CN206759131U - 一种基于usb接口的自适应快速充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用通信的方法来实现快速充电的基于USB接口的自适应快速充电电路，包括：整流输入电路、输入滤波电路、开关电源控制芯片、变压器、整流输出电路、输出滤波电路、反馈电路、同步变压控制电路和快速充电协议控制电路，整流输出电路的电源输出端与同步变压控制电路的电源输入端相连，同步变压控制电路的充电输出端与快速充电协议控制电路的电源端，快速充电协议控制电路的反馈输出端与同步变压控制电路的反馈端相连；所述开关电源控制芯片的漏极通过反向峰值保护电路与整流输入电路的电源输出端相连，开关电源控制芯片的启动端通过启动电路连至整流输入电路的电源输出端。该快速充电电路可广泛地应用于USB接口智能终端。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种自适应充电电路，尤其涉及到一种基于USB接口的自适应快速充电电路。
背景技术
众所周知，智能电子产品的耗电都非常厉害，以智能手机为例，每充满一次电，通常情况下只能使用两天左右，有的甚至每天都要充电。而传统智能电子产品中的电池的标称电压都不尽相同，因而每一个智能电子产品都配备一个专用的充电器，这样就使得每家每户都有数不清的充电器，由于这些充电器又不通用，使用十分不便，给用户带来了无尽的烦恼；同时，也造成了大量社会资源的浪费。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种采用通信的方法来实现快速充电的基于USB接口的自适应快速充电电路。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于USB接口的自适应快速充电电路，包括：整流输入电路、输入滤波电路、开关电源控制芯片、变压器、整流输出电路、输出滤波电路和反馈电路、同步变压控制电路和快速充电协议控制电路，所述整流输出电路的电源输出端与同步变压控制电路的电源输入端相连，同步变压控制电路的充电输出端与所述快速充电协议控制电路的电源端、USB接口的电源端相连，快速充电协议控制电路的反馈输出端与同步变压控制电路的反馈端相连，USB接口的一对信号端与快速充电协议控制电路快速充电协议控制电路的相应端相连；所述的变压器包括有一组原边线圈、一组副边线圈和一组反馈线圈，所述的反馈电路包括有：光耦、单向导通器件和基准电压电路，光耦的阳极通过一个基准限流电阻与所述整流输出电路的电源输出端相连，光耦的阴极与基准电压电路的输出端相连，光耦的集电极与单向导通器件的负极相连，单向导通器件的正极和反馈线圈的相应端相连，反馈线圈的另一端接地，光耦的发射极与开关电源控制芯片的控制端相连，开关电源控制芯片的漏极通过反向峰值保护电路与整流输入电路的电源输出端相连，开关电源控制芯片的源极接地，开关电源控制芯片的启动端通过启动电路连至整流输入电路的电源输出端；所述的反向峰值保护电路包括：反向峰值保护电阻、反向峰值保护电容和反向峰值保护二极管，反向峰值保护电阻与反向峰值保护电容并联后相应的一端连至整流输入电路的电源输出端，另一端与所述反向峰值保护二极管的负极相连，反向峰值保护二极管的正极与开关电源控制芯片的漏极相连。
作为一种优选方案，在所述的基于USB接口的自适应快速充电电路中，所述的快速充电协议控制电路包括：快速充电协议控制芯片及其外围电路，快速充电协议控制芯片的控制端与电源端相连，快速充电协议控制芯片的外围电路包括：串设在快速充电协议控制芯片的电源端与USB接口电源端之间的快充控制限流电阻、快充控制上分压电阻和快充控制下分压电阻，快充控制上分压电阻的一端与快充控制下分压电阻的一端相连后、与快速充电协议控制芯片的反馈输出端相连，快充控制上分压电阻的另一端与USB接口的电源端相连，快充控制下分压电阻的另一端接地。
作为一种优选方案，在所述的基于USB接口的自适应快速充电电路中，所述的同步变压控制电路包括：同步变压控制芯片及其外围电路，同步变压控制芯片的一对开关节点并接，同步变压控制芯片的外围电路包括：设置在同步变压控制芯片的一对开关节点与所述USB接口的电源端之间的储能电感、设置在同步变压控制芯片的限流端与接地端之间的变压控制限流电阻、设置在同步变压控制芯片的频率设置端与接地端之间的频率设定电阻。
作为一种优选方案，在所述的基于USB接口的自适应快速充电电路中，所述的整流输出电路包括：至少两个并联的输出整流二极管、以及与这至少两个输出整流二极管并联的阻容吸收电路。
作为一种优选方案，在所述的基于USB接口的自适应快速充电电路中，所述的基准电压电路包括：可控精密稳压源、基准上分压电阻、基准下分压电阻和基准无极性滤波电容，可控精密稳压源的阳极端接地，可控精密稳压源的阴极端和基准无极性滤波电容的一端连至光耦的阴极，可控精密稳压源的控制端和基准无极性滤波电容的另一端与基准上分压电阻的一端、基准下分压电阻的一端相连，基准上分压电阻的另一端与整流输出电路的电源输出端相连，基准下分压电阻的另一端接地。
