CN115085336A - 充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备 - Google Patents

充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于充电技术领域，尤其涉及一种充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备。该动态负载电路中可变动态负载单元包括负载电阻和负载三极管，负载三极管与负载电阻串联并连接在充电设备的电压输出端的正负极间，负载控制单元包括控制电阻和控制三极管，控制电阻的一端连接电压输出端的正极，控制电阻的另一端通过控制三极管连接电压输出端的负极，负载三极管的基极连接在控制三极管与控制电阻之间的电路上，电压检测单元的输出端连接控制三极管的基极，通过调整控制三极管改变负载三极管的工作状态，以实现负载电阻在高输出电压时轻载或关闭并在低输出电压时重载，以稳定充电设备输出电压，并降低了充电损耗，提升了充电效率。

Description

充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备
技术领域
本发明适用于充电技术领域，尤其涉及一种充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备。
背景技术
现有充电设备中，负载电阻直接连接输出电压的正负两端，在输出电压不为零时一直处于损耗状态，且负载电阻的损耗随着输出电压的升高持续增加，产生了大量热量并降低了充电设备的充电效率。
因此，在充电技术领域，如何对负载进行动态调整，以降低充电损耗并提高充电设备的工作效率成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种充电设备用动态负载电路、动态负载调整方法及充电设备，以解决静态负载电阻降低充电效率的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种充电设备用动态负载电路，所述充电设备用动态负载电路包括：
可变动态负载单元、负载控制单元和电压检测单元，所述可变动态负载单元包括负载电阻和负载三极管，所述负载三极管中除基极外的两极与所述负载电阻串联并连接在所述充电设备的电压输出端的正负极间；
所述负载控制单元包括控制电阻和控制三极管，所述控制电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述控制电阻的另一端通过所述控制三极管中除基极外的两极连接所述电压输出端的负极，所述负载三极管的基极连接在所述控制三极管与所述控制电阻之间的电路上；
所述电压检测单元的输出端连接所述控制三极管的基极；所述电压检测单元用于检测所述电压输出端输出的电压，并在所述电压输出端输出默认电压时，控制所述控制三极管工作在放大区，使得所述负载三极管工作在放大区；在所述电压输出端输出电压高于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在饱和区，使得所述负载三极管工作在截止区；或者在所述电压输出端输出电压低于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在截止区，使得所述负载三极管工作在饱和区。
在一实施方式中，所述电压检测单元包括第一分压电阻、第二分压电阻和分压检测电路，所述第一分压电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述第一分压电阻的另一端通过所述第二分压电阻连接所述电压输出端的负极，所述分压检测电路的一端连接在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的电路上，所述分压检测电路的另一端为所述电压检测单元的输出端。
在一实施方式中，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的比值为预设值，所述电压检测单元的输出端的电压为所述预设值和所述默认电压的乘积，其中，乘积的结果使得所述控制三极管工作在放大区。
在一实施方式中，所述充电设备用动态负载电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接所述电压检测单元的输出端，所述第一电容的另一端连接所述电压输出端的负极，所述第二电容的一端连接所述负载三极管的基极，所述第二电容的另一端连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述负载三极管为第一NPN型三极管，所述第一NPN型三极管的集电极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述负载三极管为第一PNP型三极管，所述第一PNP型三极管的发射极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述控制三极管为第二NPN型三极管，所述第二NPN型三极管的集电极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述控制三极管为第二PNP型三极管，所述第二PNP型三极管的发射极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
第二方面，本发明实施例提供一种充电设备用动态负载调整方法，所述动态负载调整方法包括：
检测充电设备的电压输出端输出的电压；
