本發(fā)明涉及一種充電電源，具體的說，是一種基于過充保護(hù)的可移動(dòng)充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動(dòng)電源是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以給手機(jī)等數(shù)碼設(shè)備隨時(shí)隨地充電或待機(jī)供電。一般由鋰電芯或者干電池作為儲(chǔ)電單元。區(qū)別于產(chǎn)品內(nèi)部配置的電池，也叫外掛電池。一般配備多種電源轉(zhuǎn)接頭，通常具有大容量、多用途、體積小、壽命長和安全可靠等特點(diǎn)，是可隨時(shí)隨地為智能手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、MP3、MP4等多種數(shù)碼產(chǎn)品供電或待機(jī)充電的功能產(chǎn)品。

現(xiàn)有的充電電池用移動(dòng)充電電源可分為硬件移動(dòng)電源和軟件移動(dòng)電源兩種。然而現(xiàn)有的移動(dòng)充電電源存在過充保護(hù)效果差、恒流不準(zhǔn)確的問題，導(dǎo)致充電電池的充電時(shí)間過長，致使充電電池長時(shí)間的處于高溫狀態(tài)，即使充電電池易損壞，從而給人們?cè)斐刹槐匾穆闊?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的移動(dòng)充電電源存在過充保護(hù)效果差、恒流不準(zhǔn)確的缺陷，提供的一種基于過充保護(hù)的可移動(dòng)充電系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于過充保護(hù)的可移動(dòng)充電系統(tǒng)，主要由主控芯片，均與主控芯片相連接的三端穩(wěn)壓電路、顯示屏、蜂鳴器、固體繼電器、蓄電池和電壓采樣器，與三端穩(wěn)壓電路相連接的USB輸入接口，分別與過充保護(hù)電路和電壓采樣器相連接的USB輸出接口，以及與固體繼電器相連接的過充保護(hù)電路組成。所述過充保護(hù)電路與USB輸出接口的輸出端相連接；所述電壓采樣器與USB輸出接口的反饋端相連接。

所述三端穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片U1，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，正極級(jí)電阻R1后與三極管VT1的發(fā)射極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的集電極相連接的極性電容C1，P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接、N極與三極管VT1的基極相連接的二極管D1，一端與極性電容C1的負(fù)極相連接后接地、另一端與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接的電感L，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接的電阻R4，正極與三極管VT2的基極相連接、負(fù)極與三極管VT3的發(fā)射極相連接的極性電容C2，P極與三極管VT2的集電極相連接、N極與三極管VT3的集電極相連接的二極管D2，正極與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接、負(fù)極經(jīng)可調(diào)電阻R5后與穩(wěn)壓芯片U1的COM管腳相連接的極性電容C3，N極經(jīng)電阻R6后與三極管VT2的集電極相連接、P極經(jīng)電阻R7后與穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳相連接的穩(wěn)壓二極管D3，以及正極與穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳相連接、負(fù)極接地的極性電容C4組成；所述二極管D1的P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接；所述三極管VT1的發(fā)射極在作為三端穩(wěn)壓電路的輸入端并與USB輸入接口相連接；所述穩(wěn)壓二極管D3的N極作為三端穩(wěn)壓電路的輸出端并與主控芯片相連接。

