CN203562805U - 一种智能usb充电插头电路 - Google Patents
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Abstract
一种智能USB充电插头电路，由单片机U1、电容C1和C2、电阻R1和R2、红蓝绿LED指示灯D1与D2、充电输入端子J1和充电输出端子J2组成，D1与D2并联在电路中，在其并联电路的输入端串联一个稳压电阻R2，在输出端子J2的第4脚串接一个采样电阻R1，在R1的两端并联一个稳压电容C2，J1输入端串接电阻R2，限制着电路中的电流不能太大，电容C1并接在输入电源的正负极之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电电路，特别指的是一种智能USB充电插头电路。
背景技术
随着移动电话的普及，用来充电的USB连接线使用越来越频繁，如何更加容易识别移动电话的充电状态就显得十分重要。
目前市场上提供的充电状态提示产品主要有两种：一种是红蓝变色USB插头，用红蓝变色USB插头，采用模拟比较器及电阻分压比较线路进行识别，元器件数量多，功能上仅能用红色灯来提示未充电状态，用蓝色灯来提示充电状态，只能提示充电插头是否处于正常的工作状态，而不能直接显示充电完成的状态，也不能识别充电电流的大小；另一种是用EL冷光线做成的USB线，因为线路中有高压，安全性得不到保障，且无法通过电磁干扰来认证，高频高压产生的杂波有对电话数据运行安全产生影响，一旦产生漏电，可导致电话机损坏或人身伤害。虽然移动电话本身也有充电状态指示，但是其不仅灯孔较小，而且充电量达到90％就切换其充电指示灯，容易造成电量充满的假象，长期这样使用，容易加速电池老化，废旧电池的大量增多，不但给用户造成极大的经济损失，而且会给环境造成大量的污染。
实用新型内容
为了解决以上技术中存在的问题，本实用新型提供了一种线路简 单、安全可靠和显示智能直观的智能USB充电插头电路。
本实用新型由单片机U1、电容C1和C2、电阻R1和R2、红蓝绿LED指示灯D1与D2、充电输入端子J1和充电输出端子J2组成，D1与D2并联在电路中，在其并联电路的输入端串联一个稳压电阻R2，在输出端子J2的第4脚串接一个采样电阻R1，在R1的两端并联一个稳压电容C2，J1输入端串接电阻R2，限制着电路中的电流不能太大，电容C1并接在输入电源的正负极之间。
所述U1可采用任意带AD功能的6管脚和6管脚以上的单片机，管脚第1脚为电源正极，管脚第2脚为D1与D2的蓝色LED驱动口，管脚第5脚为D1与D2的绿色LED驱动口，管脚第6脚为D1与D2的红色LED驱动口，管脚第7脚为采样端口，管脚第8脚为电源负极。U1可采用任意带AD功能的单片机，单片机的最少封装管脚数量是6脚，除了电源正负极，还有AD采样端口，红、蓝、绿三个驱动口；管脚的功能定义可随不同单片机的功能应用而变，若采用其它单片机，相应管脚功能可相应调整。
所述J1是充电输入端口，J1第1脚是输入电源正极，J1第4脚是输入电源负极。
所述J2中第1脚与J1第1脚并联，作为充电输出的电源正极，J2第4脚为充电输出的电源负极，第4脚接大功率采样电阻R1，R1的一端接充电输出的负极，另一端接J1第4脚。一旦对移动电话机进行充电，有电流流过，则R1两端就产生相应分压，电压值等于R1电阻值与流经R1两端的电流值相乘。
所述电容C2与R1并联，作用是对R1上的产生的电压值起稳定作用，削弱电压突变，为U1采样端口提供尽可能稳定的采样电压源。
所述D1和D2，有共阳极和共阴极两种结构，共阳极型红蓝绿LED指示灯封装结构，R是红色LED，G是绿色LED，B是蓝色LED，将D1与D2并联使用以增强发光强度，数量可根据实际发光强度需要增减数量.其正极3个红蓝绿LED指示灯共用，通过A脚引出，连接R2一端，通过R2另一端与J1第1脚相接，R2在本线路中起限流作用，限制流经任意1个，2个或3个红蓝绿LED指示灯的总电流，保护LED延长使用寿命；共阴极型红蓝绿LED指示灯封装结构，将D1与D2并联使用以增强发光强度，数量可根据实际发光强度需要增减数量.其负极3个LED共用，通过K脚引出，连接R2一端，通过R2另一端与J1第1脚相接。
