本實用新型涉及電池充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)合蓄電池與超級電容器的復(fù)合型移動電源。
背景技術(shù)：
移動電源，也叫充電寶、旅行充電器，移動電源是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以給手機(jī)、平板電腦等數(shù)碼設(shè)備隨時隨地充電。移動電源一般由鋰電芯（或者干電池，較少見）作為儲電單元，使用方便快捷。因此移動電源設(shè)備使用也更為頻繁，如何提高移動設(shè)備的使用時間就凸顯重要了。
目前，世面上大多數(shù)移動電源采用鋰電芯或者干電池作為儲電單元，雖然體積相對小巧，容量大，但是充電速率較慢。為了解決充電速率慢這一問題，市面上出現(xiàn)了利用超級電容器來充電的方式，超級電容器的儲能原理不同于蓄電池，其充放電過程的容量狀態(tài)有其自身的特點。超級電容器通過極化電解質(zhì)來儲能，它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次，使得超級電容器是容量非常大的電容，它的充電過程跟普通電容一樣，只是在極板上存儲一定量的電荷，是一種物理過程。而且超級電容器具有非常高的功率密度，適用于短時間高功率輸出，充電速度快，能在幾十秒到數(shù)分鐘內(nèi)完成充電過程。雖然超級電容器的充電速率較快，但是其缺點在于儲能少，漏電快。針對上述問題，本發(fā)明提出結(jié)合物理充電與化學(xué)儲能的一種復(fù)合型移動電源。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中急需一種充電速率快、電容量大、體積小方便攜帶的移動電源。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種充電速率快、電容量大、體積小方便攜帶的移動電源。
為了達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：
一種結(jié)合蓄電池與超級電容器的復(fù)合型移動電源，包括殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有：STM32控制器模塊、電池模塊、超級電容器模塊、開關(guān)電源模塊以及顯示模塊。STM32控制器模塊的輸出端分別與電池模塊、超級電容器模塊、開關(guān)電源模塊以及顯示模塊的輸入端連接，用于檢測各個模塊的狀態(tài)以及發(fā)出驅(qū)動信號，具體地，在沒有任何端口被使用時，STM32控制模塊檢測超級電容器模塊兩端的電壓，當(dāng)其電壓值小于設(shè)定值時，產(chǎn)生驅(qū)動信號傳遞給開關(guān)電源模塊，開關(guān)電源模塊開始工作，將電池模塊中的電流進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，為超級電容器模塊充電至額定值，當(dāng)檢測到超級電容器模塊兩端的電壓不低于設(shè)定值時，若五分鐘內(nèi)沒有信號動作，則STM32控制模塊驅(qū)動信號總開關(guān)關(guān)閉，以節(jié)約電量，減少電量流失；當(dāng)移動電源總開關(guān)被開啟后，STM32控制模塊立即檢測各模塊與外機(jī)端口的狀態(tài)，同時將電池模塊剩余儲能通過LCD液晶顯示器實時反饋給用戶；在檢測到輸入端被使用時，STM32控制模塊控制外部電源為電池模塊安全充電；在檢測到第一輸出端或者第二輸出端被使用時，STM32控制器模塊控制超級電容器模塊通過開關(guān)電源模塊為手機(jī)安全快速充電。
電池模塊的輸出端與開關(guān)電源模塊的輸入端連接，開關(guān)電源模塊的輸出端與超級電容器模塊的輸入端連接，用于對電池模塊輸出的電壓進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，使得從電池模塊輸出的電壓穩(wěn)定在安全范圍內(nèi)。
殼體外部設(shè)置有：總開關(guān)、輸入端、第一輸出端以及第二輸出端。STM32控制模塊分別與輸入端和總開關(guān)連接，用于檢測移動電源所處的狀態(tài)。開關(guān)電源模塊的輸出端與所述第一輸出端和所述第二輸出端連接。顯示模塊為LCD液晶顯示器。電池模塊為蓄電池，蓄電池將外部電源提供的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)儲能，這些儲能將用于超級電容器模塊為移動設(shè)備充電。第一輸出端的額定電流為1A，第二輸出端的電流為2A。STM控制模塊和開關(guān)電源模塊均設(shè)置在PCB板上。PCB板上設(shè)置有開關(guān)，用于啟動和終止電路工作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于：
