能存储信息的移动电源的设计

电子信息化时代的到来，智　能手机已经普及，使移动电源成　为必备，但因其体积相对较大，　携带不便，如今，小小的ｕ盘作　为移动信息存储设备，因其体积　轻巧而备受大家喜爱。本丈设计　了一种带有信息存储功能的手机　移动电源。在ｕ盘模块中，有一　个ｕ盘插口，可与电脑相连接进　行信息处理：在移动电源模块设　计有开启、关闭按钮来控制移动　电源的通断：侧面有手机充电插　口及移动电源插口　本设计解决　了两者的携带问题并加强使用功　能，显著效果在于：集移动电源、　信息存储、信息处理于一体，携　带方便，操作简单，能直接通过　手机处理信息、可广泛应用于各　类电子设备上　

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【关键词】移动电源ｕ盘信息存储信息处　理　

１概述　１．１选题背景及目的　现在这个社会上，于机、ＭＰ３、ｉｐａｄ等　移动电子设备已经是完全地普及开来了，而有　设备经常会出现电最不足的情况，所以移动　电源就可以完美地解决这个问题，不过一般情　况下的移动电源相对来说是比较大的，很多人　会因为携带不方便而放弃它。而ｕ盘作为移　动信息存储设备，大多数人都会在身上带着１—２　个ｕ盘，如果再加｝二移动电源的话，那么人　们身｝　的空间可以说是被ｆ　用了很大一部分，　所以我就想要制作出一个可以将两者合一、方　便携带的设备。本文设计了具有信息存储功能　的手机移动电源。　

１．２具有信息存储功能的手机移动电源设计思　路　

我所设计‘的是‘种具有信息存储功能的　手机移动电源，由ｕ盘、移动电源组成．其　特征在于：移动电源内装有基本电路板，电路　板上装有：充、放电模块、信息　储模块、信　息处理模块。移动电源侧面有手机充电接口以　及移动电源充电插【】，正面有移动电源的控制　按钮：当按＿卜肩动按钮时，移动电源可以正常　给手机、ＭＰ３等电于设备充电；当按下关闭　按钮时，移动电源不能给手机等电子设备充电。　该两个按钮均不影响对移动电源的充电功能，　对于ｕ斑的使用也不影响。在移动电源的尾　部有一盖子，将ｕ盘插口盖住，以防止ｕ盘　插口损坏，敛使移动电源的信息存储以及信　息处理功能不能正常使用。在移动电源通过Ｕ　盘插几接入电脑时，可以正常给移动电源充电，　

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・电子技术　能存储信息的移动电源的设计　

嗑　口　文／沈红雷　嗑｝羹块　咎动电探｝羹块　厂　Ｌ　————八—１　

手机充电插口　謦銎　

图１：具有信息存储功能的手机移动电源　结构图　

图３：移动电源工作框图　并且可以在电脑上进行ｕ盘内信息的处理。　２设计原理　如图１所示，为具有信息存储功能的手机　移动电源结构图，本设计分为两个模块：一为　ｕ盘模块，一为移动电源模块。在ｕ盘模块中，　

有一个ｕ盘插口，可以通过此插口与电脑相　连接，进行信息的处理；在移动电源模块中，　有移动电源开启按钮和移动电源关闭按钮，分　别控制移动电源的通断，侧面有手机充电插口，　用以给手机等移动设备充电，在给手机充电的　同时，可以通过手机处理Ｕ盘内的信息；以　及移动电源充电插口，用以给移动电源充电。　如图２所示，为具有信息存储功能的手　机移动电源的工作框图，在图中可看出，在　用普通充电器为移动电源充电时是无法处理Ｕ　盘中的数据的，但是当我们用电脑ＵＳＢ充电　或者直接将ｕ盘插入电脑时，都可以处理ｕ　盘中的数据；另外，当手机与移动电源进行连　接时，可以通过移动电源上的开启／关闭按钮　进行操控，来决定是否需要直接在手机上对ｕ　盘进行信息数据处理。　３硬件设计　３．１移动电源电路的组成及原理　所谓的移动电源，也就是充电宝，是把　储存电能、升压、释放电能、充电管理的功能　合为一体的一种方便携带的移动设备。　移动电源由电芯、直流升压电路模块、　充电管理电路模块以及外壳组成。　３．１ｌ】移动电源电芯　目前市场上的电芯主要分为两种：高级　锂聚合物电芯和１８６５０锂电芯，而本设计中使　用的是ｌ８６５０锂电芯。　图２：具有信息存储功能的手机移动电源　工作框图　图４　图５　图６：稳压供电电路模块　

