CN219107087U - 充电模组和充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种充电模组和充电装置，其中，充电模组包括多个接口电路、充电电路和限流电路。充电电路将交流电信号转换为直流电信号，为与接口电路连接的待充电设备供电。限流电路分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，并限制直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率。

Description

充电模组和充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，特别是涉及充电模组和充电装置。

背景技术

随着科技的不断发展，需要充电的设备越来越多，例如，智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、游戏机等，充电装置的数量也随之不断增加。如果每一款设备都配备一个充电装置的话，用户在出行旅行等场景下经常需要携带多个充电装置，非常的不方便。因此，单口充电装置已经无法满足用户的需求，多口充电装置应运而生。

对于多口充电装置，在使用其中一个接口为设备充电时，若再用第二个接口接入设备，第一个接口会断电，随后恢复充电，即会发生断充，影响充电效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种充电模组和充电装置，以解决断充的问题。

本申请实施例提供了一种充电模组，所述充电模组包括：

多个接口电路，各所述接口电路用于与待充电设备连接；

充电电路，与各所述接口电路连接，用于接收交流电信号，并将所述交流电信号转换为直流电信号；

限流电路，分别与所述充电电路的输出端、各所述接口电路连接，用于限制所述直流电信号的最大输出电流值；其中，所述最大输出电流值与所述充电模组的额定功率正相关。

上述实施例提供的充电模组，包括多个接口电路、充电电路和限流电路。充电电路将交流电信号转换为直流电信号，为与接口电路连接的待充电设备供电。限流电路分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，并限制直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率。

在其中一个实施例中，所述限流电路包括固定阻值的限流电阻。

在其中一个实施例中，所述限流电阻的阻值范围是3.5欧姆至5欧姆。

在其中一个实施例中，所述充电模组还包括：

运算放大电路，分别与所述充电电路、所述限流电路连接，用于对所述充电电路输出的直流电信号进行放大处理，并输出给所述限流电路。

在其中一个实施例中，所述充电模组还包括：

检测控制电路，分别与各所述接口电路连接，用于检测各所述接口电路连接的所述待充电设备的目标充电功率，并根据所述目标充电功率控制各所述接口电路的输出电流。

在其中一个实施例中，各所述接口电路包括：

DC-DC转换组件，分别与所述充电电路、所述限流电路、所述检测控制电路连接，用于对所述限流电路输出的直流电信号进行升压处理或降压处理；

接口，分别与所述DC-DC转换组件、所述待充电设备连接。

在其中一个实施例中，各所述接口电路中的所述DC-DC转换组件的转换倍率不同。

在其中一个实施例中，所述充电电路包括：

输入接口，用于与外接电源连接；

AC-DC转换组件，分别与所述输入接口、所述限流电路、各所述接口电路连接，用于接收所述外接电源提供的交流电信号，并将所述交流电信号转换为所述直流电信号。

在其中一个实施例中，所述充电模组还包括：

整流滤波电路，所述整流滤波电路的输入端与所述AC-DC转换组件连接，所述整流滤波电路的输出端分别与所述限流电路、各所述接口电路连接，用于对所述直流电信号进行整流滤波处理；其中，

所述限流电路，用于限制所述整流滤波处理后的直流电信号的最大输出电流值。

在其中一个实施例中，包括上述任一实施例的充电模组和壳体，所述充电模组容置在所述壳体内。

上述实施例提供的充电装置，充电装置包括壳体和容置于壳体中的充电模组。其中，充电模组包括多个接口电路、充电电路和限流电路。充电电路将交流电信号转换为直流电信号，为与接口电路连接的待充电设备供电。限流电路分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，并限制直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率。