1、采用蓄電池為一塊超級電容充電的方式而不是使用超級電容組的方式，實現(xiàn)了外觀的小型化，更加方便用戶攜帶。
2、顯示模塊采用LCD液晶顯示屏實時顯示蓄電池剩余電量，將電量精準(zhǔn)反饋給用戶，具有較好的實用性。
3、本實用新型結(jié)合蓄電池儲能大和超級電容放電快的優(yōu)點，充電速率快，為用戶大大節(jié)省了充電時間。
4、本實用新型使用蓄電池儲能，超級電容供能的方式，解決了超級電容漏電快的問題。
5、本實用新型設(shè)置有STM32控制模塊，該控制器具有高性能、低成本、低功耗等優(yōu)勢，性價比極高。
6、本實用新型使用蓄電池為超級電容器充電，蓄電池具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等明顯優(yōu)勢。
7、本實用新型使用的是超級電容器，超級電容器能在很小的體積下達(dá)到法拉級的電容量，無須特別的充電電路和控制放電電路，和蓄電池相比過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負(fù)面影響，從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源，超級電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題。
8、本實用新型設(shè)置有開關(guān)電源模塊，開關(guān)電源是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，控制開關(guān)開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施方式來詳細(xì)說明本實用新型；
圖1為本實用新型一種結(jié)合蓄電池與超級電容器的復(fù)合型移動電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面，通過示例性的實施方式對本實用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實施方式中。
圖1是本實用新型一種結(jié)合蓄電池與超級電容器的復(fù)合型移動電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，圖1中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為：
殼體1，STM32控制器模塊2，電池模塊3，超級電容器模塊4，開關(guān)電源模塊5，顯示模塊6，總開關(guān)11，輸入端12，第一輸出端13，第二輸出端14。
如圖1所示，本實用新型一種結(jié)合蓄電池與超級電容器的復(fù)合型移動電源，包括殼體1，殼體1內(nèi)部設(shè)置有：STM32控制器模塊2、電池模塊3、超級電容器模塊4、開關(guān)電源模塊5以及顯示模塊6。STM32控制器模塊2的輸出端分別與電池模塊3、超級電容器模塊4、開關(guān)電源模塊5以及顯示模塊6的輸入端連接，用于檢測各個模塊的狀態(tài)以及發(fā)出驅(qū)動信號，具體地，在沒有任何端口被使用時，STM32控制模塊2檢測超級電容器模塊4兩端的電壓，當(dāng)其電壓值小于設(shè)定值時，產(chǎn)生驅(qū)動信號傳遞給開關(guān)電源模塊5，開關(guān)電源模塊5開始工作，將電池模塊3中的電流進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，為超級電容器模塊4充電至額定值，當(dāng)檢測到超級電容器模塊4兩端的電壓不低于設(shè)定值時，若五分鐘內(nèi)沒有信號動作，則STM32控制模塊2驅(qū)動信號總開關(guān)11關(guān)閉，以節(jié)約電量，減少電量流失；當(dāng)移動電源總開關(guān)11被開啟后，STM32控制模塊2立即檢測各模塊與外機(jī)端口的狀態(tài)，同時將電池模塊3剩余儲能通過顯示模塊6實時反饋給用戶；在檢測到輸入端12被使用時，STM32控制模塊2控制外部電源為電池模塊3安全充電；在檢測到第一輸出端13或者第二輸出端14被使用時，STM32控制器模塊2控制超級電容器模塊4通過開關(guān)電源模塊5為手機(jī)安全快速充電。
電池模塊3的輸出端與開關(guān)電源模塊5的輸入端連接，開關(guān)電源模塊5的輸出端與超級電容器模塊4的輸入端連接，用于對電池模塊3輸出的電壓進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，使得從電池模塊3輸出的電壓穩(wěn)定在安全范圍內(nèi)。
