CN201956730U - 一种外接蓄电池的便携式交流电源 - Google Patents

Abstract

一种外接蓄电池的便携式交流电源，包含与外部蓄电池分别连接的三段式充电电路和直流到交流转换电路；当所述三段式充电电路与外部交流电源连接时，可输出直流电压为所述蓄电池充电；当所述三段式充电电路不与外部交流电源连接时，所述蓄电池输出的直流电压，经由所述直流到交流转换电路转换为交流电压后输出，为外部用电设备进行交流供电；所述MCU控制电路实时检测充电或供电状态，并通过状态指示电路显示报警。本实用新型还设置有USB端口输出电路和电瓶电源控制电路，分别为通过USB接口连接的移动设备或外接的电瓶进行直流电源的供电。因此，本实用新型可同时满足移动设备交流和直流的用电需要。

Description

一种外接蓄电池的便携式交流电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源设备，特别涉及一种外接蓄电池的便携式交流电源。

背景技术

我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。

在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的交流电。目前缺乏便携式的交流电源，难以满足移动设备的交流电使用需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外接蓄电池的便携式交流电源，其在外接铅酸蓄电池时，可以产生交流电源；而在外接交流电源时，可以产生整流电源给外接的铅酸蓄电池充电。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种外接蓄电池的便携式交流电源，包含与外部蓄电池分别连接的三段式充电电路和直流到交流转换电路；

当所述三段式充电电路与外部交流电源连接时，可输出直流电压为所述蓄电池充电；

当所述三段式充电电路不与外部交流电源连接时，所述蓄电池输出的直流电压，经由所述直流到交流转换电路转换为交流电压后输出，为外部用电设备进行交流供电。

所述的外接蓄电池的便携式交流电源，还包含一交流电与转换器切换电路，其在与外部交流电源连接时，切断所述直流到交流转换电路与外部设备的连接，直接输出外部交流电源进行供电；

而在不与所述外部交流电源连接时，该交流电与转换器切换电路的输入端，切换连接至所述直流到交流转换电路的输出端，通过所述直流到交流转换电路向外部用电设备提供交流电压。

所述的外接蓄电池的便携式交流电源，还包含一MCU控制电路；所述三段式充电电路、直流到交流转换电路及所述交流电与转换器切换电路，分别与所述MCU控制电路连接并在其控制下实现为蓄电池的直流充电或为外部用电设备的交流供电。

所述三段式充电电路依次设置有输入滤波电路、整流电路及半桥降压电路；

所述输入滤波电路，其与外部交流电网连接，对外部交流电压输入时产生的干扰信号进行滤除；

所述整流电路，将外部交流电压转换成高压直流电压；

所述半桥降压电路，将高压直流电压转换成低压直流电压；

所述半桥降压电路还与所述MCU控制电路连接，在其控制下将低压直流电压输出至所述蓄电池进行充电。

所述直流到交流转换电路，设置有前级直流升压电路和与其连接的后级直流到交流变换电路；

所述前级直流升压电路与所述蓄电池连接，将蓄电池输出的低压直流电压转换为高压直流电压；

所述前级直流升压电路还包含故障保护电路，当异常状况发生时，可停止所述直流到交流转换电路的工作进程，并通过MCU控制电路输出报警信号。

所述后级直流到交流变换电路，包含后级驱动电路和与其连接的全桥逆变电路；

所述后级驱动电路与所述MCU控制电路连接，并在其控制下工作；

所述全桥逆变电路由所述后级驱动电路驱动，将所述前级直流升压电路转换输出的高压直流电源，进一步转换为高压交流电源后输出。

所述MCU控制电路设置有若干PWM驱动电路，其对应输出PWM信号来分别控制所述三段式充电电路和直流到交流转换电路；

所述MCU控制电路还设置有单片机最小化系统电路，对所述直流充电或交流供电的状态进行检测，并反馈检测信息至所述PWM驱动电路进行驱动控制信号的调整。

所述的外接蓄电池的便携式交流电源，还包含一状态指示电路，其与所述MCU控制电路连接，进行直流充电或交流供电的状态显示，或者在故障发生时作报警提示。

所述的外接蓄电池的便携式交流电源，还设置有USB端口输出电路，其与所述MCU控制电路连接并受其控制，为通过USB接口连接在所述USB端口输出电路上的设备提供直流电源供电。

所述的外接蓄电池的便携式交流电源，还设置有电瓶电源控制电路，其与所述蓄电池连接，为外接在该电瓶电源控制电路输出端的电瓶提供直流电源供电。

本实用新型提供了一种外接蓄电池的便携式交流电源，其优点在于：本实用新型在MCU控制电路控制下，当所述三段式充电电路与外部交流电网连接时，直接为用电设备供电同时，可输出直流电压为所述蓄电池充电。当其不与外部交流电网连接时，所述蓄电池的低压直流电压经过所述直流到交流转换电路转换后输出，通过交流电与转换器切换电路与外部用电设备连通，实现交流电压的供电。

