專利名稱：充電裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種充電裝置，特別涉及一種利用通用串行總線(universal serial bus, USB)接口進行充電的充電裝置。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)便攜式電子裝置都帶有USB接口且可通過該USB接口進行充電。該類便攜式電子裝置需要充電時，只需通過USB電纜連接至計算機的USB接口，電壓由USB接口輸入后經(jīng)過過壓保護電路調(diào)整即可進入充電電路以進行充電。然而，由于USB協(xié)議及標準的限制，大多數(shù)USB接口的輸出電流最大為500mA，且考慮誤差等因素，實際充電電流約為 450mA，而傳統(tǒng)的手機充電器的充電電流一般可達1000mA。因此，通過USB接口進行充電效率較低，相對于傳統(tǒng)的手機充電器，使用USB接口充電需要較長的時間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可提高USB接口充電效率的充電裝置。一種充電裝置，其通過USB接口對電池進行充電，該充電裝置包括充電電路、電壓轉(zhuǎn)換模塊及控制模塊，該充電電路與電池電性連接，該電壓轉(zhuǎn)換模塊包括降壓電路及切換模塊，該降壓電路接收USB接口端輸入的電流，該切換模塊包括切換開關及多個電阻，切換開關通過任意一個電阻與降壓電路電性連接，控制模塊與切換開關電性連接，控制模塊依據(jù)當前電池的電壓控制切換開關的數(shù)據(jù)輸出端與其中一個電阻導通，該切換開關的數(shù)據(jù)輸出端將電壓信號反饋至降壓電路，降壓電路向充電電路輸出電流信號。上述的充電裝置通過檢測模塊檢測電池的電壓，以控制切換開關與不同電阻導通，以選擇不同的電流通路，進而通過反饋調(diào)節(jié)輸出電壓值不同的電流。該充電裝置通過設置電壓轉(zhuǎn)換模塊提高了充電電流值，提高了充電效率，減少了充電時間。


圖1為本發(fā)明較佳實施方式的充電裝置的功能模塊圖；圖2為圖1所示的充電裝置的電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。主要元件符號說明充電裝置100USB 接口10供電端子VBUS過壓保護電路20電壓轉(zhuǎn)換模塊30降壓電路32穩(wěn)壓器322輸入端VIN
使能端EN開啟端RON軟啟動端SS輸出端VOUT反饋端FB第一電阻Rl電容C第二電阻R2切換模塊34切換開關342電源端VCC數(shù)據(jù)輸入端B0、B1、B2數(shù)據(jù)輸出端A控制端S1、S2接地端GND第三電阻R3第四電阻R4第五電阻R5控制模塊40模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊42處理模塊44通用輸入/輸出接口GPIOl、GPI02充電電路50電池200
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明的較佳實施方式提供一種充電裝置100，其用以通過USB電纜為便攜式電子裝置的電池200充電。該充電裝置100包括USB接口 10、過壓保護電路20、 電壓轉(zhuǎn)換模塊30、控制模塊40及充電電路50。該USB接口 10設置于便攜式電子裝置上，其通過USB數(shù)據(jù)線電性連接至計算機 (圖未示)上，以獲取電流信號。該過壓保護電路20電性連接于USB接口 10和電壓轉(zhuǎn)換模塊30之間，當USB接口 10輸出的電壓高于一定數(shù)值時，該過壓保護電路20自動切斷USB接口 10和電壓轉(zhuǎn)換模塊 30之間的電流通路；當USB接口 10輸出的電壓恢復到正常范圍時，該過壓保護電路20自動接通USB接口 10和電壓轉(zhuǎn)換模塊30之間的電流通路。請結(jié)合參閱圖2，該電壓轉(zhuǎn)換模塊30同時電性連接于控制模塊40和充電電路50， 用以在控制模塊40的控制下向充電電路50輸出電壓值不同的電流信號。該電壓轉(zhuǎn)換模塊 30包括降壓電路32及切換模塊34，該降壓電路32與切換模塊34電性連接。該降壓電路32包括穩(wěn)壓器322、第一電阻R1、電容C及第二電阻R2。該穩(wěn)壓器322內(nèi)預設有一參考電壓Vref，在本實施例中，該參考電壓Vref為0. 8V。該穩(wěn)壓器322用于比較參考電壓Vref與一反饋電壓Vfb，藉此產(chǎn)生一控制信號以經(jīng)內(nèi)部負反饋調(diào)整，在一時間段內(nèi)向充電電路50輸出恒定的電壓。