CN201527619U - 一种usb供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种USB供电装置，包括：一USB电源；一用于存储所述USB电源提供的部分电量、并输出一直流低压的电量存储模块；一控制所述部分电量对所述电量存储模块进行充电的充电管理模块；一控制将所述直流低压进行升压获得一直流高压的DC-DC升压器；一控制提取所述部分电量、且将所述USB电源提供的电压与所述直流高压串联从而为负载提供工作电压的能量分配模块。本实用新型的USB供电装置，可直接对音频功放供电，且满足音频功放需求的输出功率，不需再采用外接电源和音箱来改善音频功放的放音效果，体积小，成本低，安装简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源管理的相关技术领域，更具体地说，涉及一种USB供电装置。
背景技术
采用USB端口为音频功放供电时，USB端口可提供5V的电压，最大可提供500mA的电流，即持续最大功率可达到2.5W。由于音乐信号的特点，其功率变化范围较大，在合理的失真状态下，其瞬时最大功率约为平均功率的5～10倍。这种特性就给USB端口供电提出难题：如果要使音乐信号的失真在合理范围内，则最大功率只能限定在2.5W，但这样平均功率就很小，即造成音量不足；而如果将平均功率设定在2.5W，则瞬间最大功率输出时USB端口无法提供足够电流，产生严重失真。于是，受到USB端口输出功率的限制，直接利用USB端口供电的音频功放，其放音效果不能令人满意。
为了提高放音效果，一般采用外接电源和音箱来改善放音效果，但此方案不仅使体积增大，成本上升，且安装繁琐，在广泛使用的便携式计算机上更难以实现。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可直接对音频功放供电并使其放音效果较为满意的USB供电装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种USB供电装置，包括：
一USB电源；
一用于存储所述USB电源提供的部分电量、并输出一直流低压的电量存储模块；
一控制所述部分电量对所述电量存储模块进行充电的充电管理模块；
一控制将所述直流低压进行升压获得一直流高压的DC-DC升压器；
一控制提取所述部分电量、且将所述USB电源提供的电压与所述直流高压串联从而为负载提供工作电压的能量分配模块。
进一步地，本实用新型所述的USB供电装置中，所述电量存储模块为充电电池。
进一步地，本实用新型所述的USB供电装置中，所述电量存储模块为电容。
进一步地，本实用新型所述的USB供电装置中，所述充电管理模块包括由开关管构成、且对所述电量存储模块的充电电流进行限制的第一限流器。
进一步地，本实用新型所述的USB供电装置中，所述DC-DC升压器包括将所述直流低压进行耦合从而得到所述直流高压的变压器。
进一步地，本实用新型所述的USB供电装置中，所述能量分配模块包括由开关管构成、且对提取的所述部分电量的电量大小进行限制的第二限流器。
实施本实用新型的USB供电装置，具有以下有益效果：可直接对音频功放供电，且满足音频功放需求的输出功率，不需再采用外接电源和音箱来改善功放的放音效果，体积小，成本低，安装简单，在便携式计算机上使用也将更为便携。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的USB供电装置的结构方块图；
图2是本实用新型的USB供电装置的一实施例的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型的USB供电装置的结构方块图。本实用新型的USB供电装置包括：USB电源1、电量存储模块2、充电管理模块3、DC-DC升压器4和能量分配模块5。
电量存储模块2用于存储USB电源1提供的部分电量、并输出一直流低压。充电管理模块3控制所述部分电量对电量存储模块2进行充电。DC-DC升压器4控制将所述直流低压进行升压获得一直流高压。能量分配模块5控制提取所述部分电量、且将USB电源1提供的电压与所述直流高压串联从而为负载(音频功放)提供工作电压。
其中，电量存储模块2可为充电电池，也可为电容以及其它储能元器件。
充电管理模块3包括由开关管构成、且对电量存储模块2的充电电流进行限制的第一限流器。
DC-DC升压器4包括将所述直流低压进行耦合从而得到所述直流高压的变压器。
能量分配模块包括由开关管构成、且对提取的所述部分电量的电量大小进行限制的第二限流器。
如图2所示，是本实用新型的USB供电装置的一实施例的电路原理图。本实施例中，电量存储模块2可为充电电池。
以下，将分两种情况进行阐述：
第一种情况：开关K1断开，此时USB电源1提供的5V的直流电压通过充电管理模块3给充电电池BT1充电。
充电管理模块3中的开关管Q2、开关管Q4和开关管Q5组成第一限流器，优选地，开关管Q2、开关管Q4和开关管Q5均采用三极管。第一限流器对电量存储模块2的充电电流进行限制，将充电电流限制在500mA。
此时，能量分配模块5、DC-DC升压器4以及音频功放均处于关闭状态。
第一种情况：开关K1闭合，USB电源1通过开关K1为芯片IC1供电，从而启动DC-DC升压器4。优选地，芯片IC1的型号为LM3478。DC-DC升压器4运作时通过电容C12、电阻R19、二极管D3、电容C6和电阻R13拉低开关管Q5的基极，从而关闭充电管理模块3。
充电电池BT1为DC-DC升压器4提供输入电压，DC-DC升压器4将充电电池BT1提供的约3.8V的电压变换为变压器T1副边绕组(第5、6脚)15V的电压，其负端(第6脚)通过能量分配模块5中的电阻R11、开关管Q3与USB电源1的正端连接，构成两个电压源的串联，为音频功率放大器提供20V的电压，此20V的电压为音频功放提供工作电压。
能量分配模块5通过开关管Q1、开关管Q3组成的第二限流器，第二限流器对从USB电源1提取的部分电量的电量大小进行限制。本实施例中，能量分配模块5限制从USB电源1抽取500mA的电流，其中，能量分配模块5抽取的所述部分电量和DC-DC升压器4一起为音频功放输送其需求的电流，剩余的电流通过二极管D2为充电电池BT1充电，将功率储备起来。
可见，如果将音频功放的平均功率设定在2.5W，当瞬间最大功率输出时，USB电源1可提供足够的电流。可见，本实用新型的USB供电装置可提供的输出功率将不会被限制，使用其直接对音频功放供电，音频功放将不会产生失真，放音效果较令人满意。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种USB供电装置，其特征在于，包括：
一USB电源；
一用于存储所述USB电源提供的部分电量、并输出一直流低压的电量存储模块；
一控制所述部分电量对所述电量存储模块进行充电的充电管理模块；
一控制将所述直流低压进行升压获得一直流高压的DC-DC升压器；
一控制提取所述部分电量、且将所述USB电源提供的电压与所述直流高压串联从而为负载提供工作电压的能量分配模块。
2.根据权利要求1所述的USB供电装置，其特征在于，所述电量存储模块为充电电池。
3.根据权利要求1所述的USB供电装置，其特征在于，所述电量存储模块为电容。
4.根据权利要求1所述的USB供电装置，其特征在于，所述充电管理模块包括由开关管构成、且对所述电量存储模块的充电电流进行限制的第一限流器。
5.根据权利要求1所述的USB供电装置，其特征在于，所述DC-DC升压器包括将所述直流低压进行耦合从而得到所述直流高压的变压器。
6.根据权利要求1所述的USB供电装置，其特征在于，所述能量分配模块包括由开关管构成、且对提取的所述部分电量的电量大小进行限制的第二限流器。
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