45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构制造技术

本发明专利技术公开了一种45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构。该电路包括EMI抑制电路、整流滤波电路、钳位保护电路、主功率开关电路、高频变压器、次级EMI吸收电路、输出滤波反馈电路、光耦开关电路、三路电压转换模块、三路输出识别模块。本发明专利技术电路简单、体积小、成本低、安全可靠。作为基于PD3.0协议的新型快充电路，可自适应识别多种协议，进而实现所需的多种直流输出，兼容多种产品。能通过输出识别模块与用电设备实时通信，自适应改变输出的功率情况，既实现快速充电，又能最大情况延长用电设备的电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构
本专利技术涉及充电装置快速充电
，特别提供了一种基于PD3.0协议的45W宽频带快充电源结构，可实现随负载类型不同的功率自适应充电电路。
技术介绍
在当今这个信息化高速发展的社会，手机、平板等电子设备已经成为人们生活、日常办公不可或缺的工具，对其电能的快速补充也成为电子领域发展的一个技术焦点。目前，市场上现有的开关电源适配器一般都为5W/10W的小功率单一直流输出规格，一定程度上对用户在使用上产生了一些限制，如：效率低、不同产品的适配性等。2017年，USB-IF组织发布了USBPD3.0的重要更新，正式推出旨在规范快充技术的PPS协议。虽然美国高通公司发布了最新的QC4+充电技术，但仍没有充电设备能够真正意义上地实现QC4+低压直充技术。此外，市面上的USBPD移动电源大多采用高度集成芯片的方案，尽管降低了成本，却难以实现40W、60W甚至100W的充电功率，也就不能满足笔记本电脑的快充需求。现有的开关电源还存在体积大、效率低、温度高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，而提供一种最大支持45w的、具有高能效的、能够支持多种快充协议的电源结构。可实现高功率宽频带电能输出，并根据负载类型的变化做到电压自适应，从而输出不同类型电能的电路，以达到快速充电的目的。为实现上述目的，本专利技术技术采用以下技术方案实现。一种45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构，该电源结构包括电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块，其中电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块依次连接；电源输入模块连接外部220V交流电，快充识别模块与外部的终端使用设备连接；所述电源输入模块包括相连接的输入端EMI抑制电路和整流滤波模块；所述反激式电路模块包括依次串联的反激式主电路、主功率开关电路、输出电压反馈回路；然后输出电压反馈回路再将电压反馈给反激式主电路；所述快充识别模块包括相并联的USBA口第一输出电路、USBA口第二输出电路、TYPE-C口快充识别输出电路。优选的，所述电源输入模块包括输入接口P1、共模电感L2、熔断器FU1、电阻R18、电阻R19、热敏电阻RT1、电容C10、滤波电容C11、滤波电容C12以及整流桥D6；熔断器FU1一端连接输入接口P1正极，熔断器FU1另一端连接共模电感L2的2号脚；热敏电阻RT1一端连接输入接口P1负极，热敏电阻RT1另一端连接共模电感L2的4号脚；电阻R18、电阻R19串联后并联在共模电感L2输入端；电容C10并联在共模电感L2输入端；共模电感L2输出端连接整流桥电路D6的输入端；滤波电容C11、滤波电容C12并联于D6的输出端。上述输入接口P1、共模电感L2、熔断器FU1、电阻R18、电阻R19、热敏电阻RT1、电容C10构成EMI抑制电路；滤波电容C11、滤波电容C12以及整流桥D6构成整流滤波模块。