CN111585457B - 一种电源适配器及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电源适配器和电子设备，包括整流桥电路、放电控制电路、变压电路和输出控制电路。其中，输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路，假负载电路包括开关电路和电流检测电路。由于电流检测电路依据检测的变压电路的输出端有或无电流，来控制接入电源适配器的两个输出端之间的开关电路断开或导通，使得在电源适配器空载时通过导通的开关电路来维持电压，进而减少电源适配器负载时的电能损耗。

Description

一种电源适配器及电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种电源适配器及电子设备。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展，电子设备的种类也越来越多，例如手机、掌上电脑及笔记本电脑等，一般都是通过电源适配器将交流电源的电压转换为直流电压以对电子设备进行直接供电或充电。电源适配器一般由外壳、整流电路、变压器、稳压器等电子元件组成。一般在电源适配器的日常使用中，电源适配器即使未连接负载（例如移动通讯设备等）都会长时间插在交流电源上，以便于随插随用，因此如何降低电源适配器的电能损耗是人们一直在考虑和解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种电源适配器及电子设备，以优化现有技术中电源适配器的电能损耗问题。
根据第一方面，一种电源适配器，包括：
整流桥电路，用于将电源输出的交流电转化为直流电；
放电控制电路，用于将所述整流桥电路输出的直流电转化为高压高频交流电；
变压电路，包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端，所述正输入端和负输入端与所述放电控制电路连接；所述变压电路用于将所述高压高频交流电转化为低压高频交流电；
输出控制电路，包括第一连接端、第二连接端、正电压输出端和负电压输出端，所述第一连接端和第二连接端分别与所述变压电路的正输出端和负输出端连接，所述正电压输出端和负电压输出端用于分别作为所述电源适配器的正电源输出端和负电源输出端；所述输出控制电路用于将所述低压高频交流电转化为直流电，以作为所述电源适配器的输出；
所述输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路；所述整形滤波电路用于将所述低压高频交流电转化为直流电；所述假负载电路用于所述电源适配器空载时维持所述输出控制电路输出的直流电的电压；
所述假负载电路包括电流检测电路和开关电路，所述电流检测电路与所述变压电路的正输出端或负输出端连接，用于检测所述变压电路的正输出端或负输出端的电流，以用于根据所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流时控制所述开关电路断开或导通；所述开关电路连接在所述输出控制电路的正电压输出端和负电压输出端之间，所述开关电路用于所述电源适配器空载时导通，以维持所述输出控制电路输出的直流电的电压。
进一步，所述开关电路包括第一开关晶体管Q0；所述第一开关晶体管Q0的第一极与所述正电压输出端连接，所述第一开关晶体管Q0的控制极与所述电流检测电路连接，所述第一开关晶体管Q0的第二极与所述负电压输出端连接。
进一步，所述开关电路还包括负载电阻R0；
所述负载电阻R0连接在所述第一开关晶体管Q0的第一极与所述正电压输出端之间；
或，所述负载电阻R0连接在所述第一开关晶体管Q0的第二极与所述负电压输出端之间。
进一步，所述整形滤波电路包括电源芯片、电阻R1和电容C1；所述电源芯片包括电源输出端VCC、电源接地端GND和电源控制端D，所述电源芯片用于将所述变压电路输出的低压高频交流电转化为直流电；所述电源输出端VCC与所述第一连接端和正电压输出端连接，所述电源控制端D与所述第二连接端连接，所述电源接地端GND与所述负电压输出端连接；电阻R1和电容C1串联连接后，一端与所述电源控制端D连接，另一端与所述电源接地端GND连接。
进一步，所述整形滤波电路还包括电容C2，一端与所述电源接地端GND连接，另一端与所述电源输出端VCC连接。
进一步，所述电源芯片包括控制单元、驱动单元、控制二极管D1和第二晶体管Q1；所述控制单元用于向所述驱动单元输出使能控制信号，所述驱动单元响应所述使能控制信号向所述第二晶体管Q1输出驱动控制信号，所述第二晶体管Q1响应所述驱动控制信号导通或关闭；所述第二晶体管Q1的控制端与所述驱动单元连接，所述晶体管Q1的第一极和第二极连接在所述电源控制端D与所述电源接地端GND之间；所述控制二极管D1串联在所述电源控制端D与所述电源接地端GND之间。
