一種雙電源usb供電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙電源USB供電裝置，包括高能量密度蓄電池和USB充電接口，其特征在于，該裝置還包括雙電源供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路和USB輸出控制電路，其中，所述的雙電源供電驅(qū)動電路由AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成；接入市電時，AC/DC穩(wěn)壓電路將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電壓，通過DC/DC降壓穩(wěn)壓電路為外接USB設(shè)備和蓄電池充電提供電源；斷開市電后，外接USB設(shè)備則由USB電源切換控制電路切換成蓄電池供電；同時，由USB輸出控制電路為整個供電裝置提供過載保護(hù)。
【專利說明】—種雙電源USB供電裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及供電及配電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種為移動設(shè)備供電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著掌上電子設(shè)備的普及，越來越多的掌上電子設(shè)備，特別是智能手機(jī)都采用USB接口為設(shè)備內(nèi)置的電池充電。目前現(xiàn)有技術(shù)所提供的USB供電裝置僅采用市電供電的方式，其結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是在攜帶掌上電子設(shè)備外出時，一旦出現(xiàn)電量用盡的情況，想繼續(xù)使用該設(shè)備則必須尋找交流電源通過USB供電裝置為設(shè)備充電，因此使用非常不便；雖然市場亦有內(nèi)置電池的應(yīng)急充電裝置，但此類裝置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，而且此類裝置皆不具有根據(jù)電子設(shè)備工作情況對供電輸出進(jìn)行控制從而減少能源消耗及保護(hù)電子產(chǎn)品的功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣的USB供電裝置，該裝置采用雙電源供電，并可在電子設(shè)備工作情況下對供電輸出進(jìn)行控制，使用極為方便。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下:
[0005]一種雙電源USB供電裝置，包括高能量密度蓄電池和USB充電接口，其特征在于，該裝置還包括雙電源供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路和USB輸出控制電路，其中，
[0006]所述的雙電源供電驅(qū)動電路由AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成，其中，AC/DC穩(wěn)壓電路的交流輸入端與市電連接，直流輸出端分別連接DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端和USB電源切換控制電路的控制端；電池充電電路為帶過流過壓保護(hù)的充電管理電路，該電路的輸出端跨接于蓄電池的正負(fù)極上；DC/DC降壓穩(wěn)壓電路具有兩路輸出，一路經(jīng)`USB輸出控制電路連接至USB充電接口，另一路與電池充電電路的輸入端連接；DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸入端跨接于蓄電池的正負(fù)極上；
[0007]所述的USB電源切換控制電路為一無觸點(diǎn)電子開關(guān)電路，其中，該電路的輸入端與DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，輸出端經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口；
[0008]所述的USB輸出控制電路由USB過載保護(hù)控制芯片及其外圍的檢測控制電路組成，其中，外圍檢測控制電路由依次與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻和電子開關(guān)組成，其中采樣電阻所采集到USB充電接口的電壓信號送至USB過載保護(hù)控制芯片的檢測端，控制電子開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0009]本實(shí)用新型所述的一種雙電源USB供電裝置的工作原理如下:
[0010]當(dāng)市電接入時，該裝置即通過AC/DC穩(wěn)壓電路將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電壓，并通過DC/DC降壓穩(wěn)壓電路經(jīng)USB輸出控制電路為外接USB設(shè)備提供電源；同時，將DC/DC降壓穩(wěn)壓電路通過電池充電電路為蓄電池充電。此時，由于市電的輸入，USB電源切換控制電路截止，蓄電池不再為外接USB設(shè)備提供電力；當(dāng)市電斷開后，如用戶想繼續(xù)使用該裝置，則USB電源切換控制電路導(dǎo)通，由蓄電池經(jīng)DC/DC升壓穩(wěn)壓電路為外接USB設(shè)備提供電力；USB過載保護(hù)控制芯片用于檢測USB充電接口的輸出電流，當(dāng)外接的USB設(shè)備過多或發(fā)生異常導(dǎo)致USB接口輸出過載，USB過載保護(hù)控制芯片即控制電子開關(guān)關(guān)斷，從而保護(hù)裝置不因過載而損壞。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型采用了雙供電方式驅(qū)動，滿足了大多數(shù)場合的掌上設(shè)備的供電需要，并且該裝置可根據(jù)USB設(shè)備的工作情況對供電輸出進(jìn)行控制從而保護(hù)裝置不因過載而損壞，提高了設(shè)備的可靠性的同時，大大方便了各類用戶的使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型所述一種雙電源USB供電裝置的電路原理框圖。
[0013]圖2?圖7為本實(shí)用新型所述雙電源USB供電裝置的一個具體實(shí)施例的電路原理圖，其中，圖2?圖5依次為雙電源供電驅(qū)動電路中的AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路；圖6為USB電源切換控制電路；圖7為USB輸出控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見圖1，本例為一個采用額定電壓為3.7V的鋰電池組和市電雙電源為兩個5V的USB外接設(shè)備供電的USB供電裝置。該裝置包括以雙電源供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路和USB輸出控制電路，其中，雙電源供電驅(qū)動電路由圖2所述的AC/DC穩(wěn)壓電路、圖3所示的電池充電電路、圖4所示的DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和圖5所示的DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成。