所述电容C1并接在J1的第1脚和第4脚之间，用来稳定输入电源电压，尽可能削弱电压波动，消除因为电源电压波动对U1造成误操作，其值越大越好，容量越大稳定作用越明显。当J1接通充电电源后，此时J2未接任何负载，U1复位后进行上电自检流程，依次循环点亮D1和D2中的红蓝绿LED，自检红蓝绿LED是否正常工作，然后采样检测充电输出端J2是否有电流输出，若检测不到充电电流，则再分别循环点亮D1和D2中的红蓝绿LED，期间若检测到充电电流，则通过软件分析判断后直接点亮D1和D2中的相应红蓝绿LED，以示相应充电状态；若分别点亮D1和D2中的红蓝绿LED后仍检测不到充电电流，则直接点亮红色LED，以示空载状态，此时U1处于实时检 测状态，一旦检测到有充电电流流过，软件进行分析判断，如符合要求将直接点亮D1和D2中相应的红蓝绿LED。在J2接入移动电话机后，在正常大电流充电过程中，D1和D2中蓝灯变亮，随着电池容量逐渐上升，当电池电压快充满时，U1检测到浮充状态，浮充电流降低到一定值时，D1和D2中绿灯变亮，至此移动电话机已经达到几乎完全充满状态，这样通过指示灯变换色提示用户。
本实用新型的有益效果是线路结构最简，元器件用量最少，采用了LED发光材料，节能省电，因为没有高频、高压，无任何电磁干扰，在智能识别的基础上可靠性大大增强，所以本实用新型可达到简单安全可靠，智能直观的效果。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1-1是本实用新型D1和D2共阳极电路结构图。
图1-2是本实用新型D1和D2共阴极电路结构图。
图2是本实用新型的流程示意图。
具体实施方式
如图1-1、1-2所示，本实用新型由单片机U1、电容C1和C2、电阻R1和R2、红蓝绿LED指示灯D1与D2、充电输入端子J1和充电输出端子J2组成，D1与D2并联在电路中，在其并联电路的输入端串联一个稳压电阻R2，在输出端子J2的第4脚串接一个采样电阻R1，在R1的两端并联一个稳压电容C2，J1输入端串接电阻R2，限制着电路中的电流不能太大，电容C1并接在输入电源的正负极之间。 J1接通充电电源，此时J2未接任何负载，U1复位后进行得电自检流程，依次循环点亮D1和D2中的红色LED、蓝色LED和绿色LED，自检D1与D2中各灯是否正常工作，然后采样检测充电输出端J2是否有电流输出，若检测不到充电电流，则再分别循环点亮D1与D2，期间若检测到充电电流，则通过软件分析判断后直接点亮D1与D2中相应的LED，以示相应充电状态；若分别点亮D1与D2后仍检测不到充电电流，则直接点亮红色LED，以示空载状态，此时U1处于实时检测状态，一旦检测到有充电电流流过，软件进行分析判断，如符合要求将直接点亮D1与D2中相应的LED。在J2接入移动电话机后，在正常大电流充电过程中，D1和D2中蓝灯LED变亮，随着电池容量逐渐上升，当电池电压快充满时，U1检测到浮充状态，浮充电流降低到一定值时，D1和D2中红色LED变亮，至此移动电话机已经达到几乎完全充满状态，这样通过指示灯变换色提示用户。
如图2所示，电源输入端J1接通充电电源，此时充电输出端J2未接任何负载，单片机U1复位后进行得电自检流程，依次循环点亮D1和D2，按照红一蓝一绿次序或者其它次序分别点亮相应D1和D2，自检D1和D2是否正常工作，然后采样检测充电输出端，是否有电流输出，若检测不到充电电流，则再分别循环点亮D1和D2。期间若检测到充电电流，则通过软件分析判断后直接点亮D1与D2中相应的LED，以示相应充电状态；若分别点亮D1和D2后仍检测不到充电电流，则直接点亮D1和D2中的红色LED，以示空载状态。此时单片机处于实时检测状态，一旦检测到有充电电流流过，软件分析判断后如符合 改变灯条件后将直接点亮D1和D2中相应的LED，蓝色LED为正常充电状态中，绿色LED为即将充满状态中。
