本發(fā)明涉及移動電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多路移動電源充電裝置。

背景技術(shù)：

移動電源是一種集供電和充電功能于一體的便攜式后備電源，可以給手機等數(shù)碼設(shè)備隨時隨地補充電量。目前隨著大量手機平板等數(shù)碼設(shè)備的普及，電源在公共場合應(yīng)急需求急劇提升，本發(fā)明研制的多路移動電源充電裝置，可以同時對多個移動電源進行充電，便于大量用戶可以隨時取用充電裝置上的移動電源，對其隨身攜帶的手機等設(shè)備進行電量補充。同時用戶也可以直接將自己的手機等數(shù)碼設(shè)備接到充電裝置上進行應(yīng)急充電。方便用戶不同的使用需求。

常規(guī)移動電源缺電，補充電量時，需通過usb線進行連接充電，本發(fā)明針對移動電源，設(shè)計出第二種給移動電源充電方式，無需連接充電線，直接將配套移動電源直接置于充電裝置上，即可補充電量。避免多個移動電源同時充電時，大量充電線冗余，混亂，影響桌面整潔，同時可節(jié)省充電線材，減少資源浪費。

另外，本發(fā)明充電裝置可給多個移動電源充電或給用戶設(shè)備充電，并可以多臺本發(fā)明裝置并聯(lián)使用，進一步擴展輸出接口數(shù)量。主要應(yīng)用于公共場合，滿足大量用戶的供電需求，還能節(jié)省市電輸入插座資源。

本發(fā)明裝置，電路上，通過軟硬件結(jié)合的設(shè)計方式，化繁入簡地實現(xiàn)了產(chǎn)品豐富的保護功能和使用功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，及產(chǎn)品新需求的深度挖掘，本發(fā)明的目的在于提供一種多路移動電源充電裝置，能同時給多個移動電源充電，及給多個usb設(shè)備供電，解決人多的場合，大量用戶補充其移動設(shè)備電量的需求。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種多路移動電源充電裝置，其包括：若干個用于給移動電源充電的充電接口、若干個用于給usb設(shè)備供電的usb接口、若干用于本發(fā)明裝置市電輸入并聯(lián)使用的接口、電源模塊和移動電源充電接口輸出保護模塊、usb接口輸出保護模塊；所述電源模塊將交流市電進行濾波整流和電壓變換輸出供電電壓，所述供電電壓經(jīng)輸出保護模塊輸出至各充電接口和usb接口，給各移動電源充電及給各usb設(shè)備供電。

所述移動電源充電接口，搭配移動電源輸出控制單元，通過輸出保護單元，將電源模塊總輸出電流分割成對應(yīng)每個充電接口的支路。同時第一輸出控制單元兼具溫度檢測，風(fēng)扇控制，短路保護，過流保護等功能。

所述usb接口，搭配usb輸出控制單元，通過輸出保護單元，將電源模塊總輸出電流分割到每個usb口支路。同時usb輸出控制單元兼具usb智能識別功能，短路保護，過流保護等功能。

以上所述移動電源充電輸出控制單元和usb接口輸出控制單元，主要通過mcu來實現(xiàn)功能設(shè)計。通過外圍電路和軟件的配合，可以根據(jù)實際應(yīng)用來對所需功能進行靈活調(diào)整。

同時本發(fā)明充電裝置市電交流輸入通過一根輸入插頭線連接本發(fā)明裝置母座，本裝置輸入母座并聯(lián)了一個公座，這樣通過一根很短的連接線就能實現(xiàn)多臺本發(fā)明多路移動電源充電裝置的并聯(lián)，節(jié)省市電輸入線和輸入插座的同時，很輕易的實現(xiàn)了多臺本發(fā)明裝置的并聯(lián)使用，進一步增加可提供移動電源的數(shù)量和usb充電口的數(shù)量，滿足大量的用戶需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖進行簡單的介紹。下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出任何創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的多路移動電源充電裝置的模塊框圖。

圖2為本發(fā)明提供的多路移動電源充電裝置的電源模塊的電路圖。

圖3為本發(fā)明提供的多路移動電源充電裝置的移動電源充電接口及移動電源輸出控制，功能，保護部分的電路圖。

圖4為本發(fā)明提供的多路移動電源充電裝置的usb接口及usb輸出控制功能保護部分的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖谴颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例的多路移動電源充電裝置主要包括電源模塊，移動電源輸出控制保護模塊，usb輸出控制保護功能模塊，若干移動電源充電接口，若干usb輸出接口，若干用于本發(fā)明裝置市電輸入并聯(lián)使用的接口。

