CN115800478B - 一种便携式电源的充电唤醒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式电源的充电唤醒装置，包括输入整流电路、延时断开电路、隔离传输电路以及主控供电电路；输入整流电路的输出端与延时断开电路的输入端相连，延时断开电路的输出端与隔离传输电路的输入端相连，隔离传输电路的输出端与主控供电电路的输入端相连；输入整流电路的输入端用于连接便携式电源的电池充电口，主控供电电路的输出端用于连接便携式电源的主控供电输入口。本发明在主控能够由便携式电源的电池供电后经过延时在延时断开电路出断开装置供电，无需额外电源，只在充电唤醒时处于有限时长的连通状态，实现低功耗的同时能够可靠地让便携式电源的主控得到供电。

Description

一种便携式电源的充电唤醒装置

技术领域

本发明涉及电源充电唤醒技术领域，特别涉及一种便携式电源的充电唤醒装置。

背景技术

近年来，随着户外运动的普及，户外电器的使用比例越来越大，户外便携电源的普及度也越来越高。便携电源使用的是锂电池进行供电。因此，当电池馈电的时候需要对锂电池进行充电。便携式电源进行充电时需要先给主控供电，由主控唤醒电池管理系统，再经过主控发送命令给PCS，PCS再给锂电池充电。然而，便携式电源的主控本身供电由电池提供，导致陷入一个死循环，无法正常唤醒。

为此，现有的技术主要有以下两种方式：

一、让主控带常电，关机的时候进入低功耗模式；这种方法虽然是有低功耗，但是对于便携电源这种，若长期不使用还是容易耗光电量，导致无法开机，还在正常使用时增加了额外的功耗；

二、增加一个额外的电源来给主控供电，在充电时开启电源；这种方法的电源就只有充电的时候使用，成本较高；并且，该电源充电的时候一直处于工作状态，对寿命也有要求；额外接入的电源也需要考虑电量，不然也会导致无法开机的情况出现。

综上，现有的方法在长期使用下依旧会存在主控无法得到供电的情况，使用起来并不可靠，功耗还比较高，并不适用于便携式电源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种便携式电源的充电唤醒装置，实现低功耗的同时能够可靠地让便携式电源的主控得到供电。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种便携式电源的充电唤醒装置，包括输入整流电路、延时断开电路、隔离传输电路以及主控供电电路；

所述输入整流电路的输出端与所述延时断开电路的输入端相连，所述延时断开电路的输出端与所述隔离传输电路的输入端相连，所述隔离传输电路的输出端与所述主控供电电路的输入端相连；

所述输入整流电路的输入端用于连接便携式电源的电池充电口，所述主控供电电路的输出端用于连接所述便携式电源的主控供电输入口。

本发明的有益效果在于：提供一种便携式电源的充电唤醒装置，在充电时由便携式电源的电池充电口出输入的交流电依次通过输入整流电路、延时断开电路、隔离传输电路以及主控供电电路给主控供电，使得主控能够正常下发充电指令，在主控能够由便携式电源的电池供电后经过延时在延时断开电路出断开装置供电，无需额外电源，只在充电唤醒时处于有限时长的连通状态，实现低功耗的同时能够可靠地让便携式电源的主控得到供电。

附图说明

图1为本发明实施例的一种便携式电源的充电唤醒装置的系统框图；

图2为本发明实施例涉及的一种便携式电源的充电唤醒装置的延时断开电路的电路图；

图3为本发明实施例涉及的一种便携式电源的充电唤醒装置的主控供电电路的电路图；

图4为本发明实施例涉及的一种便携式电源的充电唤醒装置的输入整流电路的电路图；

图5为本发明实施例涉及的一种便携式电源的充电唤醒装置的脉冲发生电路的电路图。

标号说明：

1、输入整流电路；2、延时断开电路；3、隔离传输电路；4、主控供电电路；5、电池充电口；6、主控供电输入口；

31、隔离电路；32、脉冲发生电路；

C1、第一无极性电容；C2、第二无极性电容；C3、第三无极性电容；

CP1、第一有极性电容；CP2、第二有极性电容；CP3、第三有极性电容；CP4、第四有极性电容；

D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；

Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；Q3、第三三极管；Q4、第四三极管；Q5、第五三极管；

R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；

U1、555芯片；

Z1、第一稳压管。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图5，一种便携式电源的充电唤醒装置，包括输入整流电路1、延时断开电路2、隔离传输电路3以及主控供电电路4；

所述输入整流电路1的输出端与所述延时断开电路2的输入端相连，所述延时断开电路2的输出端与所述隔离传输电路3的输入端相连，所述隔离传输电路3的输出端与所述主控供电电路4的输入端相连；

