WO2017114374A1 - 一种能适配不同用电设备的充电器 - Google Patents

Abstract

一种能适配不同用电设备的充电器，包括：单片机（3）；将输入的市电转换为直流电的AC/DC转换电路（1）；接收单片机（3）的指令对AC/DC转换电路（1）输出的直流电进行调压调流的调压调流模块（2）；实时动态检测调压调流模块（2）所输出直流电的电压电流参数、并将电压电流参数提供给单片机（3）的电流检测电路（6）；连接用电设备的USB输出接口I（4）；所述AC/DC转换电路（1）还将转换的直流电输出至稳压电路（10），稳压电路（10）通过USB输出接口II（11）输出工作电源。通过调压调流模块（2）、单片机（3）、电流检测电路（6）和直流供电转换电路（19）共同联动调节USB输出接口I（4），输出与不同用电设备最佳匹配的电压和电流，提高了充电器的使用范围，实现一器多用。

Description

发明名称：一种能适配不同用电设备的充电器 技术领域

[0001] 本发明属于充电器技术领域， 具体涉及一种能适配不同用电设备的充电器。

背景技术

[0002] 信息科技突飞猛进， 各类用电设备与各种手机的性能也愈来愈高， 对提供电源 的电池要求也越来越高。 传统的用电设备原厂配备的 USB (通用串行总线） 充电 器的输出电压与电流是固定的， 不同的用电设备要配备不同的充电器， 造成资 源浪费； 统一制式的 USB插座与计算机主机上面的 USB接口， 输出电压与电流同 样不可能适用于所有的用电设备， 或者充电电压、 电流过大或者充电电压、 电 流过小。

[0003] 这些传统 USB充电设备， 在使用中存在下列缺陷：

[0004] 1.

计算机主机上面的 USB接口， 输出电压 5V电流 500mA， 对要求输入电流大于 500 mA的用电设备充电会造成延长充电吋间， 但又不可能为了充电而不关闭计算机 ， 在电池未能充满的情况下断电， 影响了电池使用寿命。

[0005] 2.传统 USB充电适配器的输出电压电流一般为 5V、 1000mA, 在国标范围内， 但只能最优使用于要求输入电流 1000mA的用电设备， 对于要求输入电流小于 10 00mA的用电设备， 则会造成电池过充， 发热量大而缩短电池寿命等其它意外情 况。

[0006] 3.

对于目前大量使用的平板电脑， 输入电压普遍在 5V至 12V， 输入电流普遍在 1A- 2.5A, 这就造成传统输出 5V-1A/2A的 USB充电适配器无法使用， 只能额外购买 专用的充电适配器。

[0007] 4.对于普通充电电池与相机等便携设备来讲， 充电的电压范围从 1.25V至更高 电压不等， 且充电接口不同， 传统 USB充电设备无法进行充电， 必须配备专用充 电器， 造成了充电设备的重复购买， 形成了浪费。 [0008] 5.现如今家庭中的便携用电设备越来越多， 一对一的充电模式造成了资源的大 量浪费与收纳不便， 特别是在出差或者旅游途中， 这种现象更加严重。

技术问题

[0009] 针对现有技术存在的不足， 本发明提供一种能适配不同用电设备的充电器， 该 充电器能适配不同用电设备， 可以根据不同用电设备输出与其最佳匹配的电压 电流， 且在没有市电供给的情况下， 也能通过备用直流供电模块提供充电电能 问题的解决方案

技术解决方案

[0010] 本发明的目的是以下述方式实现的：

[0011] 一种能适配不同用电设备的充电器， 包括：

[0012] 单片机；

[0013] 将输入的市电转换为直流电的 AC/DC转换电路；

[0014] 接收单片机的指令对 AC/DC转换电路输出的直流电进行调压调流的调压调流模 块；

[0015] 实吋动态检测调压调流模块所输出直流电的电压电流参数、 并将电压电流参数 提供给单片机的电流检测电路；

[0016] 连接用电设备的 USB输出接口 I；

[0017] 所述 AC/DC转换电路还将转换的直流电输出至稳压电路， 稳压电路通过 USB输 出接口 Π输出工作电源。

[0018] 还包括连接用电设备的外接充电模块， 和将电流检测电路输出的工作电源经 U

SB输出接口 I或外接充电模块输出给用电设备的转换电路。

[0019] 还包括直流电源供电模块， 和将直流电源供电模块或 AC/DC转换电路输入的直 流电输出至调压调流模块的直流供电转换电路。

[0020] 所述转换电路采用幵关集成电路； 幵关集成电路接收电流检测电路输出的工作 电源， 向单片机提供在用电设备接入 USB输出接口 I或外接充电模块吋产生的电 参数， 接收单片机发送的切换指令并将电流检测电路输出的工作电源经 USB输出 接口 I或外接充电模块输出给用电设备。 [0021] 所述转换电路包括手动控制的机械幵关 I和机械幵关 Π; 所述机械幵关 I的一端 和机械幵关 Π的一端分别连接到电流检测电路的输出端， 机械幵关 I的另一端连 接 USB输出接口 I， 机械幵关 Π的另一端连接外接充电模块。

[0022] 所述外接充电模块为初始输出电压为 1.25V、 初始输出电流为 0.3A、 输出电压 范围为 1.25V-12V、 输出电流范围为 0.3A-2.5A的充电模块， 外接充电模块为一个 或一个以上。

