CN211508651U - 一种用于墙壁插座的usb快充装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于墙壁插座的USB快充装置，包括电源电路、控制电路、USB‑A接口电路和USB‑C接口电路，所述电源电路与所述控制电路电性连接，所述电源电路用于提供电源。本实用新型公开的一种用于墙壁插座的USB快充装置，其USB‑A和USB‑C可以根据实际充电情况，分配电源的功率。
Description
技术领域
本实用新型属于USB快充技术领域，具体涉及一种用于墙壁插座的USB快充装置。
背景技术
USB-C接口由于是新型接口，在未来一段时间内，设备兼容性尚存在一定问题，在该接口普及之前，用户还需要同时使用USB-A和USB-C的产品。墙壁插座面板由于墙盒深度的要求，USB电源尺寸受到限制。
公开号为CN2108599309A，主题名称为多口USB快充电路的发明专利，其技术方案公开了“包括快充协议电路和两个以上普充协议电路，每个普充协议电路的ID脚与所述快充协议电路的VDET脚连接，所述快充协议电路的VDET脚经由检测电阻RDET连接到参考地，其中：当任意一个普充协议电路连接的USB输出口插入有充电设备时，所述普充协议电路的ID脚输出电流Id，所述电流Id流过所述检测电阻RDET并在所述检测电阻RDET上产生电压VDET＝Rd*Id，Rd是所述检测电阻RDET的阻值；当所述快充协议电路通过VDET脚检测到所述检测电阻RDET上的电压VDET大于或等于Id*Rd时，将所述多口USB快充电路的输出电压强制拉低而不支持快充功能；当所述快充协议电路通过VDET脚检测到所述检测电阻RDET上的电压VDET小于Id*Rd时，对所述多口USB快充电路的输出电压进行升降压以支持快充功能”。
以上述发明专利为例，现有公开的是对于多口USB的快充，而未公开本发明的对于USB-A和USB-C两种接口的快充，因此，针对上述对于，予以进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种用于墙壁插座的USB快充装置，其USB-A和USB-C可以根据实际充电情况，分配电源的功率。
本实用新型的另一目的在于提供一种用于墙壁插座的USB快充装置，其可以实现5-30W所有设备的兼容(PD3.0/QC4.0/BC1.2)快速充电。
本实用新型的另一目的在于提供一种用于墙壁插座的USB快充装置，其采用GaN技术使充电器小型化，具有使用寿命长、效率高、成本低等优点。
为达到以上目的，本实用新型提供一种用于墙壁插座的USB快充装置，用于实现受电设备通过USB-A接口或USB-C接口快速充电，包括电源电路、控制电路、USB-A接口电路和USB-C接口电路，其中：
所述电源电路与所述控制电路电性连接，所述电源电路用于提供电源；
所述控制电路分别与所述USB-A接口电路和USB-C接口电路电性连接并且用于将所需的电压电流传输到受电设备，所述控制电路包括第一芯片U2,所述USB-C接口电路的A5管脚与所述第一芯片U2的14管脚电性连接，所述USB-C接口电路的B5管脚与所述第一芯片U2的15管脚电性连接，所述USB-C接口电路的A6和B6管脚与所述第一芯片U2的17管脚电性连接，所述USB-C接口电路的A7和B7管脚与所述第一芯片U2的16管脚电性连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一芯片U2的19管脚一路通过电阻R16与所述USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述第一芯片U2的19管脚另一路依次通过电容C11和采样电阻R17与USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述USB-C接口电路的输出由所述采样电阻R17直接反馈到所述第一芯片U2。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述USB-A接口电路包括USB-A接口单元，所述USB-A接口单元的D-管脚与所述第一芯片U2的6管脚电性连接，所述USB-A接口单元的D+管脚与所述第一芯片U2的5管脚电性连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述USB-A接口单元的VBUS管脚一路依次通过二极管D4和电阻R21接电源，所述USB-A接口单元的VBUS管脚另一路通过场效应管Q4和电阻R20与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，并且所述电阻R20靠近所述场效应管Q4的栅极的一端还与所述第一芯片U2的4管脚电性连接；
所述USB-A接口单元的GND管脚一路通过场效应管Q5和电阻R23与所述第一芯片U2的1管脚电性连接，所述电阻R23接于所述场效应管Q5的栅极与源极之间，所述场效应管Q5的漏极通过电阻R22接电源；
