CN214479700U - 一种开关电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电技术领域，公开一种开关电路及充电器。开关电路应用于充电器，充电器包括充电电路，开关电路包括控制开关及控制器，控制器与控制开关连接，控制开关用来导通或关断电网与充电电路之间的连接，控制器在检测到其与充电设备断开时，控制控制开关关断，从而关断电网与充电电路之间的连接。因此，通过此种方式，可在充电器接通电源而不连接充电设备时，断开电网与充电电路之间的连接，避免充电电路的元器件进入工作状态。

Description

一种开关电路及充电器

技术领域

本实用新型实施例涉及充电技术领域，特别是涉及一种开关电路及充电器。

背景技术

充电器是我们生活当中必不可少的设备，其可为我们使用的各种充电设备，例如手机、平板电脑等充电。充电器一般由电源IC和高频变压器等各种元器件组成开关电源，充电器给充电设备充电时，首先将220V电网电压进行整流以得到直流电，该直流电经过高频变压器和整流滤波处理后得到低压直流电。

很多时候，当我们给充电设备充完电后，只是断开了充电设备与充电器的连接，但是充电器依然插在插座上，这看似没有什么危害，其实不然。充电器插在插座上而不连接充电设备时，由于接通了电源，电源IC和各种元器件依然会处于工作状态，这种情况很容易引起发热，元器件老化也会加快，从而大大缩短充电器的使用寿命，并且，充电器长期插在插座上而不连接充电设备时，充电器会重度发热或发生短路，造成充电器自燃自爆，从而引发安全风险。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种开关电路及充电器，能够解决相关技术中充电器插在插座上而没有连接充电设备时会造成各种危害的技术问题。

本实用新型实施例为解决上述技术问题提供了如下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种开关电路，应用于充电器，所述充电器包括充电电路，所述开关电路包括控制开关及控制器；

所述控制器与所述控制开关连接；

所述控制开关包括控制端、第一端及第二端，所述控制开关的控制端与所述控制器连接，所述控制开关的第一端用于与电网连接，所述控制开关的第二端与所述充电电路连接，所述控制器用于在检测到所述控制器与充电设备断开时，控制所述控制开关关断，以关断所述电网与所述充电电路之间的连接。

可选地，还包括供电电路；

所述供电电路的输入端与所述充电电路连接，所述供电电路的输出端与所述控制器连接，所述供电电路的输入端还用于与所述充电设备连接，所述供电电路用于将所述充电电路输出的充电电压或所述充电设备输出的电压转换成所述控制器的供电电压。

可选地，所述供电电路包括二极管及低压差线性稳压器；

所述二极管的阳极用于与所述充电电路及所述充电设备连接，所述二极管的阴极与所述低压差线性稳压器的输入端连接，所述低压差线性稳压器的输出端与所述控制器连接。

可选地，所述控制开关包括光耦、第一吸收电路、双向可控硅及第二吸收电路；

所述光耦包括发光二极管及光控双向二极管，所述双向可控硅包括控制端、第一端及第二端；

所述双向可控硅的第一端用于与所述电网及所述第二吸收电路连接，所述双向可控硅的第二端用于与所述充电电路及所述第二吸收电路连接，所述第一吸收电路并联在所述双向可控硅的第一端与第二端之间，所述第二吸收电路还与所述光控双向二极管的一端连接，所述光控双向二极管的另一端与所述双向可控硅的控制端连接，所述发光二极管的阳极与所述低压差线性稳压器的输出端连接，所述发光二极管的阳极与所述控制器连接；

所述第一吸收电路及所述第二吸收电路用于吸收来自所述电网的浪涌电流或浪涌电压。

可选地，所述第一吸收电路包括第一电阻及第一电容；

所述第一电阻与所述第一电容串联后串接在所述电网与所述充电电路之间。

可选地，所述第二吸收电路包括第二电阻、第三电阻及第二电容；

所述第二电阻的一端分别与所述充电电路及所述双向可控硅的第一端连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端及所述第二电容的一端共同连接，所述第三电阻的另一端与所述光控双向二极管的一端连接，所述第二电容的另一端用于分别与所述电网及所述双向可控硅的第二端连接。

