單元，其特征在干所述MCU控制單元包括用于采集負(fù)載參數(shù)信息的AD數(shù)據(jù)采集模塊、MCU控制模塊、用于存儲負(fù)載參數(shù)信息的負(fù)載信息存儲模塊以及用于控制匹配電壓輸出的電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊，所述電源電池分別連接到MCU控制模塊和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊，負(fù)載單元、AD數(shù)據(jù)采集模塊、MCU控制模塊和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊依次連接構(gòu)成一個閉合的回路，所述負(fù)載信息存儲模塊與MCU控制模塊相互連接。進(jìn)ー步地，所述MCU控制單元由專用電源管理芯片及其外圍電路組成。進(jìn)ー步地，所述負(fù)載單元通過USB接ロ連接負(fù)載，所述USB接ロ采用通用標(biāo)準(zhǔn)USB接ロ或者兼容標(biāo)準(zhǔn)USB輸出類型的非標(biāo)準(zhǔn)USB接ロ。作為優(yōu)選，所述電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊的電壓轉(zhuǎn)換方式采用DA數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述專用電源管理芯片采用EM78P182芯片，所述USB接ロ采用通用標(biāo)準(zhǔn)USB接ロ。進(jìn)ー步地，所述USB接ロ包括VCC、D+、D-及GND四條線。移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟
(a)負(fù)載通過負(fù)載単元的通用USB接ロ接入，負(fù)載單元自動識別負(fù)載型號，并將負(fù)載型號參數(shù)通過數(shù)據(jù)通信傳遞到MCU控制單元的AD數(shù)據(jù)采集模塊；
(b)AD數(shù)據(jù)采集模塊將負(fù)載單元傳遞來的負(fù)載型號參數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送到MCU控制豐旲塊;
(c)MCU控制模塊收到AD數(shù)據(jù)采集模塊傳送來的負(fù)載型號參數(shù)，對負(fù)載信息存儲模塊 中存儲的負(fù)載參數(shù)信息進(jìn)行遍歷查詢，確定負(fù)載電池的充電電壓和負(fù)載電池的充電電流，并輸出控制信號到電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊；
Cd)電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊根據(jù)MCU控制模塊輸出的控制信號，控制電源電池對負(fù)載電池的充電電壓及充電電流。進(jìn)ー步地，所述負(fù)載信息存儲模塊存儲的負(fù)載參數(shù)信息包括負(fù)載型號、負(fù)載電池的充電電壓和充電電流。進(jìn)ー步地，所述電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊控制USB接ロ VCC、D+及D-的電壓、電流輸出范圍分別為4V 6V、0A 3A，對負(fù)載電池的充電電壓的調(diào)節(jié)范圍為4V 6V，對負(fù)載電池的充電電流的調(diào)節(jié)范圍為OA 3A。本發(fā)明創(chuàng)造相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果
1、通過負(fù)載信息存儲單元存儲數(shù)碼產(chǎn)品的型號、最優(yōu)充電電壓和充電電流，利用MCU進(jìn)行控制，當(dāng)負(fù)載通過USB連接到負(fù)載單元時，可自動檢測充電負(fù)載的類型，并輸出匹配的最佳充電電壓及充電電流，解決了現(xiàn)有移動電源充電所存在數(shù)碼產(chǎn)品的電源電池充不滿或充電后使用時間短的問題；
2、負(fù)載信息存儲單元可存儲大量的數(shù)碼產(chǎn)品的型號、最優(yōu)充電電壓和充電電流信息，并通過通用USB接ロ連接輸出，可以對不同的數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)行充電，提高了移動電源的通用性。


圖I為本發(fā)明移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路及方法的實現(xiàn)原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明創(chuàng)造的實施方式不限于此。如圖I所示，移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，包括用于供電的電源電池I和MCU控制單元2及負(fù)載單元3，其特征在于所述MCU控制單元2包括用于采集負(fù)載參數(shù)信息的AD數(shù)據(jù)采集模塊21、MCU控制模塊22、用于存儲負(fù)載參數(shù)信息的負(fù)載信息存儲模塊24以及用于控制匹配電壓輸出的電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23，所述電源電池I分別連接到MCU控制模塊22和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23，負(fù)載單元3、AD數(shù)據(jù)采集模塊21、MCU控制模塊22和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23依次連接構(gòu)成一個閉合的回路，所述負(fù)載信息存儲模塊24與MCU控制模塊22相互連接。所述MCU控制單元2由EM78P182芯片及其外圍電路組成。所述電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23的電壓轉(zhuǎn)換方式采用DA數(shù)模轉(zhuǎn)換。所述負(fù)載單元3的USB接ロ采用通用標(biāo)準(zhǔn)USB接ロ，USB接ロ包括VCC、D+、D-及GND四條線。實施例，諾基亞手機的充電電壓一般在4. 8V左右，電流不能超過1A，將諾基亞手機連接到移動電源負(fù)載單元3的通用USB接ロ，負(fù)載單元3自動識別負(fù)載型號，并將負(fù)載型號參數(shù)通過數(shù)據(jù)通信傳遞到MCU控制單元2的AD數(shù)據(jù)采集模塊21，AD數(shù)據(jù)采集模塊21將負(fù)載單元3傳遞來的負(fù)載型號參數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送到MCU控制模塊22，MCU控制模塊22收到AD數(shù)據(jù)采集模塊21傳送來的負(fù)載型號參數(shù)，對負(fù)載信息存儲模塊24中存儲的負(fù) 載參數(shù)信息進(jìn)行遍歷查詢，獲得屬性Φ (諾基亞N97，4. 