CN205231374U - 一种组合式usb电源插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式USB电源插座，由AC/DC开关电源，触发电源电路，无触点开关电路，和USB插口负载识别电路组成，所述AC/DC开关电源输入端分别与开关电路的a点和AC输入电源的N点相连接，组成无触点控制开关，AC/DC开关电源的输出端经第二二极管与USB输出端子的正极端相接连，第二二极管第三二极管并接，形成USB电源的负载识别电路。只要负载通过USB插口连接，就能导致AC/DC开关电源的输入端D1导通，为AC/DC开关电源接通输入电源，否则，USB电源待机处于零功耗状态；本实用新型结构简单，采用电平识别电路，安全可靠；这种能识别负载的节能插座USB充电插口，为人们的出行，给移动数码产品的充电带来极大的方便。

Description

一种组合式USB电源插座

技术领域

本实用新型涉及一种组合式USB电源插座，尤其是一种能自动识别USB电源负载，实现USB电源自动开关机的组合式USB电源插座。

背景技术

目前；市场上公知的一种组合式USB电源插座，主要由塑料体电源插座，USB充电插口，按键开关(有带按键开关和不带按键开关二种)和电源指示的组合式USB电源插座。随着数码技术产品的普及和不断发展，如手机，相机，平板电脑等多种数码产品深入到平民百姓手中，由于这些数码产品品种繁多，但产品续航能力有限，对产品的充电就成了一个实际问题，为了满足产品的方便使用，减少品种繁多的充电器或适配器的麻烦，市场上有这种墙插式带有USB插口供数码产品充电的电源插座(以下称USB电源)，可以满足方便各种移动数码产品的充电问题，为使用者提供了方便。

这种USB电源，有带开关和不带开关的二种类型，不带有开关USB电源安装后，一年三百六十五天都与市电相连接，由于USB电源的空载耗损，电能就会白白的造成浪费，另一种是自带开关的USB电源，使用者可以随时按使用要求开关与否；不用时，可以通过开关切断USB电源，保持USB电源处于零功耗状态，(移动电源插座组合也带有这种USB电源；)市埸上就是这种产品，广泛安装在各种场合。

由于这种USB电源使用方便，家庭，公共场所，尤其是人多聚集的公共场所开始大量安装，如；车站、机场、码头、医院、学校、办公室、旅游景点，铁路等等，由于这种USB电源大量安装，这样一来，也带来了另外一个问题，如不带有关断开关的USB电源，一旦安装后长期带电，由于量大，空载耗损不可小视，虽然只有0.3-0.8W空载耗损，因量大待机时间长，会造成严重的能源浪费，这种能源的浪费是显而易见的，一旦安装这种USB电源所带来的浪费也是不可克服的；为了克服这种固有的能源浪费，市场上也就出现了带有按钮开关或其它形式开关的USB电源，其目的是为了在不用时，通过按键开关有效的切断电源，保持USB电源处于零功耗的状态，但是在实际应用时；比如公共场所，往往人们使用后，拨掉充电线就离开，也不为鲜，即便是这种USB电源带有按键开关，人们会自觉不自觉的忘记关断，也是常有的事，也就导致USB电源仍处于待机状态，照样造成能源的浪费。

这种USB电源与电源插座与一体，内置的USB开关电源的待机功耗一般为0.3-0.8W左右不等，由于量大通电时间长，所造成的能源浪费巨大，如一个单一USB输出口的USB电源，一般待机功耗为0.3-0.5W，假定按空耗损为0.5W计，每天一个这样的USB电源的耗电量为12W左右，一年耗电量为4.38KW/个，可想而知，这样一个小小的USB电源，每年都有数千万KWH及至上亿KWH的电能白白的浪费掉；

带有开关的USB电源与不带有此种开关的产品相较，除成本提高外，产品结构也非专一，不能与其它同类产品互换，加上这种带有按键开关的USB电源，其开关强度有限，在公共场所，人多手杂，一旦出现开关失灵，要么关不掉，要么打不开，有些非理性使用者会做出过激行为，导致损坏，严重时还会给使用者带来非常不便甚至设备事或导致人身触电事故；因此，这种USB电源造成的能源浪费是难以克服的；

