專利名稱：Usb充電器、其開關(guān)控制系統(tǒng)及方法
USB充電器、其開關(guān)控制系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于通用串行總線(USB)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種USB充電器，尤其涉及一 種USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)；此外，本發(fā)明還涉及USB充電器的開關(guān)控制方法。
背景技術(shù)：
USB接口作為5V供電給小電器充電或供電目前已被廣泛使用。在許多情況下 USB本身的供電是由12V或其他電壓的電池供電，然后電路轉(zhuǎn)換成5V經(jīng)USB輸出。在 此種情況下，如果用戶用完USB輸出后忘記關(guān)閉USB工作電路的開關(guān)，時間一長，USB 本身的工作電流會耗盡給其供電的電池。
由于USB接口的四芯連線上沒有任何可以利用的信號，長期以來無法實現(xiàn)USB 輸出負載連上后自動打開USB電路、當(dāng)拔去USB負載后自動關(guān)閉USB電路。
中國專利CN 200510200489.8公開了一種USB充電器，包括容置在上、下殼體 內(nèi)的帶有限位按鈕的轉(zhuǎn)線裝置和轉(zhuǎn)接裝置，所述轉(zhuǎn)線裝置包括活動轉(zhuǎn)盤、纏繞在轉(zhuǎn)盤一 個盤面上的電連接線、設(shè)在所述轉(zhuǎn)盤另一盤面的動觸點以及設(shè)在所述轉(zhuǎn)盤下圓形槽內(nèi)的 復(fù)位彈簧，所述轉(zhuǎn)接裝置上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)盤上動觸點電接觸的固定觸點，所述電連接線 的纏繞內(nèi)端經(jīng)由所述轉(zhuǎn)盤上的動觸點與所述轉(zhuǎn)接裝置電連接，還包括裝在上下殼體內(nèi)的 將USB輸入電源轉(zhuǎn)換成與待充電設(shè)備適配的輸出電源的電源轉(zhuǎn)換電路。
中國專利CN 200720054281.4涉及一種多功能USB充電器，其技術(shù)要點在于 包括有USB輸入插頭，其可與外接設(shè)備連接，用以接收外接設(shè)備的電源；升壓電路，其 與所述USB輸入插頭連接，能夠?qū)⒔邮盏牡碗娫崔D(zhuǎn)換成高電源輸出；輸出插頭，其與升 壓電路連接，將升壓電路輸出的高電源輸給外接設(shè)備充電；在所述的USB輸入插頭和升 壓電路之間還連接有電池，該電池能夠通過USB輸入插頭接收外接設(shè)備的電源，也能夠 通過升壓電路、輸出插頭為外接設(shè)備充電。
上述兩種USB充電器均未能實現(xiàn)USB輸出負載連上后自動打開USB電路、當(dāng) 拔去USB負載后自動關(guān)閉USB電路的功能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種USB充電器，可實現(xiàn)USB輸出在負載 插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。
同時，本發(fā)明還提供一種USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)USB輸出在負載 插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。
此外，本發(fā)明還提供一種USB充電器的開關(guān)控制方法，可實現(xiàn)USB輸出在負載 插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)用以根據(jù)充電負載是否 存在控制充電電路的通斷；所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括
第一開關(guān)，連接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；
第一開關(guān)的通斷控制單元，連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)USB輸出 接口是否連有充電負載控制第一開關(guān)的通斷。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)為三極管Tl，其基極連接所述第一 開關(guān)的通斷控制單元。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)的通斷控制單元可包括一第二開 關(guān)，該第二開關(guān)根據(jù)是否存在充電負載而自動通斷；有負載存在時第二開關(guān)被打開，無 負載時被關(guān)閉。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)的通斷控制單元包括
三極管T3，其基極連接USB輸出接口；
三極管T2，其基極連接三極管T3;
三極管T4，其基極連接三極管T3;