若所述电压输出端输出的电压为默认电压，则将负载电阻与工作在放大区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间；
若所述电压输出端输出的电压高于所述默认电压，则将所述负载电阻与工作在截止区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间；或者
若所述电压输出端输出的电压低于所述默认电压，则将所述负载电阻与工作在饱和区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间。
第三方面，本发明实施例提供一种充电设备，所述充电设备包括如第一方面所述的充电设备用动态负载电路，所述充电设备用动态负载电路包括可变动态负载单元、负载控制单元和电压检测单元，所述可变动态负载单元包括负载电阻和负载三极管，所述负载三极管中除基极外的两极与所述负载电阻串联并连接在所述充电设备的电压输出端的正负极间；
所述负载控制单元包括控制电阻和控制三极管，所述控制电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述控制电阻的另一端通过所述控制三极管中除基极外的两极连接所述电压输出端的负极，所述负载三极管的基极连接在所述控制三极管与所述控制电阻之间的电路上；
所述电压检测单元的输出端连接所述控制三极管的基极；所述电压检测单元用于检测所述电压输出端输出的电压，并在所述电压输出端输出默认电压时，控制所述控制三极管工作在放大区，使得所述负载三极管工作在放大区；在所述电压输出端输出的电压高于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在饱和区，使得所述负载三极管工作在截止区；或者在所述电压输出端输出的电压低于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在截止区，使得所述负载三极管工作在饱和区。
在一实施方式中，所述电压检测单元包括第一分压电阻、第二分压电阻和分压检测电路，所述第一分压电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述第一分压电阻的另一端通过所述第二分压电阻连接所述电压输出端的负极，所述分压检测电路的一端连接在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的电路上，所述分压检测电路的另一端为所述电压检测单元的输出端。
在一实施方式中，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的比值为预设值，所述电压检测单元的输出端的电压为所述预设值和所述默认电压的乘积，其中，乘积的结果使得所述控制三极管工作在放大区。
在一实施方式中，所述充电设备用动态负载电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接所述电压检测单元的输出端，所述第一电容的另一端连接所述电压输出端的负极，所述第二电容的一端连接所述负载三极管的基极，所述第二电容的另一端连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述负载三极管为第一NPN型三极管，所述第一NPN型三极管的集电极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述负载三极管为第一PNP型三极管，所述第一PNP型三极管的发射极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述控制三极管为第二NPN型三极管，所述第二NPN型三极管的集电极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
在一实施方式中，所述控制三极管为第二PNP型三极管，所述第二PNP型三极管的发射极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明的动态负载电路包括可变动态负载单元、负载控制单元和电压检测单元，可变动态负载单元包括负载电阻和负载三极管，负载三极管中除基极外的两极与负载电阻串联并连接在充电设备的电压输出端的正负极间，负载控制单元包括控制电阻和控制三极管，控制电阻的一端连接电压输出端的正极，控制电阻的另一端通过控制三极管中除基极外的两极连接电压输出端的负极，负载三极管的基极连接在控制三极管与控制电阻之间的电路上，电压检测单元的输出端连接控制三极管的基极，通过输送至控制三极管的基极的电压调整控制三极管的工作状态，负载控制单元通过输送至负载三极管的基极的电压调整负载三极管的工作状态，以动态地控制可变动态负载单元的负载，实现高输出电压时轻载或关闭，低输出电压时重载，维持了充电设备输出电压的稳定，降低了充电损耗，提升了充电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种充电设备用动态负载电路示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种充电设备用动态负载电路中电压检测单元的电路示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种具有抗干扰电路的充电设备用动态负载电路示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种NPN型三极管构成的充电设备用动态负载电路示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种充电设备用动态负载调整方法流程示意图；