该充电或交流供电的过程，还由所述MCU控制电路实时检测，并通过状态指示电路显示，并在故障发生时作报警提示。因此，本实用新型作为便携式的交流电源，可满足现有移动设备的交流电使用需要。

本实用新型还设置有USB端口输出电路，可输出5V、500mA的直流电源，为通过USB接口连接的数码产品或手机等充电。本实用新型中，所述蓄电池还可通过电瓶电源控制电路直接为外接的电瓶输出直流电源进行充电。因此，本实用新型进一步满足了移动设备的直流充电需要。

附图说明

图1是本实用新型所述基于蓄电池的便携式交流电源的总体结构示意图；

图2是本实用新型所述基于蓄电池的便携式交流电源的三段式充电电路的原理框图；

图3是本实用新型所述基于蓄电池的便携式交流电源的直流到交流转换电路的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型所述基于蓄电池30的便携式交流电源，包含与外部铅酸蓄电池30分别连接的三段式充电电路10和直流到交流转换电路20。当所述三段式充电电路10与外部交流电网连接时，可输出整流电源为所述蓄电池30充电；当不与外部交流电网连接时，所述蓄电池30的低压直流电压经过所述直流到交流转换电路20转换后输出，为外部用电设备提供交流电源。

本发明还包含一交流电与转换器切换电路40，其在与外部交流电网连接时，切断所述直流到交流转换电路20与外部设备的连接，直接输出外部交流电源进行供电；而在没有外接交流电源或外接交流电源掉电时，该交流电与转换器切换电路40的输入端，切换至所述直流到交流转换电路20的输出端，通过所述直流到交流转换电路20向外部用电设备提供交流电压。

所述三段式充电电路10、直流到交流转换电路20及所述交流电与转换器切换电路40，还分别与一MCU控制电路50连接，并在其控制下实现上述交流电的供电操作。该MCU控制电路50还与状态指示电路60连接，进行充电或交流供电的过程显示，或者在故障发生时作报警提示。

配合参见图1、图2所示，所述三段式充电电路10，依次设置有输入滤波电路11、整流电路12及半桥降压电路13：所述输入滤波电路11是一EMI电路，其与所述外部交流电网连接，滤除由电网输入的各种干扰信号，并防止电源开关电路形成的高频等电压畸变扰窜电网。所述整流电路12将外部交流电压转换成高压直流电压后，输出至所述半桥降压电路13，进行高压到低压的直流电压转换。

与所述MCU控制电路50连接并在其输出的PWM信号控制下，所述半桥降压电路13输出转换后波动的低压直流电压，为相连接的所述蓄电池30充电。在如恒流、恒压或浮充等不同的充电过程中，所述MCU控制电路50实时检测蓄电池30的充电状态，并以此改变其输出至半桥降压电路13的PWM信号，实现充电控制。该充电过程通过与所述MCU控制电路50连接的状态指示电路60监控显示。

配合参见图1、图3所示，所述直流到交流转换电路20，设置有前级直流升压电路21和与其连接的后级直流到交流变换电路22。所述前级直流升压电路21与所述蓄电池30连接，将蓄电池30输出的低压直流电压转换为高压直流电压，再经由所述后级直流到交流变换电路22转化为高压交流电压后输出。

具体的，由所述MCU控制电路50输出PWM信号，驱动六个MOSFET管组成的推挽电路，来推动三个高频变压器进行电压升压；其输出的高频电压经全桥整流后得到高压的直流电源，即所述前级直流升压电路21。

所述后级直流到交流变换电路22进一步包含后级驱动电路221和与其连接的全桥逆变电路222。所述前级直流升压电路21输出的高压直流电源，在经过反馈控制稳定后输出至所述全桥逆变电路222。所述后级驱动电路221是PWM功率驱动电路，其控制含四个MOSFET管的所述全桥逆变电路222，将该高压直流电源转换输出为合适的高压交流电源。

另外，所述前级直流升压电路21还包含故障保护电路211，当异常状况发生时，可停止所述直流到交流转换电路20的工作进程，并通过MCU控制电路50输出报警信号，在状态指示电路60上输出显示。

所述故障保护电路211启动，并由所述状态指示电路60指示的异常状况，包含蓄电池30电压不足，提示需更换电池或需对电池进行充电；或者，蓄电池30电压过高，提示检查电池是否匹配；或者，逆变转换工作过温保护，提示注意检查使用环境或内部风扇等；或者，输出有短路或者过流的情况存在。

所述MCU控制电路50设置有若干PWM驱动电路，其对应输出PWM信号来分别控制所述三段式充电电路10和直流到交流转换电路20工作。所述MCU控制电路50还设置有单片机最小化系统电路，对上述外接交流电网电压、充电电压电流、蓄电池30电压状况、输出功率等进行实时检测，并反馈检测信息至PWM驱动电路进行驱动控制信号的调整。该单片机最小化系统电路还控制所述状态指示电路60对各种状态进行直观显示。所述状态指示电路60通过点亮不同的LED灯进行状态显示，并设置有蜂鸣器等在故障发生时报警提示。