所述输入整流电路1的输入端用于连接便携式电源的电池充电口5，所述主控供电电路4的输出端用于连接所述便携式电源的主控供电输入口6。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种便携式电源的充电唤醒装置，在充电时由便携式电源的电池充电口5出输入的交流电依次通过输入整流电路1、延时断开电路2、隔离传输电路3以及主控供电电路4给主控供电，使得主控能够正常下发充电指令，在主控能够由便携式电源的电池供电后经过延时在延时断开电路2出断开装置供电，无需额外电源，只在充电唤醒时处于有限时长的连通状态，实现低功耗的同时能够可靠地让便携式电源的主控得到供电。

进一步地，所述隔离传输电路3包括隔离电路31和脉冲发生电路32；

所述延时断开电路2的输出端与所述隔离电路31的输入端相连，所述隔离电路31的输出端与所述主控供电电路4的输入端相连；

所述脉冲发生电路32的输出端与所述隔离电路31的传输使能端相连。

从上述描述可知，隔离电路31依靠脉冲发生电路32输出的脉冲波形来控制前后级的能量传输，由于电路无需长时间工作，依靠具有一定宽度，一定周期的脉冲进行控制即可满足需求，使用方便。

进一步地，所述延时断开电路2包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第一稳压管Z1、第一有极性电容CP1、第二有极性电容CP2以及第三有极性电容CP3；

所述第一三极管Q1的基极同时与所述第一电阻R1的一端和所述第二三极管Q2的集电极相连，所述第一电阻R1的另一端同时与所述第一有极性电容CP1的正极、所述第二有极性电容CP2的正极以及所述第一二极管D1的正极相连，所述第二有极性电容CP2的负极与所述第一三极管Q1的集电极相连；

所述第一二极管D1的负极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第三电阻R3的另一端同时与所述第三三极管Q3的发射极和所述第四三极管Q4的发射极相连，所述第三三极管Q3的基极和集电极分别与所述第一稳压管Z1的正极和所述第四三极管Q4的基极相连，所述第一稳压管Z1的负极同时与所述第三电阻R3的另一端、所述第四三极管Q4的集电极以及所述第三有极性电容CP3的正极相连；

所述第一有极性电容CP1的负极、所述第一三极管Q1的发射极、所述第二三极管Q2的发射极以及所述第三有极性电容CP3的负极均接地，所述第二有极性电容CP2的正负极与所述输入整流电路1的输出端相连，所述第一二极管D1的正极与所述隔离传输电路3的输入端相连。

从上述描述可知，延时断开电路2是以第一三极管Q1作为主要开关部件的电路，当输入电压通过第二电阻R2给第三有极性电容CP3充电达到一定的值后，第一稳压管Z1导通，进而使得第三三极管Q3、第四三极管Q4以及第二三极管Q2导通，从而关断第一三极管Q1，达到切断输入的目的，其延时时间可以通过调整第一稳压管Z1、第二电阻R2和第三电容的值进行设置，控制方便且准确。

进一步地，所述主控供电电路4包括第一无极性电容C1、第五三极管Q5、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第二二极管D2；

所述第五三极管Q5的集电极同时与所述第一无极性电容C1的一端和所述隔离传输电路3的输出端相连，所述第五三极管Q5的发射极通过所述第四电阻R4连接所述便携式电源的主控供电输入口6；

所述第五三极管Q5的基极同时与所述第五电阻R5的一端和所述第二二极管D2的负极相连，所述第二二极管D2的正极通过第六电阻R6连接所述便携式电源的主控电压输出口；

所述第五电阻R5的另一端和所述第一无极性电容C1的另一端均接地。

从上述描述可知，主控供电电路4在电压输入后开通第五三极管Q5，从而给主控供电，当整个系统正常供电起来后，主控内部产生电压将第五三极管Q5关断，使得主控由系统电源进行正常供电即可。

进一步地，所述输入整流电路1包括第三二极管D3、第四二极管D4、第四有极性电容CP4以及第七电阻R7；

所述第三二极管D3的负极通过所述第七电阻R7与所述第四有极性电容CP4的正极相连，所述第四有极性电容CP4的负极和所述第四二极管D4的正极均接地；

所述第四有极性电容CP4的正极与所述延时断开电路2的输入端相连，所述第三二极管D3的正极和所述第四二极管D4的负极共同用于连接所述便携式电源的电池充电口5。

进一步地，所述脉冲发生电路32包括555芯片U1、第八电阻R8、第九电阻R9、第二无极性电容C2和第三无极性电容C3；

所述第八电阻R8的一端同时与所述555芯片U1的供电引脚和复位引脚相连，且用于连接外部电源，所述第八电阻R8的另一端同时与所述第九电阻R9的一端和所述555芯片U1的放电引脚相连，所述第九电阻R9的另一端同时与所述第二无极性电容C2的一端以及所述555芯片U1的阈值引脚和触发引脚相连，所述555芯片U1的控制引脚与所述第三无极性电容C3的一端相连；

