USB充电电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种USB充电电路，包括充电协议控制电路、电压电流控制电路、初级控制电路、变压器、同步整流电路以及同步整流电路。充电协议控制电路包括一个控制信号端和至少两个USB口，充电协议控制电路能够检测接入其的充电设备的设备数量，控制信号端能够输出与设备数量对应的充电控制命令。电压电流控制电路用于根据充电控制命令，输出对应的光耦控制信号。初级控制电路用于根据所接收的光耦控制信号将直流电信号调制成相应的高压方波信号。滤波电路输出平滑的第四直流电信号作为充电电源对充电设备进行充电。本实用新型专利技术的USB充电电路结构简单，能够根据所连接的充电设备的设备数量切换不同的充电模式。的设备数量切换不同的充电模式。的设备数量切换不同的充电模式。

【技术实现步骤摘要】
USB充电电路


[0001]本技术涉及电子电器领域，特别是一种通用串行总线(Universal Serial Bus， USB)充电电路。

技术介绍

[0002]目前市面上的USB充电电路，特别是多口USB带快充功能的充电电路，其电路形式多采用两个变压器。其中1个变压器及其电路提供快速充电功能，另外1个变压器及电路提供普通充电功能。这种电路，元器件及控制电路至少需要2路或以上，电路结构复杂，体积大，成本高。另外1种电路形式是变压器有2个以上的输出绕组，每个输出绕组连接1路降压电路，每路输出根据搭配的协议电路的不同分别支持快充功能和普通充电的功能。其变压器体积大，电路复杂，成本较高。实际产品的快充电路与普通充电电路是区分开的，从而需要区分固定快充USB接口和普通充电的USB接口，不支持盲插，用户体验不好。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术提出了一种USB充电电路，用以利用一个变压器和一路输出绕组，实现多口USB快充和普通充电的功能。
[0004]本技术提出的一种USB充电电路，包括充电协议控制电路、电压电流控制电路、初级控制电路、变压器、同步整流电路以及滤波电路。充电协议控制电路包括一个控制信号端和至少两个USB口，所述充电协议控制电路能够检测接入其的充电设备的设备数量，所述控制信号端能够输出与所述设备数量对应的充电控制命令。电压电流控制电路用于根据所述充电控制命令，输出对应的光耦控制信号。初级控制电路用于接收外部电源转换后的直流电信号，并根据所接收的所述光耦控制信号将所述直流电信号调制成相应的高压方波信号。变压器用于将所述高压方波信号转换为低压交流信号。同步整流电路用于将所述低压交流信号经整流转换为第三直流电信号。滤波电路用于对所述第三直流电信号进行滤波，得到平滑的第四直流电信号，作为充电电源对所述充电设备进行充电。本技术的USB充电电路结构简单，利用一个变压器和一路输出绕组，实现多口 USB快充和普通充电的功能。
[0005]在一个实施方式中，在所述设备数量等于1时，所述充电控制命令为快充，在所述设备数量大于等于二时，所述充电控制命令为普通充电。
[0006]在一个实施方式中，所述充电协议控制电路进一步包括至少一个充电协议控制子电路，充电协议控制子电路上设置有所述USB口，每一所述充电协议控制子电路支持一种充电协议，同一所述充电协议控制子电路上的所述USB口支持同一种充电协议。
[0007]在一个实施方式中，所述充电协议控制电路进一步包括两个所述充电协议控制子电路，其中，所述充电协议控制子电路的一个包括两个A型USB口，另一个包括一个C 型USB口。
[0008]在一个实施方式中，每一所述充电协议控制子电路包括一个控制信号输出端和一
个电流输出端。控制信号输出端其连接于所述控制信号端。电流输出端在所述充电协议控制子电路上连接有充电设备时，所述电流输出端输出电流，所述电流的电流值与该所述充电协议控制子电路上接入的所述充电设备的数量正相关。
[0009]在一个实施方式中，所述设备数量由所述充电协议控制电路上的全部所述电流输出端输出的所述电流值的总和确定。
[0010]在一个实施方式中，所述充电协议控制电路进一步还包括一个第一电阻，所述第一电阻的一端接地，另一端与所述电流输出端中的每一个连接，所述设备数量由所述第一电阻两端的电压确定。
[0011]在一个实施方式中，所述控制信号端反馈为低电平时，所述充电控制命令为快充；所述控制信号端反馈为高阻状态时，所述充电控制命令为普通充电。本实施例中的USB 插座支持盲插快充。
[0012]在一个实施方式中，所述设备数量大于等于二时，至少一个所述控制信号输出端被设置为高阻状态。
[0013]在一个实施方式中，每一所述充电协议控制子电路包括一个充电协议控芯片和所述 USB口。所述USB口与所述充电电源和所述充电协议控制芯片连接，所述充电协议控制芯片根据从所述USB口接收的信号控制所述充电协议控制芯片上的所述电流输出端和所述控制信号输出端的输出。
[0014]在一个实施方式中，所述充电协议控制电路包括第一充电协议控制子电路和第二充电协议控制子电路。第一充电协议控制子电路包括一个第一充电协议控制芯片两个2个 A型USB口。第二充电协议控制子电路其包括一个第二充电协议控制芯片和一个C型 USB口。在一个实施方式中，所述第一充电协议控制芯片与两个所述A型USB口之间分别连接有第一MOS管和第二MOS管。所述第一充电协议控制芯片能够与所述充电设备进行握手通讯并控制所述第一MOS管和所述第二MOS管的导通或关断来切换所述A 型USB口的充电模式。