图中，1为可变动态负载单元、2为负载控制单元、3为电压检测单元、31为分压检测电路、Rf为负载电阻、Rk为控制电阻、R1为第一分压电阻、R2为第二分压电阻、C1为第一电容、C2为第二电容、Q1为负载三极管、Q2为控制三极管、b1为负载三极管Q1的基极、c1为负载三极管Q1的集电极、e1为负载三极管Q1的发射极、b2为控制三极管Q2的基极、c2为控制三极管Q2的集电极、e2为控制三极管Q2的发射极、V+为电压输出端的正极、V-为电压输出端的负极。
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。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参见图1为，本发明提供一种充电设备用动态负载电路，该动态负载电路可用于充电设备，该动态负载电路包括可变动态负载单元1、负载控制单元2和电压检测单元3。
其中，可变动态负载单元1包括负载电阻Rf和负载三极管Q1，负载三极管Q1中除基极外的两极与负载电阻Rf串联并连接在充电设备的电压输出端的正负极间，负载三极管Q1包括基极b1、集电极c1和发射极e1，该负载三极管Q1可分别工作在放大区、饱和区和截至区。
负载控制单元2包括控制电阻Rk和控制三极管Q2，控制电阻Rk的一端连接电压输出端的正极V+，控制电阻Rk的另一端通过控制三极管Q2中除基极外的两极连接电压输出端的负极V-，负载三极管Q1的基极b1连接在控制三极管Q2与控制电阻Rk之间的电路上，该控制三极管Q2包括基极b2、集电极c2和发射极e2，该控制三极管Q2可分别工作在放大区、饱和区和截至区。
电压检测单元3的输出端V3连接基极b2，电压检测单元3输送至基极b2的电压用于调整控制三极管Q2的工作状态。上述电压检测单元3用于检测电压输出端输出的电压U，其中，在检测到电压输出端输出的电压U为默认电压U0时，输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在放大区；在检测到电压U高于默认电压U0时，输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在饱和区；在检测到电压U低于默认电压U0时，输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在截止区。
基极b1连接在控制三极管Q2与控制电阻Rk之间的电路上，负载控制单元2输送至基极b1的电压用于调整负载三极管Q1的工作状态。其中，在控制三极管Q2工作在放大区时，输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1工作在放大区；在控制三极管Q2工作在饱和区时，输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1工作在截止区；在控制三极管Q2工作在截止区时，输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1工作在饱和区。
可变动态负载单元1包括负载电阻Rf和负载三极管Q1，在负载三极管Q1工作在放大区时，负载电阻Rf与工作在放大区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载工作在较轻的状态，维持充电设备输出电压的稳定并满足能耗要求； 在负载三极管Q1工作在截止区时，负载电阻Rf与工作在截止区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载继续减小或关闭，进一步降低充电损耗，提升充电效率；在负载三极管Q1工作在饱和区时，负载电阻Rf与工作在饱和区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载加重，维持充电设备输出电压的稳定。
本发明实施例通过动态负载电路包括可变动态负载单元1、负载控制单元2和电压检测单元3，可变动态负载单元1包括负载电阻Rf和负载三极管Q1，负载三极管Q1中除基极外的两极与负载电阻Rf串联并连接在充电设备的电压输出端的正负极间，负载控制单元2包括控制电阻Rk和控制三极管Q2，控制电阻Rk的一端连接电压输出端的正极V+，控制电阻Rk的另一端通过控制三极管Q2中除基极外的两极连接电压输出端的负极V-，负载三极管Q1的基极b1连接在控制三极管Q2与控制电阻Rk之间的电路上，电压检测单元3的输出端V3连接基极b2，电压检测单元3输送至基极b2的电压用于调整控制三极管Q2的工作状态，负载控制单元2输送至基极b1的电压用于调整负载三极管Q1的工作状态，以动态地控制可变动态负载单元1的负载，实现高输出电压时轻载或关闭，低输出电压时重载，维持了充电设备输出电压的稳定，降低了充电损耗，提升了充电效率。
在一实施方式中，如图2所示，电压检测单元3包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和分压检测电路31，第一分压电阻R1的一端连接电压输出端的正极V+，第一分压电阻R1的另一端通过第二分压电阻R2连接电压输出端的负极V-，分压检测电路31的一端连接在第一分压电阻R1与第二分压电阻R2之间的电路上，分压检测电路31的另一端为电压检测单元3的输出端V3。
