CN208806629U - 一种带Type-C PD功能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带Type‑C PD功能电源，包括正反两面相同的Type‑C接口线，以及设置在Type‑C接口内的总电路控制系统，所述总电路控制系统包括输入功率模块，用于将交流电转换成直流电对各电路单元直接供电，并调节电源电压和电流；输出功率模块，采用同步整流技术实现次级整流电路的零损耗；智能限流模块，用于对充电电路进行限流保护；智能识别模块，用于侦测多种不同的电子设备；控制模块，用于实时反馈输出电压和输出电流，进行输出电路的保护；智能指示模块，用于指示电源的工作状态，即处于正常充电或者待机状态；兼容性强，能兼容市面上大多消费类电子产品，可实现一体多用，还具有限流控制功能，有效保护用电设备。

Description

一种带Type-C PD功能电源

技术领域

本实用新型涉及充电电源接头技术领域，具体为一种带Type-C PD功能电源。

背景技术

移动设备电源供电功率大跃进，随着智能型移动设备纳入愈来愈多的功能，其耗电量也随之增加，使用者不仅需要续航力更为持久、容量更大的电池，对于能随时为移动设备供电、缓解电池用量不足窘境的新技术。

目前电源芯片商积极提出新的解决方案；如包尔英特(Power Integrations)近期已推出的新款电源供应器芯片，可望大幅革新移动设备充电器、转接器电路设计；而针对快充及无线充电技术，戴乐格(Dialog) 半导体、IDT等芯片商亦正积极布局。

在这样的需求下，电源商效必须要有提升驱动因素，除此之外，移动设备也有朝向大尺寸发展的趋势，大尺寸的智能型手机、平板电脑让电池容量增加，不过电源转换器尺寸设计却并未随之加大，这代表着转换器、充电器的电源功率密度必须不断提升，才能符合移动设备电源供应的需求。

实用新型内容

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种带Type-C PD功能电源，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带Type-C PD功能电源，包括正反两面相同的Type-C接口线，以及设置在Type-C接口内的总电路控制系统；

所述总电路控制系统包括输入功率模块，用于将交流电转换成直流电对各电路单元直接供电，并利用PWM IC接收控制信号调节电源电压和电源电流；

输出功率模块，与所述输入功率模块的输出端连接，采用同步整流技术实现次级整流电路的零损耗；

智能限流模块，与所述输出功率模块的输出端连接，用于对充电电路进行限流保护；

智能识别模块，与所述智能限流模块连接，用于侦测多种不同的电子设备，可同时兼容IOS、Android、Windows系统设备；

控制模块，连接在输出功率模块和的输入功率模块之间，用于实时反馈输出电压和输出电流，进行输出电路的保护；

智能指示模块，与所述输出功率模块的输出端连接，用于指示电源的工作状态，即处于正常充电或者待机状态。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述输入功率模块中，电源电路储能器件采用POT Bobbin and Core。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述输入功率模块的输入端还增设有用于提升抗高压及雷击等级的抗高压电路，并且所述抗高压电路还通过电性连接有突波吸收器和保险丝。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制模块的电路控制部分包含主电源反馈电路、线性补偿电路和恒流电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的兼容性强，能兼容市面上大多消费类电子产品，可实现一体多用；

(2)本实用新型使用支持PD协议的Type-C连接口，提供数据交换和高功率充电功能；

(2)本实用新型还具备智能限流控制功能，有效保护用电设备。

附图说明

图1为本实用新型的电路控制流程示意图；

图2为本实用新型的抗高压电路示意图；

图3为本实用新型的智能限流模块电路示意图；

图4为本实用新型的智能识别模块电路示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种带Type-C PD功能电源，包括正反两面相同的Type-C接口线，以及设置在Type-C接口的总电路控制系统， Type-C接口的正反面均可使用，并且本实施方式中的Type-C接口支持PD协议，其具体的功能是提供数据交换和高功率充电操作，Type-C接口以10Gbps 的速度支持USB3.1，从而提供更快的数据传输、视频和安全连接，另外在使用时也节省空间，总电路控制系统用于提高传输速度，缩短电子设备在使用时的充电时间。

所述总电路控制系统包括输入功率模块、输出功率模块、智能限流模块、智能识别模块、智能指示模块和控制模块。

其中输入功率模块用于将交流电转换成直流电对各电路单元直接供电，并利用PWM IC接收控制信号调节电源电压和电源电流，PWM IC控制电路的极限待机功耗可满足COC V6(75mW)的要求，从而实现全方位的节能减排要求，并且在本实施方式中输入功率模块内的电源电路储能器件采用POT Bobbin and Core，此器件的体积小、功率密度高、磁损、铜损小，并且屏蔽效果佳。