附图说明

图1为一个实施例提供的充电模组的结构示意图；

图2为一个实施例提供的限流电路和运算放大器的结构示意图；

图3为另一个实施例提供的充电模组的结构示意图；

图4为一个实施例提供的检测控制电路的结构示意图；

图5为另一个实施例提供的充电模组的结构示意图；

图6a为一个实施例提供的接口电路的部分结构示意图；

图6b为另一个实施例提供的接口电路的部分结构示意图；

图6c为另一个实施例提供的接口电路的部分结构示意图；

图7为另一个实施例提供的充电模组的结构示意图；

图8a为一个实施例提供的充电电路的部分结构示意图；

图8b为另一个实施例提供的充电电路的部分结构示意图；

图8c为另一个实施例提供的充电电路的部分结构示意图；

图9为另一个实施例提供的充电模组的结构示意图；

图10为一个实施例提供的整流滤波电路的结构示意图；

图11为另一个实施例提供的充电模组的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文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。本文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例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

正如背景技术所言，相关技术中的多口充电装置，在新接入待充电设备时，会出现断充。断充是指第二个接口接线时第一个接口断电并恢复充电的现象。因此，本申请实施例提供了一种充电模组和充电装置，以解决断充问题。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种充电模组。该充电模组包括多个接口电路10、充电电路20和限流电路30。其中，各接口电路10用于与待充电设备连接。各接口电路10的数量可以根据应用需求设定，在此不作任何限定，图1以充电模组包括三个接口电路10作为示例进行说明。其中，待充电设备是指需要进行充电的设备，包括但不限于智能手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑和游戏机。充电电路20与各接口电路10连接，充电电路20用于接收交流电信号，并将交流电信号转换为直流电信号。示例性的，充电电路20将220V交流电信号转换为直流电信号。限流电路30分别与充电电路20的输出端、各接口电路10连接，

限流电路30用于限制充电电路20输出的直流电信号的最大输出电流值。最大输出电流值是指充电电路20为已接入充电模组的待充电设备的最大总电流值。例如，图1中的三个接口电路10均连接有待充电设备，则充电电路20输出给三个待充电设备的总电流值不超过最大输出总电流值。并且，最大输出电流值与充电模组的额定功率正相关。充电模组的额定功率越大，最大输出电流值越大。充电模组的额定功率越小，最大输出电流值越小。其中，充电模组的额定功率指充电模组的最大输出功率。示例性的，限流电路30在已接入的待充电设备总输出功率超过充电模组的额定功率的情况下，限制直流电信号的最大输出电流值。

上述实施例提供的充电模组，包括多个接口电路、充电电路和限流电路。充电电路将交流电信号转换为直流电信号，为与接口电路连接的待充电设备供电。限流电路分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，并限制直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率，并提高了用户的使用体验。

在一个实施例中，如图2所示，限流电路包括固定阻值的限流电阻R6。限流电阻R6分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，限流电阻R6用于限制充电电路输出的直流电信号的最大输出电流值。其中，限流电阻R6的阻值可以是预先设定的固定值。示例性的，限流电阻R6的阻值可以根据充电模组的额定功率确定。在额定功率和限流电阻R6的阻值确定的情况下，可以确定出最大输出电流值。

上述实施例提供的充电模组，其中限流电阻包括限流电阻，且限流电阻的阻值固定，因此可以确定出限流电路的最大输出电流值。在充电模组新接入待充电设备时，可以通过限定电路中的限流电阻对充电模组的输出电流值限定在最大输出电流值之下，起到限流的作用，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时出现断充的问题，提高了用户的使用体验。

在一个实施例中，限流电阻R6的阻值范围可以是3.5欧姆至5欧姆。示例性的，限流电阻R6的阻值可以为4欧姆。

在一个实施例中，如图2所示，充电模组还包括运算放大电路。示例性的，运算放大电路包括运算放大器U7，运算放大器U7分别与充电电路、限流电路R6连接。运算放大电路用于对充电电路输出的直流电信号进行放大处理，并输出给限流电路。示例性的，运算放大器为双运算放大器。双运算放大器的型号可以为LM358。在图2中，LM358与上述限流电阻R6连接，通过限流电阻R6限制充电电路输出的直流电信号的最大输出电流值。具体的，LM358通过串联的R6和R46接地，充电电路的直流电信号通过Vin输入LM358，LM358通过Vout输出限流后的直流电信号。图2包括LM358和限流电阻R6，还包括其他器件，如电阻R14、电容C17等，具体可参见图2所示的电路结构，在此不过多地介绍。