１　８６５０锂电芯是目前移动电源中使用最为　广泛的一种电芯，它的标准电压为３．７ｖ，容　量一般都在２０００～３０００毫安之间。而我们之所　以用来储存电能的介质都是锂离子电芯，是因　为锂离子电芯具有如下优点：　（１）电压高：　（２）比能量大：　（３）循环寿命长；　（４）安全性能好：　（５）自放电小；　（６）快速充电；　（７）工作温度适宜；　（８）价格适中。　这些优点对于储能介质来说都是非常重　

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程・１０７　电子技术・Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　要的，而我们常用的移动电源对于这方面的要　求也是极为严格的，所以这些优点也就造就了　锂离子电芯的实用性，所以有很多数码产品的　电池都是使用的锂电池。　而一般的锂电池工作电压很低，标准的　电压为３．７Ｖ。虽然锂电池的电压也会随着电　池容量的上升而上升，但是最高也只能上升　到４．２ｖ。但是一般来说，大多数数码产品，　如：手机、Ｍｒｐ３、ＭＰ４、笔记本电脑……，这　些数码产品的标准充电电压都是要５Ｖ的，而　２．７Ｖ－４．２Ｖ的电压明显是不能给这些数码产品　充电，所以这就需要将锂电池自身的电压“增　高”，当升到足够高（通常为５Ｖ）的时候，　才能正常给数码产品充电。　３．１．２直流升压电路模块　直流升压在移动电源中的定义，就是把　锂电池中较低（这里为３．７ｖ）的电压，升高　到需要的电压。目前的直流升压电路都是先通　过高频振荡来获得一个低压，再通过变压器将　这个低压提升至一开始设定好的电压值，最后　再经过整流输出我们想要的较高（移动电源中　一般设定为５Ｖ）的直流电压。这种升压方式　也被称之为ＤＣ—ＤＣ升压，也叫直流升压电路，　简单来说就是一种将直流电转换直流电的电　路。　但是在国内，这种升压的转换率一般都　比较低，约为５Ｏ一７０％。　３．１－３充电管理电路模块　充电管理电路模块针对的是移动电源内　电能使用完之后，对移动电源进行的充电。　在移动电源充电时，充电管理电路模块　主要是根据充电电压的大小，来调节充电的电　流大小，以减小充电对电池的损伤。　３．１．４外壳　外壳一般分为两种：塑料壳和金属壳。　３．２　ｕ盘电路　ｕ盘，也叫ＵＳＢ闪存驱动器，是一种通　过ＵＳＢ接口，直接插在电脑ＵＳＢ中，和电脑　进行连接，并可以在电脑上处理Ｕ盘里的数据、　资料等等，实现信息的存储、处理。也是人们　日常生活中最常用的数据存储设备中的一个。　３．２，ｌ　Ｕ盘电路的组成　ｕ盘因为体型较小，方便携带，所以它的　组成结构也是相当简单，由ＵＳＢ接口、主控　芯片、ＦＬＡＳＨ（闪存）芯片、以及外壳组成。　（１）ＵＳＢ接口。ＵＳＢ接口，相当于是ｕ　盘的“肉体”，主要作用就是连接到电脑上，　建立起电脑主机或者手机与Ｕ盘的沟通桥梁，　以方便对ｕ盘内的数据进行处理。如果ＵＳＢ　接口出现损坏时，ｕ盘将无法与电脑、手机进　行沟通。　（２）主控芯片。主控芯片，也就是ｕ盘　的“大脑”，主要负责连接闪存芯片与ＵＳＢ　接口，同时也控制着ｕ盘各类器件的协调。　只有有了主控芯片，电脑主机才能识别出Ｕ盘。　Ｕ盘的主控芯片型号较多，最受欢迎的属　于群联ＰＨＩＳＯＮ主控芯片，因为这款芯片的兼　容性相对于其他主控芯片来说，是最好的一靓　而且这款芯片的读写速度在与其他芯片作比较　之后，也是读写最快的芯片。　我所采用的是ａｕ９３８０芯片。　（３）ＦＬＡＳＨ（闪存）芯片。ＦＬＡＳＨ（闪存）　芯片是ｕ盘真正的核心，起着最主要的作用。　ｕ盘内所有的数据的“存放地”。并且在电脑　上处理Ｕ盘内的文件时，就算出现了断电、　跳闸的情况，ｕ盘内的文件也会原封不动的保　留在ｕ盘内，不会出现数据丢失的情况，性　能极为可靠。我采用的是ＮＡＮＤ闪存设备是　一种非易失性存储技术，即断电后仍能保存数　据。结合了ＥＰＲＯＭ和ＥＥＰＲＯＭ结构它的发　展目标就是降低每比特存储成本、提高存储容　量。　（４）外壳。ｕ盘的外壳多种多样，按照　材料来分的话，可以分为塑料、木质、金属、　硅胶等等；如果按照样式来分的话，可以分为　简约型、卡通型、商务型、迷你型……　３．２．２　Ｕ盘电路的原理　当我们把ｕ盘的ＵＳＢ接口和电脑主机进　行连接的时候，电脑主机就会通过ＵＳＢ接口　的连接处，向ｕ盘供电。也就是说，ｕ盘是　不需要自己供电的，当需要使用时，直接与电　脑主机连接即可实现正常工作。　在主机向ｕ盘供电后，ＵＳＢ接口中的数　据输入端将会变成高电平，输出端变成低电　这样电脑主板就可以检测到Ｕ盘的连接状态，　接着Ｕ盘的“大脑”，也就是主控芯片就可　以调用ｕ盘ＦＬＡＳＨ（内存）芯片中存储好的　数据信息了，当调取到这些信息的时候，再通　过ＵＳＢ接口传输到电脑主机中，而主机接收　到这些信息之后，就会自己安装ｕ盘的驱动　程序。　等到安装结束之后，我们就可以在电脑　ＰＣ端上看到Ｕ盘内存储着的数据信息了。当　然，也可以对其进行处理、修改。　

