一种移动电源控制系统

技术领域

本发明为移动电源领域，具体涉及一种移动电源控制系统。

背景技术

移动电源，别名行动电源、行动充电器，是一种个人可随身携带，自身能储备电能，主要为手持式移动设备等消费电子产品，例如无线电话、笔记本电脑，充电的便携充电器，特别应用在没有外部电源供应的场合。其主要组成部分包括：用作电能存储的电池，稳定输出电压的电路，绝大部分的行动电源带有充电器，用作为内置电池充电。

但是现有的移动电源仅具有充电以及放电功能，无其他实质性功能，因此获得一种克服上述缺点的移动电源控制系统十分重要。

发明内容

为解决上述至少一种技术问题，本发明提供一种移动电源控制系统，包括主控模块，所述主控模块的输入端连接有功能切换按钮组件，所述功能切换按钮组件包括点烟头切换按钮，所述主控模块的输出端连接有点烟器；所述主控模块的输出端连接有逆变模块，所述逆变模块包括逆变前级驱动电路和逆变后级驱动电路；还包括电池包组件，所述电池包组件带有电池管理模块，所述电池包组件与逆变模块配合以实现充放电；所述主控模块的输出端通过充电电流检测电路连接有充电管理模块。主控模块输出连接有LCD。

本发明上电后，系统自动检测各项功能，功能正常后进入待机；功能异常就执行对应动作，并告警提示，即通过LCD显示器显示，主控模块的MCU读取经过第七芯片U7放大后的充电电流AD值，实时检测当前系统的充电电流；还包括点烟器管理模块，所述主控模块的输出端通过放电电流检测电路连接点烟器管理模块。主控模块的MCU读取经过第八芯片U8放大后的放电电流AD值，实时检测当前系统的放电电流。

主控模块的MCU通过电阻分压，得到DC口的输出电压，以实现DC口电压检测；主控模块的MCU通过电阻分压，得到USB口的输出电压以实现USB口的电压检检测；MCU通过电阻分压，得到充电口的输入电压以实现充电口电压检测；MCU通过电阻分压，得到主电池的输入电压，以实现电池包组件中主电池的输入电压；MCU通过电阻分压，得到电池包组件中备用电池的输入电压；还包括一个温度传感器，MCU通过温度传感器，得到电池温度，以实现电池包组件中的电池温度的检测。

主控模块输出端连接有至少一个USB接口，通过按键控制DC口的开启和关闭，按一下按键KEY_220V，MCU控制AC ON OFF，逆变开启，再按一下按键AC ON OFF，关闭逆变，如图10所示。本发明中采用USB专用IC，支持其对应的现有快充协议。USB功能开启后，MCU通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭USB输出，以实现待机节能功能。

所述功能切换按钮组件包括USB切换按钮、LCD切换按钮、点烟头切换按钮和AC切换按钮。主控模块的输出端连接有与功能切换按钮组件配合的指示灯模块，所述指示灯模块包括USB指示灯、点烟头指示灯、AC指示灯、点烟头转换指示灯。

还包括充电输入端，所述充电输入端连接逆变后级驱动电路。还包括电源插座，所述逆变后级驱动电路电性连接电源插座。本发明通过按键控制逆变的开启和关闭，按一下按键KEY_USB，MCU控制USB1EN、USB2EN，USB口输出，再按一下按键KEY_USB，关闭USB口，以实现逆变使能控制。逆变功能开启后，MCU通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭逆变，以实现待机节能功能。

本系统为DC-DC-AC两级功率变换结构。前级为隔离DC-DC升压电路，采用全桥准谐振升压，将蓄电池直流24V转换到310V～400V高压直流母线电压；后级为DC-AC全桥变换器，采用SPWM控制方式，将高压直流母线电压转换到220VAC的纯正弦波电压。该电路结构具备：直流母线电压过压保护、交流输出欠压保护、输出过载保护、输出过流保护、PCB过温保护和IGBT过温保护、输出短路保护的功能。

