CN204761142U - 兼容mtk及qc2.0充电方案的二合一充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括依次电连接的EMI处理及整流滤波模块、高频变压器、输出整流滤波模块和USB端口模块；USB端口模块连接有QC2.0充电方案识别检测模块，高频变压器的反馈绕组连接有MTK充电方案识别检测模块，QC2.0充电方案识别检测模块和MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，充电输出控制模块与高频变压器电连接；通过相应的检测模块检测手机的充电方案，检测结果反馈给充电输出控制模块，由充电输出控制模块控制高频变压器的电压输出，从而在USB端口模块获得适合充电方案的充电电压；本实用新型能够自动适应两种充电方案，通用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及快速充电技术领域，尤其涉及一种兼容MTK及QC2.0充电方案手机快充电路。
背景技术
现有技术中，手机的快速充电方案主要有两种，一种是联发科技股份有限公司的MTK充电方案，另一种是高通公司的QC2.0充电方案，这两种充电方案对充电器输出电压的要求不同，需要不同的充电电路，所以采用两种充电方案的手机充电器无法共用，在智能手机普及的现状下，充电器无法共用给日常生活带来了一定的困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通用性强、适用于USB充电的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述高频变压器的反馈绕组连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接。
作为一种优选的技术方案，所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。
作为一种优选的技术方案，所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述高频变压器的反馈绕组电连接的输出检测及MTK识别模块，所述输出检测及MTK识别模块的输出端与所述充电输出控制模块连接。
作为一种优选的技术方案，所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接。
兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述输出整流滤波模块还连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接。
作为一种优选的技术方案，所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述输出整流滤波模块电连接的输出电流检测模块，所述输出电流检测模块连接有MTK电流识别模块，所述MTK电流识别模块与所述充电输出控制模块电连接。
作为一种优选的技术方案，所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。
作为一种优选的技术方案，所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接。
由于采用了上述技术方案，兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述高频变压器的反馈绕组连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接；通过QC2.0充电方案识别检测模块和MTK充电方案识别检测模块检测手机的所采用的充电方案，检测结果反馈给充电输出控制模块，由充电输出控制模块控制高频变压器的电压输出，从而在USB端口模块获得适合充电方案的充电电压；本实用新型能够自动适应两种充电方案，通用性强。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的原理框图；
图2是本实用新型实施例一MTK充电方案的工作原理框图；
图3是本实用新型实施例一QC2.0充电方案的工作原理框图；
图4是本实用新型实施例一的一种电路图；
图5是本实用新型实施例一的另一种电路图；
图6是本实用新型实施例二的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
实施例一：
如图1所示，兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。所述高频变压器的反馈绕组连接有MTK充电方案识别检测模块，所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述高频变压器的反馈绕组电连接的输出检测及MTK识别模块，所述输出检测及MTK识别模块的输出端与所述充电输出控制模块连接。所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接，所述开关管与所述高频变压器电连接。所述QC2.0充电方案识别检测模块输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述PWM控制器连接，所述MTK充电方案识别检测模块的输出检测及MTK识别模块与所述PWM控制器连接。
本实用新型能快速的对具有快充功能的采用MTK(联发科方案)及QC2.0(高通方案)的智能手机进行充电，能够对两种不同的充电方案进行自动识别，以分别达到相应方案的充电协议
充电电路利用MTK快充方案时，如图2所示，采用PWM控制器检测高频变压器反馈绕组上感应到的输出电压信号，然后PWM控制器对此信号进行处理来控制开关管的占空比来对高频变压器的输出电压进行调节；充电电路采用QC2.0快充方案时，如图3所示，通过对USB充电端口D+\D-上的信号组合进行检测，然后将检测数据输送给PWM控制器，PWM控制器调制信号调节相应的输出电压的特性来适应QC2.0快充方案；本实用新型能够在同一电路中自动识别出MTK快充方案和QC2.0快充方案并进行充电。
本实用新型的具体工作原理如下：当电路接通市电而未检测到MTK信号或QC2.0信号时，USB端口模块输出5V电压。当检测到MTK方案充电信号时，PWM控制器通过对感应了输出电压信号的高频变压器辅助绕组的检测，然后根据检测的信号来控制开关管的占空比的增大或减小来调节输出电压的升高或降低。在此过程中，QC2.0控制回路此时是断开的。如果MTK/QC2.0自动切换电路检测到USB输出端口上的D+/D-信号组合是QC2.0充电协议约定的信号组合时，MTK/QC2.0自动切换电路关断MTK识别环路，PWM控制器根据USB端口的D+\D-上的信号组合进行对输出电压的调节。
