本申請涉及電源領域，更具體地，涉及一種用于提供電源的供電組件。

背景技術：

一般而言，各種交通工具、裝置或者電子設備本身會配置有自帶電源以給內(nèi)部的各種組件提供電能。例如，汽車電瓶是用于給汽車上的各種電子設備供電的裝置。此外，汽車電瓶還被用于啟動汽車的發(fā)動機。通常而言，在發(fā)動機啟動后，發(fā)動機即可以給汽車電瓶進行充電，以保證汽車電瓶具有足夠的電量。但是因為某些原因，例如老化、損壞或者過度放電，汽車電瓶可能沒有足夠的電量以供汽車啟動之用。一些汽車應急電源產(chǎn)品被用來在汽車電瓶無法啟動汽車時提供應急啟動。

同樣，其他的各種應急電源(例如充電寶)也被用于向各種目標系統(tǒng)(例如電腦、音響和手機等)提供應急的電能。但是，現(xiàn)有的應急電源產(chǎn)品基本均只由電池構成，存在低溫效果不好、使用壽命短以及使用效果不佳等缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本申請的一個方面提供一種為目標系統(tǒng)提供電能的供電組件，其特征在于，包括：電容模塊，所述電容模塊可被充電以存儲電荷并可基于所存儲的電荷向目標系統(tǒng)提供電能；充電電流路徑，所述充電電流路徑可操作地將所述電容模塊與電容充電元件相偶聯(lián)，以使得電容充電元件可控地對所述電容模塊進行充電；以及輸出接口，所述輸出接口被配置為連接于所述電容模塊，經(jīng)由所述輸出接口所述電容模塊向所述目標系統(tǒng)輸出電能。

根據(jù)在一些實施例中，所述充電電流路徑包括第一充電開關，所述第一充電開關被配置為接收第一充電控制信號，并且在所述第一充電控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止所述電容充電元件對所述電容模塊充電。

根據(jù)在一些實施例中，所述供電組件還包括連接所述電容模塊和所述輸出接口的供電 開關，所述供電開關被配置為接收供電控制信號，并在所述供電控制信號的控制下關閉或斷開，從而允許或禁止所述電容模塊向所述目標系統(tǒng)輸出電能。

在一些實施例中，所述充電電流路徑還包括電壓調節(jié)模塊，所述電壓調節(jié)模塊被配置為可控地調節(jié)所述電容充電元件對所述電容模塊充電的電壓。

在一些實施例中，所述電壓調節(jié)模塊包括升壓模塊和降壓模塊，其中，所述升壓模塊配置為可控地抬升所述電容模塊充電的電壓；所述降壓模塊配置為可控地降低所述電容模塊充電的電壓。

在一些實施例中，所述供電組件還包括電容模塊電壓檢測裝置，所述電容模塊電壓檢測裝置配置為檢測所述電容模塊的電壓，使得所述調節(jié)模塊基于所述電容模塊的電壓，可控地調節(jié)對所述電容模塊充電的電壓。

在一些實施例中，所述電容充電元件包括內(nèi)部充電元件，所述內(nèi)部充電元件被設置于所述供電組件的內(nèi)部并可操作地連接所述充電電流路徑。

在一些實施例中，所述內(nèi)部充電元件為電池。

在一些實施例中，包括外部電源，所述外部電源獨立于所述供電組件，并且通過所述充電電流路徑可操作地連接所述電容模塊。

在一些實施例中，所述外部電源是5V輸入電源、12V輸入電源或所述目標系統(tǒng)的自帶電源。

在一些實施例中，還包括外部電源，所述外部電源獨立于所述供電組件，并且通過第二電流路徑可操作地連接所述電容模塊。

在一些實施例中，所述外部電源是5V輸入電源、12V輸入電源或所述目標系統(tǒng)的自帶電源。

在一些實施例中，所述內(nèi)部充電元件為電池。

在一些實施例中，所述供電組件還包括第三電流路徑，所述第三電流路徑可操作地連接所述外部電源和所述內(nèi)部充電元件，所述第三電流路徑包括第三充電開關和電壓調節(jié)模塊，所述第三充電開關被配置為接收第三充電控制信號，并且在所述第三充電控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止所述外部電源對所述內(nèi)部充電元件充電；所述電壓調節(jié)模塊被配置為可控地調節(jié)對內(nèi)部充電元件充電的電壓。

在一些實施例中，所述充電電流路徑和所述第三電流路徑共享部分路徑。

在一些實施例中，所述供電組件還包括控制器，所述控制器連接于所述供電開關，所述控制器被配置為接收外部信號并基于所述外部信號生成所述供電控制信號。

在一些實施例中，所述供電組件還包括電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊可操作地連 接于所述控制器，所述電壓檢測模塊配置為檢測到所述目標系統(tǒng)的自帶電源的電壓低于閾值電壓時，生成外部信號。

在一些實施例中，所述供電組件還包括輸入模塊，所述輸入模塊可操作地連接于所述控制器，所述輸入模塊被配置為從用戶接收輸入指令并將輸入指令轉換為外部信號。

在一些實施例中，所述供電組件還包括控制器，所述控制器連接于所述第一充電開關，所述控制器被配置為接收充電指令并基于所述充電指令生成所述第一充電信號。

在一些實施例中，所述供電組件還包括電容模塊電壓檢測裝置，所述電容模塊電壓檢測裝置可操作地連接于所述控制器，所述電容模塊電壓檢測裝置配置為檢測到所述電容模塊的電壓低于電容閾值電壓時，生成充電指令從而允許所述電容充電元件對所述電容模塊充電。

