CN208923895U - 一种支持qc3.0快充的充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持QC3.0快充的充电电路，包括电源、第一整流滤波电路、电源控制电路、变压器、第二整流滤波电路、快速充电协议电路、USB充电接口、反馈电路；所述变压器包括原边线圈、第一副边线圈、第二副边线圈；所述电源与第一整流滤波电路的输入端电性连接，第一整流滤波电路的输出端与电源控制电路的输入端电性连接，电源控制电路的输出端与原边线圈电性连接，第一副边线圈与第二整流滤波电路的输入端电性连接，第二整流滤波电路的输出端分别与快速充电协议电路和反馈电路的输入端电性连接，快速充电协议电路的输出端与USB充电接口的输入端电性连接；本实用新型具有工作稳定可靠、支持QC3.0快速充电的优点。

Description

一种支持QC3.0快充的充电电路

技术领域

本实用新型属于电源充电技术领域，具体涉及一种支持QC3.0快充的充电电路。

背景技术

目前，随着智能手机等智能设备的飞速发展，几乎人人都离不开智能设备；伴随着对智能设备的硬件升级和屏幕尺寸增大，使用时对电池电量的消耗也会随之增大，在电池电量不变的情况下，智能设备的使用时间会减少，因此对电池的容量有了更高的要求，进而对电池的充电速度也有了更高的要求。传统的充电方案中，充电电路单一，充电效率较低，传统的充电方法不能满足消费者的对终端设备的使用需求。为了节约充电时间，快充技术应运而生，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快充技术的输出功率最低是18W，是普通的充电器5V1A的充电速度的4倍，有效的提升了充电速度，对解决支持QC3.0快充技术的充电设备成为现阶段的一个主题。

实用新型内容

本实用新型针对以上所述的不足，提供一种工作稳定可靠、支持QC3.0快充的充电电路。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种支持QC3.0快充的充电电路，包括电源、第一整流滤波电路、电源控制电路、变压器、第二整流滤波电路、快速充电协议电路、USB充电接口、反馈电路；所述变压器包括原边线圈、第一副边线圈、第二副边线圈；所述电源与第一整流滤波电路的输入端电性连接，所述第一整流滤波电路的输出端与电源控制电路的输入端电性连接，所述电源控制电路的输出端与原边线圈电性连接，所述第一副边线圈与第二整流滤波电路的输入端电性连接，所述第二整流滤波电路的输出端分别与快速充电协议电路和反馈电路的输入端电性连接，所述快速充电协议电路的输出端与USB充电接口的输出端电性连接，所述反馈电路的输出端、第二副边线圈分别与电源控制电路电性连接；所述快速充电协议电路与反馈电路电性连接。

优选的，所述电源控制电路包括电源控制芯片U1、供电电路、RCD吸收电路、开关电路、电流检测电路；所述电源控制芯片U1的电源端与供电电路连接，所述电源控制芯片U1的电流检测端与电流检测电路连接，所述电源控制芯片U1的输出端与开关电路连接，所述电源控制芯片U1的电压检测端与反馈电路连接；所述供电电路与第一整流滤波电路的输出端电性连接，所述RCD吸收电路与开关电路连接，且与原边线圈电性连接；所述开关电路与电流检测电路连接。

优选的，所述供电电路包括三极管Q2、电阻RS1、电阻R11、电阻R2、电阻R5、电容CS2、电容C9、电容C10、二极管D4、稳压二极管D5；所述二极管D4的阳极连接第二副边线圈的同名端，二极管D4的阴极分别连接电容C9的正极、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极，所述电容C9的负极连接第二副边线圈的异名端并接地，所述三极管Q2的基极分别连接电阻R11的另一端、稳压二极管的阴极，三极管Q3的发射极分别连接电容C10的一端、电源控制芯片U1的电源端，所述稳压二极管的阳极、电容C10的另一端均接地，所述电阻RS1、电容CS2串联连接后与二极管D4并联连接，所述电阻R2、电阻R5串联连接后的一端连接三极管Q2的发射极，电阻R2、电阻R5串联连接后的另一端与第一整流滤波电路的输出端电性连接。