实用新型内容

本实用新型的任务是要提供一种组合式USB电源插座，它不仅能自动识别USB电源充电带载时自动接通电源，而且在充电完毕后拨掉USB插头时能自动切换关断USB电源，达到USB电源待机时为零功耗状态。

为了实现上述任务，本实用新型采用的方案是，一种组合式USB电源插座，由AC/DC开关电源，触发电源电路，无触点开关电路，和USB插口负载识别电路组成，所述AC/DC开关电源输入端分别与开关电路的a点和AC输入电源的N点相连接，组成无触点控制开关，AC/DC开关电源的输出端经第二二极管与USB输出端子的正极端相接连，第二二极管第三二极管并接，形成USB电源的负载识别电路。

实现本实用新型目的的技术方案还进一步包括，所述AC输入电源的L点与N点分别与第二电容第四电阻，第三电容第二电阻相连接，另一端经第四二极管第五二极管稳压整流后对第一电容充电，且所述AC输入电源的接地端与第一电容负极不共地。

更进一步的，所述第一电容经第一电阻连接至光耦的输入端，并经第八电阻第九电阻连接至第二晶体管的基极，第一晶体管第二晶体管组成反相器，第八电阻第九电阻分压点Q端与第三二极管的正极相连接。

本实用新型由于采用了上述方案，USB电源根据负载与否，能方便的实现开关机，当USB电源无负载时，始终保持零功耗待机状态；本实用新型电路结构简单，成本低，安全可靠，为大力推崇这种节能组合式USB电源插座，为数码产品的方便充电，提供了极大的方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述；

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型AC/DC电源结构原理示意图；

图3本实用新型控制结构原理电路图；

图4为图3驱动电源部分电路原理图；

图5为图3负载识别、光偶触发部分电路原理图；

图中标号说明：参见图1中，1.AC输入电源，2.驱动电源，3.触发电路，4.开关电路，5.光偶驱动电路，7.AC/DC开关电源电路，8.负载识别电路，9.USB输出端子；参见图1，图1是本实用新型电路原理结构框图，图中(1)(4)(7)(8)(9)构成图2、AC/DC电源结构原理图，图中(1)(2)(3)(5)(8)(9)构成图3控制结构原理电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述；

其实施例只是符合本实用新型技术方案内容的一个实例，本实施例包含却不限于下述实施例所述内容，即本实施例的内容不是对本实用新型的进一步限定；本实用新型中所选用的无触点开关为双向可控硅，也可采用其实类型的无触点功率件如；IGBT、MOS管、高反压晶体管，当然采用有触点的开关器件仍可实现本实用新型提出的实施方案，本实用新型实施例方案中采用的SCR管只是对本实例方便描述，不是对本实用新型方案的唯一限定，在本方案中，对于组合式电源插座的AC插座不作为本方案描述的内容，本实用新型实施例方案仅对USB电源部分作一详细描述；

图1是本实用新型电路原理结构框图，图中(1)(4)(7)(8)(9)构成图2的AC/DC电源结构原理图，图中(1)(2)(3)(5)(8)(9)构成图3的控制结构原理电路图；由图2图3所示，一种组合式USB电源插座，由AC/DC开关电源，触发电源电路，无触点开关电路，和USB插口负载识别电路组成，所述AC/DC开关电源输入端D1分别与开关电路4的a点和AC输入电源1的N点相连接，组成无触点控制开关，AC/DC开关电源的输出端经第二二极管D2与USB输出端子9的正极端相接连，第二二极管D2第三二极管D3并接，形成USB电源的负载识别电路8，只要负载通过USB插口连接，就能导致AC/DC开关电源的输入端D1导通，为AC/DC开关电源接通输入电源。

由上所述的触发电源电路，由图2所示，拆分电路由图4所示，所述AC输入电源1的L点与N点分别与第二电容C2第四电阻R4，第三电容C3第二电阻R2相连接，另一端经第四二极管D4第五二极管D5稳压整流后对第一电容C1充电(以第一电容C1充电为触发电源，称V1)，且所述AC输入电源1的接地端与第一电容C1负极不共地。为了实现AC输入电源1的接地端与第一电容C1负极不共地，第四电阻R4第二电阻R2为兆欧级，第二电容C2第三电容C3为纳法(nF)级，电容充电的电流最好是控制在微安(μA)级，以确保整个电源的安全，当V1电源达到设定值时，可以为触发电路提供数十毫安(mA)的触发电流。