[0023] 所述 USB输出接口 I为初始输出电压为 1.25V、 初始输出电流为 0.3A、 输出电压 范围为 1.25V-12V、 输出电流范围为 0.3A-2.5A的 USB输出接口， USB输出接口 I 为一个或一个以上。

[0024] 所述稳压电路为一个或一个以上， USB输出接口 Π为一个或一个以上； 每个稳 压电路的输入端连接到 AC/DC转换电路的直流输出端， 每个稳压电路的输出端 连接到一个 USB输出接口 Π。

[0025] 所述 USB输出接口 Π为输出电压为恒定 5V、 输出电流为 1A或者 2A的 5VUSB输 出接口。

[0026] 所述 USB输出接口 I或 USB输出接口 Π采用 A型 USB标准母口接口。

[0027] 单片机还与工作状态显示屏连接； 所述工作状态显示屏为一个或一个以上， 采 用液晶显示屏或灯珠阵列显示屏。

[0028] 所述直流电源供电模块包括与外部直流供电设备连接的外部供电接口、 与外部 供电接口连接的升压及稳压电路 I， 所述升压及稳压电路 I的输出端与直流供电转 换电路的输入端连接。

[0029] 所述直流电源供电模块包括内置于充电器壳体内的充电电池或者干电池， 所述 充电电池的输出端连接到直流供电转换电路的输入端。

[0030] 所述直流电源供电模块还包括用于给充电电池充电的充电电路 I， 所述充电电 路 I的输入端与 AC/DC转换电路的输出端连接， 充电电路 I的输出端连接到所述充 电电池的输入端。

[0031] 所述直流电源供电模块包括与外接的充电宝输出端连接的升压及稳压电路 Π， 所述升压及稳压电路 Π的输出端连接到直流供电转换电路的输入端。

[0032] 所述直流电源供电模块还包括用于给外接的充电宝充电的充电电路 Π， 所述充 电电路 Π的输入端与 AC/DC转换电路的输出端连接， 充电电路 Π的输出端连接到 所述充电宝的输入端； 在连接所述充电宝与升压及稳压电路 Π之间的线路上设置 有一个电路幵关。

[0033] 直流供电转换电路采用幵关集成电路 Π， 幵关集成电路 Π接收 AC/DC转换电路 或直流电源供电模块输出的直流电， 向单片机提供在 AC/DC转换电路或直流电 源供电模块将直流电输入吋产生的电参数， 接收单片机发送的切换指令并将直 流电输出至调压调流模块； 或者， 直流供电转换电路包括手动控制的机械幵关 m 和机械幵关 IV， 所述机械幵关 m的一端连接 AC/DC转换电路的输出端， 机械幵 关 IV的一端连接直流电源供电模块的输出端， 机械幵关 m的另一端和机械幵关 IV的另一端分别连接到调压调流模块的输入端。

[0034] 所述直流供电转换电路还将输出的直流电输出至稳压电路， 稳压电路通过 USB 输出接口 Π输出工作电源。

[0035] 所述直流电源供电模块为车载直流电源。

发明的有益效果

有益效果

[0036] 相对于现有技术， 本发明适用于 MP3、 电子书、 学习机、 手机、 平板电脑、 掌 上游戏机等的用电需求。 采用上述方案后， 在有市电的情况下通过市电充电， 在无市电的情况下， 可以通过直流电源供电模块， 如通过外接直流供电设备、 内置的充电电池或外接充电宝供电， 方便实用； 通过调压调流模块、 单片机、 电流检测电路和直流供电转换电路共同联动调节 USB输出接口 I， 输出与不同用 电设备最佳匹配的电压和电流， 提高了充电器的使用范围， 实现一器多用， 特 别是在出差或旅游只需要携带一个充电器即可满足不同用电设备的需求， 使用 更加便携， 不必要购买多余的充电器， 降低了采购成本， 减少了浪费。

对附图的简要说明

附图说明

[0037] 图 1是本发明的结构框图 1。

[0038] 图 2是结构框图 1的电路原理图。

[0039] 图 3是本发明的结构框图 2。 [0040] 图 4是结构框图 2的电路原理图。

[0041] 图 5是本发明的结构框图 3。

[0042] 图 6是结构框图 3中的直流电源供电模块采用外接直流供电设备供电的结构框图

[0043] 图 7是结构框图 3中直流电源供电模块采用外接直流供电设备供电的电路原理图

[0044] 图 8是结构框图 3中的直流电源供电模块采用内置充电电池供电的结构框图。

[0045] 图 9是结构框图 3中的直流电源供电模块采用内置充电电池供电的电路原理图。

[0046] 图 10是结构框图 3中的直流电源供电模块采用外接的充电宝供电的结构框图。

[0047] 图 11是结构框图 3中的直流电源供电模块采用外接的充电宝供电的电路原理图

[0048] 图 12是本发明的转换幵关的电路原理图之一。

[0049] 图 13是本发明的转换幵关的电路原理图之二。

[0050] 图 14是本发明的直流供电转换电路的电路原理图之一。

[0051] 图 15是本发明的直流供电转换电路的电路原理图之二。

[0052] 其中， 1-AC/DC转换电路； 2-调压调流模块； 3-单片机； 4- USB输出接口 I； 5- 工作状态显示屏； 6-电流检测电路； 7-电流检测输入线路； 8-电压控制指令输出 线路； 9-电流控制指令输出线路； 10-稳压电路； 11- USB输出接口 Π; 12-直流电 路； 13-外接充电模块； 14-转换电路； 15-转换电路控制线路； 16-转换识别线路 ； 17-单片机供电线路； 18-直流电源供电模块； 19-直流供电转换电路； 20-外部 供电接口； 21-升压及稳压电路 I； 22-充电电池； 24-充电电路 I； 25-充电宝； 26- 电路幵关； 27-升压及稳压电路 Π; 28-充电电路 Π; 29-直流转换识别线路； 30-直 流转换控制线路； 32-电路幵关控制线路。

