CN206452162U - 一种移动电源的qc3.0快充充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种移动电源的QC3.0快充充电电路，属于电源充电领域。本实用新型包括MCU控制模块、与MCU控制模块相连的输入充电模块、与输入充电模块输出端相连的普通升压模块和QC3.0升压模块、与普通升压模块输出端相连的普通USB输出模块、与QC3.0升压模块输出端相连的QC3.0 USB输出模块、与QC3.0 USB输出模块的输出端相连的QC3.0识别模块，所述QC3.0识别模块输出端与QC3.0升压模块输入端相连，还包括用于保护电芯的电芯保护模块。本实用新型能够智能识别需充电电器是否支持QC3.0快充，很好的保护用电电器；能够根据用电电器的信号输出相应功率，满足用电电器的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源充电领域，尤其涉及一种移动电源的QC3.0快充充电电路。
背景技术
随着智能手机和智能设备的飞速发展，基本手机人们都离不开手机，电池电很快用完。手机、I-Pad、I-Pod、笔记本、智能设备都越来越多，每个人在电池使用完电后充电又非常非常的慢。
基于USB口通过的电流有限的原因，手机方案公司高通采取了电流保持不变而提升电压的来增大充电的输入功率，最终来提升充电速度。目前QC3.0的输出功率最低是18W，是普通的充电器5V1A的充电速度的4倍，在充电这方面是一种革命性的变革。
现市场上面的手机是各种各样，有的支持QC3.0快充有的不支持，只有支持QC3.0的用电器才开始升压(9--12V)；不支持QC3.0的用电器，不能升压(5V)，否则会损坏不支持QC3.0的用电电器。此外，在给支持QC3.0的用电器充电时，拔出接口的那一瞬间，高压(9V--12V)必须瞬间降低到5V，时间≤200mS。否则拔出后立即插到其他不支持QC3.0用电器会存在烧毁其他用电器的可能性。再者，升压IC必须有足够的输出功率，否则发热很厉害，严重影响到了效率和输出功率，更严重的温度过高对移动电源的电芯造成很大的安全隐患。现有市场上的移动电源比较混乱，不能同时满足上述的要求，并且有些也无法识别哪些支持QC3.0快充，哪些不支持，从而使用时存在很大的风险。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种移动电源的QC3.0快充充电电路。
本实用新型包括MCU控制模块、与MCU控制模块相连的输入充电模块、与输入充电模块输出端相连的普通升压模块和QC3.0升压模块、与普通升压模块输出端相连的普通USB输出模块、与QC3.0升压模块输出端相连的QC3.0USB输出模块、与QC3.0USB输出模块的输出端相连的QC3.0识别模块，所述QC3.0识别模块输出端与QC3.0升压模块输入端相连，用于控制所述QC3.0升压模块的输出电压。
本实用新型作进一步改进，还包括保护移动电源电芯的电芯保护模块。
本实用新型作进一步改进，所述电芯保护模块采用电芯保护芯片DW01和外挂的MOS对管Q1、Q2、Q3，所述电芯保护芯片DW01检测到相应电压及MOS对管Q1/Q2/Q3内阻电流，而控制MOS对管Q1/Q2/Q3的开关。
本实用新型作进一步改进，所述MCU控制模块包括主控芯片U1、用于显示电量的显示单元及用于控制移动电源的开关SW1，所述显示单元和开关SW1分别与主控芯片U1相连。
本实用新型作进一步改进，所述显示单元为数码管D1。
本实用新型作进一步改进，所述输入充电模块包括充电接口J1、MOS管Q5和升压芯片U4、电感L2，所述充电接口J1经过MOS管Q5与升压芯片U4的第6脚相连，经过升压芯片U4和升压芯片U4内置MOS管与外围电感L2形成开关震荡降压电路，输出4.2V给电芯充电。
本实用新型作进一步改进，所述普通升压模块包括升压芯片U4、电感L2，所述电芯经过电感L2和升压芯片U4升压后，通过升压芯片U4第8和14引脚输出5V电压，然后通过普通USB输出模块的接口J2输出。
本实用新型作进一步改进，所述QC3.0升压模块包括电感L1和与电感L1相连的升压芯片U5，所述QC3.0升压模块输出的电压由与其相连的QC3.0识别模块决定。
本实用新型作进一步改进，所述QC3.0识别模块包括协议握手芯片U3，所述协议握手芯片U3的第5引脚和第6引脚接收到与移动电源相连的需充电的电器的信号，控制第4引脚FB输出相应的控制信号到QC3.0升压模块的升压芯片U4的第17引脚FB，从而控制所述QC3.0升压模块输出5V-12V电压。
