CN214540752U - 一种普通适配器转pd电源转换控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种普通适配器转PD电源转换控制电路及装置，包括：主控模块、USB模块、电源转换模块、供电模块、PD协议模块、稳压开关模块及输出指示模块；所述USB模块、所述电源转换模块、所述供电模块、所述PD协议模块、所述稳压开关模块及所述输出指示模块分别与所述主控模块电连接；所述供电模块与输入电源电连接，所述稳压开关模块及所述电源转换模块分别与所述供电模块电连接，所述稳压开关模块分别与所述电源转换模块及所述PD协议模块电连接，所述输出指示模块分别与所述供电模块及所述PD协议模块电连接。本实用新型能够将已有的固定电压传统适配器转换成PD适配器，且输出电压可根据PD协议返回参数进行调整，成本低廉，用户体验高。

Description

一种普通适配器转PD电源转换控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及适配器技术领域，尤其涉及一种普通适配器转PD电源转换控制电路及装置。

背景技术

随着社会发展及科技进步，电子产品极大地丰富和方便了人们衣食住行的方方面面。随着电子产品的增多，对应的各种电源适配器也呈指数级增长。不同的电子产品往往需要使用不同电压或功率的适配器进行供电。而PD协议适配器的出现，很好的解决了电子产品间不能公用同一个适配器的难题。但是若直接将已有的固定电压传统适配器淘汰，会造成巨大的成本浪费，于是将传统适配器转换成PD电源，用以与PD接口电子设备对接起来显得非常有必要。因此，发明一种普通适配器转PD电源转换控制电路成为该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种普通适配器转PD电源转换控制电路及装置。

第一方面，本实用新型公开了一种普通适配器转PD电源转换控制电路，包括主控模块、USB模块、电源转换模块、供电模块、PD协议模块、稳压开关模块及输出指示模块；所述USB模块、所述电源转换模块、所述供电模块、所述PD协议模块、所述稳压开关模块及所述输出指示模块分别与所述主控模块电连接；所述供电模块与输入电源电连接，所述稳压开关模块及所述电源转换模块分别与所述供电模块电连接，所述稳压开关模块分别与所述电源转换模块及所述PD协议模块电连接，所述输出指示模块分别与所述供电模块及所述PD协议模块电连接。

优选地，所述供电模块包括第一稳压单元及过压保护单元；所述过压保护单元分别与所述第一稳压单元及所述主控模块电连接，所述主控模块及所述电源转换模块与所述第一稳压单元电连接。

优选地，所述稳压开关模块包括第二稳压单元及开关控制单元；所述第二稳压单元分别与所述第一稳压单元及所述开关控制单元电连接，所述开关控制单元分别与所述主控模块、所述PD协议模块及所述电源转换模块电连接。

优选地，所述输出指示模块包括第一输出指示单元及第二输出指示单元；所述第一输出指示单元及所述第二输出指示单元分别与所述PD协议模块电连接。

优选地，所述第二稳压单元包括第一稳压器；所述第一稳压器分别与所述第一稳压单元及所述开关控制单元电连接。

优选地，所述开关控制单元包括第一场效应管、第二场效应管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；所述第一三极管的基极与所述主控模块电连接，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第一场效应管的栅极及所述第二场效应管的栅极电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端分别与所述主控模块电连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第四电阻的第二端分别与所述第一场效应管的漏极及所述电源转换模块电连接，所述第一场效应管的源极分别与所述第二电阻的第二端及所述第二场效应管的源极电连接，所述第二场效应管的漏极分别与所述第二稳压单元及所述PD协议模块电连接。

第二方面，本实用新型还公开了一种普通适配器转PD电源转换控制装置，包括第一方面所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路。