所述的多路移動電源充電裝置中，所述電源模塊主要包括emi濾波整流單元101、pfc功率因素校正單元102、llc半橋諧振單元103、輸出整流單元104和輸出電壓電流控制單元105。

所述電源模塊中，emi濾波整流單元101主要包括第一保險絲f1，第一壓敏電阻vdr1，第一x電容cx1和第二x電容cx2，第一y電容y1和第二y電容y2，第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2，第一整流橋堆db1。所訴濾波整流單元101功能是將市電100v-240v的交流電整流為直流電，同時通過x電容和電感的使用來抑制emi(傳導(dǎo)與輻射)干擾，其中第一y電容y1和第二y電容y2分別與市電輸入的火線和零線連接到地，預(yù)防漏電，起到安規(guī)防護的作用。

所述電源模塊中，pfc功率因素校正單元102主要包括第一電容c1和第二電容c2，第三電感l(wèi)3、第四電感l(wèi)4，第一二極管d1，第一mos管q1，第一控制芯片u1。輸入交流電由101單元整流成直流電后經(jīng)過第一電容c1、第三電感l(wèi)3、第二電容c2組成的π型濾波電路濾波，然后通過第四電感l(wèi)4和第一mos管q1進行升壓變換，然后經(jīng)第一二極管d1整流后，轉(zhuǎn)化為設(shè)定直流高壓電壓提供給llc半橋諧振單元103進行變壓。其中pfc功率因素校正單元第一控制芯片u1在整個工作過程中起到功率因數(shù)檢測，控制與校正，升壓控制，過功率保護等作用，此芯片本實施例中102單元u1芯片型號為tea19162t，品牌為恩智浦(nxp)。

所述電源模塊中，llc半橋諧振單元103主要包括第三電容c3，第二mos管q2和第三mos管q3，第五諧振電感l(wèi)5，第一變壓器ti，第二控制芯片u2，第一光耦oc1。所述llc半橋諧振單元103工作過程如下：經(jīng)過102單元調(diào)制過的固定高壓直流電經(jīng)過第三電容c3儲能濾波后，通過第二mos管q2，第三mos管q3，第五諧振電感l(wèi)5，第一變壓器ti組成的半橋諧振電路進行諧振變換，將輸入103單元的高壓直流轉(zhuǎn)化為低壓交流，然后經(jīng)過輸出整流單元104整流后，轉(zhuǎn)換成輸出低壓直流。配合輸出恒壓恒流控制單元105的反饋控制，得到產(chǎn)品所需的額定電壓電流。所述llc半橋諧振單元103中第二控制芯片u2主要作用為半橋諧振控制，輸出過壓保護，輸出功率保護，輸入電壓檢測等作用。在本實施例中103單元第二控制芯片u2型號為tea19161t，品牌為恩智浦(nxp)。

所述電源模塊中，輸出整流單元104主要包括第四電容c4、第五電容c5、第六電容c6、第一電阻r1、第二電阻r2、第二二極管d2、第三二極管d3、第四mos管q4、第五mos管q5、第三控制芯片u3。所訴輸出整流單元104，作用是將llc半橋諧振單元103轉(zhuǎn)化的低壓交流電整流為直流電供給輸出。其中第四電容c4、第五電容c5起到儲能和濾波的作用，實際應(yīng)用中此處并聯(lián)電容數(shù)量可以靈活調(diào)整。本實施例單元104電路中第四mos管q4，第五mos管q5與第三控制芯片u3搭配，起到同步整流的作用，這種設(shè)計相較于常規(guī)二極管整流，效率更高，發(fā)熱更低，更適合應(yīng)用于輸出大電流產(chǎn)品。

參照附圖2，本實施例104單元電路中r1和d2，r2和d3，c6組成第三控制芯片u3的供電回路。該設(shè)計在思路上，直接通過二極管從變壓器次級輸出繞組反射端取電，經(jīng)第二二極管d2和第三二極管d3整流，第六電容c6儲能濾波后供給第三控制芯片u3。這樣的供電設(shè)計相較于常規(guī)的輔助繞組供電設(shè)計，節(jié)省了至少一組變壓器輔助繞組，優(yōu)化了材料及人工成本。

