CN102142701B

CN102142701B - 采用音响设备供电的手持设备充电装置

Info

Publication number: CN102142701B
Application number: CN 201110032197
Authority: CN
Inventors: 肖奋; 蔡景溪
Original assignee: Shenzhen Fenda Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Fenda Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-29
Filing date: 2011-01-29
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: CN102142701A

Abstract

本发明公开了采用音响设备供电的手持设备充电装置，包括音响设备接口、手持设备充电接口，以及第一滤波单元、DC-DC转换单元、反馈单元、第二滤波单元、第一抑制射频干扰单元、第二抑制射频干扰单元、第三抑制射频干扰单元。手持设备通过音响设备播放音源的同时，音响设备提供恒压源给手持设备的电池充电，并抑制手持设备产生的射频信号及其谐波通过充电回路传导至音响设备，避免干扰音响设备的正常音频信号输出，本发明结构简单，集成度高、输出稳定、成本低。

Description

采用音响设备供电的手持设备充电装置

技术领域

本发明涉及充电技术领域，尤其涉及采用音响设备供电的手持设备充电装置。

背景技术

市场出现的手持设备例如手机以及苹果公司的iPhone、iPad等自带了音源（或视频）或上网在线播放音源（或视频）的功能，能提供音频（或视频）信号给音响设备，通过音响设备播放音源（或视频）。我们知道，手持设备本身在使用时电池的续航能力就已经弱，即是一般的手持设备的待机时间相对比较短，而如果通过音响设备播放音频（或视频），手持设备的待机时间就更短了，所以迫切需要在播放音频（或视频）的同时，给手持设备提供电源，供手持设备的电池的充电。

在理想的情况下，如果音响设备作为电源供电，提供给手持设备用于手持设备的充电，不但能增强手持设备的待机时间，还能够尽可能地节约成本。公开号为CN2796309Y的中国实用新型专利，通过将音响的电源接口与MP3或其他电子设备的充电插座相连，来实现为MP3或其他电子设备充电的功能。但是这样的装置有以下缺点：一是直接将音响电源加至手持设备上，如果出现二者的电压不匹配，则极可能造成手持设备的损坏；二是即使音响设备的电源电压与手持设备的所需的充电电压相匹配，那么也有可能因为音响设备的电源电压不稳定或者尖端脉冲而使手持设备损坏；三是在手持设备接于音响设备充电与播放音源（或视频）时，手持设备输出的射频信号以及谐波，经过充电线路的回路，把射频信号及其谐波传导到音响设备中，干扰了音响设备，使其输出杂音或信号，影响了音响设备正常输出音频（或视频）信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用音响设备为手持设备充电提供恒压源，并且能够抑制手持设备所产生的射频信号及其谐波回流到音响设备中的充电装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

采用音响设备供电的手持设备充电装置，包括音响设备接口、手持设备充电接口，以及

一第一滤波单元，对音响设备接口输出的直流信号中夹杂的交流信号进行滤除；

一DC-DC转换单元，把所述第一滤波单元处理的直流信号转换成脉冲信号，并通过所述DC-DC转换单元中一滤波单元输出手持设备充电接口所需电压；

一反馈单元，连接于所述DC-DC转换单元的输出端与反馈端之间，对所述DC-DC转换单元输出的电压进行钳制，以得到稳定的恒压信号；

一第二滤波单元，对所述DC-DC转换单元输出的直流信号中夹杂的交流信号进行滤除；

一第一抑制射频干扰单元，把手持设备产生的射频信号及其谐波传送到音响设备接口的部分进行初次滤除；

一第二抑制射频干扰单元，把所述第一抑制射频干扰单元滤除后的残余射频信号及其谐波进行再次滤除；

一第三抑制射频干扰单元，把所述第二抑制射频干扰单元滤除后的残余射频信号及其谐波进行第三次滤除。

优选地，第一滤波单元包括共模电感L3、电解电容C11、穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7，所述共模电感L3的输入端与音响设备接口相连，输出端与并接的电解电容C11、穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7相连。

优选地，DC-DC转换单元包括芯片U1、电感L2、电解电容C6、穿心电容器C5、钽电容C4，所述芯片U1的输出端通过电感L2与并接的电解电容C6、穿心电容器C5、钽电容C4相连，所述芯片U1的输入端与钽电容C7相连。

优选地，反馈单元包括电容C12、电阻R1、电阻R2、电阻R3，所述电容C12与电阻R1并联后跨接于芯片U1的输出端与反馈端之间，所述电阻R2与电阻R3串联后与电阻R1相连。

优选地，第二滤波单元包括共模电感LL、电容C3、电容C2、电容C1，所述共模电感LL的输入端与电感L2相连，输出端与并接的电容C3、电容C2、电容C1相连。

本发明与现有技术相比，实现的有益效果如下：

1、手持设备通过音响设备播放音源的同时，音响设备提供恒压源给手持设备的电池充电；

2、抑制手持设备产生的射频信号及其谐波通过充电回路传导至音响设备，避免干扰音响设备的正常音频信号输出；

3、结构简单，集成度高、输出稳定、成本低。

附图说明

附图1为本发明采用音响设备供电的手持设备充电装置的结构框图；

附图2为本发明采用音响设备供电的手持设备充电装置的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施作进一步的描述:

附图1为本发明采用音响设备供电的手持设备充电装置的结构框图。如图1所示，采用音响设备供电的手持设备充电装置，包括音响设备接口、手持设备充电接口，以及采用共模电感以及各种电容，对音响设备接口输出流向手持设备充电接口的直流信号中夹杂的交流信号进行滤除的第一滤波单元；把从第一滤波单元处理的直流信号转换成脉冲信号，并通过DC-DC转换单元中自带滤波单元输出手持设备充电接口所需电压的DC-DC转换单元；连接于DC-DC转换单元的输出端与反馈端之间，对DC-DC转换单元输出的电压进行钳制，以得到稳定的恒压信号的反馈单元；对DC-DC转换单元输出的直流信号中夹杂的交流信号进行滤除的第二滤波单元；把手持设备产生的射频信号及其谐波传送到音响设备接口的部分进行初次滤除的第一抑制射频干扰单元；把第一抑制射频干扰单元滤除后的残余射频信号及其谐波进行再次滤除的第二抑制射频干扰单元；把第二抑制射频干扰单元滤除后的残余射频信号及其谐波进行第三次滤除的第三抑制射频干扰单元。

音响设备接口输出的直流信号由第一滤波单元进行初次滤波，送至DC-DC转换单元进行处理为脉冲信号，通过DC-DC转换单元外的滤波单元对脉冲信号进行滤波，反馈单元将滤波后的电压送至DC-DC转换单元的反馈端，DC-DC转换单元再根据反馈电压来控制输出脉冲信号的脉冲宽度或者脉冲信号的频率，达到稳定的电压输出的目的，然后在经由第二滤波单元再次滤波送至手持设备的充电接口，为手持设备电池供电。

在本发明实施例中，通过改变反馈单元的部分器件，可以使本发明实施例的充电装置输出一个电压范围，根据手持设备所需电压来改变充电装置的输出电压。

为了节约成本以及设计的方便，在电路设计中，把第一抑制射频干扰单元与第二滤波单元集成在一起，把第二抑制射频干扰单元与DC-DC转换单元集成在一起，把第三抑制射频干扰单元与第一滤波单元集成在一起。即时在充电过程中，第一滤波单元作为滤除音响设备接口输出的直流信号中的交流信号使用，而在射频信号回流到本发明充电装置中时，作为第三抑制射频干扰单元对射频信号及其谐波进行第三次滤除。同理，DC-DC转换单元在射频信号回流到充电装置中起到第二抑制射频干扰单元，第二滤波单元在射频信号回流到充电装置中起到第一抑制射频干扰单元的作用。

附图2为本发明采用音响设备供电的手持设备充电装置的电路原理图。如图2所示，音响设备接口输出的直流信号由放大芯片J1流向共模电感L3的输入端，共模电感L3的输出端与并接的电解电容C11、穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7相连，共模电感L3、电解电容C11、穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7共同组成第一滤波单元，对流向手持设备充电接口的直流信号中的交流信号进行滤除，而作为第三抑制射频干扰单元，共模电感L3具有高感抗低阻抗的特点，是滤除电路回路中的共模射频信号及其低端谐波效果明显的器件，电解电容C11、钽电容C7对射频信号的低端谐波表现为很低阻抗，致使射频信号的低端谐波被滤除，而穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8对射频范围内的信号表现为很低阻抗，致使射频范围内的信号被滤除。其中：共模电感L3的电感量为5mH×2，电解电容C11的额定电压为10V，电容容量2200μF，钽电容C7为106/10V型钽电容，即其额定电压为10V，标称容量为10μF，穿心电容器C10、C9、C8的电容容量分别为10pF、30pF、47pF。

第一滤波单元滤波后的电压经芯片U1转换脉冲信号输出，再经过电感L2、电解电容C6、穿心电容器C5与钽电容C4滤波后输出2.5V至5V（输出电压可调，也可设置为固定电压输出，图示为固定输出5V，电压可调是通过反馈单元实现），芯片U1、电感L2、电解电容C6、穿心电容器C5与钽电容C4共同组成DC-DC转换单元，其中电感L2、电解电容C6、穿心电容器C5与钽电容C4在滤除电路回路中的射频信号时，作为第二抑制射频干扰单元使用。电解电容C6、钽电容C4对射频信号的低端谐波表现为很低阻抗，致使射频信号的低端谐波被滤除，而穿心电容器C5对射频范围内的信号表现为很低阻抗，致使射频范围内的信号被滤除。芯片U1为输出低阻抗和高精度的DC-DC 芯片，或在输入电压低于一定电压时自动将开关摸式转换为LOD模式，输出的电压为5V及最大电流可达2A的DC-DC芯片，在本发明实施例中，芯片U1采用P2W120533S型DC-DC电源模块，其输入电压为5.5-18V，芯片U1的第三管脚和第四管脚通过电感L2与并接的电解电容C6、穿心电容器C5、钽电容C4相连。电感L2的电感量为3.3μH，电解电容C6的额定电压为16V，电容容量为470μF，穿心电容器C5的电容容量为47pF，钽电容C4为106/10V型钽电容，即其额定电压为10V，标称容量为10μF。

