一种智能快充电池包的制作方法
1.本发明涉属于电子技术领域,更具体地说，它涉及一种智能快充电池包。
背景技术：
2.智能快充电池包是一种移动电源，是一种可随身携带，自身能储能充电的便携充电器，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（直流-直流转换器），绝大部分的行动电源带有充电器，用作为内置电池充电，其工作原理为在能到外部电源供应的场合预先为内置的电池充电，即输入电能，并以化学能形式预先存储起来，当需要时，即由电池提供能量及产生电能，以电压转换器（直流-直流转换器）达至所需电压，由输出端子（一般是usb接口）输出供给所需设备提供电源作充电或其他用途。
3.目前，市场上的电池包虽然能满足充电功能，但是当设备充满电时，电池包会继续对设备进行充电，有极大的安全隐患。
技术实现要素：
4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种当设备充满电时可自动休眠的智能快充电池包，包括外壳、充放电路pcb和电池组，充放电路pcb上设有主控制芯片、快充芯片和升压芯片，主控制芯片上设有led电量显示灯和电源按键，快充芯片输入端设有type-c接口，升压芯片输出端设有输出接口，输出接口为金属触点，充电时，type-c接口接电源，快充芯片用于将电能快速转化为化学能并储存于电池组中，主控制芯片可控制快充芯片启停；放电时，电池组将储存的化学能释放转化为电能，升压芯片用于将输出电压提高至6v输出。
5.通过上述技术方案，type-c接口连接电源作为电能输入端，电能流入快充芯片转化为化学能输出至电池组内，快充芯片的设置不再需要外接专用充电器，锂电池保护芯片可检测电路中电压，当电池组充电饱和时，可将信号反馈至主控制芯片，主控制芯片控制快充芯片输入端关闭，进入休眠状态，保护电池组不被过量电能损坏，电源按键可手动控制充放电路的开闭。
6.本发明进一步设置为：主控制芯片为一电源管理单元u3，电源管理单元u3包括gnd端口、vdd端口和p端口，gnd端口和vdd端口之间设有退耦电容c20，p1.5、p1.2、p1.1和p1.0共4个端口均连接有白灯，p0.5端口设有开关s1，通过电源管理单元u3中的adc模块采集电池电压和其引脚控制放电输出使能，用于充放电电量显示和充放电状态切换。
7.通过上述技术方案，退耦电容用于滤除电源的杂波和交流成分，压平滑脉动直流电，储存电能，p端口连接用于指示充电是否进行的指示灯，指示灯还可以显示电池组内储存电量，电源管理单元u3中的adc模块采集电池电压通过控制p0.5端口设置连接的开关s1来控制充放电状态启停。
8.本发明进一步设置为：快充芯片为一电源管理单元u4，其输入端连接有第一mos管，输出端连接有电感l1，电源管理单元u4包括led端口、vbus端口、vout端口、cc1端口、cc2
端口、vcc端口、bst端口、sw端口，第一mos管漏极作为输入端与vout端口相连,sw端口所为输出端连接有电感l1，bst端口与电感l1之前设有电容c11，cc1端口连接去耦电容c2接地，cc2端口连接去耦电容c3接地。
9.通过上述技术方案，mos管为电源管理单元u4的“开关”，通过判断vgd来控制电路开闭，2.2uh功率电感l1和输入mos管q8 组成快速充电电路，实现对电池快速充电，不再需要外接专用充电器，led端口连接有充电指示灯，可实时传递电池电量信息，sw端口连接的电感l1与滤波电容组成振荡回路，bst端口为振荡回路供电。
10.本发明进一步设置为：升压芯片为一电源管理单元u2，电源管理单元u2包括in端口、en端口、lx端口、fb端口和nc端口，in端口和lx端口并联连接电感l2，lx端口与二级管d7阳极连接，二级管d7阴极连与header2的1脚相连，其公共连接点连接有稳压管zd2，header2的2脚连接有第二mos管。
11.通过上述技术方案，利用一个u2放电升压芯片，包括10uh功率电感l2，反馈电阻r10和电阻r13实现将电池电压转换为恒压6v输出，还通过mos管控制升压芯片开关。
12.本发明进一步设置为：锂电池保护芯片包括ic、电容和第三mos管，锂电池保护芯片ic用于通过电容取样电池电压，然后发出指令控制第三mos管关断从而保护电池包。
13.通过上述技术方案，锂电池保护芯片及电路利用升压模块升高驱动模块的输入电压，使驱动模块稳定在最小导通内阻的工作状态，提高驱动模块的控制精度，从而使驱动模块的发热量稳定在最小值，提高驱动模块的使用安全性和使用寿命，且通过增加设有反馈稳压模块，使检测控制模块更加精确控制升压模块升高驱动模块的输入电压，提高驱动模块的使用安全性。
14.本发明进一步设置为：type-c接口包括一枚电源管理单元j4，电源管理单元j4包括gnd端口、vbus端口、cc1端口、cc2端口和shield端口，第一mos管源极作为输入端与电源管理单元j4上的vbus2端口连接，漏极所为输出端与电源管理单元u4上的vout端口连接，其间设置有耦合电容c17。