可选地，还包括限流电路；

所述限流电路的一端与所述低压差线性稳压器的输出端连接，所述限流电路的另一端与所述发光二极管的阳极连接；

所述限流电路用于限制流经所述发光二极管的电流。

在第二方面，本实用新型实施例提供一种充电器，包括充电电路；以及

如上所述的开关电路，所述开关电路用于连接在所述充电电路与电网之间，以导通或关断所述充电电路与所述电网之间的连接。

可选地，所述保险丝的一端用于与电网连接，所述保险丝的另一端与所述开关电路连接。

可选地，所述充电电路包括EMC电路及电源电路；

所述EMC电路的输入端与所述开关电路连接，所述EMC电路的输出端与所述电源电路的输入端连接，所述电源电路的输出端用于与充电设备连接；

所述滤波电路用于滤除来自所述电网的干扰信号，所述电源电路用于将所述电网的交流电压转换成直流电压。

本实用新型实施例的有益效果是：提供一种开关电路及充电器。开关电路应用于充电器，充电器包括充电电路，开关电路包括控制开关及控制器，控制器与控制开关连接，控制开关用来导通或关断电网与充电电路之间的连接，控制器在检测到其与充电设备断开时，控制控制开关关断，从而关断电网与充电电路之间的连接。因此，通过此种方式，可在充电器接通电源而不连接充电设备时，断开电网与充电电路之间的连接，避免充电电路的元器件进入工作状态。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片仅作为示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供一种充电器的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供一种充电器的结构示意图；

图3是图1中或图2中提供一种开关电路的原理框图；

图4是本实用新型实施例提供一种充电器的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1是本实用新型提供一种充电器的结构示意图。如图1所示，充电器100包括开关电路10和充电电路20。开关电路10可导通或关断充电电路20与电网，充电电路20的输出端用于连接充电设备200，当充电器100(插入插座)接通电源(电网)时，若开关电路10是导通的，电网电流会依次经过开关电路10和充电电路20，实现为充电设备200充电，若开关电路10是关断的，电网电流将无法流经充电电路20，充电电路20的元器件将不会进入工作状态。

充电器100在接通电源状态下，若开关电路10检测到此时充电器100与充电设备200是连接的，开关电路10导通，充电器100通过充电电路20利用电网电能给充电设备200充电；若开关电路10检测到此时充电器100与充电设备200是未连接的，开关电路10关断，充电电路20不进入工作状态。因此，通过此种方式，其能够对充电电路20进行有效保护，有利于延长充电器100的使用寿命。

如图2所示，充电器100还包括保险丝F1。保险丝F1的一端与电网(的相线L)连接，保险丝F1的另一端与开关电路10连接，保险丝F1用作充电器100电源输入端的过流保护。

如图2所示，充电电路20包括EMC电路21和电源电路22。

EMC滤波电路21的输入端与开关电路10连接，EMC滤波电路21的输出端与电源电路22的输入端连接，电源电路22的输出端用于与充电设备200连接。

EMC滤波电路用于滤除来自电网的各种干扰信号，例如共模干扰信号、差模干扰信号等。电源电路22用于将滤波后的电网电压转换成低压(例如5V)的直流电压，该直流电压作为给充电设备200充电的充电电压。在一些实施例中，电源电路22被构造成开关电源(实际上也可以被构造成其它任意可实现AC/DC转换的电路或模块)，开关电源作为一种高频化电能转换电路，其先将220V电网电压进行整流以得到直流电，然后经过高频调制，该直流电经过高频变压器的能量耦合后变为交流电，最后通过整流、滤波等处理来得到稳定、低压的直流电。

可以理解的是，在不违背本实用新型实施例的精神的基础上，图2所示的实施例还可以存在其他任意的合理变形，而所有这些变形应落入本实用新型实施例的保护范围内。例如，开关电路10设置在EMC滤波电路21与电源电路22之间，又例如，在EMC滤波电路21可以被忽略的情况下，开关电路10设置在保险丝F1与电源电路22之间。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供一种开关电路的原理框图。如图3所示，开关电路10包括控制开关11及控制器12。

控制器12分别与开关电路10和充电设备200连接，控制器12可检测其与充电设备200的连接状态，在检测到其与充电设备200连接时，向开关电路10输出第一电平信号(例如为低电平信号)，在检测到其与充电设备200未连接时，向开关电路10输出第二电平信号。

控制器12检测其与充电设备200的连接状态时，在一种实现方式中，充电器100与充电设备200连接时，控制器12便与充电设备200建立电性连接，此时，充电设备200会持续向控制器12发送心跳脉冲信号，控制器12与充电设备200之间通过心跳脉冲信号实现通讯，于是，控制器12通过是否接收到来自充电设备200的心跳脉冲信号来检测充电器100是否与充电设备200连接：控制器12接收到充电设备200发送的心跳脉冲信号时，控制器12确定与充电设备200是连接的，说明充电设备200已连接上充电器100，控制器12未接收到充电设备200发送的心跳脉冲信号时，控制器12确定与充电设备200是没有连接的，说明充电设备200没有连接上充电器100。