上述实施例提供的充电模组，包括多个接口电路、充电电路和限流电路，还包括运算放大器。运算放大器与充电电路连接，对充电电路输出的直流电信号进行放大处理，并且，运算放大器还与限流电路连接，通过限流电路限制充电电路的直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率，并提高了用户的使用体验。

在一个实施例中，如图3所示，充电模组还包括检测控制电路40。检测控制电路40分别与各接口电路10连接。检测控制电路40用于检测各接口电路10连接的待充电设备的目标充电功率，并根据目标充电功率控制各接口电路10的输出电流。其中，目标充电功率是指待充电设备充电时的需求功率。

示例性的，检测控制电路40包括微控制单元(Micro Control Unit,MCU)。示例性的，在接口电路110接入或移除待充电设备时，检测控制电路40通过I2C通信协议获取已接入的待充电设备的目标充电功率，并根据目标充电功率，调节各接口电路10的输出电流，保持与已接入的待充电设备之间的充电协议和充电电压保持不变。示例性的，检测控制电路40通过I2C(Inter-Integrated Circuit，两线式串行)通信协议与各接口电路10连接。

如图4所示，提供了一种检测控制电路的结构示意图。该检测控制电路包括MCU，其中，接口电路中的DC-DC转换组件可以通过引脚SCL、SDA或SCL1、SDA1连接。在实际应用中，可以根据接口数量对MCU扩充脚位，例如，增加新的引脚SCL2、SDA2(图中未示出)，以连接多个接口电路，为更多的待充电设备充电。具体组成和各器件之间的连接关系可参见图4所示的电路结构，在此不过多地介绍。

上述实施例提供的充电模组，包括多个接口电路、充电电路和限流电路，还包括检测控制电路。检测控制电路通过检测待充电设备的目标充电功率，调节各接口电路的输出电流，保持各接口电路与待充电设备之间的充电协议和充电电压保持不变，从而在充电模组新接入或移除待充电设备的情况下，能够避免已接入的待充电设备出现断流或重新匹配充电协议的问题，保证已接入的待充电设备保持充电状态，从而提高了充电效率，并提高了用户的使用体验。

在一个实施例中，如图5所示，各接口电路包括DC-DC转换组件110和接口120。其中，DC-DC转换组件110分别与充电电路20、限流电路30、检测控制电路40连接，DC-DC转换组件110用于对限流电路30输出的直流电信号进行升压处理或降压处理。示例性的，DC-DC转换组件110可以根据对应接口120连接的待充电设备的需求功率进行升压处理或者降压处理，以满足待充电设备充电需求。接口120分别与DC-DC转换组件110、待充电设备连接。

如图6a、6b和6c所示，图6a、图6b和图6c连接构成了一种接口电路的结构示意图。其中，图6a和图6b通过引脚CSPC连接，图6a和图6b通过对应的引脚CC1、CC2、DPC和DMC连接。该接口电路包括DC-DC转换组件和接口。其中，直流电信号通过Vout输入接口电路，待充电设备可以通过图6a中的CC1、CC2或CPC、CMC与该接口电路连接。在图6a中，接口电路还包括两个MOS管(Positive Channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)和芯片U6。其中，两个MOS管分别为Q5和Q6，Q5的型号为DFN8_3X3 RUH4040M2，Q6的型号为DFN_3X3RU4040M2。芯片U6的型号为QFN28_4X4_EPAD SW3516H。图6a、图6b和图6c还包括其他半导体器件包括电阻如R53、电容如C16、电感如L3等，具体可参见图6a、图6b和图6c所示的电路结构，在此不过多地介绍。

