CN109066939A - 充电控制电路及电源适配器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种充电控制电路及电源适配器，其中充电控制电路包括：开关电路、充电电路、电流检测电路、信号处理电路；所述开关电路的输入端用于与外部电源连接，输出端与所述充电电路连接；所述充电电路用于将所述外部电源的输出电压转换为可供负载使用的直流电压；所述电流检测电路与所述充电电路连接，用于检测充电电路输出端的电流信息；所述信号处理电路与所述电流检测电路连接，用于在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路断开。本发明实施例提供的充电控制电路及电源适配器，能够避免充电电路一直处于通电状态，提高电源适配器的使用寿命。

Description

充电控制电路及电源适配器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种充电控制电路及电源适配器。

背景技术

电源适配器是一种常见的充电设备，能够将外部电源的交流电转换为直流电，对负载进行充电。

现有技术中，电源适配器只要与外部电源和负载连接，就会一直处于通电状态，持续对负载进行充电，影响电源适配器的使用寿命，还有可能引发火灾等危险现象。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种充电控制电路及电源适配器，用以对充电进行控制，提高电源适配器的使用寿命。

第一方面，本发明实施例提供一种充电控制电路，包括：开关电路、充电电路、电流检测电路、信号处理电路；

所述开关电路的输入端用于与外部电源连接，输出端与所述充电电路连接；

所述充电电路用于将所述外部电源的输出电压转换为可供负载使用的直流电压；

所述电流检测电路与所述充电电路连接，用于检测充电电路输出端的电流信息；

所述信号处理电路与所述电流检测电路连接，用于在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路断开。

可选的，所述充电控制电路还包括：启动电路；

所述启动电路与所述开关电路并联，用于在用户的操作下接通所述外部电源与所述充电电路。

可选的，所述启动电路包括按键开关。

可选的，所述开关电路包括晶闸管；所述晶闸管的控制端与所述信号处理电路连接。

可选的，所述电流检测电路包括采样电阻。

可选的，所述信号处理电路包括比较电路；

所述比较电路用于在获取到的电流信息大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时输出用于控制所述开关电路断开的信号。

可选的，所述信号处理电路还包括：仪表放大器；

所述仪表放大器的输入端与所述电流检测电路连接，输出端与所述比较电路连接，用于对所述电流检测电路检测到的电流信息进行放大并将放大后的电流信息输出至所述比较电路。

可选的，所述信号处理电路还包括：驱动电路；

所述驱动电路的输入端与所述比较电路连接，输出端与所述开关电路连接，用于根据所述比较电路输出的信号控制所述开关电路导通或断开。

第二方面，本发明实施例提供一种电源适配器，包括壳体以及上述任一项所述的充电控制电路；

所述充电控制电路设置在所述壳体中。

可选的，所述电源适配器还包括与所述充电电路连接的显示装置和/或输出接口；

所述输出接口用于与负载连接；

所述显示装置用于显示所述充电电路的工作状态。

本发明实施例提供的充电控制电路及电源适配器，包括开关电路、充电电路、电流检测电路和信号处理电路，所述充电电路通过开关电路与外部电源连接，所述电流检测电路与所述充电电路连接，检测充电电路输出端的电流信息，所述信号处理电路在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路断开，避免充电电路一直处于通电状态，提高电源适配器的使用寿命。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的充电控制电路的示意图；

图2为本发明实施例二提供的充电控制电路的示意图；

图3为本发明实施例三提供的充电控制电路的示意图。

附图标记：

1-开关电路 2-充电电路 3-电流检测电路 4-信号处理电路

5-外部电源 6-负载 7-启动电路 101-晶闸管

201-降压电路 202-整流滤波电路 203-稳压电路 301-采样电阻

401-仪表放大器 402-比较电路 403-驱动电路 701-按键开关

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

实施例一

本发明实施例一提供一种充电控制电路。图1为本发明实施例一提供的充电控制电路的示意图。本实施例附图及以下各实施例附图中的箭头用于表示电信号流向。如图1所示，本实施例中的充电控制电路，可以包括：开关电路1、充电电路2、电流检测电路3和信号处理电路4；

所述开关电路1的输入端用于与外部电源5连接，输出端与所述充电电路2连接；

所述充电电路2用于将所述外部电源5的输出电压转换为可供负载6使用的直流电压；

所述电流检测电路3与所述充电电路2连接，用于检测充电电路2输出端的电流信息；

所述信号处理电路4与所述电流检测电路3连接，用于在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路1断开。

