可驗鈔式移動電源的製作方法
2023-05-15 01:14:11 1
可驗鈔式移動電源的製作方法
【專利摘要】可驗鈔式移動電源，涉及移動電源。設有USB輸入接口、適配器、充電電路、鋰電芯、微處理器、DC/DC升壓電路、5V輸出電路、電壓採樣電路、電壓放大電路、電量顯示電路、驗鈔電路和鋰電芯過充過放保護電路；所述充電電路的輸入端分別接USB輸入接口和適配器的輸出端，充電電路的輸出端分別接鋰電芯和升壓電路的輸入端，升壓電路的5V充電電壓輸出端接5V輸出電路的輸入端，電壓採樣電路的輸入端接5V輸出電路的輸出端，電壓採樣電路輸出端接微處理器和電壓放大電路，微處理器輸出埠接充電電路、升壓電路和電量顯示電路，電壓放大電路輸出端接升壓電路，驗鈔電路的輸出端接微處理器；鋰電芯過充過放保護電路與鋰電芯連接。
【專利說明】可驗鈔式移動電源
【技術領域】
[0001] 本發明涉及移動電源，尤其是涉及一種可驗鈔式移動電源。
【背景技術】
[0002] 移動電源是一種集供電和充電功能於一體的可攜式充電器，可以給手機等數碼設 備隨時隨地充電或待機供電。一般配備多種電源轉接頭，通常具有大容量、多用途、體積小、 壽命長和安全可靠等特點，是可隨時隨地為手機、數位相機、筆記本、平板電腦、MP3、MP4、 PDA、掌上電腦、掌上遊戲機等多種數碼產品供電或待機充電的功能產品。目前市場上大多 數移動電源產品的品質主要取決於能量轉換率與放電曲線，高品質移動電源的轉換效率可 達80%左右，普通的則在70%?75%，差的甚至只有30%，若轉換率低於75%，則意味著移 動電源線路損耗較大，電芯本身的發熱量也大，對手機本身的傷害也大。但是，市場上的大 部分移動電源產品功能單一，僅僅為消費者提供充電服務。若能夠集成紫外光LED，則可以 為消費者提供驗鈔服務。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供充電性能優越，且具有驗鈔功能的一種可驗鈔式移動電源。
[0004] 本發明設有USB輸入接口、適配器、充電電路、鋰電芯、微處理器、DC/DC升壓電路、 5V輸出電路、電壓採樣電路、電壓放大電路、電量顯示電路、驗鈔電路和鋰電芯過充過放保 護電路；
[0005] 所述充電電路的輸入端分別接USB輸入接口和適配器的輸出端，充電電路的輸出 端分別接鋰電芯和DC/DC升壓電路的輸入端，DC/DC升壓電路的5V充電電壓輸出端接5V輸 出電路的輸入端，電壓米樣電路的輸入端接5V輸出電路的輸出端，電壓米樣電路的米樣電 壓信號輸出端分別接微處理器的輸入埠和電壓放大電路的輸入端，微處理器的輸出埠 分別接充電電路、DC/DC升壓電路和電量顯示電路，電壓放大電路的輸出端接DC/DC升壓電 路，驗鈔電路的輸出端接微處理器；鋰電芯過充過放保護電路與鋰電芯連接。
[0006] 與現有的移動電源相比，本發明的技術效果是：本發明便於將驗鈔電路、驗鈔LED 燈與移動電源PCB板融合設計與貼裝製造。突破原有移動電源產品功能單一的現狀，產品 除了為消費者提供充電服務以外，還可以提供隨時隨地的簡易驗鈔服務，提高消費者在外 出旅行與辦公時進行小額現金交易的安全性，降低消費者受到不法商販欺騙的概率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發明實施例的結構組成框圖。
[0008] 圖2為本發明實施例的電路組成原理圖。
[0009] 圖3為本發明實施例的充電電路組成原理圖。
[0010] 圖4為本發明實施例的DC/DC升壓電路組成原理圖。
[0011] 圖5為本發明實施例的鋰電芯過充過放保護電路組成原理圖。
[0012] 圖6為本發明實施例的電壓採樣電路組成原理圖。
