CN202019219U - 一种多功能usb充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电器技术领域，尤其涉及一种便于随身携带的多功能USB充电器。本实用新型采用的多功能USB充电器，包括：壳体、设于壳体上的用于连接市电输入的电源转接端子、置于壳体内的主电路板、接于该主电路板的内置充电电池、设于主电路板上的USB母座。通过电源转接端子的转接插座和转接插头，可实现外配多种规格的AC转接插头；通过主电路板上接于RCC开关电源直流稳压输出端、充电电路基准源和USB母座电源引脚之间的充电模式切换电路，可优先对该电子产品充电，并可自动切换为其内置电池进行充电，以保证内置电池经常处于电量充足的状态；通过主电路板上接于内置电池电极的内置电池电量指示电路，使用者可方便得知其内置电池的电量，增强了使用的可靠性。

Description

一种多功能USB充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，尤其涉及一种便于随身携带的多功能USB充电器。

背景技术

现在的随身电子产品如PDA、MP3、手机、GPS等已广泛的流行，这类电子产品普遍具有USB接口，通过USB接口，使用者既可以方便地进行文件传输操作，又能够方便地对这类的随身电子产品进行充电。因而，目前也有一种可以充电的USB随身充电器，这种随身的充电器内有设有一个可以补偿外部供电电源的充电电池，当外部电源停电或者在不方便使用外部电源供电时，该USB随身充电器可将其内置的充电电池作为供电源，以对各种电子产品进行充电，具有极大的便携性。

然而，现有的USB随身充电器在随身使用的场合，在外出使用之前，为确保其内部充电电池具有充足电量，就需要先手拨开关将其切换到对内部电池进行充电的模式，对内置电池进行充电。即，该种对USB随身充电器的内置电池补充电量的方法，使用者非事前审慎不能保证充电器内置电池的足够电量，就造成该USB随身充电器在急需外出使用时，其内置电池常常电量不足的不便。另外，现有的USB随身充电器，使用者在外出使用前，不能够对其充电电池的电量有直观的把握，也造成使用上的不方便。

发明内容

针对现有技术方案的不足，本实用新型提出一种多功能USB充电器，该充电器的内置电池电量不足时，其可插接市电自动为内置电池充电，且当其外接有待充电的电子产品时，其可优先地对该电子产品充电，当电子产品电量充满时，可自动切换为其内置电池进行充电，以保证内置电池的充足电量，此外，该充电器的内置电池电量指示功能令其更加便于使用。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能USB充电器，包括：壳体、设于壳体上的用于连接市电输入的电源转接端子、置于壳体内的主电路板、接于该主电路板的内置充电电池、设于主电路板上的USB母座，所述主电路板包括：一RCC开关电源电路、一内置电池充电电路、一内置电池充电保护电路、一内置电池电量指示电路、内置电池升压电路和一充电模式切换电路，所述RCC开关电源的交流电输入端接于所述的电源转接端子，其直流稳压输出端接内置电池充电电路的输入端，该内置电池充电电路的输出端连接所述的充电电池，所述内置电池充电保护电路接于该充电电池的两个电极上，所述内置电池电量指示电路并联接于所述充电电池的两端，所述充电模式切换电路由外充电检测单元串联切换开关单元组成，所述外充电检测单元的检测端接于RCC开关电源电路直流稳压输出端的正极与所述USB母座的电源正极引脚之间，并由其压差触发输出端导通，继而外充电检测单元的输出端触发与之串联的切换开关单元的控制端导通，切换开关单元的输出端并接于所述内置电池充电电路的分流基准源的正、负极两端，USB母座的电源负极引脚接地，所述内置电池升压电路的输入端串联一开关后接所述充电电池的电源端，其输出端接所述USB母座的电源正、负极引脚。

进一步的，所述壳体的电源转接端子包括转接插座和转接插头，转接插座设于壳体一侧面，转接插头插入于转接插座后形成市电插头结构。

更进一步的，所述的转接插头是两脚的圆脚AC插头或两脚的扁型AC插头或两脚的方型AC插头，或者三脚的圆脚AC插头或三脚的扁型AC插头或三脚的方型AC插头。

进一步的，所述内置电池充电电路包括：三极管Q4、二极管D5、电阻R15、R18和R19、三端分流基准源Z4，其中，所述三极管Q4的集电极接二极管D5的负极，二极管D5的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，电阻R15的一端接二极管D5的正极，另一端接三极管Q4的基极，所述电阻R18和电阻R19串联接所述三极管Q4的发射极后接地，电阻R18和电阻R19的连接点一端接所述三端分流基准源Z4的参考端，该三端分流基准源Z4的负极接所述三极管Q4的基极，其正极接地。