所述過充保護(hù)電路由控制芯片U2，三極管VT4，三極管VT5，場效應(yīng)管MOS1，場效應(yīng)管MOS2，P極順次經(jīng)電阻R9和電阻R8后與控制芯片U2的VSS管腳相連接、N極經(jīng)電阻R14后與三極管VT5的集電極相連接的穩(wěn)壓二極管D4，正極與三極管VT4的基極相連接、負(fù)極與控制芯片U2的VCC管腳相連接的極性電容C5，正極經(jīng)電阻R10后與三極管VT4的發(fā)射極相連接、負(fù)極與控制芯片U2的GND管腳相連接的極性電容C6，一端與控制芯片U2的CR管腳相連接、另一端與控制芯片U2的GND管腳相連接的電阻R11，一端與控制芯片U2的DO管腳相連接、另一端與場效應(yīng)管MOS1的柵極相連接的電阻R12，一端與控制芯片U2的OUT管腳相連接、另一端與三極管VT5的基極相連接的電阻R13，P極與控制芯片U2的CO管腳相連接、N極與場效應(yīng)管MOS2的柵極相連接的二極管D5，P極與場效應(yīng)管MOS1的源極相連接、N極與場效應(yīng)管MOS1的漏極相連接的二極管D6，P極與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連接、N極與場效應(yīng)管MOS2的源極相連接的二極管D7，以及正極與三極管VT5的發(fā)射極相連接、負(fù)極與場效應(yīng)管MOS2的源極相連接的極性電容C7組成；所述三極管VT4的集電極接地；所述極性電容C6的正極還分別與控制芯片U2的CR管腳和VSS管腳相連接；所述場效應(yīng)管MOS1的源極還與控制芯片U2的GND管腳相連接，該場效應(yīng)管MOS1的漏極與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連接；所述電阻R9與電阻R8的連接點(diǎn)和極性電容C6的正極共同形成過充保護(hù)電路的輸入端并與固體繼電器相連接；所述穩(wěn)壓二極管D4的N極與場效應(yīng)管MOS2的源極共同形成過充保護(hù)電路的輸出端并與USB輸出接口的輸出端相連接。

為了本發(fā)明的實(shí)際使用效果，所述穩(wěn)壓芯片U1為TA78L005AP集成芯片；所述控制芯片U2為NIR5421集成芯片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，本發(fā)明通過電采樣器與過充保護(hù)電路相結(jié)合的方式，有效的解決了現(xiàn)有移動(dòng)充電系統(tǒng)所存在的問題，并且本發(fā)明的過充保護(hù)電路能對(duì)輸出的電壓電流進(jìn)行調(diào)整，使輸出的充電電流更穩(wěn)定，從而確保了本發(fā)明能解決充電電池過充、輸出電流不穩(wěn)定的問題，使充電電池的充電時(shí)間更短，有效的避免了充電電池長時(shí)間的處于高溫狀態(tài)，即使充電電池易損壞。

(2)本發(fā)明的過充保護(hù)電路能對(duì)充電電池充電時(shí)達(dá)到額定電壓后及時(shí)的對(duì)充電進(jìn)行截止，能對(duì)輸出的電流進(jìn)行調(diào)整，輸出穩(wěn)定的電流；并且該電路能防止本系統(tǒng)的蓄電池出現(xiàn)過放的現(xiàn)象，從而確保了本發(fā)明能有效的防止充電電池過充。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明的三端穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的過充保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明主要由主控芯片，均與主控芯片相連接的三端穩(wěn)壓電路、顯示屏、蜂鳴器、固體繼電器、蓄電池和電壓采樣器，與三端穩(wěn)壓電路相連接的USB輸入接口，分別與過充保護(hù)電路和電壓采樣器相連接的USB輸出接口，以及與固體繼電器相連接的過充保護(hù)電路組成。所述過充保護(hù)電路與USB輸出接口的輸出端相連接；所述電壓采樣器與USB輸出接口的反饋端相連接。

實(shí)施時(shí)，本發(fā)明的主控芯片采用了MC32P21集成芯片，該芯片性能穩(wěn)定，其具有自充保護(hù)、過熱保護(hù)等功能。外部電源的適配器通過USB輸入接口為本發(fā)明提供充電電源，輸入的電壓傳輸給三端穩(wěn)壓電路，該電路對(duì)人電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能有效的對(duì)電壓的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電壓的電流強(qiáng)度增強(qiáng)，使本發(fā)明的自充更穩(wěn)定、更快捷。顯示屏則用于對(duì)本發(fā)明和充電電池的電量進(jìn)行顯示，便于人們能及時(shí)的得到本發(fā)明的電量存儲(chǔ)情況，和能及時(shí)的得到充電電池的電量情況。當(dāng)本發(fā)明的自充達(dá)到飽和后，主控芯片內(nèi)的自充保護(hù)器則會(huì)斷開，本發(fā)明則停止充電，顯示屏上則會(huì)顯示本發(fā)明的電量值，同時(shí)，主控芯片則輸出電壓給蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出提示音，本發(fā)明的自充完成。

