TWI819369B - 一種充電電路及適配器 - Google Patents

Abstract

一種充電電路，包括第一介面、控制單元、負載開關及充電單元，其中：第一介面，用於接入外部電源；充電單元，用於接入外部負載，外部電源通過充電單元給外部負載充電；控制單元，電連接於第一介面、負載開關及充電單元，用於當外部電源啟動時，輸出第一控制信號，當外部電源停止給外部負載充電時，輸出第二控制信號；負載開關，電連接於第一介面、控制單元及充電單元，當接收到第一控制信號時，負載開關導通，外部電源給外部負載充電；當接收到第二控制信號時，負載開關斷開，防止電壓通過充電單元回灌至第一介面，從而克服現有技術中當外部電源關閉時，輸出電壓會通過充電單元回灌到輸入端的缺陷。

Description

一種充電電路及適配器

本發明涉及充電技術，尤其涉及一種充電電路及適配器。

利用充電介面，如USB Type-A介面對超級電容或電池充電因為超級電容/電池其極低的內阻特性，在充電介面輸入的電源關閉時，輸出電壓會一持續存在。但是，通常充電IC沒有阻隔反向電壓的功能，因此在電源關閉時，輸出電壓會通過充電IC回灌到輸入端，造成輸入系統行為誤動作。

有鑑於此，有必要提供一種充電電路，能夠實現防止輸出電壓會通過充電IC回灌到輸入端，造成輸入系統行為誤動作。

本發明一實施方式提供的充電電路，其中，包括第一介面、控制單元、負載開關及充電單元，其中：所述第一介面，用於接入外部電源；所述充電單元，用於接入外部負載，所述外部電源通過所述充電單元給所述外部負載充電；所述控制單元，電連接於所述第一介面、所述負載開關及所述充電單元，用於當所述外部電源啟動時，輸出第一控制信號，當所述外部電源停止給所述外部負載充電時，輸出第二控制信號； 所述負載開關，電連接於所述第一介面、所述控制單元及所述充電單元，當接收到所述第一控制信號時，所述負載開關導通，所述外部電源給所述外部負載充電；當接收到所述第二控制信號時，所述負載開關斷開，防止電壓通過所述充電單元回灌至所述第一介面。

優選地，所述控制單元包括：第一電阻，一端電連接於所述第一介面與所述負載開關的公共端；第二電阻，一端電連接於所述第一電阻的另一端，另一端接地；第三電阻，一端電連接於所述第一電阻與所述第二電阻的公共端，另一端電連接於所述充電單元；第四電阻，一端電連接於所述第一介面與所述負載開關的公共端；第一電子開關，包含控制端、第一端及第二端，所述控制端電連接於所述第一電阻與所述第二電阻的公共端，第一端電連接於所述負載開關及所述第四電阻的另一端，所述第二端接地。

優選地，所述負載開關包括：輸入端，電連接於所述第一介面；使能端，電連接於所述第一電子開關與所述第四電阻的公共端；輸出端，電連接於所述充電單元。

優選地，所述充電單元為充電晶片，所述充電晶片包括：輸入端，電連接於所述負載開關的輸出端；LDO輸出端，電連接於所述第三電阻的另一端，當所述外部電源啟動時，所述LDO輸出端輸出第一電壓信號；輸出端，電連接於所述外部負載。

優選地，當所述外部電源給所述外部負載充電時，所述充電單元與所述外部負載之間形成大電容存儲電荷。

優選地，當所述外部電源啟動時，所述充電單元的LDO輸出端通過所述第三電阻輸出所述第一電壓信號至所述第一電子開關的控制端，所述第一電子開關導通，輸出所述第一控制信號至所述負載開關的使能端，使得所述負載開關導通，所述外部電源通過所述充電晶片給所述外部負載充電；當所述 外部電源停止充電時，所述第一電壓信號為0，所述第一電子開關截止，所述第一電子開關輸出所述第二控制信號至所述負載開關的使能端，使得所述負載開關斷開，以防止所述大電容的電壓回灌至所述第一介面。

優選地，當所述外部電源啟動時，流經所述第一電阻的電流為流經所述第二電阻和第三電阻的電流總和；當所述外部電源給所述外部負載充電時，流經所述第二電阻的電流為流經所述第一電阻和第三電阻的電流總和；當所述外部電源停止充電時，流經所述第一電阻的電流為流經所述第二電阻和第三電阻的電流總和。