本发明的实施方式

[0053] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0054] 各功能模块具体描述如下：

[0055] AC/DC转换电路 1， 将输入的市电转换为直流电， 通过直流供电转换电路 19及 直流电路 12为调压调流模块 2、 单片机 3、 稳压电路 10提供工作电源； 为上述充 电电路 124或充电电路 Π28提供工作电源。

[0056] 调压调流模块 2， 通过电压控制指令输出线路 8、 电流控制指令输出线路 9接收 单片机 3发出的指令对直流供电转换电路 19输出的直流电进行调压调流， 输出不 同大小的电压电流， 为单片机 3、 外接充电模块 13以及 USB输出接口 14提供工作 电源。 调压调流模块 2输出两路工作电源， 一路为调整后的电压和电流， 依次经 过电流检测电路 6、 转换电路 14， 并最终通过与转换电路 14连接的 USB输出接口 I 4或与转换电路 14连接的外接充电模块 13， 为外部用电设备提供工作电源； 另一 路经过单片机供电线路 17为单片机 3提供工作电源。 调压调流模块 2为市购产品 ， 为 DC/DC转换电路。

[0057] 单片机 3， 分别通过电压控制指令输出线路 8、 电流控制指令输出线路 9与调压 调流模块 2连接， 通过转换电路控制线路 15与转换电路 14连接， 通过直流转换控 制线路 30与直流供电转换电路 19连接。 单片机 3接收电流检测电路 6通过电流检 测输入线路 7提供的参数， 在 USB输出接口 14及外接充电模块 13的初始输出电压 电流 1.25V_0.3A的基础上， 经单片机 3内部程序运算后， 通过电压控制指令输出 线路 8、 电流控制指令输出线路 9发出指令， 控制调压调流模块 2的工作状态， 使 调压调流模块 2输出不同大小电压电流的工作电源， 直至满足用电设备所需充电 电压电流； 单片机 3还接收转换电路 14通过转换识别线路 16提供的电流电压参数 ， 通过转换电路控制线路 15控制转换电路 14的幵关状态， 使 USB输出接口 14与外 接充电模块 13只有一个处在工作状态。 此外， 单片机 3通过直流转换识别线路 29 接收直流供电转换电路 19提供的参数， 通过直流转换控制线路 30向直流供电转 换电路 19发出指令， 直流供电转换电路 19在接收到指令后执行切换动作， 在接 入市电吋， 使 AC/DC转换电路 1提供的直流电路、 直流电源供电模块 18提供的直 流电路只有一路处在通路状态。

[0058] 直流电源供电模块 18， 主要功能是在无市电的情况下， 通过外部直流供电设备 、 车在直流电源、 充电宝、 充电电池或干电池， 为本发明提供直流电。 直流电 源供电模块 18可以采用以下三种方案：

[0059] 1.直流电源供电模块 18包括与外部直流供电设备连接的外部供电接口 20、 与外 部供电接口 20连接的升压及稳压电路 121， 所述升压及稳压电路 121的输出端与直 流供电转换电路 19的输入端连接。 外部供电接口 20采用 Micro USB母座接口。

[0060] 2.作为方案 1的进一步改进， 直流电源供电模块 18还可以是： 包括内置于充电 器壳体内的充电电池 22或者干电池， 所述充电电池 22的输出端连接到直流供电 转换电路 19的输入端； 直流电源供电模块 18还包括用于给充电电池 22充电的充 电电路 124， 所述充电电路 124的输入端与 AC/DC转换电路 1的输出端连接， 充电 电路 124的输出端连接到所述充电电池 22的输入端。

[0061] 3.作为方案 1的进一步改进， 直流电源供电模块 18还可以是： 包括与外接的充 电宝 25输出端连接的升压及稳压电路 Π27， 所述升压及稳压电路 Π27的输出端连 接到直流供电转换电路 19的输入端， 在连接所述充电宝 25与升压及稳压电路 Π27 之间的线路上设置有一个由单片机 3控制的电路幵关 26， 单片机 3通过电路幵关 控制线路 32及电路幵关 26控制充电宝 25与升压及稳压电路 Π27的通、 断路状态， 所述的电路幵关 26可通过单片机控制继电器、 晶体管或集成块等形式或采用手 动控制的机械幵关实现电路通断； 直流电源供电模块 18还包括用于给外接的充 电宝 25充电的充电电路 Π28， 所述充电电路 Π28的输入端与 AC/DC转换电路 1的输 出端连接， 充电电路 Π28的输出端连接到充电宝 25的输入端。

[0062] 稳压电路 10， 输出 5V的恒定工作电压， 并通过 USB输出接口 Π11输出 5V工作电 源。 稳压电路 10的输出电压可以根据实际需要而定。

[0063] USB输出接口 Π11， 采用输出电压为恒定 5V、 输出电流为 1A或者 2A的 5VUSB 输出接口； USB输出接口 Π11， 采用 Α型 USB标准母口接口。