本發(fā)明在使用時(shí)，用電設(shè)備通過USB數(shù)據(jù)線與本移動(dòng)充電系統(tǒng)相連接，當(dāng)用電設(shè)備與本移動(dòng)充電系統(tǒng)相連接后，電壓采樣器對(duì)充電電池內(nèi)的電量進(jìn)行采集，該電壓采樣器將采集的充電電池內(nèi)的電量信息傳輸給主控芯片，本發(fā)明的電壓采樣器采用了寧波璟瑞儀器廠生產(chǎn)的DF5887VI電壓采樣器，該電壓采樣器具有電流取樣兩個(gè)獨(dú)立的通道，其取樣的相位誤差小的特點(diǎn)。主控芯片在接收到的電流值小于充電電池的額定電流值時(shí)，主控芯片輸出控制電流給固體繼電器，固體繼電器得電而吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，過充保護(hù)電路過電，該過充保護(hù)電路輸出電流經(jīng)USB輸出接口為充電電池充電，電壓采樣器則實(shí)時(shí)對(duì)充電電池的電量進(jìn)行采樣。當(dāng)充電電池的電量達(dá)到額定值時(shí)，過充保護(hù)電路則會(huì)停止輸出充電電流，同時(shí)，電壓采樣器也會(huì)將充電電池的電量值信息傳輸給主控芯片，主控芯片則會(huì)停止輸出控制電流，固體繼電器失電而斷開，其常開觸點(diǎn)也斷開，充電截止。本發(fā)明通過電壓采樣器與過充保護(hù)電路相結(jié)合，有效的實(shí)現(xiàn)了防止充電電池過充的效果，很好的解決了充電電池的充電時(shí)間過長，而致使充電電池長時(shí)間的處于高溫狀態(tài)，即使充電電池易損壞，從而有效的消除了移動(dòng)充電系統(tǒng)過充保護(hù)效果差、恒流不準(zhǔn)確給人們?cè)斐傻穆闊?/p>

進(jìn)一步地，所述三端穩(wěn)壓電路如圖2所示，其由型號(hào)為MC32P21的穩(wěn)壓芯片U1，型號(hào)為3AX81的三極管VT1、三極管VT3，型號(hào)為3DG12的三極管VT2，阻值為10kΩ的電阻R1、電阻R3，阻值為47kΩ的電阻R2，阻值為2kΩ的電阻R4，阻值為0～200kΩ的可調(diào)電阻R5，阻值為20kΩ的電阻R6、電阻R7，容值為12μF的極性電容C1、極性電容C4，容值為2μF的極性電容C2，容值為8μF的極性電容C3，型號(hào)為1N4013的二極管D1、二極管D2，型號(hào)為1N4002的穩(wěn)壓二極管D3，以及自感值為100μH的電感L組成。

連接時(shí)，極性電容C1的正極級(jí)電阻R1后與三極管VT1的發(fā)射極相連接，負(fù)極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的集電極相連接。二極管D1的P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接，N極與三極管VT1的基極相連接。電感L的一端與極性電容C1的負(fù)極相連接后接地，另一端與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接。電阻R4的一端與三極管VT3的基極相連接，另一端與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接。極性電容C2的正極與三極管VT2的基極相連接，負(fù)極與三極管VT3的發(fā)射極相連接。

