CN209692414U - 一种智能充电器 - Google Patents

Abstract

一种智能充电器，该智能充电器包括：控制器，与控制器连接的AC‑DC转换电路、DC‑DC转换电路；AC‑DC转换电路的AC输入端连接有用于连接外部交流电的电性插头；AC‑DC转换电路的DC输出端与DC‑DC转换电路的输入端连接；DC‑DC转换电路的输出端连接有用于与待充电电设备连接的充电接口；DC‑DC转换电路，包括：N个DC‑DC转换电路；N个所述DC‑DC转换电路对应N个充电接口；控制器连接有用于与待充电电设备进行通信的通信接口；控制器用于当充电接口接入待充电设备时，接收待充电设备发送的充电通信信息；利用充电通信信息，调整AC‑DC转换电路的输出功率、N个DC‑DC转换电路的输出功率。

Description

一种智能充电器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种智能充电器。

背景技术

随着生活水平的提高，便捷式电设备产品例如平板电脑、电书、手机、蓝牙耳机、游戏、相机、多媒体播放器等人们日常生活中的必备品之一，USB充电器在现代社会中广泛应用，便捷式电装置通常通过USB充电器为手持式电装置提供连接电源的接口，为储能用电设备提供可靠的直流电。

然而，由于便捷式电设备硬件都在飞速质变发展，内置的电池容量也在阶梯增加，但电池容量的增加会导致充电时间增多，这样以来传统的USB充电器已经无法满足市场需求。传统的USB充电器输出连接口为USB接口，输出功率在10W左右已经无法满足市场需求。

因此，如何提供一种电源方案，能够为电设备提供电力支持，便于控制其功率输出能力，实现功率共享，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供充电器，能够为电设备提供电力支持，便于控制其功率输出能力，实现功率共享。其具体方案如下：

本发明提供一种智能充电器，包括：控制器，与所述控制器连接的AC-DC转换电路、DC-DC转换电路；

所述AC-DC转换电路的AC输入端连接有用于连接外部交流电的电性插头；

所述AC-DC转换电路的DC输出端与所述DC-DC转换电路的输入端连接；

所述DC-DC转换电路的输出端连接有用于与待充电电设备连接的充电接口；

所述DC-DC转换电路，包括：N个DC-DC转换电路；N个所述DC-DC转换电路对应N个充电接口；其中，所述N为正整数；

所述控制器连接有用于与待充电电设备进行通信的通信接口；

所述控制器，用于当所述充电接口接入待充电设备时，接收所述待充电设备发送的充电通信信息；利用所述充电通信信息，调整所述AC-DC转换电路的输出功率、N个所述DC-DC转换电路的输出功率。

根据本发明的一个实施例，所述DC-DC转换电路，包括：第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路；

所述第一DC-DC转换电路的输入端、第二DC-DC转换电路的输入端分别与所述AC-DC转换电路的DC输出端连接；

所述第一DC-DC转换电路的输出端连接有第一充电接口、第二DC-DC转换电路的输出端连接有第二充电接口。

根据本发明的一个实施例，所述第一充电接口为第一USB Type-C接口；

所述第二充电接口为第二USB Type-C接口；

所述控制器，用于当所述第一USB Type-C接口、所述第二USB Type-C接口同时处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路、所述第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第一预设功率；当第一USB Type-C接口、所述第二USB Type-C接口中的任一个处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路、所述第二DC-DC转换电路中的另一个的最大输出功率为第二预设功率。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设功率为30W；

所述第二预设功率为18W。

根据本发明的一个实施例，所述第一充电接口为第三USB Type-C接口；

所述第二充电接口为第一USB A接口；

所述控制器，用于当所述第一USB A接口处于使用状态时，控制所述第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第三预设功率；当所述第三USB Type-C接口、所述第一USB A接口同时处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路的输出功率为第四预设功率；当所述第三USB Type-C接口单独处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路的输出功率为第五预设功率。