在一些實施例中，所述供電組件還包括輸入模塊，所述輸入模塊可操作地連接于所述控制器，所述輸入模塊被配置為從用戶接收充電指令。

在一些實施例中，所述供電組件為便攜式供電組件。

在一些實施例中，所述目標系統(tǒng)包括汽車，且所述輸出接口與所述汽車的汽車電瓶相連接以給汽車打火。

在一些實施例中，所述電容模塊包括電容組。

在一些實施例中，所述電容組包括至少一個超級電容器。

在一些實施例中，當所述電容模塊的電壓高于所述目標系統(tǒng)的自帶電源的電壓時，經(jīng)由所述輸出接口所述電容模塊向所述目標系統(tǒng)輸出電能。

在一些實施例中，當所述電容模塊的電壓低于所述目標系統(tǒng)的自帶電源的電壓時，經(jīng)由所述輸出接口所述目標系統(tǒng)的自帶電源對所述電容模塊充電。

通過本實用新型的上述技術方案，可以解決了電池直接打火的壽命短，低溫性能差以及電池安全性差的問題，同時又彌補了電容儲能低的問題。以上為本申請的概述，可能有簡化、概括和省略細節(jié)的情況，因此本領域的技術人員應該認識到，該部分僅是示例說明性的，而不旨在以任何方式限定本申請范圍。本概述部分既非旨在確定所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也非旨在用作為確定所要求保護主題的范圍的輔助手段。

附圖說明

通過下面說明書和所附的權利要求書并與附圖結合，將會更加充分地清楚理解本申請內(nèi)容的上述和其他特征?？梢岳斫猓@些附圖僅描繪了本申請內(nèi)容的若干實施方式，因此 不應認為是對本申請內(nèi)容范圍的限定。通過采用附圖，本申請內(nèi)容將會得到更加明確和詳細地說明。

圖1示出了根據(jù)本申請一個實施例的供電組件的結構示意圖；

圖2示出了根據(jù)本申請一個實施例的充電電流路徑的結構示意圖；

圖3示出了根據(jù)本申請另一個實施例的供電組件的結構示意圖；

圖4示出了根據(jù)本申請一個實施例的第二電流路徑的結構示意圖；

圖5示出了根據(jù)本申請另一個實施例的供電組件的結構示意圖；

圖6示出了根據(jù)本申請一個實施例的第三電流路徑的結構示意圖；

圖7示出了根據(jù)本申請另一個實施例的供電組件的結構示意圖；

圖8示出了根據(jù)本申請一個實施例的應急電源的結構示意圖；

圖9示出了根據(jù)本申請一個實施例的供電組件的電路結構示意圖；

圖10是根據(jù)本申請一實施例的供電組件與汽車電瓶連接的電路示意圖；

圖11是根據(jù)本申請另一實施例的供電組件與汽車電瓶連接的電路示意圖。

具體實施方式

在下面的詳細描述中，參考了構成其一部分的附圖。在附圖中，類似的符號通常表示類似的組成部分，除非上下文另有說明。詳細描述、附圖和權利要求書中描述的說明性實施方式并非旨在限定。在不偏離本申請的主題的精神或范圍的情況下，可以采用其他實施方式，并且可以做出其他變化。可以理解，可以對本申請中一般性描述的、在附圖中圖解說明的本申請內(nèi)容的各個方面進行多種不同構成的配置、替換、組合，設計，而所有這些都明確地構成本申請內(nèi)容的一部分。

同時，應當明白，本文使用的措辭或者術語是為了說明的目的，不應被視作是限定性的。本文使用的“包括”和“包含”及其變形意在包含其后面所列舉的項目及其等同以及額外的項目。本文中使用的“由...組成”及其變形意在僅包含其后面所列舉的項目及其等同。除非另外規(guī)定或限定，術語“偶聯(lián)”、“連接”、以及“聯(lián)接”及其變形被在廣泛意義上使用，且涵蓋直接或間接的偶聯(lián)、連接、聯(lián)接以及耦合。

圖1示出了根據(jù)本申請一個實施例的供電組件100的示意圖。在實際應用中，本實施例的供電組件可以在機動車(例如，汽車、摩托車等)電瓶對機動車打不著火的情況下，替代機動車電瓶來對機動車進行啟動打火。

本實施例的供電組件100包括：電容模塊120(如圖所示的電容組模塊)、充電電流路徑130(如圖所示的第一電流路徑)和輸出接口140。可選的，供電組件100還可以包括一內(nèi)部的電容充電元件110(如圖所示的內(nèi)部電源模塊)或者供電組件100可與一獨立于供電組件100的電容充電元件100相連接以構成電源裝置。以下，將以所述電容充電元件110是內(nèi)部充電元件為例進行說明。但應注意的是，下述例子是示例性的而非用來限制本實用新型。