本实用新型还可设置风机控制电路、温度传感器，其分别与所述MCU控制电路50连接，由所述MCU控制电路50进行风机状态、系统工作温度的实时检测，并控制状态指示电路60实时显示，实现过温保护。

另外，本实用新型还设置有一USB端口输出电路70，其与所述MCU控制电路50连接并受其控制，输出5V的低压、500mA的电流，为通过USB接口连接在本实用新型上的数码产品或手机等充电。

本实用新型还可设置电瓶电源控制电路80，其与所述蓄电池30连接，为外接的电瓶输出直流电源。

综上所述，本实用新型提供了一种外接蓄电池的便携式交流电源，其在MCU控制电路控制下，当所述三段式充电电路与外部交流电网连接时，直接为用电设备供电同时，可输出直流电压为所述蓄电池充电。当其不与外部交流电网连接时，所述蓄电池的低压直流电压经过所述直流到交流转换电路转换后输出，通过交流电与转换器切换电路与外部用电设备连通，实现交流电压的供电。

该充电或交流供电的过程，还由所述MCU控制电路实时检测，并通过状态指示电路显示，并在故障发生时作报警提示。因此，本实用新型作为便携式的交流电源，可满足现有移动设备的交流电使用需要。

本实用新型还设置有USB端口输出电路，可输出5V、500mA的直流电源，为通过USB接口连接的数码产品或手机等充电。本实用新型中，所述蓄电池还可通过电瓶电源控制电路直接为外接的电瓶输出直流电源进行充电。因此，本实用新型进一步满足了移动设备的直流用电需要。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，包含与外部蓄电池（30）分别连接的三段式充电电路（10）和直流到交流转换电路（20）；

当所述三段式充电电路（10）与外部交流电源连接时，可输出直流电压为所述蓄电池（30）充电；

当所述三段式充电电路（10）不与外部交流电源连接时，所述蓄电池（30）输出的直流电压，经由所述直流到交流转换电路（20）转换为交流电压后输出，为外部用电设备进行交流供电。

2.如权利要求1所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，还包含一交流电与转换器切换电路（40），其在与外部交流电源连接时，切断所述直流到交流转换电路（20）与外部设备的连接，直接输出外部交流电源进行供电；

而在不与所述外部交流电源连接时，该交流电与转换器切换电路（40）的输入端，切换连接至所述直流到交流转换电路（20）的输出端，通过所述直流到交流转换电路（20）向外部用电设备提供交流电压。

3.如权利要求2所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，还包含一MCU控制电路；所述三段式充电电路（10）、直流到交流转换电路（20）及所述交流电与转换器切换电路（40），分别与所述MCU控制电路连接并在其控制下实现为蓄电池（30）的直流充电或为外部用电设备的交流供电。

4.如权利要求3所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，所述三段式充电电路（10）依次设置有输入滤波电路（11）、整流电路（12）及半桥降压电路（13）；

所述输入滤波电路（11），其与外部交流电网连接，对外部交流电压输入时产生的干扰信号进行滤除；

所述整流电路（12），将外部交流电压转换成高压直流电压；

所述半桥降压电路（13），将高压直流电压转换成低压直流电压；

所述半桥降压电路（13）还与所述MCU控制电路连接，在其控制下将低压直流电压输出至所述蓄电池（30）进行充电。

5.如权利要求3所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，所述直流到交流转换电路（20），设置有前级直流升压电路（21）和与其连接的后级直流到交流变换电路（22）；

所述前级直流升压电路（21）与所述蓄电池（30）连接，将蓄电池（30）输出的低压直流电压转换为高压直流电压；

所述前级直流升压电路（21）还包含故障保护电路（211），当异常状况发生时，可停止所述直流到交流转换电路（20）的工作进程，并通过MCU控制电路输出报警信号。

6.如权利要求5所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，所述后级直流到交流变换电路（22），包含后级驱动电路和与其连接的全桥逆变电路（222）；

所述后级驱动电路与所述MCU控制电路连接，并在其控制下工作；

所述全桥逆变电路（222）由所述后级驱动电路驱动，将所述前级直流升压电路（21）转换输出的高压直流电源，进一步转换为高压交流电源后输出。

7.如权利要求3或6所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，所述MCU控制电路设置有若干PWM驱动电路，其对应输出PWM信号来分别控制所述三段式充电电路（10）和直流到交流转换电路（20）；

所述MCU控制电路还设置有单片机最小化系统电路，对所述直流充电或交流供电的状态进行检测，并反馈检测信息至所述PWM驱动电路进行驱动控制信号的调整。

8.如权利要求3所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，还包含一状态指示电路（60），其与所述MCU控制电路连接，进行直流充电或交流供电的状态显示，或者在故障发生时作报警提示。

9.如权利要求3所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，还设置有USB端口输出电路（70），其与所述MCU控制电路连接并受其控制，为通过USB接口连接在所述USB端口输出电路（70）上的设备提供直流电源供电。

10.如权利要求3所述的外接蓄电池的便携式交流电源，其特征在于，还设置有电瓶电源控制电路（80），其与所述蓄电池（30）连接，为外接在该电瓶电源控制电路（80）输出端的电瓶提供直流电源供电。

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