CN220797825U - 多口快充装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多口快充装置，其包括：电源输入端口、处理模块、多个连接模块、调节模块和转换控制模块，处理模块用于将电源经电源输入端口输入的高压交流电处理为低压直流电；每一连接模块包括连接端口和切换单元，与处理模块电连接的连接端口用于对电器设备进行充电，对应的切换单元用于输出切换信号；调节模块分别与切换单元和处理模块连接，调节模块用于输出第一调节信号以及根据对处理模块的检测输出第二调节信号；转换控制模块用于根据第一调节信号和第二调节信号控制处理模块的转换单元调节处理模块输出的电压和电流。本实用新型多口快充装置能够避免过载保护影响多个电器设备同时充电，有利于改善充电体验。

Description

多口快充装置

技术领域

本实用新型涉及一种充电器技术领域，尤其涉及一种多口快充装置。

背景技术

目前的充电器一般内部设置有集成PD&QC快充协议的芯片，通过引脚外接配置对协议芯片进行协议模式调节后，充电器能够实现快充，而多口充电器内设置的协议芯片是内置固化且不支持升级更新的，单独插接一个USBC时充电器的充电接口最高能够支持30W的快充功率，但如果同时插入多个USBC时，USBC的充电协议则会降为电压5V电流3A的PD3.0协议。

由于同时插接多个USBC端口时充电端口会降电压为5V以支持PD协议，但充电器一般使用单一AC-DC供电方案，若插接的USB输出端口为3个时，3路均支持5V/3A的PD协议，那么AC-DC供电端则需要提供3*3A＝9A的电流才可满足多个设备的充电需求，但AC-DC的供电端是不能提供9A的电流配置的，输出的电流过大会导致AC-DC的供电电路进入过载保护，导致通过USBC接口连接充电器的设备循环断充。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多口快充装置，能够避免过载保护影响多个电器设备同时充电，有利于改善充电体验。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种多口快充装置，其包括：电源输入端口、处理模块、多个连接模块、调节模块和转换控制模块，所述电源输入端口与电源连接；所述处理模块的输入端与所述电源输入端口连接，所述处理模块用于将所述电源经所述电源输入端口输入的高压交流电处理为低压直流电，所述处理模块设置有转换单元；每一所述连接模块包括连接端口和切换单元，多个所述连接端口分别与所述处理模块的输出端电连接，所述连接端口用于供充电接口插接以对所述充电接口连接的电器设备进行充电，所述切换单元与所述连接端口连接，所述充电接口与所述连接端口连接后，对应的所述切换单元用于输出切换信号；所述调节模块的输入端分别与所述切换单元的输出端和所述处理模块的输出端连接，所述调节模块用于根据切换信号输出第一调节信号，以及所述调节模块用于对所述处理模块输出的电流进行检测，并根据检测结果输出第二调节信号；所述转换控制模块与所述调节模块连接，所述转换控制模块的输出端与所述转换单元连接，所述转换控制模块用于根据第一调节信号和第二调节信号控制所述转换单元调节所述处理模块输出的电压和电流。

可选地，所述转换控制模块设置有反馈单元和第一控制单元，所述反馈单元的输入端与所述调节模块连接，所述反馈单元的输出端与所述第一控制单元连接，所述反馈单元用于将第一调节信号和第二调节信号进行转换并反馈输入所述第一控制单元，所述第一控制单元用于调节自身的工作频率以调节所述转换单元的能量转换。

可选地，所述反馈单元包括光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和感光三极管，所述发光二极管形成为所述反馈单元的输入端，所述感光三极管形成为所述反馈单元的输出端，所述调节模块用于控制所述发光二极管导通或断开以控制所述感光三极管导通或断开。

可选地，所述处理模块包括输出正端和输出负端，每一所述连接端口包括连接正极和连接负极，所述调节模块包括第一电阻和第二控制单元，所述输出正端与所述连接正极连接，所述输出负端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述连接负极连接，所述第二控制单元通过所述第一电阻检测所述处理模块输出的电流。

可选地，所述第一电阻为检测电流的采样电阻，所述第一电阻用于将所述处理模块输出的电流信号转换为电压信号。

可选地，所述调节模块包括第二控制单元、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第二控制单元设置有电压输出端、电流输入端和地端，所述第一电容和所述第二电阻串联，所述第一电容的另一端与所述电压输出端连接，所述第二电阻的另一端与电流输入端和所述第三电阻的第一端连接，所述地端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二控制单元用于检测所述第一电阻两端的电压。