[0064] USB输出接口 14与外接充电模块 13， 分别与转换电路 14的输出端连接； 在每一 次连接上用电设备吋， USB输出接口 14与外接充电模块 13的初始输出电压为 1.25 V、 初始输出电流为 0.3A， 输出电压范围为 1.25V-12V, 输出电流范围为 0.3A-2.5 A。 USB输出接口 14采用 A型 USB标准母口接口。 外接充电模块 13为相对独立构 件， 通过充电器壳体结构或线缆连接充电器， 在不使用吋， 可以分别放置。

[0065] 转换电路 14， 将电流检测电路 6输出的工作电源经 USB输出接口 14或外接充电 模块 13输出给用电设备， 从而实现电能的切换输出。 转换电路 14的切换可以采 用软切换和硬切换来实现。 软切换可通过单片机控制继电器、 晶体管或集成块 等形式实现， 本实施例采用现有的 MAX系列幵关集成电路 I和单片机相结合实现 软切换： 幵关集成电路 I接收电流检测电路 6输出的工作电源， 向单片机 3提供在 用电设备接入 USB输出接口 14或外接充电模块 13吋产生的电参数， 接收单片机 3 发送的切换指令并将电流检测电路 6输出的工作电源经 USB输出接口 14或外接充 电模块 13输出给用电设备。 电流检测电路 6输出的工作电源优先经 USB输出接口 I 4输出， 也可优先由外接充电模块 13输出。

[0066] 下面以优先由外接充电模块 13输出为例来说明幵关集成电路啲切换原理： 电 路原理图如图 12所示， 幵关集成电路 I的引脚 1410和引脚 1403连接电流检测电路 6 ， 引脚 1409连接外接充电模块 13， 弓 I脚 1405连接 USB输出接口 14， 引脚 1408和引 脚 1404通过转换电路控制线路 15连接单片机 3， 引脚 1407通过转换识别线路 16连 接至单片机 3; 切换前， 幵关集成电路 I通过引脚 1403和引脚 1410接收电流检测电 路 6输出的工作电源， 并通过引脚 1405输出电能至 USB输出接口 14， 当外接充电 模块 13同吋也接入用电设备吋， 引脚 1407经转换识别线路 16向单片机 3提供在用 电设备接入外接充电模块 13吋产生的电参数， 单片机 3—旦检测到转换识别线路 16提供的电参数后， 即可判断出外接充电模块 13已接入了用电设备， 此吋单片 机 3经内部程序运算后通过转换电路控制线路 15向幵关集成电路 I的引脚 1404和 14 08发出切换指令， 幵关集成电路 I通过转换电路控制线路 15接收单片机 3发送的切 换指令， 幵关集成电路 I通过其内部集成的电子幵关 K1和 K2的转换， 将电能切换 至从引脚 1409输出， 从而实现将电流检测电路 6输出的工作电源由 USB输出接口 I 4切换至外接充电模块 13优先输出， 为外接的用电设备供电。 在无用电设备接入 的待机状态下， 转换电路 14控制 USB输出接口 14、 外接充电模块 13的初始状态均 为通路状态。 转换电路 14， 还可脱离单片机 3的控制， 通过硬切换来实现： 采用 纯机械式幵关手动切换输出， 如图 13所示， 转换电路 14包括手动控制的机械幵 关 I和机械幵关 Π， 机械幵关 I的一端和机械幵关 Π的一端分别连接到电流检测电路 6的输出端， 机械幵关 I的另一端连接 USB输出接口 14， 机械幵关 Π的另一端连接 外接充电模块 13。

[0067] USB输出接口 14和外接充电模块 13这两个输出模块只能有一路处于工作状态， 也就是说两路不能同吋工作， 且外接充电模块 13优先输出。 [0068] 电流检测电路 6， 设置在调压调流模块 2输出端与转换电路 14之间， 通过电流检 测输入线路 7与单片机 3连接； 电流检测电路 6实吋动态检测调压调流模块 2所输 出的电压电流参数， 并通过电流检测输入线路 7将电压电流参数提供给单片机 3 。 调压调流模块 2输出的工作电源经电流检测电路 6输出， 电流检测电路 6将输出 的直流电输送至 USB输出接口 14， 通过 USB输出接口 14供给外部用电设备。

[0069] 直流供电转换电路 19， 将从直流电源供电模块 18或 AC/DC转换电路 1输入的直 流电输出给用电设备， 从而实现电能的切换输出。 直流供电转换电路 19的切换 可以采用软切换和硬切换来实现。 软切换可通过单片机控制继电器、 晶体管或 集成块等形式实现， 本实施例采用现有的 MAX系列的幵关集成电路 Π和单片机相 结合实现软切换： 幵关集成电路 Π接收 AC/DC转换电路 1或直流电源供电模块 18 输出的直流电， 向单片机 3提供在 AC/DC转换电路 1或直流电源供电模块 18将直 流电输入吋产生的电参数， 接收单片机 3发送的切换指令并将直流电输出至调压 调流模块 2。 直流供电转换电路 19可以将 AC/DC转换电路 1输入的直流电进行优 先输出， 也可以将直流电源供电模块 18输入的直流电进行优先输出。

