一種移動(dòng)電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種移動(dòng)電源系統(tǒng)，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括移動(dòng)電源控制器，用于連接外部供電設(shè)備的USB接口、用于處理并控制所述移動(dòng)電源控制器工作的MCU、用于連接負(fù)載的USB母座以及鋰電池組。其中，USB接口、MCU、USB母座和鋰電池組均與移動(dòng)電源控制器連接。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部元器件少，只需IO口類型MCU便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用，便于應(yīng)用和生產(chǎn)；同時(shí)，本實(shí)用新型靈活性高，穩(wěn)定性好，能夠有效滿足用戶的更多需求。
【專利說(shuō)明】
一種移動(dòng)電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電源系統(tǒng)，尤其是移動(dòng)電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)電源，也叫“數(shù)碼充電伴侶”、“充電寶”，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)、平板電腦等數(shù)碼產(chǎn)品隨時(shí)隨地的充電，給人們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂脭?shù)碼產(chǎn)品時(shí)在外充電帶來(lái)了極大的方便。移動(dòng)電源與人們?nèi)粘Ｉ畹拿芮邢嚓P(guān)促進(jìn)了該領(lǐng)域的快速發(fā)展，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的移動(dòng)電源方案有以下幾種:
[0003]分立器件方式:使用充電管理芯片進(jìn)行充電管理，使用升壓管理芯片進(jìn)行放電管理，使用帶有ADC模塊的MCU進(jìn)行采樣電池電壓指示電量，采樣輸出電流進(jìn)行過(guò)流和小電流狀態(tài)的處理。這種使用分立器件的方案有著便于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，但硬件電路比較復(fù)雜、升壓轉(zhuǎn)換效率較低。
[0004]三合一方式:用一個(gè)MCU實(shí)現(xiàn)分立器件方案中充電管理，升壓管理，電池電壓采樣指示，電流采樣控制的功能。這種方案中電路參數(shù)設(shè)置靈活性好，軟件可修改，但穩(wěn)定性較差。
[0005]專用芯片方式:設(shè)計(jì)專用移動(dòng)電源芯片實(shí)現(xiàn)充電管理，升壓管理，電量指示和電流控制。由于是專用芯片，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性好，但是靈活性較差，一般電量指示方式單一，不能滿足不同客戶的需求。
[0006]根據(jù)以上幾種移動(dòng)電源方案可以看出，這些方案有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，不能同時(shí)滿足客戶的更多需求。在快速發(fā)展和需求日益增加的移動(dòng)電源領(lǐng)域中，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)應(yīng)用方便，穩(wěn)定性好是技術(shù)發(fā)展的必然需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、便于使用且靈活性好的移動(dòng)電源系統(tǒng)，以滿足更多的客戶需求。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0009]—種移動(dòng)電源系統(tǒng)，所述移動(dòng)電源系統(tǒng)包括移動(dòng)電源控制器，用于連接外部供電設(shè)備的USB接口、用于處理并控制所述移動(dòng)電源控制器工作的MCU、用于連接負(fù)載的USB母座、鋰電池組；其中，所述USB接口、所述MCU、所述USB母座和所述鋰電池組均與所述移動(dòng)電源控制器連接。