具体的，本实施例所述的充电控制电路，可以应用于电源适配器。所述电源适配器可以包括壳体和本实施例提供的充电控制电路，所述充电控制电路可以设置在所述壳体中。

所述开关电路1具有导通和断开两种状态，在导通状态下，外部电源5接通所述充电电路2，充电电路2对负载6进行充电，在断开状态下，外部电源5与充电电路2断开，充电电路2停止工作。

所述充电电路2用于将外部电源5的输出电压转换为直流电压，所述直流电压用于供负载6使用，所述外部电源5的输出电压可以为220V交流电压，转换后的直流电压的具体参数可以根据实际需要来设置，例如，可以为+5V的直流电压。

所述电流检测电路3能够检测充电电路2输出端的电流大小，并将检测到的电流信息输出至所述信号处理电路4，所述信号处理电路4可以将所述电流信息与预设范围进行比较，若所述电流信息没有超出预设范围，则可以控制所述开关电路1导通，若所述电流信息超出所述预设范围，则可以控制所述开关电路1断开。

可选的，所述预设范围可以为下述任意一项：0到第一预设阈值；第二预设阈值到正无穷；第一预设阈值到第二预设阈值。

针对第一种情况，所述预设范围为0到第一预设阈值，对应的控制策略为：电流信息小于等于第一预设阈值时，开关电路1导通；电流信息大于第一预设阈值时，开关电路1断开，能够实现过流保护，避免出现过热、火灾情况。

针对第二种情况，所述预设范围为第二预设阈值到正无穷，对应的控制策略为：电流信息大于等于第二预设阈值时，开关电路1导通；电流信息小于第二预设阈值时，开关电路1断开，能够实现电流过小保护功能，在负载6充电完成后停止充电电路2继续工作。

针对第三种情况，所述预设范围为第一预设阈值到第二预设阈值，对应的控制策略为：电流信息在第一预设阈值到第二预设阈值之间时，开关电路1导通，反之则开关电路1断开，能够同时实现电流过小保护功能和电流过大保护功能。

所述第一预设阈值和第二预设阈值可以根据充电电路2和负载6的实际情况来设置，例如，所述第一预设阈值可以为0.1mA，所述第二预设阈值可以为2A。

当然，所述预设范围也可以为其它可选的范围，本实施例对此不作限制。

在实际应用中，当需要对负载6进行充电时，可以将开关电路1的输入端与外部电源5连接，充电电路2的输出端(通过电流检测电路3)与负载6连接，所述负载6可以为手机、平板、笔记本电脑等任意需要充电的设备。

本实施例中充电控制电路的工作过程为：外部电源的交流电经过开关电路1输出至充电电路2，充电电路2将交流电转换为可供负载使用的直流电，经电流检测电路输出给负载。当输出至负载6的电流在预设范围内时，信号处理电路4输出控制信号控制开关电路1导通，锁住充电状态，实现自锁功能，充电电路2正常运行；当输出至负载6的电流超出预设范围时，信号处理电路4输出控制信号控制开关电路1断开，从而实现整个设备断电功能，充电电路2停止工作。这样可以保证充电电路2仅仅工作在正常电流范围内，在非正常电流范围内充电电路2不工作。

综上，本实施例提供的充电控制电路，包括开关电路1、充电电路2、电流检测电路3和信号处理电路4，所述充电电路2通过开关电路1与外部电源5连接，所述电流检测电路3与所述充电电路2连接，检测充电电路2输出端的电流信息，所述信号处理电路4在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路1断开，避免充电电路2一直处于通电状态，提高电源适配器的使用寿命。

实施例二

本发明实施例二提供一种充电控制电路，本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，增加了启动电路。

具体地，如果信号处理电路4的控制策略包括：在充电电路2输出端电流信息小于一定的阈值时，控制所述开关电路1断开，那么，为了保证电路正常工作，可以在开关电路1两端并联一启动电路，从而完成电路启动的功能。

图2为本发明实施例二提供的充电控制电路的示意图。如图2所示，本实施例中的充电控制电路，可以包括：开关电路1、充电电路2、电流检测电路3、信号处理电路4和启动电路7。