优选的，所述主功率开关电路包括离线式开关芯片U2、变压器TR1、光电耦合器U1、电阻R2至R11、电容C5至C9、二极管D2至D4；电阻R8、电阻R9串联后一端与整流桥D6正极相连，电阻R8、电阻R9串联后另一端接开关芯片U2的电压检测引脚；电阻R2、电阻R3、电容C5、二极管D2依次并联，然后串联电阻R4、二极管D4，共同构成钳位保护电路，钳位保护电路一端与整流桥D6正极相连，钳位保护电路另一端接开关芯片U2的漏极引脚；开关芯片U2的频率引脚与源极引脚相连；开关芯片U2的外部流限引脚经过电阻R10与源极相连；电阻R6、电阻R7串联后一端接整流桥D6输出端，电阻R6、电阻R7串联后另一端与开关芯片U2的外部流限引脚相连；电阻R11与电容C8串联后并联电容C7，然后并联在开关芯片U2的控制引脚与频率引脚之间；二级管D3、电阻R5、电容C6构成吸收回路，吸收回路一端连接变压器TR1，吸收回路另一端作为偏置绕组的输出端；电容C9并联在变压器偏置绕组两端；光电耦合器U1的集电极连接二级管D3的阴极，光电耦合器U1的发射极连接开关芯片U2的控制引脚。优选的，所述反激式主电路包括离线式开关芯片U2、变压器TR1、电阻R1、电阻R15、电容C1至C4，C13及C14、电感L1、二级管D1、发光二级管D5、输出端子P2、P3，电感L1、电容C13、电容C14组成π型滤波电路；电阻R1与电容C2串联后并联二级管D1，构成吸收回路，吸收回路一端连接变压器TR1，吸收回路另一端经π型滤波电路与输出端子P2、P3相连；电容C4、电容C3并联在变压器二次侧两端；电阻R15与发光二级管D5串联后一端与输出电压正极相连，另一端接地，构成电压输出指示灯。优选的，所述输出电压反馈回路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电容C15、C16、稳压基准源Q1、光电耦合器U1；电阻R16、R17串联后并联在输出端；电阻R17一端接稳压基准源Q1的参考端，电阻R17另一端接Q1的阳极；电容C15并联在稳压基准源Q1的阴极与参考端之间；电阻R12与电容C16串联后与电阻R13并联，其一端接在光电耦合器U1的阳极，其另一端接入变压器二次侧；电阻R14并联在光电耦合器U1的阴极与阳极之间、稳压基准源Q1的阴极与光电耦合器U1的阴极相连。优选的，所述快充电压转换模块包括同步开关降压转换芯片U1、电感L1、电阻R1、电阻R3、电容C1至电容C14；输入电压经电容C11至C14滤波后接到降压转换U1的输入端；电阻R3一端接降压转换U1的频率调节引脚，另一端接地；电容C3一端接芯片U1的自举电容引脚，另一端接芯片的开关节点；电感L1一端连接降压转换U1的开关节点，另一端经过电容C3、电容C4、电容C6、电容C7滤波后连接到芯片的输出限流检测引脚；降压转换芯片U1的输出引脚经过电阻R1连接到电流检测引脚。优选的，所述USBA口第一输出电路、USBA口第二输出电路相同，包括同步开关降压转换芯片U1、USB接口Y1、电阻R2、电容C15至C18，降压转换芯片U1的快充识别信号引脚DM、DP分别经过电容C17、C18滤波后与USB接口Y1相接；电阻R2作为放电电阻，一端接地，另一端接降压转换芯片U1的电压输出引脚；降压转换芯片U1输出引脚经过滤波电容C15和C16与USB接口Y1的VCC端相连。优选的，所述TYPE-C口快充识别输出电路包括同步开关降压转换芯片U1、TYPE-C接口Y2、电容C15、C16、电阻R2；电阻R2一端接地，另一端接芯片U1的电压输出引脚；芯片U1输出引脚经过滤波电容C15、C16与TYPE-C接口Y2的供电引脚VBUS相连；芯片U1的DM引脚与接口Y2的数据引脚DN1、DN2相连；芯片U1的DP引脚与接口Y2数据引脚DP1、DP2相连；芯片U1检测引脚CC1、CC2分别接入TYPE-C接口对应引脚。