本实用新型作进一步改进，所述QC3.0USB输出模块包括MOS对管Q6、电阻R27、电阻R26、电阻R32、电容C23和接口J3,所述接口J3的第1引脚与升压芯片U5的电压输出引脚相连，所述接口J3的第2引脚接协议握手芯片U3的第5引脚，所述接口J3的第3引脚接协议握手芯片U3的第6引脚，所述接口J3的第4引脚与MOS对管Q6的两个漏极相连，所述MOS对管Q6的栅极与升压芯片U5的第2引脚相连，所述MOS对管Q6的源极与分别与电阻R27、电阻R26、电阻R32的一端相连，所述电阻R27、电阻R26的另一端接地，所述电阻R32的另一端通过电阻C23接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能够智能识别需充电电器是否支持QC3.0快充，当用电电器支持QC3.0的时候，才会启动升压，平时都是5V电压输出，这样很好的保护了用电电器；当QC3.0快充结束，拔出接口后，电压能够在200mS内降低到5V，从而保证其他需要充电的电器的安全；升压芯片能够根据用电电器的信号输出相应功率，满足用电电器的需求；具有过充、过放、短路保护，更好的保护了移动电源的电芯，保证了用户的安全；输出功率≥18W，实现自动智能识别终端用电器，比普通手机充电快3--4倍，真正的实现了快充的功能，更高效为用户提供强有力的动力。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为电芯保护模块电路图；
图3为本实用新型MCU控制模块电路图；
图4为输入充电模块、普通升压模块和普通USB输出模块电路图；
图5为QC3.0升压模块和QC3.0USB输出模块电路图；
图6为QC3.0识别模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括MCU控制模块、与MCU控制模块相连的输入充电模块、与输入充电模块输出端相连的普通升压模块和QC3.0升压模块、与普通升压模块输出端相连的普通USB输出模块、与QC3.0升压模块输出端相连的QC3.0USB输出模块、与QC3.0USB输出模块的输出端相连的QC3.0识别模块，所述QC3.0识别模块输出端与QC3.0升压模块输入端相连，用于控制所述QC3.0升压模块的输出电压。
如图1和图2所示，本实用新型还包括保护移动电源电芯的电芯保护模块，本例电芯保护模块采用电芯保护芯片DW01和外挂的MOS对管Q1、Q2、Q3，所述电芯保护芯片DW01通过与芯片U2第2引脚相连的电阻R2检测到相应电压及与芯片U2第1、3、6引脚相连的MOS对管Q1/Q2/Q3内阻电流，从而控制MOS对管Q1/Q2/Q3的开关来实现对锂电的保护。本例保护功能包括：电芯的过充、过放、过流、短路等各种保护功能。
如图3所示，本例的MCU控制模块包括主控芯片U1、用于显示电量的显示单元及用于控制移动电源的开关SW1，所述显示单元和开关SW1分别与主控芯片U1相连。本例采用数码管D1指示来显示充电或者放电的电量指示。主控芯片U1通过采样检测输出电压和电流，来控制188数码管来输出相应的电量指示。本例主控芯片U1采取了电压+电流的采样方式，更好的提升了电量的指示精准度。
如图4所示，所述输入充电模块包括充电接口J1、MOS管Q5和升压芯片U4、电感L2等元器件，所述充电接口J1为Mic 5pin充电接口，所述充电接口J1的第1引脚分别与MOS管Q5的源极和栅极相连，然后再连接至升压芯片的第16引脚，所述充电接口J1的第5引脚通过电容C8与升压芯片U4的第6脚相连。本例的升压芯片U4为二合一IC ETA6085，内置MOS管，本例的充电接口J1经过MOS管Q5、与MOS管Q5相连的升压芯片U4，然后经过升压芯片U4和升压芯片U4内置MOS管与外围电感L2形成开关震荡降压电路，输出4.2V给电芯充电。
本例的普通升压模块包括升压芯片U4、电感L2，所述电芯经过电感L2和升压芯片U4构成升压电路，升压后通过升压芯片U4第8和14引脚输出5V电压，然后通过普通USB输出模块的接口J2输出。
如图5所示，所述QC3.0升压模块包括电感L1和与电感L1相连的升压芯片U5，本例的升压芯片U5为升压IC TPS 61088，所述QC3.0升压模块输出的电压由与其相连的QC3.0识别模块决定。
如图5和图6所示，本例的QC3.0识别模块包括协议握手芯片U3，所述协议握手芯片U3的第5引脚和第6引脚接收到与移动电源相连的需充电的电器的信号，控制第4引脚FB输出相应的控制信号到QC3.0升压模块的升压芯片U4的第17引脚FB，从而控制所述QC3.0升压模块输出5V-12V电压。
本例的QC3.0USB输出模块包括MOS对管Q6、电阻R27、电阻R26、电阻R32、电容C23和接口J3,所述接口J3的第1引脚与升压芯片U5的电压输出引脚相连，所述接口J3的第2引脚接协议握手芯片U3的第5引脚，所述接口J3的第3引脚接协议握手芯片U3的第6引脚，所述接口J3的第4引脚与MOS对管Q6的两个漏极相连，所述MOS对管Q6的栅极与升压芯片U5的第2引脚相连，所述MOS对管Q6的源极与分别与电阻R27、电阻R26、电阻R32的一端相连，所述电阻R27、电阻R26的另一端接地，所述电阻R32的另一端通过电阻C23接地。
本例QC3.0升压原理为：