开关电路1、充电电路2、电流检测电路3、信号处理电路4的具体结构、功能和连接关系与实施例一类似，此处不再赘述。

所述启动电路7与所述开关电路1并联，用于在用户的操作下接通所述外部电源5与所述充电电路2。

可选的，所述启动电路7可以包括按键开关，当用户按下按键开关时，所述外部电源5与充电电路2接通。

或者，所述启动电路7也可以包括其它能够根据用户的操作导通电路的装置。例如，所述启动电路7可以包括触发开关以及红外传感装置/指纹检测装置，所述触发开关与开关电路1并联，当有用户靠近时/当用户触摸指纹检测装置时，红外传感装置/指纹检测装置控制所述触发开关导通，从而实现充电电路2的启动工作。

在实际应用中，如果充电控制电路在电流过小时会控制开关电路1断开，那么当电源适配器插入外部电源5时，其中的开关电路1处于断开状态，充电电路2不工作，此时，用户可以通过自身操作来控制启动电路7将外部电源5与充电电路2接通，充电电路2接通后会有电流产生，开关电路1导通，此时无论启动电路7是通还是断都不影响充电电路2的正常工作。

本实施例提供的充电控制电路，在外部电源5和充电电路2之间除了设置开关电路1，还设置有启动电路7，启动电路7能够在用户的操作下接通所述外部电源5与所述充电电路2，保证充电电路2的正常启动。

实施例三

本发明实施例三提供一种充电控制电路，本实施例是在上述任一实施例提供的技术方案的基础上，通过仪表放大器、比较电路和驱动电路等来实现信号处理电路。

本实施例中的充电控制电路，可以包括：开关电路、充电电路、电流检测电路、信号处理电路和启动电路。

图3为本发明实施例三提供的充电控制电路的示意图。如图3所示，所述开关电路可以包括晶闸管101，晶闸管101的输入端用于与外部电源5连接，输出端与充电电路连接，控制外部电源5与充电电路的通断。

所述晶闸管101的控制端可以与所述信号处理电路连接，晶闸管101的控制端获取到不同的电信号(高电平或低电平)时，晶闸管101相应地导通或断开。

例如，当信号处理电路输出的控制信号为高电平时，所述晶闸管101导通，当信号处理电路输出的控制信号为低电平时，所述晶闸管101断开。

在其它的实现方式中，所述开关电路也可以通过其它元件来实现，例如可以通过继电器等实现电路的通断。

所述启动电路可以为按键开关701，在未被按压时处于断开状态，被按下时处于导通状态，实现对外部电源的通断功能。

所述充电电路可以包括降压电路201、整流滤波电路202和稳压电路203。

所述降压电路201用于实现外部交流电压的降压功能。所述整流滤波电路202用于将降压电路201输出的交流信号整流为直流信号，并对直流信号进行滤波，减少电压波动。所述稳压电路203用于对整流滤波输出的电压进行稳压，稳定为需要的直流电压如+5V。

所述电流检测电路可以包括采样电阻301，用于对输出端的电流进行采样，稳压电路203输出端的电流信息可以用采样电阻301两端的电压来表征，电路简单、稳定可靠。

所述信号处理电路可以包括依次连接的仪表放大器401、比较电路402和驱动电路403。

所述仪表放大器401的输入端与所述采样电阻301连接，输出端与所述比较电路402连接，用于对所述采样电阻301检测到的电流信息进行放大并将放大后的电流信息输出至所述比较电路402。

仪表放大器401能够实现对采样电阻301上的压降进行放大，实现差模电压放大，抗共模信号放大，保证比较电路402的正常判断。

比较电路402可以用于对电流信息的大小进行判断。优选的是，比较电路402可以在获取到的电流信息大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时输出用于控制所述晶闸管101断开的信号。在电流信息小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，可以输出用于控制所述晶闸管101导通的信号。

例如，晶闸管101在控制端为高电平时导通，控制端为低电平时断开，那么比较电路402可以在电流信息大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时输出低电平，反之输出高电平。

为了实现电流信息与两个阈值之间的比较，所述比较电路402可以通过两个比较器来实现，其中一个比较器用于判断电流信息与第一预设阈值的大小，另一个比较器用于判断电流信息与第二预设阈值的大小。两个比较器的输出可以接入与门或者或门，从而获得最终的判断结果。

