本發(fā)明涉及供電裝置快充技術(shù)，尤其涉及一種快速穿戴移動設(shè)備供電裝置。

背景技術(shù)：

縱觀3C智能設(shè)備這幾年的變化，分辨率是越來越高，其CPU也從單核到多核發(fā)展。目前，中國智能穿戴移動設(shè)備用戶越來越多，這充分表明了智能穿戴移動設(shè)備正逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚墓ぞ?。我們撥打電話，聽歌、上網(wǎng)、看電影、導(dǎo)航等等都需要用到它，尤其在目前4G和wifi等暢通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，儼然已經(jīng)成為了生活中的必需品。不過它有致命的弱點：續(xù)航能力不足，并且充電時間過長，這也是穿戴移動設(shè)備高速發(fā)展的一個技術(shù)瓶頸，而移動電源的出現(xiàn)解決了這樣的問題，目前不少用戶，都會配備一個供電裝置比如移動電源，以備不時之需。

然而移動電源充電慢的問題，成為許多用戶的煩惱，快充技術(shù)的出現(xiàn)解了燃眉之急。隨著快充技術(shù)的興起，各式各樣的快充型供電裝置也隨之出現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種快速穿戴移動設(shè)備供電裝置。

本發(fā)明包括輸入接口單元、至少一個電池充放電模塊、MCU、輸出電能變換單元，所述電池充放電模塊包括充電管理單元、電池、電池電能信息檢測單元和放電控制單元，其中，所述電池電能信息檢測單元分別與充電管理單元和電池相連；所述MCU分別與輸入接口單元、充電管理單元、電池電能信息檢測單元和放電控制單元相連，所述輸入接口單元、充電管理單元、電池、放電控制單元、輸出電能變換單元依次按照電流流向設(shè)置。

本發(fā)明作進一步改進，所述充電管理單元根據(jù)MCU輸出調(diào)節(jié)信號進行分步電壓調(diào)節(jié)。

本發(fā)明作進一步改進，所述分步電壓調(diào)節(jié)具體為：在恒流充電階段，MCU通過電池電能信息檢測單元獲取充電電流，當(dāng)充電電流下降到設(shè)定值時，MCU輸出調(diào)節(jié)信號，提升充電管理單元的輸出電壓，提升充電電流，直至恒流充電階段結(jié)束。

本發(fā)明作進一步改進，所述快速穿戴移動設(shè)備供電裝置的充電方法包括如下步驟：

S1：電池第一電壓開始充電；S2：進入恒流充電階段，通過脈沖電流充電；S3：恒流充電階段后期，進行分步電壓調(diào)節(jié)；S4：分步電壓調(diào)節(jié)與脈沖電流充電結(jié)束，進入恒壓充電階段；S5：電池第二電壓充電結(jié)束。

本發(fā)明作進一步改進，在步驟S1中，第一電壓為3.0V，在步驟S5中，第二電壓為4.2V。

本發(fā)明作進一步改進，所述輸入接口單元包括用于外部電壓輸入的接入端子和用于判斷是否有外部電壓接入的判斷電路，當(dāng)判斷電路判斷有外部電壓接入，MCU開啟充電模式；當(dāng)判斷電路判斷沒有外部電壓接入，MCU開啟放電待機模式。

本發(fā)明作進一步改進，MCU采集到輸入電壓接入，MCU與放電控制單元連接的引腳輸出低電平，放電控制單元處于斷開狀態(tài)，使每節(jié)鋰電池都處于獨立平行的狀態(tài)。

本發(fā)明作進一步改進，所述電池充放電模塊的數(shù)量為兩個以上。

本發(fā)明作進一步改進，所述電池充放電模塊在充電模式下，每個充電管理單元對與其相連的電池獨立平行充電；在放電待機模式下，電池經(jīng)各自的放電控制單元連接為一個整體并聯(lián)放電。

本發(fā)明作進一步改進，所述輸出電能變換單元設(shè)有多個輸出電壓等級。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：并聯(lián)的電流充電方式，實現(xiàn)了大電流，大功率的充電，減少了電池的充電時間，同時也解決了電池并聯(lián)時所導(dǎo)致的分流不均的影響；在傳統(tǒng)的充電模式下，加入了分步電壓調(diào)節(jié)充電的快速充電方式，進一步地節(jié)省了充電的時間；使用脈沖電流的充電方式，可以減少熱量的產(chǎn)生；MCU的智能控制，更為有效且精確地保護了電池，使其壽命以及安全系數(shù)得到提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為充電模式并聯(lián)電流擴容示意圖；

圖3為充電階段分步電壓調(diào)節(jié)實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括輸入接口單元、三個電池充放電模塊、MCU(微控制單元,Microcontroller Unit)、輸出電能變換單元，其中，三個電池充放電模塊分別并聯(lián)在輸入接口單元和輸出電能變換單元之間，電池充放電模塊所述電池充放電模塊包括充電管理單元、電池、電池電能信息檢測單元和放電控制單元，所述輸入接口單元、充電管理單元、電池、放電控制單元、輸出電能變換單元依次按照電流流向設(shè)置。

本例的電池為能夠充放電的鋰電池，第一電池充放電模塊包括充電管理單元1、鋰電池1、放電控制單元1，以及分別與充電管理單元1和鋰電池1相連的電池電能信息檢測單元1，第二電池充放電模塊包括充電管理單元2、鋰電池2、放電控制單元2，以及分別與充電管理單元2和鋰電池2相連的電池電能信息檢測單元2，第三電池充放電模塊包括充電管理單元3、鋰電池3、放電控制單元3，以及分別與充電管理單元3和鋰電池3相連的電池電能信息檢測單元3。