本实用新型的一种普通适配器转PD电源转换控制电路具有如下有益效果，本实用新型公开的一种普通适配器转PD电源转换控制电路包括：主控模块、USB模块、电源转换模块、供电模块、PD协议模块、稳压开关模块及输出指示模块；所述USB模块、所述电源转换模块、所述供电模块、所述PD协议模块、所述稳压开关模块及所述输出指示模块分别与所述主控模块电连接；所述供电模块与输入电源电连接，所述稳压开关模块及所述电源转换模块分别与所述供电模块电连接，所述稳压开关模块分别与所述电源转换模块及所述PD协议模块电连接，所述输出指示模块分别与所述供电模块及所述PD协议模块电连接。所述USB模块用于提供为所述主控模块进行程序烧录及固件升级的接口；所述供电模块用于接收输入电源，并为所述稳压开关模块及所述电源转换模块提供额定工作电压；所述稳压开关模块用于将所述供电模块提供的电压稳定成固定电压输出，作为PD设备接入后的对外供电电源；所述电源转换模块用于依据所述主控模块的I2C指令，将所述稳压开关模块输出的直流固定电源，转换成PD协议所需的多个档位电压；所述输出指示模块用于指示不同的档位电压的输出状态。因此，本实用新型能够将已有的固定电压传统适配器转换成PD适配器，且输出电压可根据PD协议返回参数进行调整，成本低廉，用户体验高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的原理框图；

图2是本实用新型另一较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的原理框图；

图3是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的主控模块的电路图；

图4是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的USB模块的电路图；

图5是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的PD协议模块的电路图；

图6是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的供电模块的电路图；

图7是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的开关稳压模块的电路图；

图8是本实用新型较佳实施例的一种普通适配器转PD电源转换控制电路的电源转换模块的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的如图1、图3、图4及图5所示，包括主控模块1、USB模块2、电源转换模块3、供电模块4、PD协议模块5、稳压开关模块6及输出指示模块7；所述USB模块2、所述电源转换模块3、所述供电模块4、所述PD协议模块5、所述稳压开关模块6及所述输出指示模块7分别与所述主控模块1电连接；所述供电模块4与输入电源电连接，所述稳压开关模块6及所述电源转换模块3分别与所述供电模块4电连接，所述稳压开关模块6分别与所述电源转换模块3及所述PD协议模块5电连接，所述输出指示模块7分别与所述供电模块4及所述PD协议模块5电连接。所述USB模块2用于提供为所述主控模块1进行程序烧录及固件升级的接口；所述供电模块4用于接收输入电源，并为所述稳压开关模块6及所述电源转换模块3提供额定工作电压；所述稳压开关模块6用于将所述供电模块4提供的电压稳定成固定电压输出，作为PD设备接入后的对外供电电源；所述电源转换模块3用于依据所述主控模块1的I2C指令，将所述稳压开关模块6输出的直流固定电源，转换成PD协议所需的多个档位电压；所述输出指示模块7用于指示不同的档位电压的输出状态。因此，本实用新型能够将已有的固定电压传统适配器转换成PD适配器，且输出电压可根据PD协议返回参数进行调整，成本低廉，用户体验高。

优选地，请参阅图3，所述主控模块1包括控制单元11、复位单元12、烧录单元13及电源处理单元14，所述控制单元11为MCU(中文为微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是指将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机)，型号为CH548G。所述主控模块1用于实现电路控制、逻辑转换及PD协议的通信。在另一个优选地实施例中，所述主控模块1可以设为CH549L、CH549F、CH549G、CH548L；或者，所述主控模块1可以设为FPGA控制器或PLC控制器，所述主控模块1的型号在此不作具体限定。