电芯经过电感L1和TI升压芯片U5TPS 61088构成QC3.0升压模块，输出的电压由PI的协议握手芯片U3CHY103D决定。CHY103D根据用电器端5脚和6脚收到的信号(D+和D-),控制第4脚FB输出相应的控制信号到QC3.0升压模块的主控IC TPS 61088的17脚FB，从而控制输出电压5--12V，实现快充功能。TPS61088是把控制电路和内置MOS集成一起的升压IC，很好的减少了原理图的复杂和提升了工作效率。
本实用新型只有当用电电器支持QC3.0的时候，才会启动升压，平时都是5V电压输出，这样很好的保护了用电的设备。再结合电芯保护等多种保护电路一起，使电路更加安全，并且QC3.0的输出功率≥18W，实现自动智能识别终端用电器，比普通手机充电快3--4倍，真正的实现了快充的功能，更高效为用户提供强有力的动力。
当QC3.0快充结束，拔出接口后，电压能够在200mS内降低到5V，从而保证其他需要充电的电器的安全；升压芯片能够根据用电电器的信号输出相应功率，满足用电电器的需求；具有过充、过放、短路保护，更好的保护了移动电源的电芯，保证了用户的安全。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：包括MCU控制模块、与MCU控制模块相连的输入充电模块、与输入充电模块输出端相连的普通升压模块和QC3.0升压模块、与普通升压模块输出端相连的普通USB输出模块、与QC3.0升压模块输出端相连的QC3.0USB输出模块、与QC3.0USB输出模块的输出端相连的QC3.0识别模块，所述QC3.0识别模块输出端与QC3.0升压模块输入端相连，用于控制所述QC3.0升压模块的输出电压。
2.根据权利要求1所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：还包括保护移动电源电芯的电芯保护模块。
3.根据权利要求2所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述电芯保护模块采用电芯保护芯片DW01和外挂的MOS对管Q1、Q2、Q3，所述电芯保护芯片DW01检测到相应电压及MOS对管Q1/Q2/Q3内阻电流，而控制MOS对管Q1/Q2/Q3的开关。
4.根据权利要求1所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述MCU控制模块包括主控芯片U1、用于显示电量的显示单元及用于控制移动电源的开关SW1，所述显示单元和开关SW1分别与主控芯片U1相连。
5.根据权利要求4所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述显示单元为数码管D1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述输入充电模块包括充电接口J1、MOS管Q5和升压芯片U4、电感L2，所述充电接口J1经过MOS管Q5与升压芯片U4的第6脚相连，经过升压芯片U4和升压芯片U4内置MOS管与外围电感L2形成开关震荡降压电路，输出4.2V给电芯充电。
7.根据权利要求6所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述普通升压模块包括升压芯片U4、电感L2，所述电芯经过电感L2和升压芯片U4升压后，通过升压芯片U4第8和14引脚输出5V电压，然后通过普通USB输出模块的接口J2输出。
8.根据权利要求6所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述QC3.0升压模块包括电感L1和与电感L1相连的升压芯片U5，所述QC3.0升压模块输出的电压由与其相连的QC3.0识别模块决定。
9.根据权利要求8所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述QC3.0识别模块包括协议握手芯片U3，所述协议握手芯片U3的第5引脚和第6引脚接收到与移动电源相连的需充电的电器的信号，控制第4引脚FB输出相应的控制信号到QC3.0升压模块的升压芯片U4的第17引脚FB，从而控制所述QC3.0升压模块输出5V-12V电压。
10.根据权利要求9所述的移动电源的QC3.0快充充电电路，其特征在于：所述QC3.0USB输出模块包括MOS对管Q6、电阻R27、电阻R26、电阻R32、电容C23和接口J3,所述接口J3的第1引脚与升压芯片U5的电压输出引脚相连，所述接口J3的第2引脚接协议握手芯片U3的第5引脚，所述接口J3的第3引脚接协议握手芯片U3的第6引脚，所述接口J3的第4引脚与MOS对管Q6的两个漏极相连，所述MOS对管Q6的栅极与升压芯片U5的第2引脚相连，所述MOS对管Q6的源极与分别与电阻R27、电阻R26、电阻R32的一端相连，所述电阻R27、电阻R26的另一端接地，所述电阻R32的另一端通过电阻C23接地。
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