專利名稱：手機外置電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源設備，尤其涉及一種手機外置電源。
背景技術：
隨著手機技術的迅速發展，手機的功能被大大的擴展，造成現有手機內置電池的容量遠遠不能滿足使用的需要，特別在人們外出時，手機的充電給使用者帶來極大的不便。

實用新型內容為了克服現有手機內置電池的容量不能滿足使用需要的缺陷，本實用新型手機外置電源提供一種集供電和充電功能于一體的便攜式電能存儲裝置，可以給手機等數碼設備隨時隨地的充電或待機供電。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是一種手機外置電源，其特征在于該電源包括殼體、電池組和功能電路板，其中功能電路板設置有穩壓輸出電路、恒流充電電路、電量指示電路和安全保護電路。所述殼體包括上殼和下殼,在上殼上面設置有充電指不燈、功能控制按鈕和電量指示燈；殼體的端面設有標準四針放電USB接口、LED燈和標準五針充電USB接口，標準五針充電USB接口直接與計算機等具有USB接口輸出的設備相連接就可進行充電，LED燈可用于照明，使本手機外置電源具有手電功能。設計的殼體結構內置T形電量指示板及安全保護電路板，T形電量指示板置于上殼的槽位內，通過T形電量指示板左右限位塊左右限位，并通過凸出T形電量指示板的塑料柱燙接固定于上殼，在T形電量指示板上連接四個燈片，燈片透過上殼面小孔指示電源電量，即四個電量指示燈；電池組采用2個18650鋰電池(3. 6V、2. 2Ah)并聯，共4. 4Ah，放入上、下殼空腔內，由分別位于上、下殼的電池限位結構，將電池固定壓緊于殼內JfT形電量指示板、安全保護電路板和電池組等裝入上殼后，通過上殼公扣和下殼母扣將上殼和下殼緊密的扣裝在一起，扣位分布于上、下殼左右各2個，前端I個，后端2個。所述穩壓輸出電路是在電池組的正極BAT+和負載電阻R之間串聯I個電感器LlOl和I個快恢復二極管D101，在電感器LlOl和快恢復二極管DlOl的連接點和電池組的負極BAT-之間連接一個開關管M0S101，在快恢復二極管DlOl輸出端和電池組的負極BAT-之間連接一個濾波電容ClOl和電阻R101、R102的串聯支路，電阻R101、R102的連接點連接開關管M0S101的驅動控制電路，該驅動控制電路連接電池組正、負兩極和開關管M0S101。進一步，所述穩壓輸出電路通過控制開關管M0S101的導通構成電感器LlOl的儲能回路，即電池組正極BAT+、電感器LlOl、開關管M0S101和電池組的負極BAT-順次連接構成的回路，快恢復二極管DlOl用于阻斷濾波電容ClOl通過開關管M0S101的放電回路。當開關管M0S101導通時，給電感器LlOl充入一定量的電能；當開關管M0S101阻斷時，充入電感器LlOl中的電能加電池組輸出的電能共同向負載R供電，從而提升輸出電壓。[0010]進一步，電壓采樣用串聯的電阻RlOl和R102的連接點上的電壓隨負載電阻R兩端的電壓升降變化，當負載電阻R兩端的電壓高于極限值時，電阻R101、R102的連接點上的電壓超限，控制開關管M0S101的驅動控制電路關閉驅動信號。 所述恒流充電電路是在充電USB接口正極DC+和電池組的正極BAT+之間順次串入開關管M0S201和電感器L201，在此設定開關管M0S201和電感器L201連接點為Al，電感器L201的輸出端為A2，在Al和充電USB接口負極DC-之間連接一個二極管D201，在A2和充電USB接口的負極DC-之間并聯連接一個濾波電容C201和順次連接電阻R201、R202和R203而構成的輸出電壓采樣電路，R201與R202的連接點設定為A3，A3連接開關管M0S201驅動控制電路，該控制電路連接充電USB接口正、負兩極和開關管M0S201，R202與R203的連接點設定為A4，A4連接電池組的負極BAT-。進一步，所述恒流充電電路，當開關管M0S201導通時，標準五針充電USB接口正極DC+、開關管M0S201、電感器L201、電池組、采樣電阻R203以及標準五針充電USB接口負極DC-順次連接構成導通回路，此狀態下電池組處于充電狀態。進一步，當采樣電阻R203中的電流達到限量值時，A3點的反饋信號控制開關管M0S201開斷。當開關管M0S201斷開時，在開關管M0S201導通狀態下存入電感器L201中的能量處于釋放狀態，釋放回路為電感器L201、電池組、采樣電阻R203、二極管D201以及電感器L201順次連接。