当插入充电适配器后，本发明通过第四芯片U4即升压控制器检测适配器的输入电压，若电压符合设定标准，则开启充电功能，电压超出设定范围，则不开启充电功能；本发明通过第二芯片U2的FB2端口设置充电电压，通其LIM1、LIM2设置适配器端和电池端的电流值；MCU通过采样电阻，RS3、RS4和VBAT端电压值，检测当前充电功率，并显示在LCD显示屏上，以实现充电电压、电流、功率检测的功能。

本发明在充电时，第四芯片U4的PG端输出低电平，充电指示灯亮；当充满后，PG端口输出高电平，充电指示灯灭，MCU通过PG端得到充电状态，并把状态显示在显示屏上。

通过功能切换按钮组件中的按钮控制DC口的开启和关闭，按一下按键KEY_DYQ，MCU控第二芯片U2的/CE端口的使能，DC口输出，再按一下按键KEY_DYQ，关闭DC口，以实现本发明的输出使能控制；

通过第二芯片U2的FB1端口设置放电电压，通过LIM1、LIM2设置电池端和DC端的充电电流值；MCU通过采样电流、电压值，检测当前放电功率，并显示在显示屏上；以实现放电电压、电流、功率检测功能。DC功能开启后，MCU通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭DC输出，以实现待机节能功能。

串口通讯功能分为APP功能和CFG功能两部分。APP功能为正常应用功能，包含芯片主动发送状态消息和接收外部控制命令的功能。CFG功能为高级配置功能，主要实现芯片的工作模式配置、参数校准等功能。APP功能通常应用在逆变系统工作时，而CFG功能通常应用在逆变系统停机状态下。通过CFG功能配置的参数，会存储在芯片内部的FLASH空间中，在芯片上电时自动加载。

本锂电池保护板系统，采用高度集成锂电池保护IC；在充电方面，任何一节电芯超过保护电压系统就会停止充电；放电方面，任何一节电池低于过放保护电压，系统就会停止放电；本电路具有温度保护和过流保护功能，以便更好的保护电芯；

本发明增加了充电激活功能：当任何电芯电压低于过放电检测电压且保持这种状态超过过放电检测延迟时间，DO引脚电压会由高电平变为低电平，放电控制用MOSFET会被关闭而停止放电。当接上充电器使得CS引脚电压低于充电电流检测电压，系统会自动开启放电MOS管。

还包括外壳，所述外壳上开设有第一圆台凹陷，位于所述第一圆台凹陷上固定有点烟头接口，点烟头固定连接在该点烟头接口处。所述外壳表面开设有安装凹槽，所述安装凹槽上配合铰接有翻盖，所述翻盖内侧固有镜子，位于所述安装凹槽两侧一体成型有与翻盖两侧配合的限位凸起，所述安装凹槽一侧开设有与其连通的且便于翻盖打开的弧形槽。

通过上述技术方案，点烟头的接口置于第一圆台的凹陷处，能够防止点烟头刚使用完之后，由于其平齐在外壳表面而烫伤使用者，配合设置的镜子能够实现使用者的补妆等用处。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明结构简单，配合设有点烟头，能够增加本移动电源的实用功能，集多功能于一体。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明截面立体图；

图3为本发明电路原理图一；

图4为本发明电路原理图二；

图5为本发明电路原理图三；

图6为本发明电路原理图四；

图7为本发明电路原理图五；

图8为本发明电路原理图六；

图9为本发明电路原理图七；

图10为本发明电路原理图八；

图11为本发明电路原理图九；

图12为本发明电路原理图十；

图13为本发明电路原理图十一；

图14为本发明电路原理图十二；

图15为本发明电路原理图十三；

图16为本发明电路原理图十四。

附图标记：

1-MCU；

201-点烟头切换按钮；202-点烟器管理模块；203-放电电流检测电路；

301-逆变前级驱动电路；302-逆变后级驱动电路；

4-电池包组件；401-电池管理模块；402-充电管理模块；403-充电电流检测电路；

5-LCD；

601-USB切换按钮；602-LCD切换按钮；603-AC切换按钮；

701-USB指示灯；702-点烟头指示灯；703-AC指示灯；704-点烟头转换指示灯；

8-充电输入端；9-电源插座；10-主电池；11-备用电池；

1201-外壳；1202-第一圆台凹陷；1203-点烟头接口；1204-安装凹槽；1205-翻盖；1206-限位凸起。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。