8，I)，并輸出控制信號到電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23,控制電源電池I對諾基亞手機的充電電壓輸出4. 8V,限制最大輸出電流IA0另ー實施例，蘋果Ipad的充電電壓為5V，電流為2A，將蘋果Ipad連接到移動電源負(fù)載單元3的通用USB接ロ，負(fù)載單元3自動識別負(fù)載型號，并將負(fù)載型號參數(shù)通過數(shù)據(jù)通信傳遞到MCU控制單元2的AD數(shù)據(jù)采集模塊21，AD數(shù)據(jù)采集模塊21將負(fù)載単元3傳遞來的負(fù)載型號參數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送到MCU控制模塊22，MCU控制模塊22收到AD數(shù)據(jù)采集模塊21傳送來的負(fù)載型號參數(shù)，對負(fù)載信息存儲模塊24中存儲的負(fù)載參數(shù)信息進(jìn)行遍歷查詢，獲得屬性Φ (Ipad，5,2),并輸出控制信號到電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊23，控制電源電池I對諾基亞手機的充電電壓輸出5V,限制最大輸出電流2A。上述實施例為本發(fā)明創(chuàng)造較佳的實施方式，但本發(fā)明創(chuàng)造的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明創(chuàng)造的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，包括用于供電的電源電池、MCU控制單元及負(fù)載單元，其特征在于所述MCU控制單元包括用于采集負(fù)載參數(shù)信息的AD數(shù)據(jù)采集模塊、MCU控制模塊、用于存儲負(fù)載參數(shù)信息的負(fù)載信息存儲模塊以及用于控制匹配電壓輸出的電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊，所述電源電池分別連接到MCU控制模塊和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊，負(fù)載單元、AD數(shù)據(jù)采集模塊、MCU控制模塊和電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊依次連接構(gòu)成一個閉合的回路，所述負(fù)載信息存儲模塊與MCU控制模塊相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，其特征在于所述MCU控制單元由專用電源管理芯片及其外圍電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，其特征在于所述負(fù)載單元通過USB接口連接負(fù)載，所述USB接口采用通用標(biāo)準(zhǔn)USB接口或者兼容標(biāo)準(zhǔn)USB輸出類型的非標(biāo)準(zhǔn)USB接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊的電壓轉(zhuǎn)換方式采用DA數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述專用電源管理芯片采用EM78P182芯片，所述USB接口采用通用標(biāo)準(zhǔn)USB接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路，其特征在于所述USB接口包括VCC、D+、D-及GND四條線。
6.移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 Ca)負(fù)載通過負(fù)載單元的USB接口接入，負(fù)載單元自動識別負(fù)載型號，并將負(fù)載型號參數(shù)通過數(shù)據(jù)通信傳遞到MCU控制單元的AD數(shù)據(jù)采集模塊； (b)AD數(shù)據(jù)采集模塊將負(fù)載單元傳遞來的負(fù)載型號參數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送到MCU控制豐旲塊; (c)MCU控制模塊收到AD數(shù)據(jù)采集模塊傳送來的負(fù)載型號參數(shù)，對負(fù)載信息存儲模塊中存儲的負(fù)載參數(shù)信息進(jìn)行遍歷查詢，確定負(fù)載電池的充電電壓和負(fù)載電池的充電電流，并輸出控制信號到電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊； Cd)電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊根據(jù)MCU控制模塊輸出的控制信號，控制電源電池對負(fù)載電池的充電電壓及充電電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的方法，其特征在于所述負(fù)載信息存儲模塊存儲的負(fù)載參數(shù)信息包括負(fù)載型號、負(fù)載電池的充電電壓和充電電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的方法，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊控制USB接口 VCC、D+及D-的電壓、電流輸出范圍分別為4V 6V、OA 3A，對負(fù)載電池的充電電壓的調(diào)節(jié)范圍為4V 6V，對負(fù)載電池的充電電流的調(diào)節(jié)范圍為OA 3A。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種移動電源自動調(diào)節(jié)匹配輸出電壓的電路及方法，電路包括用于供電的電源電池和MCU控制單元及負(fù)載單元，所述MCU控制單元包括用于采集負(fù)載參數(shù)信息的AD數(shù)據(jù)采集模塊、MCU控制模塊、用于存儲負(fù)載參數(shù)信息的負(fù)載信息存儲模塊以及用于控制匹配電壓輸出的電壓轉(zhuǎn)換輸出控制模塊。負(fù)載信息存儲單元存儲數(shù)碼產(chǎn)品的型號、最優(yōu)充電電壓和充電電流，利用MCU控制，可自動檢測充電負(fù)載的類型，并輸出匹配的最佳充電電壓及充電電流，解決現(xiàn)有移動電源充電所存在數(shù)碼產(chǎn)品的電源電池充不滿或充電后使用時間短的問題；并通過通用USB接口連接輸出，可以對不同的數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)行充電，通用性強。
文檔編號H02J7/00GK102684268SQ20121016391
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者楊波, 賀滿勝, 鄒常銘 申請人:惠州市尚聯(lián)達(dá)電子有限公司