CN113054729A - 充电电压控制电路、电路板和充电器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电路技术领域，公开了一种充电电压控制电路、电路板和充电器。充电电压控制电路包括：变压器、电感、第一电容、第二电容、AC‑DC控制器和控制单元；变压器包括缠在同一铁芯上的原边线圈、副边线圈和供电线圈，其中，供电线圈和副边线圈的匝数比低于第一预设阈值。控制单元在检测到AC‑DC控制器的供电端的电压低于第三预设阈值(较佳供电电压)时，控制电感的第二端接地，AC‑DC控制器的供电端的电压升高至第三预设阈值，使AC‑DC控制器处于工作状态，故本申请可以设置供电线圈与副边线圈的匝数比低于第一预设阈值，在充电电压控制电路的输出端电压的输出电压范围内，使AC‑DC控制器的供电端电压尽可能接近较佳供电电压，以降低AC‑DC控制器的损耗。

Description

充电电压控制电路、电路板和充电器

技术领域

本发明实施例涉及电路技术领域，特别涉及充电电压控制电路、电路板和充电器。

背景技术

随着手机、笔记本电脑和平板电脑等各种移动智能设备技术的不断发展，人们对这些移动智能设备的充电器的输出要求变得越来越高，充电器不再仅仅需要将市电转换为某一恒定电压后进行输出，而是需要将市电转换为在一定电压范围内的任一恒定电压进行输出，为此，需要在充电器中设置可以用来控制充电器输出电压大小的电压控制单元。电压控制单元中的主要作用器件是AC-DC控制器，AC-DC控制器会实时检测充电器的输出端输出的电压，若充电器的当前输出电压低于充电器需要输出的电压，则控制将从充电器输入端输入的电能向充电器输出端进行传输，以提高充电器的当前输出电压；若充电器的当前输出电压高于或等于充电器需要输出的电压，则停止将从充电器输入端输入的电能向充电器输出端进行传输，使充电器的当前输出电压不再提高。

AC-DC控制器通常存在一个供电端，需要通过这个供电端为AC-DC控制器供电，才可以使AC-DC控制器正常工作。目前采用的供电方式大致有两种，第一种是通过设置专门的电源为AC-DC控制器持续供电，但AC-DC控制器仅在用户使用充电器的时候才需要处于工作状态，因此这种方案会造成资源浪费；第二种是在用户使用充电器的时候，直接利用从充电器输入端输入的电能为AC-DC控制器供电，这种供电方式可以有效节省电力资源。

目前采用第二种供电方式的电路结构具体如下，请参考图1，通过变压器将市电传输给充电器的输出端，具体是将由变压器的原边线圈L1输入的电能，通过变压器的铁芯将电能传输至变压器的副边线圈L2，再由副边线圈L2输出电压给电容C充电，电容C两端的电压即为充电器的输出电压，在此基础上，在充电器原有的变压器的铁芯上增加一组用于为AC-DC控制器供电的供电线圈L3，根据变压器的原理可知，供电线圈L3两端的电压与副边线圈L2两端的电压的比值，等于供电线圈L3的匝数与副边线圈L2的匝数的比值，因此，在二者的匝数固定的情况下，供电线圈L3两端的电压与副边线圈L2两端的电压是成正比的。目前的充电器需要输出的电压范围是3.3V～20V，且目前AC-DC控制器的供电电压通常需要高于或等于12V(较佳供电电压)，若直接由供电线圈L3两端的电压为AC-DC控制器供电，则需要在充电器输出最低电压3.3V时，使供电线圈L3两端的电压高于或等于12V，以该电压等于12V为例，此时，供电线圈L3的匝数与副边线圈L2的匝数的比值等于12/3.3，那么，当充电器输出最高电压20V时，根据比例关系可以得到此时供电线圈L3两端的电压为20*12/3.3，约等于73V，而AC-DC控制器在供电电压通常等于12V时已经可以正常工作，若供电电压不断增大，AC-DC控制器仍然会处于工作状态，但会增大AC-DC控制器中的器件损耗，也造成电力资源的浪费。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种充电电压控制电路、电路板和充电器，使得AC-DC控制器的供电端的电压，不会随着充电电压控制电路的输出端电压的变化范围而变化过大，以便使AC-DC控制器的供电端电压可以尽可能地靠近AC-DC控制器的较佳供电电压，进而降低AC-DC控制器的损耗，也节约电力资源。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种充电电压控制电路，包括：变压器、电感、第一电容、第二电容、AC-DC控制器和控制单元；变压器包括缠在同一铁芯上的原边线圈、副边线圈和供电线圈，其中，供电线圈和副边线圈的匝数比低于第一预设阈值；原边线圈的第一端作为充电电压控制电路的输入端，原边线圈的第二端连接于AC-DC控制器的输出端，副边线圈的两端分别连接在第一电容的两端，第一电容的第一端接地，第一电容的第二端作为充电电压控制电路的输出端，第一电容的第二端还连接于AC-DC控制器的输入端；供电线圈的第一端接地，供电线圈的第二端连接于电感的第一端，电感的第二端连接于AC-DC控制器的供电端，第二电容的第一端接地，第二电容的第二端连接于AC-DC控制器的供电端，控制单元的第一输入端也连接于AC-DC控制器的供电端，控制单元的输出端连接于电感的第二端；其中，AC-DC控制器用于在工作状态下，当检测到充电电压控制电路的输出端的电压低于第二预设阈值时，控制充电电压控制电路的输出端的电压升高，直至充电电压控制电路的输出端的电压到达第二预设阈值；其中，在AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于第三预设阈值时，AC-DC控制器处于工作状态；控制单元用于在检测到AC-DC控制器的供电端的电压低于第三预设阈值时，控制电感的第二端接地；在检测到AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于第三预设阈值时，控制电感的第二端不再接地。