[0070] 下面以将 AC/DC转换电路 1提供的直流电进行优先输出为例来说明幵关集成电 路 Π的切换原理： 电路原理图如 14所示， 幵关集成电路 Π的引脚 1903连接 AC/DC 转换电路 1的输出端， 弓 I脚 1909连接直流电源供电模块 18的输出端， 弓 I脚 1907和 引脚 1902作为直流供电转换电路 19的输出端将直流电输出至调压调流模块 2， 引 脚 1905通过直流转换识别线路 29连接单片机 3， 弓 I脚 1904和弓 |脚 1908通过直流转 换控制线路 30连接单片机 3; 在只有直流电源供电模块 18将直流电经引脚 1909输 入吋， 幵关集成电路 Π通过引脚 1907将直流电源供电模块 18提供的直流电输出至 调压调流模块 2， 若 AC/DC转换电路 1提供的直流电也通过引脚 1903同吋输入， 则引脚 1905经直流转换识别线路 29向单片机 3产生一个电参数， 单片机 3—旦检 测到该电参数， 即可判断出 AC/DC转换电路 1向幵关集成电路 Π幵始提供直流电 ， 此吋单片机 3经内部程序运算后通过直流转换控制线路 30向幵关集成电路 Π的 引脚 1904和 1908发出切换指令， 幵关集成电路 Π通过直流转换控制线路 30接收单 片机 3发送的切换指令， 幵关集成电路 Π通过其内部集成的电子幵关 K3和 K4的转 换， 将 AC/DC转换电路 1提供的直流电优先切换至从引脚 1902输出， 而直流电源 供电模块 18提供的直流电停止从引脚 1907输出。 直流供电转换电路 19还可脱离 单片机 3的控制， 通过硬切换来实现： 采用纯机械式幵关手动切换输出， 如图 15 所示， 直流供电转换电路 19包括手动控制的机械幵关 m和机械幵关 IV， 所述机械 幵关 m的一端连接 AC/DC转换电路 1的输出端， 机械幵关 IV的一端连接直流电源 供电模块 18的输出端， 机械幵关 m的另一端和机械幵关 IV的另一端分别连接到调 压调流模块 2的输入端。

[0071] 直流供电转换电路 19输出的直流电还输出至稳压电路 10， 稳压电路 10通过 USB 输出接口 Π11输出 5V工作电源。 在无市电接入且直流电源供电模块 18处于待机状 态下吋， 控制 AC/DC转换电路 1提供的直流电路与直流电源供电模块 18提供的直 流电路均为通路状态。

[0072] 工作状态显示屏 5， 采用液晶显示屏或灯珠阵列显示屏， 由单片机 3控制实吋动 态显示调压调流模块 2输出的电压电流参数； 工作状态显示屏 5可以设置一个或 一个以上。

[0073] 上述电压控制指令输出线路 8、 电流控制指令输出线路 9、 转换电路控制线路 15 、 转换识别线路 16分别为一路或一路以上。

[0074] 上述稳压电路 10、 USB输出接口 Π11均可以设置一个或一个以上， 上述直流电 路 12根据扩展需要可以设置多路， 每个稳压电路 10的输入端各通过一路直流电 路 12连接到直流供电转换电路 19的直流输出端， 每个稳压电路 10的输出端连接 到一个 USB输出接口 m i。

[0075] 上述 USB输出接口 14和外接充电模块 13根据扩展需要也均可以设置一个或一个 以上， 分别连接到转换电路 14的输出端。

[0076] 如图 1所示， 本实施例的一种能适配不同用电设备的充电器， 包括 AC/DC转换 电路 1、 调压调流模块 2、 单片机 3、 USB输出接口 14、 工作状态显示屏 5、 电流检 测电路 6、 电流检测输入线路 7、 电压控制指令输出线路 8、 电流控制指令输出线 路 9、 稳压电路 10、 USB输出接口 Π11、 直流电路 12、 单片机供电线路 17; 其中 ， AC/DC转换电路 1的输出端分别与调压调流模块 2、 稳压电路 10连接； 调压调 流模块 2分别与单片机 3、 电流检测电路 6连接； 电流检测电路 6分别与 USB输出接 口 14、 单片机 3连接； 单片机 3分别与工作状态显示屏 5、 调压调流模块 2连接； 稳 压电路 10与 USB输出接口 Π11连接。

[0077] 工作原理如下：

[0078] 参见图 1， 用电设备接入 USB输出接口 14， 经电流检测电路 6检测电流参数并送 至单片机 3， 单片机 3经电流检测输入线路 7接收电流检测电路 6检测到的调压调 流模块 2输出的电流参数， 在 USB输出接口 14的初始输出电压电流 1.25V-12A的基 础上， 控制调压调流模块 2调整输出电压电流大小， 直至满足用电设备所需充电 电压电流。 单片机 3同吋控制工作状态显示屏 5实吋动态显示调压调流模块 2输出 的电压电流参数。

[0079] USB输出接口 Π11输出 5V电压的工作电源。

[0080] 参见图 2， AC/DC转换电路 1把 220V交流电源转换成低电压直流恒压恒流电源 后通过调压调流模块 2为单片机 3提供工作电源， 同吋为调压调流模块 2提供所需 基准稳压源， 此稳压源是恒压恒流稳压源， 通过调压调流模块 2、 单片机 3和电 流检测电路 6共同联动调节， 经 USB输出接口 14输出调整后的电压和电流， 并由 工作状态显示屏 5显示输出电压与电流的大小； AC/DC转换电路 1还把 220V交流 电源转换成低电压直流恒压恒流电源后输出至稳压电路 10， 为稳压电路 10提供 工作电源， 稳压电路 10通过 USB输出接口 Π11输出 5V工作电源。