优选的，所述RCD吸收电路包括电阻R3、电阻R6、电容C2、二极管D2；所述电阻R3和电容C2并联连接后的一端连接原边线圈的异名端，且与第一整流滤波电路的输出端电性连接，所述电阻R3和电容C2并联连接后的另一端经电阻R6、二极管D3与原边线圈的同名端连接，所述二极管D3的阳极与开关电路连接。

优选的，所述开关电路包括场效应管Q1、电阻R7、电阻R10、二极管D3、电容CS1；所述场效应管Q1的漏极与RCD吸收电路连接，且通过电容CS1与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的栅极连接二极管D3的阳极，且通过电阻R10与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的源极与电流检测电路连接，所述二极管D3的阴极与电源控制芯片U1的输出端连接，所述电阻R7与二极管D3并联连接。

优选的，所述电流检测电路包括电阻R12、电阻R13；所述电阻R12、电阻R13并联连接，所述电阻R12、电阻R13的一公共端接地，所述电阻R12、电阻R13的另一公共端分别与开关电路、电源控制芯片U1的电流检测端连接。

优选的，所述反馈电路包括光耦U4、稳压管U3、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C7、电容C8；所述光耦U4的集电极连接电源控制芯片U1的电压检测端，光耦U4的发射极接地，光耦U4的阳极通过电阻R15与第二整流滤波电路的输出端电性连接，光耦U4的阴极分别连接电阻R14的一端、稳压管U3的阴极端、电容C8的一端；所述电容C8的另一端、电阻R8的一端、电阻R16的一端均与稳压管U3的控制端连接，所述稳压管U3的阳极端和电阻R16另一端均接地，所述电阻R14的另一端和电阻R8的另一端均连接第二整流滤波电路的输出端，所述电阻R9与电容C7串联后与电容C8并联连接。

优选的，所述快速充电协议电路包括快速充电协议芯片U2、电阻R4、电容C6；所述快速充电协议芯片U2的控制端与电源端连接，且通过电阻R4连接USB充电接口电源端，所述快速充电协议芯片U2的D+端、D-端分别与USB充电接口对应的D+端、D-端连接，所述快速充电协议芯片U2的输出端与稳压管U3的控制端连接，所述快速充电协议芯片U2的接地端与电容C6的一端均接地，所述电容C6的另一端连接快速充电协议芯片U2的电源端。

优选的，所述第一整流滤波电路包括保险管F1、整流桥BD1、电容C3、电容C4、共模电感LF1；所述保险管F1的一端与电源连接，保险管F1的另一端连接整流桥BD1的输入端，所述整流桥BD1的输出端分别连接电容C3、共模电感LF1的输入端，所述电容C4连接共模电感LF1的输出端。

优选的，所述第二整流滤波电路包括二极管D1、电阻R1、电容C1、电容C5；所述二极管D1的阳极连接第一副边线圈的同名端，二极管D1阴极连接电容C5的正极，所述电容C5的负极连接第一副边线圈的异名端并接地；所述电阻R1和电容C1串联连接后与二极管D1并联连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型通过快速充电协议电路对连接充电电路的设备进行检测，判断是否支持QC3.0快充协议，从而给设备输出适当的充电方式，当设备支持QC3.0快充协议时，能够获得比普通充电器快3-4倍的充电效果；通过供电电路给电源控制芯片工作提供了一个稳定的电压，电源工作芯片接收来自反馈电路的电压检测信号和电流检测电路的电流检测信号，从而控制开关电路工作，使后端电路输出更稳定、符合设备需求的电源，有效的保护了设备充电的稳定安全；第一整流滤波电路设有保险丝和共模电感，有效的防止了干扰信号对充电电路的干扰，同时采用RCD吸收电路，确保了后端充电电路的稳定、可靠的工作；因此本实用新型具有工作稳定可靠、支持QC3.0快速充电的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的方框原理图；