本专利技术的有益效果为：采用高频开关技术，使电路结构做到小型化、轻量化；双USB接口以及Type-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构，其特征在于，该电源结构包括电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块，其中电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块依次连接；电源输入模块连接外部220V交流电，快充识别模块与外部的终端使用设备连接；/n所述电源输入模块包括相连接的输入端EMI抑制电路和整流滤波模块；/n所述反激式电路模块包括依次串联的反激式主电路、主功率开关电路、输出电压反馈回路；然后输出电压反馈回路再将电压反馈给反激式主电路；/n所述快充识别模块包括相并联的USBA口第一输出电路、USBA口第二输出电路、TYPE-C口快充识别输出电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种45W宽频带电压自适应PPS超级快充移动电源结构，其特征在于，该电源结构包括电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块，其中电源输入模块、反激式电路模块、快充电压转换模块、快充识别模块依次连接；电源输入模块连接外部220V交流电，快充识别模块与外部的终端使用设备连接；
所述电源输入模块包括相连接的输入端EMI抑制电路和整流滤波模块；
所述反激式电路模块包括依次串联的反激式主电路、主功率开关电路、输出电压反馈回路；然后输出电压反馈回路再将电压反馈给反激式主电路；
所述快充识别模块包括相并联的USBA口第一输出电路、USBA口第二输出电路、TYPE-C口快充识别输出电路。


2.根据权利要求1所述的电源结构，其特征在于：所述电源输入模块包括输入接口P1、共模电感L2、熔断器FU1、电阻R18、电阻R19、热敏电阻RT1、电容C10、滤波电容C11、滤波电容C12以及整流桥D6；熔断器FU1一端连接输入接口P1正极，熔断器FU1另一端连接共模电感L2的2号脚；热敏电阻RT1一端连接输入接口P1负极，热敏电阻RT1另一端连接共模电感L2的4号脚；电阻R18、电阻R19串联后并联在共模电感L2输入端；电容C10并联在共模电感L2输入端；共模电感L2输出端连接整流桥电路D6的输入端；滤波电容C11、滤波电容C12并联于D6的输出端。
上述输入接口P1、共模电感L2、熔断器FU1、电阻R18、电阻R19、热敏电阻RT1、电容C10构成EMI抑制电路；滤波电容C11、滤波电容C12以及整流桥D6构成整流滤波模块。


3.根据权利要求2所述的电源结构，其特征在于：所述主功率开关电路包括离线式开关芯片U2、变压器TR1、光电耦合器U1、电阻R2至R11、电容C5至C9、二极管D2至D4；
电阻R8、电阻R9串联后一端与整流桥D6正极相连，电阻R8、电阻R9串联后另一端接开关芯片U2的电压检测引脚；电阻R2、电阻R3、电容C5、二极管D2依次并联，然后串联电阻R4、二极管D4，共同构成钳位保护电路，钳位保护电路一端与整流桥D6正极相连，钳位保护电路另一端接开关芯片U2的漏极引脚；开关芯片U2的频率引脚与源极引脚相连；开关芯片U2的外部流限引脚经过电阻R10与源极相连；电阻R6、电阻R7串联后一端接整流桥D6输出端，电阻R6、电阻R7串联后另一端与开关芯片U2的外部流限引脚相连；电阻R11与电容C8串联后并联电容C7，然后并联在开关芯片U2的控制引脚与频率引脚之间；二级管D3、电阻R5、电容C6构成吸收回路，吸收回路一端连接变压器TR1，吸收回路另一端作为偏置绕组的输出端；电容C9并联在变压器偏置绕组两端；光电耦合器U1的集电极连接二级管D3的阴极，光电耦合器U1的发射极连接开关芯片U2的控制引脚。


4.根据权利要求1所述的电源结构，其特征在于：所述反激式主电路包括离线式开关芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：项子旋，周柏涛，李怀龙，黄振跃，李伊莎，张鑫涛，杨晓月，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32