本发明的实施例还提供了一种电路板，包括上述充电电压控制电路。

本发明的实施例还提供了一种充电器，包括上述电路板。

本发明实施例相对于相关技术而言，充电电压控制电路的输入端为变压器的原边线圈的第一端，输出端为并联在变压器的副边线圈两端的第一电容的第二端，由变压器将从原边线圈输入的电能，分别向变压器的副边线圈和供电线圈传输，向变压器的副边线圈传输电能可以使充电电压控制电路的输出端输出电压，向变压器的供电线圈传输电能可以为AC-DC控制器的供电端提供电压，以通过AC-DC控制器来控制充电电压控制电路的输出端的电压大小。本申请中设置的控制单元会在检测到AC-DC控制器的供电端电压低于第三预设阈值(AC-DC控制器的较佳供电电压)时，控制电感的第二端接地(电压为0)，而电感的第一端电压不为0，电感的两端存在电压差，故电感会开始向第二电容充电，第二电容两端的电压会不断增大，而供电端的电压就等于第二电容两端的电压，故供电端的电压也会不断增大；而在供电端电压开始高于或等于第三预设阈值时，控制单元会控制电感的第二端不再接地，此时电感的两端不再存在电压差，故电感会停止对第二电容充电，供电端的电压得以尽可能地保持在第三预设阈值。相较于相关技术中只根据充电电压控制电路的输出端电压范围的最小值，设置较大的供电线圈与副边线圈的匝数比，以使供电线圈两端的电压高于或等于较佳供电电压，进而可以使AC-DC控制器的供电端电压高于或等于较佳供电电压，本申请可以在AC-DC控制器的供电端电压低于较佳供电电压时，将AC-DC控制器的供电端电压升高至较佳供电电压，以使AC-DC控制器正常工作，因此本申请可以设置供电线圈与副边线圈的匝数比低于第一预设阈值，如此设置可以在充电电压控制电路的输出端电压的输出电压范围内，使AC-DC控制器的供电端电压尽可能接近较佳供电电压，进而降低AC-DC控制器的损耗，也节约电力资源。