本实用新型中一种快速充电方案是高通的QC2.0方案，利用USB端口的D+和D-的电压来通知充电器应该输出的电压，在没有和QC2.0方案匹配的讯号电压时,USB端口的输出电压是5V，若这D+和D-的电压是在QC2.0方案的范围时,USB端口的输出电压会升高为9V、12V或20V,视乎D+和D-的电压而定。
本实用新型中另一种快速充电方案是联发科MTK的方案,这个快速充电制式是利用USB端口的输出电流讯号来完成和充电器和被充电用品之间的沟通。一般情况下,USB端口的输出电压也是5V,当输出电流变化产生对应的电压讯号和MTK的方案匹配时,充电器的输出电压就作相应的升高为7V、9V或12V，这种电流改变的讯号,透过变压器的其中一绕组，输送给检测IC，然后改变输出的电压。
本实用新型实施例如图1所示的原理框图中个各个模块可以采用现有技术比较常见的、成熟的、具有相同功能的模块实现，能够实现图1所示原理框图功能的具体电路图有很多种，图4和图5所示的是其中两种。
如图4所示,当输出电压大于QC2.0环路设定的起始电压时(例如设定在3.5V而输出是5V)，这时在QC2.0的环路的光偶U1A就会流过比较大的电流,使光偶的另一半U1B的阻抗呈低阻抗状态。在图4的MTK输出电压检测环路可以看到U1B和电阻R12串联,当U1B阻抗呈低阻抗状态时，MTK环路的输出电压主要是由R12和R22决定，这两个电阻设定的就是初始的5V电压。若在这时MTK环路接到讯号,就会按MTK的制式输出比5V高的其它电压。这时光偶U1B阻抗会继续呈低阻抗状态,电压仍由MTK环路控制。
这时若MTK环路没有接到讯号,而是QC2.0的环路接到讯号,这时QC2.0的环路的光偶U1A就会流过比较少的电流，直至出电压上升达到QC2.0的环路所定的其它电压，这时U1A的电流刚好使U1B阻抗串联R12后和R22刚好设定到QC2.0的环路所定的其它电压。(这是在负反馈环路自动达成的)这样就达成MTK环路和QC2.0的环路制自动切换,只在乎他接收到那个制式的号而巳。
在图5中,可以看到,把5V的起始电压提供用MTK环路去设定和执行,就是5V只由MTK环路去控制和设定。起始时QC2.0的环路是被Q3切断的。当两个制式都没有接到讯号时,只有MTK环路在工作。而输出电压被设定5V。之后,当MTK环路接到讯号,就会按MTK的制式输出比5V高的其它电压,这和只有MTK环路是一样的。因为QC2.0的环路是被Q3切断的。
若在这时接收到QC2.0的制式讯号,Q3就被开通，同时MTK环路会被切断，这时只剩下QC2.0的控制环路在工作，把电压设成QC2.0的制式所设定的电压。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：如图6所示，兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述输出整流滤波模块还连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接。
所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述输出整流滤波模块电连接的输出电流检测模块，所述输出电流检测模块连接有MTK电流识别模块，所述MTK电流识别模块与所述充电输出控制模块电连接。MTK的输出电流讯号直接在输出回路检测,不再用变压器检测。所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述高频变压器的反馈绕组连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接。
2.如权利要求1所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。
3.如权利要求1所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述高频变压器的反馈绕组电连接的输出检测及MTK识别模块，所述输出检测及MTK识别模块的输出端与所述充电输出控制模块连接。
4.如权利要求1、2或3所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接。
5.兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：包括与市电输入连接的EMI处理及整流滤波模块，所述EMI处理及整流滤波模块的输出端与高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端电连接有输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有USB端口模块；
所述USB端口模块和所述输出整流滤波模块之间连接有QC2.0充电方案识别检测模块，所述输出整流滤波模块还连接有MTK充电方案识别检测模块，所述QC2.0充电方案识别检测模块和所述MTK充电方案识别检测模块的输出端连接有充电输出控制模块，所述充电输出控制模块与所述高频变压器电连接。
6.如权利要求5所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述MTK充电方案识别检测模块包括与所述输出整流滤波模块电连接的输出电流检测模块，所述输出电流检测模块连接有MTK电流识别模块，所述MTK电流识别模块与所述充电输出控制模块电连接。
7.如权利要求5所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述QC2.0充电方案识别检测模块包括与所述USB端口模块电连接的USB充电端口D+\D-信号组合检测模块，所述USB充电端口D+\D-信号组合检测模块的输出端电连接有MTK与QC2.0自动切换模块，所述输出整流滤波模块的输出端连接有输出取样及误差放大模块，所述MTK与QC2.0自动切换模块的输出端与所述输出取样及误差放大模块连接，所述输出取样及误差放大模块的输出端通过光耦模块与所述充电输出控制模块电连接。
8.如权利要求5所述的兼容MTK及QC2.0充电方案的二合一充电电路，其特征在于：所述充电输出控制模块包括PWM控制器，所述PWM控制器的输出端连接有开关管，所述开关管与所述高频变压器电连接。
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