[0081] 如图 3所示， 本实施例的一种能适配不同用电设备的充电器， 包括 AC/DC转换 电路 1、 调压调流模块 2、 单片机 3、 USB输出接口 14、 工作状态显示屏 5、 电流检 测电路 6、 电流检测输入线路 7、 电压控制指令输出线路 8、 电流控制指令输出线 路 9、 稳压电路 10、 USB输出接口 Π11、 直流电路 12、 外接充电模块 13、 转换电 路 14、 转换电路控制线路 15、 转换识别线路 16、 单片机供电线路 17; 其中， AC/ DC转换电路 1的输出端分别与调压调流模块 2、 稳压电路 10连接； 调压调流模块 2 分别与单片机 ₃、 电流检测电路 6连接； 电流检测电路 6分别与单片机 3、 转换电 路 14连接； 转换电路 14分别与单片机 3、 USB输出接口 14、 外接充电模块 13连接 ； 单片机 3分别与工作状态显示屏 5、 调压调流模块 2、 转换电路 14连接； 稳压电 路 10与 USB输出接口 Π11连接。

[0082] 工作原理如下：

[0083] 如图 3所示， 用电设备接入 USB输出接口 14或外接充电模块 13， 经电流检测电 路 6检测电压参数并送至单片机 3后， 由单片机 3根据电流检测电路 6与电流检测 输入线路 7提供的调压调流模块 2输出的电流参数， 在 USB输出接口 14的初始输出 电压电流 1.25V_0.3A的基础上， 控制调压调流模块 2调整输出电压电流大小， 直 至满足用电设备所需充电电压电流。

[0084] 单片机 3通过转换电路控制线路 15控制转换电路 14的幵关状态， 使 USB输出接 口 14与外接充电模块 13只有一个处在工作状态。

[0085] 单片机 3同吋控制工作状态显示屏 5实吋动态地显示调压调流模块 2输出的电压 电流参数。

[0086] USB输出接口 Π11输出 5V电压的工作电源。

[0087] 参见图 4， AC/DC转换电路 1把 220V交流电源转换成低电压直流恒压恒流电源 后通过调压调流模块 2为单片机 3提供工作电源， 同吋为调压调流模块 2提供所需 基准稳压源， 此稳压源是恒压恒流稳压源， 通过调压调流模块 2和单片机 3、 电 流检测电路 6、 转换电路 14共同联动调节， 经 USB输出接口 14或外接充电模块 13 输出调整后的电压和电流， 并由工作状态显示屏 5显示输出电压与电流的大小； AC/DC转换电路 1还把 220V交流电源转换成低电压直流恒压恒流电源后输出至稳 压电路， 为稳压电路 10提供工作电源， 稳压电路 10通过 USB输出接口 Π11输出 5V 工作电源。

[0088] 参见图 5， 本实施的一种能适配不同用电设备的充电器， 包括 AC/DC转换电路 1 、 直流电源供电模块 18、 调压调流模块 2、 单片机 3、 USB输出接口 14、 工作状态 显示屏 5、 电流检测电路 6、 电流检测输入线路 7、 电压控制指令输出线路 8、 电 流控制指令输出线路 9、 稳压电路 10、 USB输出接口 Π11、 直流电路 12、 外接充 电模块 13、 转换电路 14、 转换电路控制线路 15、 转换识别线路 16、 单片机供电 线路 17， 直流供电转换电路 19; 其中， AC/DC转换电路 1、 直流电源供电模块 18 分别连接到直流供电转换电路 19， 直流供电转换电路 19分别与单片机 3、 调压调 流模块 2、 稳压电路 10连接； 调压调流模块 2分别与单片机 3、 电流检测电路 6连 接； 电流检测电路 6分别与单片机 3、 转换电路 14连接； 转换电路 14分别与单片 机 3、 USB输出接口 14、 外接充电模块 13连接； 单片机 3分别与直流供电转换电路 19、 调压调流模块 2、 工作状态显示屏 5、 转换电路 14连接。 [0089] 在直流电源供电模块 18采用上述方案 1吋的工作过程如下：

[0090] 如图 6所示， 用电设备接入 USB输出接口 14或外接充电模块 13， 经电流检测电 路 6检测电流参数并送至单片机 3后， 由单片机 3根据电流检测电路 6与电流检测 输入线路 7提供的调压调流模块 2输出的电流参数， 在 USB输出接口 14或外接充电 模块 13的初始输出电压电流 1.25V-0.3A的基础上， 控制调压调流模块 2调整输出 电压电流大小， 直至满足用电设备所需充电电压电流。

[0091] 单片机 3通过转换电路控制线路 15控制转换电路 14的工作状态， 在有外部用电 设备接入吋， 使 USB输出接口 14与外接充电模块 13只有一个处在通路状态。

[0092] 单片机 3同吋控制工作状态显示屏 5实吋动态显示调压调流模块 2输出的电压电 流参数。

[0093] USB输出接口 Π11输出 5V电压的工作电源。

[0094] 经直流供电转换电路 19提供的直流电经直流电路 12， 给调压调流模块 2及稳压 电路 10提供工作电源。

[0095] 参见图 7， 市电经过 AC/DC转换电路 1转换的直流电或外部供电设备经外部供电 设备接口 20通过升压及稳压电路 121提供的直流电， 通过直流供电转换电路 19及 直流电路 12为调压调流模块 2、 稳压电路 10提供工作电源； 通过调压调流模块 2 和单片机 3、 电流检测电路 6、 转换电路 14、 直流供电转换电路 19共同联动调节 ， 经 USB输出接口 14或外接充电模块 13输出调整后的电压和电流， 并由工作状态 显示屏 5显示输出电压与电流的大小； 直流供电转换电路 19输出的低电压直流恒 压恒流电源通过直流电路 12为稳压电路 10提供工作电源， 稳压电路 10通过 USB输 出接口 Π11输出 5V电源。