图2为本实用新型的电路原理图。

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。

请参阅图1、图2所示，本实用新型提供如下技术方案：一种支持QC3.0快充的充电电路，包括电源、第一整流滤波电路1、电源控制电路2、变压器3、第二整流滤波电路4、快速充电协议电路5、USB充电接口6、反馈电路7；所述变压器3包括原边线圈、第一副边线圈、第二副边线圈；所述电源与第一整流滤波电路1的输入端电性连接，所述第一整流滤波电路1的输出端与电源控制电路2的输入端电性连接，所述电源控制电路2的输出端与原边线圈电性连接，所述第一副边线圈与第二整流滤波电路4的输入端电性连接，所述第二整流滤波电路4的输出端分别与快速充电协议电路5和反馈电路7的输入端电性连接，所述快速充电协议电路5的输出端与USB充电接口6的输入端电性连接，所述反馈电路7的输出端、第二副边线圈分别与电源控制电路2电性连接；所述快速充电协议电路5与反馈电路7电性连接。

所述电源控制电路2包括电源控制芯片U1、供电电路、RCD吸收电路、开关电路、电流检测电路；所述电源控制芯片U1的电源端与供电电路连接，所述电源控制芯片U1的电流检测端与电流检测电路连接，所述电源控制芯片U1的输出端与开关电路连接，所述电源控制芯片U1的电压检测端与反馈电路连接；所述供电电路与第一整流滤波电路1的输出端电性连接，所述RCD吸收电路与开关电路连接，且与原边线圈电性连接；所述开关电路与电流检测电路连接。

所述供电电路包括三极管Q2、电阻RS1、电阻R11、电阻R2、电阻R5、电容CS2、电容C9、电容C10、二极管D4、稳压二极管D5；所述二极管D4的阳极连接第二副边线圈的同名端，二极管D4的阴极分别连接电容C9的正极、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极，所述电容C9的负极连接第二副边线圈的异名端并接地，所述三极管Q2的基极分别连接电阻R11的另一端、稳压二极管的阴极，三极管Q3的发射极分别连接电容C10的一端、电源控制芯片U1的电源端，所述稳压二极管的阳极、电容C10的另一端均接地，所述电阻RS1、电容CS2串联连接后与二极管D4并联连接，所述电阻R2、电阻R5串联连接后的一端连接三极管Q2的发射极，电阻R2、电阻R5串联连接后的另一端与第一整流滤波电路1的输出端电性连接。

所述RCD吸收电路包括电阻R3、电阻R6、电容C2、二极管D2；所述电阻R3和电容C2并联连接后的一端连接原边线圈的异名端，且与第一整流滤波电路1的输出端电性连接，所述电阻R3和电容C2并联连接后的另一端经电阻R6、二极管D3与原边线圈的同名端连接，所述二极管D3的阳极与开关电路连接。

所述开关电路包括场效应管Q1、电阻R7、电阻R10、二极管D3、电容CS1；所述场效应管Q1的漏极与RCD吸收电路连接，且通过电容CS1与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的栅极连接二极管D3的阳极，且通过电阻R10与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的源极与电流检测电路连接，所述二极管D3的阴极与电源控制芯片U1的输出端连接，所述电阻R7与二极管D3并联连接。

所述电流检测电路包括电阻R12、电阻R13；所述电阻R12、电阻R13并联连接，所述电阻R12、电阻R13的一公共端接地，所述电阻R12、电阻R13的另一公共端分别与开关电路、电源控制芯片U1的电流检测端连接。

所述反馈电路7包括光耦U4、稳压管U3、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C7、电容C8；所述光耦U4的集电极连接电源控制芯片U1的电压检测端，光耦U4的发射极接地，光耦U4的阳极通过电阻R15与第二整流滤波电路4的输出端电性连接，光耦U4的阴极分别连接电阻R14的一端、稳压管U3的阴极端、电容C8的一端；所述电容C8的另一端、电阻R8的一端、电阻R16的一端均与稳压管U3的控制端连接，所述稳压管U3的阳极端和电阻R16另一端均接地，所述电阻R14的另一端和电阻R8的另一端均连接第二整流滤波电路4的输出端，所述电阻R9与电容C7串联后与电容C8并联连接。