可选地，所述切换单元包括协议芯片，所述协议芯片通过所述连接端口与所述充电接口连接的电器设备通讯连接，所述协议芯片用于与所述电器设备协议握手，并向所述调节模块发送电压信号。

可选地，所述处理模块包括AC滤波整流单元、所述转换单元和DC整流单元，所述转换单元包括第一绕组和第二绕组，所述AC滤波整流单元的输入端与所述电源输入端口连接，所述AC滤波整流单元的输出端与所述第一绕组连接，所述第二绕组与所述DC整流单元的输入端连接，在所述转换控制模块的控制下所述转换单元用于调节所述处理模块的输出功率。

本实用新型包括处理模块、多个连接模块、调节模块和转换控制模块，处理模块将高压交流电处理为低压直流电并通过多个连接模块向充电接口连接的电器设备充电，连接模块设置有切换单元，充电接口与连接端口连接后，对应的切换单元向调节模块输出切换信号，调节模块则向转换控制模块发送第一调节信号，转换控制模块则根据第一调节信号控制处理模块的转换单元调高处理模块的输出电压，以实现快充，提高充电效率，而调节模块还与处理模块的输出端连接，调节模块能够对处理模块输出的电流和电压进行检测，若多个连接端口同时对多个电器设备进行充电时，调节模块能够检测并判断处理模块输出的电流过高并向转换控制模块输出第二调节信号，而转换控制模块能够根据第二调节信号控制转换单元调低处理模块的输出电流，进而避免处理模块被过载保护而影响多个电器设备同时充电，有利于改善充电体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例多口快充装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例多口快充装置的电路结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1和图2，本实用新型公开了一种多口快充装置，其包括：电源输入端口1、处理模块2、多个连接模块3、调节模块4和转换控制模块5，电源输入端口1与电源连接；处理模块2的输入端与电源输入端口1连接，处理模块2用于将电源经电源输入端口1输入的高压交流电处理为低压直流电，处理模块2设置有转换单元21；每一连接模块3包括连接端口31和切换单元32，多个连接端口31分别与处理模块2的输出端电连接，连接端口31用于供充电接口插接以对充电接口连接的电器设备进行充电，切换单元32与连接端口31连接，充电接口与连接端口31连接后，对应的切换单元32用于输出切换信号；调节模块4的输入端分别与切换单元32的输出端和处理模块2的输出端连接，调节模块4用于根据切换信号输出第一调节信号，以及调节模块4用于对处理模块2输出的电流进行检测，并根据检测结果输出第二调节信号；转换控制模块5与调节模块4连接，转换控制模块5的输出端与转换单元21连接，转换控制模块5用于根据第一调节信号和第二调节信号控制转换单元21调节处理模块2输出的电压和电流。

本实用新型包括处理模块2、多个连接模块3、调节模块4和转换控制模块5，处理模块2将高压交流电处理为低压直流电并通过多个连接模块3向充电接口连接的电器设备充电，连接模块3设置有切换单元32，充电接口与连接端口31连接后，对应的切换单元32向调节模块4输出切换信号，调节模块4则向转换控制模块5发送第一调节信号，转换控制模块5则根据第一调节信号控制处理模块2的转换单元21调高处理模块2的输出电压，以实现快充，提高充电效率，而调节模块4还与处理模块2的输出端连接，调节模块4能够对处理模块2输出的电流和电压进行检测，若多个连接端口31同时对多个电器设备进行充电时，调节模块4能够检测并判断处理模块2输出的电流过高并向转换控制模块5输出第二调节信号，而转换控制模块5能够根据第二调节信号控制转换单元21调低处理模块2的输出电流，进而避免处理模块2被过载保护而影响多个电器设备同时充电，有利于改善充电体验。

参阅图1和图2，转换控制模块5设置有反馈单元51和第一控制单元52，反馈单元51的输入端与调节模块4连接，反馈单元51的输出端与第一控制单元52连接，反馈单元51用于将第一调节信号和第二调节信号进行转换并反馈输入第一控制单元52，第一控制单元52用于调节自身的工作频率以调节转换单元21的能量转换。

可选地，反馈单元51包括光电耦合器，光电耦合器包括发光二极管511和感光三极管512，发光二极管511形成为反馈单元51的输入端，感光三极管512形成为反馈单元51的输出端，调节模块4用于控制发光二极管511导通或断开以控制感光三极管512导通或断开。

具体地，在本实施例中，第一控制单元52包括电压调节反馈端521，电压调节反馈端521与感光三极管512连接，用于接收调节模块4通过反馈单元51向转换控制模块5发送的调节指令(升压或降流)，并通过控制转换单元21来改变处理模块2的输出功率以实现快充或恒流。