进一步，所述电流检测电路与所述电源控制端D连接；所述电流检测电路通过检测所述第二晶体管Q1第一极和第二极之间的电流判断所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流，和/或所述电流检测电路依据所述第二晶体管Q1的开关周期判断所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流。
进一步，所述放电控制电路包括第一二极管D21、第二二极管D22、第三晶体管Q21、电阻R21、电容C21和脉冲调制控制器；所述第三晶体管Q21的控制极与所述脉冲调制控制器连接，所述第三晶体管Q21的第二极与所述整流桥电路连接，所述第三晶体管Q21的第一极与所述变压电路的负输入端连接；所述第一二极管D21的正极与所述第三晶体管Q21的第一极连接并接地，所述第一二极管D21的负极与所述第三晶体管Q21的第二极连接；所述第二二极管D22的正极与所述第三晶体管Q21的第二极连接；所述电阻R21和电容C21并联连接后一端与所述变压电路的正输入端连接，另一端与所述第二二极管D22的负极连接。
进一步，所述放电控制电路还包括电容C22，串联在所述变压电路的正输入端与地之间。
根据第二方面，一种电子设备，包括第一方面所述的电源适配器。
依据上述实施例的一种电源适配器及电子设备，包括整流桥电路、放电控制电路、变压电路和输出控制电路。其中，输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路，假负载电路包括开关电路和电流检测电路。由于电流检测电路依据检测的变压电路的输出端有或无电流，来控制接入电源适配器的两个输出端之间的开关电路断开或导通，使得在电源适配器空载时通过导通的开关电路来维持电压，进而减少电源适配器负载时的电能损耗。
附图说明
图1为一种电源适配器的电路结构示意图；
图2为一种实施例中电源适配器的电路连接示意图；
图3为一种实施例中输出控制电路的电源芯片电路连接示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
如图1所示，为一种电源适配器的电路结构示意图，包括整流电路10、放电控制电路20、变压输出电路30和输出控制电路40。整流电路10用于与交流电源连接，以将交流电源输出的交流电转化为直流电输出，放电控制电路20用于通过脉冲调制控制器控制整流电路10输出的直流电输出给变压电路30，变压电路30用于对整流电路10输出的直流电降压，输出控制电路40用于对降压后的直流电整形滤波并输出。其中，输出控制电路40包括整流电路42和假负载电路41，假负载电路41用于对输出控制电路40输出的直流电稳压，整流电路42用于对降压后的直流电整形滤波并输出。一个例子中，假负载电路41采用一个负载电阻R0串联在电源适配器的两个输出端之间，因此不论电源适配器是否连接负载，负载电阻R0都一直在损耗电能，这进而增加了电源适配器在有负载时的电能损耗。
在本申请一种实施例中提供一种电源适配器，包括整流桥电路、放电控制电路、变压电路和输出控制电路。其中，输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路，假负载电路包括开关电路和电流检测电路。由于电流检测电路依据检测的变压电路的输出端有或无电流，来控制接入电源适配器的两个输出端之间的开关电路断开或导通，使得在电源适配器空载时通过导通的开关电路来维持电压，进而减少电源适配器负载时的电能损耗。
实施例一
请参照图2，为一种实施例中电源适配器的电路连接示意图，包括整流桥电路10、放电控制电路20、变压电路30和输出控制电路40。其中，整流桥电路10用于将电源输出的交流电转化为直流电，放电控制电路20用于将整流桥电路10输出的直流电转化为高压高频交流电，变压电路30包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端，正输入端和负输入端与放电控制电路20连接，变压电路30用于将高压高频交流电转化为低压高频交流电，输出控制电路40包括第一连接端、第二连接端、正电压输出端和负电压输出端，第一连接端和第二连接端分别与变压电路30的正输出端和负输出端连接，正电压输出端和负电压输出端用于分别作为电源适配器的正电源输出端和负电源输出端，输出控制电路40用于将低压高频交流电转化为直流电，以作为电源适配器的输出。输出控制电路40包括整形滤波电路42和假负载电路41，整形滤波电路42用于将低压高频交流电转化为直流电，假负载电路41用于电源适配器空载时维持输出控制电路40输出的直流电的电压。假负载电路41包括电流检测电路512和开关电路511，电流检测电路512与变压电路30的正输出端或负输出端连接，用于检测变压电路30的正输出端或负输出端的电流，以用于根据变压电路30的正输出端或负输出端有或无电流时控制开关电路511断开或导通。开关电路511连接在输出控制电路40的正电压输出端和负电压输出端之间，开关电路511用于电源适配器空载时导通，以维持输出控制电路输出的直流电的电压。