控制器12可以为任意通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器12还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器12也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

控制开关11包括控制端11a、第一端11b及第二端11c，控制开关11的控制端11a与控制器12连接，控制开关11的第一端11b用于与电网连接，控制开关11的第二端11c用于与充电电路20连接。

控制开关11的控制端11a被输入第一电平信号(例如为低电平信号)时，控制开关11闭合，从而导通电网与充电电路20之间的连接；控制开关11的控制端11a被输入第二电平信号(例如为高电平信号)时，控制开关11关断，从而关断电网与充电电路20之间的连接。

在本实施例中，在控制开关11与电网连接且控制器12与充电设备200没有连接时，控制开关11断开电网与充电电路20之间的连接，使得充电电路20内部的电源IC或晶体开关管等无法工作，在控制开关11与电网连接且控制器12与充电设备200连接时，控制开关11导通电网与充电电路20之间的连接，使得充电电路20利用电网的电能为充电设备200充电。因此，其能够有效避免充电器100与电网连接而没有连接充电设备200可能造成的各种危害。

在一些实施例中，如图3所示，开关电路10还包括供电电路13。

供电电路13用于为控制器12供电。供电电路13的输入端与充电电路20连接，供电电路13的输出端与控制器12连接，供电电路13的输入端还用于与充电设备200连接，供电电路13用于将充电电路20输出的充电电压或充电设备200输出的电压转换成控制器12的供电电压。

在初始情况下，充电器100与电网连接而未连接充电设备200，在下一刻充电器100与充电设备200连接，此时，供电电路13利用充电设备200输出的电压转换成控制器12的供电电压，控制器12得到供电后完成初始化，完成初始化后检测其与充电设备200的连接状态，可以理解，此时检测到其与充电设备200是连接的，于是，控制器12控制开关电路11导通，导通电网与充电电路20之间的连接，充电电路20将电网的电能转换成低压直流电(充电电压)以为充电设备20充电，之后，供电电路13可利用该充电电压转换成控制器12的供电电压，从而持续为控制器12供电。又下一刻充电器100与充电设备200断开连接时，控制器12检测其与充电设备200是未连接的，于是，控制器12控制开关电路11关断，断开电网与充电电路20之间的连接，充电电路20不工作。

如图4所示，供电电路13包括二极管D1和低压差线性稳压器LDO。

二极管D1的阳极用于与充电电路20及充电设备200连接，二极管D1的阴极与低压差线性稳压器LDO的输入端连接，低压差线性稳压器LDO的输出端与控制器12连接。

在本实施例中，低压差线性稳压器LDO可将直流输入电压转换成稳定且低于直流输入电压预设值的直流输出电压。

在一些实施例中，如图4所示，控制开关11包括光耦U1、第一吸收电路111、双向可控硅SCR1及第二吸收电路112，光耦U1包括发光二极管D2及光控双向二极管D3，双向可控硅SCR1包括控制端G、第一端T1及第二端T2。

双向可控硅SCR1的第一端T1用于分别与电网及第二吸收电路112连接，双向可控硅SCR1的第二端T2与充电电路20及第二吸收电路112连接，第一吸收电路111并联在双向可控硅SCR1的第一端T1与第二端T2之间，第二吸收电路112还与光控双向二极管D3的一端连接，光控双向二极管D3的另一端与双向可控硅SCR1的控制端G连接，发光二极管D2的阳极与低压差线性稳压器LDO的输出端连接，发光二极管D2的阴极与控制器12连接。

在本实施例中，控制器12向发光二极管D2的阴极输出低电平信号时，由于发光二极管D2的阳极被施加高电平信号(与控制器12的供电电压一致)，发光二极管D2有电流流过而发光，光控双向二极管D3接收到光线后导通，使得双向可控硅SCR1导通，从而导通电网与充电电路20；控制器12向发光二极管D2的阴极输出高电平信号时，可以理解的是，此时双向可控硅SCR1关断，从而关断电网与充电电路20。第一吸收电路111和第二吸收电路112起到瞬时续流作用，以保护双向可控硅SCR1，第一吸收电路111和第二吸收电路112还可吸收来自电网的浪涌电流或浪涌电压，以抑制施加在双向可控硅SCR1上的(dv/dt)t,从而避免双向可控硅SCR1误导通。

