CN214100917U - 一种充电电路和充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种充电装置，涉及充电技术领域，为了解决目前充电装置没有插入检测功能以及目前充电装置不能精准的进行防过充判断的问题。本充电装置包括充电电路，充电电路包括电源模块、电压输出电路以及USB接口、充电控制电路；充电控制电路包括连接所述USB接口的插拔检测电路，以及与所述插拔检测电路并联并用于导通或断开所述电压输出电路的通断控制单元；插拔检测电路，包括控制芯片U1，控制芯片U1的C4引脚和USB接口的D+引脚连接，控制芯片U1的D2引脚和通断控制单元的一端连接，所述控制芯片U1的C6引脚和通断控制单元的另一端连接。本充电装置能够进行插入和拔出检测以及具有能够精准判断设备是否过充。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电电路和充电装置。
背景技术
随着电子设备的普及，电子设备的功能不断完善，电子设备的耗电量也越来越大。目前，电子设备大多都是使用可充电电池进行电量供给，用户需要借助充电装置对电子设备的电池充电。其中，电子设备在通过充电装置进行充电过程中的充电安全问题，也越来越受人们的关注，过载充电不但会损耗电池寿命，更有可能危害到用户的安全。现有技术中，市面上的充电装置通常会设置一个或多个USB接口以供充电设备充电，当充电装置检测到有充电设备插入时会向USB接口输出充电电压以供充电设备充电，并在检测到充电设备拔出USB 接口时停止USB接口输出充电电压。
目前的充电装置，是通过检测充电回路中的电流，进行防过充检测；即在充电电流小于几十毫安时，就会断开充电装置的内部电路，从而实现停止充电。然而若电子设备的充电电流过小，例如电子设备进入假充状态，充电电流只有几毫安，低于防过充检测电流，就会发生防过充误判，停止充电，导致电子设备充不满。
目前的充电装置，大多是通过协议，进行插拔检测；即利用协议检测充电装置是否插入充电设备。这种检测方法，兼容性比较差，很多会因为协议不支持，发生误判。还有就是利用充电设备插入USB接口会下拉电压的方式检测是否有充电设备插入或拔出USB接口，而内置芯片的Lightning数据线(苹果手机数据线)插入USB接口时，同样会下拉电压而误判为充电设备插入USB接口；而且当苹果手机充电完成后，如仅将苹果手机拔出，而未拔出苹果手机数据线，仍然会误判为充电设备处于充电状态，长时间对数据线输出充电电压，易损坏数据线且浪费能源。
实用新型内容
为了解决背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种充电电路和充电装置；包括电源模块，与电源模块连接的电压输出电路以及USB接口、与所述USB接口相连的充电控制电路；
所述充电控制电路包括连接所述USB接口的插拔检测电路，以及与所述插拔检测电路并联并用于导通或断开所述电压输出电路的通断控制单元；
所述插拔检测电路，包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的C4引脚和USB 接口的D+引脚连接，所述控制芯片U1的D2引脚和通断控制单元的一端连接，所述控制芯片U1的C6引脚和通断控制单元的另一端连接。
进一步地，所述通断控制单元包括MOS管Q1，所述控制芯片U1的D2引脚和MOS管Q1的源极连接，所述控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的漏极接SGND。
进一步地，所述通断控制单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4 以及电容C1；所述电阻R1串联控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极之间，所述电阻R2的一端和电阻R1的一端以及MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的一端和电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端和电容C1的一端以及控制芯片U1的D2引脚连接，所述电容C1的另一端接地。
进一步地，还包括，电阻R5和电容C2，所述电阻R5的一端和电源模块连接，所述电阻R5的另一端和电容C2的一端以及检测电路的VCC引脚连接，所述电容C2的另一端接地。
进一步地，所述电源模块还包括电压监测电路，所述电压监测电路用于获取USB接口处的D+电压信号和电流信号，并将获取的USB接口处的D+电压信号和电流信号传输至充电控制电路。
一种充电装置，所述充电装置包括上述充电电路。
本实用新型至少有如下优点：
(1)本充电装置，采用充电装置内部的充电电路进行充电装置上电子设备插拔的检测，不通过协议检测的方法来检测充电装置上是否有电子设备的插拔，兼容性更好。
(2)本充电装置，兼具拔插检测和防过充功能的设计，通过AD采样，采集USB接口处D+的电压值，并结合充电电流综合判断电子设备的插拔状态，能够更精确的检测出是否为带芯片的数据线的插拔状态，判断精确率高。
(3)本充电装置，通过充电控制电路的控制芯片U1的D2引脚采集回路中的电流，并判断是否小于防过充检测电流，进行涓流模式确认，并在电子设备充满进入涓流模式时，关断MOS管Q1，断开充电，防止过充。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的充电装置的电路图。
图2是本实用新型实施例提供的充电装置在插拔过程中检测电路的D+处电压的曲线图。
图3是本实用新型实施例提供的充电装置在充电过程处于正常充电的检测电路的D+处电压的曲线图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供一种充电电路，如图1至图2所示，包括电源模块，与电源模块连接的电压输出电路以及USB接口、与所述USB接口相连的充电控制电路；
所述充电控制电路包括连接所述USB接口的插拔检测电路，以及与所述插拔检测电路并联并用于导通或断开所述电压输出电路的通断控制单元；
所述插拔检测电路，包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的C4引脚和USB 接口的D+引脚连接，所述控制芯片U1的D2引脚和通断控制单元的一端连接，所述控制芯片U1的C6引脚和通断控制单元的另一端连接。
如图1所示，本实施例提供的一种充电电路，其通过MOS管Q1来控制充电装置给电子设备充电；
进一步地，所述通断控制单元包括MOS管Q1，所述控制芯片U1的D2引脚和MOS管Q1的源极连接，所述控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的漏极接SGND。
本充电电路的充电控制电路的控制芯片U1为STM8芯片，STM8芯片的D2 引脚和MOS管Q1的源极连接，用来采集充电回路中的电流，STM8芯片的C4 引脚用来采集D+电压，所述D+为检测电路检测的USB接口处D+的电压，进一步地，其中芯片STM8的C6脚用来控制MOS管Q1导通关断。
