CN209593287U - 一种低功率型降压限功率电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功率型降压限功率电路，包括负载检测电路、降压电路、以及功率限制电路，所述负载检测电路第一端连接系统电源，所述负载检测电路第二端连接降压电路第一端，所述负载检测电路第三端连接USB输出端，所述降压电路第二端连接功率限制电路第一端，所述功率限制电路第二端连接USB输出端，其中，所述降压电路包括有降压芯片。本实用新型通过设置负载检测电路用于检测USB端是否连接有负载，在没有负载情况下，降压芯片截止工作，使整个电路耗能极小，通过设置功率限制电路限制USB端口输出的最大功率，保证系统电源输出功率的恒定性，整体电路结构简单，耗能小，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子控制领域，尤其涉及的是一种低功率型降压限功率电路。
背景技术
现有技术中，一些储能系统中提供USB输出功能，输出使用降压芯片将系统电源转化为5v输出。当电源开关打开时，降压电路就会工作。就算没有负载插入，降压电路也会消耗一定的能源，这会加快系统能量的消耗。标准的降压芯片都没有限制功率功能，目前手机充电能接收10W以上的功率充电，不进行功率限制就会导致充电断断续续的情况。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可自动检测USB负载插入、限制功率、节能的低功率型降压限功率电路。
本实用新型的技术方案如下：一种低功率型降压限功率电路，用于在系统电源通过USB负载输出时，检测USB负载和限制USB输出功率，包括负载检测电路、降压电路、以及功率限制电路，所述负载检测电路第一端连接系统电源，所述负载检测电路第二端连接降压电路第一端，所述负载检测电路第三端连接USB输出端，所述降压电路第二端连接功率限制电路第一端，所述功率限制电路第二端连接USB输出端，其中，所述降压电路包括有降压芯片；
所述负载检测电路包括有第一三极管、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻第一端与USB输出端的正极电连接，所述第一电阻第二端与第一三极管基极电连接，所述第一三极管发射极与系统电源电连接，所述第一三极管基极与发射极之间连接有第二电阻，所述第一三极管集电极与降压芯片使能端电连接；
所述功率限制电路包括有运放器，所述运放器输入端与USB输出端电连接，所述运放器输出端与降压芯片反馈端电连接。
采用上述技术方案，所述的低功率型降压限功率电路中，所述负载检测电路还包括有第三电阻、第四电阻、第二三极管，所述第三电阻第一端与第一三极管集电极电连接，所述第三电阻第二端与第二三极管基极电连接，所述第二三极管发射极与降压芯片使能端电连接，所述第二三极管集电极与USB输入端电连接，所述第二三极管基极与发射极之间连接有第四电阻。
采用上述各个技术方案，所述的低功率型降压限功率电路中，所述功率限制电路还包括有第五电阻，所述第五电阻第一端与降压芯片转换端电连接，所述第五电阻第二端与运放器输入端电连接。
采用上述各个技术方案，本实用新型通过设置负载检测电路用于检测USB端是否连接有负载，在没有负载情况下，降压芯片截止工作，使整个电路耗能极小，通过设置功率限制电路限制USB端口输出的最大功率，保证系统电源输出功率的恒定性，使USB输出端连接电池时，能给电池稳定持续的充电，整体电路结构简单，耗能小，节约成本。
附图说明
图1为本实用新型的电路模块示意图；
图2为本实用新型的具体电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
本实施例提供了一种低功率型降压限功率电路，用于在系统电源通过USB负载输出时，检测USB负载和限制USB输出功率，包括负载检测电路1、降压电路2、以及功率限制电路3，所述负载检测电路1第一端连接系统电源，所述负载检测电路1第二端连接降压电路2第一端，所述负载检测电路1第三端连接USB输出端，所述降压电路2第二端连接功率限制电路3第一端，所述功率限制电路3第二端连接USB输出端，其中，所述降压电路2包括有降压芯片U2和外围电路，具体电路详见附图2。
所述负载检测电路1包括有第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2，所述第一电阻R1第一端与USB输出端的正极电连接，所述第一电阻R1第二端与第一三极管Q1基极电连接，所述第一三极管Q1发射极与系统电源电连接，所述第一三极管Q1基极与发射极之间连接有第二电阻R2，所述第一三极管Q1集电极与降压芯片U2使能端电连接。
所述功率限制电路3包括有运放器U1，所述运放器U1输入端与USB输出端电连接，所述运放器U1输出端与降压芯片U2反馈端电连接。