所述USB-A接口单元的GND管脚另一路通过场效应管Q6与所述第一芯片U2的12管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极一路通过电阻R25与运算放大器U3的1管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极另一路通过采样电阻R24和电阻R27与运算放大器U3的3管脚电性连接，所述电阻R25与所述电阻R27之间还连接有电容C14，所述USB-A接口电路的输出由所述采样电阻R24采样然后经过运算放大器U3放大再反馈到所述第一芯片U2。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述电源电路包括开关电源U1，所述开关电源U1的2管脚通过电容EC5与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，所述开关电源U1的3管脚与所述第一芯片U2的20管脚电性连接。
附图说明
图1是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的控制电路图。
图2是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的USB-A接口电路图。
图3是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的USB-C接口电路图。
图4是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的电源电路图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
本实用新型公开了一种用于墙壁插座的USB快充装置，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。
参见附图的图1，图1是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的控制电路图，图2是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的USB-A接口电路图，图3是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的USB-C接口电路图，图4是本实用新型的一种用于墙壁插座的USB快充装置的电源电路图。
在本实用新型的施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的电阻、电容等可被视为现有技术。
优选实施例。
本实用新型公开了一种用于墙壁插座的USB快充装置，用于实现受电设备通过USB-A接口或USB-C接口快速充电，包括电源电路、控制电路、USB-A接口电路和USB-C接口电路，其中：
所述电源电路与所述控制电路电性连接，所述电源电路用于提供电源；
所述控制电路分别与所述USB-A接口电路和USB-C接口电路电性连接并且用于将所需的电压电流传输到受电设备，所述控制电路包括第一芯片U2,所述USB-C接口电路的A5管脚与所述第一芯片U2的14管脚(CC1)电性连接，所述USB-C接口电路的B5管脚与所述第一芯片U2的15管脚(CC2)电性连接，所述USB-C接口电路的A6和B6管脚与所述第一芯片U2的17管脚(C-D1+)电性连接，所述USB-C接口电路的A7和B7管脚与所述第一芯片U2的16管脚(C-D1-)电性连接。
具体的是，所述第一芯片U2的19管脚一路通过电阻R16与所述USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述第一芯片U2的19管脚另一路依次通过电容C11和采样电阻R17与USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述USB-C接口电路的输出由所述采样电阻R17直接反馈到所述第一芯片U2。
更具体的是，所述USB-A接口电路包括USB-A接口单元，所述USB-A接口单元的D-管脚与所述第一芯片U2的6管脚电性连接，所述USB-A接口单元的D+管脚与所述第一芯片U2的5管脚电性连接。
进一步的是，所述USB-A接口单元的VBUS管脚一路依次通过二极管D4和电阻R21接电源，所述USB-A接口单元的VBUS管脚另一路通过场效应管Q4和电阻R20与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，并且所述电阻R20靠近所述场效应管Q4的栅极的一端还与所述第一芯片U2的4管脚电性连接；
所述USB-A接口单元的GND管脚一路通过场效应管Q5和电阻R23与所述第一芯片U2的1管脚电性连接，所述电阻R23接于所述场效应管Q5的栅极与源极之间，所述场效应管Q5的漏极通过电阻R22接电源；
所述USB-A接口单元的GND管脚另一路通过场效应管Q6与所述第一芯片U2的12管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极一路通过电阻R25与运算放大器U3的1管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极另一路通过采样电阻R24和电阻R27与运算放大器U3的3管脚电性连接，所述电阻R25与所述电阻R27之间还连接有电容C14，所述USB-A接口电路的输出由所述采样电阻R24采样然后经过运算放大器U3放大再反馈到所述第一芯片U2。