在一些實施例中，電容充電元件110例如可以是包括一個或多個電池的電池組，或者其他能夠存儲或提供電能供給的元件。在一些實施例中，電容充電元件110可以是可充電電池或多個可充電電池的電池組。例如，可充電鋰電池、可充電鎳鎘電池、可充電鎳氫電池或其他類型的可充電電池或電池組。電容充電元件110用于給電容模塊120充電。作為一些實施例，電容充電元件110是磷酸鐵鋰電池，電壓范圍在8到14.4V之間，允許+/-0.3的容差。作為一些實施例，電容充電元件110是鈷酸鋰電池，電壓范圍在8.1到12.6V之間，允許+/-0.3的容差。

在一些實施例中，電容模塊130被配置為存儲電荷。作為一些實施例，電容模塊120可以是一個電容或多個電容串連。作為一些實施例，電容模塊130中的電容可以選自超級電容器、法拉電容，混合電容或LiC電容。在一些實施例中，電容模塊130可以是多個超級電容器串聯(lián)。在一些實施例中，電容模塊120中的每個電容可以具有相同規(guī)格。作為一些實施例，電容模塊130可以采用5個470F/2.7V的電容器串聯(lián)。在其他實施例中，電容模塊130可以采用其他數(shù)量的電容器串聯(lián)。

在一些實施例中，充電電流路徑120連接電容充電元件110和電容模塊130，以控制電容充電元件110向電容模塊130充電。作為示例的，請參考圖2，充電電流路徑120包括第一充電開關122(如圖所示的第一開關)，優(yōu)選的，充電電流路徑120還包括電壓調節(jié)模塊124。作為一些實施例，第一充電開關122被配置為接收第一充電控制信號，并且在第一充電控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止電容充電元件110對電容模塊130充電。在一些實施例中，第一充電開關122為可控開關，例如，繼電器、MOS管、場效應管或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。在另一些實施例中，第一充電開關122為手動開 關。作為一些實施例，第一充電開關122包括一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管，其中，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接，MOS管的柵極接收第一充電控制信號。在第一充電控制信號的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第一充電開關122閉合或斷開。在一些實施例中，第一充電控制信號基于電容充電元件110和電容模塊130的參數(shù)生成。例如，當電容模塊130電壓低，而電容充電元件110電壓高時，操作者或者微處理器可以基于充電元件110和電容模塊130的電壓，生成第一充電控制信號，閉合第一充電開關122。當電容模塊130電壓高，而電容充電元件110電壓低時，操作者或者微處理器可以基于充電元件110和電容模塊130的電壓，生成第一充電控制信號，斷開第一充電開關122。在一些實施例中，供電組件100還包括檢測電容模塊130的電壓的電壓檢測元件，電壓檢測元件連接于微處理器，電壓檢測元件檢測到電容模塊130的電壓低于閾值電壓時，微處理器生成閉合第一充電開關122的第一充電控制信號，使得充電元件110對電容模塊130充電。在一些實施例中，供電組件100還包括檢測充電元件110的電壓的電壓檢測元件，電壓檢測元件連接于微處理器，電壓檢測元件檢測到充電元件110的電壓低于閾值電壓時，微處理器生成斷開第一充電開關122的第一充電控制信號，充電元件110停止電容模塊130充電。在一些實施例中，供電組件100還包括檢測電容模塊130的電壓的第一電壓檢測元件，以及檢測充電元件110的電壓的第二電壓檢測元件，第一電壓檢測元件和第二電壓檢測元件連接于微處理器，微處理器接收分別來自于第一電壓檢測元件和第二電壓檢測元件的電壓值，并且比較來自于第一電壓檢測元件和第二電壓檢測元件的電壓值，當?shù)谝浑妷簷z測元件檢測的電壓值大于第二電壓檢測元件檢測的電壓值時，微處理器生成斷開第一充電開關122的第一充電控制信號，充電元件110停止電容模塊130充電。

在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊124被配置為可控地調節(jié)對電容模塊130充電的電壓，作為一些實施例，電壓調節(jié)模塊124為BOOST升壓電路。其包括一輸入端、一電感、一二極管、一開關管、一穩(wěn)壓濾波電容、一脈沖寬度調制(PWM)發(fā)生器以及一輸出端。其中，PWM發(fā)生器輸出的PWM信號在一周期內(nèi)中具有高電平以及低電平，高電平期間占周期的比例定義為占空比。當PWM信號為高電平期間時，開關管導體，二極管截止，此時電壓調節(jié)模塊124中的電感充電儲能；當PWM信號為低電平時，開關管截止，二極管導通，此時電感釋放能量。假設電感產(chǎn)生的感生電動勢為VL，那么Vout＝Vin+VL。其中，VL與Vin以及占空比相關。在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊124可以是BUCK或BOOST升壓或降壓電路，其包括抬升電路和降壓電路，從而可控地抬升或降低對電容模塊130充 電的電壓。在一些實施例中，供電組件100還包括電容模塊130的電壓檢測裝置(未示出)，電容模塊電壓檢測裝置配置為檢測電容模塊130的電壓。作為一些實施例，當電容模塊電壓檢測裝置檢測到電容模塊130的電壓較低，而電容充電元件提供的電壓較高時，電容模塊電壓檢測裝置發(fā)送對應的信號至處理器(即控制器)，處理器根據(jù)檢測到的電壓和電容充電元件提供的電壓，生成控制信號，控制BUCK或BOOST升壓或降壓電路對電容充電元件提供的電壓進行降壓，使得對電容模塊130充電的電壓不會過高。作為一些實施例，當電容模塊電壓檢測裝置檢測到電容模塊130的電壓較高，而電容充電元件提供的電壓較低時。電容模塊電壓檢測裝置發(fā)送對應的信號至處理器，處理器根據(jù)檢測到的電壓和電容充電元件提供的電壓，生成控制信號，控制BUCK或BOOST升壓或降壓電路對電容充電元件提供的電壓進行升壓。作為一些實施例，電容模塊電容檢測裝置實時檢測電容模塊130電壓，并且處理器根據(jù)檢測到的電壓調整BUCK或BOOST升壓或降壓電路對電容充電元件110的降壓和升壓，從而使得電容模塊130安全地充電至預定的電壓，例如13.5V、15V或其他電壓。