該穩(wěn)壓器322包括輸入端VIN、使能端EN、開啟端RON、軟啟動端SS、輸出端VOUT及反饋端FB。該輸入端VIN和使能端EN同時電性連接于 USB接口 10的供電端子VBUS，以獲取5V/500mA的的電壓，使該穩(wěn)壓器322上電使能。該開啟端RON通過第一電阻Rl與輸入端VIN電性連接。該軟啟動端SS通過電容C接地，電容 C起軟啟動延時作用。該輸出端VOUT與充電電路50電性連接，該反饋端FB通過第二電阻 R2接地。在本實施例中，該第二電阻R2的電阻值為IOOk歐姆。該切換模塊34用于使降壓電路32在不同時間段內(nèi)輸出不同電壓值的電流信號。 該切換模塊34包括切換開關342、第三電阻R3、第四電阻R4及第五電阻R5。該切換開關 342為一單刀三擲模擬開關，其包括電源端VCC、數(shù)據(jù)輸入端BO、Bl及B2、數(shù)據(jù)輸出端A、控制端Si、S2、接地端GND。該電源端VCC與USB接口 10的供電端子VBUS電性連接，該數(shù)據(jù)輸入端BO、B1、B2分別通過第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5與穩(wěn)壓器322的輸出端 VOUT電性連接，以接收穩(wěn)壓器322輸出的電流。在本實施例中，該第三電阻R3、第四電阻R4 及第五電阻R5的電阻值分別為390k、470k、510k歐姆。該數(shù)據(jù)輸出端A與穩(wěn)壓器322的反饋端FB電性連接，以使穩(wěn)壓器322接收反饋電壓Vfb。該控制端Sl及S2分別與控制模塊 40電性連接，以在控制模塊40的控制下使數(shù)據(jù)輸出端A與數(shù)據(jù)輸入端B0-B2的其中之一導通。在本實施例中，約定高電平為1，低電平為0，當控制端S1S2置為10時，數(shù)據(jù)輸出端A 與數(shù)據(jù)輸入端BO導通；當控制端S1S2置為01時，數(shù)據(jù)輸出端A與數(shù)據(jù)輸入端Bl導通；控制端S1S2置為11時，數(shù)據(jù)輸出端A與數(shù)據(jù)輸入端B2導通。該控制模塊40可為便攜式電子裝置的中央處理器(Central Processing Unit, CPU)，其與電池200電性連接。該控制模塊40集成模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(Analog-to-Digital Converter module，ADC) 42、處理模塊 44、通用輸入 / 輸出接口(General Purpose Input Output, GPI0)1和GPI02。該ADC42用以將電池200的實時電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該處理模塊44與ADC42電性連接，以依據(jù)ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號控制GPI01和GPI02的輸出。具體地，設定電池200的電壓范圍為3 4. 2V，其中，當電池200的電壓為3 3. 5V時，控制 GPI01輸出1，GPI02輸出0 ；當電池200的電壓為3. 5 4. OV時，控制GPI01輸出0，GPI02 輸出1 ；當電池200的電壓為4.0 4. 2V時，控制GPI01輸出1，GPI02輸出1。該GPI01和 GPI02分別與切換開關342的控制端S1-S2電性連接，進而通過該控制端S1-S2控制數(shù)據(jù)輸出端A。充電電路50電性連接于降壓電路32的輸出端VOUT與電池200之間，用于將輸出端VOUT的電流傳送至電池200，并控制電池200進行充電。當該充電裝置100對電池200進行充電時，設定電池200的初始電壓約為3 3. 5V，ADC42將該電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，處理模塊44依據(jù)該數(shù)字信號控制GPI01輸出1， GPI02輸出0。此時切換開關342的控制端S1S2置為10，數(shù)據(jù)輸出端A與數(shù)據(jù)輸入端BO導通。如此電流信號經(jīng)USB接口 10、過壓保護電路20、穩(wěn)壓器322的輸出端V0UT、第三電阻 R3，并經(jīng)切換開關342的數(shù)據(jù)輸出端A反饋至穩(wěn)壓器322的反饋端FB。穩(wěn)壓器322比較該反饋電壓Vfb與參考電壓Vref，并通過負反饋調(diào)節(jié)使回饋電壓Vfb等于參考電壓Vref，此時輸出端VOUT將輸出穩(wěn)定的電壓，并通過充電電路50為電池200充電。設定該穩(wěn)壓器322的效率為95%，此時輸出端VOUT的電壓為