[0013] 圖7為本發明實施例的驗鈔電路組成原理圖。
[0014] 圖8為本發明實施例的微處理器組成原理圖。
[0015] 圖9為本發明實施例的開關電路組成原理圖。
[0016] 圖10為本發明實施例的負反饋穩壓電路組成原理圖。
[0017] 圖11為本發明實施例的單片機系統程序流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下實施例將結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0019] 參見圖1，本發明實施例設有USB輸入接口 1、適配器2、充電電路3、鋰電芯4、微處 理器5、DC/DC升壓電路6、5V輸出電路7、電壓採樣電路8、電壓放大電路9、電量顯示電路 10、驗鈔電路11和鋰電芯過充過放保護電路12。
[0020] 所述充電電路3的輸入端分別接USB輸入接口 1和適配器2的輸出端，充電電路 3的輸出端分別接鋰電芯4和DC/DC升壓電路6的輸入端，DC/DC升壓電路6的5V充電電 壓輸出端接5V輸出電路7的輸入端，電壓採樣電路8的輸入端接5V輸出電路7的輸出端， 電壓米樣電路8的米樣電壓信號輸出端分別接微處理器5的輸入埠和電壓放大電路9的 輸入端，微處理器5的輸出埠分別接充電電路3、DC/DC升壓電路6和電量顯示電路10， 電壓放大電路9的輸出端接DC/DC升壓電路6,驗鈔電路11的輸出端接微處理器5 ;鋰電芯 過充過放保護電路12與鋰電芯4連接。
[0021] 所述鋰電芯4採用18650鋰電芯，作為本發明的核心元器件。首先，先給18650鋰 電芯充電。其次，為提高電路系統的安全性，再加上18650鋰電芯本身成本較高，所以增加 一個充電管理系統，即鋰電芯過充過放保護電路。最後，當需要給移動終端充電時，18650鋰 電芯放電，但由於18650鋰電芯的本身電壓在2. 7?4. 2V之間，且電壓的大小與鋰電芯電 量呈正比例關係，考慮到相同電位之間是無法相互充電的，所以需通過升壓電路，將2. 7? 4. 2V的18650鋰電芯電壓升至5V後，再給移動終端提供充電或持續供電的服務。
[0022] 從當前社會群體的消費需求與消費觀念上看，一個可以提高轉換效率，併兼容其 他新功能的移動電源將是一個值得研究和設計的課題。本發明將市面上運用廣泛、電芯轉 換效率高、成本適中的18650鋰電芯作為儲能載體，將電能進行儲存隨身攜帶，以方便為移 動終端提供充電服務，併兼容驗鈔功能，以滿足用戶的驗鈔需求。
[0023] 首先，本發明先對18650鋰電芯進行充能，充能方式為使用常用手機充電適配器 連接一個充電電路進行5V充電。其中，充電過程中通過電量指示燈閃爍顯示，提示用戶 18650鋰電芯是否充電完畢。其次，是DC/DC轉換的升壓電路，其使用過程是將18650鋰電 芯的2. 7?4. 2V電壓通過DC/DC轉換升壓成所需的5V充電電壓，即將電芯內的"粗糙電 荷"轉化為"精細電荷"，以提高移動終端內置電芯的使用壽命和移動電源的充電效率。在 使用移動電源時，用戶只需通過USB接線連接移動電源OUT埠，另一端連接5V充電電壓 的移動終端，打開輸出開關就可以對移動終端進行充電。移動電源主要存在四種充電模式： 涓流充電、恆流充電、恆壓充電、充電完成與再充電。為了有效地保護移動終端的電芯，使其 達到最大儲能效果，在電流充電過程中需要具備過充過放（即過流、過載和短路）保護。同 時，移動電源加有紅、橙、綠、藍四色LED燈進行電量顯示，使用戶可以在使用過程中實時了 解電芯電量。最後，本發明兼容了驗鈔功能，當用戶有相應需求時，也可打開相應開關進行 使用。
[0024] 圖2給出本發明實施例的電路組成原理圖，以下對本發明的具體電路加以說明。