当然，也可以通过其它的方式来判断电流信息是否位于第一预设阈值至第二预设阈值之间的范围内，例如通过模数转换装置和微处理器等，本实施例对此不作限制。

所述驱动电路403的输入端可以与所述比较电路402连接，输出端可以与所述晶闸管101连接，用于根据所述比较电路402输出的信号控制所述晶闸管101导通或断开。驱动电路403可以提高比较电路402输出控制信号的驱动能力，从而保证对晶闸管101的稳定、可靠控制。可选的，所述驱动电路403可以通过三极管来实现，占用面积小，成本低，控制效果好。

本实施例提供的充电控制电路，通过晶闸管101、仪表放大器401、比较电路402等实现充电自锁、断电保护的功能，结构简单，易于实现，成本较低，具有很高的推广价值，比较电路402将电流信息与较大、较小的两个阈值进行比较，既可以避免电流过大引起过热和火灾现象，又可以在负载充电完成时及时断开充电电路与外部电源的连接，有效提高了电源适配器的使用寿命。

实施例四

本发明实施例四提供一种电源适配器，包括壳体以及上述任一实施例所述的充电控制电路。所述充电控制电路可以设置在所述壳体中。

本实施例中电源适配器的各个模块的结构、功能、连接关系均可以参照前述任一实施例，此处不再赘述。

可选的，所述电源适配器还可以包括与电流检测电路连接的显示装置，所述显示装置用于显示所述充电电路的工作状态。所述显示装置可以设置在所述壳体表面，方便用户查看。

所述显示装置可以为指示灯，当充电电路有输出电流时，所述指示灯亮，当充电电路没有输出电流时，所述指示灯不亮。

可选的，所述电源适配器还可以包括与电流检测电路连接的输出接口，所述输出接口用于与负载连接，也就是说，所述电流检测电路与所述负载之间通过输出接口连接。所述输出接口可以做成与负载充电接口相匹配的结构，方便对负载进行充电。

综上，本实施例提供的电源适配器，包括开关电路、充电电路、电流检测电路和信号处理电路，所述充电电路通过开关电路与外部电源连接，所述电流检测电路与所述充电电路连接，检测充电电路输出端的电流信息，所述信号处理电路在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路断开，避免充电电路一直处于通电状态，提高电源适配器的使用寿命。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种充电控制电路，应用于电源适配器，其特征在于，包括：开关电路、充电电路、电流检测电路、信号处理电路；

所述开关电路的输入端用于与外部电源连接，输出端与所述充电电路连接；

所述充电电路用于将所述外部电源的输出电压转换为可供负载使用的直流电压；

所述电流检测电路与所述充电电路连接，用于检测充电电路输出端的电流信息；

所述信号处理电路与所述电流检测电路连接，用于在所述电流信息超出预设范围时控制所述开关电路断开。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，还包括：启动电路；

所述启动电路与所述开关电路并联，用于在用户的操作下接通所述外部电源与所述充电电路。

3.根据权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于，所述启动电路包括按键开关。

4.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括晶闸管；

所述晶闸管的控制端与所述信号处理电路连接。

5.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括采样电阻。

6.根据权利要求1-5任一项所述的充电控制电路，其特征在于，所述信号处理电路包括比较电路；

所述比较电路用于在获取到的电流信息大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时输出用于控制所述开关电路断开的信号。

7.根据权利要求6所述的充电控制电路，其特征在于，所述信号处理电路还包括：仪表放大器；

所述仪表放大器的输入端与所述电流检测电路连接，输出端与所述比较电路连接，用于对所述电流检测电路检测到的电流信息进行放大并将放大后的电流信息输出至所述比较电路。

8.根据权利要求6所述的充电控制电路，其特征在于，所述信号处理电路还包括：驱动电路；

所述驱动电路的输入端与所述比较电路连接，输出端与所述开关电路连接，用于根据所述比较电路输出的信号控制所述开关电路导通或断开。

9.一种电源适配器，其特征在于，包括壳体以及权利要求1-8任一项所述的充电控制电路；

所述充电控制电路设置在所述壳体中。

10.根据权利要求9所述的电源适配器，其特征在于，还包括下述至少一项：

输出接口，所述电流检测电路与所述负载之间通过所述输出接口连接；

显示装置，与所述电流检测电路连接，用于显示所述充电电路的工作状态。