CN213817327U - 一种三合一移动储能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三合一移动储能电源，包括AC‑DC模块，其接入电网电源转换后经过同步整流模块而为接至储能电源TYPEC接口或USB接口的设备供电；还包括DC‑DC BOOST模块，在无电网电源接入且用电设备接入储能电源时，使智能管理系统自动识并接通此模块；还包括DC‑DC BUCK模块，在电网断电或电池包失效充电超时状况时，使智能管理系统主动切断充电电路而使充电电路进入待机睡眠工作状态。本实用新型电路模块涵盖AC‑DC、DC‑DC BUCK、DC‑DC BOOST开关电源电子线路，以便对电网供电、锂电池同时供电时实现按比例分配，以较小开关电源设计功率满足充电及输出设备功率匹配要求。

Description

一种三合一移动储能电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种三合一移动储能电源。

背景技术

随着电源技术领域各个研发项目的不断延伸，已经出现了不同类型的应用电源产品，包括一些小型储能电源，这些储能电源在应用功能方面均能够实现对电源进行储存，可在停电时或外出等难以接电状况下对电脑等电器设备进行有效的供电。

本实用新型技术方案之研发人员针对以往中小功率移动储能电源进行分析之后发现，目前由于电源内部模块设计不合理而导致储能电源应用出现较大的局限性的产品比比皆是，特别是在输出端口输出电压与电流如何实现按比例智能分配方面，处于明显的劣势。

因而，经过研发人员进一步具体的测试之后得出，这些中小功率移动储能电源应用出现局限性的根本原因在于内部电路模块布局设计的局限性，这便导致现有中小功率移动储能电源在无电网电源供电条件下，超过3A以上较大电流，多个输出端口输出电压与电流则不无法实现按比例智能分配，容易出现输出端子过流或电源功率过载等不良状况。

本实用新型之技术方案正是为了克服以上弊端，对中小功率移动储能电源内部电路模块部分的设计作出进一步优化，以便于技术人员能够以该优化方案为参照或加以改进而设计出在超过3A以上较大电流时避免出现输出端子过流或电源功率过载等不良状况的改良产品，以克服目前普遍存在的技术问题。当然，本实用新型技术方案之研发人员在分析出以往中小功率移动储能电源内部电路模块的弊端之后，将各个测试研发阶段所采取的中间方案有效的进行整合与多次性能测试，最终利于得到本实用新型趋于最佳优化的技术方案。

综上所述，本实用新型正是在现有公知技术的基础上，为了满足储能电源实际应用需求，对本技术领域内的中小功率移动储能电源提出进一步研发，其通过优化储能电源内部电路模块的布局设计来形成一套涵盖AC-DC、DC-DC BUCK、DC-DC BOOST开关电源电子线路的三合一移动储能电源，能够用于指导技术人员进一步实现智能管理系统，以便对电网供电、锂电池供电时实现按比例分配，以较小开关电源设计功率满足充电及输出设备功率匹配要求。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或能够完全解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本实用新型提供一种三合一移动储能电源，其通过优化内部电路模块涵盖AC-DC、DC-DC BUCK、DC-DC BOOST开关电源电子线路，以便对电网供电、锂电池同时供电时实现按比例分配，以较小开关电源设计功率满足充电及输出设备功率匹配要求。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种三合一移动储能电源，用于满足充电及输出设备功率匹配要求，其内部具有带若干电路模块的PCBA电路板，这些电路模块包括：

AC-DC模块，其与PCBA电路板的同步整流模块相连接，并且其接入电网电源转换后经过同步整流模块而为连接至储能电源TYPEC接口或USB接口的终端设备供电；

电池放电比例调整模块，其一端连接一可控精密稳压源；

智能管理系统，其与电池放电比例调整模块相连接，并且其分别接入用于充电指示灯的LED器件、以及用于电池放电指示灯的LED器件；

DC-DC BOOST模块，其与智能管理系统相连接，并且在无电网电源接入且用电设备接入储能电源时，使智能管理系统自动识并接通DC-DC BOOST模块；

DC-DC BUCK模块，其与智能管理系统相连接，于电网断电或电池包失效充电超时状况时，使智能管理系统主动切断DC-DC BUCK充电电路而使充电电路进入待机睡眠工作状态。

结合以上本实用新型之技术方案，技术人员还可结合实际需求对技术方案进一步限定或补充，可供限定或补充的技术手段包括以下任意一项：

另外，电路模块还包括QC3.0协议芯片；

其中，稳压源可优选采用TL431可控精密稳压源。

对于所实施的电路模块，还包括光耦模块，其与AC-DC模块相连接。

另外，PCBA电路板还包括电池包联接器。

另外，PCBA电路板的接口包括QC3.0输出端口，用于为符合QC3.0快充接口的移动设备供电或充电。

对于以上技术方案，技术人员可进一步针对外部结构实施以下任意一项：

技术人员可对储能电源外壳设计，其由面壳、中框以及底壳构成；

技术人员可对储能电源外部设计，其储能电源装有插头组件；

技术人员可对储能电源外部设计，其面壳外表面设置硅胶垫。

本实用新型通过优化中小功率移动储能电源内部电路模块，涵盖AC-DC、DC-DCBUCK、DC-DC BOOST开关电源电子线路，以便对电网供电、锂电池供电时实现按比例分配，以较小开关电源设计功率满足充电及输出设备功率匹配要求。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其结构分解示意图；