[0010]所述移動(dòng)電源系統(tǒng)還包括與所述MCU連接的按鍵，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電源系統(tǒng)在休眠狀態(tài)下，按下按鍵使按鍵所連接的MCU引腳電平變?yōu)榈碗娖剑筂CU正常工作來(lái)控制移動(dòng)電源控制器工作；優(yōu)選的，所述按鍵為輕觸按鍵，一端通過(guò)上拉電阻R5接電源連接到所述MCU，
一端接地。
[0011]所述移動(dòng)電源系統(tǒng)還包括與所述移動(dòng)電源控制器連接的LED電量指示燈，以顯示所述鋰電池組的電量。
[0012]所述USB 接口為 Micro USB。
[0013]所述移動(dòng)電源控制器的Vin引腳連接所述USB接口，以允許外部充電電源輸入；BAT引腳連接所述鋰電池組，以對(duì)所述鋰電池組進(jìn)行充電，連接電容C2進(jìn)行濾波，連接電感L到SW引腳與所述移動(dòng)電源控制器內(nèi)部電路構(gòu)成同步升壓電路；CR引腳連接所述MCU，以用于識(shí)別充電狀態(tài)；Iset引腳外接電阻R1，以設(shè)置鋰電池充電電流；EN引腳連接所述MCU，以控制內(nèi)部升壓輸出電路和ADC電路；VL引腳連接所述MCU，以給所述MCU供電；GND接地引腳；0CB_H引腳連接所述MCU，以輸出電平信號(hào)給所述MCU識(shí)別系統(tǒng)升壓輸出是否過(guò)流；0CB_L引腳連接所述MCU，以輸出電平信號(hào)給所述MCU識(shí)別系統(tǒng)升壓輸出是否小電流；Iset_L引腳通過(guò)外接電阻R3的阻值設(shè)置小電流識(shí)別值；Iset_H引腳通過(guò)外接電阻R2的阻值設(shè)置過(guò)流保護(hù)點(diǎn)；Vout引腳連接所述USB母座，以向外輸出升壓電壓給負(fù)載供電；CAP引腳外部連接電容Cl，以在同步升壓時(shí)進(jìn)行濾波；ACK引腳連接所述MCU，以識(shí)別USB母座有外部設(shè)備插入并喚醒所述移動(dòng)電源系統(tǒng)升壓工作。
[0014]所述移動(dòng)電源控制器包括AD類引腳，以采樣電池電壓并將鋰電池組電壓以組合邏輯電平的方式輸出；
[0015]優(yōu)選的，所述移動(dòng)電源控制器的LI引腳和L2引腳均連接MCU，以接收MCU輸出的LED燈控制時(shí)序信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)LED類引腳外接的LED燈來(lái)指示鋰電池組的電量等級(jí)。
[0016]所述單片機(jī)為純1 口的單片機(jī)。
[0017]所述移動(dòng)電源控制器包括充電電路、充電識(shí)別電路、電源邏輯電路、升壓電路、自動(dòng)喚醒電路和電流控制電路；所述充電電路連接Vin引腳，以允許外部充電電源輸入；連接Iset引腳，以設(shè)置鋰電池充電電流；還連接BAT引腳，以通過(guò)Vin引腳輸入的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)BAT引腳外接的鋰電池組進(jìn)行充電管理；所述充電識(shí)別電路連接Vin引腳，以識(shí)別充電電壓；連接CR引腳，以輸出電平信號(hào)給MCU識(shí)別充電狀態(tài)；所述電源邏輯電路中連接BAT引腳、Vin引腳和VL引腳，以比較Vin引腳輸入的充電電壓和BAT引腳輸入的鋰電池組電壓，將其中較高的電壓通過(guò)所述VL引腳輸出給MCU，以為MCU供電；所述升壓電路的一輸出端連接所述電流控制電路的輸入端，所述升壓電路還通過(guò)SW引腳與外部電感L連接，所述外部電感再連接到BAT引腳，以與外部電感L連接組成同步升壓電路，對(duì)鋰電池組電壓進(jìn)行同步升壓控制，并恒壓輸出給所述電流控制電路；所述升壓電路還連接CAP引腳，以通過(guò)CAP引腳外接的電路進(jìn)行濾波輸出給所述電流控制電路；所述電流控制電路連接Vout引腳，以連接所述USB母座給負(fù)載供電；還連接Iset_H引腳和Iset_L引腳，以通過(guò)Iset_H引腳和Iset_L引腳外接電阻來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)；所述電流控制電路還連接0CB_H引腳和0CB_L引腳，以在過(guò)流時(shí)使0CB_H引腳輸出高電平給MCU識(shí)別，在小電流狀態(tài)時(shí)使0CB_L引腳輸出高電平給MCU識(shí)別；所述自動(dòng)喚醒電路連接Vout引腳，以通過(guò)Vout引腳的電平變化來(lái)判斷是否有負(fù)載接入，系統(tǒng)休眠狀態(tài)下Vout引腳狀態(tài)為高阻態(tài)，負(fù)載接入時(shí)Vout引腳電平為低電平；所述自動(dòng)喚醒電路還通過(guò)ACK引腳輸出電平信號(hào)給MCU，以由MCU控制所述移動(dòng)電源系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入升壓工作狀態(tài)。