15.通过上述技术方案，type-c接口将供电的最大容许规范提升来到20v/5a，供电100w，type-c 接口具有上下中心对称的引脚，可以实现正反插，mos管作为开关可通过检测电路内电压大小来实现电池包充放电。
附图说明
16.图1为本发明智能快充电池包的结构示意图；图2为快充芯片的电路图；图3为升压芯片的电路图；图4为主控制芯片的电路图。
具体实施方式
17.参照图1至图4对本发明智能快充电池包实施例做进一步说明。
18.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中
的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
19.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
20.下面结合图1至图4详细对本实施例进行说明，一种智能快充电池包，包括外壳、充放电路pcb和电池组，充放电路pcb上设有主控制芯片、快充芯片和升压芯片，升压芯片为一电源管理单元u2，电源管理单元u2为sy7208芯片，包括in（输入）端口（引脚5）、lx（电感连接）端口（引脚1）、fb（反馈）端口（引脚3）、en（使能控制升压）端口（引脚4）、gnd（电源地）端口（引脚2）nc端口（引脚6），sy7208是一个恒定频率峰值电流模式的异步pwm升压转换器，sy7208采用6引脚的扁平sot-23封装，输入电压范围3v-25v，同时还提供的一种输出过流保护电路，该电路包括自带限流功能的dc-dc升压ic，in端口和lx端口之间连接有电感l2，lx端口连接有一个外部肖特基二极管d7，肖特基二极管d7与fb端口之间设置有电容c4，lx端口分别通过电容c8和电容c1接地，lx端口还通过稳压器zd2接地，lx端口和fb端口之间设置有电阻r10，fb端口和en端口之间设置有串联的电阻r13和电阻r9，en端口连接有mos管q1，mos管q1的栅极通过header与lx端口相连接，mos管q1的源极通过电阻r7接地，mos管q1的漏极通过电阻r14和电阻r7串联接地，mos管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流，mos管通过加在栅极上的电压控制器件的特性，不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应，因此在开关应用中，mos管的开关速度比三极管快，升压芯片通过10uh功率电感l2、反馈电阻r10和反馈电阻r13实现将电池电压转换为恒压6v输出。
21.主控制芯片为电源管理单元u3，电源管理单元u3为单片机n76e003aq20，u3（单片机）1脚与sy7208（升压芯片）的4脚相连，u3（单片机）包含有gnd（电源地）端口（引脚3）和vdd（电源）端口（引脚5），gnd端口与vdd端口通过之间设有的去耦电容c20接地，u3单片机20脚通过电阻r2与开关s1一端相连，s1另外一端接地，19脚通过电阻r4接地，还通过电阻r3连接b+电源，17脚通过电容c22接地，17脚通过电阻r8与mos管q1源极相连，6-9脚均连接有一个白灯，白灯另一端接地，电源面板安装常开按键k1，电源通电启动后由按键k1控制，u3（单片机）为整机主控制芯片，控制开关s1触点通断，可直接断开电源，当5分钟不连接用电器具或充满电1小时或检测机内高温、电流电压异常时，单片机输出低电平，开关s1断开，达到断电目的，当按键开关k1按下后，电池包电源启动，为整机提供6v电源，u3单片机复位后，20脚输出高电平，开关s1闭合，整机处于正常工作放电状态，12脚和13脚分别为输出电流、电压采样，当检测到输出端无电器，u3单片机内部计时5分钟并拉低20脚电位，断开开关s1，达到自动休眠功能。
22.快充芯片为一电池管理单元u4，电池管理单元u4采用sw6117芯片，其输入端连接有第一mos管，输出端连接有电感l1，电源管理单元u4包括led端口、vbus端口、vout端口、cc1端口、cc2端口、vcc端口、bst端口、sw端口，第一mos管漏极作为输入端与vout端口相连,sw端口所为输出端连接有电感l1，bst端口与电感l1之前设有电容c11，cc1端口连接去耦电容c2接地，cc2端口连接去耦电容c3接地，快充芯片的充电流程分为如下三个过程：涓流模式、恒流模式、恒压模式，当电池电压低于3v时，充电模块处于涓流模式；当电池电压大于3v