一实施例中，变压电路30包括变压器，包括初级线圈正输入端、初级线圈负输入端、次级线圈正输出端和次级线圈负输出端，初级线圈正输入端和初级线圈负输入端与变压电路30的正输入端和负输入端连接，次级线圈正输出端和次级线圈负输出端与变压电路30的正输出端和负输出端连接。
一实施例中，开关电路511包括第一开关晶体管Q0，第一开关晶体管Q0的第一极与输出控制电路40的正电压输出端连接，第一开关晶体管Q0的控制极与电流检测电路512连接，第一开关晶体管Q0的第二极与输出控制电路40的负电压输出端连接。第一开关晶体管Q0包括三极管或MOS管。当晶体管自身导通时，有导通电阻，在一实施例中，可采用晶体管的导通电阻作为假负载电路的负载电阻。一实施例中，开关电路511还包括负载电阻R0，负载电阻R0连接在第一开关晶体管Q0的第一极与输出控制电路40的正电压输出端之间，或，负载电阻R0连接在第一开关晶体管Q0的第二极与输出控制电路40的负电压输出端之间。
一实施例中，整形滤波电路42包括电源芯片421、电阻R1和电容C1，电源芯片421用于将变压电路30输出的低压高频交流电转化为直流电。电源芯片421包括电源输出端VCC、电源接地端GND和电源控制端D。电源输出端VCC与输出控制电路40的第一连接端和正电压输出端连接，电源控制端D与输出控制电路40的第二连接端连接，电源接地端GND与输出控制电路40的负电压输出端连接。电阻R1和电容C1串联连接后，一端与电源控制端D连接，另一端与电源接地端GND连接。一实施例中，整形滤波电路42还包括电容C2，一端与电源输出端VCC连接，另一端与电源接地端GND连接。一实施例中，电源芯片421的芯片型号为M6142。
请参考图3，为一种实施例中输出控制电路的电源芯片电路连接示意图，一实施例中，电源芯片421包括控制单元4211、驱动单元4212、控制二极管D1和第二晶体管Q1。控制单元4211用于向驱动单元4212输出使能控制信号，驱动单元4212响应使能控制信号向第二晶体管Q1输出驱动控制信号，第二晶体管Q1响应驱动控制信号导通或关闭。第二晶体管Q1的控制端与驱动单元4212连接，晶体管Q1的第一极和第二极连接在电源控制端D与电源接地端GND之间。控制二极管D1串联在电源控制端D与电源接地端GND之间。
一实施例中，电流检测电路512与电源控制端D连接，电流检测电路512通过检测第二晶体管Q1第一极和第二极之间的电流判断变压电路30的正输出端或负输出端有或无电流，和/或电流检测电路512依据第二晶体管Q1的开关周期判断变压电路的正输出端或负输出端有或无电流。
如图2所示，放电控制电路20包括第一二极管D21、第二二极管D22、第三晶体管Q21、电阻R21、电容C21和脉冲调制控制器。第三晶体管Q21的控制极与脉冲调制控制器连接，第三晶体管Q21的第二极与整流桥电路10连接，第三晶体管Q21的第一极与变压电路30的负输入端连接。第一二极管D21的正极与第三晶体管Q21的第一极连接并接地，第一二极管D21的负极与第三晶体管Q21的第二极连接，第二二极管D22的正极与第三晶体管Q21的第二极连接。电阻R21和电容C21并联连接后一端与变压电路30的正输入端连接，另一端与第二二极管D22的负极连接。一实施例中，放电控制电路20还包括电容C22，串联在变压电路30的正输入端与地之间。
整流桥电路10包括第一交流输入端、第二交流输入端、第一直流输出端和第二直流输出端，其中第一交流输入端和第二交流输入端用于与交流电源的两个输出端分别连接，第一直流输出端和第二直流输出端用于分别作为整流桥电路10的两个直流输出端，其中，第一直流输出端与变压电路30的正输入端连接，第二直流输出端接地。整流桥电路10包括第三二极管D11、第四二极管D12、第五二极管D13和第六二极管D14。其中，第三二极管D11和第五二极管D13的正极与第一直流输出端连接，第四二极管D12和第六二极管D14的负极与第二直流输出端连接，第三二极管D11的负极和第四二极管D12的正极与第一交流输入端连接，第五二极管D13的负极和第六二极管D14的正极与第二交流输入端连接。
一实施例中，本申请还公开了一种电子设备，包括如上所述的电源适配器。