本實施例輸出整流單元104中使用的第三控制芯片u3型號為tea1995，品牌為恩智浦(nxp)。

所述電源模塊中，輸出電壓電流控制單元105主要包括第三電阻r3、第五電阻r5、第六電阻r6、第八電阻r8、第十電阻r10、第十一電阻r11、第十四電阻r14、第十五電阻r15、第十六電阻r16、第十七電阻r17、第七電容c7、第十電容c10、第十一電容c11、第四二極管d4、第五二極管d5，第一光耦oc1，第四運放芯片u4。本單元105在電源模塊中的作用是將輸出電壓和電流的信號，通過與運放芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進行邏輯比較，然后通過控制光耦的反饋控制llc半橋諧振單元103中的第二控制芯片u2，來起到控制輸出電壓和電流的目的。大概工作過程如下：第一種狀態(tài)，輸出空載時，輸出電壓通過第五電阻r5和第六電阻r6的分壓后接入第四芯片u4的第二腳，與芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進行比較，然后第四芯片u4第一腳通過第五二極管d5來與第一光耦oc1連接，起到調(diào)控輸出電壓范圍的作用，其中通過調(diào)節(jié)第五電阻r5，第六電阻r6的阻值，可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。第二種情況，輸出帶載時，流過檢流電阻第三電阻r3和第四電阻r4的電流信號被電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號,通過第十四電阻r14和第七電容c7連接到第四運放芯片u4第六腳上。第六腳上電壓信號在芯片內(nèi)部與u4芯片第五腳上電壓進行比較，然后通過u4第七腳和第五二極管d5與第一光耦oc1連接，達到控制輸出最大電流及恒流的作用。其中調(diào)節(jié)第八電阻r8，第十電阻r10的阻值可以調(diào)節(jié)輸出最大電流恒流點的大小。具體路可參閱附圖2中的105部分。本實例中105單元第四芯片u4型號為ap4310am。

所述的多路移動電源充電裝置中，請參閱圖3，所述移動電源輸出控制保護功能模塊主要包括移動電源充電接口輸出保護單元204和輸出控制單元201，溫度檢測風(fēng)扇控制單元202，led指示單元203。本實施例中，所述移動電源充電接口(如圖3中的j1～j8)和支路保護單元均為8個，分別構(gòu)成附圖2中2041單元相同的支路輸出。通過輸出8路充電電壓，從而可實現(xiàn)同時給8個移動電源充電。

本實例移動電源輸出控制保護功能模塊主要用于對諧振電源模塊總輸出的電流進行分路供給到各移動電源中。輸出保護可以防止受電設(shè)備異常時，大電流損壞移動電源或受電設(shè)備。

所述移動電源充電接口支路輸出保護單元204主要由多個相似電路結(jié)構(gòu)的輸出檢測開關(guān)電路和輸出接口組成，例如2041保護單元?，F(xiàn)對2041單元電路構(gòu)成和工作過程進行簡單分解。

所述2041保護單元包括第六mos管q6,第十八電阻r18，第十九電阻r19，第二十電阻r20，第二十一電阻r21，第十二電容c12.所述配套移動電源充電接口的第1腳和第2腳負極連接第六mos管q6的第2腳和第5腳(漏極)，第六mos管的第4腳和第6腳通過電阻r19連接輸出控制單元201中第五芯片u5第十三腳oe腳，第六mos管的第1腳和第3腳通過第二十電阻r20連接到地。第二十電阻r20將流過的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，電壓信號經(jīng)過第二十一電阻r21和第十二電容c12的rc濾波后，通過第二十一電阻r21傳輸?shù)揭苿与娫摧敵隹刂茊卧?01內(nèi)進行運算判斷。支路輸出單元204由多個與2041單元電路結(jié)構(gòu)相同的部分組成，形成多路輸出控制。

所述移動電源輸出控制單元201主要包括第五控制芯片，第六電子開關(guān)芯片，第六二極管，第二十二電阻，第一穩(wěn)壓管，第十三電容組成。其中，第六二極管連接電源模塊輸出正極，通過第二十二電阻限流，第一穩(wěn)壓管過壓保護，第十三電容儲能，然后給第五控制芯片供電。本實例中第五控制芯片為單片機，第六電子開關(guān)為模擬電子開關(guān)。所述第五控制芯片的la、lb、lc引腳連接第六電子開關(guān)芯片對應(yīng)腳位，控制第六電子開關(guān)芯片內(nèi)部開關(guān)，控制各ifb腳與com腳的通斷，第五控制芯片com腳與第一電子開關(guān)com腳連接，循環(huán)檢測第六電子開關(guān)芯片8路ifb腳電壓信號，并作出邏輯運算，判斷支路電流范圍是否正常，然后通過oe腳控制所述移動電源充電接口保護單元內(nèi)的mos管通斷，來起到輸出保護作用。當(dāng)觸發(fā)保護時，第五控制芯片led腳會控制203單元led進行閃燈指示異常。本實施例第五控制芯片lc腳復(fù)用a/d轉(zhuǎn)換功能，通過202單元中第一熱敏電阻將所述多路移動電源充電裝置的溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號，傳遞給第五控制芯片進行邏輯運算判斷是否在設(shè)定范圍內(nèi)，若超出范圍，則第五控制芯片通過fan腳啟動風(fēng)扇進行散熱，降低裝置的溫度，當(dāng)溫度降到設(shè)定范圍內(nèi)時，則關(guān)閉風(fēng)扇。本實例所述移動電源輸出控制單元201中第五控制芯片為單片機，第六電子開關(guān)芯片型號為cd4051。

