CN2660763Y - Pda或手机用的智能充电底座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种PDA或手机用的智能充电底座，包括：底座本体及位于本体上的用于外接AC－DC适配器的电源输入接口、USB接口、与PDA或手机连接的接插件及电池充电单元；所述电源输入接口同时与接插件的电源端和电池充电单元的充电输入端连接；USB接口与接插件的USB插口连接，同时，USB接口的电源端与电池充电单元的输入端连接；电池充电单元通过充电输出端为备用电池充电；接插件中用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端与电池充电单元连接。本实用新型可以同时支持采用USB接口和AC－DC适配器对PDA或手机充电，也可以在对PDA或手机充电的同时，为其备用电池充电，智能选择充电电流，并且，PDA或手机在充电的同时，可以和PC进行通信；电路简单，成本低，扩展性强。

Description

PDA或手机用的智能充电底座
技术领域
本实用新型涉及一种用于给PDA或手机用的充电底座，尤其涉及一种能够根据主机的工作情况自动进行智能充电控制的充电底座，属于充电装置领域。
背景技术
目前市场上常见的手机和PDA用的充电底座大多只支持用AC-DC适配器充电，同时几乎所有的PC和笔记本都有USB接口，如果充电底座支持USB充电的话，用户在没有携带适配器的时候也可以给PDA或手机充电。
但是，USB充电的一个很大缺点在于输出电流最大只能为500mA，当PDA或手机既要用USB电源供电，又要和PC通信，同时还要给本机用电池和备用电池充电时，所需供电电流将十分可观，常常会远远大于500mA的最大电流限制。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种PDA或手机用的智能充电底座，可以同时支持USB和AC-DC适配器充电，并可以根据主机的工作情况自动进行智能充电控制。
本实用新型的另一目的是提供一种PDA或手机用的智能充电底座，在为PDA或手机充电的同时，也可以为其备用电池充电。
本实用新型的再一目的是提供一种PDA或手机用的智能充电底座，PDA或手机在充电的同时，可以和PC进行通信。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
一种PDA或手机用的智能充电底座，包括一底座本体，在该本体上设有：用于外接AC-DC适配器的电源输入接口，用于与PC连接的USB接口，与PDA或手机连接的接插件及电池充电单元；
所述的接插件至少包括5V电源输入端、用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端及USB插口；
所述电源输入接口同时与接插件的5V电源输入端和电池充电单元的充电输入端连接；
USB接口与接插件的USB插口连接，同时，USB接口的电源端与电池充电单元的输入端连接，电池充电单元通过充电输出端为备用电池充电；
接插件中的用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端与电池充电单元的控制输入端连接。
所述的接插件从PDA或手机引出的信号总线包括UART总线或I2C总线或HOST USB或CPU的GPIO或其组合。
所述的电池充电单元包括：充电电源选择模块、充电芯片及充电电流控制模块；其中，充电电源选择模块的输入端与USB接口的电源端连接，充电电源选择模块的输出端、电源输入接口的电源端同时与充电芯片的输入端连接，充电芯片的输出端与备用电池连接；充电电源选择模块的控制端分别与用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端、USB接口的电源端、电源输入接口的电源端连接；充电电流控制模块的控制端分别与用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端、USB接口的电源端、电源输入接口的电源端连接，充电电流控制模块的输出端与充电芯片的充电电流控制引脚端连接。
所述的充电电源选择模块包括第一、二开关管和控制电路，所述第一开关管与第二开关管串联连接，第一开关管的输入端与USB接口的电源端连接，第二开关管的输出端与充电芯片的输入端连接；第一开关管的控制端与电源接口的电源端连接；所述的控制电路为一与门电路，其输入端与用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端连接，输出端与第二开关管的控制端连接，电源端与USB接口的电源端连接。