[0025] (1) 18650鋰電芯充電電路
[0026] 參見圖3,本發明可兼容DC適配器與USB充電兩種充電方式。
[0027] (2) DC/DC升壓電路（S-8355升壓電路）
[0028] 參見圖4,本發明選擇的PWM模式DC/DC轉換器具有消耗電流低的特點。與過去 PFM模式的DC/DC轉換器相比，當輸出電流過低時，脈衝不會發生跳躍，即輸出電壓紋波頻 率不產生變化，所以不會出現紋波電壓増大的缺點。
[0029] (3) 18650鋰電芯保護電路（鋰電芯過充過放保護電路）
[0030] 參見圖5,18650鋰電芯保護電路中主要由集成電路S-8261、充放電控制 MOSFET (內部含有兩顆N-M0SFET)等器件構成。充電狀態下，當18650鋰電芯內部電壓大於 4. 35V時，S-8261的ASIC電路中的CO埠將輸出電信號，使充電控制MOSFET截止，從而停 止對18650鋰電芯進行充電，以防止18650鋰電芯由於過度充電而造成永久性的損傷。放 電狀態下，當18650鋰電芯的電壓降到2. 30V時，S-8261的ASIC電路中DO腳輸出信號，使 放電控制MOSFET截止，從而停止18650鋰電芯對外放電，以防止18650鋰電芯由於過度放 電而造成永久性的損傷。VM為S-8261的ASIC電路中的電流檢測腳，當輸出電路短路時，會 造成充放電控制MOSFET導通電壓的急劇下降，VM端的電壓線性升高，S-8261輸出電信號控 制充放電控制MOSFET的迅速截止，從而實現過流、短路保護。
[0031] (4)電壓採樣電路
[0032] 參見圖6,此電路輸出端電壓較小，僅為5V，所以信號相對較小。出於對成本以及 設計要求的考慮，本發明採用電阻式分壓採樣，若電壓較大，可採用互感器進行分壓採樣。
[0033] (5)驗鈔電路
[0034] 參見圖7,將驗鈔LED燈與單片機SN8P271IA相連，編寫相應原始碼，使之通過按壓 開關控制驗鈔電路導通與截止。
[0035] (6)微處理器
[0036] 參見圖8,單片機採用SN8P2711A，DC-般使用電芯供電，當電芯電壓在設定閥值 範圍內或單片機驅動負載時，系統電壓極易下降導致進入死區。此時，系統電壓將固定，不 會繼續下降到檢測電壓LVD，即系統一直處於在死區。故電路中用XC62063穩壓器進行穩 壓。其中，單片機P4. 2埠為電壓採樣接收端，所接收的採樣電壓將經過A/D轉換，轉為控 制藍、綠、橙、紅四色LED燈的發光狀態的光信號以提示電芯剩餘電量，具體工作狀態如表1 所示。
[0037] 表1電量指示燈工作狀態表
[0038]
【權利要求】
1.可驗鈔式移動電源，其特徵在於設有USB輸入接口、適配器、充電電路、鋰電芯、微處 理器、DC/DC升壓電路、5V輸出電路、電壓採樣電路、電壓放大電路、電量顯示電路、驗鈔電 路和鋰電芯過充過放保護電路； 所述充電電路的輸入端分別接USB輸入接口和適配器的輸出端，充電電路的輸出端分 別接鋰電芯和DC/DC升壓電路的輸入端，DC/DC升壓電路的5V充電電壓輸出端接5V輸出電 路的輸入端，電壓米樣電路的輸入端接5V輸出電路的輸出端，電壓米樣電路的米樣電壓信 號輸出端分別接微處理器的輸入埠和電壓放大電路的輸入端，微處理器的輸出埠分別 接充電電路、DC/DC升壓電路和電量顯示電路，電壓放大電路的輸出端接DC/DC升壓電路， 驗鈔電路的輸出端接微處理器；鋰電芯過充過放保護電路與鋰電芯連接。
【文檔編號】G07D7/12GK104319839SQ201410565840
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】陳鵬昇, 林雄偉, 張旻澍, 洪泉洋, 劉超 申請人:廈門理工學院