所述第二无极性电容C2的另一端、所述第三无极性电容C3的另一端以及所述555芯片U1的接地引脚均接地。

本发明的一种便携式电源的充电唤醒装置能够适用于便携式电源充电的场景，以下通过具体的实施方式进行说明：

请参照图1至图5，本发明的实施例一为：

一种便携式电源的充电唤醒装置，如图1所示，包括输入整流电路1、延时断开电路2、隔离传输电路3以及主控供电电路4。其中，延时断开电路2的输出端与隔离电路31的输入端相连，隔离电路31的输出端与主控供电电路4的输入端相连；脉冲发生电路32的输出端与隔离电路31的传输使能端相连；输入整流电路1的输入端用于连接便携式电源的电池充电口5，主控供电电路4的输出端用于连接便携式电源的主控供电输入口6。

在本实施例中，各个电路的具体作用为如下：

输入整流电路1：将交流电整形为直流电；

延时断开电路2：充电延时电路提供短暂的能量输出，到一定时间后该电路自动断开，切断输出的能量供应；

隔离传输电路3：提供高低压之间的电压隔离，提供安规保障；

脉冲发生电路32：配合隔离电路31将输入直流电进行斩波，从而将能量传递到输出；

主控供电电路4：提供信号给主控，并在主控正常供电后断开。

在本实施例中，一种便携式电源的充电唤醒装置的使用过程为：

在便携式电源需要进行充电时，使用者从电池充电口5处接入充电电源；电能依次经过输入整流电路1、延时断开电路2、隔离传输电路3以及主控供电电路4后给便携式电源的主控供电，使得主控被唤醒，进而下达充电指令；

在便携式电源开始正常充电后，主控的供电来源转而由便携式电源的电池提供，而延时断开电路2进入断开状态，即自动停止使用充电唤醒装置。

在本实施例中，如图2所示，延时断开电路2包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第一稳压管Z1、第一有极性电容CP1、第二有极性电容CP2以及第三有极性电容CP3；第一三极管Q1的基极同时与第一电阻R1的一端和第二三极管Q2的集电极相连，第一电阻R1的另一端同时与第一有极性电容CP1的正极、第二有极性电容CP2的正极以及第一二极管D1的正极相连，第二有极性电容CP2的负极与第一三极管Q1的集电极相连；第一二极管D1的负极与第三电阻R3的一端相连，第二三极管Q2的基极与第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端同时与第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极相连，第三三极管Q3的基极和集电极分别与第一稳压管Z1的正极和第四三极管Q4的基极相连，第一稳压管Z1的负极同时与第三电阻R3的另一端、第四三极管Q4的集电极以及第三有极性电容CP3的正极相连；第一有极性电容CP1的负极、第一三极管Q1的发射极、第二三极管Q2的发射极以及第三有极性电容CP3的负极均接地，第二有极性电容CP2的正负极与输入整流电路1的输出端相连，第一二极管D1的正极与隔离传输电路3的输入端相连。

在本实施例中，延时断开电路2的延时时间可以通过调整第一稳压管Z1、第二电阻R2和第三电容的值进行设置。

在本实施例中，如图3所示，主控供电电路4包括第一无极性电容C1、第五三极管Q5、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第二二极管D2；第五三极管Q5的集电极同时与第一无极性电容C1的一端和隔离传输电路3的输出端相连，第五三极管Q5的发射极通过第四电阻R4连接便携式电源的主控供电输入口6；第五三极管Q5的基极同时与第五电阻R5的一端和第二二极管D2的负极相连，第二二极管D2的正极通过第六电阻R6连接便携式电源的主控电压输出口；第五电阻R5的另一端和第一无极性电容C1的另一端均接地。

在本实施例中，在主控能够完全由便携式电源的电池供电后，延时断开电路2处于断开状态，主控供电电路4也因为主控从主控电压输出口输出的电压而关断了第五三极管Q5，从而整个充电唤醒装置处于完全断开状态，真正实现了低功耗。

在本实施例中，如图4所示，输入整流电路1包括第三二极管D3、第四二极管D4、第四有极性电容CP4以及第七电阻R7；第三二极管D3的负极通过第七电阻R7与第四有极性电容CP4的正极相连，第四有极性电容CP4的负极和第四二极管D4的正极均接地；第四有极性电容CP4的正极与延时断开电路2的输入端相连，第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极共同用于连接便携式电源的电池充电口5。

