模块化移动电源的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，具体的，涉及模块化移动电源。


背景技术：

2.模块化移动电源可以将多个移动电源堆叠在一起，使其成为具有更高电池容量的大型移动电源，也可以将它们分成较小的移动电源，同时为多个设备充电。模块化移动电源能够满足用于的多种需要，因此得到广泛的应用。目前，在多个移动电源堆叠充电时，由于移动电源内在环境和外在环境的影响，导致多个移动电源之间存在不一致性，从而导致容量低的电池容易出现过放电的现象。


技术实现要素：

3.本实用新型提出模块化移动电源，解决了相关技术中模块化移动电源在使用时容易出现单个电池过放电的问题。
4.本实用新型的技术方案如下：在任一单体电池的正极均设置有电压检测电路，多路电压检测电路均与主控芯片连接，还包括均衡控制电路，所述均衡控制电路包括变压器pt1、mos管q1和二极管d1，
5.所述变压器pt1原边的第一端与电池组的正极连接，所述变压器pt1原边的第二端与mos管q1的漏极连接，所述mos管q1的源极接地，所述mos管q1的栅极与所述主控芯片连接，所述变压器pt1副边的第一端通过选择电路分别连接多个单体电池的正极，所述变压器pt1副边的第二端连接二极管d1的阴极，所述二极管d1的阳极通过所述选择电路分别连接多个单体电池的负极，
6.所述选择电路包括模拟开关u2和多路继电器电路，其中一路继电器电路包括继电器k1，所述模拟开关u2的io端和地址选择端均与所述主控芯片连接，所述继电器k1线圈的一端与所述模拟开关u2的io1端连接，所述继电器k1线圈的另一端接地，所述继电器k1的第一常开触点串联在所述变压器pt1副边的第一端和单体电池b1的正极之间，所述继电器k1的第二常开触点串联在所述变压器pt1副边的第二端和单体电池b1的负极之间。
7.进一步，其中一路所述电压检测电路包括电阻r4、电阻r5和运放u1a，所述电阻r4和所述电阻r5串联，所述电阻r4的一端与单体电池b1的正极连接，所述电阻r5的一端接地，所述电阻r4和所述电阻r5的串联点接入所述运放u1a的同相输入端，所述运放u1a的输出端反馈连接至反相输入端，所述运放u1a的输出端作为所述电压检测电路的输出，接入所述主控芯片。
8.进一步，还包括负载短路保护电路，所述负载短路保护电路包括采样电阻r6、继电器k10、运放u3a和运放u6，所述采样电阻r6和继电器k10的常闭触点均串联在负载的供电电路中，所述采样电阻r6的第一端接入运放u3a的同相输入端连接，所述采样电阻r6的第二端接入运放u3a的反相输入端，所述运放u3a的输出端反馈连接至反相输入端，
9.所述运放u3a的输出端接入所述运放u6的同相输入端，所述运放u6的反相输入端
与基准电压vref连接，所述运放u6的输出端用于控制继电器k10线圈的通断。
10.进一步，还包括继电器控制电路，所述继电器控制电路包括电阻r8和三极管q2，所述电阻r8的一端与所述运放u6的输出端连接，所述电阻r8的另一端与所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管q2的集电极与继电器k10线圈的一端连接，所述继电器k10线圈的另一端与电源vcc连接。
11.进一步，还包括基准源电路，所述基准源电路包括串联的电阻r48和电阻r47，所述电阻r48的一端与电源5v连接，所述电阻r47的一端接地，所述电阻r48和所述电阻r47的串联点作为所述基准电压vref，接入所述运放u6的反相输入端。
12.本实用新型的工作原理及有益效果为：
13.本实用新型通过设置多路电压检测电路，分别检测多个单体电池的电压，当某一个单体电池电压过低时，主控芯片通过向mos管q1发送控制指令，控制mos管q1导通，变压器pt1的原边储存能量，然后主控芯片控制mos管q1关断，储存在变压器pt1原边的能量通过变压器pt1的副边、二极管d1向电压过低的单体电池充电，提高了对应单体电池的电压，避免某个单体电池过度放电，有利于提高整体电池组的使用寿命。
14.其中，多个单体电池均通过选择电路与变压器pt1的副边连接，以继电器k1为例，当需要电池组向单体电池b1充电时，主控芯片通过控制模拟开关u2对应的通道导通、控制继电器k1的线圈通电，继电器k1的常开触点闭合，变压器pt1副边的第一端和单体电池b1的正极连接、变压器pt1副边的第二端和单体电池b1的负极连接，实现电池组向单体电池b1充电。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
16.图1为本实用新型中选择电路原理图；
17.图2为本实用新型中电压检测电路原理图；
18.图3为本实用新型中负载短路保护电路原理图；
19.图中：1选择电路，2电压检测电路，3负载短路保护电路。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，本实施例模块化移动电源在任一单体电池的正极均设置有电压检测电路，多路电压检测电路均与主控芯片连接，还包括均衡控制电路，均衡控制电路包括变压器pt1、mos管q1和二极管d1，