開關管M0S201的通斷由專用的驅動控制電路控制，驅動量受A3點的反饋信號控制。所述電量指示電路采用電壓比較方式，設置4個獨立的電壓比較器對比電池組兩端的電壓與4個基準電壓點的電壓，基準電壓源由通用穩壓管和限流電阻搭建而成。當電池電壓高于基準點電壓時，控制顯示用綠色發光管發光；當電池電壓低于基準點電壓時，控制顯示用綠色發光管不發光。在4個顯示燈都亮時，代表電池中的儲能量大于80%;在3個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于60% ;在2個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于40% ;在I個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于20% ;在4個顯示燈都不亮時，代表電池中的儲能量小于20 %，需要停止使用，并充電。電池電壓通過串聯兩個分壓電阻R301、R302來取樣，將取樣值連接至四個電壓比較器的反向輸入端，穩壓管IC作為2. 5V基準使用，通過4顆串接電阻R305、R307、R3011、R301分壓取樣，分別連接在四個電壓比較器的同向輸入端。2.5V電壓通過4顆電阻R305、R307、R3011、R3013分壓后的4個基準電壓為2. 5V、2. 38V、2. 26V、I. 88V。電池電壓通過2顆分壓電阻R301、R302取樣的值與基準的4個電壓進行比較，可以計算出4個轉燈臨界點。所述安全保護電路為獨立的電路板，采用通用標準芯片設計而成，主要電路結構是電池BAT正極連接電阻R401，電阻R401連接在保護芯片HY-2111的5腳，5腳和6腳之間連接電容C401，6腳連接至電池負極，2腳連接電阻R402到地，電池負極連接2顆NM0S(IC8205內置)至地，電池負極和地之間直接連接電阻R403。進一步，安全保護電路的工作方式是，電池正極連接電阻R401給芯片HY-2111供電，2腳連接電阻R402至地，用于過流檢測，當芯片HY-2111檢測電池電壓低于最低限定電壓時，芯片HY-2111的I腳控制8205的1、2、3、4腳NMOS關斷，此時電池不能放電，但是可以充電；當電池電壓高于最高限定電壓時，芯片HY-2111的3腳控制8205的5、6、7、8腳NMOS關斷，此時電池不能充電，但是可以放電。電池負極和地之間的電阻R403用于保護電路的緩慢自恢復。本實用新型的有益效果是，該手機外置電源體積小、工作安全可靠、攜帶方便，可以給手機等數碼設備隨時隨地的充電或待機供電。

圖I是手機外置電源外型尺寸圖；圖2是手機外置電源的功能端口圖；圖3是手機外置電源的結構爆炸圖；圖4是手機外置電源的上殼體的裝配圖；圖5是手機外置電源內置電池限位圖；圖6是手機外置電源上下殼裝配扣位圖；圖7是穩壓輸出電路圖；圖8是具體實施的穩壓輸出電路圖；圖9是恒流輸出電路圖；圖10是具體實施的恒流充電電路圖；圖11是具體實施的電量顯示電路圖；圖12是具體實施的電池保護電路圖；如圖所示，圖中的阿拉伯數字表示如下I.電量指示燈、2.充電指示燈(藏于7下方打光)、3.標準四針放電USB接口、4. LED燈、5.標準五針充電USB接口、6.上殼、7.功能控制按鈕、8. T形電量指示板、9.安全保護電路板、10.下殼、11.電池組、12.燈片(4個)、13.限位(設于6上)、14.定位柱(設于6上)、15.塑料管柱(設于6上)、16.限位骨位(設于6上)、17.限位骨位(設于10上)、18.母扣(設于10上)、19.公扣(設于6上)。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，所述殼體包括上殼6和下殼10，在上殼6上面設置有充電指示燈2、功能控制按鈕7和電量指示燈I ;殼體的端面設有標準四針放電USB接口 3、LED燈4和標準五針充電USB接口 5，標準五針充電USB接口 5直接與計算機等具有USB接口輸出的設備相連接就可進行充電，LED燈4可用于照明，使本手機外置電源具有手電功能。設計的殼體結構內置T形電量指示板8及安全保護電路板9，T形電量指示板8置于上殼6的槽位內，通過T形電量指示板左右限位13定位，并通過凸出T形電量指示板8的定位柱14燙接固定于上殼6，在T形電量指示板上連接四個燈片12，燈片12透過上殼6小孔指示電源電量，即四個電量指示燈12 ;安全保護電路板9通過上殼6上的塑料管柱15用螺絲固定于上殼6并通過4腳插針與T形電量指示板8連通；電池組11采用2個18650鋰電池(3. 