CN220732406U - 一种低损耗的充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电器技术领域，提供一种低损耗的充电控制电路，包括依次连接的主控制器、充电检测模块和开关模块，充电检测模块的检测端与充电器协议接口连接，信号端与充电器协议控制器连接，输出端与开关模块连接；开关模块的输入端与充电检测模块连接，输出端与充电器协议控制器连接；一方面实时执行充电设备的插入检测，另一方面在得到检测结果后直接反馈至充电器协议控制器进行充电准备；同时设置依次连接的充电检测模块、开关模块、充电器协议控制器，在充满电时控制开关模块关断对充电器协议控制器的驱动信号，实现设备的充满自断电，通过降低充电器协议控制器的功耗进而有效地降低充电器的损耗，降低充电器在不使用时的功耗。

Description

一种低损耗的充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，尤其涉及一种低损耗的充电控制电路。

背景技术

充电器是一种将交流电转换为低压直流电的设备，充电器在各个领域用途广泛，特别是在生活领域被广泛用于手机、相机等等常见电器充电器是采用电力电子半导体器件，将电压和频率固定不变的交流电变换为直流电的一种静止变流装置，在生活中的到处都在使用着，是不可缺少的装置。

现有的快充充电器在生活中应用已经很普遍，而且当人们不使用充电器的时候，也习惯将充电器插在插座上，这样容易导致充电器内部的电路也持续有电输入，从而导致损耗比较大；或者是充满电的时候，无法及时断开连接，使得充电器的损耗较大。

另外，在实际使用过程中，若充电器充满后，还一直处于充电状态，充电器内部的充电电路则一直处于工作状态，这样同样会增加充电器的功耗。

发明内容

本实用新型提供一种低损耗的充电控制电路，解决了现有的充电器在空置或充满电的情况下依旧持续工作，导致的功率损耗较高的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种低损耗的充电控制电路，包括依次连接的主控制器、充电检测模块和开关模块；所述充电检测模块的检测端与充电器协议接口连接，信号端与充电器协议控制器连接，输出端与所述开关模块连接；所述开关模块的输入端与所述充电检测模块连接，输出端与充电器协议控制器连接。

本基础方案设置与充电器协议接口、充电器协议控制器连接的充电检测模块，一方面实时执行充电设备的插入检测，另一方面在得到检测结果后直接反馈至充电器协议控制器进行充电准备；同时设置依次连接的充电检测模块、开关模块、充电器协议控制器，在充满电时控制开关模块关断对充电器协议控制器的驱动信号，实现设备的充满自断电，通过降低充电器协议控制器的功耗进而有效地降低充电器的损耗，降低充电器在不使用时的功耗。

在进一步的实施方案中，所述充电检测模块包括开关芯片和第一电容；所述开关芯片的NO脚作为输出端与所述开关模块连接，NC脚作为信号端与充电器协议控制器连接，串口COM作为控制端与所述主控制器连接，电源脚V+与所述主控制器连接、还通过第一电容接地，使能脚IN作为检测端与充电器协议接口连接。

在进一步的实施方案中，所述开关芯片包括单刀双掷型芯片。

本方案以单刀双掷型芯片的开关芯片为核心，一方面，利用使能脚IN执行插入检测，进而通过NC脚启动充电器协议控制器，实现插入充电自启；另一方面通过开关模块将充电器协议控制器接入NO脚，在主控制器的控制下，控制充电器协议控制器在充满电的情况下不工作，进而自动进入低功耗。

在进一步的实施方案中，所述充电检测模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述开关模块连接，阴极与所述开关芯片的输出端连接。

在进一步的实施方案中，所述开关模块包括依次连接的信号接收组件和信号输出组件，所述信号接收组件的控制端与所述充电检测模块的输出端连接，输出端与所述信号输出组件的输入端连接；所述信号输出组件的输出端与所述充电器协议控制器连接。

在进一步的实施方案中，所述信号接收组件包括第一开关管、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端作为输入端与所述充电检测模块连接，另一端与所述第一开关管的控制端连接；所述第一开关管的第一端与电源端VCC连接，第二端作为输出端与所述信号输出组件连接；所述第二电阻的两端分别与所述第一开关管的第一端、第二端连接。