其中，所述的第一、二开关管为P沟道MOS场效应管。
所述的充电电流控制模块包括第三、四开关管和其各自的控制电路，所述的第三开关管的输出端与第四开关管的输出端并联连接到充电芯片的充电电流控制引脚端，第三开关管的控制端与电源接口的电源端连接；第四开关管的控制端与一非门的输出端连接，该非门的输入端连接用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端，该非门的电源端与USB接口的电源端连接。当PDA或手机关机用USB对备用电池充电时，用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端为低电平，第四开关管导通，充电电流被设置在400mA。当有适配器插入时，第三开关管导通，充电电流被控制在800mA。这样就可以实现充电电流的控制逻辑。
其中，所述的第三、四开关管为N沟道MOS场效应管。
为了指示该充电底座的状态，还包括指示接入外接电源的电源指示电路，所述的电源输入接口通过限流电阻与发光二极管连接；所述的电池充电单元还包括充电状态指示电路，所述的电源输入接口通过限流电阻与发光二极管连接，发光二极管与充电芯片的状态端连接。
综上所述，本实用新型的优点在于：电路简单，成本低，无须专用控制芯片，特别适合手机和PDA这种需要严格控制成本的消费类电子产品。与现有产品相比，本实用新型可以满足用户希望USB充电的潜在需求，还可以根据输入状况和主机的状态智能选择充电电流。根据不同客户的需求，该充电底座还可以方便地进行功能扩展。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理框图；
图2为本实用新型中电池充电单元的结构原理框图；
图3为本实用新型一个实施例的电路原理图；
图4为图3中接插件的接口示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细描述。
图1为实用新型的结构原理框图，包括：一底座本体A，及位于本体A上的电源输入接口1、USB接口2、与PDA或手机连接的接插件3及电池充电单元4，其中，所述电源输入接口1同时与接插件3的电源端和电池充电单元4的充电输入端连接；USB接口2与接插件3的USB插口连接，同时，USB接口2的电源端与电池充电单元4的输入端连接；电池充电单元4通过充电输出端为备用电池5充电；接插件3中的用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端与电池充电单元4连接。
电源输入接口1用于外接AC-DC的电源适配器，该电源适配器可为充电底座提供DC5V的电压。
USB接口2和PC连接，用于向充电底座提供DC5V的电压，并可以和PC进行通信。
接插件3用于实现PDA或手机和充电底座的通信，还可以通过其上的电源端及USB插口由充电底座对PDA或手机供电。
从图1可见，当适配器插入时，通过电源输入接口1将5V电源接入底座，一路通过接插件3为PDA或手机提供电源，另一路连接到电池充电单元4。当用USB接口与PC连接时，USB的5V电源为PDA或手机提供电源，同时连接到电池充电单元4。也就是说，该充电底座可以实现的充电功能包括用外接适配器对PDA或手机充电，用外接适配器对备用电池充电，用USB对PDA或手机充电，用USB对备用电池充电，这几种充电方式可以同时进行一种或几种。
参见图2，为本实用新型中电池充电单元的结构原理框图，电池充电单元4包括：充电电源选择模块41、充电芯片42及充电电流控制模块43；其中，充电电源选择模块41的输入端与USB接口的电源端21连接，充电电源选择模块的输出端、电源输入接口的电源端11同时与充电芯片42的输入端连接，充电芯片的输出端与备用电池5连接；充电电源选择模块41的控制端分别与CPU电压使能信号针31、USB接口的电源端21、电源输入接口的电源端11连接；充电电流控制模块43的控制端分别与CPU电压使能信号针31、USB接口的电源端21、电源输入接口的电源端11连接，充电电流控制模块43的输出端与充电芯片42的充电电流控制引脚端连接。
电源输入接口的电源端11从外接的适配器提供5V电压；USB接口的电源端21从与其连接的PC上取得5V电压；CPU电压使能信号针31通过接插件与PDA或手机连接，当PDA或手机关机或处于睡眠状态，CPU电压使能信号针31输出的信号PWR_EN为低电平，当PDA或手机连接在充电底座上且处于ACTIVE状态时，CPU电压使能信号针31输出的信号PWR_EN信号为高电平。