其中，电压检测单元3的输出端V3输出的电压U3，可根据第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的比值和电压U的乘积得到，用于调整控制三极管Q2的工作状态，其中，在检测到电压输出端输出的电压U为默认电压U0时，输送至基极b2的电压U3能够使得控制三极管Q2工作在放大区；在检测到电压U高于默认电压U0时，输送至基极b2的电压U3能够使得控制三极管Q2工作在饱和区；在检测到电压U低于默认电压U0时，输送至基极b2的电压U3能够使得控制三极管Q2工作在截止区。
在一实施方式中，第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的比值为预设值Y，电压检测单元3的输出端V3的电压U3为预设值Y和默认电压U0的乘积，其中，乘积的结果使得控制三极管Q2工作在放大区。
其中，当电压输出端输出的电压U为默认电压U0时，电压U3为预设值Y和默认电压U0的乘积，使得制三极管Q2工作在放大区；当电压U高于默认电压U0时，电压U3高于预设值Y和默认电压U0的乘积，使得控制三极管Q2工作在饱和区；当电压U低于默认电压U0时，电压U3低于预设值Y和默认电压U0的乘积，使得控制三极管Q2工作在截止区；从而根据电压输出端输出的电压U，调整控制三极管Q2的工作状态。
在一实施方式中，电压检测单元3可以为一控制器，用于根据电压输出端输出的电压U输出电压U3，以调整控制三极管Q2的工作状态，进一步地，控制器包括电压比较器和驱动电路，驱动电路输出电压U3以驱动基极b2，用来调整控制三极管Q2的工作状态。
在一实施方式中，如图3所示，动态负载电路还包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的一端连接电压检测单元3的输出端V3，第一电容C1的另一端连接电压输出端的负极V-，第二电容C2的一端连接负载三极管Q1的基极b1，第二电容C2的另一端连接电压输出端的负极V-，第一电容C1和第二电容C2在动态负载电路中起到抗干扰作用，用于防止开机时误启。
在一实施方式中，负载三极管Q1为第一NPN型三极管，第一NPN型三极管的集电极c1通过负载电阻Rf连接电压输出端的正极V+，第一NPN型三极管的发射极e1连接电压输出端的负极V-。
在一实施方式中，控制三极管Q2为第二NPN型三极管，第二NPN型三极管的集电极c2通过控制电阻Rk连接电压输出端的正极V+，第二NPN型三极管的发射极e2连接电压输出端的负极V-。
其中，NPN型三极管的工作原理为：当NPN型三极管的基极电压大于发射极电压，且基极电压小于集电极电压时，该NPN型三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，该NPN型三极管工作在放大区；当NPN型三极管的基极电压小于集电极电压，且基极电压小于发射极电压时，该NPN型三极管的发射结和集电结都是反向偏置，该NPN型三极管工作在截止区；当NPN型三极管的基极电压大于集电极电压，且基极电压大于发射极电压时，该NPN型三极管的发射结和集电结都是正向偏置，该NPN型三极管工作在饱和区。
在一实施方式中，负载三极管Q1为第一PNP型三极管，第一PNP型三极管的发射极e1通过负载电阻Rf连接电压输出端的正极V+，第一PNP型三极管的集电极c1连接电压输出端的负极V-。
在一实施方式中，控制三极管Q2为第二PNP型三极管，第二PNP型三极管的发射极e2通过控制电阻Rk连接电压输出端的正极V+，第二PNP型三极管的集电极c2连接电压输出端的负极V-。
其中，PNP型三极管的工作原理为：当PNP型三极管的基极电压小于发射极电压，且基极电压大于集电极电压时，该PNP型三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，该PNP型三极管工作在放大区；当PNP型三极管的基极电压大于集电极电压，且基极电压大于发射极电压时，该PNP型三极管的发射结和集电结都是反向偏置，该PNP型三极管工作在截止区；当PNP型三极管的基极电压小于集电极电压，且基极电压小于发射极电压时，该PNP型三极管的发射结和集电结都是正向偏置，该PNP型三极管工作在饱和区。
在一实施方式中，如图4所示，当负载三极管Q1为第一NPN型三极管，控制三极管Q2为第二NPN型三极管时，负载三极管Q1和控制三极管Q2的工作状态如下：
当电压输出端输出的电压U为默认电压U0时，电压U3为预设值Y和默认电压U0的乘积，用来控制控制三极管Q2的发射结正向偏置、集电结反向偏置，控制三极管Q2工作在放大区，控制三极管Q2输送电压U4至基极b1，通过控制负载三极管Q1的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使得负载三极管Q1工作在放大区，此时，负载电阻Rf与工作在放大区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载工作在较轻的状态，维持充电设备输出电压的稳定并满足能耗要求。
当电压输出端输出的电压U高于默认电压U0时，电压U3为预设值Y和电压U的乘积，高于预设值Y和默认电压U0的乘积，用来控制控制三极管Q2的发射结和集电结均正向偏置，控制三极管Q2工作在饱和区，控制三极管Q2输送电压U4至基极b1，通过控制负载三极管Q1的发射结和集电结均反向偏置，使得负载三极管Q1工作在截至区，此时，负载电阻Rf与工作在截至区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载继续减小或关闭，进一步降低充电损耗，提升充电效率。
