基本信息
- 项目名称：
- 多功能移动电源
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 多功能移动电源用于在户外为各种数码产品持续长时间提供电能，或者作为备用电源，以供不时之需。作品适用的产品包括了笔记本电脑、手机、数码相机、MP3等各类数码产品。仪器使用两种供电方式：大容量锂电池与手摇发电机。在锂电池电量耗尽的情况下，可以通过人工摇动手摇发电机进行发电，能满足紧急情况下的需求。其输出功率可以随时根据充电产品的不同而调节。
- 详细介绍：
- 多功能移动电源使用了双电源供电方式，进行了详细的作品电路设计与机械设计等部分。 这一可随身携带的移动电源，由以下几部分构成： （1）大容量锂电池； （2）锂电池的市电充电模块； （3）户外手摇发电及充电模块； （4）电池输出电压检测、电池剩余电量检测模块及数码管显示屏； （5）欠压、过流、反接、过载保护模块； （6）电能输出电路，包括笔记本、手机、数码相机、MP3、MP4等用电设备的充电接口，其中包括十种通用笔记本电脑电源接口、USB接口、以及常用手机、数码相机充电接口； 大容量锂电池模块，其输出首先采用了8A大电流保护板，可以防止反接短路保护，之后通过大功率开关电源模块进行输出电压调节，其效率随输出电压升高而降低；随后接入电压显示模块，通过显示屏指示其电压值，以方便调节输出功率；同时接出另一路线路通过5V稳压芯片为低功率数码产品供电。对大容量锂电池作品使用了5个二极管来指示其剩余电量，当电池电量不足时，可以通过锂电池充电模块为仪器本身充电。 另一方面，对于手摇发电机，需要对电机产生的交流信号进行稳压整流，然后通过相应的接口为数码产品充电。 对一般的数码产品，如手机、相机等锂电池供电设备，其充电电压一般为5V，电流各不相等，大多在300mA-1A之间，要求的功率较小，比较容易满足用电需求，然而对于笔记本电脑而言，充电电压为14-25V不等，功率在50W—80W之间，而且不同型号的笔记本接口不同，所以对其充电难度较大，基于这一考虑，本作品对输出端加以改进，可以产生不同的输出功率，并配以各类接口，解决了给笔记本电脑充电的难题。作品的锂电池为4.4Ah的12V六芯电池，可以供笔记本使用2小时左右，可以为10部手机充满电。采用高效的开关电源调压模块，并能保证电压波动在5%以内。与此同时，可折叠式手摇发电机可以作为仪器本身锂电池的补充，也是闲暇时健身发电的一种创意。总之，本作品的应用领域广泛，通用性很强，为学习、工作、娱乐带来了许多便利，具有较高的实用价值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品的创意来源于宿舍断电的困扰和教室插头紧张的情况，多功能移动电源用于在户外为各种数码产品持续长时间提供电能，或者作为备用电源，以供不时之需。 创新点在于：作品采用双电源供电，可以保证紧急情况下的使用；作品可以调节输出功率，以满足大功率设备（如各类笔记本）的需求；具有电量指示功能与显示屏显示电压。 技术关键在于对输出大功率的调节与稳定。 作品的主要技术指标如下： 锂电池：12V 4.4Ah； 显示屏显示电压范围：0-30V； 移动电源笔记本充电口最大输出功率：80W；输出电压误差<5%；转化效率>70%； USB输出：DC 5V 1A； 手摇发电机最大输出电压为6V，电流为200-800mA； 电路板具有过压、过流、短路保护功能； 笔记本充电口输出电压范围为：5V-15V-16V-18V-19V-20V-22V-24V ； 输出电压为15/16/18/19/20V时，电流最大为3.3A； 输出电压为直流22/24V时，电流最大为4.5A ； 电量指示板：共五个指示灯，亮5个剩余电量100%；亮4剩余电量>80%；亮3剩余电量>60%；亮3剩余电量>40%；亮1剩余电量>20%。
科学性、先进性
- 目前国内类似产品有车载电源和小功率数码产品充电的大容量移动电源，但是其价格过高，产品较少；车载电源必须插入汽车内蓄电池接口才能使用，市面上一些移动电源只能做到给小功率的数码产品充电，对笔记本电池充电的较少。本作品与这些产品的区别在于下面几个方面： 1.大容量锂电池包含在仪器中，这样产品不需要用车载电源供电； 2.能即时显示剩余电量； 3.可以调节功率，具有电压显示模块； 4.加入手摇发电模块，保证在应急情况下正常使用； 5.通用性强，仪器配备了20种常用接口，适用于各类常见电子产品，满足不同需求； 6.具有周全的保护电路，不会损坏电子产品。 作品的锂电池为4.4Ah的12V六芯电池，可以供笔记本使用2小时左右，轻松为10部手机充满电。采用高效的LM2596开关电源调压模块，并能保证电压波动在5%以内。
获奖情况及鉴定结果
- “挑战杯”是作品参加的第一个竞赛。 作品在2011年5月5日，由北林科协举办的北京林业大学“梁希杯”科技竞赛中从40个参赛队中脱颖而出被推荐参加“挑战杯”。
作品所处阶段
- 作品已研制成功，处于测试阶段
技术转让方式
- 可以转让产品本身和相关文章。
作品可展示的形式
- 实物现场演示、视频或图像。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用方法：在室内对便携电源本身锂电池充电，可以通过电量指示灯检查仪器本身电量；充满后即可带出户外满足室外用电需求。装置的输出功率可以调节，仪器上有改变电压的六个档，通过调节电压来改变功率；装置的数码管显示屏可以指示输出电压的大小，并且有显示电池剩余量的检测模块。 作品的应用领域广泛，包括了以下5个方面： （1）外出旅游，在电子产品没电时可以做到随时充电； （2） 野外探险、户外科研考察等情况下为通讯工具提供电源，保证通信； （3）在室内意外断电和大学生宿舍关灯等情况下，可以继续为学生的学习生活提供便利； （4） 在图书馆、教室无电源插口时，可以供笔记本等设备正常使用。 （5） 应用于军事等其他需要野外供电的领域。 作品的成本在350-500之间，相当于原装笔记本电池的价钱，然而其通用性却远超于原装笔记本电池，所以其市场前景较为良好。
同类课题研究水平概述
- 此仪器的关键部分是大功率可调开关电源及其调节输出功率的模块电路，目前对开关电源的研究在小功率产品上研究较多，对大功率开关电源研究较少。对笔记本充电，需要较大功率开关电源（50-80W），并且需要保证电压的高精度与大电流放电（3-4A），大多数笔记本都有自身的电源模块，对外界输入电压的变化比较敏感，所以对输出功率的稳定性要求较高，许多笔记本由于其接口、电压、电流、功率的不同，都是单独配备电源适配器的，本作品使用大功率的稳定可调开关电源满足了不同品牌的笔记本供电难题。