充电电源选择模块41用于判断对备用电池的充电是用USB电源还是用适配器输入的DC 5V电源。当输入为USB电源且PWR_EN信号为低时，USB对电池充电的通道被打开；当有适配器输入时，此时无论PWR_EN是何状态，USB电源对充电芯片的输入被禁止，由适配器输出的DC 5V电源对电池5充电。
充电电流控制模块43用于根据外界条件判断充电芯片的充电电流。输入为USB电源且PWR_EN信号为低时，充电电流被设定为400mA；当有适配器输入时，此时无论PWR_EN是何状态，充电电流为800mA。
当充电底座只通过USB接口取得电源时，USB电源最大只能提供500mA电流。当没有PDA或手机或PDA或手机处于SLEEP状态时，PWR_EN信号为低电平，USB到充电芯片的连接被打开，且充电电流被设置在400mA。当PDA或手机连接在充电底座上且处于ACTIVE状态时，PWR_EN信号为高电平，USB到充电芯片的连接被断开，此时PDA或手机的充电电流为100mA，其余电流维持PDA或手机的正常工作。此时，PC仍可以和PDA或手机通过USB接口正常通信。
当通过适配器和USB接口同时供电时，充电电源选择模块41切断USB与充电芯片的通路，同时打开适配器电源与充电芯片的通路。此时，无论PWR_EN信号为何种状态，充电电流都被控制在800mA。此时如果有未充满电的备用电池在，则为备用电池充电。此时，PDA或手机还可以在充电的同时与PC通信。
参见图3，为本实用新型一实施例的电路原理图，图中的J1为与PDA或手机连接的接插件，单元6为备用电池的充电选择模块，U1为充电芯片，单元7为充电电流控制模块，DC5V为通过电源输入接口从外接适配器取得的电压。
所述的充电电源选择模块6包括两个P沟道MOS场效应管Q1、Q2和一与门电路控制电路U2，所述Q1、Q2串联连接，Q1的输入端与USB接口的电源端USBVDD连接，Q2的输出端通过一保险丝F1与充电芯片U1的充电输入端VIN2连接；Q1的控制端与电源输入接口的电源端ADP连接；与门电路控制电路U2的输入端与CPU电压使能信号PWR_EN连接，输出端与Q2控制端连接，电源端与USB接口的电源端USBVDD连接。当只有与USB接口的电源端USBVDD连接时，USBVDD为高电平，ADP信号为低电平，Q1导通，此时，若PDA或手机关机或处于睡眠状态，此时PWR_EN为低电平，Q2导通，USBVDD给U1供电，对备用电池充电。若PDA或手机开机，此时PWR_EN为高电平，Q2截止，备用电池无法充电。
当适配器插入时，ADP为高电平，Q1截至，由DC5V对备用电池充电。
所述的充电电流控制模块7包括两个N沟道MOS场效应管Q3、Q4和其各自的控制电路，所述的Q3的输出端与Q4的输出端并联连接到充电芯片的充电电流控制引脚IREF，Q3的控制端与电源接口的电源端ADP连接；Q4的控制端与一非门U3A的输出端连接，该非门U3A的输入端连接CPU电压使能信号PWR_EN，该非门U3A的电源端与USB接口的电源端USBVDD连接。当PDA或手机关机用USB对备用电池充电时，CPU电压使能信号PWR_EN为低电平，Q4导通，充电电流被设置在400mA。当有适配器插入时，Q3导通，充电电流被控制在800mA。这样就可以实现充电电流的控制逻辑。
为了指示该充电底座的状态，还包括指示接入外接电源的电源指示电路，所述的电源输入接口提供的5V电压通过限流电阻R2与发光二极管D2连接；当外接AC-DC电源时，发光二极管D1发出红光；所述的电源输入接口提供的5V电压通过限流电阻R1与发光二极管D1连接，发光二极管D1与充电芯片U1的状态端STATUS连接，当由外接的AC-DC适配器为备用电池充电时，发光二极管D1发出绿光。
如图4所示，为图3中接插件的接口示意图，为了提高本实用新型的扩展性，接插件从PDA或手机引出的总线信号可以包括HOST USB，UART，I2C总线，以及CPU的GPIO。所以，接插件在基本的充电底座的前提下，可以根据不同的需求更改底座设计增加相应的功能，而不需要对PDA或手机做任何修改。
例如，因为在主机与底座的连接信号上有高速全功能串口，在实施例一的基础上，在底座的PCB上可以很方便地进行修改，添加BLUETOOTH芯片；或者是从底座上引出串口键盘，可以更方便地完成信息输入。
又如：针对底座上引出的HOST USB信号，可以在底座上添加USB插口，从而使PDA支持U盘和USB接口的打印机。