在一些實施例中，所述控制器500還連接于所述第一充電開關122，所述控制器500被配置為接收充電指令并基于充電指令生成所述第一充電信號。其中電容模塊電壓檢測裝置可操作地連接于所述控制器500并配置為檢測到所述電容模塊130的電壓低于電容閾值電壓時，生成充電指令從而允許所述電容充電元件對所述電容模塊130充電。作為替換的，所述供電組件還包括輸入模塊，所述輸入模塊可操作地連接于所述控制器500，所述輸入模塊被配置為從用戶接收充電指令。

在一些實施例中，輸出接口140被配置為連接于電容模塊130，經(jīng)由輸出接口電容模塊130可控制地向所述目標系統(tǒng)輸出電能。

雖然本實用新型中的目標系統(tǒng)可以包括汽車等交通工具或者各種電子設備，但是以下為了簡便起見，將以目標系統(tǒng)為汽車進行示例說明。在一些實施例中，輸出接口140匹配于目標系統(tǒng)汽車發(fā)動機的點火接口，從而能夠替代汽車電瓶(根據(jù)本實用新型，汽車電瓶為目標系統(tǒng)的自帶電源的一種示例)來對汽車進行啟動打火。在一些實施例中，預定電壓為適于對汽車進行啟動打火的電壓。

請參考圖3和圖4，本申請一個實施例的供電組件100包括第二電流路徑220。第二電流路徑220可操作地連接外部電源210和電容模塊130，第二電流路徑220包括第二充電開關222(如圖所示的第二開關)和升壓模塊224。作為一些實施例，第二充電開關222 被配置為接收第二充電控制信號，并且在第二充電控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止外部電源210對電容模塊130充電。作為一些實施例，第二充電開關222為可控開關，例如，繼電器、MOS管、場效應管或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。在另一些實施例中，第二充電開關222為手動開關。作為一些實施例，第二充電開關222包括一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管，其中，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接，MOS管的柵極接收第一充電控制信號。在第一充電控制信號的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第二充電開關222閉合或斷開。

在一些實施例中，外部電源是5V輸入電源、12V輸入電源或汽車電瓶。本實施例能夠當電容模塊130沒電的時候，通過第二電流路徑通過汽車電瓶或其他的外部電源給電容模塊130。在一些實施例中，第二電流路徑220還包括若干輸入接口，例如包括三個輸入接口，其中第一輸入接口對應輸入5V輸入電源、第二輸入接口對應輸入12V輸入電源，第三輸入接口對應輸入汽車電瓶。

在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊224被配置為可控地調節(jié)對電容模塊130充電的電壓，作為一些實施例，電壓調節(jié)模塊224為BOOST升壓電路。其包括一輸入端、一電感、一二極管、一開關管、一穩(wěn)壓濾波電容、一脈沖寬度調制(PWM)發(fā)生器以及一輸出端。其中，PWM發(fā)生器輸出的PWM信號在一周期內(nèi)中具有高電平以及低電平，高電平期間占周期的比例定義為占空比。當PWM信號為高電平期間時，開關管導體，二極管截止，此時升壓模塊224中的電感充電儲能；當PWM信號為低電平時，開關管截止，二極管導通，此時電感釋放能量。假設電感產(chǎn)生的感生電動勢為VL，那么Vout＝Vin+VL。其中，VL與Vin以及占空比相關。作為一些實施例，充電電流路徑120和第二電流路徑220可以共享升壓模塊。在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊224可以是BUCK或BOOST升壓或降壓電路，其包括抬升電路和降壓電路，從而可控地抬升或降低對電容模塊130充電的電壓。在一些實施例中，供電組件100還包括電容模塊130電壓檢測裝置(未示出)，電容模塊電壓檢測裝置配置為檢測電容模塊130的電壓。作為一些實施例，當電容模塊電壓檢測裝置檢測到電容模塊130的電壓較低，而外部電源模塊提供的電壓較高時，電容模塊電壓檢測裝置發(fā)送對應的信號至處理器，處理器根據(jù)檢測到的電壓和外部電源模塊提供的電壓，生成控制信號，控制BUCK或BOOST升壓或降壓電路對外部電源模塊提供的電壓進行降壓，使得對電容模塊130充電的電壓不會過高。作為一些實施例，當電容模塊電壓檢測裝置檢測到電容模塊130的電壓較高，而外部電源模塊提供的電壓較低時。電容模塊電壓檢測裝置 發(fā)送對應的信號至處理器，處理器根據(jù)檢測到的電壓和外部電源模塊提供的電壓，生成控制信號，控制BUCK或BOOST升壓或降壓電路對外部電源模塊提供的電壓進行升壓。作為一些實施例，電容模塊電容檢測裝置實時檢測電容模塊130電壓，并處理器根據(jù)檢測到的電壓調整BUCK或BOOST升壓或降壓電路對外部電源210的降壓和升壓，從而使得電容模塊130安全地充電至預定的電壓，例如13.5V、15V或其他電壓。