进一步的，所述充电模式切换电路包括：三极管Q3和Q5、电阻R12、R16和R17、二极管D4，其中，所述二极管D4的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，其负极接所述USB母座的电源正极引脚，所述三极管Q3的发射极接二极管D4的正极，其基极通过电阻R12接二极管D4的负极，其集电极串接所述电阻R16和R17后接地，电阻R16和电阻R17的连接点一端接所述三极管Q5的基极，该三极管Q5的集电极和发射极两端并联接于所述内置电池充电电路的分流基准源的两端。

进一步的，所述内置电池电量指示电路包括：一基准电压源、一电阻分压网络、复数个运算放大器、复数个限流电阻、复数个发光二极管、一轻触开关和一MOS开关管，其中，所述基准电压源的一端、电阻分压网络的一端以及运算放大器的电源输入正端相互并联后接所述内置充电电池的正极，所述基准电压源的另一端、电阻分压网络的另一端以及运算放大器的电源输入负端相互并联后串接所述轻触开关的一端电极，该轻触开关的另一端电极接地，所述基准电压源的参考电压端接所述各个运算放大器的反相输入端，所述电阻分压网络的各个分压输出端跟所述各个运算放大器的同相输入端一一连接，所述各个运算放大器的输出端串联一限流电阻后串联所述发光二极管，该发光二极管的负极接于运算放大器的电源输入负端，所述的MOS开关管的源极和漏极并联接所述轻触开关的两个电极，该MOS开关管的栅极通过一限流电阻接于所述RCC开关电源电路直流稳压输出端的正极。

进一步的，所述的内置充电电池是锂电池。

本实用新型通过采用上述技术方案，具有的有益效果是：

1. 通过充电模式切换电路，该多功能USB充电器的内置电池电量不足时，其可插接市电自动为内置电池充电，且当其外接有待充电的电子产品时，通过其可优先地对该电子产品充电，当电子产品电量充满时，可自动切换为其内置电池进行充电，以保证内置电池经常处于电量充足的状态;

2. 通过内置电池电量指示电路，使用者可方便得知其内置电池的电量，增强了使用的可靠性;

3. 通过其配套的插头电源转接端子，使用者可方便地更换各个国家标准的转接插头，更便于旅行的使用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构爆炸图。

图2是本实用新型一实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实用新型的多功能USB充电器，包括：壳体1、设于壳体1上的用于连接市电输入的电源转接端子2、置于壳体内的主电路板3、接于该主电路板的内置充电电池4、设于主电路板上的USB母座5，所述主电路板3包括：一RCC开关电源电路301、一内置电池充电电路302、一内置电池充电保护电路303、一内置电池电量指示电路304、内置电池升压电路305和一充电模式切换电路306，所述RCC开关电源301的交流电输入端接于所述的电源转接端子2，其直流稳压输出端接内置电池充电电路302的输入端，该内置电池充电电路302的输出端连接所述的充电电池4，所述内置电池充电保护电路303接于该充电电池4的两个电极上，所述内置电池电量指示电路304并联接于所述充电电池4的两端，所述充电模式切换电路306由外充电检测单元串联切换开关单元组成，所述外充电检测单元的检测端接于RCC开关电源电路301的直流稳压输出端的正极与所述USB母座5的电源正极引脚之间，并由其压差触发输出端导通，继而外充电检测单元的输出端触发与之串联的切换开关单元的控制端导通，切换开关单元的输出端并接于所述内置电池充电电路302的分流基准源的正、负极两端，USB母座5的电源负极引脚接地，所述内置电池升压电路305的输入端串联一开关S1后接所述充电电池4的电源端，其输出端接所述USB母座5的电源正、负极引脚。