權(quán)利要求
1.一種充電裝置，其通過USB接口對電池進行充電，該充電裝置包括充電電路，該充電電路與電池電性連接，其特征在于該充電裝置還包括電壓轉(zhuǎn)換模塊及控制模塊，該電壓轉(zhuǎn)換模塊包括降壓電路及切換模塊，該降壓電路接收USB接口端輸入的電流，該切換模塊包括切換開關及多個電阻，切換開關通過任意一個電阻與降壓電路電性連接，控制模塊與切換開關電性連接，控制模塊依據(jù)當前電池的電壓控制切換開關的數(shù)據(jù)輸出端與其中一個電阻導通，該切換開關的數(shù)據(jù)輸出端將電壓信號反饋至降壓電路，降壓電路向充電電路輸出電流信號。
2.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述降壓電路包括穩(wěn)壓器及電阻，該穩(wěn)壓器包括反饋端，該反饋端通過該電阻接地，所述切換開關的數(shù)據(jù)輸出端與反饋端電性連接
3.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述降壓電路包括穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器包括輸出端，所述切換開關包括三個數(shù)據(jù)輸入端，所述三個數(shù)據(jù)輸入端均通過一個電阻與穩(wěn)壓器的輸出端電性連接。
4.如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于所述切換開關包括二個控制端，所述二個控制端與控制模塊電性連接，以在控制模塊的控制下使數(shù)據(jù)輸出端與其中一個數(shù)據(jù)輸入端導通。
5.如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于所述充電電路與穩(wěn)壓器的輸出端電性連接。
6.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述控制模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、處理模塊及二個通用輸入/輸出接口，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與電池電性連接，以將電池的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述處理模塊與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電性連接，以依據(jù)所述數(shù)字信號控制二個通用輸入/輸出接口輸出高/低電平。
7.如權(quán)利要求5所述的充電裝置，其特征在于所述切換開關包括二個控制端，該二個控制端用以控制切換開關的數(shù)據(jù)輸出端，所述二個通用輸入/輸出接口分別與二個控制端電性連接。
8.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述充電裝置包括過壓保護電路，所述過壓保護電路電性連接于USB接口和電壓轉(zhuǎn)換模塊之間。
9.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述切換開關為單刀三擲模擬開關。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充電裝置，其通過USB接口對電池進行充電，該充電裝置包括充電電路、電壓轉(zhuǎn)換模塊及控制模塊，該充電電路與電池電性連接，該電壓轉(zhuǎn)換模塊包括降壓電路及切換模塊，該降壓電路接收USB接口端輸入的電流，該切換模塊包括切換開關及多個電阻，切換開關通過任意一個電阻與降壓電路電性連接，控制模塊與切換開關電性連接，控制模塊依據(jù)當前電池的電壓控制切換開關的數(shù)據(jù)輸出端與其中一個電阻導通，該切換開關的數(shù)據(jù)輸出端將電壓信號反饋至降壓電路，降壓電路向充電電路輸出電流信號。該充電裝置有效地提高了充電效率，減少了充電時間。
文檔編號H02J7/00GK102487204SQ20101057241
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者吳海洲 申請人:奇美通訊股份有限公司, 深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司