CN205123394U - 一种输出电压可选的电源适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输出电压可选的电源适配器，其包括：初级稳压模块、锂电池充电模块、电源切换模块、次级稳压模块、备用稳压模块和电流检测控制模块。初级稳压模块输入端接交流电，锂电池充电模块输入端连接初级稳压模块输出端，电源切换模块一输入端连接初级稳压模块输出端，另一输入端连接锂电池充电模块输出端，次级稳压模块和备用稳压模块并联与所述电源切换模块输出端与所述电流检测控制模块输入端，电流检测控制模块输出端连接负载，电流检测控制模块控制输出端连接备用稳压模块控制输入端。本实用新型输出电压12V、5V和3.3V可选，拥有后备电源对负载进行掉电保护，输出功率可根据流入负载的电流自动调节。

Description

一种输出电压可选的电源适配器

技术领域

本实用新型涉及一种电源适配器，特别是涉及一种输出电压可选的电源适配器。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展及其生产工艺的不断提高，各种电子产品，如数码相机、个人数字助理、手机、游戏机等发展迅速。与此同时，为了能够满足不同电子产品供电的需要，各种电源适配器也应运而生。通常电源适配器是低压电子设备及电子电器的供电电源变换设备，一般由外壳、电源变压器和整流电路组成，按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型；按连接方式分为插墙式和桌面式等。

现在市场存在的电源适配器往往只能输出单一电压，也只能给需要相应电压的电子设备充电，适用性差。为了满足不同电子产品的供电需要，须购买不同输出电压的电源适配器，这样既不经济也不方便。

在输入端掉电情况下，现有的电源适配器停止给设备供电，没有后备电池供电的设备将停止工作。这种情况往往会给设备带来损害，也有可能造成用户重要数据丢失，给用户带来损失。同时现有的电源适配器在负载功率变大情况下，不能增大对负载的功率输出，带负载能力差。

发明内容

本实用新型提供一种输出电压可选的电源适配器，可选择输出12V、5V和3.3V直流电，满足多种电子设备供电需求；在输入掉电情况下，提示用户掉电，并能继续为负载供电一段时间，保障用户完成掉电应对操作；在负载需求功率较大时，能提高输出功率，保障负载正常工作。

本实用新型的技术方案是提供一种输出电压可选的电源适配器，包括：初级稳压模块、锂电池充电模块、电源切换模块、次级稳压模块、备用稳压模块和电流检测控制模块；所述锂电池充电模块输入端连接初级稳压模块输出端，所述电源切换模块的一输入端连接初级稳压模块输出端，另一输入端连接锂电池充电模块的输出端，所述次级稳压模块和备用稳压模块并联于电源切换模块输出端和电流检测控制模块输入端间，所述电流检测控制模块输出端连接负载，所述备用稳压模块控制输入端连接电流检测控制模块控制输出端。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述初级稳压模块在有交流电输入情况下，将输入交流电转换为12V直流电，一路输出到锂电池充电模块，供给双节锂电池组充电，一路输出到电源切换模块，作为切换控制电压，同时又作为电压源为负载供电。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述锂电池充电模块包含一个双节锂电池组，作为备用电源，在无交流电输入的情况下，双节锂电池组作为供电源给负载供电，在有交流电输入情况下，锂电池充电模块对双节锂电子在充电，并用LED灯亮度指示双节锂电池组电量。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述电源切换模块实现供电电源的自动快速切换，并用LED灯亮灭指示切换选择的供电源，在有交流电输入情况下，切换选择初级稳压模块输出作为供电源为负载供电，同时LED灯亮，在无交流电输入情况下，切换选择双节锂电池组为供电源为负载供电，同时LED灯灭。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述次级稳压模块完成输出电压的选择与转换，并用3个LED灯亮灭指示选择输出的电压。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述电流检测控制模块检测流入负载的电流大小，将检测到的电流大小转化为对应电流增益比的电压，所得电压经电阻分压输出到备用稳压模块的控制输入端，控制备用稳压模块的开启、关闭。

上述的输出电压可选的电源适配器，其中，所述备用稳压模块的开启与关闭受电流检测控制模块控制电压的控制，当流入负载电流大于设定阈值时，备用稳压模块开启，与次级稳压一起为负载供电，当流入负载电流小于设定阈值时，备用稳压模块关闭。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：在输入掉电的情况下，电源切换模块自动切换到双节锂电池组电压继续为负载供电，并通过掉电指示灯亮提示用户掉电，既避免了突然掉电对负载造成损害，又能为用户做出掉电应对措施提供时间保证，避免用户产生损失；输出电压12V、5V和3.3V可选，能够大多数电子设备供电需求，适用性强；负载功率大时，备用稳压模块开启，为负载提供足够的功率，带负载能力强。