上述实施例提供的充电模组，其中，各接口电路包括DC-DC转换组件和接口，通过DC-DC转换组件对限流电路输出的直流电信号进行升压处理或降压处理，并且通过接口连接DC-DC转换组件与待充电设备，从而满足了对于不同类型的待充电设备的充电需求。

在一个实施例中，各接口电路中的DC-DC转换组件110的转换倍率不同。其中，转换倍率是指DC-DC转换组件110输出的直流电信号与DC-DC转换组件110接收的直流电信号之间的比值，从而满足了对于不同类型的待充电设备的充电需求。

在一个实施例中，接口120包括USB接口和Lightning接口中的至少一种。需要说明的时，接口120的类型可以根据待充电设备的类型适应性设置，在此不作任何限定。示例性的，接口120可以包括type-C接口和Lightning接口。基于此，充电模组可以为不同类型的待充电设备充电。

在一个实施例中，如图7所示，充电电路20包括输入接口210和AC-DC转换组件220。其中，输入接口210用于与外接电源连接。充电模组210可以通过外界电源进行充电和储能。AC-DC转换组件220分别与输入接口210、限流电路30、各接口电路10连接，AC-DC转换组件220用于接收外接电源提供的交流电信号，并将交流电信号转换为直流电信号。如图8a、图8b和图8c所示，图8a、图8b和图8c连接构成提供了一种充电电路的结构示意图。其中，图8a与图8b同通过引脚Vsw连接，图8b与图8c通过对应的引脚Y1、Y2和Y3连接。其中，直流电信号通过图8a中的引脚T1A输出。具体组成和各器件之间的连接关系可参见图8a、图8b和图8c所示的电路结构，在此不过多地介绍。

上述实施例提供的充电模组，其中，充电电路包括输入接口和AC-DC转换组件，充电电路通过输入接口连接外部电源进行充电和储能，并通过AC-DC转换组件将外部电源提供的交流电信号转换为直流电信号，从而可以为待充电设备进行充电。

在一个实施例中，如图9所示，充电模组还包括整流滤波电路50。整流滤波电路50的输入端与AC-DC转换组件220连接，整流滤波电路50的输出端分别与限流电路30、各接口电路10连接。整流滤波电路50用于对AC-DC转换组件220输出的直流电信号进行整流滤波处理，从而能够为待充电设备提供满足需求的直流电信号。其中，限流电路30用于限制整流滤波处理后的直流电信号的最大输出电流值。如图10所示，提供一种整流滤波电路的结构示意图。其中，AC-DC转换组件输出的直流电信号通过Vin输入，整流滤波后的直流电信号通过Vout输出。具体组成和各器件之间的连接关系可参见图10所示的电路结构，在此不过多地介绍。

为了更好的理解，下面结合图11，对上述实施例提供的充电模组进行详细介绍。

如图11所示，充电模组包括输入接口210、AC-DC转换电路220、整流滤波电路50、限流电路30、检测控制电路40、DC-DC转换电路110和接口120。是理性的，图11中包括三组DC-DC转换电路和对应的接口。其中，DC-DC转换电路包括第一DC-DC转换电路111、第二DC-DC转换电路112和第三DC-DC转换电路113。接口包括第一接口121、第二接口122和第三接口123。

输入接口210的输入端与外部电源连接。输入接口210的输出端与AC-DC转换电路220的输入端连接，AC-DC转换电路220的输出端与整流滤波电路50的输入端连接，整流滤波电路50的输出端分别与限流电路50、各DC-DC转换电路的输入端连接，各DC-DC转换电路的输出端对应与各接口的输入端连接，接口的输出端与待充电设备连接。其中，各电路之间的具体组成和连接关系可参考图1-图10及相关内容，在此不再赘述。

在第一接口121连接第一待充电设备，并为第一待充电设备充电的情况下，第二待充电设备通过第二接口122接入充电模组，检测控制电路40获取已接入的第一待充电设备和第二待充电设备的目标充电功率，重新分配充电模组的输出功率。具体的，通过第一DC-DC转换电路111调节第一待充电设备的充电电流以及保持第一待充电设备的充电协议和充电电压不变，且通过第二DC-DC转换电路121输出第二待充电设备的充电电流以及充电电压，为第二充电设备进行充电。