[0018]所述電流控制電路包括邏輯電路和PMOS管；其中，PMOS管的源極連接所述升壓電路的輸出端，漏極通過(guò)Vout引腳連接USB母座給負(fù)載充電，柵極連接所述邏輯電路；所述邏輯電路根據(jù)PMOS管上的壓降來(lái)檢測(cè)負(fù)載電流的大小，根據(jù)Iset_H引腳和Iset_L引腳外接的電阻來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)。
[0019]所述移動(dòng)電源控制器還包括ADC電路；所述ADC電路連接BAT引腳，以獲取鋰電池組的電壓；所述移動(dòng)電源控制器還包括或門，所述ADC電路還連接所述或門的輸出端；所述或門的一輸入端連接EN引腳，一輸入端連接充電識(shí)別電路；所述ADC電路還包括4個(gè)輸出信號(hào)引腳AD0、AD1、AD2、AD3，以對(duì)采樣得到的鋰電池組的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)4個(gè)輸出信號(hào)引腳AD0、AD1、AD2、AD3輸出組合邏輯電平信號(hào)，以表示鋰電池組的電壓；優(yōu)選的，所述移動(dòng)電源控制器還包括LED驅(qū)動(dòng)電路；所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括使能引腳LI和控制時(shí)序引腳L2，還包括LED驅(qū)動(dòng)引腳LED1、LED2、LED3、LED4、LED5，以根據(jù)L1、L2引腳的時(shí)序控制信號(hào)控制LED驅(qū)動(dòng)引腳LED1、LED2、LED3、LED4、LED5引腳連接的LED燈的亮滅來(lái)表示鋰電池組的電量等級(jí)。
[0020]由于采用上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外圍器件少，使用靈活，可以實(shí)現(xiàn)充電管理、充電自動(dòng)喚醒、充電電量指示、負(fù)載自動(dòng)喚醒升壓、按鍵喚醒升壓、升壓輸出、放電電量指示、欠壓關(guān)機(jī)、過(guò)流保護(hù)和小電流關(guān)機(jī)，其中電量顯示方式多樣化，客戶可以根據(jù)需求修改MCU的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的電量顯示方式；過(guò)流保護(hù)值和小電流關(guān)機(jī)值可以通過(guò)外部電阻R2、R3進(jìn)行設(shè)置?？傊緦?shí)用新型通過(guò)移動(dòng)電源控制器配合極少的外部元器件不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基本的充電、放電功能，還可以通過(guò)外部元器件的參數(shù)配置和MCU程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用方案的靈活性，滿足客戶對(duì)不同電流、電量指示方式的需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和可靠的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)例中移動(dòng)電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2a為本實(shí)用新型實(shí)例中移動(dòng)電源控制器的引腳與連接示意圖；
[0023]圖2b為本實(shí)用新型實(shí)例中MCU的引腳與連接示意圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)例中移動(dòng)電源控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型實(shí)例中移動(dòng)電源控制器中電流控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]本實(shí)用新型公開了一種移動(dòng)電源系統(tǒng)應(yīng)用電路，圖1所示為其結(jié)構(gòu)示意圖。該移動(dòng)電源系統(tǒng)包括移動(dòng)電源控制器、用于連接外部供電設(shè)備的USB接口(本實(shí)施例中為MicroUSB)、用于處理并控制移動(dòng)電源控制器工作的MCU、按鍵、用于連接負(fù)載的USB母座、LED電量指示燈、鋰電池組。其中，Micro USB、MCU、USB母座、LED電量指示燈、鋰電池組均與移動(dòng)電源控制器連接；按鍵為輕觸按鍵，一端通過(guò)上拉電阻R5接電源并連接到MCU，一端接地；移動(dòng)電源系統(tǒng)在休眠狀態(tài)下，按下按鍵使按鍵所連接的MCU引腳電平變?yōu)榈碗娖?，使MCU正常工作來(lái)控制移動(dòng)電源控制器工作。