附图说明

图1是本实用新型一种输出电压可选的电源适配器的结构框架图。

图2是初级稳压模块电路图。

图3是锂电池充电模块电路图。

图4是电源切换模块电路图。

图5是次级稳压模块电路图。

图6是备用稳压模块电路图。

图7是电流检测控制模块电路图。

图8是本发实用新型较佳实施例操作流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1为本实用新型输出电压可选的电源适配器结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供输出电压可选的电源适配器包括：初级稳压模块、锂电池充电模块、电源切换模块、次级稳压模块、备用稳压模块和电流检测控制模块。所述初级稳压模块输入端接交流电，所述锂电池充电模块输入端连接所述初级稳压模块输出端，所述电源切换模块一输入端连接所述初级稳压模块输出端，另一输入端连接所述锂电池充电模块输出端，所述次级稳压模块和备用稳压模块并联与所述电源切换模块输出端与所述电流检测控制模块输入端，所述电流检测控制模块输出端连接负载，所述电流检测控制模块控制输出端连接所述备用稳压模块控制输入端。

所述初级稳压模块包括：变压器T1、保险管F1、整流桥路B1、极性滤波电容C1。如图2所示，所述变压器T1输入端连接输入交流电，一输出端与与所述保险管F1一端相连，另一端与所述整流桥路B1一输入端相连；所述保险管F1另一端与所述整流桥路B1另一输入端相连；所述整流桥路B1输出正极端与所述极性滤波电容C1正极端相连，另一输出端与所述极性滤波电容C1负极端相连并接地。

在本实施例中，所述初级稳压模块功能较佳实现如下：输入交流电经首先经所述变压器T1变压得到12V的交流电，然后通过所述整流桥路B1整流得到12V直流电，最后经极性滤波电容C1滤波得到稳定的12V直流电，分别输出到锂电池充电模块输入端和电源切换模块一输入端。所述保险管F1在电流过大时熔断，起保护电路和负载的作用。

所述锂电池充电模块包括：极性滤波电容C2、开关二极管D1、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5、限流电阻R1、热敏电阻R2、发光二极管LED1、电感H1、稳压二极管D2、电阻R3、双节锂电池组BAT1、锂电池充电管理芯片U1。如图3所示，所述极性滤波电容C2正极端分别与所述初级稳压模块的输出端和所述开关二极管D1正极端相连，负极端接地；所述开关二极管D1负极端分别于所述锂电池充电管理芯片U1管脚VIN，所述滤波电容C3一端相连；所述滤波电容C3另一端接地；所述限流电阻R1一端接所述锂电池充电管理芯片U1管脚VREG，另一端与所述发光二极管LED1正极端相连；所述发光二极管LED1负极端接所述锂电池充电管理芯片U1管脚CHENG；所述敏电阻R2一端与所述锂电池充电管理芯片U1管脚TS相连，另一端接地；所述电感H1一端分别于所述锂电池充电管理芯片U1管脚SW，所述稳压二极管D2负极端相连，另一端分别于所述锂电池充电管理芯片U1管脚PROG，所述电阻R3一端相连；所述稳压二极管D2正极端接地；所述电阻R3另一端分别于所述锂电池充电管理芯片U1管脚FB，所述滤波电容C4一端，所述滤波电容C5一端，所述双节锂电池组BAT1正极端相连；所述滤波电容C4另一端接地；所述滤波电容C5另一端接地；所述锂电池充电管理芯片U1管脚GND接地。

在本实施例中，所述锂电池充电模块功能较佳实现如下：在有交流电输入的情况下，初级稳压模块输出的12V先经所述极性滤波电容C2滤波，再通过所述开关二极管D1加在所述锂电池充电管理芯片U1管脚VIN上。当所述双节锂电池组BAT1电量未满时，所述锂电池充电管理芯片U1管脚FB对双节锂电池组BAT1进行充电，随着双节锂电池组电量的不断增加，锂电池充电管理芯片U1管脚VREG和管脚CHENG间的电压不断的增加，流过所述发光二极管LED1的电流也不断增加，发光二极管LED1越来越亮。双节锂电池组电压输出到电源切换模块另一输入端。

所述电源切换模块包括：限流电阻R5、发光二极管LED2、二极管D3、防电流倒灌二极管D4、PMOS管Q1。如图4所示，所述电阻R4一端接地，另一端分别与二极管D3正极端，限流电阻R5的一端，初级稳压模块输出端相连；所述二极管D3负极端与PMOS管Q1管脚G和防电流倒灌D4正极端相连；所述限流电阻另一端与发光二极管LED2正极端相连；所述发光二极管LED2负极端接地；所述防电流倒灌二极管D4的负极端与PMOS管Q1管脚S和电源切换模块输出端相连；所述PMOS管Q1管脚D与锂电池充电模块输出端相连。