做为一优选的实施方式，所述壳体的电源转接端子包括转接插座和转接插头，转接插座设于壳体一侧面，转接插头插入于转接插座后形成市电插头结构。

进一步的，所述的转接插头是两脚的圆脚AC插头或两脚的扁型AC插头或两脚的方型AC插头，或者三脚的圆脚AC插头或三脚的扁型AC插头或三脚的方型AC插头。即，本实用新型通过转接插座来外配多种规格的AC转接插头,可在不同国家地区使用,方便商务人事出差使用。

作为一优先的实施方式，所述内置电池充电电路包括：三极管Q4、二极管D5、电阻R15、电阻R18和电阻R19、三端分流基准源Z4，其中，所述三极管Q4的集电极接二极管D5的负极，二极管D5的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，电阻R15的一端接二极管D5的正极，另一端接三极管Q4的基极，所述电阻R18和电阻R19串联接所述三极管Q4的发射极后接地，电阻R18和电阻R19的连接点一端接所述三端分流基准源Z4的参考端，该三端分流基准源Z4的负极接所述三极管Q4的基极，其正极接地。该内置电池充电电路是由三端分流基准源、采样电阻R18、采样电阻R19以及三极管Q4构成的负反馈恒流源电路，该种电路在电池充电领域较为常见，在此，就不再详细展开说明。

作为一优选的实施方式，所述充电模式切换电路306包括：三极管Q3和Q5、电阻R12、电阻R16和电阻R17、二极管D4。三极管Q3及外接电阻R12、二极管D4组成外充电检测单元，三极管Q5及外接电阻R16、R17组成切换开关单元。其中，所述二极管D4的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，其负极接所述USB母座的电源正极引脚，所述三极管Q3的发射极接二极管D4的正极，其基极通过电阻R12接二极管D4的负极，其集电极串接所述电阻R16和R17后接地，电阻R16和电阻R17的连接点一端接所述三极管Q5的基极，该三极管Q5的集电极和发射极两端并联接于所述内置电池充电电路302的分流基准源的两端。这样，当有充电的电子产品接于本实用新型的USB母座时，二极管D4导通，使得三极管Q3的发射极和基极正向偏置，三极管Q3的导通又使得电阻R16和R17之间分得电压，进而，三极管Q5的基极和发射极也正向偏置，三极管Q5的导通使得电池充电电路302的分流基准源的两端发生短路，因而，所述的内置电池充电电路302关断，当所述的充电电子产品充满时，二极管D4的极间电压不足以使其偏置，从而，三极管Q3和Q5均关断，电池充电电路302导通，就自动切换为内置电池充电模式，这样，就可以保证内置电池经常处于电量充足的状态。

作为一优选的实施方式，所述内置电池电量指示电路包括：一基准电压源、一电阻分压网络、复数个运算放大器、复数个限流电阻、复数个发光二极管、一轻触开关和一MOS开关管，其中，所述基准电压源的一端、电阻分压网络的一端以及运算放大器的电源输入正端相互并联后接所述内置充电电池的正极，所述基准电压源的另一端、电阻分压网络的另一端以及运算放大器的电源输入负端相互并联后串接所述轻触开关的一端电极，该轻触开关的另一端电极接地，所述基准电压源的参考电压端接所述各个运算放大器的反相输入端，所述电阻分压网络的各个分压输出端跟所述各个运算放大器的同相输入端一一连接，所述各个运算放大器的输出端串联一限流电阻后接于所述发光二极管的正极，该发光二极管的负极接于运算放大器的电源输入负端，所述的MOS开关管的源极和漏极并联接所述轻触开关的两个电极，该MOS开关管的栅极通过一限流电阻接于所述RCC开关电源电路直流稳压输出端的正极。在对内置电池充电时，所述的MOS开关管处于导通状态，此时，内置电池电量指示电路304就处于工作状态，根据电池的满电量电压和电量耗尽时电压的差值，并将该差值通过电阻分压网络分为不同级别，经由运算放大器驱动的发光二极管就可判断电池电量差值的级别。通过并联于MOS开关管源极和漏极间的轻触开关，使用者可随时随地查看电池电量，更加方便了外出使用。

作为一优选的实施方式，所述的内置充电电池是锂电池，内置电池充电保护电路303可保护该锂子电芯,电池充满后自动断电,不过充，该电路部分属于常规电路，于此不再详细展开说明。

