一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括由五個(gè)電芯、兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、兩個(gè)開(kāi)關(guān)組件若干個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器、微控制器和保護(hù)IC連接組成，五個(gè)電芯分為三個(gè)一組和兩個(gè)一組，通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)組件的連接實(shí)現(xiàn)兩組之間的串聯(lián)和并聯(lián)，并通過(guò)低壓差線性穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)電壓輸出。本實(shí)用新型能提供多種輸出壓供不同需求的設(shè)備使用，減少了移動(dòng)電源的攜帶量，并且電池能量利用率高，減少能量的浪費(fèi)。
【專利說(shuō)明】一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)電源領(lǐng)域，具體涉及一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)廣大消費(fèi)者需求，市場(chǎng)上出現(xiàn)許多5V輸出的充電電源，給手機(jī)或IPAD充電，但是這種充電電源只能輸出5V，不能給上網(wǎng)本，筆記本等高于5V的充電需求提供移動(dòng)電源。
[0003]目前常規(guī)的高壓(大于5V，小于等于21V)移動(dòng)電源的方法是單輸出型移動(dòng)電源或是DC轉(zhuǎn)換型移動(dòng)電源。
[0004]單輸出型移動(dòng)電源的主要缺點(diǎn)是:
[0005]1、一種移動(dòng)電源只能適用于一類電子設(shè)備，如9V輸出只適用于上網(wǎng)本；19V輸出只適用于某一類筆記本，對(duì)于有很多電子設(shè)備的用戶，通常要帶有多個(gè)單輸出移動(dòng)電源，繁瑣沉重。
[0006]2、高壓?jiǎn)屋敵鲂鸵苿?dòng)電源需要多節(jié)電芯串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，而多節(jié)電芯串聯(lián)需要保證每串電芯的電壓和內(nèi)阻的一致性，<3m0hm&<5mV.這樣對(duì)于電芯的要求非常高，而且會(huì)有很多離散電芯得不到充分使用。
[0007]DC轉(zhuǎn)換型移動(dòng)電源的主要缺點(diǎn)是:當(dāng)前一些多輸出型移動(dòng)電源，主要是通過(guò)DC轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如鋰電實(shí)際是5V輸出，通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換成19V或21V。這種方法的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率極低，通常只能達(dá)到能量的一半左右，極大的影響了用戶使用性能，而且熱能較大，因?yàn)閾p失的能量大都轉(zhuǎn)換成不必要的熱能在內(nèi)部消耗。
[0008]由上可知，當(dāng)今的單輸出型移動(dòng)電源結(jié)構(gòu)或是多輸出通過(guò)DC轉(zhuǎn)換型結(jié)構(gòu)完全不能滿足當(dāng)今消費(fèi)者的需求，且造成能量浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型能提供多種輸出壓供不同需求的設(shè)備使用，減少了移動(dòng)電源的攜帶量，并且電池能量利用率高，減少能量的浪費(fèi)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括由電源部分、高壓輸出部分、低壓輸出部分、微控制器和保護(hù)IC連接組成；
[0012]所述電源部分由電芯一、電芯二、電芯三、電芯四、電芯五、開(kāi)關(guān)組件一和開(kāi)關(guān)組件二連接組成，所述電芯一、電芯二和電芯三依次串聯(lián)連接，所述電芯四和電芯五串聯(lián)連接，所述電芯一的正極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件一與電芯四的正極和高壓輸出部分連接，所述電芯三的負(fù)極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件二與電芯四的正極、電芯五的負(fù)極和負(fù)輸出端連接，所述電芯三的負(fù)極與電芯五的負(fù)極之間設(shè)置有第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述電芯四的正極還與低壓輸出部分連接，所述電芯五的負(fù)極接地；[0013]所述高壓輸出部分包括若干個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器和與所述低壓差線性穩(wěn)壓器配合連接的正輸出端組成；
[0014]所述低壓輸出部分由低壓差線性穩(wěn)壓器和正輸出端連接組成；
[0015]所述微控制器的A/D接口一、A/D接口二、A/D接口三、A/D接口四和A/D接口五分別與電芯一、電芯二、電芯三、電芯四和電芯五的正極連接，所述微控制器的I/O接口 一與開(kāi)關(guān)組件二連接并接地，所述微控制器的I/o接口四與開(kāi)關(guān)組件一連接并接地，所述微控制器的I/o接口二與第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述微控制器的I/O接口三與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接；
[0016]所述保護(hù)IC的電源端與電芯四的正極連接，所述保護(hù)IC還與第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述低壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器輸出電壓為5V，并且輸出端與微控制器的電源端接口連接。
[0018]進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)組件為直流接觸器、繼電器和多路開(kāi)關(guān)中的一種。
[0019]進(jìn)一步的，所述高壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器數(shù)量至少為I。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021]1、電芯一致性降低，只需要保證每小分組內(nèi)的電芯一致性即可，即電芯一、電芯二和電芯三3節(jié)保持一致，電芯四和電芯五2節(jié)保持一致，這樣與保持整個(gè)電池組的5節(jié)電芯一致相比，極大的降低了電池使用條件與利用率。
[0022]2、轉(zhuǎn)換效率提升，相對(duì)于DC/DC轉(zhuǎn)換型電源，能量轉(zhuǎn)換提升到85%以上，充分利用了能源，減少不必要的能量損失。
[0023]3、實(shí)現(xiàn)同一款移動(dòng)電源具有多種電壓同時(shí)輸出的功能，極大方便了消費(fèi)者。