根据本发明的一个实施例，所述第三预设功率为12W；

所述第四预设功率为18W；

所述第五预设功率为30W。

根据本发明的一个实施例，所述第三预设功率为12W或18W；

所述第四预设功率为45W；

所述第五预设功率为60W。

根据本发明的一个实施例，还包括：

用于指示所述DC-DC转换电路工作状态的指示灯；

所述指示灯，包括：对应于所述第一DC-DC转换电路的第一指示灯，对应于所述第二DC-DC转换电路的第二指示灯。

根据本发明的一个实施例，所述电性插头为折叠插头；

所述折叠插头设于所述充电器的外壳底部凹槽；

所述折叠插头通过设置于所述充电器的外地底部的电性弹片与AC-DC转换电路的输入端电性连接。

本发明公开一种智能充电器，包括：控制器，与所述控制器连接的AC-DC转换电路、DC-DC转换电路；所述AC-DC转换电路的AC输入端连接有用于连接外部交流电的电性插头；所述AC-DC转换电路的DC输出端与所述DC-DC转换电路的输入端连接；所述DC-DC转换电路的输出端连接有用于与待充电电设备连接的充电接口；所述DC-DC转换电路，包括：N个DC-DC转换电路；N个所述DC-DC转换电路对应N个充电接口；其中，所述N为正整数；所述控制器连接有用于与待充电电设备进行通信的通信接口；所述控制器，用于当所述充电接口接入待充电设备时，接收所述待充电设备发送的充电通信信息；利用所述充电通信信息，调整所述AC-DC转换电路的输出功率、N个所述DC-DC转换电路的输出功率。其能够为电设备提供电力支持，便于控制其功率输出能力，实现功率共享，实现多种方便、自动、快捷的充电过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的组成结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的具体组成结构示意图；

图3为本发明又一种具体实施方式所提供的一种双接口智能充电器的组成结构示意图；

图4为本发明又一种具体实施方式所提供的一种双USB Type-C接口的智能充电器的组成结构示意图；

图5为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USB Type-C接口、USB A接口的智能充电器的组成结构示意图；

图6为本发明一种具体实施方式所提供的一种双USB Type-C接口的智能充电器的模块结构示意图；

图7为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USB Type-C接口、USB A接口的智能充电器的USB Type-C接口部分电路组成结构示意图；

图8为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USB Type-C接口、USB A接口的智能充电器的USB A接口部分组成结构示意图；

图9为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1、图2，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的组成结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的具体组成结构示意图。

在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种充电器，包括：控制器110，与控制器连接的AC-DC转换电路120、DC-DC转换电路130；AC-DC转换电路的AC输入端连接有用于连接外部交流电的电性插头140；AC-DC转换电路的DC输出端与DC-DC转换电路的输入端连接；DC-DC转换电路的输出端连接有用于与待充电电设备连接的充电接口150；DC-DC转换电路，包括：N个DC-DC转换电路；N个DC-DC转换电路对应N个充电接口；其中，N为正整数；控制器连接有用于与待充电电设备进行通信的通信接口160；控制器，用于当充电接口接入待充电设备时，接收待充电设备发送的充电通信信息；利用充电通信信息，调整AC-DC转换电路的输出功率、N个DC-DC转换电路的输出功率。

也就是说，DC-DC转换电路可以包括：第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路……第N DC-DC转换电路，而每个DC-DC转换电路各自对应自己的充电接口，换言之，充电接口可以包括：第一充电接口、第二充电接口……第N充电接口。在实际应用中，控制器可以根据每个充电接口是否接入有待充电设备，从而对每个DC-DC转换电路的功率进行控制。

需要指出的是本实用新型旨在仅保护智能充电器的结构和构造，并不力求保护控制器的具体控制方法，不涉及方法本身的改进，本实用新型的实施也可不依赖于新的控制方法，控制器110可利用现有技术实现。

请参考图3、图4、图5，图3为本发明又一种具体实施方式所提供的一种双接口智能充电器的组成结构示意图；图4为本发明又一种具体实施方式所提供的一种双USB Type-C接口的智能充电器的组成结构示意图；图5为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USBType-C接口、USB A接口的智能充电器的组成结构示意图。

根据本发明的一个实施例，在上述具体实施方式的基础上，本发明实施例提供的DC-DC转换电路，包括：第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路；也就是说，N为2，第一DC-DC转换电路的输入端、第二DC-DC转换电路的输入端分别与AC-DC转换电路的DC输出端连接；第一DC-DC转换电路的输出端连接有第一充电接口、第二DC-DC转换电路的输出端连接有第二充电接口。

从而，本发明提供的智能充电器能够同时为两台待充电电子设备提供电力支持，例如，根据本发明的一个实施例，第一充电接口为第一USB Type-C接口；第二充电接口为第二USB Type-C接口；控制器，用于当第一USB Type-C接口、第二USB Type-C接口同时处于使用状态时，控制第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第一预设功率；当第一USB Type-C接口、第二USB Type-C接口中的任一个处于使用状态时，控制第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路中的另一个的最大输出功率为第二预设功率。根据本发明的一个实施例，第一预设功率为30W；第二预设功率为18W。

也就是说，本发明的一个实施例提供的智能充电器具有两个USB Type-C接口，当两个USB Type-C接口同时工作时，可以各自提供18W的功率，而当只有一个USB Type-C接口工作时，控制器可以控制该USB Type-C接口对应的DC-DC转换电路提高最大功率，从而能够更加快速的进行充电。

