多功能充電寶應(yīng)用研究

楊繼寶+韓明+丁志康+孫梓恒

摘 要：隨著時代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，越來越多的手持式電子設(shè)備進(jìn)入人們的生活，在辦公過程中，數(shù)據(jù)交互、為不同規(guī)格的電子設(shè)備充電以及USB接口數(shù)量的需求日益增加。為了解決現(xiàn)有充電寶功能單一的缺點(diǎn)，滿足用戶的需求。本文設(shè)計(jì)了由充電電池、HUB模塊、OTG電路、升壓模塊和主控芯片等構(gòu)成的多功能充電寶。滿足了消費(fèi)者對充電寶的功能性需求和方便攜帶的需求。

關(guān)鍵詞：充電寶；HUB技術(shù)；OTG技術(shù)；升壓模塊

中圖分類號：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0057-01

1 研究背景

經(jīng)過充分的市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者對充電寶除了充電本身需求以外，對充電寶的其他擴(kuò)展功能帶著更多的期許。根據(jù)問卷調(diào)查人們希望可以通過充電寶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，方便數(shù)據(jù)拷貝等；且希望解決在辦公時USB插槽不夠用的問題。此外，部分智能設(shè)備采用9V、12V或20V等電源適配器，而目前主流充電寶均采用5V電壓輸出，這顯出了目前充電寶通用性不強(qiáng)。因此，基于市場需求，我們設(shè)計(jì)研究了新型多功能充電寶。能夠有效的解決上述問題。

2 多功能充電寶的功能

該研究在現(xiàn)有充電寶充放電功能上增加附屬功能。如OTG功能，方便移動設(shè)備之間的數(shù)據(jù)拷貝和信息交換；同時具有HUB功能，解決工作中常因電腦USB口帶來的煩惱；最后還具有可調(diào)升壓功能，為生活中較大功率的電子設(shè)備（電腦等）應(yīng)急供電。多功能充電寶整個裝置由18620鋰電池、LED手電筒、LCD顯示屏、開關(guān)按鍵（功能切換鍵）、HUB模塊、OTG電路、可調(diào)升壓電路、智能管理、雙功能數(shù)據(jù)線構(gòu)成，如圖1所示。

2.1 原有功能

本設(shè)計(jì)中充電寶仍采用性價比高的18620鋰電池。而LCD顯示屏除對剩余電量時時顯示外，還可以顯示當(dāng)前充電寶所處的狀態(tài)（OUT-輸出，IN-輸入，OTG功能，HUB功能）以及USB口輸出的電壓。保留原有充電寶的照明等功能。

2.2 附加功能

OTG功能：OTG主要應(yīng)用于各種不同的設(shè)備或移動設(shè)備間的連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本設(shè)計(jì)中OTG功能的實(shí)現(xiàn)主要是由智能管理芯片和雙功能數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)的。若需要讀取硬盤等設(shè)備，可以使用充電寶額外供電解決功率不夠的問題。

HUB功能：采用FE2.1 QFP48芯片，上行口通過雙功能數(shù)據(jù)線接PC機(jī)等HOST設(shè)備，下行口與第一、第二USB接口連接，再連接鍵盤、鼠標(biāo)、U盤、打印機(jī)等設(shè)備。

可調(diào)升壓功能：本充電寶內(nèi)含直流可調(diào)升壓模塊，將電芯2.7-4.2V電壓轉(zhuǎn)換成為所需要的5V～21V電壓給目標(biāo)設(shè)備充電。但是轉(zhuǎn)換的電壓差越大，電路的能耗也會相應(yīng)增大，建議高于10V的電子設(shè)備只做應(yīng)急使用。

2.3 智能管理

充電寶的電路中含有保護(hù)電路（過充、過放、高溫保護(hù)）、升壓電路、智能管理芯片，與其他功能模塊相配合，增加充電寶的實(shí)用性和穩(wěn)定性。其中智能管理芯片對充放電功能、OTG功能、HUB功能和可調(diào)升壓功能進(jìn)行智能管理，根據(jù)用戶的需要進(jìn)行功能切換。

2.4 雙功能數(shù)據(jù)線

與普通數(shù)據(jù)線不同之處就是在ID引腳與GND之間多接了一個開關(guān)，通過開關(guān)的通斷，讓機(jī)器分辨誰是主機(jī)、誰是Device。當(dāng)開關(guān)斷開時，與普通數(shù)據(jù)線一樣，由外部設(shè)備供電；當(dāng)開關(guān)閉合時，相當(dāng)于OTG數(shù)據(jù)線，手機(jī)芯片檢測到ID引腳低電位，手機(jī)給U盤等外設(shè)供電。

3 多功能充電應(yīng)用前景

多功能充電寶可以有減少人們出行時數(shù)據(jù)線、轉(zhuǎn)換接口與轉(zhuǎn)換頭的攜帶。在大數(shù)據(jù)時代中，多功能充電寶的OTG功能與HUB功能提供了一種穩(wěn)定、快捷、安全的數(shù)據(jù)交換方式。多功能充電寶的升壓模塊增加了充電寶的通用性，可以應(yīng)急與不同規(guī)格電壓的電子設(shè)備，為人們的生活帶來了極大的便利。

本設(shè)計(jì)中的充電寶集多種功能于一體，但在其成本幾乎不增加、電容量也未減少的情況下，在原來充電寶的基礎(chǔ)上增加了數(shù)據(jù)交互能力、升壓能力、擴(kuò)槽功能。這些小功能大大減輕了出行的負(fù)擔(dān)，具有很大的推廣應(yīng)用價值和較大的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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