当电压输出端输出的电压U低于默认电压U0时，电压U3为预设值Y和电压U的乘积，低于预设值Y和默认电压U0的乘积，用来控制控制三极管Q2的发射结和集电结均反向偏置，控制三极管Q2工作在截至区，控制三极管Q2输送电压U4至基极b1，通过控制负载三极管Q1的发射结和集电结均反向偏置，使得负载三极管Q1的发射结和集电结均正向偏置，负载三极管Q1工作在饱和区，此时，负载电阻Rf与工作在饱和区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制可变动态负载单元1的负载加重，维持充电设备输出电压的稳定。
在一实施方式中，负载三极管Q1为第一PNP型三极管，控制三极管Q2为第二PNP型三极管时，电压检测单元3的输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在放大区、饱和区或者截止区，负载控制单元2输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1对应工作在放大区、截止区或者饱和区。
在一实施方式中，负载三极管Q1为第一NPN型三极管，控制三极管Q2为第二PNP型三极管时，电压检测单元3的输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在放大区、饱和区或者截止区，负载控制单元2输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1对应工作在放大区、截止区或者饱和区。
在一实施方式中，负载三极管Q1为第一PNP型三极管，控制三极管Q2为第二NPN型三极管时，电压检测单元3的输出端V3输送至基极b2的电压能够使得控制三极管Q2工作在放大区、饱和区或者截止区，负载控制单元2输送至基极b1的电压能够使得负载三极管Q1对应工作在放大区、截止区或者饱和区。
参见图5为，本发明提供一种充电设备用动态负载调整方法，在上述动态负载电路实施例的基础上，该动态负载调整方法可用于动态调整充电设备的负载，该动态负载调整方法可以包括以下步骤：
S501，检测充电设备的电压输出端输出的电压。
其中，首先检测电压输出端输出的电压U，判断该电压U与默认电压U0的大小关系，并根据不同的大小关系动态地控制充电设备的负载。
S502，若电压输出端输出的U为默认电压U0，则将负载电阻Rf与工作在放大区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间。
其中，当电压输出端输出的电压U为默认电压U0时，将充电设备中的负载电阻Rf与工作在放大区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制负载工作在较轻的状态，维持充电设备输出电压的稳定并满足能耗要求。
S503，若电压输出端输出的电压U高于默认电压U0，则将负载电阻Rf与工作在截止区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间。
其中，当电压输出端输出的电压U高于默认电压U0时，将充电设备中的负载电阻Rf与工作在截止区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制负载继续减小或关闭，进一步降低充电损耗，提升充电效率。
S504，若电压输出端输出的电压U低于默认电压U0，则将负载电阻Rf与工作在饱和区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间。
其中，当电压输出端输出的电压U低于默认电压U0时，将充电设备中的负载电阻Rf与工作在饱和区的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，以控制负载加重，维持充电设备输出电压的稳定。
本发明实施例通过判断电压输出端输出的电压U与默认电压U0的大小关系，将充电设备中的负载电阻Rf与处于不同工作状态的负载三极管Q1的集电极c1和发射极e1串联在电压输出端的正负极之间，通过动态地调整充电设备中的负载，实现高输出电压时轻载或关闭，低输出电压时重载，以维持充电设备输出电压的稳定，降低了充电损耗，提升了充电效率。
本发明提供一种充电设备，在上述动态负载电路实施例的基础上，该充电设备包括动态负载电路，动态负载电路包括可变动态负载单元1、负载控制单元2和电压检测单元3，可变动态负载单元1包括负载电阻Rf和负载三极管Q1，负载三极管Q1中除基极外的两极与负载电阻Rf串联并连接在充电设备的电压输出端的正负极间，负载控制单元2包括控制电阻Rk和控制三极管Q2，控制电阻Rk的一端连接电压输出端的正极V+，控制电阻Rk的另一端通过控制三极管Q2中除基极外的两极连接电压输出端的负极V-，负载三极管Q1的基极b1连接在控制三极管Q2与控制电阻Rk之间的电路上，电压检测单元3的输出端V3连接基极b2，电压检测单元3用于检测电压输出端输出的电压U，并在电压输出端输出默认电压U0时，控制控制三极管Q2工作在放大区，使得负载三极管Q1工作在放大区；在电压输出端输出的电压U高于默认电压U0时，控制控制三极管Q2工作在饱和区，使得负载三极管Q1工作在截止区；或者在电压输出端输出的电压U低于默认电压U0时，控制控制三极管Q2工作在截止区，使得负载三极管Q1工作在饱和区。
在一实施方式中，充电设备是支持PD和PPS协议的充电器，充电器的电压输出端输出的电压U的范围为
Figure 592384DEST_PATH_IMAGE001