6V、2. 2Ah)并聯,共4. 4Ah,放入上、下殼空腔內，由分別位于上殼6和下殼10的限位骨位16和限位骨位17定位，將電池組定位壓緊于殼體腔內；將T形電量指示板8、安全保護電路板9和電池組11等裝入上殼6后，通過公扣19和母扣18將上殼6和下殼9緊密的扣裝在一起，扣位分布于上殼6和下殼9左右各2個，前端I個，后端2個。如圖7，為穩壓輸出電路，在電池組的正極BAT+和負載電阻R之間串聯I個電感器LlOl和I個快恢復二極管DlOl，在電感器LlOl和快恢復二極管DlOl的連接點和電池組的負極BAT-之間連接一個開關管M0S101，在快恢復二極管DlOl輸出端和電池組的負極BAT-之間連接一個濾波電容ClOl和電阻R101、R102的串聯支路，電阻R101、R102的連接點連接開關管M0S101的驅動控制電路，該驅動控制電路連接電池組正、負兩極和開關管MOSIOIo穩壓輸出電路采用圖8集成電路結構，芯片采用YF3145內置驅動控制電路和驅動電路，如前述電路中的開關管M0S1，相同功能接口由YF3145的I腳引出，LlOll采用PS6D28-6R8NB, DlOl 采用 SK34SMA，電壓采樣電阻 RlOl 為 34ΚΩ，R102 為 4. 53ΚΩ，放電輸出電壓為5V，最大電流為2A。如圖9，為恒流充電電路原理圖，在充電USB接口正極DC+和電池組的正極BAT+之間順次串入開關管M0S201和電感器L201，在此設定開關管M0S201和電感器L201連接點為Al，電感器L201的輸出端為A2，在Al和充電USB接口負極DC-之間連接一個二極管D201，在A2和充電USB接口的負極DC-之間并聯連接一個濾波電容C201和順次連接電阻R20UR202和R203而構成的輸出電壓采樣電路，R201與R202的連接點設定為A3，A3連接開關管M0S201驅動控制電路，該控制電路連接充電USB接口正、負兩極和開關管M0S201，R202與R203的連接點設定為A4，A4連接電池組的負極BAT-該電源充電電流是1A，最高充電電壓是4. 2V，充電輸入電源采用標準UBS 口電源，DC5V、1A。恒流充電電路采用圖10集成電路結構，主要電路結構是由標準五針充電USB接口輸入直流5V、IA電源，連接在IC YF8036芯片的3、4引腳，在這之間連接鉭電容C202 (22uF，10V)，電池組的正極BAT+連接在IC YF8036的5、6引腳，在這之間連接鉭電容C203 (22uF，10V), IC YF8036的2引腳連接一個I. 2ΚΩ電阻R204，連接至地。恒流充電電路的電流由公式ICHG = 1000V/RPR0G設置，所以設置的充電電流是O. 83A，當電池電壓低于2. 9V時，IC YF8036芯片切換到小電流預充電模式以保護低壓電池，此時的電流為設置電流的十分之一 83mA。當電池電壓高于2. 9V時，IC YF8036芯片進入全速充電模式，充電電流達到設定值O. 83A。當電池電壓達到4. 2V時，IC YF8036芯片進入恒壓充電模式，當充電電流小于設定值十分之一 83mA時，充電截止。在充電過程中，芯片的I腳背內部的MOS接地，此時充電指示燈點亮，充電完成后，指示燈熄滅。如圖11電量指示電路，采用電壓比較方式，設定的基準電壓點4個，3.6V、3.7V、
3.9V、4. OV分別對應電池組電量20 %、40 %、60 %、80 %，設置4個獨立的電壓比較器對比電池組兩端的電壓與4個基準電壓點，基準電壓源由通用穩壓管IC和限流電阻搭建而成。當電池電壓高于基準點電壓時，控制顯示用綠色發光管發光；當電池電壓低于基準點電壓時，控制顯示用綠色發光管不發光。在4個顯示燈都亮時，代表電池中的儲能量大于80% ;在3個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于60% ;在2個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于40% ;在I個顯示燈亮時，代表電池中的儲能量大于20% ;在4個顯示燈都不亮時，代表電池中的儲能量小于20 %，需要停止使用，并充電。電池電壓通過串聯兩個分壓電阻R301、R302來取樣，將取樣值連接至四個電壓比較器的反向輸入端，穩壓管IC作為2. 