如图1和图2，本实施例中的USB输出端一般用于给电池充电，例如给手机电池充电时，即USB输出端有负载接入，而一般的手机充电器插在插座上没有给手机充电时，整个充电器还是处于耗能状态，造成系统能量消耗，因此需要检测USB端是否有负载，并根据检测结果是否停止整个充电器的运转。通过负载检测电路1检测USB输出端是否有负载，若检测到有负载，则降压芯片U2正常工作，若检测到没有负载，则负载检测电路1输出一个使能信号给降压芯片U2，降压芯片U2工作截止，保证基本不消耗功率，节约系统的能量。
如图2，具体的，负载检测电路1包括有第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2，有负载对第一电阻R1、第二电阻R2进行分压，第一三极管Q1对电压进行监控，检测负载是否存在。在负载没有接入时，第一三极管Q1的BE之间的压差为0，第一三极管Q1不导通，输出端的信号为低电平，降压芯片U2停止工作，此时功耗最低，基本为0。当负载接入USB输出端，第一三极管Q1的BE之间的压差为6V，第一三极管Q1导通，输出的信号为高电平，降压芯片U2工作，为USB输出端的负载提供电流。同时，在有负载时，需要低功率输出，通过降压芯片U2将电池转换为5V电压输出，保证低功率输出，防止充电功率过高而烧坏负载端。
由于USB输出有一个最大功率的限制，为了保证电池在安全功率内充电，需要对USB输出端的输出功率进行限制。通过功率限制电路3采集USB输出端的电流，并将电流转换成电压，反馈至降压芯片U2的反馈端，降压芯片U2根据反馈电压的大小来调正输出电压，使USB输出端的输出功率始终保持在一个安全范围内，达到功率恒定的目的，从而保证电池充电时不会断断续续。
如图2，具体的，功率限制电路3包括有运放器U1，通过运放器U1检测USB输出端的电流，来控制输出的电压，而达到控制功率的目的。当USB输出端的电流增加，运放器U1将电流转换成电压值，并将电压值输出反馈至降压芯片U2的反馈端，降压芯片U2根据反馈电压的高低进行电流的调整，保证USB输出功率恒定。
进一步的，如图2，为了保证负载检测电路1的稳定性和准确性，所述负载检测电路1还包括有第三电阻R9、第四电阻R27、第二三极管Q6，所述第三电阻R9第一端与第一三极管Q1集电极电连接，所述第三电阻R9第二端与第二三极管Q6基极电连接，所述第二三极管Q6发射极与降压芯片U2使能端电连接，所述第二三极管Q6集电极与USB输入端电连接，所述第二三极管Q6基极与发射极之间连接有第四电阻R27。
进一步的，如图2，为了提高功率限制电路3检测USB输出端电流的精准度，所述功率限制电路3还包括有第五电阻R28，所述第五电阻R28第一端与降压芯片U2转换端电连接，所述第五电阻R28第二端与运放器U1输入端电连接。USB输出端电流经过第五电阻R28形成压差，通过运放器U1进行放大检测，完成电流和电压的转换个过程，提高运放器U1的精准度。
采用上述各个技术方案，本实用新型通过设置负载检测电路用于检测USB端是否连接有负载，在没有负载情况下，降压芯片截止工作，使整个电路耗能极小，通过设置功率限制电路限制USB端口输出的最大功率，保证系统电源输出功率的恒定性，使USB输出端连接电池时，能给电池稳定持续的充电，整体电路结构简单，耗能小，节约成本。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种低功率型降压限功率电路，用于在系统电源通过USB负载输出时，检测USB负载和限制USB输出功率，其特征在于：包括负载检测电路、降压电路、以及功率限制电路，所述负载检测电路第一端连接系统电源，所述负载检测电路第二端连接降压电路第一端，所述负载检测电路第三端连接USB输出端，所述降压电路第二端连接功率限制电路第一端，所述功率限制电路第二端连接USB输出端，其中，所述降压电路包括有降压芯片；
所述负载检测电路包括有第一三极管、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻第一端与USB输出端的正极电连接，所述第一电阻第二端与第一三极管基极电连接，所述第一三极管发射极与系统电源电连接，所述第一三极管基极与发射极之间连接有第二电阻，所述第一三极管集电极与降压芯片使能端电连接；
所述功率限制电路包括有运放器，所述运放器输入端与USB输出端电连接，所述运放器输出端与降压芯片反馈端电连接。
2.根据权利要求1所述的低功率型降压限功率电路，其特征在于：所述负载检测电路还包括有第三电阻、第四电阻、第二三极管，所述第三电阻第一端与第一三极管集电极电连接，所述第三电阻第二端与第二三极管基极电连接，所述第二三极管发射极与降压芯片使能端电连接，所述第二三极管集电极与USB输入端电连接，所述第二三极管基极与发射极之间连接有第四电阻。
3.根据权利要求1所述的低功率型降压限功率电路，其特征在于：所述功率限制电路还包括有第五电阻，所述第五电阻第一端与降压芯片转换端电连接，所述第五电阻第二端与运放器输入端电连接。
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