CN203205947U - 一种usb充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种USB充电器，包括输入电路、USB输出接口、MCU、信息显示电路、控制按键和开关电路，开关电路串接在输入电路的输出端与USB输出接口之间，开关电路的控制端接MCU的控制信号输出端；控制按键接MCU的控制信号输入端，信息显示电路接MCU的显示信号输出端。本实用新型可以准确地按规定的时间充电，保障锂电池的使用寿命；本实用新型可以定时断电，消除了用户在夜间进行充电或离开时充电时间过长存在的安全隐患。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及充电装置，尤其涉及一种USB充电器。
[背景技术]
现在通用的电子设备广泛采用USB插口的充电装置来进行充电。如图1所示，标准的USB充电器包括降压整流电路和USB输出接口，更为简单的充电装置采用双USB接头的线缆来进行充电，双USB接头线缆的一端连接在带电的USB输出接口（如电脑的USB接口）上，另一端接在需要充电的电子设备上。无论采用哪种装置进行充电，都不具备时间控制功能。现在许多的电子产品的说明书上都有规定电子产品的最长充电时间。许多用户经常在夜间进行充电，无法对电子设备的充电时间进行严格控制，使用者往往无法知道充电的产品是否按规定的时间充满了电量。现有的充电方式将产生一定的安全隐患，锂电池过量充电还会影响电池的使用寿命。这些问题现有的USB充电器都无法解决。使用者在不知不觉中缩短了电池的使用寿命。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够准确控制充电时间的USB充电器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种USB充电器，包括输入电路、USB输出接口、MCU、信息显示电路、控制按键和开关电路，开关电路串接在输入电路的输出端与USB输出接口之间，开关电路的控制端接MCU的控制信号输出端；控制按键接MCU的控制信号输入端，信息显示电路接MCU的显示信号输出端。
以上所述的USB充电器，包括稳压供电电路，稳压供电电路的输入端接输入电路的正极输出端，MCU的电源引脚接稳压供电电路的输出端。
以上所述的USB充电器，所述的开关电路包括继电器和第一开关管，继电器的主触点串接在输入电路的正极输出端与USB输出接口之间；继电器线圈与第一开关管串联后一端接稳压供电电路的输出端，另一端接地；第一开关管的控制端接MCU的输出开关控制信号输出端。
以上所述的USB充电器，包括报警电路，报警电路包括第二开关管和蜂鸣器，蜂鸣器与第二开关管串联后一端接稳压供电电路的输出端，另一端接地；第二开关管的控制端接MCU的报警信号输出端。
以上所述的USB充电器，控制按键包括加时按键、减时按键和确认按键，加时按键、减时按键和确认按键的一端分别接MCU的不同的控制信号输入端，另一端接地。
以上所述的USB充电器，所述的信息显示电路数码管，数码管的位选引脚和段选引脚分别接MCU相应的显示信号输出端。
以上所述的USB充电器，所述的MCU为单片机，所述的开关电路包括可控硅或开关三极管；所述的信息显示电路包括指示灯或液晶显示屏。
以上所述的USB充电器，所述的输入电路包括电源输入接口、降压整流电路，所述的降压整流电路包括变压器和整流滤波电路，变压器初级线圈接电源输入接口，次级线圈接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端为输入电路的输出端。
以上所述的USB充电器，所述的输入电路包括USB输入接口，USB输入接口的输出端为输入电路的输出端。
以上所述的USB充电器，单片机的外围电路包括给单片机输入时钟信号的晶振电路。
本实用新型USB充电器具有以下优点：
1.定时断电，消除用户在夜间进行充电或离开时充电时间过长存在的安全隐患。
2.可以准确地按规定时间的充电，保障锂电池的使用寿命。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是现有技术USB充电器的电路图。
图2是本实用新型实施例1 USB充电器的电路图。
图3是本实用新型实施例2 USB充电器的电路图。