参阅附图所示，本发明采用以下技术方案，本发明提供一种移动电源控制系统，包括主控模块，所述主控模块的输入端连接有功能切换按钮组件，所述功能切换按钮组件包括点烟头切换按钮201，所述主控模块的输出端连接有点烟器；所述主控模块的输出端连接有逆变模块，所述逆变模块包括逆变前级驱动电路301和逆变后级驱动电路302；还包括电池包组件4，所述电池包组件4带有电池管理模块401，所述电池包组件4与逆变模块配合以实现充放电；所述主控模块的输出端通过充电电流检测电路403连接有充电管理模块402。主控模块输出连接有LCD5。如图3所示，第二芯片U2进行充电管理，其通过CHARG_PG端口连接主控模块的MCU。

本发明上电后，系统自动检测各项功能，功能正常后进入待机；功能异常就执行对应动作，并告警提示，即通过LCD5显示器显示，主控模块的MCU1读取经过第七芯片U7放大后的充电电流AD值，实时检测当前系统的充电电流charg_IX50_adc；还包括点烟器管理模块202，所述主控模块的输出端通过放电电流检测电路203连接点烟器管理模块202。主控模块的MCU1读取经过第八芯片U8放大后的放电电流AD值，实时检测当前系统的放电电流F_IBATX50，如图6所示。

如图7所示，主控模块的MCU1通过电阻分压，得到DC口的输出电压DYQ_ADC，以实现DC口电压检测；主控模块的MCU1通过电阻分压，得到USB口的输出电压USB1_ADC、USB2_ADC以实现USB口的电压检检测；MCU1通过电阻分压，得到充电口的输入电压charg_ADC以实现充电口电压检测；MCU1通过电阻分压，得到主电池10的输入电压VBAT_ADC，以实现电池包组件4中主电池10的输入电压；MCU1通过电阻分压，得到电池包组件4中备用电池11的输入电压B2_VAT_UP；还包括一个温度传感器，MCU1通过温度传感器，得到电池温度NTC_ADC，以实现电池包组件4中的电池温度的检测。如图11为电池切换电路。

主控模块输出端连接有至少一个USB接口，通过按键控制DC口的开启和关闭，按一下按键KEY_220V，MCU1控制AC ON OFF，逆变开启，再按一下按键AC ON OFF，关闭逆变，如图10所示。本发明中采用USB专用IC，支持其对应的现有快充协议。USB功能开启后，MCU1通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭USB输出，以实现待机节能功能，如图8所示。

所述功能切换按钮组件包括USB切换按钮601、LCD切换按钮602、点烟头切换按钮201和AC切换按钮603。主控模块的输出端连接有与功能切换按钮组件配合的指示灯模块，所述指示灯模块包括USB指示灯702701、点烟头指示灯、AC指示灯703、点烟头转换指示灯704。

还包括充电输入端8，所述充电输入端8连接逆变后级驱动电路302。还包括电源插座9，所述逆变后级驱动电路302电性连接电源插座9。本发明通过按键控制逆变的开启和关闭，按一下按键KEY_USB，MCU1控制USB1EN、USB2EN，USB口输出，再按一下按键KEY_USB，关闭USB口，以实现逆变使能控制。逆变功能开启后，MCU1通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭逆变，以实现待机节能功能。

本系统为DC-DC-AC两级功率变换结构。前级为隔离DC-DC升压电路，如图12和图13所示，采用全桥准谐振升压，将蓄电池直流24V转换到310V～400V高压直流母线电压；后级为DC-AC全桥变换器，如图14和16所示，采用SPWM控制方式，将高压直流母线电压转换到220VAC的纯正弦波电压，如图14所示。该电路结构具备：直流母线电压过压保护、交流输出欠压保护、输出过载保护、输出过流保护、PCB过温保护和IGBT过温保护、输出短路保护的功能。