[0028]圖2a所示為移動(dòng)電源控制器的引腳與連接示意圖；圖2b所示為MCU的引腳與連接示意圖。圖2a和圖2b也示出了移動(dòng)電源控制器與MCU的引腳連接方式，尤其是兩者之間的連接。本實(shí)施例中，移動(dòng)電源控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
[0029]移動(dòng)電源控制器的I腳Vin為充電外部電源輸入引腳；2腳BAT為外部電池連接引腳；3腳SW為內(nèi)部升壓MOS開關(guān)引腳；4腳CR為充電識(shí)別引腳；5腳Iset為充電電流設(shè)置引腳；6腳EN為升壓電路使能引腳；7腳VL為電壓輸出引腳，給外部MCU供電；8腳ADO為ADC采樣電池電壓范圍O引腳，9腳ADl為ADC采樣電池電壓范圍I引腳，10腳AD2為ADC采樣電池電壓范圍2引腳，11腳AD3為ADC采樣電池電壓范圍3引腳；12腳GND為接地引腳；13腳OCB_H為升壓過(guò)流狀態(tài)引腳，14腳OCB_L為升壓小電流狀態(tài)引腳；15腳LI為L(zhǎng)ED控制使能引腳，16腳L2為L(zhǎng)ED控制時(shí)序引腳；17腳LEDI為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)引腳，18腳LED2為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)引腳，19腳LED3為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)引腳，20腳LED4為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)引腳，21腳LED5為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)引腳；22腳Iset_LS升壓小電流識(shí)別設(shè)置引腳，23腳Iset_H為升壓過(guò)流保護(hù)設(shè)置引腳；24腳Vout為升壓電源輸出引腳，25腳CAP為升壓外接濾波電容引腳；26腳ACK為負(fù)載自動(dòng)喚醒升壓引腳。
[0030]該移動(dòng)電源控制器包括充電電路、充電識(shí)別電路、電源邏輯電路、升壓電路、自動(dòng)喚醒電路、電流控制電路、ADC電路和LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0031]充電電路連接Vin引腳和BAT引腳，通過(guò)Vin引腳輸入的5V電壓對(duì)BAT引腳外接的鋰電池組進(jìn)行三階段充電管理；還連接Iset引腳，并外接電阻R1，通過(guò)該電阻Rl設(shè)置充電電流的大小，如增大該電阻Rl阻值以減小充電電流。其中，最大充電電流為1A。
[0032]充電識(shí)別電路連接Vin引腳和CR引腳，識(shí)別外部Vin引腳輸入的充電電壓，并通過(guò)CR引腳輸出電平信號(hào)給MCU，讓MCU識(shí)別充電狀態(tài)并執(zhí)行充電狀態(tài)下的操作。
[0033]電源邏輯電路連接BAT引腳、Vin引腳和VL引腳，比較Vin引腳輸入的充電電壓和BAT弓丨腳輸入的鋰電池組電壓的高低，并將其中較高的電壓的通過(guò)VL弓丨腳輸出給外部MCU，為MCU供電。
[0034]升壓電路通過(guò)SW引腳與外部電感L連接，外部電感L的另一端再連接到BAT引腳，從而升壓電路與外部電感LI 一起組成同步升壓電路，對(duì)鋰電池組電壓進(jìn)行同步升壓控制。該升壓電路還連接CAP引腳，且輸出端連接電流控制電路的輸入端，以通過(guò)CAP引腳外接的電路對(duì)升壓后的電壓進(jìn)行濾波并恒壓輸出給電流控制電路。
[0035]電流控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)升壓電路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)控，過(guò)流和小電流狀態(tài)時(shí)配合MCU進(jìn)行關(guān)閉輸出，其通過(guò)Vout引腳連接USB母座給負(fù)載充電；還連接Iset_H引腳和Iset_L引腳，以通過(guò)Iset_H引腳和Iset_L引腳外接電阻來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)。該電流控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。該電流控制電路包括邏輯電路和PMOS管，PMOS管的源極連接升壓電路的輸出端，漏極通過(guò)Vout引腳連接USB母座給負(fù)載供電，柵極連接邏輯電路。邏輯電路根據(jù)PMOS管上的壓降來(lái)檢測(cè)負(fù)載電流的大小，根據(jù)Iset_H、