為了實現上述目的，本發明還提供一種適配器，包含上述任一項所述的充電電路。

相對于現有技術，本發明實施方式提供的充電電路，控制單元在外部電源啟動時，輸出第一控制信號，在外部電源停止給所述外部負載充電時，輸出第二控制信號，進而負載開關接收到所述第一控制信號時導通，外部電源給外部負載充電；負載開關接收到所述第二控制信號時斷開，從而實現防止電壓通過充電單元回灌至第一介面。

1:適配器

2:外部電源

3:外部負載

10:充電電路

101:充電單元

102:控制單元

103:負載開關

R1-R4:第一電阻-第四電阻

C:電容

Q1:第一電子開關

Out、Out1:輸出端置

Vin、Vin1:輸入端使能端

圖1為本發明充電電路一實施方式的模組示意圖。

圖2為本發明充電電路一實施方式的電路示意圖。

參見圖1所示，圖1為本發明的適配器1的模組示意圖。適配器1包含有充電電路10，適配器1用於接入外部電源2及外部負載3，以通過外部電源2對外部負載3進行充電。在本實施方式中，充電電路10包含有第一介面100、充電單元101、控制單元102、負載開關103及充電單元104。

在本實施方式中，第一介面100用於接入外部電源2。具體地，第一介面100可以為但不限制於USB Type A介面。充電單元101，用於接入外部負載3，所述外部電源2通過充電單元101給所述外部負載3充電。控制單元102，電連接於第一介面100、負載開關103及充電單元101，用於當所述外部電源2啟動時，輸出第一控制信號，當所述外部電源2停止給所述外部負載3充電時，輸出第二控制信號。負載開關103，電連接於第一介面100、控制單元102及充電單元101，用於接收到所述第一控制信號時，負載開關103導通，所述外部電源2給所述外部負載3充電；當接收到所述第二控制信號時，負載開關103斷開，防止電壓通過充電單元101回灌至第一介面100，從而克服現有技術中當外部電源2關閉時，輸出電壓會通過充電單元回灌到輸入端的缺陷。

參見圖2所示，圖2為本發明的充電電路10的電路示意圖。在本實施方式中，控制單元102包括第一電阻R1，一端電連接於第一介面100與負載開關103的公共端；第二電阻R2，一端電連接於第一電阻R1的另一端，另一端接地；第三電阻R3，一端電連接於第一電阻R1與第二電阻R2的公共端，另一端電連接於充電單元102；第四電阻R4，一端電連接於第一介面100與負載開關103的公共端；第一電子開關Q1，包含有控制端、第一端及第二端，所述控制端電連接於所述第一電阻R1與第二電阻R2的公共端，第一端電連接於負載開關103與第四電阻R4的另一端，所述第二端接地。在本發明的一具體實施例中，第一電子開關Q1可以為N型MOS管，其柵極電連接於所述第一電阻R1與第二電阻R2的公共端，漏極電連接於負載開關103與第四電阻R4的另一端，源極接地。

在本實施方式中，負載開關103包括：輸入端Vin，電連接於第一介面100；使能端Enable，電連接於第一電子開關Q1與第四電阻R4的公共端，其中，使能端低電平有效，當使能端接收到低電平信號時，負載開關導通，當使能端接收到高電平信號時，負載開關斷開；輸出端Vout，電連接於充電單元101。

在本實施方式中，充電單元101為充電晶片，所述充電晶片包括：輸入端Vin1，電連接於負載開關103的輸出端；LDO輸出端，電連接於第三電阻R3的另一端，當所述外部電源2啟動時，所述LDO輸出端輸出第一電壓信號；輸出端Vout1，電連接於所述外部負載3。

具體地，當所述外部電源2給所述外部負載3充電時，充電單元101與所述外部負載3之間形成大電容C存儲電荷，即在充電晶片的輸出端與所述外部負載3之間形成大電容。當所述外部電源2啟動時，充電單元101的LDO輸出端通過第三電阻R3輸出所述第一電壓信號至第一電子開關Q1的控制端，第一電子開關Q1導通，輸出所述第一控制信號至負載開關103的使能端，使得負載開關103導通，所述外部電源2通過所述充電晶片給所述外部負載3充電。當所述外部電源2停止充電時，所述第一電壓信號變為0，第一電子開關Q1截止，第一電子開關Q1輸出所述第二控制信號至負載開關103的使能端，使得負載開關103斷開，以防止所述大電容的電壓回灌至所述第一介面,，從而克服現有技術中當外部電源2關閉時，輸出電壓會通過充電單元回灌到輸入端的缺陷。

