CN2606979Y - 新型便携式设备智能充电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型便携式设备智能充电装置，它主要由标准的USB接口、开关电路、充电电流选择/设定电路三部分组成。USB接口通过开关电路与便携式设备内置的充电电路的电源输入端VCC相连；开关电路的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连，控制所述开关电路的导通与关断。所述充电电流选择/设定电路的信号输出端与便携式设备内置的充电电路的电流设定端IPROM相连；其充电电流选择端分别与外部直流适配器的电源输出端、便携式设备系统状态输出端PWR－EN相连。本实用新型通过标准的USB接口与USB电缆相连，充分利用USB电缆的电源为充电电路提供充电电源；同时，本实用新型充电电流选择/设定电路还可以自动判断充电方式、设定充电电流。

Description

新型便携式设备智能充电装置
技术领域
本实用新型涉及一种便携式设备的充电装置，更具体地说，涉及一种智能型的、设有多种充电电流的便携式设备充电装置。
背景技术
由于便携式设备如掌上电脑等信息存储量大、体积小、携带方便，所以，自其问世以来一直倍受大家的青睐。为了使便携式设备能更好地便于用户使用，如带电时间长、体积小、重量轻，便携式设备一般都内置有大容量的锂离子电池。
为便于便携式设备充电，目前大多数便携式设备都同时配有恒流恒压型锂电池充电电路。如图1所示，用户只需通过外部电流适配器EXDC将便携式设备与电源相连即可。其充电原理是：外部电流适配器EXDC首先将220V交流电转换成5V直流电源，然后，按照恒流恒压的方式通过内置的锂电池充电电路给便携式设备的电池充电，即：当EXDC的输出电压大于4.5V时，充电电路开始以一个固定的电流值充电，直到锂电池的电压达到设定的电压值后，再转为恒压充电，等到充电电流小于设定的关断电流值时，整个充电过程结束。
这种充电方式的缺点是：1、充电途径单一，只能按照厂家提供的模式进行充电。而，目前随着计算机标准化的飞速发展，USB电缆接口随处可见，且USB接口本身就带有直流5V电源，所以，如果能够充分利用USB电缆的电源给便携式设备充电，即省去了外部直流适配器，节约了成本，简化了操作，又可以增加便携式设备充电方式，充电更灵活。2、充电电流固定不可改变，不能根据系统状态和不同的充电途径智能地改变充电电流。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种智能型的便携式设备的充电装置，该充电装置可为便携式设备提供多种不同的充电途径及充电电流，并且能够根据系统的运行状态智能地判断、控制充电电路的动作。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种新型便携式设备智能充电装置，它主要由标准的USB接口、开关电路、充电电流选择/设定电路三部分组成；
所述USB接口的电源输出端与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端与便携式设备所配的充电电路的电源输入端VCC相连；
所述开关电路的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连，控制所述开关电路的导通与关断；
所述充电电流选择/设定电路的信号输出端与便携式设备内置的充电电路的电流设定端IPROM相连；其充电电流选择端分别与外部直流适配器的电源输出端、便携式设备系统状态输出端PWR-EN相连。
所述开关电路主要包括一开关管，该开关管串联在所述USB接口的电源输出端与充电电路电源输入端VCC之间，该开关管的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连。
所述充电电流选择/设定电路包括三路充电电流设定电路；
一路为慢速充电电路，该电路主要包括一第一充电电阻，该充电电阻的一端与地相连，另一端与充电电路的电流设定端IPROM相连；
一路为快速充电电路，该电路包括相互串联的第二充电电阻和开关管；该快速充电电路与第一充电电阻并联；所述开关管的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连；
一路为标准充电电路，该电路主要包括相互串联的第三充电电阻、二极管和比较器，该充电电路与所述快速充电电路的开关管并联；所述比较器的输入端与便携式设备的系统状态输出端相连。
本实用新型就是通过改变充电电阻来改变充电电流的。
本实用新型为便携式设备提供了多种充电方式，同时，还可根据不同的充电方式以及便携式设备的工作状态，自动判断、设定充电电流，使充电方式更加灵活、方便。
附图说明
图1为目前便携式设备充电原理图
图2为本实用新型的原理框图
图3为本实用新型的具体电路图
图4为本实用新型充电原理程序框图
具体实施方式
本实用新型对现有便携式设备如掌上电脑的结构未作任何改动，并且充分利用了其所配的锂电池充电电路，设计了一智能型的充电装置，该充电装置增加了利用USB电缆为便携式设备充电的功能，同时自动判断充电途径，并且根据系统状态智能地改变充电电流，将充电电流设计为快速充电、标准充电和慢速充电三档。
图2为本实用新型的原理框图。如图所示，本实用新型主要由标准的USB接口1、开关电路2、充电电流选择/设定电路3三部分组成。其连接关系是：
所述USB接口1的电源输出端与开关电路2的输入端相连，开关电路2的输出端与便携式设备内置的充电电路的电源输入端VCC相连；另外，便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端与便携式设备内置的充电电路的电源输入端VCC相连的同时还与开关电路2的控制端相连，控制开关电路2的导通与关断；
所述充电电流选择/设定电路3的信号输出端与便携式设备内置的充电电路的电流设定端IPROM相连；其充电电流选择端分别与外部直流适配器的电源输出端、便携式设备系统状态输出端PWR-EN相连。充电电流设定电路3是通过改变与便携式设备内置的充电电路的电流设定端IPROM相连的充电电阻的阻值来改变充电电流的，将充电电流设计为快速充电、标准充电和慢速充电三档。
