CN111555405A - 一种可编程的多用途智能充电器设备及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，解决了目前充电器的充电协议和充电型号不一，充电方式独立，无兼容性，不能一充多能,并且每个充电器是固定输出功率等问题，本发明采用自动调压微处理器控制输出电流大小，配合保护电路微处理器智能识别通信信息以及智能计算充电最佳功率等，在在保证手机电池安全情况下，微处理器能够自动识别以最大功率给手机充电，同时智能充电口可以给手机以及电脑充电，可根据充电设备充电协议智能化自动调节输出电压以及最大化充电电流。
Description
技术领域
本发明涉及智能电子微处理器充电领域，具体是一种可编程的多用途智能充电器设备及装置。
背景技术
目前市面上有很多种电子设备的充电器（充电线），按照来源可以分为：官方生产的充电器，兼容型充电器和万能型充电器。
官方的充电器价格高昂，专用性太强，会导致“一个设备使用一个充电器”的情况。
兼容型充电器往往不能对所有的设备都进行最高效的充电，而万能充存在很大的安全问题（甚至内部电路比普通的开关电源都简易）。对于这三种充电器的问题（兼容性差，充电效率低，不安全），可以使用本专利涉及的发明解决。
发明内容
本发明提出一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，解决了充电器的充电协议和充电型号不一，充电方式独立，无兼容性，不能一充多能,并且每个充电器是固定输出功率等问题，本发明采用自动调压微处理器控制输出电流大小，配合保护电路微处理器智能识别通信信息以及智能计算充电最佳功率等。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，包括：
旋钮，保护电路，显示屏，微处理器电路，专用智能充电口，调压模块电路，开关电源电路；
所述智能充电器设备及装置的开关电源电路由220V供电，开关按键可直接控制220V电源，开关电源电路上的复位开关可以将已设定好的数据进行抹除。所述多用途智能充电器设备及装置由智能充电器，充电线，多种模块电路组成。
所述充电线为充电器专门设计，包含：支持高压大电流充电并包含智能充电专用的通信线缆，USB总线（包含USB2.0总线的所有功能）。并集成在一根线缆里。末端有专门设计的连接端口以及USB端口，有充电状态显示装置或按钮，以设置或查看充电方案。
所述智能充电器由开关电源电路，调压模块电路（由微处理器电路控制），保护电路，微处理器电路构成，开关电源电路提供全部电力，包含充电的电力和充电器自身运行所需要的电力。调压模块电路负责调整电压到设定电压，以符合不同设备的需求。保护电路包括充电器过载保护，智能充电器内部过热保护，充电过流限制，电路板保护等功能。所述微处理器电路负责接受通信信息，计算充电方案以及控制充电器的各硬件工作的功能。所述多种模块还包括无线充电模块：连接专用线缆，提供无线充电功能，为兼容的设备提供无线充电。
所述智能充电器通过半桥/全桥开关电源电路实现电力的大功率高效提供，过流保护通过采样电阻+光耦+微处理器的ADC完成，充电器过热保护通过热敏电阻+ADC完成，充电电池以及充电信息通过专用线缆的通信功能（通信线缆主要为D+信号线和D-信号线）+微处理器读取、算法计算完成，并显示到充电线末端的微型显示器上。
所属智能充电设备在充电时，连接220V电源后，开关电源电路工作，微处理器电路启动，通过通信线缆和检测负载内阻判断是否有设备（电池）待充电，如果否，则一定时间后自动断电，如果是，则接受手动旋钮输入的充电参数或自动获取充电信息，进行自动电压调整，开始充电。充电过程中，实时检测充电器过载，过热，电池的状态，如果否，则根据当前方案继续充电，如果是，则调整充电方案或停止充电，并通过末端的显示屏告知。充电完成后，自动断电。
优选的，USB输出接口为恒定电压为5V，自动可变电流输出接口，电流可变范围为1A-6A。
优选的，专用智能充电路口，自动可变电压电流输出接口，电压可变范围为5V-48V。电流可变范围为1A-8A。
优选的，qi无线充电线圈，输出功率为5V/1A。
本发明通过开关电源电路，调压模块电路（由微处理器电路控制），保护电路，微处理器电路形成输出充电功率自调，并能满足手机和笔记本电脑同时以最安全最大功率充电，充电后并能自动检测充电状态，充满电后自动断电。如果自动检测出现故障，可以手动调节旋钮达到充电功率要求，当手动调节电压过高时，保护电路自动发出蜂鸣声，并断电保护，可适当降电压降低。
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简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为智能充电设备内部结构图。
图2为智能充电设备外部正视图。
图3为智能充电设备外部后视图。
图4为各种充电头视图。
图5为磁吸充电接口图。
图6智能充电设备充电结构图。
A：旋钮。
B：保护电路。
C：显示屏。
D：微处理器电路。
E：专用智能充电口。
F：调压模块电路。
G：散热片。
H：220V接线口。
L：开关电源电路。
M：开关按键。
N：复位开关。
Q：qi无线充电线圈。
R：USB输出口。
S：MacBook Pro/Air充电接口。
T：笔记本电脑充电头。
U：Lighting充电头。
V：Micro-USB充电头。
W：Type-C充电头。
X1：磁吸充电接口。
X2：磁吸充电接口。
X3：磁吸充电接口。
X4：磁吸充电接口。
X5：磁吸充电接口。
Y1：5V线。
Y2：D+信号线。
Y3：D-信号线。
Y4：GND接地线。
具体实施方式
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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的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。
如图1，2，3，4，5所示，一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，包括：
旋钮A，保护电路B，显示屏C，微处理器电路D，专用智能充电口E，调压模块电路F，开关电源电路L；
所述一种可编程的多用途智能充电器设备及装置工作过程为：
所述第一步，智能充电设备在连接建立后,会通过D+信号线和D-信号线进行广播,通信连接的手机或电脑，,智能充电设备能够提供多种电压以及对应的电流。