[0024]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0028]參照?qǐng)D1所示，一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由電源部分(I)、高壓輸出部分(2)、低壓輸出部分(3)、微控制器(MCU)和保護(hù)IC連接組成；將電芯一(CELL5)、電芯二(CELL4)和電芯三(CELL3)依次串聯(lián)連接，電芯四(CELL2)和電芯五(CELLl)串聯(lián)連接，電芯一的正極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件一(Kl)與電芯四的正極和高壓輸出部分連接，高壓輸出部分內(nèi)設(shè)置四個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器(0)01、0)02、0)03、0)04)作為四種不同電壓的輸出，電芯三的負(fù)極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件二(K2)與電芯四的正極、電芯五的負(fù)極和負(fù)輸出端連接，電芯三的負(fù)極與電芯五的負(fù)極之間設(shè)置有第一場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)和第二場(chǎng)效應(yīng)管(Q2),電芯四的正極還與低壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器(LD05)連接，電芯五的負(fù)極接地；微控制器的A/D接口一、A/D接口二、A/D接口三、A/D接口四和A/D接口五分別與電芯一、電芯二、電芯三、電芯四和電芯五的正極連接，微控制器的I/O接口一與開(kāi)關(guān)組件二連接并接地，I/O接口四與開(kāi)關(guān)組件一連接并接地，I/O接口二與第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，I/O接口三與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接；保護(hù)IC的電源端與電芯四的正極連接，并且還與第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。
[0029]將低壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器(LD05)輸出電壓設(shè)置為5V，并且輸出端與微控制器的電源端接口連接，用于直接供電。開(kāi)關(guān)組件使用多路開(kāi)關(guān)。
[0030]本實(shí)施例的工作原理如下:
[0031]在電路上將多節(jié)電芯合理分成若干小組，例如5節(jié)電芯，則分成3節(jié)一組和2節(jié)一組的兩個(gè)小組。通過(guò)多路開(kāi)關(guān)的通道選擇，對(duì)兩個(gè)小組的電芯進(jìn)行節(jié)聯(lián)或并聯(lián)組合，當(dāng)組合成節(jié)聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，則是5節(jié)電芯輸出，并通過(guò)調(diào)節(jié)高壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器，將四個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出電壓分別設(shè)置為21V，19V，16V和12V，用于迎合現(xiàn)有充電設(shè)備的充電電壓，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的正輸出端再輸出，達(dá)到一種移動(dòng)電源多輸出的目的。而當(dāng)組合成并聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于電芯節(jié)數(shù)不一樣，利用電流由高向低的特征，由節(jié)數(shù)多的3穿電芯一組組向節(jié)數(shù)少的2節(jié)電芯一組充電，從而達(dá)到了低壓電芯組的容量翻近一倍的使用效果。
[0032]如圖1所示，將開(kāi)關(guān)組件一與電芯四正極的連接端設(shè)置為Al、與高壓輸出部分的連接端設(shè)置為A2，將關(guān)組件二與電芯四正極的連接端設(shè)置為B1、與低壓輸出部分的連接端設(shè)置為B2。
[0033]當(dāng)用于5V移動(dòng)電源輸出時(shí)，微控制器控制開(kāi)關(guān)組件一打到Al，開(kāi)關(guān)組件二打到BI，形成兩組電芯的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得3節(jié)電芯給2節(jié)電芯充電，這樣2節(jié)電芯的容量加大了一倍。
[0034]當(dāng)用于高壓充電時(shí)，如12V?21V，微控制器控制開(kāi)關(guān)組件一打到A2，開(kāi)關(guān)組件二打到B2，形成5節(jié)電芯串聯(lián)輸出結(jié)構(gòu)，通過(guò)低壓差線性穩(wěn)壓器將電壓轉(zhuǎn)換成需要電壓值輸出。
[0035]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一個(gè)移動(dòng)電源即可代替多個(gè)單輸出電源，攜帶方便，并且可任意轉(zhuǎn)換，當(dāng)使用5V電源時(shí)，能量轉(zhuǎn)換率高，使用更長(zhǎng)久。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括由電源部分、高壓輸出部分、低壓輸出部分、微控制器和保護(hù)IC連接組成； 所述電源部分由電芯一、電芯二、電芯三、電芯四、電芯五、開(kāi)關(guān)組件一和開(kāi)關(guān)組件二連接組成，所述電芯一、電芯二和電芯三依次串聯(lián)連接，所述電芯四和電芯五串聯(lián)連接，所述電芯一的正極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件一與電芯四的正極和高壓輸出部分連接，所述電芯三的負(fù)極通過(guò)開(kāi)關(guān)組件二與電芯四的正極、電芯五的負(fù)極和負(fù)輸出端連接，所述電芯三的負(fù)極與電芯五的負(fù)極之間設(shè)置有第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述電芯四的正極還與低壓輸出部分連接，所述電芯五的負(fù)極接地； 所述高壓輸出部分包括若干個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器和與所述低壓差線性穩(wěn)壓器配合連接的正輸出端組成； 所述低壓輸出部分由低壓差線性穩(wěn)壓器和正輸出端連接組成； 所述微控制器的A/D接口一、A/D接口二、A/D接口三、A/D接口四和A/D接口五分別與電芯一、電芯二、電芯三、電芯四和電芯五的正極連接，所述微控制器的I/O接口一與開(kāi)關(guān)組件二連接并接地，所述微控制器的I/o接口四與開(kāi)關(guān)組件一連接并接地，所述微控制器的I/o接口二與第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述微控制器的I/O接口三與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接； 所述保護(hù)IC的電源端與電芯四的正極連接，所述保護(hù)IC還與第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器輸出電壓為5V，并且輸出端與微控制器的電源端接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)組件為直流接觸器、繼電器和多路開(kāi)關(guān)中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多輸出型移動(dòng)電源的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高壓輸出部分的低壓差線性穩(wěn)壓器數(shù)量至少為I。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203761082SQ201420024619
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】沙建龍 申請(qǐng)人:蘇州市博得立電源科技有限公司