，默认电压为U0=5V，在不接入待充电设备时，充电器工作在待机状态，动态负载电路中的控制三极管Q2工作在放大区，负载三极管Q1工作在放大区，以控制可变动态负载单元1的负载工作在较轻的状态，维持充电器输出电压的稳定并满足能耗要求；在接入待充电设备，待充电设备需要使用高于5V的电压充电时，动态负载电路中的控制三极管Q2工作在饱和区，负载三极管Q1工作在截止区，以控制可变动态负载单元1的负载继续减小或关闭，进一步降低充电损耗，提升充电效率；在接入待充电设备，待充电设备需要使用低于5V的电压充电时，动态负载电路中的控制三极管Q2工作在截止区，负载三极管Q1工作在饱和区，以控制可变动态负载单元1的负载加重，维持充电设备输出电压的稳定。
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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述充电设备用动态负载电路包括：可变动态负载单元、负载控制单元和电压检测单元，所述可变动态负载单元包括负载电阻和负载三极管，所述负载三极管中除基极外的两极与所述负载电阻串联并连接在所述充电设备的电压输出端的正负极间；
所述负载控制单元包括控制电阻和控制三极管，所述控制电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述控制电阻的另一端通过所述控制三极管中除基极外的两极连接所述电压输出端的负极，所述负载三极管的基极连接在所述控制三极管与所述控制电阻之间的电路上；
所述电压检测单元的输出端连接所述控制三极管的基极；所述电压检测单元用于检测所述电压输出端输出的电压，并在所述电压输出端输出默认电压时，控制所述控制三极管工作在放大区，使得所述负载三极管工作在放大区；在所述电压输出端输出的电压高于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在饱和区，使得所述负载三极管工作在截止区；或者在所述电压输出端输出的电压低于所述默认电压时，控制所述控制三极管工作在截止区，使得所述负载三极管工作在饱和区。
2.根据权利要求1所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第一分压电阻、第二分压电阻和分压检测电路，所述第一分压电阻的一端连接所述电压输出端的正极，所述第一分压电阻的另一端通过所述第二分压电阻连接所述电压输出端的负极，所述分压检测电路的一端连接在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的电路上，所述分压检测电路的另一端为所述电压检测单元的输出端。
3.根据权利要求2所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的比值为预设值，所述电压检测单元的输出端的电压为所述预设值和所述默认电压的乘积，其中，乘积的结果使得所述控制三极管工作在放大区。
4.根据权利要求2所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述充电设备用动态负载电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接所述电压检测单元的输出端，所述第一电容的另一端连接所述电压输出端的负极，所述第二电容的一端连接所述负载三极管的基极，所述第二电容的另一端连接所述电压输出端的负极。
5.根据权利要求1所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述负载三极管为第一NPN型三极管，所述第一NPN型三极管的集电极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
6.根据权利要求1所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述负载三极管为第一PNP型三极管，所述第一PNP型三极管的发射极通过所述负载电阻连接所述电压输出端的正极，所述第一PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
7.根据权利要求1所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述控制三极管为第二NPN型三极管，所述第二NPN型三极管的集电极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二NPN型三极管的发射极连接所述电压输出端的负极。
8.根据权利要求1所述的充电设备用动态负载电路，其特征在于，所述控制三极管为第二PNP型三极管，所述第二PNP型三极管的发射极通过所述控制电阻连接所述电压输出端的正极，所述第二PNP型三极管的集电极连接所述电压输出端的负极。
9.一种充电设备用动态负载调整方法，其特征在于，所述动态负载调整方法包括：
检测充电设备的电压输出端输出的电压；
若所述电压输出端输出的电压为默认电压，则将负载电阻与工作在放大区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间；
若所述电压输出端输出的电压高于所述默认电压，则将所述负载电阻与工作在截止区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间；或者
若所述电压输出端输出的电压低于所述默认电压，则将所述负载电阻与工作在饱和区的三极管的集电极和发射极串联在所述电压输出端的正负极之间。
10.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括如权利要求1-8任一项所述的充电设备用动态负载电路。
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