所述快速充电协议电路5包括快速充电协议芯片U2、电阻R4、电容C6；所述快速充电协议芯片U2的控制端与电源端连接，且通过电阻R4连接USB充电接口电源端，所述快速充电协议芯片U2的D+端、D-端分别与USB充电接口对应的D+端、D-端连接，所述快速充电协议芯片U2的输出端与稳压管U3的控制端连接，所述快速充电协议芯片U2的接地端与电容C6的一端均接地，所述电容C6的另一端连接快速充电协议芯片U2的电源端。

所述第一整流滤波电路1包括保险管F1、整流桥BD1、电容C3、电容C4、共模电感LF1；所述保险管F1的一端与电源连接，保险管F1的另一端连接整流桥BD1的输入端，所述整流桥BD1的输出端分别连接电容C3、共模电感LF1的输入端，所述电容C4连接共模电感LF1的输出端。

所述第二整流滤波电路4包括二极管D1、电阻R1、电容C1、电容C5；所述二极管D1的阳极连接第一副边线圈的同名端，二极管D1阴极连接电容C5的正极，所述电容C5的负极连接第一副边线圈的异名端并接地；所述电阻R1和电容C1串联连接后与二极管D1并联连接。

实施例1：

本实用新型的工作原理：电源经过第一整流滤波电路1进行整流滤波后，进入电源控制电路2，电源控制电路2将一部分电源送入变压器3的原边线圈，RCD吸收电路对送入的电源进行峰值吸收，另外一部分经供电电路送入电源控制芯片U1电源端，电源控制芯片U1工作，从而控制开关电路工作；变压器3的第一副边线圈电磁感应产生的电源依次经第二整流滤波电路4进行整流滤波，整流滤波后的电源经过快速充电协议电路5后通过USB充电接口6用于外接设备供电；变压器3的第二副边线圈电磁感应产生的电源经供电电路处理后，为电源控制芯片U1提供稳定的工作电源；

快速充电协议电路5对外接设备进行检测分析，判断外接设备是否支持QC3.0快充协议，将检测分析后的信号传送到反馈电路7，反馈电路7给电源控制芯片U1反馈电压信号，电流检测电路为电源控制芯片U1提供电流信号，电源控制芯片U1根据电压信号和电流信号进行处理后输出控制信号控制开关电路的工作状态，从而对外部设备提供所需的充电电源。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于，包括电源、第一整流滤波电路、电源控制电路、变压器、第二整流滤波电路、快速充电协议电路、USB充电接口、反馈电路；所述变压器包括原边线圈、第一副边线圈、第二副边线圈；所述电源与第一整流滤波电路的输入端电性连接，所述第一整流滤波电路的输出端与电源控制电路的输入端电性连接，所述电源控制电路的输出端与原边线圈电性连接，所述第一副边线圈与第二整流滤波电路的输入端电性连接，所述第二整流滤波电路的输出端分别与快速充电协议电路和反馈电路的输入端电性连接，所述快速充电协议电路的输出端与USB充电接口的输入端电性连接；所述反馈电路的输出端、第二副边线圈分别与电源控制电路电性连接；所述快速充电协议电路与反馈电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述电源控制电路包括电源控制芯片U1、供电电路、RCD吸收电路、开关电路、电流检测电路；所述电源控制芯片U1的电源端与供电电路连接，所述电源控制芯片U1的电流检测端与电流检测电路连接，所述电源控制芯片U1的输出端与开关电路连接，所述电源控制芯片U1的电压检测端与反馈电路连接；所述供电电路与第一整流滤波电路的输出端电性连接，所述RCD吸收电路与开关电路连接，且与原边线圈电性连接；所述开关电路与电流检测电路连接。