請參考圖5和圖6，本申請一個實施例的供電組件100還包括第三電流路徑320。作為一些實施例，第三電流路徑320可操作地連接外部電源210和電容充電元件110。作為一些實施例，第三電流路徑320包括第三充電開關322(如圖所示的第三開關)和電壓調節(jié)模塊324。作為一些實施例，第三充電開關322被配置為接收第三充電控制信號，并且在第三充電控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止外部電源210對電容充電元件110充電。作為一些實施例，第三充電開關322為可控開關，例如，繼電器、MOS管、場效應管或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。在另一些實施例中，第三充電開關322為手動開關。作為一些實施例，第三充電開關322包括一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管，其中，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接，MOS管的柵極接收第一充電控制信號。在第一充電控制信號的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第三充電開關322閉合或斷開。

在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊324被配置為可控地抬升或降低對電容充電元件110充電的電壓，作為一些實施例，降壓模塊324為BUCK或BOOST升壓或降壓電路。

作為一些實施例，充電電流路徑120、第二電流路徑320和第三電流路徑320可以部分單元。

請參考圖7，本申請一個實施例的供電組件100還包括，連接電容模塊130和輸出接口140的供電開關422。在一些實施例中，供電開關422被配置為接收供電控制信號，并在供電控制信號的控制下關閉或斷開，從而允許或禁止電容模塊130以預定電壓，例如最大電壓為13.6V的滿額電壓、例如最大電壓為15V的滿額電壓，向外提供輸出電流。在一些實施例中，供電開關422為可控開關，例如，繼電器、MOS管、場效應管或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。在另一些實施例中，供電開關422為手動開關。

請依舊參考圖7，本申請一個實施例的供電組件100還包括控制器500。在一些實施例中，控制器500連接于供電開關422，控制器500被配置為接收外部信號并基于外部信號生成供電控制信號。在一些實施例中，外部信號可以為電壓檢測模塊產(chǎn)生。作為一些實 施例，本申請一個實施例的供電組件100還包括電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊可操作地連接于所述控制器，所述電壓檢測模塊配置為檢測到汽車電瓶的電壓低于閾值電壓時，生成外部信號。在另一些實施例中，外部信號可以由輸入模塊產(chǎn)生，作為一些實施例，本申請一個實施例的供電組件100還包括輸入模塊，所述輸入模塊可操作地連接于所述控制器，所述輸入模塊被配置為接收輸入指令并將輸入指令轉換為外部信號。具體地，輸入指令包括但不限于按鍵、開關或通訊命令。

請參考圖8，本申請還提供一種電源裝置200，包括：電容充電元件110；電容模塊130，充電模塊600，輸出接口140。電源裝置200可以相應參考供電組件100的相關組件和模塊的描述。

在一些實施例中，電容充電元件110例如可以是包括一個或多個電池的電池組，或者其他能夠存儲或提供電能供給的元件。在一些實施例中，電容充電元件110可以是可充電電池或多個可充電電池的電池組。例如，可充電鋰電池、可充電鎳鎘電池、可充電鎳氫電池或其他類型的可充電電池或電池組。內(nèi)部電池模塊110用于給電容模塊120充電。作為一些實施例，電容充電元件110是磷酸鐵鋰電池，電壓范圍在8到14.4V之間，允許+/-0.3的容差。作為一些實施例，電容充電元件110是鈷酸鋰電池，電壓范圍在8.1到12.6V之間，允許+/-0.3的容差。

在一些實施例中，電容模塊130被配置為存儲電荷。作為一些實施例，電容模塊120可以是一個電容或多個電容串連。作為一些實施例，電容模塊130中的電容可以選自超級電容器、法拉電容，混合電容或LiC電容。在一些實施例中，電容模塊130可以是多個超級電容器串聯(lián)。在一些實施例中，電容模塊120中的每個電容可以具有相同規(guī)格。作為一些實施例，電容模塊130可以采用5個470F/2.7V的電容器串聯(lián)。在其他實施例中，電容模塊130可以采用其他數(shù)量的電容器串聯(lián)。

在一些實施例中，充電模塊600被配置為可選的由電容充電元件110對電容模塊130充電和外部電源210對電容模塊130充電以及外部電源210對電容充電元件110充電。