再如：为了增强PDA的游戏功能，也可以在底座上引出一个游戏手柄，该游戏手柄可以通过串口、USB、I2C与PDA通信。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种PDA或手机用的智能充电底座，包括一底座本体，其特征在于：在该本体上设有：用于外接AC-DC适配器的电源输入接口，用于与PC连接的USB接口，与PDA或手机连接的接插件及电池充电单元；
所述的接插件至少包括5V电源输入端、用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端及USB插口；
所述电源输入接口同时与接插件的5V电源输入端和电池充电单元的充电输入端连接；
USB接口与接插件的USB插口连接，同时，USB接口的电源端与电池充电单元的输入端连接，电池充电单元通过充电输出端为备用电池充电；
接插件中的用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端与电池充电单元的控制输入端连接。
2.根据权利要求1所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的接插件从PDA或手机引出的信号总线包括UART总线或I2C总线或HOSTUSB或CPU的GPIO或其组合。
3.根据权利要求1或2所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的电池充电单元包括：充电电源选择模块、充电芯片及充电电流控制模块；其中，充电电源选择模块的输入端与USB接口的电源端连接，充电电源选择模块的输出端、电源输入接口的电源端同时与充电芯片的输入端连接，充电芯片的输出端与备用电池连接；充电电源选择模块的控制端分别与接插件中用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端、USB接口的电源端、电源输入接口的电源端连接；充电电流控制模块的控制端分别与接插件中用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端、USB接口的电源端、电源输入接口的电源端连接，充电电流控制模块的输出端与充电芯片的充电电流控制引脚端连接。
4.根据权利要求3所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的充电电源选择模块包括第一、二开关管和控制电路，所述第一开关管与第二开关管串联连接，第一开关管的输入端与USB接口的电源端连接，第二开关管的输出端与充电芯片的输入端连接；第一开关管的控制端与电源接口的电源端连接；所述的控制电路为一与门电路，其输入端与接插件中用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端连接，输出端与第二开关管的控制端连接，电源端与USB接口的电源端连接。
5.根据权利要求4所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的第一、二开关管为P沟道MOS场效应管。
6.根据权利要求3所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的充电电流控制模块包括第三、四开关管和其各自的控制电路，所述的第一开关管的输出端与第二开关管的输出端并联连接到充电芯片的充电电流控制引脚端，第一开关管的控制端与电源接口的电源端连接；第一开关管的控制端与一非门的输出端连接，该非门的输入端连接接插件中用于连接PDA或手机的电压使能信号的信号端，该非门的电源端与USB接口的电源端连接。
7.根据权利要求6所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的第三、四开关管为N沟道MOS场效应管。
8.根据权利要求1所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：还包括指示接入外接电源的电源指示电路，所述的电源输入接口通过限流电阻与发光二极管连接。
9.根据权利要求3所述的PDA或手机用的智能充电底座，其特征在于：所述的电池充电单元还包括充电状态指示电路，所述的电源输入接口通过限流电阻与发光二极管连接，发光二极管与充电芯片的状态端连接。
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