在本实施例中，所述电源切换模块功能较佳实现如下：在有输入交流电的情况下，加在PMOS管Q1管脚G上的为初级稳压模块输出的12V直流电，发光二极管LED2亮，PMOS管Q1管脚G与管脚S间的电压为12V，大于PMOS管Q1的导通电压0.3V，PMOS管Q1不导通，PMOS管Q1管脚无电压输出，初级稳压模块输出的12V直流电通过电流倒灌二极管D4输出到后面模块中；在有输入交流电的情况下，初级稳压模块无输出，加在PMOS管Q1管脚G上电压为0V，发光二极管LED2灭，PMOS管Q1管脚G与管脚S间的电压为0V，小于PMOS管Q1的导通电压0.3V，PMOS管Q1导通，加在PMOS管Q1管脚D上双节锂电池组电压输出到PMOS管Q1管脚S，双节锂电池组电压输出到后面模块中。

所述次级稳压模块包括：电压稳压芯片U2、防反接二极管D5、二极管D6、极性滤波电容C6、极性滤波电容C7、滤波电容C8、分压电阻R6、分压限流电阻R7、分压限流电阻R8、分压限流电阻R9、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、单极三位拨动开关K1。如图5所示，所述电压稳压芯片U2管脚VIN连接分别于所述电容C6负极端，所述防反接二极管D5正极端，所述电源切换模块的输出端相连；所述电压稳压芯片U2管脚VOUT分别与所述分压电阻R6一端，二极管D6正极端，所述防反接二极管D5负极端，所述电容C7负极端，所述次级稳压模块输出端相连；所述电压稳压芯片U2管脚ADJ分别与所述滤波电容C8一端，所述分压电阻R6另一端，所述二极管D6负极端，所述单极三位拨动开关K1极端相连；所述三位拨动开关K1三位一端与所述分压限流电阻R7一端相连，一端与所述分压限流电阻R8一端相连，另一端与所述分压限流电阻R9一端相连；所述分压限流电阻R7另一端与所述发光二极管LED3正极端相连；所述分压限流电阻R8另一端与所述发光二极管LED4正极端相连；所述分压限流电阻R9另一端与所述发光二极管LED5正极端相连；所述电容C6正极端与所述滤波电容C8另一端，所述电容C7正极端，所述发光二极管LED4负极端分别与与所述发光二极管LED5负极端，所述发光二极管LED6负极端相连接地。

在本实施例中，所述次级稳压模块功能较佳实现如下：电压稳压芯片U2管脚VOUT的输出电压由电压分压限流电阻R7或分压限流电阻R8或分压限流电阻R9与分压电阻R6阻值比决定，它们之间的关系为：VOUT输出电压=1.25*阻值比。在本实施例中设置分压限流电阻R7、分压限流电阻R8、分压限流电阻R9和分压电阻R6分别为540Ω、800Ω、1920Ω和200Ω。当单极三位拨动开关K1拨到位2时，电压分压限流电阻R8与分压电阻R6串联，它们之间电阻比为4，此时电压稳压芯片U2管脚VOUT的输出电压为5V，同时发光二极管LED3亮指示输出为5V，单极三位拨动开关K1拨到其他位时，功能实现与此类似。

所述备用稳压模块包括：电压稳压芯片U3、防反接二极管D7、钳位二极管D8、极性滤波电容C9、极性滤波电容C10、滤波电容C11、分压电阻R10、分压限流电阻R11、分压限流电阻R12、分压限流电阻R13、限流电阻R14、NPN型开关三极管Q2、继电器K2、单极三位拨动开关K3。如图6所示，所述电压稳压芯片U3管脚VIN连接分别于所述极性滤波电容C9负极端，所述防反接二极管D7正极端，所述继电器K2一对常开触点一端相连；所述电压稳压芯片U3管脚VOUT分别与所述分压电阻R10一端，所述钳位二极管D8正极端，所述防反接二极管D7负极端，所述极性滤波电容C10负极端，所述次级稳压模块输出端相连；所述电压稳压芯片U3管脚ADJ分别与所述滤波电容C11一端，所述分压电阻R10另一端，所述钳位二极管D8负极端，所述单极三位拨动开关K3极端相连；所述三位拨动开关K3三位一端与所述分压限流电阻R11一端相连，一端与所述分压限流电阻R12一端相连，另一端与所述分压限流电阻R13一端相连；所述NPN型开关三级极管Q2集电极C与所述继电器K2输入一端相连；所述NPN型开关三极管Q2基极B与所述备用稳压模块控制输入端相连；所述NPN型开关三级极管Q2发射极E接地；所述继电器K2输入另一端与所述限流电阻R14一端相连；所述继电器K2一对常开触点另一端与所述备用稳压模块输入端相连；所述限流电阻R14另一端与所述备用稳压模块输入端相连。