更具体地，第一控制单元52为PWM控制芯片，电压调节反馈端521为PWM控制芯片的FB引脚，转换单元21包括变压器T1，但不限于此，PWM控制芯片通过FB引脚接收感光三极管512发送的信号，PWM控制芯片通过调节自身工作频率来调整变压器T1的能量转换，进而改变处理模块2的输出功率。

参阅图1和图2，处理模块2包括输出正端22和输出负端23，每一连接端口31包括连接正极311和连接负极312，调节模块4包括第一电阻RS4和第二控制单元41，输出正端22与连接正极311连接，输出负端23与第一电阻RS4的第一端连接，第一电阻RS4的第二端与连接负极312连接，第二控制单元41通过第一电阻RS4检测处理模块2输出的电流。

具体地，在本实施例中，连接端口31为TYPE-C母座，连接正极311为TYPE-C母座的VBUS引脚，连接负极312为TYPE-C母座的GND引脚，多口快充装置设置有两个连接端口31，但不限于此，在一些实施例中，连接端口31还可以设置为三个，或根据需求进行设置。

可选地，第一电阻RS4为检测电流的采样电阻，第一电阻RS4用于将处理模块2输出的电流信号转换为电压信号。

具体地，在本实施例中，当两个连接端口31都插接有充电接口时，两协议芯片321与电器设备协议握手请求的电压电流总和为5V电压6A电流，经过调节模块4和反馈单元51的反馈，转换控制模块5会控制转换单元21提高处理模块2的输出功率，但是6A电流容易导致处理模块2进入过载保护，因此需要通过调节模块4和第一电阻RS4的配合及时地检测和判断处理模块2输出的电流是否超过恒流设定值，但不限于此。

参阅图1和图2，调节模块4包括第二控制单元41、第二电阻R29、第三电阻R26和第一电容C21，第二控制单元41设置有电压输出端411、电流输入端412和地端413，第一电容C21和第二电阻R29串联，第一电容C21的另一端与电压输出端411连接，第二电阻R29的另一端与电流输入端412和第三电阻R26的第一端连接，地端413与第一电阻RS4的第一端连接，第三电阻R26的第二端与第一电阻RS4的第二端连接，第二控制单元41用于检测第一电阻RS4两端的电压。调节模块4能够保证输出过载时进入恒流状态而不会被过载保护，电路结构简单成本低并且能够有效地解决多个电器设备充电时循环断充的现象。

具体地，在本实施例中，第二控制单元41为恒流控制芯片ME4315，电压输出端411为恒流控制芯片的VOUT引脚，电压输出端411与反馈单元51的发光二极管511连接，电流输入端412为恒流控制芯片的VS引脚，地端413为恒流控制芯片的GND引脚，但不限于此；第二控制单元41根据检测的电压判断处理模块2输出的电流是否超出恒流设定值，恒流设定值一般设定为比处理模块2的OLP点小20％，并且一般通过改变第一电阻RS4的阻值来改变恒流设定值的大小，当第二控制单元41通过第一电阻RS4检测到处理模块2输出的电流超过恒流设定值时，为了避免处理模块2进入OLP过载保护，第二控制单元41通过电压输出端411向反馈单元51发送第二调节信号，通过改变转换控制模块5的工作频率来改变处理模块2的输出功率，以将处理模块2输出的电流限定在恒流设定值，从而避免处理模块2被过载保护而导致电器设备循环断充，影响使用体验。

参阅图1和图2，切换单元32包括协议芯片321，协议芯片321通过连接端口31与充电接口连接的电器设备通讯连接，协议芯片321用于与电器设备协议握手，并向调节模块4发送电压信号。

具体地，在本实施例中，连接端口31和协议芯片321均设置有第一通讯端301和第二通讯端302，切换单元32通过第一通讯端301和第二通讯端302与连接端口31连接的电器设备完成协议握手，协议芯片321还包括电压反馈端3211，调节模块4的第二控制单元41包括取样电压反馈端414，协议芯片321握手完成后通过电压反馈端3211向第二控制单元41的取样电压反馈端414发送切换信号，第二控制单元41的电压输出端411与反馈单元51的发光二极管511连接，反馈单元51的感光三极管512与转换控制模块5连接，以通过反馈单元51向转换控制模块5反馈电器设备的快充升压需求，进而通过转换控制模块5控制处理模块2输出对应的快充输出电压和输出电流。