具体的，第一吸收电路111包括第一电阻R1及第一电容C1。

第一电阻R1与第一电容C1串联后串接在电网与充电电路20之间。

第二吸收电路112包括第二电阻R2、第三电阻R3及第二电容C2。

第二电阻R2的一端分别与充电电路20及双向可控硅SCR1的第一端T1连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端及第二电容C2的一端共同连接，第三电阻R3的另一端与光控双向二极管D3的一端连接，第二电容C2的另一端用于分别与电网及双向可控硅SCR1的第二端T2连接。

在一些实施例中，开关电路10还包括限流电路14。限流电路14用来限制流过发光二极管D2的电流。

限流电路14的一端与低压差线性稳压器LD0的输出端连接，限流电路的另一端与发光二极管D2的阳极连接。如图4所示，限流电路14包括电阻R4。

最后要说明的是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且在本实用新型的思路下，上述各技术特征继续相互组合，并存在如上所述的本实用新型不同方面的许多其它变化，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关电路，其特征在于，应用于充电器，所述充电器包括充电电路，所述开关电路包括控制开关及控制器；

所述控制器与所述控制开关连接；

所述控制开关包括控制端、第一端及第二端，所述控制开关的控制端与所述控制器连接，所述控制开关的第一端用于与电网连接，所述控制开关的第二端与所述充电电路连接；

所述控制器用于在检测到所述控制器与充电设备断开时，控制所述控制开关关断，以关断所述电网与所述充电电路之间的连接。

2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，还包括供电电路；

所述供电电路的输入端与所述充电电路连接，所述供电电路的输出端与所述控制器连接，所述供电电路的输入端还用于与所述充电设备连接，所述供电电路用于将所述充电电路输出的充电电压或所述充电设备输出的电压转换成所述控制器的供电电压。

3.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述供电电路包括二极管及低压差线性稳压器；

所述二极管的阳极用于与所述充电电路及所述充电设备连接，所述二极管的阴极与所述低压差线性稳压器的输入端连接，所述低压差线性稳压器的输出端与所述控制器连接。

4.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述控制开关包括光耦、第一吸收电路、双向可控硅及第二吸收电路；

所述光耦包括发光二极管及光控双向二极管，所述双向可控硅包括控制端、第一端及第二端；

所述双向可控硅的第一端用于与所述电网及所述第二吸收电路连接，所述双向可控硅的第二端与所述充电电路及所述第二吸收电路连接，所述第一吸收电路并联在所述双向可控硅的第一端与第二端之间，所述第二吸收电路还与所述光控双向二极管的一端连接，所述光控双向二极管的另一端与所述双向可控硅的控制端连接，所述发光二极管的阳极与所述低压差线性稳压器的输出端连接，所述发光二极管的阴极与所述控制器连接；

所述第一吸收电路及所述第二吸收电路用于吸收来自所述电网的浪涌电流或浪涌电压。

5.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述第一吸收电路包括第一电阻及第一电容；

所述第一电阻与所述第一电容串联后串接在所述电网与所述充电电路之间。

6.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述第二吸收电路包括第二电阻、第三电阻及第二电容；

所述第二电阻的一端分别与所述充电电路及所述双向可控硅的第一端连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端及所述第二电容的一端共同连接，所述第三电阻的另一端与所述光控双向二极管的一端连接，所述第二电容的另一端用于分别与所述电网及所述双向可控硅的第二端连接。

7.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，还包括限流电路；

所述限流电路的一端与所述低压差线性稳压器的输出端连接，所述限流电路的另一端与所述发光二极管的阳极连接；

所述限流电路用于限制流经所述发光二极管的电流。

8.一种充电器，其特征在于，包括充电电路；以及

如权利要求1至7任一项所述的开关电路，所述开关电路用于连接在所述充电电路与电网之间，以导通或关断所述充电电路与所述电网之间的连接。

9.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，还包括保险丝；

所述保险丝的一端用于与电网连接，所述保险丝的另一端与所述开关电路连接。

10.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，所述充电电路包括EMC滤波电路及电源电路；

所述EMC滤波电路的输入端与所述开关电路连接，所述EMC滤波电路的输出端与所述电源电路的输入端连接，所述电源电路的输出端用于与充电设备连接；

所述滤波电路用于滤除来自所述电网的干扰信号，所述电源电路用于将所述电网的交流电压转换成直流电压。

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