本方案使用三极管作为信号接收组件可以提供更高的驱动电流，从而加快MOSFET的开关速度和响应速度，降低开关电路的驱动电压要求，降低开关过程中的功耗和损耗。

在进一步的实施方案中，所述信号输出组件包括第二开关管和第三电阻；所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端连接，第一端接地，第二端与充电器协议控制器连接；所述第三电阻的一端与所述第二开关管的控制端连接，另一端接地。

本方案采用MOS管组建信号输出组件，用栅极电压的变化控制漏极电流的变化，功率消耗更低。

在进一步的实施方案中，所述第一开关管为NPN型三极管或PNP型三极管；所述第二开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种低损耗的充电控制电路的系统框架图；

图2是本实用新型实施例提供的图1中部分结构硬件电路图；

其中：主控制器1，充电检测模块2，开关模块3，充电器协议接口4，充电器协议控制器5；

开关芯片U1，第一电容C1，第一二极管D1，第一开关管Q1，第二开关管Q2，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

本实用新型实施例提供的一种低损耗的充电控制电路，如图1、图2所示，在本实施例中，包括依次连接的主控制器1、充电检测模块2和开关模块3；所述充电检测模块2的检测端与充电器协议接口4连接，信号端与充电器协议控制器5连接，输出端与所述开关模块3连接；所述开关模块3的输入端与所述充电检测模块2连接，输出端与充电器协议控制器5连接。

在本实施例中，所述充电检测模块2包括开关芯片U1和第一电容C1；所述开关芯片U1的NO脚作为输出端与开关模块3连接，NC脚作为信号端与充电器协议控制器5连接，串口COM作为控制端与所述主控制器1连接，电源脚V+与所述主控制器1连接、还通过第一电容C1接地，使能脚IN作为检测端与充电器协议接口4连接。

在本实施例中，所述开关芯片U1包括单刀双掷型芯片，例如SGM3157YC6/TR开关芯片U1。则，在无待充电设备插入时，开关芯片U1内部则由NC脚连接COM串口，NO脚不供电也不与COM串口连接；当接入待充电设备时，使能脚IN被触发，开关芯片U1内部则由NO脚连接COM串口，此时NC脚作为信号端发出信号触发充电器协议控制器5。

本实施例以单刀双掷型芯片的开关芯片U1为核心，一方面，利用使能脚IN执行插入检测，进而通过NC脚启动充电器协议控制器5，实现插入充电自启；另一方面通过开关模块将充电器协议控制器5接入NO脚，在主控制器1的控制下，控制充电器协议控制器5在充满电的情况下不工作，进而自动进入低功耗。

在本实施例中，所述充电检测模块2还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述开关模块3连接，阴极与所述开关芯片U1的输出端连接。

在本实施例中，所述开关模块3包括依次连接的信号接收组件和信号输出组件，所述信号接收组件的控制端与所述充电检测模块2的输出端连接，输出端与所述信号输出组件的输入端连接；所述信号输出组件的输出端与所述充电器协议控制器5连接。

在本实施例中，所述信号接收组件包括第一开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端作为输入端与所述充电检测模块2连接，另一端与所述第一开关管Q1的控制端连接；所述第一开关管Q1的第一端与电源端VCC连接，第二端作为输出端与所述信号输出组件连接；所述第二电阻R2的两端分别与所述第一开关管Q1的第一端、第二端连接。

本实施例使用三极管作为信号接收组件可以提供更高的驱动电流，从而加快MOSFET的开关速度和响应速度，降低开关电路的驱动电压要求，降低开关过程中的功耗和损耗。

在本实施例中，所述信号输出组件包括第二开关管Q2和第三电阻R3；所述第二开关管Q2的控制端与所述第一开关管Q1的第二端连接，第一端接地，第二端与充电器协议控制器5连接；所述第三电阻R3的一端与所述第二开关管Q2的控制端连接，另一端接地。

本实施例采用MOS管组建信号输出组件，用栅极电压的变化控制漏极电流的变化，功率消耗更低。

在本实施例中，所述第一开关管Q1为NPN型三极管或PNP型三极管；所述第二开关管Q2为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