[0015]在一个实施方式中，所述第二充电协议控制芯片与所述C型USB口之间连接有第三 MOS管。所述第二充电协议控制芯片能够与所述充电设备进行握手通讯并控制所述第三 MOS管的导通或关断来切换所述C型USB口的充电模式。
[0016]在一个实施方式中，所述电压电流控制电路包括电压电流控制芯片和第一光电耦合器。其中，所述电压电流控制芯片与所述控制信号端和所述第一光电耦合器连接，所述电压电流控制芯根据所述充电控制命令控制所述第一光电耦合器输出所述光耦控制信号。
[0017]在一个实施方式中，所述初级控制电路包括开关管控制芯片和第二光电耦合器。其中，所述第二光电耦合器与所述电压电流控制电路中的所述第一光电耦合器相互耦合。所述第二光电耦合器的一端与所述开关管控制芯片连接，另一端接地；所述开关管控制芯片根据所述第二光电耦合器接收的所述光耦控制信号将所述直流电信号调制成与所述充电控制命令对应的高压方波信号。
[0018]在一个实施方式中，所述同步整流电路包括同步整流芯片。
[0019]在一个实施方式中，所述USB充电电路进一步包括电磁干扰EMI滤波电路、整流滤波电路以及RCD吸收电路。电磁干扰EMI滤波电路用于对所述外部电源的交流电输入进行电磁噪声滤波，得到滤波后的交流电信号。整流滤波电路用于对所述交流电信号进行整流及低频段滤波，得到平滑的第一直流电信号。RCD吸收电路用于吸收所述第一直流电信号中的
尖峰脉冲，得到第二直流电信号，作为所述直流电信号。
[0020]从上述方案中可以看出，由于本技术实施例中，设置了充电协议控制电路，并且由充电协议控制电路判断USB充电电路上连接的充电设备的设备数量，并根据设备数量输出对应的充电控制命令，不同的充电控制命令用于调节变压器输出不同的电压电流信号，进而实现不同充电模式的调节，从而实现了多口USB快充和普通充电的功能。这种实现方式不限定USB口和充电模式的对应关系，支持盲插，用户体验好。
[0021]此外，通过在充电协议控制子电路设置与USB口连接的MOS管，从而可在需要进行充电模式转换时，通过控制MOS管的导通或关断，并利用关断间隙来实现不同的电压电流充电模式的切换，避免直接切换导致充电设备损坏。
附图说明
[0022]下面将通过参照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.USB充电电路，其特征在于，包括：充电协议控制电路(104)，其包括一个控制信号端和至少两个USB口，所述充电协议控制电路(104)能够检测接入其的充电设备的设备数量，所述控制信号端能够输出与所述设备数量对应的充电控制命令；电压电流控制电路(105)，用于根据所述充电控制命令，输出对应的光耦控制信号；初级控制电路(106)，用于接收外部电源转换后的直流电信号，并根据所接收的所述光耦控制信号将所述直流电信号调制成相应的高压方波信号；变压器(107)，用于将所述高压方波信号转换为低压交流信号；同步整流电路(108)，用于将所述低压交流信号经整流转换为第三直流电信号；以及，滤波电路(109)，用于对所述第三直流电信号进行滤波，得到平滑的第四直流电信号，作为充电电源(VOUT)对所述充电设备进行充电。2.根据权利要求1所述的USB充电电路，其特征在于，在所述设备数量为一时，所述充电控制命令为快速充电，在所述设备数量大于等于二时，所述充电控制命令为普通充电。3.根据权利要求1所述的USB充电电路，其特征在于，所述充电协议控制电路(104)包括：至少一个充电协议控制子电路(1041～104n)，其上设置有所述USB口，每一所述充电协议控制子电路(1041～104n)支持一种充电协议，同一所述充电协议控制子电路(1041～104n)上的所述USB口支持同一种充电协议。4.根据权利要求3所述的USB充电电路，其特征在于，每一所述充电协议控制子电路(1041～104n)包括：一个控制信号输出端(FBO)，其连接于所述控制信号端；以及，一个电流输出端(MPC)，在所述充电协议控制子电路(1041～104n)上连接有充电设备时，所述电流输出端(MPC)输出电流，所述电流的电流值与该所述充电协议控制子电路(1041～104n)上接入的所述充电设备的数量正相关。5.根据权利要求4所述的USB充电电路，其特征在于，所述设备数量由所述充电协议控制电路(104)上的全部所述电流输出端(MPC)输出的所述电流值的总和确定。6.根据权利要求4所述的USB充电电路，其特征在于，所述充电协议控制电路(104) 还包括一个第一电阻(R14)，所述第一电阻(R14)的一端接地，另一端与所述电流输出端(MPC)中的每一个连接，所述设备数量由所述第一电阻(R14)两端的电压确定。7.根据权利要求4所述的USB充电电路，其特征在于，所述控制信号端反馈为低电平时，所述充电控制命令为快速充电；所述控制信号端反馈为高阻状态时，所述充电控制命令为普通充电。8.根据权利要求7所述的USB充电电路，其特征在于，所述设备数量大于等于二时，至少一个所述控制信号输出端(FBO)被设置为高阻状态。9.根据权利要求4所述的USB充电电路，其特征在于，每一所述充电协议控制子电路(1041～104n)包括一个充电协议控制芯片，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹浩，孙全周，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：新型
国别省市：