本实用新型的工作原理是：当用户用便携式设备所配的外部直流适配器EXDC为便携式设备内置的充电电路提供电源时，与USB接口1相连的开关电路2是断开的，所以无论USB接口1是否与USB电缆相连，便携式设备都是通过外部直流适配器为其内置的充电电路提供工作电源VCC。当用户未将外部直流适配器与外部的220V交流电源相连，为充电电路提供工作电源时，外部直流适配器的电源输出端为低电平，开关电路2导通，USB电缆的电源就通过USB接口1、开关电路2与便携式设备内置的充电电路的VCC端相连，为充电电路提供充电电源。同时，充电电流选择/设定电路3自动判断用户是通过外部直流适配器，还是通过USB电源为便携式设备内置的充电电路提供充电电源，并同时根据便携式设备的系统状态设定充电电阻及充电电流。
图3为本实用新型具体电路图。如图所示，图中的插座JP7为标准的USB接口1；电阻R10、R11、电容C2、P沟道的MOS管Q2组成开关电路2；电阻R12、R8、R9、MOS管Q4、比较器U3A组成充电电流选择/设定电路3。
开关电路2的输入端即Q2的漏极通过插座JP7与USB电缆的电源相连；开关电路2的栅极即开关电路的控制端与外部直流适配器EXDC的电源输出端ADP相连；同时，Q2的栅极通过电阻R10、R11与地相连；Q2的源极与便携式设备内置的充电电路的VCC端相连。
充电电流选择/设定电路3包括三路充电电流设定电路。一路为慢速充电设定电路，即通过R12设定充电电流，电阻R12的一端与地相连，另一端直接与充电电路的充电电流设定端IPROM相连。
一路为快速充电设定电路，即通过电阻R8、R12设定充电电流，电阻R8与MOS管Q4串联后与电阻R12并联；Q4的栅极与外部直流适配器EXDC的电源输出端ADP相连。
一路为标准充电设定电路，即通过电阻R8、R9、R12设定充电电流。比较器U3A的输入端与便携式设备系统状态输出端PWR-EN相连，其输出端与电阻R9串联后与MOS管Q4并联。
如图3、图4所示，当用户通过外部直流适配器EXDC提供充电电源时，其电源输出端ADP为高电平，开关电路2的开关管Q2截止，开关电路2不导通；开关管Q4导通。与充电电路充电电流设定端IPROM相连的充电电阻值为R12与R8的并联后的阻值。根据便携式设备内置充电电路的充电芯片提供的公式计算充电电流为：1.5*1000/(R12//R8)＝500mA，为快速充电。
当用户只用USB电缆为充电电路提供充电电源时，外部直流适配器EXDC的电源输出端ADP为低电平，Q2导通，Q4截止。如果，当便携式设备同时处于工作状态(active状态)，即PWR-EN端输出高电平，比较器U3A的输入端为高电平，输出端也为高电平，二极管D4截止，所以，充电电阻值为R12，充电电流为1.5*1000/R12＝100mA，为慢速充电。如果，当便携式设备同时处于睡眠状态(sleep状态)，即PWR-EN端输出低电平，比较器U3A的输入端为低电平，输出端也为低电平，二极管D4导通，所以，充电电阻值为R12//(R8+R9)，充电电流为1.5*1000/{R12//(R8+R9)}＝400mA，为标准充电。
当用户插入USB电缆的同时又插入外部直流适配器EXDC，由于外部直流适配器EXDC的电源输出端ADP为高电平，开关管Q2截止，Q4导通。与充电电路充电电流设定端IPROM相连的充电电阻值为R12与R8的并联后的阻值。充电电流为：1.5*1000/(R12//R8)＝500mA，仍为快速充电。
本实用新型所述的便携式设备可以是掌上电脑，也可以是手机等可移动的、便携式设备。
纵上所述，本实用新型为便携式设备提供了多种充电方式，同时，还可根据不同的充电方式以及便携式设备的工作状态，自动判断、设定充电电流，使充电方式更加灵活、方便。应用广泛。
以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1、一种新型便携式设备智能充电装置，其特征在于：它主要由标准的USB接口、开关电路、充电电流选择/设定电路三部分组成；
所述USB接口的电源输出端与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端与便携式设备内置的充电电路的电源输入端VCC相连；
所述开关电路的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连，控制所述开关电路的导通与关断；
所述充电电流选择/设定电路的信号输出端与便携式设备内置的充电电路的电流设定端IPROM相连；其充电电流选择端分别与外部直流适配器的电源输出端、便携式设备系统状态输出端PWR-EN相连。
2、根据权利要求1所述的新型便携式设备智能充电装置，其特征在于：所述开关电路主要包括一开关管，该开关管串联在所述USB接口的电源输出端与充电电路电源输入端VCC端之间，该开关管的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连。
3、根据权利要求2所述的新型便携式设备智能充电装置，其特征在于：所述的开关管为MOS管。
4、根据权利要求1所述的新型便携式设备智能充电装置，其特征在于：所述充电电流选择/设定电路包括两路充电电流设定电路；
一路为慢速充电电路，该电路主要包括一第一充电电阻，该充电电阻的一端与地相连，另一端与充电电路的电流设定端IPROM相连；
一路为快速充电电路，该电路包括彼此相互串联的第二充电电阻和开关管；该快速充电电路与第一充电电阻并联；所述开关管的控制端与便携式设备所配的外部直流适配器的电源输出端相连。
5、根据权利要求4所述的新型便携式设备智能充电装置，其特征在于：所述充电电流选择/设定电路还包括一路标准充电电流设定电路；
该电路主要包括相互串联的第三充电电阻、二极管和比较器，该充电电路与所述快速充电电路的开关管并联；所述比较器的输入端与便携式设备的系统状态输出端相连。
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