在一些實施例中，充電模塊600連接電容充電元件110和電容模塊130。在一些實施例中，充電模塊600包括輸入接口、開關模塊組和電壓調節(jié)模塊。

在一些實施例中，輸入接口被配置為外部電源提供接口。在一些實施例中，外部電源是5V輸入電源、12V輸入電源或汽車電瓶。本實施例能夠當電容模塊130沒電的時候， 通過汽車電瓶或其他的外部電源給電容模塊130。在一些實施例中，輸入接口數(shù)量可以是多個，例如包括三個輸入接口，其中第一輸入接口對應輸入5V輸入電源、第二輸入接口對應輸入12V輸入電源，第三輸入接口對應輸入汽車電瓶。

在一些實施例中，開關模塊組連接電容充電元件、輸入接口和電容模塊，開關模塊組可操作地配置為接收開關控制信號，并且在開關控制信號的控制下閉合或斷開，從而允許或禁止所述電容充電元件對所述電容模塊充電，或允許或禁止所述外部電源為電容充電元件。

在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊被配置為可控地調節(jié)對電容模塊130充電的電壓，作為一些實施例，電壓調節(jié)模塊可以為升壓模塊，例如BOOST升壓電路。其包括一輸入端、一電感、一二極管、一開關管、一穩(wěn)壓濾波電容、一脈沖寬度調制(PWM)發(fā)生器以及一輸出端。其中，PWM發(fā)生器輸出的PWM信號在一周期內(nèi)中具有高電平以及低電平，高電平期間占周期的比例定義為占空比。當PWM信號為高電平期間時，開關管導體，二極管截止，此時升壓模塊中的電感充電儲能；當PWM信號為低電平時，開關管截止，二極管導通，此時電感釋放能量。假設電感產(chǎn)生的感生電動勢為VL，那么Vout＝Vin+VL。其中，VL與Vin以及占空比相關。在一些實施例中，電壓調節(jié)模塊為BUCK或BOOST升壓或降壓電路，可控地抬升或降低電容模塊充電的電壓。在一些實施例中，輸出接口140被配置為連接于電容模塊130，經(jīng)由輸出接口140電容模塊130可控制地向所述目標系統(tǒng)輸出電能。

請參考圖9，圖9為根據(jù)本申請一實施例的供電組件或電源裝置的電路示意圖。所述供電組件包括：由若干電池組成的電池組，在圖9中示出3個電池組成的電池組(BT1、BT2和BT3)；電池組的正極連接第一充電開關Q14的第一端，其中，第一充電開關Q14由一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接形成第一充電開關Q14的第二端，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接形成第一充電開關Q14的第一端并且連接到電池組的正極，MOS管的柵極接收第一充電控制信號EN3。在第一充電控制信號EN3的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第一充電開關Q14閉合或斷開；第一充電開關Q14的第二端連接到二級管D7的正極，二級管D7的負極連接到二級管D1、二級管D2和二級管D3的負極，其中，二級管D1、二級管D2和二級管D3的正極作為輸入接口，分別輸入汽車電瓶、12V電源和5V電源；二級管D7的負極連接到電容器C3的一端，電容器C3的另一端接地；二極管D7的負極還連接到第二充電開關 Q6的第一端，其中，第二充電開關Q6由一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接形成第二充電開關Q6的第一端并且連接到二級管D7的負極，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接形成第二充電開關Q6的第二端，MOS管的柵極接收第二充電控制信號BUCK，在第二充電控制信號BUCK的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第二充電開關Q6閉合或斷開。第二充電開關Q6的第二端連接二極管D4的負極，二極管D4的正極接地；第二充電開關Q6的第二端還連接到電感L2的一端，電感L2的另一端連接三極管Q7的漏極，三級管Q7的源極接地，三極管的柵極接收PWM_BOOST信號；穩(wěn)壓二極管的正極連接三級管Q7的源極，穩(wěn)壓二極管的負極連接三極管的漏極；電感L2的另一端還連接二極管D6的正極，二極管D6的負極連接電容C99的一端，電容C99的另一端接地；二極管D6的負極連接電容組的一端，電容組由5個電容(C4、C6、C8和C10)串聯(lián)組成。電容組的另一端連接電池組的負極并且接地；電感L2的另一端還連接二極管D5的正極，二極管D5的負極連接電容C100的一端，電容C100的另一端接地；二極管D5的負極還連接第三充電開關Q15的第一端，其中，第三充電開關Q15由一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接形成第三充電開關Q15的第一端，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接形成第三充電開關Q15的第二端，MOS管的柵極接收第三充電控制信號EN2。在第三充電控制信號EN2的控制下，MOS管的柵極開啟或者關閉，使得第三充電開關Q15閉合或斷開。第三充電開關Q14的第二端連接電池組的正極。其中，電容組的一端作為輸出接口。

下面結合圖9示出的供電組件的電路示意圖，對供電組件的工作模式做進一步說明：

在僅采用電容充電元件通過充電電流路徑對電容模塊進行充電的方式下，第一充電開關Q14接收第一充電控制信號EN3，在第一充電控制信號EN3的控制下閉合第一充電開關Q14，第二充電開關Q6、二極管D4、電感L2、三級管Q7、二極管D6、電容C99組成BUCK-BOOST升降壓電路，可控地調節(jié)由電池組(BT1、BT2和BT3)構成的電容充電元件的電壓，對由電容C4、電容C6、電容C8和電容C10串聯(lián)成電容模塊進行充電。在一些實施例中，Q6的BUCK信號和Q7的PWM_BOOST信號可以根據(jù)電容模塊的電壓進行調整，從而通過BUCK信號和PWM_BOOST信號，控制調節(jié)電容充電元件的電壓，例如，抬升或降低電容充電元件的電壓。