5V基準使用，通過4顆串接電阻R305、R307、R3011、R301分壓取樣，分別連接在四個電壓比較器的同向輸入端。2.5V電壓通過4顆電阻R305、R307、R3011、R3013分壓后的4個基準電壓為2. 5V、2. 38V、2. 26V、I. 88V。電池電壓通過2顆分壓電阻R301、R302取樣的值與基準的4個電壓進行比較，所以可以計算出4個轉燈臨界點。限流電阻 R304 = 1ΚΩ、R306 = 1ΚΩ、R308 = 1ΚΩ、R3012 = 1ΚΩ，分壓電阻 R301=12ΚΩ、R302 = 20ΚΩ、R305 = 620 Ω、R307 = 681 Ω、R3011 = 2ΚΩ、R3013 = 10ΚΩ ,電壓比較器U1A、U1B、U1C和UlD采用LM339-S，穩壓管IC采用TL431，計算出4個轉燈臨界點為4. 0V,3. 9V、3. 7V、3. 6V。當電池電壓在4. 2-4. OV時，4顆LED亮;當電池電壓在4. 0-3. 9V時，3顆LED亮；當電池電壓在3. 9-3. 8V時，2顆LED亮；當電池電壓在3. 6-3. OV時，I顆LED亮；當電池電壓低于3. OV時，所有指示燈熄滅。如圖12，所述安全保護電路，電阻R401 = 100 Ω，電容C401 = O. IuF,電阻R402 =1ΚΩ、電阻R403 = 47ΚΩ，電池正極連接電阻R401給芯片HY-2111供電，R402與R403連接點電壓，用于過流檢測，當芯片檢測電池電壓低于2. 8V時，芯片I腳控制8205的1、2、3、4腳NMOS關斷，此時電池不能放電，但是可以充電，當電池電壓高于4. 2V時，芯片3腳控制8205的5、6、7、8腳的NMOS關斷，此時電池不能充電，但是可以放電。上面所述只是為了說明本實用新型，符合本實用新型思想的各種變通形式均在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種手機外置電源，其特征在于該電源包括殼體、電池組和功能電路板，其中功能電路板設置有穩壓輸出電路、恒流充電電路、電量指示電路和安全保護電路。
2.如權利要求I所述的手機外置電源，其特征在于所述殼體包括上殼和下殼，在上殼上面設置有充電指示燈、功能控制按鈕和電量指示燈，所述殼體的端面設有放電USB接ロ、LED燈和充電USB接ロ。
3.如權利要求I所述的手機外置電源，其特征在于所述穩壓輸出電路是在電池組的正極BAT+和負載電阻R之間串聯I個電感器LlOl和I個快恢復ニ極管D101，在電感器LlOl和快恢復ニ極管DlOl的連接點和電池組的負極BAT-之間連接一個開關管MOSlOl，在快恢復ニ極管DlOl輸出端和電池組的負極BAT-之間并聯連接ー個濾波電容ClOl和電阻RlOU R102的串聯支路，電阻R101、R102的連接點連接開關管M0S101的驅動控制電路，該驅動控制電路連接電池組正、負兩極和開關管M0S101。
4.如權利要求I所述的手機外置電源，其特征在于所述恒流充電電路是在充電USB接ロ正極DC+和電池組的正極BAT+之間順次串入開關管M0S201和電感器L201，在此設定開關管M0S201和電感器L201連接點為Al，電感器L201的輸出端為A2，在Al和充電USB接ロ負極DC-之間連接I個ニ極管D201，在A2和充電USB接ロ的負極DC-之間并聯連接ー個濾波電容C201和順次連接電阻R201、R202和R203而構成的輸出電壓采樣電路，電阻R201與R202的連接點設定為A3，A3連接開關管M0S201的驅動控制電路，該控制電路連接充電USB接ロ正、負兩極和開關管M0S201，電阻R201與R202的連接點設定為A4，A4連接電池組的負極BAT-。
專利摘要本實用新型公開了一種手機外置電源，該電源包括殼體、電池組和功能電路板，其中功能電路板設置有穩壓輸出電路、恒流充電電路、電量指示電路和安全保護電路；所述殼體包括上殼和下殼，在上殼上面設置有充電指示燈、功能控制按鈕和電量指示燈，所述殼體的端面設有放電USB接口、LED燈和充電USB接口。該手機外置電源體積小、工作安全可靠、攜帶方便，集供電和充電功能于一體，可以給手機等數碼設備隨時隨地的充電或待機供電。
文檔編號H02J7/00GK202634009SQ20122025966
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者羅洪旭, 褚百清 申請人:秦皇島市芯馳光電科技有限公司