CN209805473U - 一种供电的控制电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电的控制电路及充电器，该电路包括：控制模块、开关模块、稳压模块和电池接入端口；控制模块的第一端与电池接入端口连接，控制模块的第二端与开关模块的第一端连接，开关模块的第二端与稳压模块的第一端连接，开关模块的第三端外接电源模块；稳压模块的第二端外接功能模块；在电池接入端口未接入电池时，控制模块生成关断控制指令，以控制开关模块关断，并断开电源模块与功能模块之间的连接。本实用新型实施例通过控制模块控制开关模块的关断，以实现自动控制电源模块对功能模块的供电，从而实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗。

Description

一种供电的控制电路及充电器

技术领域

本实用新型实施例涉及供电控制技术领域，尤其涉及一种供电的控制电路及充电器。

背景技术

在设计充电器的时候，由于能耗认证的要求，一般在充电器处于空载状态时，需降低充电器的空载功耗。然而一些产品由于设计需要，需将其它的功能模块与充电器设计在一起，比如，功能模块为电池管理模块，可以采用电池管理模块对电池充电信息、电池状态等进行监控管理，此时，需对电池管理模块的功耗进行控制。为了满足充电器处于空载状态的能耗认证要求，需将电池管理模块的功耗就要降低到一个非常小的值。

目前，降低设计有功能模块的充电器功耗的方式，一般采用物理开关、优化耗电电路或降低微处理器功耗等。其中，物理开关的一端与电源模块连接，另一端与功能模块连接，在充电器处于空载状态时，人工手动断开物理开关，以断开对功能模块的供电，虽然采用物理开关可以彻底断电，但由于物理开关需要手动操作，导致人工成本高以及便捷性低；而采用优化耗电电路或降低微处理器功耗的方式，由于降低功耗不彻底，造成了资源的浪费。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种供电的控制电路及充电器，实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种供电的控制电路，包括：控制模块、开关模块、稳压模块和电池接入端口；

所述控制模块的第一端与所述电池接入端口连接，所述控制模块的第二端与所述开关模块的第一端连接，所述开关模块的第二端与所述稳压模块的第一端连接，所述开关模块的第三端外接电源模块；所述稳压模块的第二端外接功能模块；

在所述电池接入端口未接入电池时，所述控制模块生成关断控制指令，以控制所述开关模块关断，并断开所述电源模块与所述功能模块之间的连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种充电器，包括：功能模块和如第一方面所述的供电的控制电路。

上述实用新型实施例通过控制模块的第一端与电池接入端口连接，控制模块的第二端与开关模块的第一端连接，开关模块的第二端与稳压模块的第一端连接，开关模块的第三端外接电源模块；稳压模块的第二端外接功能模块；在电池接入端口未接入电池时，控制模块生成关断控制指令，以控制开关模块关断，并断开电源模块与功能模块之间的连接。本实用新型实施例通过控制模块控制开关模块关断，以实现自动控制电源模块对功能模块的供电，从而实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种供电的控制电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种供电的控制电路的原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种供电的控制电路的原理框图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种供电的控制电路的原理框图；

图5是本实用新型实施例提供的再一种供电的控制电路的原理框图；

图6是本实用新型实施例提供的再一种供电的控制电路的原理框图；

图7是本实用新型实施例提供的一种供电的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种供电的控制电路的结构框图。本实施例可适用于自动控制对功能模块供电，以实现自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗的情况。该供电的控制电路可配置在充电器，该充电器上配置有功能模块。

参考图1，本实用新型实施例提供的供电的控制电路主要包括：控制模块110、开关模块120、稳压模块130和电池接入端口140；

其中，控制模块110的第一端与电池接入端口140连接，控制模块110的第二端与开关模块120的第一端连接，开关模块120的第二端与稳压模块130的第一端连接，开关模块120的第三端外接电源模块150；稳压模块130的第二端外接功能模块160；

在电池接入端口140未接入电池时，控制模块110生成关断控制指令，以控制开关模块120关断，并断开电源模块150与功能模块160之间的连接。

具体来说，在电池接入端口140未接入电池时，控制模块110的第一端没有电压输入，则控制模块110处于关闭状态，即控制模块110生成关断控制指令，控制开关模块120关断，从而电源模块150无法通过开关模块120输出电压至稳压模块130，即电源模块150无法向功能模块160供电。也可以理解为，此时，功能模块160处于待机状态，从而，设计有功能模块160的充电器将不会产生任何功耗，满足了充电器处于空载时所要求的空载功耗要求。