在本实施例中，所述主控制器1包括MCU。

以第一开关管Q1为PNP型三极管、第二开关管Q2为N沟道MOS管为例，本实施例的工作原理如下：

在充电器协议接口4不工作时，开关芯片U1的NO脚不工作，因此第一开关管Q1、第二开关管Q2均不导通，则使得与PD1_DP_INT连接的充电器协议控制器5则不工作，从而避免产生不必要的功耗。

当需要进行充电时，主控制器1的控制信号会使得PD1_DP_EN使能动作，此时开关芯片U1内部的NO脚和COM串口连接，进而COM串口接收到主控制器1发出的低电平信号，使得第一开关管Q1的基极通过第一二极管D1连通开关芯片U1的NO脚，此时第一开关管Q1的基极电压被拉低，第一开关管Q1的be电压压差大于导通电压，从而第一开关管Q1导通，进而拉低第二开关管Q2的栅极电压，使得第二开关管Q2也同样导通，最终使得充电器协议控制器5开始正常工作。

而当电池充满时，主控制器1发出高电平信号到COM串口，使得第一二极管D1截止，此时第一开关管Q1的基极电压恢复原本初始电压，第一开关管Q1的be电压压差小于导通电压，从而第一开关管Q1截止，第二开关管Q2也同样截止不导通，充电器协议控制器5不工作，从而可以降低损耗。

或者，当电池充满的时候，主控制器1发出的控制信号会使得PD1_DP_EN使能动作截止，使得开关芯片U1内部的NO脚和COM串口断开连接，第一开关管Q1的基极通过开关芯片U1的NO脚无法有效形成回路，从而使得第一开关管Q1的基极电压恢复原本初始电压，第一开关管Q1的be电压压差小于导通电压，从而第一开关管Q1截止，第二开关管Q2也同样截止不导通，充电器协议控制器5不工作，从而可以降低损耗。

本实用新型实施例设置与充电器协议接口4、充电器协议控制器5连接的充电检测模块2，一方面实时执行充电设备的插入检测，另一方面在得到检测结果后直接反馈至充电器协议控制器5进行充电准备；同时设置依次连接的充电检测模块2、开关模块3、充电器协议控制器5，在充满电时控制开关模块3关断对充电器协议控制器5的驱动信号，实现设备的充满自断电，通过降低充电器协议控制器的功耗进而有效地降低充电器的损耗，降低充电器在不使用时的功耗。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：包括依次连接的主控制器、充电检测模块和开关模块；所述充电检测模块的检测端与充电器协议接口连接，信号端与充电器协议控制器连接，输出端与所述开关模块连接；所述开关模块的输入端与所述充电检测模块连接，输出端与充电器协议控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述充电检测模块包括开关芯片和第一电容；所述开关芯片的NO脚作为输出端与所述开关模块连接，NC脚作为信号端与充电器协议控制器连接，串口COM作为控制端与所述主控制器连接，电源脚V+与所述主控制器连接、还通过第一电容接地，使能脚IN作为检测端与充电器协议接口连接。

3.如权利要求2所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述开关芯片包括单刀双掷型芯片。

4.如权利要求2所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述充电检测模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述开关模块连接，阴极与所述开关芯片的输出端连接。

5.如权利要求4所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述开关模块包括依次连接的信号接收组件和信号输出组件，所述信号接收组件的控制端与所述充电检测模块的输出端连接，输出端与所述信号输出组件的输入端连接；所述信号输出组件的输出端与所述充电器协议控制器连接。

6.如权利要求5所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述信号接收组件包括第一开关管、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端作为输入端与所述充电检测模块连接，另一端与所述第一开关管的控制端连接；所述第一开关管的第一端与电源端VCC连接，第二端作为输出端与所述信号输出组件连接；所述第二电阻的两端分别与所述第一开关管的第一端、第二端连接。

7.如权利要求6所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述信号输出组件包括第二开关管和第三电阻；所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端连接，第一端接地，第二端与充电器协议控制器连接；所述第三电阻的一端与所述第二开关管的控制端连接，另一端接地。

8.如权利要求7所述的一种低损耗的充电控制电路，其特征在于：所述第一开关管为NPN型三极管或PNP型三极管；所述第二开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。