在充电插头接入移动电话机后，正常大电流充电过程中，蓝色LED变亮，随着电池容量逐渐上升，当电池电压快充满时，U1检测到浮充状态，浮充电流降低到一定值时，此时D1和D2才由蓝色LED变换成绿色LED，至此移动电话机已经达到几乎完全充满状态。通过指示灯变换色提示用户。
Claims (7)
1.一种智能USB充电插头电路，其特征是本实用新型由单片机U1、电容C1和C2、电阻R1和R2、红蓝绿LED指示灯D1与D2、充电输入端子J1和充电输出端子J2组成，D1与D2并联在电路中，在其并联电路的输入端串联一个稳压电阻R2，在输出端子J2的第4脚串接一个采样电阻R1，在R1的两端并联一个稳压电容C2，J1输入端串接电阻R2，限制着电路中的电流不能太大，电容C1并接在输入电源的正负极之间。
2.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述U1可采用任意带AD功能的6管脚和6管脚以上的单片机，管脚第1脚为电源正极，管脚第2脚为D1与D2的蓝色LED驱动口，管脚第5脚为D1与D2的绿色LED驱动口，管脚第6脚为D1与D2的红色LED驱动口，管脚第7脚为采样端口，管脚第8脚为电源负极；U1可采用任意带AD功能的单片机，单片机的最少封装管脚数量是6脚，除了电源正负极，还有AD采样端口，红、蓝、绿三个驱动口；管脚的功能定义可随不同单片机的功能应用而变，若采用其它单片机，相应管脚功能可相应调整。
3.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述J1是充电输入端口，J1第1脚是输入电源正极，J1第4脚是输入电源负极。
4.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述J2中第1脚与J1第1脚并联，作为充电输出的电源正极，J2第4 脚为充电输出的电源负极，第4脚接大功率采样电阻R1，R1的一端接充电输出的负极，另一端接J1第4脚；一旦对移动电话机进行充电，有电流流过，则R1两端就产生相应分压，电压值等于R1电阻值与流经R1两端的电流值相乘。
5.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述电容C2与R1并联，作用是对R1上的产生的电压值起稳定作用，削弱电压突变，为U1采样端口提供尽可能稳定的采样电压源。
6.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述D1和D2，有共阳极和共阴极两种结构，共阳极型红蓝绿LED指示灯封装结构，R是红色LED，G是绿色LED，B是蓝色LED，将D1与D2并联使用以增强发光强度，数量可根据实际发光强度需要增减数量.其正极3个红蓝绿LED指示灯共用，通过A脚引出，连接R2一端，通过R2另一端与J1第1脚相接，R2在本线路中起限流作用，限制流经任意1个，2个或3个红蓝绿LED指示灯的总电流，保护LED延长使用寿命；共阴极型红蓝绿LED指示灯封装结构，将D1与D2并联使用以增强发光强度，数量可根据实际发光强度需要增减数量.其负极3个LED共用，通过K脚引出，连接R2一端，通过R2另一端与J1第1脚相接。
7.由权利要求1所述的一种智能USB充电插头电路，其特征是所述电容C1并接在J1的第1脚和第4脚之间，用来稳定输入电源电压，尽可能削弱电压波动，消除因为电源电压波动对U1造成误操作，其值越大越好，容量越大稳定作用越明显。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105807119A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-07-27 | 鸿富锦精密工业(武汉)有限公司 | 电流检测装置 |
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