需要理解的是，虽然电池需要充电，但电池自身仍具备一些电压，即在电池接入端口140插入电池时，控制模块110的第一端会有电压输入；相应的，在电池接入端口140未插入电池时，控制模块110的第一端不会有电压输入。

本实施例的技术方案，通过控制模块的第一端与电池接入端口连接，控制模块的第二端与开关模块的第一端连接，开关模块的第二端与稳压模块的第一端连接，开关模块的第三端外接电源模块；稳压模块的第二端外接功能模块；在电池接入端口未接入电池时，控制模块生成关断控制指令，以控制开关模块关断，并断开电源模块与功能模块之间的连接。本实用新型实施例通过控制模块控制开关模块关断，以实现自动控制电源模块对功能模块的供电，从而实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗。

在实施例中，在电池接入端口140接入电池时，控制模块110生成导通控制指令，以控制开关模块120导通；电源模块150通过开关模块120向稳压模块130输出电压，以通过稳压模块130向功能模块160提供稳定电压。

需要说明的是，在电池接入端口140接入电池时，由于电池本身具有电压，控制模块110通过电池输入的电压控制自身导通，并生成导通控制指令，以控制开关模块120导通，从而电源模块150可通过开关模块120输出电压至稳压模块130，以通过稳压模块130向功能模块160提供稳定电压，从而设计有功能模块160的充电器可以正常工作。

本实施例的技术方案，对物理开关彻底断电和电子开关自动控制通断的优点，通过控制模块和开关模块自动控制电源模块对功能模块的供电，从而实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗，以使设计有功能模块的充电器的功耗降低到接近于零，即本实施例的技术方案通过供电的控制电路彻底关闭了电源模块对功能模块的供电，满足了功耗的认证要求。

在上述实施例的基础上，对供电的控制电路中的控制模块作进一步的说明。

图2是本实用新型实施例提供的一种供电的控制电路的原理框图。

参考图2，控制模块110包括：第一晶体管Q1、第一稳压二极管ZD1和第一电阻R1；

其中，第一晶体管Q1的第一端、第一稳压二极管ZD1的负极以及第一电阻R1的第一端均与电池接入端口140连接，第一晶体管Q1的第二端与开关模块120的第一端连接；

在电池接入端口140接入电池时，第一晶体管Q1的第一端接收到高电平信号，以使第一晶体管Q1导通，并生成导通控制指令。

在实施例中，第一晶体管Q1可以为MOS管。可以理解为，第一晶体管Q1用来控制开关模块120的通断。第一晶体管Q1可以为高电平导通，也可以为低电平导通，与所采用的晶体管型号有关。在实施例中，以第一晶体管Q1为高电平导通为例，对供电的控制电路的工作原理进行说明。具体来说，在电池接入端口140接入电池时，由于电池本身具有电压，电池的电压导通到第一晶体管Q1的栅极，从而使第一晶体管Q1导通。可以理解为，第一晶体管Q1的栅极接收到高电平信号，以使第一晶体管Q1导通，并生成导通控制指令，以控制开关模块120导通。

在上述实施例的基础上，对供电的控制电路中的开关模块作进一步的说明。

图3是本实用新型实施例提供的另一种供电的控制电路的原理框图。

参考图3，开关模块120包括：第二晶体管Q2、第二稳压二极管ZD2和第二电阻R2；

其中，第二晶体管Q2的第一端、第二稳压二极管ZD2的正极以及第二电阻R2的第一端均与第一晶体管Q1的第二端连接；第二晶体管Q2的第二端与稳压模块130的第一端连接；第二晶体管Q2的第三端、第二稳压二极管ZD2的负极以及第二电阻R2的第二端均与电源模块150连接；

在第一晶体管Q1导通时，第一晶体管Q1通过导通控制指令，控制第二晶体管Q2导通。

在实施例中，第二晶体管Q2可以为MOS管。可以理解为，第二晶体管Q2的通断用来决定自身的通断。第二晶体管Q2可以为高电平导通，也可以为低电平导通，与所采用的晶体管型号有关。在实施例中，以第二晶体管Q2为高电平导通为例，对供电的控制电路的工作原理进行说明。具体来说，在电池接入端口140接入电池时，由于电池本身具有电压，电池的电压导通到第一晶体管Q1的栅极，从而使第一晶体管Q1导通。可以理解为，第一晶体管Q1的栅极接收到高电平信号，以使第一晶体管Q1导通，并生成导通控制指令。在第一晶体管Q1导通时，第一晶体管Q1可以通过导通控制指令(高电平信号)控制第二晶体管Q2导通。