三極管T5，其基極通過一穩(wěn)壓電路接地；或者三極管T5被MOS管或達林頓管 所替代。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)為三極管Tl ；所述三極管Tl、三 極管T3為PNP三極管，三極管T2、三極管W、三極管T5為NPN三極管；所述三極 管Tl的發(fā)射極接充電電源、集電極接轉(zhuǎn)接電路、基極接三極管T2的集電極；所述三極 管T2的發(fā)射極接地、基極接三極管T3的集電極；所述三極管T3的發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的 輸出、集電極接三極管T2的基極及三極管T4的基極；所述三極管T4的發(fā)射極接地、集 電極接三極管T5的基極；所述三極管T5的集電極接充電電源、發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸 出·’設(shè)置一電阻R6，R6的一端連接三極管T5的集電極、另一端連接三極管T5的基極。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)接電路的輸出端與USB輸出接口間連有二 極管Dl ；所述三極管T5選用電壓驅(qū)動或小電流驅(qū)動器件。
一種USB充電器，其包括開關(guān)控制系統(tǒng)，用以根據(jù)充電負載是否存在控制充電 電路的通斷；所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括第一開關(guān)，連接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；第一開關(guān) 的通斷控制單元，連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)USB輸出接口是否連有充電 負載控制第一開關(guān)的通斷。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)為三極管Tl，其基極連接所述第一 開關(guān)的通斷控制單元；所述第一開關(guān)的通斷控制單元包括
三極管T3，其基極連接USB輸出接口；
三極管T2，其基極連接三極管T3;
三極管T4，其基極連接三極管T3;
三極管T5，其基極通過一穩(wěn)壓電路接地；或者三極管T5被MOS管或達林頓管 所替代。
進一步地，所述第一開關(guān)為三極管Tl ；所述三極管Tl、三極管T3為PNP三極 管，三極管T2、三極管T4、三極管 為NPN三極管；所述三極管Tl的發(fā)射極接充電 電源、集電極接轉(zhuǎn)接電路、基極接三極管Τ2的集電極；所述三極管Τ2的發(fā)射極接地、 基極接三極管Τ3的集電極；所述三極管Τ3的發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出、集電極接三極 管Τ2的基極及三極管Τ4的基極；所述三極管Τ4的發(fā)射極接地、集電極接三極管的基極；所述三極管T5的集電極接充電電源、發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出；設(shè)置一電阻R6， 電阻R6的一端連接三極管T5的集電極、另一端連接三極管T5的基極。
一種USB充電器的開關(guān)控制方法，該方法根據(jù)充電負載是否存在控制充電電路 的通斷；設(shè)置第一開關(guān)，該第一開關(guān)連接USB充電器的充電電源及轉(zhuǎn)換電路；設(shè)置第一 開關(guān)的通斷控制單元，該通斷控制單元連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)USB輸 出接口是否連有充電負載控制第一開關(guān)的通斷。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)及方法，實 現(xiàn)了 USB輸出在負載插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。在用戶用完USB 輸出后忘記關(guān)閉USB工作電路的開關(guān)時，可自動關(guān)閉USB工作電路，從而有效節(jié)約電 能。


圖1為本發(fā)明USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)的電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例一
本發(fā)明揭示了一種USB充電器及其開關(guān)控制系統(tǒng)，該開關(guān)控制系統(tǒng)用以根據(jù)充 電負載是否存在控制充電電路的通斷；實現(xiàn)了 USB輸出在負載插上和拔去時，自動打開 和關(guān)閉USB工作電路。
所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括第一開關(guān)、第一開關(guān)的通斷控制單元。所述第一開關(guān)連 接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；第一開關(guān)的通斷控制單元連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以 根據(jù)是否存在充電負載控制第一開關(guān)的通斷。第一開關(guān)的通斷控制單元可包括一第二開 關(guān)，該第二開關(guān)根據(jù)USB輸出接口是否連有充電負載而自動通斷；有負載存在時第二開 關(guān)被打開，無負載時被關(guān)閉。