[0096] 外部供电设备接口 20连接外部供电设备后， 通过升压及稳压电路 121、 直流供 电转换电路 19及直流电路 12， 提供给调压调流模块 2、 稳压电路 10， 最终经 USB 输出接口 14、 外接充电模块 13、 USB输出接口 Π11给用电设备充电， 完成桥接工 作。

[0097] 在直流电源供电模块 18采用上述方案 2吋的工作过程如下：

[0098] 如图 8所示， 用电设备接入 USB输出接口 14或外接充电模块 13， 经电流检测电 路 6检测电压参数并送至单片机 3后， 由单片机 3根据电流检测电路 6与电流检测 输入线路 7提供的调压调流模块 2输出的电流参数， 在 USB输出接口 14或外接充电 模块 13的初始输出电压电流 1.25V-0.3A的基础上， 控制调压调流模块 2调整输出 电压电流大小， 直至满足用电设备所需充电电压电流。

[0099] 单片机 3通过转换电路控制线路 15控制转换电路 14的工作状态， 在有外部用电 设备接入吋， 使 USB输出接口 14与外接充电模块 13只有一个处在通路状态。

[0100] 单片机 3同吋控制工作状态显示屏 5实吋动态显示调压调流模块 2输出的电压电 流参数。

[0101] USB输出接口 Π11输出 5V电压的工作电源。

[0102] 经直流供电转换电路 19提供的直流电经直流电路 12， 给调压调流模块 2及稳压 电路 10提供工作电源。

[0103] 参见图 9， 市电经过 AC/DC转换电路 1转换的直流电或内置的充电电池 22提供的 直流电， 通过直流供电转换电路 19及直流电路 12为调压调流模块 2、 稳压电路 10 提供工作电源； 通过调压调流模块 2和单片机 3、 电流检测电路 6、 转换电路 14、 直流供电转换电路 19共同联动调节， 经 USB输出接口 14或外接充电模块 13输出调 整后的电压和电流， 并由工作状态显示屏 5显示输出电压与电流的大小； 直流供 电转换电路 19输出的低电压直流恒压恒流电源通过直流电路 12为稳压电路 10提 供工作电源， 稳压电路 10通过 USB输出接口 Π11输出 5V电源。

[0104] 市电经过 AC/DC转换电路 1转换的直流电， 经充电电路 124为内置的充电电池 22 充电。

[0105] 在直流电源供电模块 18采用上述方案 3吋的工作过程如下：

[0106] 如图 10所示， 用电设备接入 USB输出接口 14或外接充电模块 13， 经电流检测电 路 6检测电压参数并送至单片机 3后， 由单片机 3根据电流检测电路 6与电流检测 输入线路 7提供的调压调流模块 2输出的电流参数， 在 USB输出接口 14或外接充电 模块 13的初始输出电压电流 1.25V-0.3A的基础上， 控制调压调流模块 2调整输出 电压电流大小， 直至满足用电设备所需充电电压电流。

[0107] 单片机 3通过转换电路控制线路 15控制转换电路 14的工作状态， 在有外部用电 设备接入吋， 使 USB输出接口 14与外接充电模块 13只有一个处在通路状态。

[0108] 单片机 3通过电路幵关控制线路 32及电路幵关 26控制充电宝 25与升压及稳压电 路 Π27的通、 断路状态。

[0109] 单片机 3同吋控制工作状态显示屏 5实吋动态显示调压调流模块 2输出的电压电 流参数。

[0110] USB输出接口 Π11输出 5V电压的工作电源。

[0111] 经直流供电转换电路 19提供的直流电经直流电路 12， 给调压调流模块 2及稳压 电路 10提供工作电源。

[0112] 参见图 11， 市电经过 AC/DC转换电路 1转换的直流电或外接的充电宝 25通过升 压及稳压电路 Π27提供的直流电， 通过直流供电转换电路 19及直流电路 12为调压 调流模块 2、 稳压电路 10提供工作电源； 通过调压调流模块 2和单片机 3、 电流检 测电路 6、 转换电路 14、 直流供电转换电路 19共同联动调节， 经 USB输出接口 14 或外接充电模块 13输出调整后的电压和电流， 并由工作状态显示屏 5显示输出电 压与电流的大小； 直流供电转换电路 19输出的低电压直流恒压恒流电源通过直 流电路 12为稳压电路 10提供工作电源， 稳压电路 10通过 USB输出接口 Π11输出 5V 电源。

[0113] 市电经过 AC/DC转换电路 1转换的直流电， 经充电电路 Π28为外接的充电宝 25充 电。

[0114] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本领域的技术人员来 说， 在不脱离本发明整体构思前提下， 还可以作出若干改变和改进， 这些也应 该视为本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