二極管D2的P極與三極管VT2的集電極相連接，N極與三極管VT3的集電極相連接。極性電容C3的正極與穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳相連接，負(fù)極經(jīng)可調(diào)電阻R5后與穩(wěn)壓芯片U1的COM管腳相連接。穩(wěn)壓二極管D3的N極經(jīng)電阻R6后與三極管VT2的集電極相連接，P極經(jīng)電阻R7后與穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳相連接。極性電容C4的正極與穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳相連接，負(fù)極接地。

所述二極管D1的P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接；所述三極管VT1的發(fā)射極在作為三端穩(wěn)壓電路的輸入端并與USB輸入接口相連接；所述穩(wěn)壓二極管D3的N極作為三端穩(wěn)壓電路的輸出端并與主控芯片相連接。

運(yùn)行時(shí)，當(dāng)本發(fā)明存儲(chǔ)的電量不足時(shí)，外部的電源適配器與USB輸入接口接通，輸入的電壓傳輸給電阻R1、極性電容C1和三極管VT1形成的放大器，該放大器對(duì)輸入的電壓的電流的細(xì)微波動(dòng)進(jìn)行放大，便于反饋調(diào)整控制，放大器是的電壓使二極管D1導(dǎo)通，二極管D1輸出的電壓傳輸給三極管VT2、極性電容C2、二極管D2和三極管VT3形成的跟隨器，該跟隨器為輸入高阻抗，輸出低阻抗，使輸入的電壓的阻抗與采樣電壓的阻抗相匹配，即使電壓的電流強(qiáng)度保持一致。當(dāng)跟隨器輸出的電壓為穩(wěn)定的電壓時(shí)，電壓經(jīng)電阻R6進(jìn)行限流后輸出；當(dāng)跟隨器輸出的電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，跟隨器輸出的電壓則經(jīng)電阻R4后經(jīng)穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳傳輸給穩(wěn)壓芯片U1，該穩(wěn)壓芯片U1作為三端穩(wěn)壓電路的二次穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓芯片U1對(duì)電壓的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)、穩(wěn)壓后經(jīng)OUT管腳輸出，OUT管腳輸出的電壓經(jīng)電阻R7進(jìn)行限流，限流后的電壓通過穩(wěn)壓二極管D3進(jìn)行再一次穩(wěn)壓后輸出，從而使三端穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入電壓的多次穩(wěn)壓處理，有效的提高了本發(fā)明自充的穩(wěn)定性，很好的延長了本發(fā)明的使用壽命。

更進(jìn)一步地，所述過充保護(hù)電路如圖3所示，其由型號(hào)為NIR5421的控制芯片U2，型號(hào)為3DG12的三極管VT4，型號(hào)為3AX81的三極管VT5，型號(hào)為TO-263的場效應(yīng)管MOS1、場效應(yīng)管MOS2，阻值為1000kΩ的電阻R8，阻值為10kΩ的電阻R9、電阻R10，阻值為20kΩ的電阻R11，阻值為8kΩ的電阻R12，阻值為40kΩ的電阻R13，阻值為120kΩ的電阻R14，容值為1μF的極性電容C5，容值為47μF的極性電容C6，容值為22μF的極性電容C7，型號(hào)為1N4002的穩(wěn)壓二極管D4，型號(hào)為1N4016的二極管D5，以及型號(hào)為1N4013的二極管D6、二極管D7組成。

連接時(shí)，穩(wěn)壓二極管D4的P極順次經(jīng)電阻R9和電阻R8后與控制芯片U2的VSS管腳相連接，N極經(jīng)電阻R14后與三極管VT5的集電極相連接。極性電容C5的正極與三極管VT4的基極相連接，負(fù)極與控制芯片U2的VCC管腳相連接。極性電容C6的正極經(jīng)電阻R10后與三極管VT4的發(fā)射極相連接，負(fù)極與控制芯片U2的GND管腳相連接。電阻R11的一端與控制芯片U2的CR管腳相連接，另一端與控制芯片U2的GND管腳相連接。