在采用外部電源通過第二電流路徑對電容模塊進行充電的方式下，第一充電開關Q14接收第一充電控制信號EN3，在第一充電控制信號EN3的控制下斷開第一充電開關Q14， 第三充電開關Q15接收第三充電控制信號EN2，在第三充電控制信號EN2的控制下斷開第三充電開關Q15，外部電源(汽車電瓶、12V電源或5V電源)分別對應地經(jīng)過二級管D1、二極管D2或二極管D3，經(jīng)過BUCK或BOOST升壓或降壓電路可控地升壓或降壓后，對由電容C4、電容C6、電容C8和電容C10串聯(lián)成電容模塊進行充電；其中，第二充電開關Q6、二極管D4、電感L2、三級管Q7、二極管D6、電容C99組成BUCK-BOOST升降壓電路。

在采用外部電源通過第三電流路徑對電容充電元件進行充電的方式下，需要說明的是，在一些實施例中，通常會先對電容模塊充電，然后對電容充電元件進行充電。第一充電開關Q14接收第一充電控制信號EN3，在第一充電控制信號EN3的控制下斷開第一充電開關Q14，第三充電開關Q15接收第三充電控制信號EN2，在第三充電控制信號EN2的控制下斷開第三充電開關Q15，外部電源(汽車電瓶、12V電源或5V電源)分別對應地經(jīng)過二級管D1、二極管D2或二極管D3，經(jīng)過BUCK或BOOST升壓或降壓電路可控地升壓或降壓后，對由電容C4、電容C6、電容C8和電容C10串聯(lián)成電容模塊進行充電。對電容膜模塊充電完畢后，第三充電開關Q15接收第三充電控制信號EN2，在第三充電控制信號EN2的控制下閉合第三充電開關Q15，外部電源經(jīng)過BUCK或BOOST升壓或降壓電路可控地升壓或降壓后，對電容充電元件進行充電，在對電容充電元件進行充電的過程中，第二充電開關Q6、二極管D4、電感L2、三級管Q7、二極管D5、電容C100組成BUCK或BOOST升壓或降壓電路。

同樣地，請結合圖9示出的應急電源的電路示意圖和圖8，通過第一充電開關Q14、第二充電開關Q6、第三充電開關Q15組成的開關模塊組，在由第一充電控制信號EN3、第二充電控制信號BUCK和第三充電控制信號EN3組成的開關控制信號的控制下，允許或禁止電容充電元件對電容模塊充電，或允許或禁止所述外部電源為電容充電元件充電。

當電容模塊充電完畢后，將輸出接口連接汽車電瓶，然后，根據(jù)控制指令，閉合開關422，以滿額電壓為13.5V、15V或其他電壓對汽車進行打火。

在一些實施例中，請參考圖10，圖10是根據(jù)本申請一實施例的供電組件與汽車電瓶連接的電路示意圖。在一些實施例中，當電容模塊的電壓高于汽車電瓶時，供電組件的電容模塊可操作地與汽車電瓶并聯(lián)對汽車進行打火；在一些實施例中，當電容模塊電壓較低時，例如電容模塊的電量耗盡，汽車電瓶可操作地對電容模塊進行充電。

請依舊參考圖10，供電組件與汽車電瓶連接的電路包括：由5個電容(C4、C6、C8和C10)串聯(lián)組成的電容模塊，電容模塊的一端作為電流輸出端，另一端接地；繼電器K1，繼電器K1具有觸電開關和線圈，其中，觸電開關的第一端1和線圈的第一端3以及二極管D8的負極連接至電容模塊的一端，觸電開關的第二端2連接汽車電瓶的正極，線圈的第二端4和二極管D8的正極連接到開關Q1的第一端，開關Q1的第二端連接到電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接電容模塊的另一端和汽車電瓶的負極并接地；開關Q1由一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的漏極連接形成開關Q1的第一端，穩(wěn)壓二級管的正極與MOS管的源極連接形成開關Q1的第二端；MOS管的柵極連接到電阻R1的一端，電阻R1的另一端作為控制信號的輸入端，輸入開啟或關閉信號(ON/OFF)。

下面結合圖10的電路示意圖，對供電組件對汽車點火做詳細說明。當電容模塊電壓高于汽車電瓶電壓時，例如，電容模塊充電完畢；電阻R1的另一端連接微控制器，輸入高電平(ON)，繼電器K1的觸電開關閉合，電容模塊與汽車電瓶并聯(lián)對汽車進行打火，例如，電容模塊以滿額電壓為13.5V、15V或其他電壓對汽車進行打火。當電容模塊不需要對外輸出電流時，微控制器輸入低電平(OFF)，繼電器K1的觸電開關斷開，電容模塊停止對外輸出電流。

在一些實施例中，結合圖10的電路示意圖，對汽車電瓶對電容模塊充電做詳細說明。當電容模塊電壓低，而汽車電瓶電壓高時，微控制器輸入高電平，繼電器K1的觸電開關閉合，汽車電瓶直接對電容模塊充電。充電完畢后，微控制器輸入低電平，繼電器K1的觸電開關斷開，汽車電瓶停止對電容模塊充電。