所述的多路移動電源充電裝置中，如圖4所示，所訴usb輸出控制保護功能模塊主要包括usb輸出控制單元301，輸出保護單元302，智能識別單元303，獨立智能識別單元304。其中輸出保護單元302由多個3021單元組成，分別對應(yīng)一個usb輸出口。電路結(jié)構(gòu)和原理與上文所述2041單元一致，此處不再贅述。所述usb輸出控制單元301核心元件為第七控制芯片，該芯片通過軟件控制檢測輸出電流，另外又與303單元搭配擴展出usb智能識別的功能。所述智能識別單元303，由第二十八電阻，第二十九電阻，第三十電阻，第三十一電阻組成。第二十九電阻一段接于usb正極，一端與usbd+和d-引腳和第二十八電阻連接，第二十八電阻再與第七控制芯片a1腳連接，另第七芯片b1腳與第三十電阻連接，第三十電阻另一端連接usb二腳和三腳d+、d-引腳和第三十一電阻。如此形成四電阻分壓結(jié)構(gòu)，第七控制芯片通過內(nèi)部軟件控制a1、b1腳的高低電平的動態(tài)切換，以及第二十八電阻、第二十九電阻、第三十電阻、第三十一電阻阻值的搭配，可以給usb的d+和d-引腳提供手機設(shè)備識別所需的協(xié)議電壓，在保護充電設(shè)備的前提下節(jié)省充電時間，達到智能識別的目的。

所訴usb輸出控制保護功能模塊中，獨立智能識別單元304主要包括第八智能識別芯片，第三十二電阻，第十四電容。其中第三十二電阻一端接電源正極，一端接第十四電容，然后接第八智能識別芯片第三腳給芯片供電。第八智能識別芯片第四腳和第五腳分別接usbd+和d-腳，提供手機設(shè)備設(shè)備所需的協(xié)議電壓。此單元304在本裝置中的設(shè)計目的是因為所述usb控制單元301中第七控制芯片引腳資源不足，所以使用額外的獨立智能識別芯片來擴展usb端口的智能識別功能。達到精簡設(shè)計的目的。所述第八智能識別芯片u8采用型號為rh7901a的usb智能識別芯片，可自動識別充電設(shè)備類型，并通過對應(yīng)的usb充電協(xié)議與設(shè)備握手，使之獲得最大充電電流，在保護充電設(shè)備的前提下節(jié)省充電時間。

所述的多路移動電源充電裝置中，所訴若干用于本發(fā)明裝置市電輸入并聯(lián)使用的接口至少有一個。在本實例中充電裝置市電交流電通過一根輸入插頭線連接本發(fā)明裝置母座，本裝置輸入母座并聯(lián)了一個公座，這樣通過一根很短的連接線就能實現(xiàn)多臺本發(fā)明多路移動電源充電裝置的并聯(lián)，節(jié)省市電輸入線和輸入插座的同時，很輕易的實現(xiàn)了多臺本發(fā)明裝置的并聯(lián)使用，進一步增加可提供移動電源的數(shù)量和usb充電口的數(shù)量，滿足大量的用戶需求。

綜上所述，本發(fā)明實現(xiàn)了同時對多路移動電源或設(shè)備進行充電的功能，節(jié)省了插座資源和充電器資源，方便人多的場合，用戶補充其移動設(shè)備電量，便于用戶移動使用，配套移動電源在充電時無需充電線即可充電。同時本發(fā)明的多路移動電源充電裝置通過固化在芯片中的程序可實現(xiàn)更多的功能，如產(chǎn)品溫度保護功能，輸出過壓保護功能等等。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。