腳外接的電阻R2、R3來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)。過(guò)流時(shí)，電流控制電路使0CB_H引腳輸出高給MCU識(shí)別，MCU識(shí)別到0CB_H引腳為高電平時(shí)，控制移動(dòng)電源控制器的EN引腳為低電平，使移動(dòng)電源控制器停止升壓，使電流控制電路中的PMOS管截止關(guān)閉輸出回路；小電流狀態(tài)時(shí)，電流控制電路使0CB_L引腳輸出高電平給MCU識(shí)別，MCU識(shí)別0CB_L為低電平時(shí)，控制移動(dòng)電源控制器的EN引腳為低電平，使移動(dòng)電源控制器停止升壓，并使電流控制電路中的PMOS管截止關(guān)閉輸出回路。電流控制電路通過(guò)Iset_H、Iset_L引腳外接的電阻R2和R3來(lái)設(shè)置過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)，如增大Iset_H引腳外接的電阻R2減小過(guò)流狀態(tài)點(diǎn)，增大Iset_L引腳外接的電阻R3增大小電流狀態(tài)點(diǎn)。
[0036]自動(dòng)喚醒電路連接Vout引腳，以通過(guò)Vout引腳的電平變化來(lái)判斷是否有負(fù)載接入。系統(tǒng)休眠狀態(tài)下Vout引腳為高阻態(tài)，負(fù)載接入時(shí)Vout引腳的電平為低電平。該自動(dòng)喚醒電路還通過(guò)ACK引腳輸出電平信號(hào)給MCU，以由MCU控制該移動(dòng)電源系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入升壓工作狀態(tài)。
[0037]ADC電路連接BAT引腳，通過(guò)BAT引腳采樣鋰電池組的電壓。該移動(dòng)電源控制器還包括或門，該ADC電路連接該或門的輸出端，該或門的一輸入端連接EN引腳，以接收MCU輸出的升壓使能信號(hào)，一輸入端連接充電識(shí)別電路；兩輸入端中有一端為高電平就使能ADC電路采樣電池電壓。該ADC電路還包括4個(gè)輸出信號(hào)引腳ADO、AD1、AD2、AD3，以對(duì)采樣得到的鋰電池組的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)4個(gè)輸出信號(hào)引腳AD0、AD1、AD2、AD3輸出組合邏輯電平信號(hào)，以表示鋰電池組的電壓。
[0038]LED驅(qū)動(dòng)電路包括使能引腳LI和控制時(shí)序引腳L2，還包括LED驅(qū)動(dòng)引腳LEDl、LED2、LED3、LED4、LED5，以根據(jù) L1、L2 引腳的時(shí)序控制信號(hào)控制 LEDU LED2、LED3、LED4、LED5引腳連接的LED燈的亮滅來(lái)表示鋰電池組的電量等級(jí)。LED驅(qū)動(dòng)電路由內(nèi)部的邏輯部分對(duì)接收的時(shí)序控制信號(hào)處理并驅(qū)動(dòng)相連LED燈的亮滅狀態(tài)。
[0039]移動(dòng)電源控制器的Vin引腳連接Micro USB為外部充電電源輸入；BAT引腳連接鋰電池組對(duì)電池進(jìn)行充電，連接電容C2進(jìn)行濾波，連接電感L到SW引腳與移動(dòng)電源控制器內(nèi)部電路構(gòu)成升壓電路；CR引腳連接MCU引腳用于識(shí)別充電狀態(tài)；Iset引腳外接電阻設(shè)置充電電流；EN引腳連接MCU控制內(nèi)部升壓輸出電路；VL引腳輸出電壓給外部MCU供電；AD0、ADU AD2、AD3引腳通過(guò)邏輯電平組合表示電池電壓范圍給MCU識(shí)別電量；0CB_H引腳連接MCU引腳用于識(shí)別升壓是否過(guò)流；0CB_L引腳連接MCU引腳用于識(shí)別升壓是否小電流；L1、L2引腳連接MCU接收LED亮滅的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)LED1、LED2、LED3、LED4、LED5引腳分別外接的LED燈來(lái)表示電池電量等級(jí)；Iset_L外接電阻R3來(lái)設(shè)置小電流關(guān)機(jī)電流值；Iset_H外接電阻R2來(lái)設(shè)置過(guò)流保護(hù)電流值；Vout引腳外接USB母座輸出升壓電源給外部設(shè)備即負(fù)載供電；CAP引腳外部連接電容Cl在同步升壓時(shí)進(jìn)行濾波；ACK引腳連接到MCU識(shí)別USB母座有外部設(shè)備即負(fù)載插入喚醒移動(dòng)電源系統(tǒng)升壓工作。