图4是本实用新型实施例3 USB充电器的电路图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例1 USB充电器的原理如图2所示，包括输入电路、USB输出接口和充电时间控制电路。
充电时间控制电路包括MCU（单片机IC3及外围电路）、稳压供电电路、信息显示电路、控制按键和开关电路。
本实用新型实施例1 USB充电器输入电路的原理同图1所示的现有充电器的输入电路相同，包括电源输入接口、降压整流电路和和整流滤波电路。降压整流电路包括输入整流滤波电路、稳压电路和变压器T1，变压器T1的初级线圈通过输入整流滤波电路和稳压电路接220V的市电输入接口，变压器T1的次级线圈接整流滤波电路的输入端。
整流滤波电路包括整流二极管D7、滤波电容C5和电源指示灯，整流滤波电路的输出端为作USB充电器输入电路的输出端。整流二极管D7的阳极接地，阴极接变压器T1次级线圈的2端，变压器T1次级线圈的1端接USB输出接口的正极输出端1，USB输出接口的接地端4接地。
输入整流滤波电路包括整流二极管D1和滤波电容C1。稳压电路包括三极管Q1和Q2。
输入整流滤波电路接通市电后，电容C1的两端输出300V左右的直流电压，通过电阻R2给三极管Q1的基极提供电流，三极管Q1的发射极有接电流检测电阻R1,三极管Q1基极得电后，经过变压器T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在变压器T1的次级线圈（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级线圈是相互绝缘、圈数相同的线圈，变压器T1次级线圈（1、2）的输出由二极管D7整流、电容C5滤波后向USB输出接口提供充电电流；变压器T1次级线圈（5、6）经二极管D6整流、电容C2滤波后通过I C1（4.3V稳压管）、三极管Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中变压器T1的次级线圈（5、6）、电容C3、电阻R4还组成三极管Q1的正反馈电路，让三极管Q1工作在高频振荡，不停的给变压器T1的次级线圈（3、4）开关供电。当USB充电器的负载变轻或者输入电源电压变高等任何原因导致USB充电器的输出电压升高时，变压器T1次级线圈（5、6）、IC1取样比较导致三极管Q2导通，三极管Q1基极电流减小和集电极电流减小，负载能力变小，降低输出电压；当输出电压降低后，三极管Q2取样后又会截止，三极管Q1的负载能力变强，输出电压又会升高，起到自动稳压作用。
稳压供电电路包括三端稳压器IC2和滤波电容C6、C8。，三端稳压器IC2的输入端接滤波电容C5的正极，接地端接地，输出端接单片机IC3的电源引脚20。
开关电路包括继电器和作为开关的三极管Q3，继电器的主触点J1串接在变压器T1次级线圈的1端和USB输出接口的正极输出端1之间。
三极管Q3的集电极接三端稳压器IC2的输出端，发射极通过限流电阻R9接继电器线圈Z1的一端，继电器线圈Z1的另一端接地。三极管Q3的基极通过基极电阻R7接单片机IC3的输出开关控制信号输出端（引脚11）。
信息显示电路采用四位数码管，数码管的4个位选引脚分别接单片机IC3的位选显示信号输出端（引脚3、6、7、8），段选引脚分别接单片机IC3段选显示信号输出端（引脚12-19）。
控制按键包括加时按键S1、减时按键S2和确认按键S3，加时按键S1、减时按键S1和确认按键S3的一端分别接单片机IC3的不同的控制信号输入端（引脚7、8、9，其中，引脚7和8与数码管复用），加时按键S1、减时按键S2和确认按键S3的另一端接地。
报警电路包括三极管Q4和蜂鸣器Buzzer，三极管Q4的集电极接三端稳压器IC2的输出端，发射极接蜂鸣器的一端，蜂鸣器的另一端通过限流电阻R12接地。三极管Q4的基极通过基极电阻R11接单片机IC3的报警信号输出端（引脚2）。
单片机IC3的外围电路包括给单片机输入时钟信号的晶振电路，晶振电路包括晶Y1和电容C9、C10，晶振电路的两个输出端分别接单片机IC3的时钟信号输入脚（脚4和脚5）。
本实用新型USB充电器以上实施例工作时，首先将USB充电器的电源输入接口连接市电，USB输出接口接充电的电子设备。用加时按键S1、减时按键S2通过单片机设定充电时间，四位数码管显示按键输入的充电时间，按确认按键S3确定后，单片机控制继电器将主触点J1吸合，充电器开始充电；当充电时间到达设定的时间，单片机控制继电器将主触点J1断开，充电器停止充电。也可不设定时间直接充电，还可间隔充电，设定前段时间不充电，后段时间充电，时间到后停止充电。