22.变压器pt1原边的第一端与电池组的正极连接，变压器pt1原边的第二端与mos管q1的漏极连接，mos管q1的源极接地，mos管q1的栅极与主控芯片连接，变压器pt1副边的第一端通过选择电路分别连接多个单体电池的正极，变压器pt1副边的第二端连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极通过选择电路分别连接多个单体电池的负极，
23.选择电路包括模拟开关u2和多路继电器电路，其中一路继电器电路包括继电器k1，模拟开关u2的io端和地址选择端均与主控芯片连接，继电器k1线圈的一端与模拟开关u2的io1端连接，继电器k1线圈的另一端接地，继电器k1的第一常开触点串联在变压器pt1副边的第一端和单体电池b1的正极之间，继电器k1的第二常开触点串联在变压器pt1副边的第二端和单体电池b1的负极之间。
24.本实施例通过设置多路电压检测电路，分别检测多个单体电池的电压，当某一个单体电池电压过低时，主控芯片通过向mos管q1发送控制指令，控制mos管q1导通，变压器pt1的原边储存能量，然后主控芯片控制mos管q1关断，储存在变压器pt1原边的能量通过变压器pt1的副边、二极管d1向电压过低的单体电池充电，提高了对应单体电池的电压，避免某个单体电池过度放电，有利于提高整体电池组的使用寿命。
25.其中，多个单体电池均通过选择电路与变压器pt1的副边连接，以继电器k1为例，当需要电池组向单体电池b1充电时，主控芯片通过控制模拟开关u2对应的通道导通、控制继电器k1的线圈通电，继电器k1的常开触点闭合，变压器pt1副边的第一端和单体电池b1的正极连接、变压器pt1副边的第二端和单体电池b1的负极连接，实现电池组向单体电池b1充电。
26.主控芯片可以选用市场上通用的单片机、dsp、arm等控制芯片，本实施例中具体采用arm芯片stm32f103。
27.进一步，如图2所示，其中一路电压检测电路包括电阻r4、电阻r5和运放u1a，电阻r4和电阻r5串联，电阻r4的一端与单体电池b1的正极连接，电阻r5的一端接地，电阻r4和电阻r5的串联点接入运放u1a的同相输入端，运放u1a的输出端反馈连接至反相输入端，运放u1a的输出端作为电压检测电路的输出，接入主控芯片。
28.电阻r4和电阻r5串联在电池b1的正极和地之间，电阻r5的端电压与电池b1的正极电压成比例；电阻r4和电阻r5的串联点接入运放u1a的同相输入端，运放u1a构成电压跟随器，运放u1a的输出电压与电池b1的正极电压成比例；运放u1a的输出电压接入主控芯片，主控芯片通过读取运放u1a的输出电压即可得到电池b1的正极电压。
29.同理，电阻r1和电阻r2串联在电池b2的正极和地之间，电阻r2的端电压与电池b2的正极电压成比例；电阻r1和电阻r2的串联点接入运放u1b的同相输入端，运放u1b构成电压跟随器，运放u1b的输出电压与电池b2的正极电压成比例；运放u1b的输出电压接入主控芯片，主控芯片通过读取运放u1b的输出电压即可得到电池b2的正极电压。
30.电池b1和电池b2串联，电池b1的正极电压和电池b2的正极电压之间的差值即为电池b1两端的电压。按照同样的方法，得到每一单体电池两端的电压。
31.进一步，如图3所示，还包括负载短路保护电路，负载短路保护电路包括采样电阻r6、继电器k10、运放u3a和运放u6，采样电阻r6和继电器k10的常闭触点均串联在负载的供电电路中，采样电阻r6的第一端接入运放u3a的同相输入端连接，采样电阻r6的第二端接入运放u3a的反相输入端，运放u3a的输出端反馈连接至反相输入端，
32.运放u3a的输出端接入运放u6的同相输入端，运放u6的反相输入端与基准电压vref连接，运放u6的输出端用于控制继电器k10线圈的通断。
33.进一步，还包括继电器控制电路，如图3所示，继电器控制电路包括电阻r8和三极管q2，电阻r8的一端与运放u6的输出端连接，电阻r8的另一端与三极管q2的基极连接，三极
管q2的发射极接地，三极管q2的集电极与继电器k10线圈的一端连接，继电器k10线圈的另一端与电源vcc连接。
34.负载电阻r6串联在负载的供电电路中，负载电阻r6的两端分别接入运放u3a的同相输入端和反相输入端，运放u3a构成减法运算电路，运放u3a的输出电压与负载电阻r6两端的电压成比例；运放u3a的输出电压接入运放u6的同相输入端，运放u6构成电压比较器，当负载发生短路时，负载电阻r6两端的电压增加，运放u3a的输出电压增加，运放u3a的输出电压大于基准电压vref，运放u6的输出高电平信号，三极管q2导通，继电器k10的线圈通电，继电器k10的常闭触点断开，及时切断负载供电电路，避免电路元件的损坏。
35.进一步，还包括基准源电路，如图3所示，基准源电路包括串联的电阻r48和电阻r47，电阻r48的一端与电源5v连接，电阻r47的一端接地，电阻r48和电阻r47的串联点作为基准电压vref，接入运放u6的反相输入端。
36.电阻r48和电阻r47串联在电源5v和地之间，电阻r47的端电压即为基准电压vref，根据实际需要，通过调节电阻r47和电阻r48的阻值，即可调节基准电压vref的大小。
37.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。