本实施方式中，调节电源电压和电源电流的方式具体分为输入过压保护、输入过流保护和输入防雷保护。

在本实施方式中，优选的是：

如图2所示，输入过压保护的方式为在输入功率模块的输入端增设抗高压电路，提升抗高压及雷击等级，防止输出电压过高造成设备损坏；

输入过流保护的方式为智能实时测试输入过流，当输入电流异常时自动保护，防止电路损坏；

输入防雷保护的方式为在电源输入端连接突波吸收器、保险丝等防雷元器件，有效的避免雷击造成电源损伤或进一步的安全性隐患。

另外需要补充说明的是，PWM IC具体为PWM控制芯片，PWM控制芯片是用来控制和调节占空比的芯片，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS 管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

输出功率模块，与所述输入功率模块的输出端连接，采用同步整流技术实现次级整流电路的零损耗，大大提高功能电源的工作效率，平均能效高达 86％以上，防止其他发热组件导致本功能电源产品的温度升高。

控制模块，连接在输出功率模块和的输入功率模块之间，控制模块的电路控制部分包含主电源反馈电路、线性补偿电路和恒流电路，用于实时反馈输出电压和输出电流实现对输出电路的保护。

需要补充说明的是，主电源反馈电路用于输出过压保护：实时向输入功率模块的PWM IC反馈输出电压，当输出电压过高时，PWM IC调整相关功率器件使输出电压趋于稳定，系统进入保护状态；当异常状况解除后，PWM IC调整相关功率器件，使得输出电压自动恢复至正常输出电压。

恒流电路用于输出过流保护，当输出功率模块的输出电流超过额定的输出电流上限时，自动恒流工作，保护电路安全工作。

另外当电流太大，输出端呈现短路状态时，系统进入保护状态，关断输出电压，从而保护终端产品。

线性补偿电路与主电源反馈电路连接，保证在大电流输出时终端产品电压的稳定性。

智能限流模块，与所述输出功率模块的输出端连接，用于对充电电路进行限流保护，此模块电路如图3所示，主要由单片机U10进行智能控制，同时具备电子限流开关，充电端口电流超过预设值时，充电端口会自动关断，待充电端口恢复正常后再自恢复正常充电状态。

智能限流模块和输入功率模块的结合使用，使得本实施方式中的功能电源产品具有五重保护功能，功能电源产品在输出时具有输入过流、输出过压、恒流功能、输出过载、输出短路等保护功能，当功能电源产品故障时，本电源系统能快速切断输出，保护终端电子设备免受损坏；

智能识别模块，与所述智能限流模块连接，用于侦测多种不同的电子设备，可同时兼容IOS、Android、Windows系统设备，本实施方式中的智能识别电路如图4所示，主要由单片机IC20组成，产品兼容性特别强，能兼容市面上几乎所有消费类电子产品。

智能指示模块，与所述输出功率模块的输出端连接，采用灯效电路，在正常充电与待机状态时控制双色灯，通过双色灯的颜色变化来指示出电源的工作状态，便于用户直观看出本功能电源产品的使用状态。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种带Type-C PD功能电源，其特征在于：包括正反两面相同的Type-C接口线，以及设置在Type-C接口内的总电路控制系统；

所述总电路控制系统包括输入功率模块，用于将交流电转换成直流电对各电路单元直接供电，并利用PWM IC接收控制信号调节电源电压和电源电流；

输出功率模块，与所述输入功率模块的输出端连接，采用同步整流技术实现次级整流电路的零损耗；

智能限流模块，与所述输出功率模块的输出端连接，用于对充电电路进行限流保护；

智能识别模块，与所述智能限流模块连接，用于侦测多种不同的电子设备，可同时兼容IOS、Android、Windows系统设备；

控制模块，连接在输出功率模块和的输入功率模块之间，用于实时反馈输出电压和输出电流，进行输出电路的保护；

智能指示模块，与所述输出功率模块的输出端连接，用于指示电源的工作状态，即处于正常充电或者待机状态。

2.根据权利要求1所述的一种带Type-C PD功能电源，其特征在于：所述输入功率模块的输入端还增设有用于提升抗高压及雷击等级的抗高压电路，并且所述抗高压电路还通过电性连接有突波吸收器和保险丝。

3.根据权利要求1所述的一种带Type-C PD功能电源，其特征在于：所述控制模块的电路控制部分包含主电源反馈电路、线性补偿电路和恒流电路。