优选地，请参阅图2，所述供电模块4包括第一稳压单元41及过压保护单元42；所述过压保护单元42分别与所述第一稳压单元41及所述主控模块1电连接，所述主控模块1及所述电源转换模块3与所述第一稳压单元41电连接。请参阅图6，在本实施例中，所述第一稳压单元41的型号为DS8367。在另一个优选地实施例中，所述第一稳压单元41的型号不作具体限定。所述过压保护单元42的电路结构可参阅阅图2。所述过压保护单元42的DC_IN_19V端与所述电源转换模块2的输入端及所述稳压开关模块6的输入端电连接，所述过压保护单元42的ADC_DET_DC端与所述主控模块1电连接。在本实施例中，电阻R19及电阻R20起到分压作用，用于实现所述主控模块1对电路工作电压的监控。当工作电压值大于预设阈值21V时，所述主控模块1切断所述供电模块的电源输入，使得电路停止工作，起到过压保护作用。

优选地，所述稳压开关模块6包括第二稳压单元61及开关控制单元62；所述第二稳压单元61分别与所述第一稳压单元41及所述开关控制单元62电连接，所述开关控制单元62分别与所述主控模块1、所述PD协议模块5及所述电源转换模块3电连接。

优选地，请参阅图7，所述开关控制单元62包括第一场效应管Q1、第一场效应管Q8、第一三极管Q2、第一电阻R2、第二电阻R13、第三电阻R5及第四电阻R4；所述第一三极管Q2的基极与所述主控模块1电连接，所述第一三极管Q2的集电极与所述第一电阻R2的第一端电连接，所述第一电阻R2的第二端分别与所述第二电阻R13的第一端、所述第一场效应管Q1的栅极及所述第一场效应管Q8的栅极电连接，所述第一三极管Q2的发射极接地，所述第三电阻R5的第一端及所述第四电阻R4的第一端分别与所述主控模块1电连接，所述第三电阻R5的第二端接地，所述第四电阻R4的第二端分别与所述第一场效应管Q1的漏极及所述电源转换模块3电连接，所述第一场效应管Q1的源极分别与所述第二电阻R13的第二端及所述第一场效应管Q8的源极电连接，所述第一场效应管Q8的漏极分别与所述第二稳压单元61及所述PD协议模块5电连接。所述开关控制单元62的具体电路结构图可参阅图7。可以理解的是，所述开关控制单元62用于组成一个总的开关；当PD协议通信结束，所述电源转换模块3调整到正确的电压值，经过所述主控模块1的ADC_DET_VBUS引脚多次进行ADC读取检测，确定输出的电压是需要的电压档位时，打开所述开关控制单元，防止输出电压有误，对外接设备造成损坏。所述第一场效应管Q1及所述第一场效应管Q8为P型MOS管，用于实线电流通断控制，防止外部电流倒灌。所述第一三极管Q2为NPN三级管，用于通过所述主控模块1的VBUS_ON/OFF管脚信号控制所述第一场效应管Q1及所述第一场效应管Q8的高低电平，实现通断。

优选地，所述第二稳压单元61包括第一稳压器；所述第一稳压器分别与所述第一稳压单元41及所述开关控制单元62电连接。具体地，所述第二稳压单元61的电路结构可参阅图7。所述第二稳压单元61的芯片型号为JW5071，用于在PD协议通信成功之前，将任意输入电压稳定到5v输出，作为PD设备接入后的对外供电电源。在本实施例中，当PD协议通信成功后，通过所述PD协议模块5与所述电源转换模块通信，调节电压档位输出。

优选地，所述输出指示模块7包括第一输出指示单元71及第二输出指示单元72；所述第一输出指示单元71及所述第二输出指示单元72分别与所述PD协议模块5电连接。本实施例还设置了第三输出指示单元73、第四输出指示单元74及第五输出指示单元75，分别用于实时指示当前多个档位电压的输出状态，形成人机交互指示。

优选地，请参阅图8，所述电源转换模块3用于将所述主控模块1的I2C指令，将5～24V任意直流固定电源输入，转换成所述PD协议模块5所需的档位电压5v/9v/12v/15v/20v输出。在本实施例中，所述电源转换模块3包括Buck-Boost控制器，所述Buck-Boost控制器的芯片型号为SC8721。SC8721为同步四开关降压升压变换器与四个集成开关，能够有效地输出电压；无论是高，低或等于输入电压。SC8721支持宽的输入和输出电压范围。在另一个优选地实施例中，所述Buck-Boost控制器的芯片型号可以设置为CM1801，所述Buck-Boost控制器的芯片型号在此不作具体限定。