当然，本发明实施例中的充电接口并不限于USB Type-C接口，也可以是其他的充电接口，例如，根据本发明的一个实施例，第一充电接口为第三USB Type-C接口；第二充电接口为第一USB A接口；控制器，用于当第一USB A接口处于使用状态时，控制第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第三预设功率；当第三USB Type-C接口、第一USB A接口同时处于使用状态时，控制第一DC-DC转换电路的输出功率为第四预设功率；当第三USB Type-C接口单独处于使用状态时，控制第一DC-DC转换电路的输出功率为第五预设功率。

在本发明的一种实施方式中，第三预设功率可为12W；第四预设功率可为18W；第五预设功率可为30W。也就是说，该智能充电器为一般的较小功率的电子设备提供电力支持，例如为手机、平板、电子书阅读器等小型电子设备提供电力支持。

当然，在该硬件基础上，也可以提高该智能充电器能够提供的功率，为更高功率的电子设备，例如笔记本电脑等提供电力支持，具体地，可以将第三预设功率为12W或18W；第四预设功率为45W；第五预设功率为60W。也就是说第三USB Type-C接口可以为较大功率的电子设备提供电力，而对于USB A接口来说，其可以通过数据充电线连接手机等电子设备或无线充电发射器；当直接通过数据充电线连接手机等电子设备时，可以将第二DC-DC转换电路的最大输出功率为12W，当其为无线充电发射器提供功率时，考虑到无线充电的功率损耗较大，可以将第二DC-DC转换电路的最大输出功率为18W。

请参考图6、图7、图8，图6为本发明一种具体实施方式所提供的一种双USB Type-C接口的智能充电器的模块结构示意图；图7为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USBType-C接口、USB A接口的智能充电器的USB Type-C接口部分电路组成结构示意图；图8为本发明又一种具体实施方式所提供的一种USB Type-C接口、USB A接口的智能充电器的USBA接口部分组成结构示意图。

如图6所示，100-240V的AC交流电通过电性插头610连接到AC-DC转换控制电路620，13/22V切换控制电路640可以控制AC-DC转换控制电路620具体的输出电压，而AC-DC转换控制电路620的输出端，分别与1#AC-DC转换控制电路630、2#AC-DC转换控制电路650的输入端连接，1#AC-DC转换控制电路630、2#AC-DC转换控制电路650的输出端分别通过1#PD协议控制通讯输出接口电路670、2#PD协议控制通讯输出接口电路660连接到1#USB Type-C接口J1、2#USB Type-C接口J2；而USB Type-C接口既可以实现电力传输，也可以实现PD控制协议信息的传输，也就是说，本发明实施例中的充电通信信息，可以为PD协议下的充电控制信息，实现1#AC-DC转换控制电路630、2#AC-DC转换控制电路650、13/22V切换控制电路640之间的通信。

如图7、图8中，当智能充电器的功率设定为30W时，图中U4为PD协议及控制IC，通过CC1，CC2，D+，D-同充电设备通讯。当USB A接口没有插设备或者设备已经充饱状态时U4第一脚为低电平，Type-C可提供30W输出功率(5V/9V/12V/15V/20V电流最大3A)。当USB A口有插设备时U4第一脚为高电平，Type-C可提供18W输出功率(5V/9V/12V/15V/20V电流最大3A)，USB A口可同时输出5V2.4A 12W给设备充电。当智能充电器的功率设定为65W时，U4为PD协议及控制IC，通过CC1，CC2，D+，D-同充电设备通讯。当USB A口没有插设备或者设备已经充饱状态时U4第一脚为低电平，Type-C可提供60W输出功率(5V/9V/12V/15V/20V电流最大3A)。当USB A接口有插设备时U4第一脚为高电平，Type-C可提供45W输出功率(5V/9V/12V/15V/20V电流最大3A)，USB A口可同时输出5V2.4A12W或者5V3A/9V2A/12V1.5A QC18W给设备充电。

请参考图9，图9为本发明一种具体实施方式所提供的一种智能充电器的结构示意图。

在本发明的一种事实方式中，本实施例提供一种智能充电器，用于室内排插中获得供电，包括：外壳、充电标志以及设置于上盖一侧的LED灯指示。

在上述具体实施方式的基础上，根据本发明的一个实施例，该智能充电器还包括：用于指示DC-DC转换电路工作状态的指示灯；指示灯，包括：对应于第一DC-DC转换电路的第一指示灯，对应于第二DC-DC转换电路的第二指示灯。