在本實施方式中，當所述外部電源2啟動時，流經第一電阻R1的電流為流經第二電阻R2和第三電阻R3的電流總和；當所述外部電源2給所述外部負載3充電時，流經所述第二電阻R2的電流為流經所述第一電阻R1和第三電阻R3的電流總和；當所述外部電源2停止充電時，流經所述第一電阻R1的電流為流經所述第二電阻R2和第三電阻R3的電流總和。

相對于現有技術，本發明實施方式提供的充電電路，控制單元在外部電源啟動時，輸出第一控制信號，在外部電源停止給所述外部負載充電時，輸出第二控制信號，進而負載開關接收到所述第一控制信號時導通，外部電源給外部負載充電；負載開關接收到所述第二控制信號時斷開，從而實現防止電壓通過充電單元回灌至第一介面。

本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施方式所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。

1:適配器

2:外部電源

3:外部負載

10:充電電路

101:充電單元

102:控制單元

103:負載開關

Claims (7)

1. 一種充電電路，包括：第一介面，用於接入外部電源；充電單元，用於接入外部負載，所述外部電源通過所述充電單元給所述外部負載充電；控制單元，電連接於所述第一介面及所述充電單元，用於當所述外部電源啟動時，輸出第一控制信號，當所述外部電源停止給所述外部負載充電時，輸出第二控制信號；負載開關，電連接於所述第一介面、所述控制單元及所述充電單元，當接收到所述第一控制信號時，所述負載開關導通，所述外部電源給所述外部負載充電；當接收到所述第二控制信號時，所述負載開關斷開，防止電壓通過所述充電單元回灌至所述第一介面；其中，所述負載開關包括：輸入端，電連接於所述第一介面；使能端，電連接於所述控制單元；輸出端，電連接於所述充電單元。
2. 如請求項1所述的充電電路，其中，所述控制單元包括：第一電阻，一端電連接於所述第一介面與所述負載開關的公共端；第二電阻，一端電連接於所述第一電阻的另一端，另一端接地；第三電阻，一端電連接於所述第一電阻與所述第二電阻的公共端，另一端電連接於所述充電單元；第四電阻，一端電連接於所述第一介面與所述負載開關的公共端；第一電子開關，包含控制端、第一端及第二端，所述控制端電連接於所述第一電阻與所述第二電阻的公共端，第一端電連接於所述負載開關及所述第四電阻的另一端，所述第二端接地，所述第一電子開關與所述第四電阻的公共端電連接於所述負載開關的使能端。
3. 如請求項1所述的充電電路，其中，所述充電單元為充電晶片，所述充電晶片包括：輸入端，電連接於所述負載開關的輸出端；LDO輸出端，電連接於所述第三電阻的另一端，當所述外部電源啟動時，所述LDO輸出端輸出第一電壓信號；輸出端，電連接於所述外部負載。
4. 如請求項3所述的充電電路，其中，當所述外部電源給所述外部負載充電時，所述充電單元與所述外部負載之間形成大電容存儲電荷。
5. 如請求項4所述的充電電路，其中：當所述外部電源啟動時，所述充電單元的LDO輸出端通過所述第三電阻輸出所述第一電壓信號至所述第一電子開關的控制端，所述第一電子開關導通，輸出所述第一控制信號至所述負載開關的使能端，使得所述負載開關導通，所述外部電源通過所述充電晶片給所述外部負載充電；當所述外部電源停止充電時，所述第一電壓信號為0，所述第一電子開關截止，所述第一電子開關輸出所述第二控制信號至所述負載開關的使能端，使得所述負載開關斷開，以防止所述大電容的電壓回灌至所述第一介面。
6. 如請求項5所述的充電電路，其中：當所述外部電源啟動時，流經所述第一電阻的電流為流經所述第二電阻和第三電阻的電流總和；當所述外部電源給所述外部負載充電時，流經所述第二電阻的電流為流經所述第一電阻和第三電阻的電流總和； 當所述外部電源停止充電時，流經所述第一電阻的電流為流經所述第二電阻和第三電阻的電流總和。
7. 一種適配器，其中，包含如請求項1~6任一項所述的充電電路。