另外，充电电压控制电路还包括第一开关管；控制单元通过第一开关管连接于电感的第二端，控制单元的输出端连接于第一开关管的第一端，第一开关管的第二端连接于电感的第二端，第一开关管的第三端接地，控制单元的第二输入端连接于第一开关管的第二端；控制单元具体用于在检测到AC-DC控制器的供电端的电压低于第三预设阈值，且检测到第一开关管的第二端的电压低于或等于第四预设阈值时，在触发信号到来后连通第一开关管的第二端和第一开关管的第三端；在检测到AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于第三预设阈值时，或在检测到第一开关管的第二端的电压高于第四预设阈值时，断开第一开关管的第二端和第一开关管的第三端。本实施例中，提供了控制单元控制电感是否接地的一种具体实现方式，具体是通过控制第一开关管的第二端和第三端处于连通还是断开状态，来控制电感的第二端是否接地的。

另外，第一开关管为三极管；三极管的基极为第一开关管的第一端，三极管的集电极为第一开关管的第二端，三极管的发射极为第一开关管的第三端。

另外，第一开关管为MOS管；MOS管的栅极为第一开关管的第一端，MOS管的漏极为第一开关管的第二端，MOS管的源极为第一开关管的第三端。

另外，控制单元和第一开关管均被设置在AC-DC控制器中。通过将控制单元和第一开关管均设置在AC-DC控制器中，可以有效简化***电路。

另外，充电电压控制电路还包括第一二极管；电感通过第一二极管连接于第二电容的第二端，电感的第二端连接于第一二极管的正极，第一二极管的负极连接于第二电容的第二端。通过利用第一二极管的单向导通性，来保证在电感不再为第二电容充电时，第二电容中的电能不会流回到电感，这样可以更好地稳定AC-DC控制器的供电端的电压。

另外，充电电压控制电路还包括第二二极管和第三电容；供电线圈通过第二二极管连接于电感，供电线圈的第二端连接于第二二极管的正极，第二二极管的负极连接于电感的第一端，第三电容的第一端接地，第三电容的第二端连接在第二二极管和电感之间。由于供电线圈两端的电压是交流电压，而AC-DC控制器的供电端需要直流供电，故通过设置第二二极管，将供电线圈两端的交流电压整流为直流电压，本申请还设置了第三电容，用于在整流得到直流电压时，先对第三电容充电，以便在未得到直流电压时，第三电容两端存在的电压可以使电感的第一端能保持在一定电压，以对第二电容进行充电，进而提高AC-DC控制器的供电端电压。

另外，充电电压控制电路还包括第二开关管、第三开关管和同步整流器；AC-DC控制器通过第二开关管连接于原边线圈，AC-DC控制器的输出端连接于第二开关管的第一端，第二开关管的第二端连接于原边线圈的第二端，第二开关管的第三端接地；副边线圈的第一端连接于第三开关管的第一端，第三开关管的第二端连接于第一电容的第一端，第一电容的第二端连接于副边线圈的第二端，同步整流器连接于第三开关管的第三端；AC-DC控制器具体用于在工作状态下，当检测到充电电压控制电路的输出端的电压低于第二预设阈值时，连通第二开关管的第二端和第二开关管的第三端，当检测到充电电压控制电路的输出端的电压高于或等于第二预设阈值时，断开第二开关管的第二端和第二开关管的第三端；同步整流器用于在检测到副边线圈两端的电压方向与预设电压方向不同时，断开第三开关管的第一端和第三开关管的第二端。由于AC-DC控制器具体是通过连通第二开关管的第二端和第三端，控制原边线圈的第二端接地，进而使原边线圈可以将电能传输至副边线圈，最终使充电电压控制电路的输出端的电压得以升高；通过断开第二开关管的第二端和第三端，使原边线圈的第二端不再接地，原边线圈不再将电能传输至副边线圈，充电电压控制电路的输出端的电压不再升高；副边线圈两端的电压是交流电压，其电压方向是随时间的变化而变化的，若副边线圈与第一电容之间始终存在回路，那么第一电容的第二端(充电电压控制电路的输出端)的电压也会是交流电压，而充电电压控制电路需要输出直流电压，因此本申请设置了同步整流器和第三开关管，由同步整流器在检测到副边线圈两端的电压方向与预设电压方向不同时，控制第三开关管断开副边线圈与第一电容的充电回路，这样可以使得充电电压控制电路的输出端的电压为直流电压。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是相关技术中充电电压控制电路的具体电路图；