在本实施例中，如图5所示，脉冲发生电路32包括555芯片U1、第八电阻R8、第九电阻R9、第二无极性电容C2和第三无极性电容C3；第八电阻R8的一端同时与555芯片U1的供电引脚和复位引脚相连，且用于连接外部电源，第八电阻R8的另一端同时与第九电阻R9的一端和555芯片U1的放电引脚相连，第九电阻R9的另一端同时与第二无极性电容C2的一端以及555芯片U1的阈值引脚和触发引脚相连，555芯片U1的控制引脚与第三无极性电容C3的一端相连；第二无极性电容C2的另一端、第三无极性电容C3的另一端以及555芯片U1的接地引脚均接地。

综上所述，本发明提供的一种便携式电源的充电唤醒装置，在充电时由便携式电源的电池充电口出输入的交流电依次通过输入整流电路、延时断开电路、隔离传输电路以及主控供电电路给主控供电，使得主控能够正常下发充电指令，在主控能够由便携式电源的电池供电后经过延时在延时断开电路出断开装置供电，无需额外电源，只在充电唤醒时处于有限时长的连通状态，实现低功耗的同时能够可靠地让便携式电源的主控得到供电。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种便携式电源的充电唤醒装置，其特征在于，包括输入整流电路、延时断开电路、隔离传输电路以及主控供电电路；

所述输入整流电路的输出端与所述延时断开电路的输入端相连，所述延时断开电路的输出端与所述隔离传输电路的输入端相连，所述隔离传输电路的输出端与所述主控供电电路的输入端相连；

所述输入整流电路的输入端用于连接便携式电源的电池充电口，所述主控供电电路的输出端用于连接所述便携式电源的主控供电输入口；

所述隔离传输电路包括隔离电路和脉冲发生电路；

所述延时断开电路的输出端与所述隔离电路的输入端相连，所述隔离电路的输出端与所述主控供电电路的输入端相连；

所述脉冲发生电路的输出端与所述隔离电路的传输使能端相连；

所述延时断开电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一稳压管、第一有极性电容、第二有极性电容以及第三有极性电容；

所述第一三极管的基极同时与所述第一电阻的一端和所述第二三极管的集电极相连，所述第一电阻的另一端同时与所述第一有极性电容的正极、所述第二有极性电容的正极以及所述第一二极管的正极相连，所述第二有极性电容的负极与所述第一三极管的集电极相连；

所述第一二极管的负极与所述第三电阻的一端相连，所述第二三极管的基极与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端同时与所述第三三极管的发射极和所述第四三极管的发射极相连，所述第三三极管的基极和集电极分别与所述第一稳压管的正极和所述第四三极管的基极相连，所述第一稳压管的负极同时与所述第三电阻的另一端、所述第四三极管的集电极以及所述第三有极性电容的正极相连；

所述第一有极性电容的负极、所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极以及所述第三有极性电容的负极均接地，所述第二有极性电容的正负极与所述输入整流电路的输出端相连，所述第一二极管的正极与所述隔离传输电路的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种便携式电源的充电唤醒装置，其特征在于，所述主控供电电路包括第一无极性电容、第五三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第二二极管；

所述第五三极管的集电极同时与所述第一无极性电容的一端和所述隔离传输电路的输出端相连，所述第五三极管的发射极通过所述第四电阻连接所述便携式电源的主控供电输入口；

所述第五三极管的基极同时与所述第五电阻的一端和所述第二二极管的负极相连，所述第二二极管的正极通过第六电阻连接所述便携式电源的主控电压输出口；

所述第五电阻的另一端和所述第一无极性电容的另一端均接地。

3.根据权利要求1所述的一种便携式电源的充电唤醒装置，其特征在于，所述输入整流电路包括第三二极管、第四二极管、第四有极性电容以及第七电阻；

所述第三二极管的负极通过所述第七电阻与所述第四有极性电容的正极相连，所述第四有极性电容的负极和所述第四二极管的正极均接地；

所述第四有极性电容的正极与所述延时断开电路的输入端相连，所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极共同用于连接所述便携式电源的电池充电口。

4.根据权利要求1所述的一种便携式电源的充电唤醒装置，其特征在于，所述脉冲发生电路包括555芯片、第八电阻、第九电阻、第二无极性电容和第三无极性电容；

所述第八电阻的一端同时与所述555芯片的供电引脚和复位引脚相连，且用于连接外部电源，所述第八电阻的另一端同时与所述第九电阻的一端和所述555芯片的放电引脚相连，所述第九电阻的另一端同时与所述第二无极性电容的一端以及所述555芯片的阈值引脚和触发引脚相连，所述555芯片的控制引脚与所述第三无极性电容的一端相连；

所述第二无极性电容的另一端、所述第三无极性电容的另一端以及所述555芯片的接地引脚均接地。