所述第二步,用电器在获悉智能充电设备的供电能力之后,从中选择一个最适合自己的供电方式,并向智能充电设备发送请求数据包。
所述第三步, 智能充电设备根据用电器的选择,评估自身的能力之后,发送“接受”命令。
所述第四步, 智能充电设备进行内部电压变换,并向用电器发送“电源准备好”数据包。
第五步,智能充电设备向VBUS施加协商后的新的供电电压。
所述PD通信到此就已经完成了电压切换的任务。
所述智能充电设备的USB接口,有四个窄金属条,为四个引脚。四个引脚分别连接5V电源D+信号、D-信号和GND地。充电线与充电头通过如图5中的磁吸头连接。
所述USB输出口，稳压输出5V，输出用电器可接受的最大电流。
所述智能专用充电口，以可变电压5V-48V输出用电器可接受的最大电压和最大电流。智能专用充电口可以充手机和笔记本电脑。
所述智能充电设备旋钮，在智能充电设备无法自动调压时，可以手动旋转旋钮调节输出电压和相应电流。
所述复位开关，在智能充电设备完成一个充电环节后，智能充电设备无法还原输出数据，可一键按下复位开关，就能还原初始状态，然后通过智能充电设备自动调节或者手动调节旋钮达到用电器的充电功率要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：包括开关电源电路，调压模块电路（由微处理器电路控制），保护电路，微处理器电路形成输出充电功率自调，并能满足手机和笔记本电脑同时以最安全最大功率充电，充电后并能自动检测充电状态，充满电后自动断电，如果自动检测出现故障，可以手动调节旋钮达到充电功率要求，当手动调节电压过高时，保护电路自动发出蜂鸣声，并断电保护，可适当降电压降低。
2.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述USB输出接口为恒定电压为5V，自动可变电流输出接口，电流可变范围为1A-6A，所述专用智能充电路口，自动可变电压电流输出接口，电压可变范围为5V-48V，电流可变范围为1A-8A。
3.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述智能充电设备旋钮，在智能充电设备无法自动调压时，可以手动旋转旋钮调节输出电压和相应电流。
4.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述复位开关，在智能充电设备完成一个充电环节后，智能充电设备无法还原输出数据，可一键按下复位开关，就能还原初始状态，然后通过智能充电设备自动调节或者手动调节旋钮达到用电器的充电功率要求。
5.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述充电线为充电器专门设计，包含：支持高压大电流充电并包含智能充电专用的通信线缆，USB总线（包含USB2.0总线的所有功能），并集成在一根线缆里，末端有专门设计的连接端口以及USB端口，有充电状态显示装置或按钮，以设置或查看充电方案。
6.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述智能充电设备通过半桥/全桥开关电源电路实现电力的大功率高效提供，过流保护通过采样电阻+光耦+微处理器的ADC完成，充电器过热保护通过热敏电阻+ADC完成，充电电池以及充电信息通过专用线缆的通信功能（通信线缆主要为D+信号线和D-信号线）+微处理器读取、算法计算完成，并显示到充电线末端的微型显示器上。
7.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述智能充电设备在充电时，连接220V电源后，开关电源电路工作，微处理器电路启动，通过通信线缆和检测负载内阻判断是否有设备（电池）待充电，如果否，则一定时间后自动断电，如果是，则接受手动旋钮输入的充电参数或自动获取充电信息，进行自动电压调整，开始充电，充电过程中，实时检测充电器过载，过热，电池的状态，如果否，则根据当前方案继续充电，如果是，则调整充电方案或停止充电，并通过末端的显示屏告知，充电完成后，自动断电。
8.根据权利要求1所述的一种可编程的多用途智能充电器设备及装置，其特征在于：所述微处理器电路负责接受通信信息，计算充电方案以及控制充电器的各硬件工作的功能，多种模块还包括无线充电模块：连接专用线缆，提供无线充电功能，为兼容的设备提供无线充电。
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| CN202010464702.0A CN111555405A (zh) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 一种可编程的多用途智能充电器设备及装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113964906A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-21 | 江西百盈高新技术股份有限公司 | 一种基于fpga芯片控制的智能充电器 |
| CN115001112A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-02 | 深圳市深创高科电子有限公司 | 一种智能充电方法及系统 |
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2020
- 2020-05-28 CN CN202010464702.0A patent/CN111555405A/zh active Pending
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| CN113964906A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-21 | 江西百盈高新技术股份有限公司 | 一种基于fpga芯片控制的智能充电器 |
| CN115001112A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-02 | 深圳市深创高科电子有限公司 | 一种智能充电方法及系统 |
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