在本申请的实施例中，公开了一种电源适配器及电子设备，包括整流桥电路、放电控制电路、变压电路和输出控制电路。其中，输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路，假负载电路包括开关电路和电流检测电路。由于电流检测电路依据检测的变压电路的输出端有或无电流，来控制接入电源适配器的两个输出端之间的开关电路断开或导通，使得在电源适配器空载时通过导通的开关电路来维持电压，进而减少电源适配器负载时的电能损耗。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种电源适配器，其特征在于，包括：
整流桥电路，用于将电源输出的交流电转化为直流电；
放电控制电路，用于将所述整流桥电路输出的直流电转化为高压高频交流电；
变压电路，包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端，所述正输入端和负输入端与所述放电控制电路连接；所述变压电路用于将所述高压高频交流电转化为低压高频交流电；
输出控制电路，包括第一连接端、第二连接端、正电压输出端和负电压输出端，所述第一连接端和第二连接端分别与所述变压电路的正输出端和负输出端连接，所述正电压输出端和负电压输出端用于分别作为所述电源适配器的正电源输出端和负电源输出端；所述输出控制电路用于将所述低压高频交流电转化为直流电，以作为所述电源适配器的输出；
所述输出控制电路包括整形滤波电路和假负载电路；所述整形滤波电路用于将所述低压高频交流电转化为直流电；所述假负载电路用于所述电源适配器空载时维持所述输出控制电路输出的直流电的电压；
所述假负载电路包括电流检测电路和开关电路，所述电流检测电路与所述变压电路的正输出端或负输出端连接，用于检测所述变压电路的正输出端或负输出端的电流，以用于根据所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流时控制所述开关电路断开或导通；所述开关电路连接在所述输出控制电路的正电压输出端和负电压输出端之间，所述开关电路用于所述电源适配器空载时导通，以维持所述输出控制电路输出的直流电的电压。
2.如权利要求1所述电源适配器，其特征在于，所述整形滤波电路包括电源芯片、电阻R1和电容C1；所述电源芯片包括电源输出端VCC、电源接地端GND和电源控制端D，所述电源芯片用于将所述变压电路输出的低压高频交流电转化为直流电；所述电源输出端VCC与所述第一连接端和正电压输出端连接，所述电源控制端D与所述第二连接端连接，所述电源接地端GND与所述负电压输出端连接；电阻R1和电容C1串联连接后，一端与所述电源控制端D连接，另一端与所述电源接地端GND连接。
3.如权利要求2所述电源适配器，其特征在于，所述整形滤波电路还包括电容C2，一端与所述电源接地端GND连接，另一端与所述电源输出端VCC连接。
4.如权利要求2所述电源适配器，其特征在于，所述电源芯片包括控制单元、驱动单元、控制二极管D1和第二晶体管Q1；所述控制单元用于向所述驱动单元输出使能控制信号，所述驱动单元响应所述使能控制信号向所述第二晶体管Q1输出驱动控制信号，所述第二晶体管Q1响应所述驱动控制信号导通或关闭；所述第二晶体管Q1的控制端与所述驱动单元连接，所述晶体管Q1的第一极和第二极连接在所述电源控制端D与所述电源接地端GND之间；所述控制二极管D1串联在所述电源控制端D与所述电源接地端GND之间。
5.如权利要求4所述电源适配器，其特征在于，所述电流检测电路与所述电源控制端D连接；所述电流检测电路通过检测所述第二晶体管Q1第一极和第二极之间的电流判断所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流，和/或所述电流检测电路依据所述第二晶体管Q1的开关周期判断所述变压电路的正输出端或负输出端有或无电流。
6.如权利要求1所述电源适配器，其特征在于，所述放电控制电路包括第一二极管D21、第二二极管D22、第三晶体管Q21、电阻R21、电容C21和脉冲调制控制器；所述第三晶体管Q21的控制极与所述脉冲调制控制器连接，所述第三晶体管Q21的第二极与所述整流桥电路连接，所述第三晶体管Q21的第一极与所述变压电路的负输入端连接；所述第一二极管D21的正极与所述第三晶体管Q21的第一极连接并接地，所述第一二极管D21的负极与所述第三晶体管Q21的第二极连接；所述第二二极管D22的正极与所述第三晶体管Q21的第二极连接；所述电阻R21和电容C21并联连接后一端与所述变压电路的正输入端连接，另一端与所述第二二极管D22的负极连接。
7.如权利要求6所述电源适配器，其特征在于，所述放电控制电路还包括电容C22，串联在所述变压电路的正输入端与地之间。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电源适配器。
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