更进一步的是，所述电源电路包括开关电源U1，所述开关电源U1的2管脚通过电容EC5与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，所述开关电源U1的3管脚与所述第一芯片U2的20管脚电性连接。
优选地，所述第一芯片U2为CCG3PA，通过CCG3PA的CC1/CC2/C-D1+/C-D1-四个管脚与USB-C受电设备通讯(确认输出的电压和电流)，通过FB管脚将所需的电压电流控制并返回给电源调整输出,最大输出30W。
优选地，通过CCG3PA的DM1/DP1两个管脚与USB-A受电设备通讯(确认输出的电压和电流)，通过FB管脚将所需的电压电流控制并返回给电源调整输出，最大输出27W。
优选地，当CCG3PA检测到USB-A和USB-C同时插入时，Vbus的电压统一为5V，USB-C输出5V/3Amax，USB-A输出5V/2.4Amax，同时最大输出27W。
优选地，USB-A的输出由采样电阻R24采样，经运算放大器U3放大信号范围给CCG3PA，确认USB-A是否有设备插入；USB-C的输出由采样电阻R17采样直接反馈给CCG3PA。
优选地，USB-C接口电路的输出有：5V/3A、9V/2A、12V/2.5A、15V/2A、20V/1.5A，输出功率为30W；
USB-A接口电路的输出有：5V/3A、9V/2A、12V/2.25A,输出功率为27W；
USB-A接口电路和USB-C接口电路共同输出有：5V/3A(USB-C)、5V/2.4A(USB-A)。
值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的电阻、电容等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于墙壁插座的USB快充装置，用于实现受电设备通过USB-A接口或USB-C接口快速充电，其特征在于，包括电源电路、控制电路、USB-A接口电路和USB-C接口电路，其中：
所述电源电路与所述控制电路电性连接，所述电源电路用于提供电源；
所述控制电路分别与所述USB-A接口电路和USB-C接口电路电性连接并且用于将所需的电压电流传输到受电设备，所述控制电路包括第一芯片U2,所述USB-C接口电路的A5管脚与所述第一芯片U2的14管脚电性连接，所述USB-C接口电路的B5管脚与所述第一芯片U2的15管脚电性连接，所述USB-C接口电路的A6和B6管脚与所述第一芯片U2的17管脚电性连接，所述USB-C接口电路的A7和B7管脚与所述第一芯片U2的16管脚电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于墙壁插座的USB快充装置，其特征在于，所述第一芯片U2的19管脚一路通过电阻R16与所述USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述第一芯片U2的19管脚另一路依次通过电容C11和采样电阻R17与USB-C接口电路的A1管脚电性连接，所述USB-C接口电路的输出由所述采样电阻R17直接反馈到所述第一芯片U2。
3.根据权利要求2所述的一种用于墙壁插座的USB快充装置，其特征在于，所述USB-A接口电路包括USB-A接口单元，所述USB-A接口单元的D-管脚与所述第一芯片U2的6管脚电性连接，所述USB-A接口单元的D+管脚与所述第一芯片U2的5管脚电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于墙壁插座的USB快充装置，其特征在于，所述USB-A接口单元的VBUS管脚一路依次通过二极管D4和电阻R21接电源，所述USB-A接口单元的VBUS管脚另一路通过场效应管Q4和电阻R20与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，并且所述电阻R20靠近所述场效应管Q4的栅极的一端还与所述第一芯片U2的4管脚电性连接；
所述USB-A接口单元的GND管脚一路通过场效应管Q5和电阻R23与所述第一芯片U2的1管脚电性连接，所述电阻R23接于所述场效应管Q5的栅极与源极之间，所述场效应管Q5的漏极通过电阻R22接电源；
所述USB-A接口单元的GND管脚另一路通过场效应管Q6与所述第一芯片U2的12管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极一路通过电阻R25与运算放大器U3的1管脚电性连接，所述场效应管Q6的源极另一路通过采样电阻R24和电阻R27与运算放大器U3的3管脚电性连接，所述电阻R25与所述电阻R27之间还连接有电容C14，所述USB-A接口电路的输出由所述采样电阻R24采样然后经过运算放大器U3放大再反馈到所述第一芯片U2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于墙壁插座的USB快充装置，其特征在于，所述电源电路包括开关电源U1，所述开关电源U1的2管脚通过电容EC5与所述第一芯片U2的18管脚电性连接，所述开关电源U1的3管脚与所述第一芯片U2的20管脚电性连接。
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