除此之处，说明书中未详细说明的电路部分，均是由常规充电器电路构成，不再一一赘述。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能USB充电器，包括：壳体、设于壳体上的用于连接市电输入的电源转接端子、置于壳体内的主电路板、接于该主电路板的内置充电电池、设于主电路板上的USB母座，其特征在于：所述主电路板包括：一RCC开关电源电路、一内置电池充电电路、一内置电池充电保护电路、一内置电池电量指示电路、内置电池升压电路和一充电模式切换电路，所述RCC开关电源的交流电输入端接于所述的电源转接端子，其直流稳压输出端接内置电池充电电路的输入端，该内置电池充电电路的输出端连接所述的充电电池，所述内置电池充电保护电路接于该充电电池的两个电极上，所述内置电池电量指示电路并联接于所述充电电池的两端，所述充电模式切换电路由外充电检测单元串联切换开关单元组成，所述外充电检测单元的检测端接于RCC开关电源电路直流稳压输出端的正极与所述USB母座的电源正极引脚之间，并由其压差触发输出端导通，继而外充电检测单元的输出端触发与之串联的切换开关单元的控制端导通，切换开关单元的输出端并接于所述内置电池充电电路的分流基准源的正、负极两端，USB母座的电源负极引脚接地，所述内置电池升压电路的输入端串联一开关后接所述充电电池的电源端，其输出端接所述USB母座的电源正、负极引脚。

2.如权利要求1所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述壳体的电源转接端子包括转接插座和转接插头，转接插座设于壳体一侧面，转接插头插入于转接插座后形成市电插头结构。

3.如权利要求2所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述的转接插头是两脚的圆脚AC插头或两脚的扁型AC插头或两脚的方型AC插头，或者三脚的圆脚AC插头或三脚的扁型AC插头或三脚的方型AC插头。

4.如权利要求1所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述内置电池充电电路包括：三极管Q4、二极管D5、电阻R15、电阻R18和电阻R19、三端分流基准源Z4，其中，所述三极管Q4的集电极接二极管D5的负极，二极管D5的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，电阻R15的一端接二极管D5的正极，另一端接三极管Q4的基极，所述电阻R18和电阻R19串联接所述三极管Q4的发射极后接地，电阻R18和电阻R19的连接点一端接所述三端分流基准源Z4的参考端，该三端分流基准源Z4的负极接所述三极管Q4的基极，其正极接地。

5.如权利要求1所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述充电模式切换电路具体包括：三极管Q3和三极管Q5、电阻R12、电阻R16和电阻R17、二极管D4，其中，所述二极管D4的正极接所述RCC开关电源的直流稳压输出的正极端，其负极接所述USB母座的电源正极引脚，所述三极管Q3的发射极接二极管D4的正极，其基极通过电阻R12接二极管D4的负极，其集电极串接所述电阻R16和R17后接地，电阻R16和电阻R17的连接点一端接所述三极管Q5的基极，该三极管Q5的集电极和发射极两端并联接于所述内置电池充电电路的分流基准源的两端。

6.如权利要求1所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述内置电池电量指示电路包括：一基准电压源、一电阻分压网络、复数个运算放大器、复数个限流电阻、复数个发光二极管、一轻触开关和一MOS开关管，其中，所述基准电压源的一端、电阻分压网络的一端以及运算放大器的电源输入正端相互并联后接所述内置充电电池的正极，所述基准电压源的另一端、电阻分压网络的另一端以及运算放大器的电源输入负端相互并联后串接所述轻触开关的一端电极，该轻触开关的另一端电极接地，所述基准电压源的参考电压端接所述各个运算放大器的反相输入端，所述电阻分压网络的各个分压输出端跟所述各个运算放大器的同相输入端一一连接，所述各个运算放大器的输出端串联一限流电阻后串联所述发光二极管，该发光二极管的负极接于运算放大器的电源输入负端，所述的MOS开关管的源极和漏极并联接所述轻触开关的两个电极，该MOS开关管的栅极通过一限流电阻接于所述RCC开关电源电路直流稳压输出端的正极。

7.如权利要求1所述的多功能USB充电器，其特征在于：所述的内置充电电池是锂电池。