殼體1外部設(shè)置有：總開關(guān)11、輸入端12、第一輸出端13以及第二輸出端14。STM32控制模塊2分別與輸入端12和總開關(guān)11連接，用于檢測移動電源所處的狀態(tài)。開關(guān)電源模塊5的輸出端與第一輸出端13和第二輸出端14連接。顯示模塊6為LCD液晶顯示器。電池模塊3為蓄電池，蓄電池將外部電源提供的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)儲能，這些儲能將用于超級電容器模塊4為移動設(shè)備充電。第一輸出端13的額定電流為1A，第二輸出端14的電流為2A。STM控制模塊2和開關(guān)電源模塊5均設(shè)置在PCB板上。PCB板上設(shè)置有開關(guān)，用于啟動和終止電路工作。
本實用新型工作時，當(dāng)移動電源總開關(guān)11被開啟后，STM32控制模塊2立即檢測各模塊與外機(jī)端口的狀態(tài)，同時將電池模塊3剩余儲能通過顯示模塊6實時反饋給用戶。
在檢測到輸入端12被使用時，STM32控制器模塊2通過開關(guān)電源模塊5實現(xiàn)外界電源為電池模塊3充電，具體實施過程如下：首先，當(dāng)輸入端12插入數(shù)據(jù)線時，表示進(jìn)行充電過程，STM32控制器模塊12上的電流監(jiān)測模塊探測到輸入端12的電流信號，從而使得STM32控制器模塊2對開關(guān)電源模塊5實現(xiàn)控制，具體機(jī)制為：STM32控制模塊2發(fā)出驅(qū)動信號給開關(guān)電源模塊5，開關(guān)電源模塊5開始工作，將外界電源輸入的電流轉(zhuǎn)換為額定的安全電流為電池模塊3進(jìn)行充電，同時，電池模塊3與超級電容器模塊4之前的能量交互過程停止，并且斷開移動電源與移動設(shè)備之間的充電過程。
在檢測到輸出端口（第一輸出端13或者第二輸出端14）被使用時，STM32控制模塊2控制超級電容器模塊4通過開關(guān)電源模塊5為手機(jī)安全快速充電，具體機(jī)制為：STM32控制模塊2發(fā)出驅(qū)動信號給開關(guān)電源模塊5，開關(guān)電源模塊5開始工作，將超級電容器模塊4中的電流轉(zhuǎn)換為額定電流輸出，為移動設(shè)備進(jìn)行充電。
在沒有任何端口被使用時，STM32控制模塊2檢測超級電容器模塊4兩端的電壓，當(dāng)其電壓值小于設(shè)定值時，產(chǎn)生驅(qū)動信號傳遞給開關(guān)電源模塊5，開關(guān)電源模塊5開始工作，將電池模塊3中的電流進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，為超級電容器模塊4充電至額定值，當(dāng)檢測到超級電容器模塊4兩端的電壓不低于設(shè)定值時，若五分鐘內(nèi)沒有信號動作，則STM32控制模塊2驅(qū)動信號總開關(guān)11關(guān)閉，以節(jié)約電量，減少電量流失。
本實用新型采用蓄電池為一塊超級電容充電的方式而不是使用超級電容組的方式，實現(xiàn)了外觀的小型化，更加方便用戶攜帶；顯示模塊采用LCD液晶顯示屏實時顯示蓄電池剩余電量，將電量精準(zhǔn)反饋給用戶，具有較好的實用性；本實用新型結(jié)合蓄電池儲能大和超級電容放電快的優(yōu)點，充電速率快，為用戶大大節(jié)省了充電時間；本實用新型使用蓄電池儲能，超級電容供能的方式，解決了超級電容漏電快的問題；本實用新型設(shè)置有STM32控制模塊，該控制器具有高性能、低成本、低功耗等優(yōu)勢，性價比極高；本實用新型使用蓄電池為超級電容器充電，蓄電池具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等明顯優(yōu)勢；本實用新型使用的是超級電容器，超級電容器能在很小的體積下達(dá)到法拉級的電容量，無須特別的充電電路和控制放電電路，和蓄電池相比過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負(fù)面影響，從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源，超級電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題；本實用新型設(shè)置有開關(guān)電源模塊，開關(guān)電源是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，控制開關(guān)開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型專利技術(shù)的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型專利技術(shù)的原理，在不脫離本實用新型技術(shù)原理和范圍的前提下本實用新型專利技術(shù)還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型專利技術(shù)的范圍內(nèi)。本實用新型專利技術(shù)要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。