在上述实施例的基础上，对供电的控制电路中的稳压模块作进一步的说明。

图4是本实用新型实施例提供的又一种供电的控制电路的原理框图。

参考图4，稳压模块130包括：稳压芯片1301、使能单元1302、输入滤波单元1303和输出滤波单元1304；

其中，稳压芯片1301的使能端与使能单元1302的第一端连接，使能单元1302的第二端与输入滤波单元1303的第一端连接，输入滤波单元1303的第二端与开关模块120的第二端连接，输入滤波单元1303的第三端与稳压芯片1301的输入端连接；稳压芯片1301的输出端与输出滤波单元1304的第一端连接，输出滤波单元1304的第二端与功能模块160连接。

在实施例中，稳压芯片1301可以采用TPS70933稳压芯片，以对电源模块150输出的电压进行稳压处理，并向所外接的功能模块160提供稳定的电压。

图5是本实用新型实施例提供的再一种供电的控制电路的原理框图。本实施例是在上述实施例的基础上，对使能单元1302、输入滤波单元1303和输出滤波单元1304作进一步的具体化。

参考图5，输入滤波单元1303包括：第一电容C1、第二电容C2和第三电阻R3；第一电容C1的第一端以及第三电阻R3的第一端均与稳压芯片1301的输入端连接，第三电阻R3的第二端以及第二电容C2的第一端均与使能单元1302的第二端连接；第二电容C2的第二端与第二晶体管Q2的第二端连接。

其中，输出滤波单元1304包括：第三电容C3和第四电容C4；第三电容C3的第一端以及第四电容C4的第一端均与稳压芯片1301的输出端连接。

其中，使能单元1302包括：第三稳压二极管ZD2、第五电容C5、第四电阻R4和第五电阻R5；第三稳压二极管ZD2的第一端、第五电容C5的第一端、第四电阻R4的第一端以及第五电阻R5的第一端均与稳压芯片1301的使能端连接；第四电阻R4的第二端与输入滤波单元1303的第一端连接。

在实施例中，在开关模块120导通时，电源模块150可通过开关模块120输出电压至稳压芯片1301，在电源模块150输出电压至稳压模芯片1301中的输入端(IN引脚)的同时，也会通过使能单元1302向稳压芯片1301的使能端(EN引脚)输入控制信号，以通过使能端激活稳压芯片1301，以保证稳压芯片1301正常工作。其中，稳压芯片1301的使能端可以为高电平有效，也可以为低电平有效。在实施例中，以稳压芯片1301的使能端为高电平有效为例，对激活稳压芯片1301进行说明。可以理解为，在稳压芯片1301的使能端接收到高电平信号，即可激活稳压芯片1301正常工作。在稳压芯片1301激活之后，稳压芯片1301可对电源模块150输入电压进行稳压处理，并通过自身的输出端(OUT引脚)，将稳定电压输出至功能模块160，以使功能模块160正常工作。

在上述实施例的基础上，对供电的控制电路作具体说明。图6是本实用新型实施例提供的再一种供电的控制电路的原理框图。在此需要说明的是，本实施例以设置有四个电池接入端口为例，对供电的控制电路进行说明。

参考图6，该供电的控制电路还包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第六电阻R6和第七电阻R7。

在此需要说明的是，POWER指的是电源模块150，即充电器的输入电源；而Vsystem是系统电源，即与功能模块160进行连接，并为功能模块160提供电源的引脚；GND是系统和电源的负极；BAT1、BAT2、BAT3、BAT4分别是供电的控制电路的四个电池接入端口；第一晶体管Q1是开关模块120的控制开关，用来控制开关模块120的通断，第二晶体管Q2是供电的控制电路的主开关，用来控制电源模块150与功能模块160之间的通断；第三电阻R3是供电的控制电路中主回路的限流电阻，第一电阻R1和第六电阻R6、第二电阻R2和第七电阻R7、第四电阻R4和第五电阻R5分别是控制模块110、开关模块120和使能单元1302对应的分压限流电阻；稳压芯片U1是供电的控制电路的线性稳压电源芯片，以保证电源模块150向功能模块160提供稳定电压；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4分别是对应电路的二极管，起隔断电压、电流的作用；第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2和第三稳压二极管ZD3分别是控制模块110、开关模块120和使能单元1302对应的稳压二极管；第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5分别是对应电路的滤波电容。