[0040]當(dāng)外部沒(méi)有充電電壓接入Micro USB，USB母座沒(méi)有負(fù)載接入且沒(méi)有按鍵按下時(shí)，說(shuō)明移動(dòng)電源系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行充電和放電，MCU會(huì)控制移動(dòng)電源控制器的EN引腳為低電平，發(fā)送控制信號(hào)給L1、L2引腳使LED熄滅。之后MCU進(jìn)入休眠狀態(tài)，使移動(dòng)電源系統(tǒng)工作在低功耗模式下來(lái)節(jié)省電池能量，使得移動(dòng)電源在長(zhǎng)時(shí)間放置的情況下消耗極少的電池能量，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能。
[0041]當(dāng)系統(tǒng)工作在低功耗的模式下時(shí)，若有按鍵按下或負(fù)載插入U(xiǎn)SB母座時(shí)，MCU根據(jù)按鍵信號(hào)或ACK引腳的信號(hào)的變化從休眠模式下被喚醒進(jìn)入正常工作模式，MCU的B00ST_EN引腳輸出高電平信號(hào)給移動(dòng)電源器的EN引腳，來(lái)使能移動(dòng)電源控制器內(nèi)部的升壓電路、ADC電路、電流控制電路工作，對(duì)電池電壓進(jìn)行同步升壓。CAP引腳外接電容Cl進(jìn)行濾波得到穩(wěn)定的電壓電源，經(jīng)電流控制電路到Vout引腳到USB母座給負(fù)載供電。
[0042]ADC電路采樣的電池電壓通過(guò)引腳AD0-AD3輸出邏輯電平組合給MCU，進(jìn)行電量識(shí)別。MCU據(jù)此發(fā)送相應(yīng)的LED控制時(shí)序信號(hào)給移動(dòng)電源控制器的L1、L2引腳，來(lái)點(diǎn)亮LED1-LED5引腳上連接的LED燈，以表示電池電量等級(jí)，并監(jiān)控電池電壓是否到達(dá)欠壓保護(hù)點(diǎn)。若到達(dá)欠壓保護(hù)點(diǎn)，則關(guān)閉升壓并停止輸出，防止鋰電池過(guò)放電造成電池?fù)p傷。升壓工作時(shí)，通過(guò)移動(dòng)電源控制器的Iset_H、Iset_L引腳外接的電阻來(lái)設(shè)定過(guò)流保護(hù)值和小電流識(shí)別電流值。過(guò)流時(shí)，移動(dòng)電源控制器的0CB_H引腳輸出高電平信號(hào)給MCU，以關(guān)閉升壓輸出，從而保護(hù)系統(tǒng)電路因過(guò)流而損壞。小電流時(shí)，移動(dòng)電源控制器的腳輸出高電平信號(hào)給MCU，以關(guān)閉升壓，熄滅LED工作，MCU進(jìn)入休眠狀態(tài)，使系統(tǒng)工作在低功耗模式下。
[0043]當(dāng)外部有充電電壓接入Micro USB時(shí)，充電電壓輸入到移動(dòng)電源控制器，通過(guò)內(nèi)部的充電電路對(duì)鋰電池組進(jìn)行可靠的充電，電池充滿后充電電路會(huì)停止對(duì)鋰電池組充電，防止鋰電池組過(guò)充電而發(fā)生危險(xiǎn)。外部充電電壓接入時(shí)，移動(dòng)電源控制器的引腳CR輸出高電平來(lái)喚醒MCU工作，來(lái)檢測(cè)從AD0-AD3輸出的邏輯電平組合信號(hào)，MCU根據(jù)采樣的鋰電池組的電量數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)的LED控制時(shí)序信號(hào)給移動(dòng)電源控制器的L1、L2引腳，以點(diǎn)亮LED1-LED5引腳上連接的LED燈來(lái)表示電池電量等級(jí)。