由上所述的无触点开关电路，所述第一电容C1经第一电阻R1连接至光耦U4的输入端，并经第八电阻R8第九电阻R9连接至第二晶体管Q2的基极，第一晶体管Q1第二晶体管Q2组成反相器，第八电阻R8第九电阻R9分压点Q端与第三二极管D3的正极相连接，如图3及图5所示。当V1达到稳定电压时，第二晶体管Q2导通，第一晶体管Q1截止，光偶U4截止，AC/DC开关电源的输入端D1关断，AC/DC开关电源无电，也无输出，Q点高电平经第三二极管D3送至USB插口负载识别电路的正极端，与第二二极管D2并接，作为负载识别电压，当有负载插入时，由于负载识别电压内阻足够大，而负载内阻远小于识别电压内阻，就会导致此电压大幅度降低，从而使第二晶体管Q2截止，第一晶体管Q1导通，由光偶U4触发AC/DC开关电源的输入端D1导通，AC/DC开关电源得电后输出5V电压，并输出够的电流供负载使用，同时，由于负载电压低于测试电平，第二晶体管Q2始终保持截止，确保了AC/DC的稳定输出，当USB插口负载移去时，可视为负载内阻无穷大，测试电平上升第二晶体管Q2导通，第一晶体管Q1截止，光偶U4关断，AC/DC开关电源的输入端D1无触发而关断，同理，AC/DC无输出，USB插口只有待机识别电平，整个USB电源处于零功耗待机状态，等待再次负载接入，以此反复循环，从而实现了USB接入负载时，能自动接通电源，当负载移去时，又能自动切断电源，始终保持一种待机零功率的状态，实现了本实用新型的任务；提供一种组合式USB电源插座，它不仅能自动识别USB电源带载充电时自动接通电源，而且在充电完毕后拨掉USB插头时能自动切换关断USB电源的目的。

本实用新型结构简单安全可靠，由于电路待机时功耗小于毫安级，使得待机功耗由原来的0.3-0.8W降到0.03W以下，本实用新型方案采用了无触点开关，识别电路采用了电压型，待机功耗控制在mW级，关机取样也可以采用其它如电流型，当负载电流降到一定值时自动关断，无触点开关也可采用有触点控制；本实用新型不仅可以用于这种组合插座式USB电源，还可以扩展到其它类似待机的电器，如电视机，空调，打印机，复印机，传真等，为各类待机电器产品节能带来极大的方便。

Claims (3)

1.一种组合式USB电源插座，由AC/DC开关电源，触发电源电路，无触点开关电路，和USB插口负载识别电路组成，其特征在于：所述AC/DC开关电源输入端(D1)分别与开关电路(4)的a点和AC输入电源(1)的N点相连接，组成无触点控制开关，AC/DC开关电源的输出端经第二二极管(D2)与USB输出端子(9)的正极端相接连，第二二极管(D2)第三二极管(D3)并接，形成USB电源的负载识别电路(8)。

2.根据权利要求1所述的一种组合式USB电源插座，其特征在于：所述AC输入电源(1)的L点与N点分别与第二电容(C2)第四电阻(R4)，第三电容(C3)第二电阻(R2)相连接，另一端经第四二极管(D4)第五二极管(D5)稳压整流后对第一电容(C1)充电，且所述AC输入电源(1)的接地端与第一电容(C1)负极不共地。

3.根据权利要求2所述的一种组合式USB电源插座，其特征在于：所述第一电容(C1)经第一电阻(R1)连接至光耦(U4)的输入端，并经第八电阻(R8)第九电阻(R9)连接至第二晶体管(Q2)的基极，第一晶体管(Q1)第二晶体管(Q2)组成反相器，第八电阻(R8)第九电阻(R9)分压点Q端与第三二极管(D3)的正极相连接。