DC-DC转换单元的输出电压一路通过电阻R1、电阻R2、电阻R3分压后，取样电压反馈给芯片U1的第九管脚（即P2W120533S型DC-DC电源模块的反馈脚），芯片U1再根据反馈电压来控制输出脉冲信号的脉冲宽度或者脉冲信号的频率，达到稳定的电压输出，电容C12与电阻R1并联，与电感L2共同构成振荡电路，电阻R1、电阻R2、电阻R3与电容C12以及DC-DC转换单元的L2共同构成反馈单元。其中电阻R1的阻值为120KΩ，电阻R2的阻值为220Ω，电阻R3的阻值为22KΩ，电容C12的电容容量为22pF，如果将电阻R2或电阻R3置换为滑动变阻器的话，那么我们就可以得到一个可调电压，可调电压的范围可视电阻R1、电阻R2、电阻R3的具体电阻经过简单的计算而得。

从经过反馈单元与DC-DC转换单元的输出电压基本可以供手持设备使用，但是为了更进一步排出直流信号中所附带的交流信号，本发明实施例提供了第二滤波单元，对夹杂的交流信号做再次滤波，第二滤波单元包括共模电感LL、电容C3、电容C2、电容C1，所述共模电感LL的输入端与电感L2相连，输出端与并接的电容C3、电容C2、电容C1相连，手持设备的充电接口接于电容C1的两端，即可实现对手持设备的电池进行充电。第二滤波单元在手持设备产生的射频信号流回回路中作为第一抑制射频干扰单元使用。其中，共模电感LL采用对射频为高阻抗，对直流为低阻抗的元器件；电容C3、电容C2、电容C1采用对射频范围内的信号表现为很低阻抗容抗元器件，有效的傍路滤波其射频信号。在本发明实施例中，共模电感LL的电感量为5mH×2, 电容C3、电容C2、电容C1的电容容量分别为10pF、30 pF、101 pF。

扼制射频过程：从手持设备传导给手持设备充电接口的射频干扰信号通过低容抗的电容C1、电容C2、电容C3傍路滤波后，余下的射频及谐波部分经高感抗低阻抗的共模电感LL阻止衰减射频信号通过，然后再由钽电容C4、穿心电容器C5、电解电容C6滤波，再余下的射频及谐波部分后又经钽电容C7、穿心电容器C8、穿心电容器C9、穿心电容器C10、穿心电容器C11傍路滤波其射频信号及其低端谐波，最后再经高感抗低阻抗共模电感L3扼制还存在线路中的共模射频信号及其低端谐波，使本装置达到扼制射频信号及其低端谐波传回到音响设备，避免了射频信号及其低端谐波影响音频（或视频）的播放品质。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.采用音响设备供电的手持设备充电装置，包括音响设备接口、手持设备充电接口，其特征在于，还包括：

一第三抑制射频干扰单元，把所述第二抑制射频干扰单元滤除后的残余射频信号及其谐波进行第三次滤除；

把第一抑制射频干扰单元与第二滤波单元集成在一起，把第二抑制射频干扰单元与DC-DC转换单元集成在一起，把第三抑制射频干扰单元与第一滤波单元集成在一起。

2.根据权利要求1所述的采用音响设备供电的手持设备充电装置，其特征在于，所述第一滤波单元包括共模电感L3、电解电容C11、穿心电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7，所述共模电感L3的输入端与音响设备接口相连，输出端与并接的电解电容C11、陶瓷电容器C10、穿心电容器C9、穿心电容器C8、钽电容C7相连。

3.根据权利要求2所述的采用音响设备供电的手持设备充电装置，其特征在于，DC-DC转换单元包括芯片U1、电感L2、电解电容C6、穿心电容器C5、钽电容C4，所述芯片U1的输出端通过电感L2与并接的电解电容C6、穿心电容器C5、钽电容C4相连，所述芯片U1的输入端与钽电容C7相连。

4.根据权利要求3所述的采用音响设备供电的手持设备充电装置，其特征在于，反馈单元包括电容C12、电阻R1、电阻R2、电阻R3，所述电容C12与电阻R1并联后跨接于芯片U1的输出端与反馈端之间，所述电阻R2与电阻R3串联后与电阻R1相连。

5.根据权利要求3所述的采用音响设备供电的手持设备充电装置，其特征在于，第二滤波单元包括共模电感LL、电容C3、电容C2、电容C1，所述共模电感LL的输入端与电感L2相连，输出端与并接的电容C3、电容C2、电容C1相连。