所述电流检测控制模块包括：电流检测芯片U4、极性滤波电容C12、二极管D9、二极管D10、分压电阻R15、分压电阻R16。如图7所示，所述电流检测芯片U4管脚RS+端分别与所述电流检测芯片U4管脚另一RS+端，所述二极管D9负极端，所述二极管D10正极端，所述极性滤波电容C12正极端，所述电流检测控制模块输入端相连；所述电流检测芯片U4管脚RS-端分别与所述二极管D9正极端，所述二极管D10负极端，所述电流检测控制模块输出端相连；所述电流检测芯片U4管脚SHDN与所述电流检测芯片U4管脚GND，与极性滤波电容C12相连接地；所述电流检测芯片U4管脚OUT连接所述分压电阻R15一端；所述分压电阻R15另一端分别与所述分压电阻R16一端，所述电流检测控制模块控制输出端相连；所述分压电阻R16另一端接地。

在本实施例中，所述电流检测控制模块控制备用稳压模块开启与关闭功能较佳实现如下：电流检测芯片U4管脚RS+管脚连接次级稳压模块输出端和备用稳压模块输出端，管脚RS-接负载输入端，电流检测芯片U4通过内部高精度采样电路对流入负载的电流进行采样，并将采样得到的电流以一定的电流增益比转换为电压在管脚OUT输出。在本实施例中，设置分压电阻R15和分压电阻R16的阻值分别300Ω和700Ω，这样流入负载电流每增加1A管脚OUT上的电压将增加1V。当流入负载电流大于1A时，管脚OUT上的电压经分压电阻R15和分压电阻R16分压得到的控制电压将大于0.7V，控制电压输出到备用稳压模块的NPN型开关三极管Q2基极B上，NPN型开关三极管Q2基极B与发射极E间的电压差大于0.7V，NPN型开关三极管Q2导通，继电器K2吸合，备用稳压模块开启，与次级稳压模块共同为负载供电。当流入负载的电流小于1A，控制电压小于0.7V，NPN型开关三极管Q2关闭，继电器K2断开，备用稳压模块关闭，次级稳压模块独自为负载供电。

需要特别说明的是，电源切换模块与次级稳压模块和备用稳压模块的输入端间接有开关K4，只有其闭合时才能为负载供电。

如图8所示，为本发实用新型较佳实施例操作流程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的修改、等同替换、改进等。均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：包括初级稳压模块、锂电池充电模块、电源切换模块、次级稳压模块、备用稳压模块和电流检测控制模块，电源切换模块分别与初级稳压模块、锂电池充电模块、次级稳压模块、备用稳压模块相连，初级稳压模块与锂电池充电模块相连，电流检测控制模块分别与次级稳压模块、备用稳压模块、负载相连。

2.根据权利要求1所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述锂电池充电模块输入端连接初级稳压模块输出端，所述电源切换模块的一输入端连接初级稳压模块输出端，另一输入端连接锂电池充电模块的输出端，所述次级稳压模块和备用稳压模块并联于电源切换模块输出端和电流检测控制模块输入端间，所述电流检测控制模块输出端连接负载，所述备用稳压模块控制输入端连接电流检测控制模块控制输出端。

3.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述初级稳压模块在有交流电输入情况下将输入交流电转换为12V直流电，一路输出到锂电池充电模块供给双节锂电池组充电，一路输出到电源切换模块，作为切换控制电压，同时又作为电压源为负载供电。

4.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述锂电池充电模块包含一个双节锂电池组，作为备用电源，在无交流电输入的情况下，双节锂电池组将做为供电源给负载供电，在有交流电输入情况下，锂电池充电模块对双节锂电子在充电，并用LED灯亮度指示双节锂电池组电量。

5.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述电源切换模块实现供电电源的自动快速切换，并用LED灯亮灭指示切换选择的供电源，在有交流电输入情况下，切换选择初级稳压模块输出作为供电源为负载供电，同时LED灯亮，在无交流电输入情况下，切换选择双节锂电池组为供电源为负载供电，同时LED灯灭。

6.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述次级稳压模块完成输出电压的选择与转换，并用3个LED灯亮灭指示选择输出的电压。

7.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述电流检测控制模块检测流入负载的电流大小，并转换为控制电压输出到备用稳压模块，控制备用锂电池充电模块的开启与关闭。

8.根据权利要求2所述的一种输出电压可选的电源适配器，其特征在于：所述备用稳压模块的开启与关闭受电流检测控制模块控制电压的控制，当流入负载电流大于设定阈值时，备用稳压模块开启，备用稳压模块开始时功能与次级稳压模块功能相同，与次级稳压一起为负载供电，当流入负载电流小于设定阈值时，备用稳压模块关闭。