图2是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其外部示意图；

图3是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其外形部分示意图；

图4是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其电路连接原理示意图；

图5是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其内部电路模块U6及U8部分的电路连接示意图；

图6是本实用新型所实施的三合一移动储能电源，其内部电路模块U7部分电路连接示意图。

图中：

1、硅胶垫；

2、面壳；

3、插头组件；

4、PCBA电路板；

5、中框；

6、底壳。

具体实施方式

本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，所实施的技术手段要达到的目的在于，如何通过优化以往的中小功率移动储能电源内部电路模块布局来使其涵盖AC-DC、DC-DC BUCK、DC-DC BOOST开关电源电子线路，从而以较小开关电源设计功率满足充电及输出设备功率匹配要求。

本实用新型所实施之技术方案，主要通过储能电源内部电路模块的合理设置来满足充电及输出设备功率匹配要求，由于储能电源应用的条件与构建系统的需求不同，所涉及的范围较广，对于不在本实用新型技术方案范围之内的常规技术手段，例如，本实施例无必要将每个元器件的型号、无关紧要的电路元件、装配方式、导线之间的实物连接等细化出来，例如，电路之间的通电显然采用线路进行连接，技术人员显然能够根据系统空间对各个电路模块选择适宜的位置进行安装，系统在布局完成之后可采用不同的外壳进行装配等。因而，所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的三合一移动储能电源布局，技术人员根据不同的应用条件以及装配需求，按照本申请形成的各个模块布局进行实际装配与调试，能够构建成最终的系统模块布局，并且通过所构建成的系统模块布局实际获得一系列优势，这些优势将会在以下对系统结构的解析中逐步体现出来。

进一步地，对于拟实施的三合一移动储能电源，技术人员能够根据本领域常见的知识对其装配外部壳体，壳体的尺寸、外形等均可根据设计人员需求而定，例如，所配置的外壳可具有散热孔、电源插孔、相应的按钮等，由于电子装置的外壳多种多样且大多与外形、尺寸等有关，因而，有关外壳的技术手段并不属于本实用新型技术方案之内。

如图1-3所示，本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，对于其外部结构，技术人员可根据不同的产品设计需求或面向客户应用需求进行相应的配置，包括实施由面壳2、中框5、底壳6构成的外壳结构，于中框5内部设置相匹配的PCBA电路板4，于移动储能电源外部结合常规技术手段设置相应的插头组件3，于面壳2外表面设置硅胶垫1，对于插头组件3的型号或其与外壳之间的连接方式则由技术人员结合常规技术手段来实施，对于中框5外侧所增设的按钮或连接端口等也由技术人员结合常规技术手段来实施，因而，这些能够实施的技术手段或能够拓展的技术手段并不包括在本实用新型主体技术方案之内。

如图4-6所示，本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，对于产品内部所设置的PCBA电路板4，其电路模块布局设计包括首先布局一U1部分，其采用65W AC-DC模块。

相应地，以上所实施的U1部分外部接入T1元件并且通过该T1元件连接U2部分，即同步整流模块，此U2部分外部接入Q1元件；

相应地，以上所实施的U1部分外部同时接入C2元件并且通过该C2元件连接U3部分，即光耦模块，此U3部分外部接入R7元件；

进一步地，以上所实施的U3部分外围布局两个稳压源模块，即U4部分与U5部分并且这两部分均采用TL431型号，TL431为可控精密稳压源，通常情况下，它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值，该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，因而，在很多应用中技术人员可用它代替稳压二极管，例如，数字电压表、运放电路、可调压电源、开关电源等。

本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，其电路模块布局设计还包括U6A部分，即电池放电比例调整模块，该模块外围接入一R12元件，并且此电池放电比例调整模块一端连接U5可控精密稳压源。

相应地，以上所实施的电池放电比例调整模块与智能管理系统相连接，该智能管理系统(Intelligent control system)，该智能管理系统外部通过一R15元件连接用于充电指示灯的LED1器件，同时，智能管理系统外部通过一R14元件连接用于电池放电指示灯的LED2器件；此外，该智能管理系统接有微动开关SW1；

