CN116131418A

CN116131418A - 电源适配器

Info

Publication number: CN116131418A
Application number: CN202310389264.XA
Authority: CN
Inventors: 刘芳琳
Original assignee: Shenzhen Simsukian Electronics Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Simsukian Electronics Technology Co ltd
Priority date: 2023-04-13
Filing date: 2023-04-13
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2043-04-13
Also published as: CN116131418B

Abstract

本发明公开了一种电源适配器，其包括：包括电压转化模块、内置控制模组以及供电模块；电压转化模块包括交直流转化单元，所述交直流转化单元用于与市电输入连接，并将市电转化为多种不同电压的直流电输出至供电模块；所述内置控制模组包括：无线通信单元，其用作与指定的终端或云端连接；以及，控制单元，其连接于无线通信单元、电压转化模块和供电模块；所述控制单元设置为：通过无线通信单元接收充电需求信息；其中，充电需求信息包括待充电设备型号；根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出。本申请具有满足更多类型的电子设备的充电需求的效果。

Description

电源适配器

技术领域

本申请涉及充电技术领域，尤其是涉及一种电源适配器。

背景技术

电源适配器，其常见的应用场景有电脑、平板、手机的充电，一般用于将220V的市电转化为电子产品使用的5V、11-12V等低电压。

在人们长途出行时，因为携带的电子产品种类多，而不同品牌、种类的电子产品的充电接口、电压又存在差异，所以导致需要携带多种充电器。充电器一般主要有电源适配器和充电线组成，基于当前的电源适配器情况，已知其体积、重量较大，这在上述多充电器携带场景中将产生诸多不便。

针对上述，目前有以下解决方案：电源适配器采用协议制充电，即：手机充电时，其适配器先与手机进行协议握手，之后根据手机的配置进行供电；此时，结合多合一的充电线，即一条总线分出多种充电接头的线，可减少电源适配器的携带量。

上述技术方案虽然可以在同种类电子产品（如：都是手机）携带时，减小电源适配器的携带数量，但是：当携带的电子设备并非同一种类，尤其遇上不具备充电协议的电子设备（如：无协议的笔记本）时，将无法满足多样化充电需求。

发明内容

为了满足更多类型的电子设备的充电需求，本申请提供一种电源适配器。

第一方面，本申请提供一种电源适配器，采用如下的技术方案：

一种电源适配器，包括外壳，还包括由外壳保护的电压转化模块、内置控制模组以及供电模块；

所述电压转化模块包括交直流转化单元，所述交直流转化单元用于与市电输入连接，并将市电转化为多种不同电压的直流电输出至供电模块；

所述内置控制模组包括：

无线通信单元，其用作与指定的终端或云端连接；以及，控制单元，其连接于无线通信单元、电压转化模块和供电模块；

所述控制单元设置为：

通过无线通信单元接收充电需求信息；其中，充电需求信息包括待充电设备型号；

根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令，输出和控制电压转化模块；

可选的，还包括由外壳保护的电压转化模块、内置控制模组以及供电模块；

所述内置控制模组包括：

所述控制单元设置为：

根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出控制电压转化模块。

可选的，所述交直流转化单元以降压型电源芯片实现压降，且降压型电源芯片有FB引脚连接阻值可变器件，从降压型电源芯片的输出侧得到输出反馈信号；

所述阻值可变器件包括电位器和微型减速电机，所述电位器的阻值变化的两端接入降压型电源芯片的输出侧，所述微型减速电机的输出轴同中心轴固定于电位器的转轴；所述微型减速电机连接于控制单元。

可选的，所述供电模块包括多个充电线接口和接口电流检测单元，多个所述充电线接口呈并联设置且并联总线连接于交直流转化单元的输出端；

一个所述接口电流检测单元对应一个充电线接口，所述接口电流检测单元的输出端连接于控制单元；

所述控制单元设置为：

记录任一充电线接口预匹配的电子设备种类，生成设备选型数据集；

当根据接口电流检测单元的反馈判定某一充电线接口供电，则发送匹配的设备选型数据集至指定的终端或云端，并接收用户充电选择反馈。

可选的，所述电压转化模块还包括开关电路单元，所述开关电路单元连接于控制单元且用于对各个充电线接口做供电通断控制；

所述控制单元设置为：

记接口电流检测单元的检测值为L1；

累计各个L1的总值，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口供电。

可选的，所述控制单元设置为：

当一个充电线接口供电后再次出现其他充电线接口供电，则获取最新一个开始供电的充电接口匹配的充电需求信息，并根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的充电电流L2；