在一些實施例中，請參考圖11，圖11是根據(jù)本申請另一實施例的供電組件與汽車電瓶連接的電路示意圖。在一些實施例中，當電容模塊的電壓高于汽車電瓶時，供電組件的電容模塊可操作地與汽車電瓶并聯(lián)對汽車進行打火；在一些實施例中，當電容模塊電壓較低時，例如電容模塊的電量耗盡，汽車電瓶可操作地對電容模塊進行充電。

請依舊參考圖11，供電組件與汽車電瓶連接的電路包括：由5個電容(C4、C6、C8和C10)串聯(lián)組成的電容模塊，電容模塊的一端作為電流輸出端，電容模塊的另一端接地；電容模塊的一端連接電阻R2的一端、開關Q2的第一端；電阻R2的另一端和開關Q2的第三端連接開關Q3第三端和開關Q4的第一端；開關Q2的第二端連接開關Q3的第一端，開關Q3的第二端連接汽車電瓶的正極；開關Q4的第二端連接電阻R5的一端，電阻R5 的另一端連接電容模塊的另一端和汽車電瓶的負極并接地；開關Q4的第三端連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端作為控制信號的輸入端，輸入開啟或關閉信號(ON/OFF)。其中，開關Q2由一個PMOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極連接PMOS管的漏極并作為開關Q2的第一端，穩(wěn)壓二極管的正極連接PMOS管的源極并作為開關Q2的第二端，PMOS的柵極作為開關Q2第三端；開關Q3由一個PMOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極連接PMOS管的源極并作為開關Q3的第一端，穩(wěn)壓二極管的正極連接PMOS管的漏極并作為開關Q3的第二端，PMOS的柵極作為開關Q3第三端；開關Q4由一個MOS管和一個穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管的負極與MOS管的源極連接并作為開關Q4的第一端，穩(wěn)壓二極管的正極與MOS的漏極連接并作為開關Q4的第二端，MOS管的柵極作為開關Q4的第三端。

下面結合圖11的電路示意圖，對供電組件對汽車點火做詳細說明。當電容模塊電壓高于汽車電瓶電壓時，例如，電容模塊充電完畢；電阻R4的另一端連接微控制器，輸入高電平(ON)，開關Q2、開關Q3和開關Q4閉合，電容模塊與汽車電瓶并聯(lián)對汽車進行打火，例如，電容模塊以滿額電壓為13.5V、15V或其他電壓對汽車進行打火。當電容模塊不需要對外輸出電流時，微控制器輸入低電平(OFF)，開關Q2、開關Q3和開關Q4斷開，電容模塊停止對外輸出電流。

在一些實施例中，結合圖11的電路示意圖，對汽車電瓶對電容模塊充電做詳細說明。

當電容模塊電壓低，而汽車電瓶電壓高時，微控制器輸入高電平，開關Q2、開關Q3和開關Q4閉合，汽車電瓶直接對電容模塊充電。充電完畢后，微控制器輸入低電平，開關Q2、開關Q3和開關Q4閉合斷開，汽車電瓶停止對電容模塊充電。本領域技術人員還應當理解，結合本申請公開的各個實施例所描述的各種示例性的方法步驟和單元均可以實現(xiàn)成電子硬件、軟件或二者的組合。為了清楚地表示硬件和軟件的可交換性，上文中各種示例性的步驟和單元均圍繞其功能進行了總體描述。至于這種功能是實現(xiàn)成硬件還是實現(xiàn)成軟件，則取決于特定的應用和對整個系統(tǒng)所施加的設計約束條件。本領域技術人員可以針對每個特定應用，以變通的方式實現(xiàn)所描述的功能，但是，這種實現(xiàn)決策不應解釋為引起與本申請的范圍的偏離。

本申請說明書中使用的“示例/示例性”表示用作例子、例證或說明。說明書中被描述為“示例性”的任何技術方案不應被解釋為比其它技術方案更優(yōu)選或更具優(yōu)勢。

應當注意，盡管在上文詳細描述中提及了供電組件和電源裝置的若干模塊或子模塊，但是這種劃分僅僅是示例性的而非強制性的。實際上，根據(jù)本申請的實施例，上文描述的兩個或更多模塊的特征和功能可以在一個模塊中具體化。反之，上文描述的一個模塊的特征和功能可以進一步劃分為由多個模塊來具體化。

本申請?zhí)峁┝藢λ_的技術內(nèi)容的以上描述，以使本領域技術人員能夠實現(xiàn)或使用本申請。對于本領域技術人員而言，對這些技術內(nèi)容的很多修改和變形都是顯而易見的，并且本申請所定義的總體原理也可以在不脫離本申請的精神或范圍的基礎上適用于其它實施例。因此，本申請并不限于上文所示的具體實施例，而是應與符合本申請公開的實用新型構思的最廣范圍相一致。

那些本技術領域的一般技術人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一”、“一個”不排除復數(shù)。在本申請的實際應用中，一個零件可能執(zhí)行權利要求中所引用的多個技術特征的功能。權利要求中的任何附圖標記不應理解為對范圍的限制。