进一步地，以上所实施的智能管理系统分别连接U6部分、U8部分。该部分的具体电路原理为：

其中的U6部分为DC-DC BOOST，当外部电源接入时，系统自动识别并禁止DC-DCBOOST工作，在无电网电源接入条件下，当用电设备接入储能系统时，系统自动识别并接通DC-DC BOOST，当用电设备移开时，DC-DC BOOST进入待机睡眠模式；

其中的U8部分为DC-DC BUCK，用于为电池包充电，当储能电源接入电网时，智能系统自动检测电网供电、电池容量，充电过程中通过不间断检测电池容量、充电电压、电流、温升，调整电池包充电电压、电流，直至充满关断，当出现电网断电或电池包失效充电超时状况，系统便于主动切断DC-DC BUCK充电电路，并使充电电路进入待机睡眠工作状态，降低待机能耗。

本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，其电路模块布局设计还包括U7部分，即QC3.0协议芯片，该模块外围布置R17元件、R16元件。

本实用新型拟实施的三合一移动储能电源，还包括CN1即TYPEC接口、CN2即USB接口、CN3即电池包联接器，当U1即AC-DC部分接入电网电源，通过AC-DC转换后，经过次边同步整流供CN1/CN2为终端设备供电，CN1给USB-C口终端设备供电，CN2为QC3.0输出端口，可为所有符合QC3.0快充接口的移动设备供电或充电；当输出功率超过设定值时，系统自动识别，切断CN2输出端口。

本实用新型通过实施以上技术方案能够部分解决或完全解决在应用中出现的一些问题，因此，在具体的应用过程中，技术人员还可以在根据不同设计需求进行优化或改进之后来体会到不同的效果，例如：

①当市电给储能电池充电时，可以控制一个输出端口工作，另一个端口不工作或根据储能电源最大设计功率智能调节与分配输出功率；

②优化或改进的储能电源可集成储能电池充电与检测控制技术，通过检测电池种类与状态，实现对电池充电过程与切断的智能控制，以保证电池充电过程符合不同电池的各种充电曲线，当储能电源充电超过规定时限时，自动切断充电过程,电路进入待机睡眠工作状态；

③优化或改进的储能电源集成智能供电功能，在没有电力电网的情况下，储能电源能检测市电有无以及输出端口有无插入用电设备，智能控制输出端口输出电压与电流；

④所优化或改进的储能电源储能电路设计，有利于再结合自行设计的程序来深入实现智能充电、按比例分配端口输出电流与功率等特征。

当然，以上所优化或改进的储能电源各种进一步的设计，完全取决于技术人员在参照本实用新型技术方案之后所结合的各种不同设计需求，这属于本领域常规技术手段或后期可行性的拓展技术手段，本实用新型技术方案在此不再花费大量的精力另行设计，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本实用新型技术方案DC-DC BOOST模块、DC-DCBUCK模块、以及AC-DC模块构成的三合一移动储能电源，或再结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本实用新型技术效果之外；②采用公知技术对本实用新型技术方案的部分特征的等效替换，例如，对可替换实施的电子元器件、线路元件等进行替换，所产生的技术效果与本实用新型技术效果相同；③以本实用新型技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本实用新型技术方案之外；④利用本实用新型文本记载内容所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。

Claims (10)

1.一种三合一移动储能电源，用于满足充电及输出设备功率匹配要求，其内部具有带若干电路模块的PCBA电路板，其特征在于，所述电路模块包括：

AC-DC模块，其与所述PCBA电路板的同步整流模块相连接，并且其接入电网电源转换后经过所述同步整流模块而为连接至储能电源TYPEC接口或USB接口的终端设备供电；

电池放电比例调整模块，其一端连接一可控精密稳压源；

智能管理系统，其与所述电池放电比例调整模块相连接，并且其分别接入用于充电指示灯的LED器件、以及用于电池放电指示灯的LED器件；

DC-DC BOOST模块，其与所述智能管理系统相连接，并且在无电网电源接入且用电设备接入储能电源时，使所述智能管理系统自动识并接通所述DC-DCBOOST模块；

DC-DC BUCK模块，其与所述智能管理系统相连接，于电网断电或电池包失效充电超时状况时，使所述智能管理系统主动切断所述DC-DC BUCK充电电路而使充电电路进入待机睡眠工作状态。

2.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：其电路模块还包括QC3.0协议芯片。

3.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述稳压源采用TL431可控精密稳压源。

4.根据权利要求1-3任一项所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述电路模块还包括光耦模块，其与所述AC-DC模块相连接。

5.根据权利要求4所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述智能管理系统分别连接充电指示灯、放电指示灯。

6.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述PCBA电路板还包括电池包联接器。

7.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述PCBA电路板的接口包括QC3.0输出端口，用于为符合QC3.0快充接口的移动设备供电或充电。

8.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述储能电源外壳由面壳、中框以及底壳构成。

9.根据权利要求1所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述储能电源装有插头组件。

10.根据权利要求8所述的三合一移动储能电源，其特征在于：所述面壳外表面设置硅胶垫。

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