累计当前的L1和L2，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口供电。

可选的，所述控制单元还设置为：在中止时序上在末位开始供电的充电线接口供电之前，先发送充电顺序确认请求至指定的终端或云端，并接收充电顺序确认请求的反馈；

根据充电顺序确认请求的反馈中止排序最后一个充电的电子设备所匹配的充电线接口供电，直到累计当前的L1所得值不超出电流阈值。

可选的，所述控制单元设置为：当供电模块停止向外供电，则调取预设电机复位控制指令并输出。

可选的，所述交直流转化单元为两组，且其中一组交直流转化单元用于与市电输入连接，并向内置控制模组以指定电压供电。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

不需要待充电的电子设备需要有充电协议，只需用户通过手机等直接与本申请连接或访问指定的云端；之后用户就选择需要充电的电子设备型号，并发送至本申请的控制单元；由控制单元基于电子设备型号查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出，令交直流转化单元将市电转化为所需的电压，满足充电需求；相对于现有技术，本申请一方面可以满足不同充电电压的充电需求；另一方面，不受充电协议限制，即便是无协议的笔记本、各类测试仪表等均可使用。

附图说明

图1是本发明的整体控制结构示意图；

图2是本发明的电压控制电路示意图；

图3是XD308H电源芯片的规格书中的典型应用电路。

附图标记说明：1、电压转化模块；11、交直流转化单元；111、电位器；112、微型减速电机；12、开关电路单元；2、内置控制模组；21、无线通信单元；22、控制单元；3、供电模块；31、充电线接口；32、接口电流检测单元。

具体实施方式

以下结合图1-图3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种电源适配器，其主要针对无充电协议应用场景下的多类型充电需求。

参照图1，电源适配器包括：外壳以及由外壳保护的电压转化模块1、内置控制模组2以及供电模块3。

可以理解的是，诸如手机、笔记本等产品的电源适配器大多是长方体块状，本申请的外壳同样可采用长方体结构，且因为本申请主要对电路结构，因此不再对外壳阐述和独立示意。

参照图1，电压转化模块包括交直流转化单元11。其中，交直流转化单元11用于与市电输入（如：插入插座插孔的两个金属头）连接，并将市电转化为多种不同电压的直流电输送向供电模块。

内置控制模组2包括无线通信单元21和控制单元22。其中，无线通信单元21用作与指定的终端（如：手机）或云端连接；控制单元22连接于无线通信单元21、电压转化模块1和供电模块3。

控制单元22设置为：通过无线通信单元21接收充电需求信息；根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出；以及根据供电模块3反馈的供电信息和/或充电需求信息，判断是否供电，并输出对应的通断控制指令。

上述无线通信单元21可以是低功耗蓝牙模块，控制单元22可以是一集成于基板的MCU芯片；充电需求信息包括待充电设备型号。

使用过程：

1、用户通过手机直接与本申请连接，或访问指定的云端与本申请建立连接；

2、用户在手机（对应的App）上选择需要充电的电子设备型号，并发送至本申请的控制单元22；控制单元22基于电子设备型号查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出，令交直流转化单元11将市电转化为所需的电压，以满足充电需求。

可以理解的是，上述数据映射关系集，即数据库表中的关系表，此处指：电子设备型号-充电电压/电流-电压控制指令的关系表。

在本申请的一个实施例中，交直流转化单元11以降压型电源芯片实现降压。降压型电源芯片可以是：DC-DC型的XD308H电源芯片；此时，交直流转化单元11除了包括上述芯片外，其他电路结构还包括前置的整流桥等，具体可参考XD308H电源芯片的规格书中的典型应用电路，如图3所示，以实现直流输出。

参照图2，在本申请中，交直流转化单元11还包括阻值可变器件，阻值可变器件包括电位器111，且电位器111用于替换XD308H电源芯片的FB引脚所接的电阻R1或R2。电位器111的接线方式，如：电位器111的转轴所带动的触头臂、电位器111的电阻体的一端分别作为“电阻R1或R2”的两端；接线后，电位器111转轴转动阻值调节，达到可变电阻效果，以达到本申请的交直流转化单元11的输出电压受控、可调这一目的。