需要说明的是，电池接入端口B AT1、BAT2、BAT3、BAT4中的任意一个接口都需与对应的一个二极管连接，通过二极管起到隔断电压、电流的作用，然后再与限流电阻R6与第一晶体管Q1的栅极连接。当然，在供电的控制电路中不对电池的数量进行限定，即电池的数量可以为多个。其中，电池接入端口B AT1、BAT2、BAT3、BAT4分别对应第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。

在实施例中，当供电的控制电路待机时，电池接入端口BAT1、BAT2、BAT3、BAT4没有电池插入，第一晶体管Q1的栅极没有电压，即第一晶体管Q1处于关闭状态，从而第二晶体管Q2也处于关闭状态，最终整个供电的控制电路的电源模块150也处于关闭状态，即整个供电的控制电路几乎没有任何功耗产生，当然，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2为MOS管，其漏电极其小，可以忽略不计；当电池接入端口BAT1、BAT2、BAT3、BAT4中的任意一个电池接入端口有电池插入之后，虽然电池需要充电，但电池本身仍有电压，并且电池的负极和电源的负极又是同一电平(低电平)，所以电池自身的BAT电压会通过对应的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3或第四二极管D4导通到第一晶体管Q1的栅极，从而使第一晶体管Q1打开，并控制第二晶体管Q2打开，最终POWER(电源模块150)导通到Vsystem，并通过Vsystem向功能模块160供电，从而功能模块160可以正常工作。同理，当电池全部拔掉后，供电的控制电路的电源随之断开，供电的控制电路就进入低功耗的待机状态。可以理解为，实施例中的供电的控制电路的电源供应取决于是否有电池插入，当没有电池插入的时候供电的控制电路就没有电源导通，通过硬件掉电的方式实现了最大程度的降低了设计有功能模块的充电器的空载功耗。其中，电池的BAT电压可以为电池组的最高电压，也可以为电池组中任一节电池的电压，只要电池的BAT电压可以使得第一晶体管Q1导通即可。

本实施例的技术方案，不仅将物理开关彻底断电和电子开关自动控制的优点进行结合，还使用了常规的电子元器件进行搭建，具有易于设计、成本低廉、可靠性高的特点，便于根据功能模块的特点对供电的控制电路进行设计。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例提供了一种供电的控制方法，图7是本实用新型实施例提供的一种供电的控制方法的流程图。本实施例中的供电的控制方法可以通过上述实施例中的供电控制电路来执行。

参考图7，该供电的控制方法包括如下步骤：

步骤201、在电池接入端口未接入电池时，控制模块生成关断控制指令。

在实施例中，在电池接口端口140未接入电池时，控制模块110中的第一晶体管Q1的栅极没有电压，则第一晶体管Q1处于关闭状态，此时，控制模块110可生成关断控制指令。

步骤202、控制模块根据关断控制指令控制开关模块关断，以断开电源模块与功能模块之间的连接。

在实施例中，在第一晶体管Q1处于关闭状态时，第一晶体管Q1控制开关模块120中的第二晶体管Q2处于关闭状态，即控制模块110中的第一晶体管Q1可控制开关模块120处于断开状态，以断开电源模块150和功能模块160之间的连接，从而电源模块150无法向功能模块160供电，即功能模块160不会产生任何功耗。

本实施例的技术方案，通过在电池接入端口未接入电池时，控制模块生成关断控制指令，控制模块根据关断控制指令控制开关模块关断，以断开电源模块与功能模块之间的连接，实现了自动控制电源模块对功能模块的供电，从而实现了自动降低设计有功能模块的充电器的空载功耗。

上述供电的控制方法可由本实用新型任意实施例所提供的供电的控制电路来执行，具备执行供电的控制电路相应的功能模块和有益效果。

本实用新型实施例还提供了一种充电器，包括：功能模块和如上述实施例中提供的任一供电的控制电路。

其中，功能模块可以为电池管理模块、显示模块、监测模块和无线发射模块中的一种或几种。其中，显示模块可以为显示屏，用于显示电池状态信息，比如，电池状态信息可以为电池剩余电量和电池工作状态；监测模块可以用于监测电池剩余电量以及电池工作状态等；无线发射模块可以用于向其它模块发射无线信号。当然，对功能模块不作具体限定，可根据实际情况进行调整。

