多功能充電寶應用研究

楊繼寶+韓明+丁志康+孫梓恒

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

關鍵詞：充電寶；HUB技術；OTG技術；升壓模塊

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

1 研究背景

經過充分的市場調研，發(fā)現消費者對充電寶除了充電本身需求以外，對充電寶的其他擴展功能帶著更多的期許。根據問卷調查人們希望可以通過充電寶實現數據傳輸功能，方便數據拷貝等；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。因此，基于市場需求，我們設計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，方便移動設備之間的數據拷貝和信息交換；同時具有HUB功能，解決工作中常因電腦USB口帶來的煩惱；最后還具有可調升壓功能，為生活中較大功率的電子設備（電腦等）應急供電。多功能充電寶整個裝置由18620鋰電池、LED手電筒、LCD顯示屏、開關按鍵（功能切換鍵）、HUB模塊、OTG電路、可調升壓電路、智能管理、雙功能數據線構成，如圖1所示。

2.1 原有功能

本設計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主要應用于各種不同的設備或移動設備間的連接，進行數據交換。本設計中OTG功能的實現主要是由智能管理芯片和雙功能數據線實現的。若需要讀取硬盤等設備，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據線接PC機等HOST設備，下行口與第一、第二USB接口連接，再連接鍵盤、鼠標、U盤、打印機等設備。

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

2.3 智能管理

充電寶的電路中含有保護電路（過充、過放、高溫保護）、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功能和可調升壓功能進行智能管理，根據用戶的需要進行功能切換。

2.4 雙功能數據線

與普通數據線不同之處就是在ID引腳與GND之間多接了一個開關，通過開關的通斷，讓機器分辨誰是主機、誰是Device。當開關斷開時，與普通數據線一樣，由外部設備供電；當開關閉合時，相當于OTG數據線，手機芯片檢測到ID引腳低電位，手機給U盤等外設供電。

3 多功能充電應用前景

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

本設計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上增加了數據交互能力、升壓能力、擴槽功能。這些小功能大大減輕了出行的負擔，具有很大的推廣應用價值和較大的現實經濟效益。

參考文獻

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