４电路解析　４．１移动电源电路工作框图　如图３所示。　・　４．１．１充电　从Ｍｉｎｉ　ＵＳＢ输入端输入电源，对移动　电源充电，冲到电芯中，在充电过程中，由　ＳＴＭ８Ｓ００３检测充电状态，根据检测到的信号　由Ｉ／Ｏ口输出控制ＬＥＤ亮灯　４．１－２放电　使用时，按下控制开关。电芯输出３．７Ｖ　电压，经由升压电路升到５Ｖ，再由ＵＳＢ输出　端输出到手机等电子设备。同时ＳＴＭ８Ｓ００３检　测电芯内剩余电量，再控制ＬＥＤ亮灯状态　

４．２　Ｕ盘工作框图　４．２．１滤波稳压供电电路模块　（１）滤波电路模块　图４、图５为滤波　电路模块，图中所示的磁珠是为了消除信号线、　电源线上的高频噪声和干扰，另外它还具有吸　收静电脉冲的能力。　（２）稳压电路模块。图６为稳压供电电　路模块，其中ＶＣＣ为Ｕ盘插入电脑后得到的　５Ｖ供电电压，ＶＣＣ３．３是由主控电路稳压后得　到的３．３Ｖ电压。　当ｕ盘插入电脑时，由于ＶＣＣ３．３的影响，　ＵＳＢ．ＤＰ为高电平，ＵＳＢ—ＤＭ为低电平，所以　电脑就可以检测到ｕ盘已插入，这是电脑就　可以读取到ｕ盘里存储的信息了。　４．２．３主控：芭＝片电路模块　图７中，２１号引脚与闪存芯片相连接，　用来检测ｆｌａｓｈ芯片是否处于忙状态的。如果　处于忙状态的话，ｆｌａｓｈ的Ｒ／！Ｂ端是低电平，　则２ｌ号引脚是低电平，否则不检测的话，则　保持在高电平状态下。　４．２．３　ｆｌａｓｈ芯片模块　如图８所示，ｌ／０端连接主控芯片，主控　芯片控制信号的输入或输出，由ＶＣＣ２ＦＭ向　闪存芯片供电。　

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