时，充电模块进入恒流模式，此时按照设定的目标电流全速充电；当电池电压上升到充电目标电压时，充电模块进入恒压模式，此时电流逐渐减小，而电池端电压保持不变，当充电电流减小到充电截止电流时，充电结束，充满后如果电池电压降低到比目标电压低0.1v时，则自动重新开始充电，u4（快充芯片）充电模块支持ntc保护，16脚ntc（热敏电阻）端口设置的温度保护模块会一直监测电池温度，当温度低于5℃时，充电电流减小一般，如果温度继续下降低于0℃，则关闭充电，温度上升到10℃时，恢复正常充电电流，当温度高于45℃时，充电电流减小一半，如果温度上升到50℃时，则关闭充电，u4（快充芯片）集成了type-c接口控制器，支持双向输出，当适配器连接时，芯片自动开机并进行充电；当适配器拔出时自动停止充电，进入休眠状态，当输出电压低于6v时，最大负载能力限制为3a，当输出电压高于6v时，最大输出功率限制为18w，u4（快充芯片）的wled端口（20脚）提供了照明功能，key端口（19脚）提供了手动开关控制，21-23脚与u3（主控制芯片）适配相连，4个白灯充电状态下电池电量指示表：容量led1led2led3led4100%亮亮亮亮75-99%亮亮亮闪烁50-75%亮亮闪烁灭25-50%亮闪烁灭灭0-25%闪烁灭灭灭4个白灯放电状态电池电量指示表：容量led1led2led3led4100%亮亮亮亮75-99%亮亮亮灭50-75%亮亮灭灭25-50%亮灭灭灭0-25%闪烁灭灭灭0%灭灭灭灭u4（快充芯片）bset/hled（17脚）端口为快充驱动指示灯，在快充输入或输出时，bset/hled拉高，快充指示灯打开，u4（快充芯片）支持i2c接口，i2c接口与led模块复用，当设置为i2c接口时，将led4/i2c接地。
23.type-c接口包括一枚电源管理单元j4，电源管理单元j4包括gnd端口、vbus端口、cc1端口、cc2端口和shield端口，第一mos管源极作为输入端与电源管理单元j4上的vbus2端口连接，漏极所为输出端与电源管理单元u4上的vout端口连接，其间设置有去耦电容c17，type-c 接口具有上下中心对称的引脚，可以实现正反插， usb type c定义了usb pd协议，可以实现最高20v，最大5a的供电方式。
24.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种智能快充电池包，包括外壳、充放电路pcb和电池组，其特征在于：所述充放电路pcb上设有主控制芯片、快充芯片和升压芯片，主控制芯片上设有led电量显示灯和电源按键，快充芯片输入端设有type-c接口，升压芯片输出端设有输出接口，输出接口为金属触点，充电时，type-c接口接电源，快充芯片用于将电能快速转化为化学能并储存于电池组中，主控制芯片用于控制快充芯片启停；放电时，电池组将储存的化学能释放转化为电能，升压芯片用于将输出电压提高至6v恒压输出。2.根据权利要求1所述智能快充电池包，其特征在于：所述主控制芯片为一电源管理单元u3，电源管理单元u3包括gnd端口、vdd端口和p端口，gnd端口和vdd端口之间设有退耦电容c20，p1.5、p1.2、p1.1和p1.0共4个端口均电性连接有白灯，p0.5端口设有开关s1，通过电源管理单元u3中的adc模块采集电池电压和其引脚控制放电输出使能，用于充放电电量显示和充放电状态切换。3.根据权利要求2所述智能快充电池包，其特征在于：所述快充芯片为一电源管理单元u4，其输入端连接有第一mos管，输出端连接有电感l1，电源管理单元u4包括led端口、vbus端口、vout端口、cc1端口、cc2端口、vcc端口、bst端口、sw端口，第一mos管漏极作为输入端与vout端口相连,sw端口所为输出端连接有电感l1，bst端口与电感l1之前设有电容c11，cc1端口连接去耦电容c2接地，cc2端口连接去耦电容c3接地。4.根据权利要求3所述智能快充电池包，其特征在于：所述升压芯片为一电源管理单元u2，电源管理单元u2包括in端口、en端口、lx端口、fb端口和nc端口，in端口和lx端口并联连接电感l2，lx端口与二级管d7阳极连接，二级管d7阴极连与header2的1脚相连，其公共连接点连接有稳压管zd2，header2的2脚连接有第二mos管，升压芯片用于将电池电压转换为恒压6v输出。5.根据权利要求4所述智能快充电池包，其特征在于：所述锂电池保护芯片包括ic、电容和第三mos管，锂电池保护芯片ic用于通过电容取样电池电压，然后发出指令控制第三mos管关断从而保护电池包。6.根据权利要求5所述智能快充电池包，其特征在于：所述type-c接口包括一电源管理单元j4，电源管理单元j4包括gnd端口、vbus端口、cc1端口、cc2端口和shield端口，第一mos管源极作为输入端与电源管理单元j4上的vbus2端口连接，漏极所为输出端与电源管理单元u4上的vout端口连接，其间设置有耦合电容c17。7.根据权利要求1所述智能快充电池包，其特征在于：所述电池组为聚合物电池组。
技术总结
本发明公开了一种充电设备及其快速充电电路，旨在提供一种快速充电的电池包，其技术方案要点是，一种智能快充电池包，包括外壳、充放电路PCB和电池组，充放电路PCB上设有主控制芯片、快充芯片和升压芯片，主控制芯片上设有LED电量显示灯和电源按键，快充芯片输入端设有Type-c接口，升压芯片输出端设有金属触点输出接口，主控制芯片通过其中的ADC模块采集电池电压和其引脚控制放电输出使能，用于充放电电量显示和充放电状态切换，快充芯片输出端连接有电感，升压芯片为用于将电池电压转换为恒压6V输出，锂电池保护芯片IC通过电容取样电池电压，然后发出指令控制MOS管关断从而保护电池包，本发明适用于对设备进行充电，当设备充满电时，电池包自动休眠。电池包自动休眠。电池包自动休眠。