进一步地，所述通断控制单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4 以及电容C1；所述电阻R1串联控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极之间，所述电阻R2的一端和电阻R1的一端以及MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的一端和电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端和电容C1的一端以及控制芯片U1的D2引脚连接，所述电容C1的另一端接地。
进一步地，还包括，电阻R5和电容C2，所述电阻R5的一端和电源模块连接，所述电阻R5的另一端和电容C2的一端以及检测电路的VCC引脚连接，所述电容C2的另一端接地。
其中使用USB接口D+电压检测与充电回路电流检测综合判断，可以减少误判。
由于本充电装置采用的充电电路，不通过协议检测的方法进行充电装置上电子设备的插拔检测，兼容性更好，不会因为不同协议而出现误判问题。
本充电装置的充电电路的防过充的实现部分，分为4个阶段：插入检测；设备充电，涓流检测；涓流模式，关闭充电检测；设备拔出检测。
图2中a电压：电子设备插入时D+电压阈值；图2中b电压：没有电子设备插入时D+电压。
插入检测：STM8的C6脚先控制MOS管Q1关断，并使用ADC采样D+电压，在设备插入时充电器D+电压由于进行通讯会有显著变化，可以在监测到电压达到图2中a电压时，通过将监测到的电压和预设电压相比，若监测到的电压高于预设电压，就可以判断有设备插入，则打开MOS管Q1，开始充电。
设备充电，涓流检测：打开MOS管Q1后，若是设备D+电压会以脉冲电压形式不断变化(如图3)，若是带芯片的数据线，例如苹果线，则没有脉冲电压。使用算法对D+电压和回路电流检测电压进行处理就能判断设备是否中途拔出并区分苹果线。设备充满时会进入涓流模式，通过监测回路电流检测电压换算出的充电电流是否小于防过充检测电流来判断设备是否进入涓流模式。
涓流模式，关闭充电检测：通过ADC采样回路电流检测电压，并获取采样的回路电流检测电压的均值，对采样结果进行处理，若回路电流检测电压持续下降，表示充电电流不断减小，关断MOS管Q1。
设备拔出检测：设备拔出时D+脉冲电压消失并恢复到图2中b电压，且回路电流检测电压换算出的充电电流小于防过充检测电流，对采样的电压进行处理能判断设备已经拔出，并重新进入插入检测模式，等待下一次设备插入。
本充电装置的充电电路兼具插入检测、拔出检测和防过充功能，去掉按键，实现即插即充。本充电装置的充电电路，使用D+电压检测与充电回路电流检测综合判断，可以减少误判，不通过协议检测，兼容性更好，同时解决苹果线误判问题。
实施例二
本实施例提供了一种充电装置，所述充电装置采用实施例一所述的充电电路。
本充电装置采用实施例一所述的充电电路，兼具插入检测、拔出检测和防过充功能，去掉按键，实现即插即充。使用D+电压检测与充电回路电流检测综合判断，可以减少误判，不通过协议检测，兼容性更好，同时解决苹果线误判问题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种充电电路，其特征在于，包括电源模块，与电源模块连接的电压输出电路以及USB接口、与所述USB接口相连的充电控制电路；
所述充电控制电路包括连接所述USB接口的插拔检测电路，以及与所述插拔检测电路并联并用于导通或断开所述电压输出电路的通断控制单元；
所述插拔检测电路，包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的C4引脚和USB接口的D+引脚连接，所述控制芯片U1的D2引脚和通断控制单元的一端连接，所述控制芯片U1的C6引脚和通断控制单元的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述通断控制单元包括MOS管Q1，所述控制芯片U1的D2引脚和MOS管Q1的源极连接，所述控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的漏极接SGND。
3.根据权利要求2所述的一种充电电路，其特征在于，所述通断控制单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电容C1；所述电阻R1串联控制芯片U1的C6引脚和MOS管Q1的栅极之间，所述电阻R2的一端和电阻R1的一端以及MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的一端和电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端和电容C1的一端以及控制芯片U1的D2引脚连接，所述电容C1的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，还包括，电阻R5和电容C2，所述电阻R5的一端和电源模块连接，所述电阻R5的另一端和电容C2的一端以及检测电路的VCC引脚连接，所述电容C2的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述电源模块还包括电压监测电路，所述电压监测电路用于获取USB接口处的D+电压信号和电流信号，并将获取的USB接口处的D+电压信号和电流信号传输至充电控制电路。
6.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括如权利要求1至5中任一项所述的充电电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023169419.XU CN214100917U (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种充电电路和充电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN214100917U true CN214100917U (zh) | 2021-08-31 |
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Family Applications (1)
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| CN202023169419.XU Active CN214100917U (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种充电电路和充电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN214100917U (zh) |
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2020
- 2020-12-23 CN CN202023169419.XU patent/CN214100917U/zh active Active
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