請參閱圖1，本實施例中，所述第一開關(guān)為三極管Tl，第一開關(guān)的通斷控制單 元包括三極管T2、三極管T3、三極管T4、三極管T5。所述三極管Tl、三極管T3為 PNP三極管，三極管T2、三極管T4、三極管T5為NPN三極管；所述三極管Tl的發(fā)射 極接充電電源、集電極接轉(zhuǎn)接電路、基極接三極管T2的集電極；所述三極管T2的發(fā)射 極接地、基極接三極管T3的集電極；所述三極管T3的發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出、集電 極接三極管T2的基極及三極管T4的基極；所述三極管T4的發(fā)射極接地、集電極接三極 管T5的基極；所述三極管T5的集電極接充電電源、發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出及三極管 T3的發(fā)射極；設(shè)置一電阻R6，電阻R6的一端連接三極管T5的集電極、另一端連接三極 管T5的基極。另，三極管T5的基極通過一穩(wěn)壓二極管Zl接地。所述三極管T5可選 用電壓驅(qū)動或小電流驅(qū)動器件，如三極管T5還可以為MOS管或達林頓管。
轉(zhuǎn)接電路的輸出端與USB輸出接口間連有二極管D1。如圖1所示，在三極 管Tl、三極管T2、三極管T4的基極還分別設(shè)有電阻R2、R4、R5 ；同時，設(shè)置一電阻 R3，電阻R3的一端連接三極管Tl的基極、另一端連接三極管Tl的發(fā)射極。
本發(fā)明揭示上述USB充電器的開關(guān)控制方法，該方法根據(jù)充電負載是否存在來6控制充電電路的通斷；該方法包括如下步驟
設(shè)置第一開關(guān)，該第一開關(guān)連接USB充電器的充電電源及轉(zhuǎn)換電路。本實施例 中，所述第一開關(guān)為三極管Tl。
設(shè)置第一開關(guān)的通斷控制單元，該通斷控制單元連接USB輸出接口及第一開 關(guān)，用以根據(jù)是否存在充電負載控制第一開關(guān)的通斷。第一開關(guān)的通斷控制單元可包括 一第二開關(guān)，該第二開關(guān)根據(jù)是否存在充電負載而自動通斷；有負載存在時第二開關(guān)被 打開，無負載時被關(guān)閉。如圖1所示，本實施例中，第一開關(guān)的通斷控制單元主要包括 三極管T2、三極管T3、三極管T4、三極管 。
控制原理
如圖1所示，當(dāng)USB輸出負載不存在時，流過三極管T3的基極電流為零，三極 管T3截止，所以三極管T2的基極電流也為零，三極管T2也截止。這樣三極管Tl的基 極電流也為零，三極管Tl截止。所以電壓為5.6V的轉(zhuǎn)換電路無供電，不工作。由于三 極管T3截止，所以三極管W也截止。所以三極管T5由R6驅(qū)動導(dǎo)通；充電電壓Vin通 過T5向負載提供5V;但此時負載不存在，所以沒有電流。T5可選用電壓驅(qū)動或小電流 驅(qū)動器件，如MOS管或達林頓管。這樣電阻R6可以取很大值的電阻；所以此時幾乎不 耗電。由于三極管 提供的電流不會反流進5.6V轉(zhuǎn)換電路，所以整個電路也不耗電。
當(dāng)USB輸出負載連上后，三極管T3基極有電流通過，三極管T3導(dǎo)通，這樣三 極管T2、Tl、均導(dǎo)通。電壓為5.6V的轉(zhuǎn)換電路工作，此時三極管Τ5因為三極管Τ4 導(dǎo)通而截止；USB的5V由5.6V轉(zhuǎn)換電路高效提供。
綜上所述，本發(fā)明提出的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了 USB輸出 在負載插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。在用戶用完USB輸出后忘記關(guān) 閉USB工作電路的開關(guān)時，可自動關(guān)閉USB工作電路，從而有效節(jié)約電能。
實施例二
本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中，三極管Tl、Τ2、Τ3、Τ4、Τ5 可用MOS管、達林頓管替代，還可以被作為開關(guān)使用的其他元件所替代。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施 例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離 本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及 用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所 披露的實施例進行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)用以根據(jù)充電負載是否存 在控制充電電路的通斷；所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括第一開關(guān)，連接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；第一開關(guān)的通斷控制單元，連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)USB輸出接口 是否連有充電負載控制第一開關(guān)的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于 所述第一開關(guān)為三極管Tl，其基極連接所述第一開關(guān)的通斷控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一開關(guān)的通斷控制單元包括一第二開關(guān)，該第二開關(guān)根據(jù)是否存在充電負載 而自動通斷；有負載存在時第二開關(guān)被打開，無負載時被關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于 所述第一開關(guān)的通斷控制單元包括三極管T3，其基極連接USB輸出接口； 三極管T2，其基極連接三極管T3; 三極管T4，其基極連接三極管T3;三極管T5，其基極通過一穩(wěn)壓電路接地；或者三極管T5被MOS管或達林頓管所替代。