该充电器可执行本实用新型任意实施例所提供的供电的控制方法，具备供电的控制电路相应的功能模块和有益效果。

在实施例中，充电器可以理解为可以给电池进行充电的设备，比如，充电器可以为充电电源、适配器或电池充电器等。当然，充电器的外延设备可以和充电器自身设计在一起，也可以是一个独立的可拆卸的设备。在实施例中，充电器的外延设备可以为电池管理模块、显示设备(用来在充电过程中，显示电池的充电信息)等功能模块。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种供电的控制电路，其特征在于，包括：控制模块、开关模块、稳压模块和电池接入端口；

所述控制模块的第一端与所述电池接入端口连接，所述控制模块的第二端与所述开关模块的第一端连接，所述开关模块的第二端与所述稳压模块的第一端连接，所述开关模块的第三端外接电源模块；所述稳压模块的第二端外接功能模块；

在所述电池接入端口未接入电池时，所述控制模块生成关断控制指令，以控制所述开关模块关断，并断开所述电源模块与所述功能模块之间的连接。

2.根据权利要求1中所述的电路，其特征在于，在所述电池接入端口接入电池时，所述控制模块生成导通控制指令，以控制所述开关模块导通；所述电源模块通过所述开关模块向所述稳压模块输出电压，以通过稳压模块向所述功能模块提供稳定电压。

3.根据权利要求2中所述的电路，其特征在于，所述控制模块包括：第一晶体管、第一稳压二极管和第一电阻；

所述第一晶体管的第一端、所述第一稳压二极管的负极以及所述第一电阻的第一端均与所述电池接入端口连接，所述第一晶体管的第二端与所述开关模块的第一端连接；

在所述电池接入端口接入电池时，所述第一晶体管的第一端接收到高电平信号，以使所述第一晶体管导通，并生成导通控制指令。

4.根据权利要求3中所述的电路，其特征在于，所述开关模块包括：第二晶体管、第二稳压二极管和第二电阻；

所述第二晶体管的第一端、所述第二稳压二极管的正极以及所述第二电阻的第一端均与所述第一晶体管的第二端连接；所述第二晶体管的第二端与所述稳压模块的第一端连接；所述第二晶体管的第三端、第二稳压二极管的负极以及所述第二电阻的第二端均与所述电源模块连接；

在所述第一晶体管导通时，所述第一晶体管通过导通控制指令控制所述第二晶体管导通。

5.根据权利要求4中所述的电路，其特征在于，所述稳压模块包括：稳压芯片、使能单元、输入滤波单元和输出滤波单元；

所述稳压芯片的使能端与所述使能单元的第一端连接，所述使能单元的第二端与所述输入滤波单元的第一端连接，所述输入滤波单元的第二端与所述开关模块的第二端连接，所述输入滤波单元的第三端与所述稳压芯片的输入端连接；所述稳压芯片的输出端与所述输出滤波单元的第一端连接，所述输出滤波单元的第二端与所述功能模块连接。

6.根据权利要求5中所述的电路，其特征在于，所述输入滤波单元包括：第一电容、第二电容和第三电阻；

所述第一电容的第一端以及所述第三电阻的第一端均与所述稳压芯片的输入端连接，所述第三电阻的第二端以及所述第二电容的第一端均与所述使能单元的第二端连接；所述第二电容的第二端与所述第二晶体管的第二端连接。

7.根据权利要求5中所述的电路，其特征在于，所述输出滤波单元包括：第三电容和第四电容；

所述第三电容的第一端以及所述第四电容的第一端均与所述稳压芯片的输出端连接。

8.根据权利要求5中所述的电路，其特征在于，所述使能单元包括：第三稳压二极管、第五电容、第四电阻和第五电阻；

所述第三稳压二极管的第一端、第五电容的第一端、第四电阻的第一端以及第五电阻的第一端均与所述稳压芯片的使能端连接；所述第四电阻的第二端与所述输入滤波单元的第一端连接。

9.一种充电器，其特征在于，包括：功能模块和如权利要求1至8中任一所述的供电的控制电路。