本例的MCU分別與輸入接口單元、充電管理單元1、充電管理單元2、充電管理單元3、電池電能信息檢測單元1、電池電能信息檢測單元2、電池電能信息檢測單元3、放電控制單元1、放電控制單元2、放電控制單元3相連，進行分步電壓控制、充電、放電的切換管理。

本例的輸入接口單元分別與充電管理單元1、充電管理單元2、充電管理單元3、MCU連接，所述輸入接口單元把輸入電壓的接入情況傳輸?shù)組CU處理，所述MCU根據(jù)輸入電壓的接入情況進行充電、放電程序的執(zhí)行。

本例的充電管理單元1、充電管理單元2、充電管理單元3根據(jù)MCU的輸出情況進行分步電壓調(diào)節(jié)；所述鋰電池1、鋰電池2和鋰電池3分別與對應(yīng)的充電管理單元、對應(yīng)的放電控制單元、對應(yīng)的鋰電池電能信息檢測單元連接，進行能量的儲存和釋放。

本例的鋰電池電能信息檢測單元用于對與其相連的鋰電池進行鋰電池的充電電流檢測、鋰電池電壓檢測并把檢測信息傳輸?shù)組CU；本例放電控制單元與對應(yīng)的鋰電池、輸出電能變換單元、MCU連接，根據(jù)MCU的輸出情況進行放電的控制。

本例輸出電能變換單元設(shè)有多個輸出電壓等級，并與放電控制單元1、放電控制單元2、放電控制單元3連接，能夠根據(jù)用戶需求變換所需的電壓等級。

本例的輸入接口單元包括用于外部電壓輸入的接入端子和用于判斷是否有外部電壓接入的判斷電路，當(dāng)判斷電路判斷有外部電壓接入，MCU開啟充電模式；當(dāng)判斷電路判斷沒有外部電壓接入，MCU開啟放電待機模式。

如圖2所示，當(dāng)處于充電模式下，鋰電池電能信息檢測單元1、鋰電池電能信息檢測單元2、鋰電池電能信息檢測單元3與MCU連接并將檢測的鋰電池的充電電流、電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)組CU處理，所述MCU根據(jù)處理的數(shù)據(jù)進行分步電壓調(diào)節(jié)、并聯(lián)電流擴容。MCU采集到輸入電壓接入，MCU與放電控制單元連接的引腳輸出低電平使放電控制單元1、放電控制單元2、放電控制單元3處于斷開狀態(tài)，使每節(jié)鋰電池都處于獨立平行的狀態(tài)。

如圖3所示，MCU根據(jù)從鋰電池電能信息檢測單元輸入的信息作出相應(yīng)的策略。所述充電管理單元根據(jù)MCU輸出調(diào)節(jié)信號進行分步電壓調(diào)節(jié)，具體地：所述分步電壓調(diào)節(jié)為在傳統(tǒng)鋰電充電模式：涓流、恒流、恒壓三段充模式下的恒流充電階段， MCU通過電池電能信息檢測單元獲取充電電流，當(dāng)充電電流下降到設(shè)定值時，MCU輸出調(diào)節(jié)信號，提升充電管理單元的輸出電壓，提升充電電流，直至恒流充電階段結(jié)束。

本例以鋰電池1充電過程為例，鋰電池2和鋰電池3的充電方法原理與鋰電池1相同，本例快速穿戴移動設(shè)備供電裝置基于分步電壓和并聯(lián)電流擴容，其充電方法包括如下步驟：

S1：鋰電池電壓3.0V開始充電，進入充電涓流階段；

S2：進入恒流充電階段，在恒流充電階段：前期使用脈沖電流的方式進行充電；

S3：在恒流充電階段后期，隨著鋰電池電壓的提高，充電電流會隨之下降。通過采樣監(jiān)控每一路的充電電流，比如，鋰電池1充電電流下降到設(shè)定值時，分步電壓調(diào)節(jié)充電開啟，MCU輸出調(diào)節(jié)信號提升充電管理單元1的輸出電壓，使充電電流提升到預(yù)定的電流值。

S4：當(dāng)鋰電池1采集的電壓達(dá)到進入恒壓充電的設(shè)定值時，比如本例的4.2V，則關(guān)閉鋰電池1分步電壓調(diào)節(jié)和脈沖電流充電，進入恒壓充電階段。

S5：在恒壓充電階段，充電電流會較為迅速地下降，通過檢測充電電流為恒流電流的預(yù)定百分比時，表示充電結(jié)束，這時使芯片處于待機模式。

本例的并聯(lián)電流擴容是指電池充放電模塊在充電模式下處于獨立并聯(lián)關(guān)系，每個充電管理單元對與其相連的鋰電池獨立平行充電；在放電待機模式下，鋰電池經(jīng)各自的放電控制單元連接為一個整體并聯(lián)放電。

本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點：

（1）并聯(lián)的電流充放電方式，實現(xiàn)了大電流，大功率的充電，減少了鋰離子電池的充電時間，同時也解決了電池并聯(lián)時所導(dǎo)致的分流不均的影響；

（2）在傳統(tǒng)的充電模式下，加入了分步電壓調(diào)節(jié)充電的快速充電方式，進一步地節(jié)省了充電的時間；

（3）使用脈沖電流的充電方式，可以減少熱量的產(chǎn)生；

（4）MCU的智能控制，更為有效且精確地保護了電池，使其壽命以及安全系數(shù)得到提高。

本發(fā)明除了適用于為穿戴移動設(shè)備提供電源外，也適用于智能手機、平板等需要備用電源充電的設(shè)備。

以上所述之具體實施方式為本發(fā)明的較佳實施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體實施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本具體實施方式，凡依照本發(fā)明所作的等效變化均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。