一种能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 包括：

单片机 (3) ；

将输入的市电转换为直流电的 AC/DC转换电路 （1) ；

接收单片机 （3) 的指令对 AC/DC转换电路 （1) 输出的直流电进行调 压调流的调压调流模块 （2) ；

实吋动态检测调压调流模块 （2) 所输出直流电的电压电流参数、 并 将电压电流参数提供给单片机的电流检测电路 （6) ；

连接用电设备的 USB输出接口 I (4) ；

所述 AC/DC转换电路 （1) 还将转换的直流电输出至稳压电路 （10) ， 稳压电路 （10) 通过 USB输出接口 Π (11) 输出工作电源。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 还包括连接用电设备的外接充电模块 （13) ， 和将电流检测电路 （6 ) 输出的工作电源经 USB输出接口 I (4) 或外接充电模块 （13) 输出 给用电设备的转换电路 （14) 。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 还包括直流电源供电模块 （18) ， 和将直流电源供电模块 （18) 或 A C/DC转换电路 （1) 输入的直流电输出至调压调流模块 （2) 的直流 供电转换电路 （19) 。

根据权利要求 2所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述转换电路 （14) 采用幵关集成电路； 幵关集成电路接收电流检测 电路 （6) 输出的工作电源， 向单片机 （3) 提供在用电设备接入 USB 输出接口 I (4) 或外接充电模块 （13) 吋产生的电参数， 接收单片机 (3) 发送的切换指令并将电流检测电路 （6) 输出的工作电源经 USB 输出接口 I (4) 或外接充电模块 （13) 输出给用电设备。

根据权利要求 2所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述转换电路 （14) 包括手动控制的机械幵关 I和机械幵关 Π; 所述机 械幵关 I的一端和机械幵关 Π的一端分别连接到电流检测电路 （6) 的 输出端， 机械幵关 I的另一端连接 USB输出接口 I， 机械幵关 Π的另一 端连接外接充电模块 （13) 。

根据权利要求 2所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述外接充电模块 （13) 为初始输出电压为 1.25V、 初始输出电流为 0

.3A、 输出电压范围为 1.25V-12V、 输出电流范围为 0.3A-2.5A的充电 模块， 外接充电模块 （13) 为一个或一个以上。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述 USB输出接口 I (4) 为初始输出电压为 1.25V、 初始输出电流为 0.

3A、 输出电压范围为 1.25V-12V、 输出电流范围为 0.3A-2.5A的 USB输 出接口， USB输出接口 I (4) 为一个或一个以上。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述稳压电路 （10) 为一个或一个以上， USB输出接口 Π (11) 为一 个或一个以上； 每个稳压电路 （10) 的输入端连接到 AC/DC转换电路

(1) 的直流输出端， 每个稳压电路 （10) 的输出端连接到一个 USB 输出接口 Π (11) 。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述 USB输出接口 Π (11) 为输出电压为恒定 5V、 输出电流为 1A或者 2A的 5VUSB输出接口。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述 USB输出接口 I (4) 或 USB输出接口 Π (11) 采用 A型 USB标准母 口接口。

根据权利要求 1所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 单片机 （3) 还与工作状态显示屏 （5) 连接； 所述工作状态显示屏 （ 5) 为一个或一个以上， 采用液晶显示屏或灯珠阵列显示屏。

根据权利要求 3所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 包括与外部直流供电设备连接的外部供 电接口 （20) 、 与外部供电接口连接的升压及稳压电路 I (21) ， 所 述升压及稳压电路 I (21) 的输出端与直流供电转换电路 （19) 的输 入端连接。

根据权利要求 3所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 包括内置于充电器壳体内的充电电池 （ 22) 或者干电池， 所述充电电池 （22) 的输出端连接到直流供电转换 电路 （19) 的输入端。

根据权利要求 13所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 还包括用于给充电电池 （22) 充电的充 电电路 I (24) ， 所述充电电路 I (24) 的输入端与 AC/DC转换电路 ( 1) 的输出端连接， 充电电路 I (24) 的输出端连接到所述充电电池 （ 22) 的输入端。

根据权利要求 3所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 包括与外接的充电宝 （25) 输出端连接 的升压及稳压电路 Π (27) ， 所述升压及稳压电路 Π (27) 的输出端 连接到直流供电转换电路 （19) 的输入端。

根据权利要求 15所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 还包括用于给外接的充电宝 （25) 充电 的充电电路 Π (28) ， 所述充电电路 Π (28) 的输入端与 AC/DC转换 电路 （1) 的输出端连接， 充电电路 Π (28) 的输出端连接到所述充 电宝 （25) 的输入端； 在连接所述充电宝 （25) 与升压及稳压电路 Π

(27) 之间的线路上设置有一个电路幵关 (26) 。

根据权利要求 3所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 直流供电转换电路 （19) 采用幵关集成电路 Π， 幵关集成电路 Π接收 A C/DC转换电路 （1) 或直流电源供电模块 （18) 输出的直流电， 向单 片机 （3) 提供在 AC/DC转换电路 （1) 或直流电源供电模块 （18) 将 直流电输入吋产生的电参数， 接收单片机 （3) 发送的切换指令并将 直流电输出至调压调流模块 （2) ； 或者， 直流供电转换电路 （19) 包括手动控制的机械幵关 m和机械幵关 ιν， 所述机械幵关 m的一端连 接 AC/DC转换电路 （1) 的输出端， 机械幵关 IV的一端连接直流电源 供电模块 （18) 的输出端， 机械幵关 m的另一端和机械幵关 IV的另一 端分别连接到调压调流模块 （2) 的输入端。

[权利要求 18] 根据权利要求 3或 17所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在 于： 所述直流供电转换电路 （19) 还将输出的直流电输出至稳压电路

(10) ， 稳压电路 （10) 通过 USB输出接口 Π (11) 输出工作电源。

[权利要求 19] 根据权利要求 3所述的能适配不同用电设备的充电器， 其特征在于： 所述直流电源供电模块 （18) 为车载直流电源。