[实用新型]基于低效电池的USB接口电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种USB接口电源，更具体的说，尤其涉及一种利用低效电池的USB接口便携式电源。

背景技术

目前，大量的便携式电子产品普遍采用电池供电，许多电池尤其是非充电电池无法完全将电量用尽，由于低效或其他原因被丢弃。尤其是实验室里大量的数字万用表都采用9V叠层电池供电，使用中发现，当电池电压降到7V～8V时，万用表就会出现电压低的标识，此时测量数据已经不准确了，通常这样的电池就会被作为乏电池丢弃。而实际上这些低效电池还存有30％甚至更多的电量可用。这样一方面造成能源浪费，另一方面还会污染环境。

发明内容

本实用新型采用低功耗、高效率的Buck-Boost型DC/DC转换器设计出一种稳压电源，能将低效电池供电转换成稳定的+5V电压，经过USB插座输出，为具有USB接口的设备供电，可以实现低效电池的再利用，充分发挥电池效能，并达到节能和环保的目的。

本实用新型的基于低效电池的USB接口电源，包括电池组1、电子开关1、电池组2、电子开关2、电池组3、电子开关3、DC/DC转换器、LED指示组件以及USB插座，其特征是：电池组1的正极与电子开关1的输入端相连接，电子开关1的输出端与DC/DC转换器的工作电源输入端VIN相连接；电池组2的正极与电子开关2的输入端相连接，电子开关2的输出端与DC/DC转换器的VIN端相连接；电池组3的正极与电子开关3的输入端相连接，电子开关3的输出端也与DC/DC转换器的VIN端相连接；电池组1的负极与电池组2、电池组3的负极相连接，并与DC/DC转换器的地端GND相连接；DC/DC转换器的功率输出端PVOUT分别与LED指示组件的正端、USB插座的+5V端相连接；USB插座的GND端和LED指示组件的负端都与DC/DC转换器的地端GND相连接；稳定的+5V电压从USB插座的+5V端和GND端输出。

本实用新型的基于低效电池的USB接口电源，所述电池组1由三节被数字万用表显示低效的同型号9V叠层电池串联而成，电池组2、电池组3与电池组1的组成及结构相同；电子开关1、电子开关2、电子开关3分别由同型号肖特基二极管D1、D2、D3构成。

本实用新型的基于低效电池的USB接口电源，所述DC/DC转换器由集成电路IC1构成，IC1的型号为LTC3114-1。

本实用新型的基于低效电池的USB接口电源，所述LED指示组件由限流电阻R5和发光二极管LED1串联构成。R5既可以保护发光二极管LED1，也有助于减小功耗。发光二极管LED1亮时，说明三组电池组中至少有一组还存有电量；若LED1熄灭，说明三组电池 组电量耗尽，提示使用者需要更换电池组了。

基于低效电池的USB接口电源，以Buck-Boost型DC/DC转换器LTC3114-1为核心，LTC3114-1能够根据输入电压的高低自动选择工作模式，若输入电压低于设定的+5V时，电路工作在Boost(升压)模式；反之，当输入电压高于+5V时，则工作在Buck(降压)模式。LTC3114-1的转换效率很高，输入电压在+5V到+30V之间变化，输出电流不大于600mA时，效率达85％以上。无论LTC3114-1工作在升压还是降压模式，始终输出稳定的+5V电压。+5V电压通过USB插座对外输出。

为保证电源的安全，所有电池组使用同型号电池。低效的9V叠层电池电压低于8V，采用三节电池串联，可以提高电池组电压，使LTC3114-1工作在效率较高的状态。三组电池组并联可以增加低效电池组的供电时间，电子开关选用同型号的肖特基二极管，肖特基二极管的导通电压较低，便于为LTC3114-1提供更高的电压。一般情况下，三组电池组电压不相同，开机时，与电压最高的电池组串联的电子开关率先导通，为LTC3114-1供电。随着工作时间的延长，正在为LTC3114-1输入电流的电池组电压下降，当下降到与电压次高的电池组电压相同时，与电压次高的电池组串联的电子开关也导通，两组电池组同时供电。一旦出现三组电池组电压相同时，则三个电子开关都导通，三组电池组同时为LTC3114-1供电。电子开关可以防止电压高的电池组对电压低的电池组充电，避免爆炸、起火等危险情况的发生。当发光二极管LED1熄灭时，说明三组电池组电量耗尽，应当更换三个电池组。