[0044]本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外圍器件少，系統(tǒng)應(yīng)用方便，能夠結(jié)合移動(dòng)電源控制器的外部器件和純1 口類型的MCU控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣化的需求。由移動(dòng)電源控制器、MicroUSB、MCU、按鍵、USB母座、鋰電池組、電感、4個(gè)電阻、3個(gè)電容、5個(gè)LED燈就可以實(shí)現(xiàn)多樣化的移動(dòng)電源系統(tǒng)。該電路結(jié)構(gòu)中的移動(dòng)電源控制器的內(nèi)部集成了電流控制電路，省去了一般應(yīng)用電路中的功率采樣電阻，使應(yīng)用電路更簡(jiǎn)單；集成了同步升壓電路，省去了升壓電路的調(diào)試工作，穩(wěn)定性和一致性高。
[0045]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，不脫離本實(shí)用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源系統(tǒng)包括移動(dòng)電源控制器，用于連接外部供電設(shè)備的USB接口、用于處理并控制所述移動(dòng)電源控制器工作的MCU、用于連接負(fù)載的USB母座、鋰電池組； 其中，所述USB接口、所述MCU、所述USB母座和所述鋰電池組均與所述移動(dòng)電源控制器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源系統(tǒng)還包括與所述MCU連接的按鍵，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電源系統(tǒng)在休眠狀態(tài)下，按下按鍵使按鍵所連接的MCU引腳電平變?yōu)榈碗娖剑筂CU正常工作來(lái)控制移動(dòng)電源控制器工作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述按鍵為輕觸按鍵，一端通過(guò)上拉電阻R5接電源并連接到所述MCU，一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源系統(tǒng)還包括與所述移動(dòng)電源控制器連接的LED電量指示燈，以顯示所述鋰電池組的電量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述USB接口為MicroUSB。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器的Vin引腳連接所述USB接口，以允許外部充電電源輸入；BAT引腳連接所述鋰電池組，以對(duì)所述鋰電池組進(jìn)行充電，連接電容C2進(jìn)行濾波，連接電感L到SW引腳與所述移動(dòng)電源控制器內(nèi)部電路構(gòu)成同步升壓電路；CR引腳連接所述MCU，以用于識(shí)別充電狀態(tài)；Iset引腳外接電阻Rl，以設(shè)置鋰電池充電電流；EN引腳連接所述MCU，以控制內(nèi)部升壓輸出電路和ADC電路；VL引腳連接所述MCU，以給所述MCU供電；GND接地引腳；0CB_H引腳連接所述MCU，以輸出電平信號(hào)給所述MCU識(shí)別系統(tǒng)升壓輸出是否過(guò)流；0CB_L引腳連接所述MCU，以輸出電平信號(hào)給所述MCU識(shí)別系統(tǒng)升壓輸出是否小電流；Iset_L引腳通過(guò)外接電阻R3的阻值設(shè)置小電流識(shí)別值；Iset_H引腳通過(guò)外接電阻R2的阻值設(shè)置過(guò)流保護(hù)點(diǎn)；Vout引腳連接所述USB母座，以向外輸出升壓電壓給負(fù)載供電；CAP引腳外部連接電容Cl，以在同步升壓時(shí)進(jìn)行濾波；ACK引腳連接所述MCU，以識(shí)別USB母座有外部設(shè)備插入并喚醒所述移動(dòng)電源系統(tǒng)升壓工作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器包括AD類引腳，以采樣電池電壓并將鋰電池組電壓以組合邏輯電平的方式輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器的LI引腳和L2引腳均連接MCU，以接收MCU輸出的LED燈控制時(shí)序信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)LED類引腳外接的LED燈來(lái)指示鋰電池組的電量等級(jí)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU為純1口的MCU。