電阻R12的一端與控制芯片U2的DO管腳相連接，另一端與場效應(yīng)管MOS1的柵極相連接。電阻R13的一端與控制芯片U2的OUT管腳相連接，另一端與三極管VT5的基極相連接。二極管D5的P極與控制芯片U2的CO管腳相連接，N極與場效應(yīng)管MOS2的柵極相連接。二極管D6的P極與場效應(yīng)管MOS1的源極相連接，N極與場效應(yīng)管MOS1的漏極相連接。二極管D7的P極與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連接，N極與場效應(yīng)管MOS2的源極相連接。極性電容C7的正極與三極管VT5的發(fā)射極相連接，負(fù)極與場效應(yīng)管MOS2的源極相連接。

所述三極管VT4的集電極接地；所述極性電容C6的正極還分別與控制芯片U2的CR管腳和VSS管腳相連接；所述場效應(yīng)管MOS1的源極還與控制芯片U2的GND管腳相連接，該場效應(yīng)管MOS1的漏極與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連接；所述電阻R9與電阻R8的連接點(diǎn)和極性電容C6的正極共同形成過充保護(hù)電路的輸入端并與固體繼電器相連接；所述穩(wěn)壓二極管D4的N極與場效應(yīng)管MOS2的源極共同形成過充保護(hù)電路的輸出端并與USB輸出接口的輸出端相連接。

運(yùn)行時(shí)，蓄電池輸出的電流，在充電電池未達(dá)到額定電壓電流時(shí)，控制芯片U2的DO管腳和CO管腳輸出的均為高電壓，場效應(yīng)管MOS1和場效應(yīng)管MOS2也都處于導(dǎo)通狀態(tài)，極性電容C7為高電平，極性電容C7對(duì)三極管VT5釋放高電壓，三極管VT5也為導(dǎo)通狀態(tài)，通過穩(wěn)壓二極管D4對(duì)輸出的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)整后經(jīng)USB輸出接口為充電電池充電，充電電池可以自由地進(jìn)行充電和放電，由于場效應(yīng)管MOS1和場效應(yīng)管MOS2的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導(dǎo)通時(shí)的電阻對(duì)電路的性能影響很小。此狀態(tài)下過充保護(hù)電路的消耗電流為μA級(jí)，通常小于7μA。當(dāng)控制芯片U2檢測到電池電壓達(dá)到4.28V，本發(fā)明所采用的控制芯片U2的控制的高電壓值為4.28V，低電壓為2.3V，不同的控制芯片有不同的控制電壓值。其控制芯片U2的CO管腳由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使場效?yīng)管MOS2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使本發(fā)明無法再對(duì)充電電池進(jìn)行充電，起到過充電保護(hù)作用。而此時(shí)由于場效應(yīng)管MOS的源極與漏極之間的二極管D7，充電電池可以通過該二極管D7對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行放電。本發(fā)明的控制芯片U2在檢測到電池電壓超過4.28V至控制場效應(yīng)管MOS2斷開之間，還有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長短由極性電容C6的容值來決定，本發(fā)明采用的極性電容C6的容值為47μF，即延時(shí)為5秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷，影響本發(fā)明的充電效果。

當(dāng)控制IC檢測到系統(tǒng)的蓄電池的電壓低于2.3V時(shí)，其控制芯片U2的DO管腳由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使場效?yīng)管MOS1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使蓄電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到了對(duì)蓄電池的過放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于場效應(yīng)管MOS1的源極與漏極之間串接的二極管D6，充本系統(tǒng)可以通過該二極管D6對(duì)充電電池進(jìn)行延時(shí)充電5秒左右，以防止充電電池內(nèi)的電壓出現(xiàn)瞬間的回流現(xiàn)象，從而影響充電電池的電量。

按照上述實(shí)施例，即可很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。