进一步的，阻值可变器件还包括：微型减速电机112。微型减速电机112安装于电位器111的固定结构上，且输出轴与电位器111的转轴同中心轴固定。

使用时：控制单元22控制微型减速电机112带动电位器111的转轴转动，以调节阻值改变本申请的输出电压，满足各种不用充电需求。

根据上述可知，相对于传统固定几种输出电压的适配器，本申请的一个重要优势在于可以无级调节电压，满足更多充电需求；甚至是用于试验、测试供电。

为了保障本申请的使用安全，在本申请中控制单元22设置为：当供电模块3停止向外供电，则调取预设电机复位控制指令并输出。此时，电机复位控制指令对应的是：微型减速电机112带动电位器111转动至-令降压型电源芯片做最小电压输出的位置。

在本申请的一个实施例中，供电模块3包括多个充电线接口31和接口电流检测单元32。

其中，多个充电线接口31安装于外壳，电路关系为并联设置且并联总线连接于交直流转化单元11的输出端；即，本申请有着多个充电线接口31可以供用户选择；充电线接口31的种类根据市场需求选择，可以不同。

接口电流检测单元32可以是电流传感器、电流检测IC芯片或与各个充电线接口31呈并联的采样电路；一个接口电流检测单元32对应一个充电线接口31，且分别连接于控制单元22。

基于上述控制单元22设置为：记录任一充电线接口31预匹配的电子设备种类（如：厂家制定），生成设备选型数据集；当根据接口电流检测单元32的反馈判定某一充电线接口31供电，则发送匹配的设备选型数据集至指定的终端或云端，并接收用户充电选择反馈。

由此，与本申请连接的充电线插入电子设备后，用户的终端即可接收到本申请主动对外发送的设备选型数据集，此时信息展示方式可以是：弹窗形式展示；该设置可以有效的提高本申请的智能程度，提高使用便捷性，用户只需简单的翻阅信息，即可选择一个匹配的型号选中发起电压控制。

在本申请的另一个实施例中，考虑上述交直流转化单元11的设置虽然满足无级调压需求，且电路组成更为轻便，但是因为没有变压器，也就处于非隔离供电，所以需要在前述可做电流检测的基础上做进一步的安全防护设置，具体地：

电压转化模块1还包括开关电路单元12，开关电路单元12连接于控制单元22且用于对各个充电线接口31做供电通断控制。

此时，控制单元22设置为：记接口电流检测单元32的检测值为L1；累计各个L1的总值，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口供电。

即，在充电发生后监测后续过程，对总电流计算，如果电流过大，就断开后面新开始供电的充电线接口31。

为了在进行多台设备充电之前就能防止总电流过大，本申请的控制单元还设置为：

当一个充电线接口31供电后再次出现其他充电线接口31供电，则获取最新一个开始供电的充电线接口31匹配的充电需求信息，并根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的充电电流L2；其中，充电电流L2为设备厂家提供参数，预录入。

累计当前的L1和L2，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口31进行供电。

根据上述可知，当已经有至少一个充电线在充电了，本申请如果再接一个充电线充电，则本申请不会直接正常供电，而是会先根据新的需求先得到其匹配的充电电流L2，然后将L2和当前的充电电流累计，预判是否超出电流阈值，如果是，即认为风险过大，停止满足这个新的充电需求。

在本申请的一个实施例，当新的充电需求加入会导致电流过大时，其所中止供电的接头可以调节，具体地：

控制单元22还设置为：在中止时序上在末位开始供电的充电线接口31进行供电之前，先发送充电顺序确认请求至指定的终端或云端，并接收充电顺序确认请求的反馈；

根据充电顺序确认请求的反馈中止排序最后一个充电的电子设备所匹配的充电线接口31供电，直到累计当前的L1不超出电流阈值。

即，当适配器发现新的电子设备加入充电后，电流可能会过大时，其会发送充电顺序确认请求给用户，用户自己根据需要对各个电子设备的充电顺序排序，回传数据；之后适配器开始对各个电子设备供电，且排在最后的先停止充电。