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于 所述第一開關(guān)為三極管Tl ；所述三極管Tl、三極管T3為PNP三極管，三極管T2、三極管T4、三極管T5為NPN三極管；所述三極管Tl的發(fā)射極接充電電源、集電極接轉(zhuǎn)接電路、基極接三極管T2的集電極；所述三極管T2的發(fā)射極接地、基極接三極管T3的集電極；所述三極管T3的發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出、集電極接三極管T2的基極及三極管T4 的基極；所述三極管T4的發(fā)射極接地、集電極接三極管T5的基極； 所述三極管T5的集電極接充電電源、發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出；設(shè)置一電阻R6， R6的一端連接三極管T5的集電極、另一端連接三極管T5的基極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于 所述轉(zhuǎn)接電路的輸出端與USB輸出接口間連有二極管Dl ；所述三極管T5選用電壓驅(qū)動或小電流驅(qū)動器件。
7.—種USB充電器，其特征在于其包括開關(guān)控制系統(tǒng)，用以根據(jù)充電負載是否存 在控制充電電路的通斷；所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括第一開關(guān)，連接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；第一開關(guān)的通斷控制單元，連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)USB輸出接口 是否連有充電負載控制第一開關(guān)的通斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的USB充電器，其特征在于所述第一開關(guān)為三極管Tl，其基極連接所述第一開關(guān)的通斷控制單元；所述第一開關(guān)的通斷控制單元包括 三極管T3，其基極連接USB輸出接口； 三極管T2，其基極連接三極管T3; 三極管T4，其基極連接三極管T3;三極管T5，其基極通過一穩(wěn)壓電路接地；或者三極管T5被MOS管或達林頓管所替代。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的USB充電器，其特征在于 所述第一開關(guān)為三極管Tl ；所述三極管Tl、三極管T3為PNP三極管，三極管T2、三極管T4、三極管T5為NPN三極管；所述三極管Tl的發(fā)射極接充電電源、集電極接轉(zhuǎn)接電路、基極接三極管T2的集電極； 所述三極管T2的發(fā)射極接地、基極接三極管T3的集電極；所述三極管T3的發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出、集電極接三極管T2的基極及三極管T4 的基極；所述三極管T4的發(fā)射極接地、集電極接三極管T5的基極； 所述三極管T5的集電極接充電電源、發(fā)射極接轉(zhuǎn)接電路的輸出；設(shè)置一電阻R6， 電阻R6的一端連接三極管T5的集電極、另一端連接三極管T5的基極。
10.—種USB充電器的開關(guān)控制方法，其特征在于該方法根據(jù)充電負載是否存在控 制充電電路的通斷；設(shè)置第一開關(guān)，該第一開關(guān)連接USB充電器的充電電源及轉(zhuǎn)換電路； 設(shè)置第一開關(guān)的通斷控制單元，該通斷控制單元連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用 以根據(jù)USB輸出接口是否連有充電負載控制第一開關(guān)的通斷。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)及方法，所述開關(guān)控制系統(tǒng)用以根據(jù)充電負載是否存在控制充電電路的通斷；所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括第一開關(guān)、第一開關(guān)的通斷控制單元。第一開關(guān)連接充電電源及轉(zhuǎn)換電路；第一開關(guān)的通斷控制單元連接USB輸出接口及第一開關(guān)，用以根據(jù)是否存在充電負載控制第一開關(guān)的通斷。本發(fā)明提出的USB充電器的開關(guān)控制系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了USB輸出在負載插上和拔去時，自動打開和關(guān)閉USB工作電路。
文檔編號H02J7/00GK102025169SQ20091019558
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者洪偉弼, 陸元成 申請人:紐福克斯光電科技(上海)有限公司