在上述充电模组为第一待充电设备和第二待充电设备进行充电的情况下，若第一待充电设备已充满电，从第一接口121移除第一待充电设备。此时，检测控制电路40获取第二充电设备的目标充电功率，并通过第二DC-DC转换电路121调节第二待充电设备的充电电流以及保持第二待充电设备的充电协议和充电电压不变，持续为第二待充电设备进行充电。

在一个实施例中，还提供了一种充电装置，该充电装置包括上述任一实施例所述的充电模组和壳体。其中，充电模组容置在壳体内。示例性的，充电装置包括充电器、移动电源或充电桩。

上述实施例提供的充电装置，包括壳体和容置于壳体中的充电模组。其中，充电模组包括多个接口电路、充电电路和限流电路。充电电路将交流电信号转换为直流电信号，为与接口电路连接的待充电设备供电。限流电路分别与充电电路的输出端、各接口电路连接，并限制直流电信号的最大输出电流值，从而对充电电路输出的直流电信号起到限流的作用，即提供了一个主动限流保障，保证了多口同时大功率输出时主动限流，避免了在新接入待充电设备时由于输出功率过大导致前级过载保护而出现断充的问题，从而提高了充电效率，并提高了用户的使用体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种充电模组，其特征在于，所述充电模组包括：

多个接口电路，各所述接口电路用于与待充电设备连接；

充电电路，与各所述接口电路连接，用于接收交流电信号，并将所述交流电信号转换为直流电信号；

限流电路，分别与所述充电电路的输出端、各所述接口电路连接，用于限制所述直流电信号的最大输出电流值；其中，所述最大输出电流值与所述充电模组的额定功率正相关。

2.根据权利要求1所述的充电模组，其特征在于，所述限流电路包括固定阻值的限流电阻。

3.根据权利要求2所述的充电模组，其特征在于，所述限流电阻的阻值范围是3.5欧姆至5欧姆。

4.根据权利要求1所述的充电模组，其特征在于，所述充电模组还包括：

运算放大电路，分别与所述充电电路、所述限流电路连接，用于对所述充电电路输出的直流电信号进行放大处理，并输出给所述限流电路。

5.根据权利要求1所述的充电模组，其特征在于，所述充电模组还包括：

检测控制电路，分别与各所述接口电路连接，用于检测各所述接口电路连接的所述待充电设备的目标充电功率，并根据所述目标充电功率控制各所述接口电路的输出电流。

6.根据权利要求5所述的充电模组，其特征在于，各所述接口电路包括：

DC-DC转换组件，分别与所述充电电路、所述限流电路、所述检测控制电路连接，用于对所述限流电路输出的直流电信号进行升压处理或降压处理；

接口，分别与所述DC-DC转换组件、所述待充电设备连接。

7.根据权利要求6所述的充电模组，其特征在于，各所述接口电路中的所述DC-DC转换组件的转换倍率不同。

8.根据权利要求1所述的充电模组，其特征在于，所述充电电路包括：

输入接口，用于与外接电源连接；

AC-DC转换组件，分别与所述输入接口、所述限流电路、各所述接口电路连接，用于接收所述外接电源提供的交流电信号，并将所述交流电信号转换为所述直流电信号。

9.根据权利要求8所述的充电模组，其特征在于，所述充电模组还包括：

整流滤波电路，所述整流滤波电路的输入端与所述AC-DC转换组件连接，所述整流滤波电路的输出端分别与所述限流电路、各所述接口电路连接，用于对所述直流电信号进行整流滤波处理；其中，

所述限流电路，用于限制所述整流滤波处理后的直流电信号的最大输出电流值。

10.一种充电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的充电模组和壳体，所述充电模组容置在所述壳体内。

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