更具体地，第一通讯端301为协议芯片321和TYPE-C母座的CC1引脚，第二通讯端302为协议芯片321和TYPE-C母座的CC2引脚，电压反馈端3211为协议芯片321的FBO引脚，取样电压反馈端414为恒流控制芯片的VC引脚，但不限于此。

参阅图1和图2，处理模块2包括AC滤波整流单元22、转换单元21和DC整流单元23，转换单元21包括第一绕组T1A和第二绕组T1C，AC滤波整流单元22的输入端与电源输入端口1连接，AC滤波整流单元22的输出端与第一绕组T1A连接，第二绕组T1C与DC整流单元23的输入端连接，在转换控制模块5的控制下转换单元21用于调节处理模块2的输出功率。

具体地，在本实施例中，处理模块2为常见的AC-DC电源输出，AC滤波整流单元22为一次侧整流滤波电路，转换单元21为变压器功率转换电路，DC整流单元23为二次侧整流滤波电路，但不限于此。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种多口快充装置，其特征在于，包括：

电源输入端口，所述电源输入端口与电源连接；

处理模块，所述处理模块的输入端与所述电源输入端口连接，所述处理模块用于将所述电源经所述电源输入端口输入的高压交流电处理为低压直流电，所述处理模块设置有转换单元；

多个连接模块，每一所述连接模块包括连接端口和切换单元，多个所述连接端口分别与所述处理模块的输出端电连接，所述连接端口用于供充电接口插接以对所述充电接口连接的电器设备进行充电，所述切换单元与所述连接端口连接，所述充电接口与所述连接端口连接后，对应的所述切换单元用于输出切换信号；

调节模块，所述调节模块的输入端分别与所述切换单元的输出端和所述处理模块的输出端连接，所述调节模块用于根据切换信号输出第一调节信号，以及所述调节模块用于对所述处理模块输出的电流进行检测，并根据检测结果输出第二调节信号；

转换控制模块，所述转换控制模块与所述调节模块连接，所述转换控制模块的输出端与所述转换单元连接，所述转换控制模块用于根据第一调节信号和第二调节信号控制所述转换单元调节所述处理模块输出的电压和电流。

2.根据权利要求1所述的多口快充装置，其特征在于，所述转换控制模块设置有反馈单元和第一控制单元，所述反馈单元的输入端与所述调节模块连接，所述反馈单元的输出端与所述第一控制单元连接，所述反馈单元用于将第一调节信号和第二调节信号进行转换并反馈输入所述第一控制单元，所述第一控制单元用于调节自身的工作频率以调节所述转换单元的能量转换。

3.根据权利要求2所述的多口快充装置，其特征在于，所述反馈单元包括光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和感光三极管，所述发光二极管形成为所述反馈单元的输入端，所述感光三极管形成为所述反馈单元的输出端，所述调节模块用于控制所述发光二极管导通或断开以控制所述感光三极管导通或断开。

4.根据权利要求1所述的多口快充装置，其特征在于，所述处理模块包括输出正端和输出负端，每一所述连接端口包括连接正极和连接负极，所述调节模块包括第一电阻和第二控制单元，所述输出正端与所述连接正极连接，所述输出负端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述连接负极连接，所述第二控制单元通过所述第一电阻检测所述处理模块输出的电流。

5.根据权利要求4所述的多口快充装置，其特征在于，所述第一电阻为检测电流的采样电阻，所述第一电阻用于将所述处理模块输出的电流信号转换为电压信号。

6.根据权利要求5所述的多口快充装置，其特征在于，所述调节模块包括第二控制单元、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第二控制单元设置有电压输出端、电流输入端和地端，所述第一电容和所述第二电阻串联，所述第一电容的另一端与所述电压输出端连接，所述第二电阻的另一端与电流输入端和所述第三电阻的第一端连接，所述地端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二控制单元用于检测所述第一电阻两端的电压。

7.根据权利要求1所述的多口快充装置，其特征在于，所述切换单元包括协议芯片，所述协议芯片通过所述连接端口与所述充电接口连接的电器设备通讯连接，所述协议芯片用于与所述电器设备协议握手，并向所述调节模块发送电压信号。

8.根据权利要求1所述的多口快充装置，其特征在于，所述处理模块包括AC滤波整流单元、所述转换单元和DC整流单元，所述转换单元包括第一绕组和第二绕组，所述AC滤波整流单元的输入端与所述电源输入端口连接，所述AC滤波整流单元的输出端与所述第一绕组连接，所述第二绕组与所述DC整流单元的输入端连接，在所述转换控制模块的控制下所述转换单元用于调节所述处理模块的输出功率。