如图12所示，其U301芯片采用1611的升压芯片，输出配合U302和U303两个MOS管的驱动芯片；如图16所示，U201为8015作为SPWM芯片，以控制输出逆变信号。

如图4所示，采用第四芯片U4，SC8804双向升降压方案实现电池组充放电。

如图15所示，本发明还配有现有逆变器散热模块，以增加逆变器工作时候散热功能，增加使用寿命。

当插入充电适配器后，本发明通过第四芯片U4即升压控制器检测适配器的输入电压，若电压符合设定标准，则开启充电功能，电压超出设定范围，则不开启充电功能；本发明通过第二芯片U2的FB2端口设置充电电压，通其LIM1、LIM2设置适配器端和电池端的电流值；MCU1通过采样电阻，RS3、RS4和VBAT端电压值，检测当前充电功率，并显示在LCD5显示屏上，以实现充电电压、电流、功率检测的功能。

本发明在充电时，第四芯片U4的PG端输出低电平，充电指示灯亮；当充满后，PG端口输出高电平，充电指示灯灭，MCU1通过PG端得到充电状态，并把状态显示在显示屏上。

通过功能切换按钮组件中的按钮控制DC口的开启和关闭，按一下按键KEY_DYQ，MCU1控第二芯片U2的/CE端口的使能，DC口输出，再按一下按键KEY_DYQ，关闭DC口，以实现本发明的输出使能控制；

通过第二芯片U2的FB1端口设置放电电压，通过LIM1、LIM2设置电池端和DC端的充电电流值；MCU1通过采样电流、电压值，检测当前放电功率，并显示在显示屏上；以实现放电电压、电流、功率检测功能。DC功能开启后，MCU1通过输出电压和功率，判断有无负载，检测到无负载，延时一定时间后，关闭DC输出，以实现待机节能功能。

串口通讯功能分为APP功能和CFG功能两部分。APP功能为正常应用功能，包含芯片主动发送状态消息和接收外部控制命令的功能。CFG功能为高级配置功能，主要实现芯片的工作模式配置、参数校准等功能。APP功能通常应用在逆变系统工作时，而CFG功能通常应用在逆变系统停机状态下。通过CFG功能配置的参数，会存储在芯片内部的FLASH空间中，在芯片上电时自动加载。

本锂电池保护板系统，采用高度集成锂电池保护IC；在充电方面，任何一节电芯超过保护电压系统就会停止充电；放电方面，任何一节电池低于过放保护电压，系统就会停止放电；本电路具有温度保护和过流保护功能，以便更好的保护电芯；

本发明增加了充电激活功能：当任何电芯电压低于过放电检测电压且保持这种状态超过过放电检测延迟时间，DO引脚电压会由高电平变成低电平，放电控制用MOSFET会被关闭而停止放电。当接上充电器使得CS引脚电压低于充电电流检测电压，系统会自动开启放电MOS管。

上述电路结构可安装于PCB板上，PCB板固定在外壳1201内。

还包括外壳1201，所述外壳1201上开设有第一圆台凹陷1202，位于所述第一圆台凹陷1202上固定有现有结构的点烟头接口1203，点烟头固定连接在该点烟头接口1203处。所述外壳1201表面开设有安装凹槽1204，所述安装凹槽1204上配合铰接有翻盖1205，所述翻盖1205内侧固有镜子，位于所述安装凹槽1204两侧一体成型有与翻盖1205两侧配合的限位凸起1206，所述安装凹槽1204一侧开设有与其连通的且便于翻盖1205打开的弧形槽。

通过上述技术方案，点烟头的接口置于第一圆台的凹陷处，能够防止点烟头刚使用完之后，由于其平齐在外壳1201表面而烫伤使用者，配合设置的镜子能够实现使用者的补妆等用处。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明结构简单，配合设有点烟头，能够增加本移动电源的实用功能，集多功能于一体。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。