实施例二

本实用新型还公开了一种装置，包括实施例一所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路。

综上所述，本实用新型所提供的一种普通适配器转PD电源转换控制电路包括主控模块1、USB模块2、电源转换模块3、供电模块4、PD协议模块5、稳压开关模块6及输出指示模块7；所述USB模块2、所述电源转换模块3、所述供电模块4、所述PD协议模块5、所述稳压开关模块6及所述输出指示模块7分别与所述主控模块1电连接；所述供电模块4与输入电源电连接，所述稳压开关模块6与所述供电模块4电连接，所述稳压开关模块6分别与所述电源转换模块3及所述PD协议模块5电连接，所述输出指示模块7分别与所述供电模块4及所述PD协议模块5电连接。所述USB模块2用于提供为所述主控模块1进行程序烧录及固件升级的接口；所述供电模块4用于接收输入电源，并为所述稳压开关模块6及所述电源转换模块3提供额定工作电压；所述稳压开关模块6用于将所述供电模块4提供的电压稳定成固定电压输出，作为PD设备接入后的对外供电电源；所述电源转换模块3用于依据所述主控模块1的I2C指令，将所述稳压开关模块6输出的直流固定电源，转换成PD协议所需的多个档位电压；所述输出指示模块7用于指示不同的档位电压的输出状态。因此，本实用新型能够将已有的固定电压传统适配器转换成PD适配器，且输出电压可根据PD协议返回参数进行调整，成本低廉，用户体验高。

以上对本实用新型所提供的一种普通适配器转PD电源转换控制电路及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，包括：主控模块、USB模块、电源转换模块、供电模块、PD协议模块、稳压开关模块及输出指示模块；所述USB模块、所述电源转换模块、所述供电模块、所述PD协议模块、所述稳压开关模块及所述输出指示模块分别与所述主控模块电连接；所述供电模块与输入电源电连接，所述稳压开关模块及所述电源转换模块分别与所述供电模块电连接，所述稳压开关模块分别与所述电源转换模块及所述PD协议模块电连接，所述输出指示模块分别与所述供电模块及所述PD协议模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，所述供电模块包括第一稳压单元及过压保护单元；所述过压保护单元分别与所述第一稳压单元及所述主控模块电连接，所述主控模块及所述电源转换模块与所述第一稳压单元电连接。

3.根据权利要求2所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，所述稳压开关模块包括第二稳压单元及开关控制单元；所述第二稳压单元分别与所述第一稳压单元及所述开关控制单元电连接，所述开关控制单元分别与所述主控模块、所述PD协议模块及所述电源转换模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，所述输出指示模块包括第一输出指示单元及第二输出指示单元；所述第一输出指示单元及所述第二输出指示单元分别与所述PD协议模块电连接。

5.根据权利要求3所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，所述第二稳压单元包括第一稳压器；所述第一稳压器分别与所述第一稳压单元及所述开关控制单元电连接。

6.根据权利要求3所述的一种普通适配器转PD电源转换控制电路，其特征在于，所述开关控制单元包括第一场效应管、第二场效应管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；所述第一三极管的基极与所述主控模块电连接，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第一场效应管的栅极及所述第二场效应管的栅极电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端分别与所述主控模块电连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第四电阻的第二端分别与所述第一场效应管的漏极及所述电源转换模块电连接，所述第一场效应管的源极分别与所述第二电阻的第二端及所述第二场效应管的源极电连接，所述第二场效应管的漏极分别与所述第二稳压单元及所述PD协议模块电连接。

7.一种普通适配器转PD电源转换控制装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的普通适配器转PD电源转换控制电路。

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