根据本发明的一个实施例，电性插头为折叠插头；折叠插头设于充电器的外壳底部凹槽；折叠插头通过设置于充电器的外地底部的电性弹片与AC-DC转换电路的输入端电性连接。

连接充电设备插脚，以及与插脚置于AC插脚主体滚动槽内，插脚主体可以90度翻转连接到排插；左AC弹片置于插脚上与插脚主体90度翻转时连接插脚主体左PIN；右AC弹片置于插脚上与插脚主体90度翻转时连接插脚主体右PIN；弹片压块，固定左右AC弹片与插脚主体上；AC-DC转换部分电路板主板；DC-DC转换部分电路板；智能控制部分电路分散在AC-DC转换部分电路板主板与DC-DC转换部分电路板上；Type C连接器置于DC-DC转换部分电路板上。

在一些实施例，AC-DC转换部分电路板主板包含AC-DC转换和变压器隔离电路及与后面智能协议控制部分连接线路，该部分可以输出13V/22V两种不同电压，来优化DC-DC转换效率及满载能效标准。

在一些实施例，DC-DC转换部分电路板，可分为两组DC-DC转换部分电路板及输出Type C口，协议控制IC置于DC-DC转换部分电路板上，通过单线共享输出状态。当单组TypeC口输出时，可满足30W/PD输出功率。当两组Type C口同时输出时，任意单口Type C口输出18W/PD，最大输出功率为36W。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种智能充电器及充电控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种智能充电器，其特征在于，包括：控制器，与所述控制器连接的AC-DC转换电路、DC-DC转换电路；

所述AC-DC转换电路的AC输入端连接有用于连接外部交流电的电性插头；

所述AC-DC转换电路的DC输出端与所述DC-DC转换电路的输入端连接；

所述DC-DC转换电路的输出端连接有用于与待充电电设备连接的充电接口；

所述DC-DC转换电路，包括：N个DC-DC转换电路；N个所述DC-DC转换电路对应N个充电接口；其中，所述N为正整数；

所述控制器连接有用于与待充电电设备进行通信的通信接口；

所述控制器，用于当所述充电接口接入待充电设备时，接收所述待充电设备发送的充电通信信息；利用所述充电通信信息，调整所述AC-DC转换电路的输出功率、N个所述DC-DC转换电路的输出功率。

2.根据权利要求1所述的智能充电器，其特征在于，

所述N为2；

所述DC-DC转换电路，包括：第一DC-DC转换电路、第二DC-DC转换电路；

所述第一DC-DC转换电路的输入端、第二DC-DC转换电路的输入端分别与所述AC-DC转换电路的DC输出端连接；

所述第一DC-DC转换电路的输出端连接有第一充电接口、第二DC-DC转换电路的输出端连接有第二充电接口。

3.根据权利要求2所述的智能充电器，其特征在于，

所述第一充电接口为第一USB Type-C接口；

所述第二充电接口为第二USB Type-C接口；

所述控制器，用于当所述第一USB Type-C接口、所述第二USB Type-C接口同时处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路、所述第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第一预设功率；当第一USB Type-C接口、所述第二USB Type-C接口中的任一个处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路、所述第二DC-DC转换电路中的另一个的最大输出功率为第二预设功率。

4.根据权利要求3所述的智能充电器，其特征在于，

所述第一预设功率为30W；

所述第二预设功率为18W。

5.根据权利要求2所述的智能充电器，其特征在于，

所述第一充电接口为第三USB Type-C接口；

所述第二充电接口为第一USB A接口；

所述控制器，用于当所述第一USB A接口处于使用状态时，控制所述第二DC-DC转换电路的最大输出功率为第三预设功率；当所述第三USB Type-C接口、所述第一USB A接口同时处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路的输出功率为第四预设功率；当所述第三USB Type-C接口单独处于使用状态时，控制所述第一DC-DC转换电路的输出功率为第五预设功率。

6.根据权利要求5所述的智能充电器，其特征在于，

所述第三预设功率为12W；

所述第四预设功率为18W；

所述第五预设功率为30W。

7.根据权利要求5所述的充电器，其特征在于，

所述第三预设功率为12W或18W；

所述第四预设功率为45W；

所述第五预设功率为60W。

8.根据权利要求2至7任一项所述的智能充电器，其特征在于，还包括：

用于指示所述DC-DC转换电路工作状态的指示灯；

所述指示灯，包括：对应于所述第一DC-DC转换电路的第一指示灯，对应于所述第二DC-DC转换电路的第二指示灯。

9.根据权利要求1至7任一项所述的智能充电器，其特征在于，

所述电性插头为折叠插头；

所述折叠插头设于所述充电器的外壳底部凹槽；

所述折叠插头通过设置于所述充电器的外地底部的电性弹片与AC-DC转换电路的输入端电性连接。