在预设时长，诸如：2分钟内没有接收充电顺序确认请求的反馈时，则按照前一实施例方案实施。

开关电路单元12的选择有多种，在本申请的一个实施例中，其可以是包括继电器；且为了方便控制单元22对继电器控制，控制单元22连接三极管开关电路，继电器的线圈串联至三极管开关电路的三极管基极，常闭触点串联于充电线接口31。

使用时，控制单元22通过三极管开关电路控制继电器的常闭出点是否打开，即实现充电线接口31的通断控制。

在本申请的一个实施例中，为了保证上述控制单元22和微型减速电机112的供电安全和稳定，设置为不从上述交直流转化单元11的输出侧取电；而是另外设置一组固定变压的电路供电，该电路可以是如图3所示的XD308H电源芯片的规格书中的典型应用电路。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种电源适配器，包括外壳，其特征在于：还包括由外壳保护的电压转化模块（1）、内置控制模组（2）以及供电模块（3）；

所述电压转化模块（1）包括交直流转化单元（11），所述交直流转化单元（11）用于与市电输入连接，并将市电转化为多种不同电压的直流电输出至供电模块（3）；

所述内置控制模组（2）包括：

无线通信单元（21），其用作与指定的终端或云端连接；以及，控制单元（22），其连接于无线通信单元（21）、电压转化模块（1）和供电模块（3）；

所述控制单元（22）设置为：

通过无线通信单元（21）接收充电需求信息；其中，充电需求信息包括待充电设备型号；

根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的电压控制指令并输出控制电压转化模块（1）。

2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于：所述交直流转化单元（11）以降压型电源芯片实现压降，且降压型电源芯片有FB引脚连接阻值可变器件，从降压型电源芯片的输出侧得到输出反馈信号；

所述阻值可变器件包括电位器（111）和微型减速电机（112），所述电位器（111）的阻值变化的两端接入降压型电源芯片的输出侧，所述微型减速电机（112）的输出轴同中心轴固定于电位器（111）的转轴；所述微型减速电机（112）连接于控制单元（22）。

3. 根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于：所述供电模块（3）包括多个充电线接口（31）和接口电流检测单元（32），多个所述充电线接口（31）呈并联设置且并联总线连接于交直流转化单元（11）的输出端；

一个所述接口电流检测单元（32）对应一个充电线接口（31），所述接口电流检测单元（32）的输出端连接于控制单元（22）；

所述控制单元（22）设置为：

记录任一充电线接口（31）预匹配的电子设备种类，生成设备选型数据集；

当根据接口电流检测单元（32）的反馈判定某一充电线接口（31）供电，则发送匹配的设备选型数据集至指定的终端或云端，并接收用户充电选择反馈。

4.根据权利要求3所述的电源适配器，其特征在于：所述电压转化模块（1）还包括开关电路单元（12），所述开关电路单元（12）连接于控制单元（22）且用于对各个充电线接口（31）做供电通断控制；

所述控制单元（22）设置为：

记接口电流检测单元（32）的检测值为L1；

累计各个L1的总值，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口（31）供电。

5.根据权利要求4所述的电源适配器，其特征在于：所述控制单元（22）设置为：

当一个充电线接口（31）供电后再次出现其他充电线接口（31）供电，则获取最新一个开始供电的充电接口匹配的充电需求信息，并根据充电需求信息查找预设的数据映射关系集，得到匹配的充电电流L2；

累计当前的L1和L2，并判断是否超出电流阈值，如果是，则中止时序上在末位开始供电的充电线接口（31）供电。

6.根据权利要求5所述的电源适配器，其特征在于：所述控制单元（22）还设置为：在中止时序上在末位开始供电的充电线接口（31）供电之前，先发送充电顺序确认请求至指定的终端或云端，并接收充电顺序确认请求的反馈；

根据充电顺序确认请求的反馈中止排序最后一个充电的电子设备所匹配的充电线接口（31）供电，直到累计当前的L1所得值不超出电流阈值。

7.根据权利要求4所述的电源适配器，其特征在于：所述控制单元（22）设置为：当供电模块（3）停止向外供电，则调取预设的电机复位控制指令并输出。

8.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于：所述交直流转化单元（11）为两组，且其中一组交直流转化单元（11）用于与市电输入连接，并向内置控制模组（2）以指定电压供电。