蜂鸣器可通过单片机编程来实现各种功能，如：提示使用者按键是否正常工作、提示使用者电池是否按时充电完毕、提示使用者充电器是否开始充电和断电、提示使用者是否开始计时充电等等。
充电器的开关电路可以采用可控硅或开关三极管来代替继电器。信息显示电路可以采用指示灯或液晶显示屏来代替数码管。单片机可采用任何型号的单片机，如:STC89C52、AT89S52、AT89C2051等
本实用新型以上实施例具有以下有益效果：
1.定时断电，消除用户在夜间进行充电或离开时充电时间过长存在的安全隐患。
2.可以准确地按规定时间的充电，保障锂电池的使用寿命。
本实用新型实施例2 USB充电器的原理如图3所示，与实施例1不同的是，输入电路包括还包括USB输入接口USB2，USB2的输出端作为另一个输入电路的输出端与整流滤波电路的输出端并联。实施例2 的USB充电器既像实施例1一样连接市电对电子设备的电池充电，还可以通过USB2连接到带电的USB输出接口如电脑主机的USB接口对电子设备的电池充电。
本实用新型实施例3 USB充电器的原理如图4所示，与实施例2不同的是，输入电路仅包括USB输入接口USB2，输入电路没有市电输入接口、降压整流电路和和整流滤波电路，USB2的输出端作为输入电路的输出端对稳压供电电路和USB输出接口提供直流电。实施例3 的USB充电器不能像实施例1那样连接市电对电子设备的电池充电，只能通过USB2连接到带电的USB输出接口如电脑主机的USB接口对电子设备的电池充电。
Claims (10)
1.一种USB充电器，包括输入电路和USB输出接口，其特征在于，包括MCU、信息显示电路、控制按键和开关电路，开关电路串接在输入电路的输出端与USB输出接口之间，开关电路的控制端接MCU的控制信号输出端；控制按键接MCU的控制信号输入端，信息显示电路接MCU的显示信号输出端。
2.根据权利要求1所述的USB充电器，其特征在于，包括稳压供电电路，稳压供电电路的输入端接输入电路的正极输出端，MCU的电源引脚接稳压供电电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的USB充电器，其特征在于，所述的开关电路包括继电器和第一开关管，继电器的主触点串接在输入电路的正极输出端与USB输出接口之间；继电器线圈与第一开关管串联后一端接稳压供电电路的输出端，另一端接地；第一开关管的控制端接MCU的输出开关控制信号输出端。
4.根据权利要求2所述的USB充电器，其特征在于，包括报警电路，报警电路包括第二开关管和蜂鸣器，蜂鸣器与第二开关管串联后一端接稳压供电电路的输出端，另一端接地；第二开关管的控制端接MCU的报警信号输出端。
5.根据权利要求1所述的USB充电器，其特征在于，控制按键包括加时按键、减时按键和确认按键，加时按键、减时按键和确认按键的一端分别接MCU的不同的控制信号输入端，另一端接地。
6.根据权利要求1所述的USB充电器，其特征在于，所述的信息显示电路数码管，数码管的位选引脚和段选引脚分别接MCU相应的显示信号输出端。
7.根据权利要求1所述的USB充电器，其特征在于，所述的MCU为单片机，所述的开关电路包括可控硅或开关三极管；所述的信息显示电路包括指示灯或液晶显示屏。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的USB充电器，其特征在于，所述的输入电路包括电源输入接口、降压整流电路，所述的降压整流电路包括变压器和整流滤波电路，变压器初级线圈接电源输入接口，次级线圈接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端为输入电路的输出端。
9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的USB充电器，其特征在于，所述的输入电路包括USB输入接口，USB输入接口的输出端为输入电路的输出端。
10.根据权利要求7所述的USB充电器，其特征在于，单片机的外围电路包括给单片机输入时钟信号的晶振电路。
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