作为一种优选方案，在所述的基于USB接口的自适应快速充电电路中，所述整流输入电路的输入回路中串设有保险丝；整流输入电路的一对交流输入端之间并联有一个压敏电压。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的快速充电电路，采用了两级稳压电源结构，第一级稳压电源为第二级稳压电源提供了一个稳定电压，第二级稳压电源采用了DC-DC同步变压控制芯片，该同步变压控制芯片与快速充电协议控制电路相配合，可实现基于某一通讯协议的连接至USB接口的智能电子产品的快速充电。上述的快速充电电路的结构非常紧凑，其中采用了独特的反馈电路、反向峰值保护电路、基准电压电路、还采用了阻容吸收电路，使得整个快速充电电路的工作非常稳定可靠。
附图说明
图1是本实用新型所述的自适应快速充电电路的电原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本实用新型所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路的具体实施方案。
如图1所示，本实用新型所述的基于USB接口的自适应快速充电电路，包括：作为整流输入电路的型号为MB6S的整流桥D1、由33UF/400V的电解电容构成的输入滤波电路C1、由型号为TOP254构成的开关电源控制芯片IC1、包含原边线圈(图中的1、3绕组)、副边线圈(图中的A、B绕组)和反馈线圈(图中的4、5绕组)的变压器T、由330UF/16V的电解电容构成的输出滤波电路 C8和反馈电路、以及整流输出电路、同步变压控制电路(也称作DC-DC电压变换电路)和快速充电协议控制电路，所述同步变压控制电路的一种具体结构包括：型号为HX1314G的同步变压控制芯片IC4及其外围电路，同步变压控制芯片IC4的一对开关节点SW(5、6脚)并接，同步变压控制芯片IC4的外围电路包括：设置在同步变压控制芯片IC4的一对开关节点SW(5、6脚)与USB 接口J的电源端VDD之间的5A47UH的储能电感L、设置在同步变压控制芯片 IC4的限流端(3脚)ILIT与接地端GND(7、8脚)之间的阻值为82K的变压控制限流电阻R10、设置在同步变压控制芯片IC4的频率设置端RT(2脚)与接地端GND之间阻值为1M的频率设定电阻R9；所述快速充电协议控制电路的一种具体结构包括：型号为FP6601Q的快速充电协议控制芯片IC5及其外围电路，该快速充电协议控制芯片IC5控制端QC_EN(4脚)与电源端VDD(5 脚)相连，该快速充电协议控制芯片IC5的外围电路包括：串设在快速充电协议控制芯片IC5的电源端VDD与USB接口J的电源端VDD之间的阻值为2.2K 的快充控制限流电阻R13、阻值为100K的快充控制上分压电阻R11和阻值为 30K的快充控制下分压电阻R12，快充控制上分压电阻R11的一端与快充控制下分压电阻R12的一端相连后、与快速充电协议控制芯片IC5的反馈输出端FBO (3脚)相连，快充控制上分压电阻R11的另一端与USB接口J的电源端VDD 相连，快充控制下分压电阻R12的另一端接地；所述整流输出电路的一种具体结构包括：型号为SB1045L的输出整流二极管D4和D5、以及由47欧母的电阻R5和1nF/200V的电容C7构成的阻容吸收电路，电阻R5的一端与电容C7 的一端相连，输出整流二极管D4的正极与输出整流二极管D5的正极相连后与电阻R5的另一端相连，输出整流二极管D4的负极与输出整流二极管D5的负极相连后与电容C7的另一端相连；所述反馈电路的一种具体结构包括有：型号为PC817的光耦IC2、作为单向导通器件的型号为RF106的二极管D3、以及由型号为TL431的可控精密稳压源IC3、阻值为200K的基准上分压电阻R7、阻值为51K的基准下分压电阻R8和47nF/50V的基准无极性滤波电容C9构成的基准电压电路，可控精密稳压源IC3的阳极端接地，可控精密稳压源IC3的阴极端和基准无极性滤波电容C9的一端连至光耦IC2的阴极，可控精密稳压源IC3 的控制端和基准无极性滤波电容C9的另一端与基准上分压电阻R7的一端、基准下分压电阻R8的一端相连，基准上分压电阻R7的另一端与整流输出电路的电源输出端即VDD12V相连，基准下分压电阻R8的另一端接地；所述光耦IC2 的阳极通过一个200欧母的基准限流电阻R6与所述整流输出电路的电源输出端即VDD12V相连，光耦IC2的集电极与二极管D3的负极相连，二极管D3的正极和反馈线圈的相应端相连，反馈线圈的另一端接地，光耦IC2的发射极与的控制端相连，开关电源控制芯片IC1的漏极通过反向峰值保护电路与整流桥D1 的电源输出端V+相连，开关电源控制芯片IC1的源极接地，开关电源控制芯片 IC1的启动端通过作为启动电路的两个相互串联的阻值均为2M的电阻R1和R2 连至整流桥D1的电源输出端V+；所述的反向峰值保护电路包括：由阻值均为 200K的电阻R3和R4并联而成的反向峰值保护电阻(电阻R3和R4并联可提高可靠性)、103/1000V的反向峰值保护电容C2和型号为M7的反向峰值保护二极管D2，反向峰值保护电阻与反向峰值保护电容C2并联后相应的一端连至整流桥D1的电源输出端V+，反向峰值保护电阻与反向峰值保护电容C2并联后的另一端与所述反向峰值保护二极管D2的负极相连，反向峰值保护二极管D2 的正极与开关电源控制芯片IC1的漏极相连；所述整流输出电路的电源输出端 VDD12V与同步变压控制电路IC4的电源输入端VIN(4脚)相连，同步变压控制电路的充电输出端即储能电感L输出端与USB接口J的电源端VDD相连，快速充电协议控制芯片IC5的反馈输出端FBO与同步变压控制芯片IC4的反馈端FB相连，USB接口J的信号端D+和D—与快速充电协议控制芯片IC5的D +和D－一一相应相连；在本实施例中，所述整流桥D1的输入回路中串设有保险丝F1；整流桥D1路的一对交流输入端AC之间并联有一个型号为10D471的压敏电压MOV。