[0015]參見圖2，所述的AC/DC穩(wěn)壓電路為一能夠輸出+12V的型號為BRAW12-220S10的高度集成的AC/DC電源模塊U8，其輸入端與市電連接，+12V直流輸出端分別連接第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路、第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路以及USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路的控制端。
[0016]參見圖3，所述的電池充電電路為一型號為TP4055的電池充電控制芯片U5及其外圍電路組成的鋰電池充電管理電路，該電路的直流輸入端與第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的直流輸出端連接，充電輸出端連接至鋰電池BTI的正負(fù)極。
[0017]參見圖4，所述的DC/DC降壓穩(wěn)壓電路為一型號為MP2307的DC/DC單片同步可調(diào)降壓穩(wěn)壓芯片U6及其外圍電路組成的BUCK型降壓電路，其中，DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出電壓為5V，DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接至USB輸出控制電路。
[0018]參見圖5，所述的DC/DC升壓穩(wěn)壓電路為一型號為FP6293的恒流模式DC/DC單片升壓穩(wěn)壓芯片U7及其外圍電路組成的BOOST型升壓電路，其電壓輸入端與鋰電池BTl連接，其電壓輸出端與USB電源切換控制電路的輸入端連接。
[0019]參見圖6，USB電源切換控制電路由PNP型功率三極管Q6，防倒灌二極管D2，以及外圍分壓電阻R12和R17組成，其中，功率三極管Q6的集電極連接至DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的5V直流電源輸出端和USB輸出控制電路的輸入端，發(fā)射極與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽極連接至DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的電壓輸出端；分壓電阻R12為上分壓臂，分壓電阻R17為下分壓臂，分壓臂串聯(lián)后跨接于+12V電源的輸出端，分壓點(diǎn)與功率三極管Q6的基極連接。當(dāng)市電供電時，AC/DC電源模塊U8輸出+12V電壓，使得PNP型功率三極管Q6截止，由市電通過AC/DC電源模塊、DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和USB輸出控制電路為外接USB設(shè)備供電，當(dāng)市電斷開后，PNP型功率三極管Q6導(dǎo)通，由鋰電池BTl通過DC/DC升壓穩(wěn)壓電路、USB輸出控制電路為外接USB設(shè)備供電。
[0020]參見圖7，USB輸出控制電路由一型號為DWOl的USB過載保護(hù)控制芯片U2及其外圍的檢測控制電路組成，其中所述外圍檢測控制電路由依次與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻R6和電子開關(guān)組成。上述外圍檢測控制電路中，電子開關(guān)由一對源極與漏極反向串聯(lián)的N溝道場效應(yīng)管Ql和Q2以及分別反向并聯(lián)Q1、Q2源極一漏極上的兩只二極管D8、D9組成，由于N溝道場效應(yīng)管Ql反向串聯(lián)于USB供電回路中，因此在USB充電接口接入USB設(shè)備時，二極管D8和N溝道場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，芯片U2的過流檢測引腳CS經(jīng)電阻R5檢測電阻R6的端電壓，當(dāng)電阻R6的端電壓過高時，即USB充電接口過載時，芯片U2控制N溝道場效應(yīng)管Q2關(guān)斷，從而起到過載保護(hù)的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種雙電源USB供電裝置，包括高能量密度蓄電池和USB充電接口，其特征在于，該裝置還包括雙電源供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路和USB輸出控制電路，其中， 所述的雙電源供電驅(qū)動電路由AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成，其中，AC/DC穩(wěn)壓電路的交流輸入端與市電連接，直流輸出端分別連接DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端和USB電源切換控制電路的控制端；電池充電電路為帶過流過壓保護(hù)的充電管理電路，該電路的輸出端跨接于蓄電池的正負(fù)極上；DC/DC降壓穩(wěn)壓電路具有兩路輸出，一路經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口，另一路與電池充電電路的輸入端連接；DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸入端跨接于蓄電池的正負(fù)極上； 所述的USB電源切換控制電路為一無觸點(diǎn)電子開關(guān)電路，其中，該電路的輸入端與DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，輸出端經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口 ； 所述的USB輸出控制電路由USB過載保護(hù)控制芯片及其外圍的檢測控制電路組成，其中，外圍檢測控制電路由依次與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻和電子開關(guān)組成，其中采樣電阻所采集到USB充電接口的電壓信號送至USB過載保護(hù)控制芯片的檢測端，控制電子開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
【文檔編號】H02J9/06GK203522254SQ201320617091
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】陳耀華, 古鵬, 王遠(yuǎn)凡, 謝冬青 申請人:廣州大學(xué)