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器包括充電電路、充電識(shí)別電路、電源邏輯電路、升壓電路、自動(dòng)喚醒電路和電流控制電路； 所述充電電路連接Vin引腳，以允許外部充電電源輸入；連接Iset引腳，以設(shè)置鋰電池充電電流；還連接BAT引腳，以通過(guò)Vin引腳輸入的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)BAT引腳外接的鋰電池組進(jìn)行充電管理； 所述充電識(shí)別電路連接Vin引腳，以識(shí)別充電電壓；連接CR引腳，以輸出電平信號(hào)給MCU識(shí)別充電狀態(tài)； 所述電源邏輯電路連接BAT引腳、Vin引腳和VL引腳，以比較Vin引腳輸入的充電電壓和BAT引腳輸入的鋰電池組電壓，將其中較高的電壓通過(guò)所述VL引腳輸出給MCU，以為MCU供電； 所述升壓電路的一輸出端連接所述電流控制電路的輸入端，所述升壓電路還通過(guò)SW弓丨腳與外部電感L連接，所述外部電感再連接到BAT引腳，以與外部電感L連接組成同步升壓電路，對(duì)鋰電池組電壓進(jìn)行同步升壓控制，并恒壓輸出給所述電流控制電路；所述升壓電路還連接CAP引腳，以通過(guò)CAP引腳外接的電路進(jìn)行濾波輸出給所述電流控制電路； 所述電流控制電路連接Vout引腳，以連接所述USB母座給負(fù)載供電；還連接Iset_H引腳和Iset_L引腳，以通過(guò)Iset_H引腳和Iset_L引腳外接電阻來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)；所述電流控制電路還連接0CB_H弓丨腳和0CB_L引腳，以在過(guò)流時(shí)使0CB_H弓丨腳輸出高電平給MCU識(shí)別，在小電流狀態(tài)時(shí)使0CB_L引腳輸出高電平給MCU識(shí)別； 所述自動(dòng)喚醒電路連接Vout引腳，以通過(guò)Vout引腳的電平變化來(lái)判斷是否有負(fù)載接入，系統(tǒng)休眠狀態(tài)下Vout引腳狀態(tài)為高阻態(tài)，負(fù)載接入時(shí)Vout引腳電平為低電平；所述自動(dòng)喚醒電路還通過(guò)ACK引腳輸出電平信號(hào)給MCU，以由MCU控制所述移動(dòng)電源系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入升壓工作狀態(tài)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述電流控制電路包括邏輯電路和PMOS管； 其中，PMOS管的源極連接所述升壓電路的輸出端，漏極通過(guò)Vout引腳連接USB母座給負(fù)載充電，柵極連接所述邏輯電路；所述邏輯電路根據(jù)PMOS管上的壓降來(lái)檢測(cè)負(fù)載電流的大小，根據(jù)Iset_H引腳和Iset_L引腳外接的電阻來(lái)控制過(guò)流點(diǎn)和小電流狀態(tài)點(diǎn)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器還包括ADC電路；所述ADC電路連接BAT引腳，以獲取鋰電池組的電壓； 所述移動(dòng)電源控制器還包括或門，所述ADC電路還連接所述或門的輸出端；所述或門的一輸入端連接EN引腳，一輸入端連接充電識(shí)別電路； 所述ADC電路還包括4個(gè)輸出信號(hào)引腳ADO、AD1、AD2、AD3，以對(duì)采樣得到的鋰電池組的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)4個(gè)輸出信號(hào)引腳AD0、AD1、AD2、AD3輸出組合邏輯電平信號(hào)，以表示鋰電池組的電壓。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動(dòng)電源系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)電源控制器還包括LED驅(qū)動(dòng)電路；所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括使能引腳LI和控制時(shí)序引腳L2，還包括LED驅(qū)動(dòng)引腳LED1、LED2、LED3、LED4、LED5，以根據(jù)L1、L2引腳的時(shí)序控制信號(hào)控制LED驅(qū)動(dòng)引腳LED1、LED2、LED3、LED4、LED5引腳連接的LED燈的亮滅來(lái)表示鋰電池組的電量等級(jí)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205429768SQ201520721882
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日
【發(fā)明人】安彥飛, 鄭俊娟
【申請(qǐng)人】上海裕芯電子科技有限公司