综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所作的均等变化与修饰，均应包括在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种基于USB接口的自适应快速充电电路，包括：整流输入电路、输入滤波电路、开关电源控制芯片、变压器、整流输出电路、输出滤波电路和反馈电路，其特征在于：所述的自适应快速充电电路还包括：同步变压控制电路和快速充电协议控制电路，所述整流输出电路的电源输出端与同步变压控制电路的电源输入端相连，同步变压控制电路的充电输出端与所述快速充电协议控制电路的电源端、USB接口的电源端相连，快速充电协议控制电路的反馈输出端与同步变压控制电路的反馈端相连，USB接口的一对信号端与快速充电协议控制电路的相应端相连；所述的变压器包括有一组原边线圈、一组副边线圈和一组反馈线圈，所述的反馈电路包括有：光耦、反馈二极管和基准电压电路，光耦的阳极通过一个基准限流电阻与所述整流输出电路的电源输出端相连，光耦的阴极与基准电压电路的输出端相连，光耦的集电极与反馈二极管的负极相连，反馈二极管的正极和反馈线圈的相应端相连，反馈线圈的另一端接地，光耦的发射极与开关电源控制芯片的控制端相连，开关电源控制芯片的漏极通过反向峰值保护电路与整流输入电路的电源输出端相连，开关电源控制芯片的源极接地，开关电源控制芯片的启动端通过启动电路连至整流输入电路的电源输出端；所述的反向峰值保护电路包括：反向峰值保护电阻、反向峰值保护电容和反向峰值保护二极管，反向峰值保护电阻与反向峰值保护电容并联后相应的一端连至整流输入电路的电源输出端，另一端与所述反向峰值保护二极管的负极相连，反向峰值保护二极管的正极与开关电源控制芯片的漏极相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路，其特征在于：所述的快速充电协议控制电路包括：快速充电协议控制芯片及其外围电路，快速充电协议控制芯片的控制端与电源端相连，快速充电协议控制芯片的外围电路包括：串设在快速充电协议控制芯片的电源端与USB接口电源端之间的快充控制限流电阻、快充控制上分压电阻和快充控制下分压电阻，快充控制上分压电阻的一端与快充控制下分压电阻的一端相连后、与快速充电协议控制芯片的反馈输出端相连，快充控制上分压电阻的另一端与USB接口的电源端相连，快充控制下分压电阻的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路，其特征在于：所述的同步变压控制电路包括：同步变压控制芯片及其外围电路，同步变压控制芯片的一对开关节点并接，同步变压控制芯片的外围电路包括：设置在同步变压控制芯片的一对开关节点与所述USB接口的电源端之间的储能电感、设置在同步变压控制芯片的限流端与接地端之间的变压控制限流电阻、设置在同步变压控制芯片的频率设置端与接地端之间的频率设定电阻。
4.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路，其特征在于：所述的整流输出电路包括：至少两个并联的输出整流二极管、以及与这至少两个输出整流二极管并联的阻容吸收电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路，其特征在于：所述的基准电压电路包括：可控精密稳压源、基准上分压电阻、基准下分压电阻和基准无极性滤波电容，可控精密稳压源的阳极端接地，可控精密稳压源的阴极端和基准无极性滤波电容的一端连至所述光耦的阴极，可控精密稳压源的控制端和基准无极性滤波电容的另一端与基准上分压电阻的一端、基准下分压电阻的一端相连，基准上分压电阻的另一端与整流输出电路的电源输出端相连，基准下分压电阻的另一端接地。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种基于USB接口的自适应快速充电电路，其特征在于：所述整流输入电路的输入回路中串设有保险丝；整流输入电路的一对交流输入端之间并联有一个压敏电压。
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| CN201720422976.7U CN206759131U (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种基于usb接口的自适应快速充电电路 |
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| CN108964207A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-07 | 努比亚技术有限公司 | 充电保护电路及充电器 |
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