3.根据权利要求2所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述供电电路包括三极管Q2、电阻RS1、电阻R11、电阻R2、电阻R5、电容CS2、电容C9、电容C10、二极管D4、稳压二极管D5；所述二极管D4的阳极连接第二副边线圈的同名端，二极管D4的阴极分别连接电容C9的正极、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极，所述电容C9的负极连接第二副边线圈的异名端并接地，所述三极管Q2的基极分别连接电阻R11的另一端、稳压二极管的阴极，三极管Q3的发射极分别连接电容C10的一端、电源控制芯片U1的电源端，所述稳压二极管的阳极、电容C10的另一端均接地，所述电阻RS1、电容CS2串联连接后与二极管D4并联连接，所述电阻R2、电阻R5串联连接后的一端连接三极管Q2的发射极，电阻R2、电阻R5串联连接后的另一端与第一整流滤波电路的输出端电性连接。

4.根据权利要求3所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述RCD吸收电路包括电阻R3、电阻R6、电容C2、二极管D2；所述电阻R3和电容C2并联连接后的一端连接原边线圈的异名端，且与第一整流滤波电路的输出端电性连接，所述电阻R3和电容C2并联连接后的另一端经电阻R6、二极管D3与原边线圈的同名端连接，所述二极管D3的阳极与开关电路连接。

5.根据权利要求4所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述开关电路包括场效应管Q1、电阻R7、电阻R10、二极管D3、电容CS1；所述场效应管Q1的漏极与RCD吸收电路连接，且通过电容CS1与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的栅极连接二极管D3的阳极，且通过电阻R10与场效应管Q1的源极连接，所述场效应管Q1的源极与电流检测电路连接，所述二极管D3的阴极与电源控制芯片U1的输出端连接，所述电阻R7与二极管D3并联连接。

6.根据权利要求5所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述电流检测电路包括电阻R12、电阻R13；所述电阻R12、电阻R13并联连接，所述电阻R12、电阻R13的一公共端接地，所述电阻R12、电阻R13的另一公共端分别与开关电路、电源控制芯片U1的电流检测端连接。

7.根据权利要求6所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述反馈电路包括光耦U4、稳压管U3、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C7、电容C8；所述光耦U4的集电极连接电源控制芯片U1的电压检测端，光耦U4的发射极接地，光耦U4的阳极通过电阻R15与第二整流滤波电路的输出端电性连接，光耦U4的阴极分别连接电阻R14的一端、稳压管U3的阴极端、电容C8的一端；所述电容C8的另一端、电阻R8的一端、电阻R16的一端均与稳压管U3的控制端连接，所述稳压管U3的阳极端和电阻R16另一端均接地，所述电阻R14的另一端和电阻R8的另一端均连接第二整流滤波电路的输出端，所述电阻R9与电容C7串联后与电容C8并联连接。

8.根据权利要求7所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述快速充电协议电路包括快速充电协议芯片U2、电阻R4、电容C6；所述快速充电协议芯片U2的控制端与电源端连接，且通过电阻R4连接USB充电接口电源端，所述快速充电协议芯片U2的D+端、D-端分别与USB充电接口对应的D+端、D-端连接，所述快速充电协议芯片U2的输出端与稳压管U3的控制端连接，所述快速充电协议芯片U2的接地端与电容C6的一端均接地，所述电容C6的另一端连接快速充电协议芯片U2的电源端。

9.根据权利要求8所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述第一整流滤波电路包括保险管F1、整流桥BD1、电容C3、电容C4、共模电感LF1；所述保险管F1的一端与电源连接，保险管F1的另一端连接整流桥BD1的输入端，所述整流桥BD1的输出端分别连接电容C3、共模电感LF1的输入端，所述电容C4连接共模电感LF1的输出端。

10.根据权利要求9所述的支持QC3.0快充的充电电路，其特征在于：所述第二整流滤波电路包括二极管D1、电阻R1、电容C1、电容C5；所述二极管D1的阳极连接第一副边线圈的同名端，二极管D1阴极连接电容C5的正极，所述电容C5的负极连接第一副边线圈的异名端并接地；所述电阻R1和电容C1串联连接后与二极管D1并联连接。