[发明专利]一种基于平衡充电技术的单USB口备用电源

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域，尤其是一种基于平衡充电技术的单USB口备用电源。

背景技术

时下智能手机凭借其操作简单、外形时尚、配置强大、应用广泛的特性，早已经成了消费市场的主流产品，然而它的高速数据处理能力和精彩的外观正是需要电池电量的大量消耗为基础的。在目前的手机结构上，电池电量基本在1000毫安时到2000毫安时之间，正常的使用仅能保证一天的时间时间，如果电话过多或者多媒体业务使用过多，一天的时间都不能保证。正是在这种原因下，备用电源凭借其超大的电池容量，弥补了智能手机的不足，可以满足消费者3到5次的手机充电，保证了正常业务联系和娱乐功能的使用。

备用电源的充电电流市面上流行为1A，这对容量为几千甚至上万毫安时的电池来讲，需要充电10个小时以上。

更为重要的是，目前市面上的主流方案，内部的电芯均为并联使用，这样无法单独检测每个电芯的状态，即使在某一个电芯失效的极端情况下，系统均无法做出判断，这个很可能引起爆炸等极端现象。另外由于电芯本身特性的离散性，直接并联会引起不同电芯间的相互直接充电，同时也会影响系统对电芯充电状态的判断。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种基于平衡充电技术实现恒流快速充电并能对每个电芯单独充电的单USB口备用电源

本发明所采用的技术方案是：一种基于平衡充电技术的单USB口备用电源，包括有控制模块、主升压模块、输入输出共用接口模块、充电及电池保护模块和USB接口，所述控制模块连接有主电路保护模块，所述控制模块的第一输出端连接至输入输出共用接口模块的控制信号输入端，所述控制模块的第二输出端连接至主升压模块的控制信号输入端，所述主升压模块与主电路保护模块连接，所述主电路保护模块的第一输出端和输入输出共用接口模块的第一输入端均与USB接口的正输入/输出端连接，所述主电路保护模块的第二输出端与USB接口的负输入/输出端连接，所述输入输出共用接口模块与充电及电池保护模块连接，所述输入输出共用接口模块的第一输出端连接至主升压模块的输入端。

进一步，所述输入输出共用接口模块包括有充电开关电路和放电开关电路，所述控制模块的第一输出端分别连接至充电开关电路的控制端和放电开关电路的控制端，所述USB接口的正输入/输出端通过充电开关电路连接至充电及电池保护模块的第一输入端；所述充电及电池保护模块的第一输出端通过放电开关电路连接至主升压模块的输入端。

进一步，所述充电及电池保护模块包括有一条或并联的多条充电保护支路，所述充电保护支路包括有充电芯片和电池保护芯片，所述USB接口的正输入/输出端通过充电开关电路连接至充电芯片的电源端，所述充电芯片的的输出端通过放电开关电路连接至主升压模块的输入端，所述充电芯片的的输出端还连接有电池保护芯片的输入输出端，所述电池保护芯片的输出端用于连接电池的正负极。

进一步，所述放电开关电路包括有第一电阻、第二电阻、第一晶体管和第一MOS管，所述第一电阻的一端用于连接电池的正极，所述第一电阻的另一端分别连接至第一MOS管的栅极和第一晶体管的集电极，所述第一MOS管的源极用于连接电池保护芯片的输入输出端，所述第一MOS管的漏极连接至主升压模块的输入端，所述第一晶体管的集电极通过第二电阻连接至控制模块的第一输出端的放电控制端口，所述第一晶体管的射极接地；

所述充电开关电路包括有第三电阻、第四电阻、第二晶体管和第二MOS管，所述第三电阻的一端分别与USB接口的正输入/输出端和第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与充电芯片的电源端连接，所述第三电阻的另一端分别与第二MOS管的栅极和第二晶体管的集电极连接，所述第二晶体管的基极通过第四电阻连接至控制模块的第一输出端的充电控制端口，所述第二晶体管的射极接地。

进一步，所述主升压模块包括有电源输出电路和外扩升压电路，所述输入输出共用接口模块的第一输出端连接至电源输出电路的输入端，所述电源输出电路通过外扩升压电路连接至主保护模块，所述控制模块的第二输出端连接至外扩升压电路的控制信号输入端。

进一步，所述外扩升压电路包括有升压芯片和功放电路，所述电源输出电路通过功放电路连接至主保护模块，所述控制模块的第二输出端连接至升压芯片的输入端，所述升压芯片的输出端连接至功放电路的输入端。

进一步，所述升压芯片的型号为FP5139。