图2是一个实施例中包括第一开关管的充电电压控制电路的具体电路图；

图3是一个实施例中控制单元和第一开关管均设置在AC-DC控制器中的充电电压控制电路的具体电路图；

图4是一个实施例中包括第二开关管、第三开关管和同步整流器的充电电压控制电路的具体电路图；

图5是一个实施例中充电电压控制电路的具体电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明的一个实施例涉及一种充电电压控制电路，用于将外部输入的市电，转换为在一定电压范围内的某一恒定电压输出，请参考图2，充电电压控制电路包括变压器1、电感L、第一电容C1、第二电容C2、AC-DC控制器2和控制单元3，变压器1包括缠在同一铁芯上的原边线圈L1、副边线圈L2和供电线圈L3，其中，供电线圈L3和副边线圈L2的匝数比低于第一预设阈值。

各器件的连接关系具体如下：

原边线圈L1的第一端L1a作为充电电压控制电路的输入端101，原边线圈L1的第二端L1b连接于AC-DC控制器2的输出端21，副边线圈L2的两端分别连接在第一电容C1的两端，第一电容C1的第一端C1a接地，第一电容C1的第二端C1b作为充电电压控制电路的输出端102，第一电容C1的第二端C1b还连接于AC-DC控制器2的输入端22，供电线圈L3的第一端L3a接地，供电线圈L3的第二端L3b连接于电感L的第一端La，电感L的第二端Lb连接于AC-DC控制器2的供电端23，第二电容C2的第一端C2a接地，第二电容C2的第二端C2b连接于AC-DC控制器2的供电端23，控制单元3的第一输入端31也连接于AC-DC控制器2的供电端23，控制单元3的输出端32连接于电感L的第二端Lb。

其中，AC-DC控制器2在工作状态下，当检测到充电电压控制电路的输出端102的电压低于第二预设阈值时，控制充电电压控制电路的输出端102的电压升高，直至充电电压控制电路的输出端102的电压到达第二预设阈值，在AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于第三预设阈值时，AC-DC控制器2处于工作状态。控制单元3在检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压低于第三预设阈值时，控制电感L的第二端Lb接地；在检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于第三预设阈值时，控制电感L的第二端Lb不再接地。

在本实施例中，充电电压控制电路的输入端为变压器的原边线圈的第一端，输出端为并联在变压器的副边线圈两端的第一电容的第二端，由变压器将从原边线圈输入的电能，分别向变压器的副边线圈和供电线圈传输，向变压器的副边线圈传输电能可以使充电电压控制电路的输出端输出电压，向变压器的供电线圈传输电能可以为AC-DC控制器的供电端提供电压，以通过AC-DC控制器来控制充电电压控制电路的输出端的电压大小。本申请中设置的控制单元会在检测到AC-DC控制器的供电端电压低于第三预设阈值(AC-DC控制器的较佳供电电压)时，控制电感的第二端接地(电压为0)，而电感的第一端电压不为0，电感的两端存在电压差，故电感会开始向第二电容充电，第二电容两端的电压会不断增大，而供电端的电压就等于第二电容两端的电压，故供电端的电压也会不断增大；而在供电端电压开始高于或等于第三预设阈值时，控制单元会控制电感的第二端不再接地，此时电感的两端不再存在电压差，故电感会停止对第二电容充电，供电端的电压得以尽可能地保持在第三预设阈值。相较于相关技术中只根据充电电压控制电路的输出端电压范围的最小值，设置较大的供电线圈与副边线圈的匝数比，以使供电线圈两端的电压高于或等于较佳供电电压，进而可以使AC-DC控制器的供电端电压高于或等于较佳供电电压，本申请可以在AC-DC控制器的供电端电压低于较佳供电电压时，将AC-DC控制器的供电端电压升高至较佳供电电压，以使AC-DC控制器正常工作，因此本申请可以设置供电线圈与副边线圈的匝数比低于第一预设阈值，如此设置可以在充电电压控制电路的输出端电压的输出电压范围内，使AC-DC控制器的供电端电压尽可能接近较佳供电电压，进而降低AC-DC控制器的损耗，以节约电力资源。

在一个实施例中，请参考图2，充电电压控制电路还包括第一二极管D1，电感L通过第一二极管D1连接于第二电容C2的第二端C2b，电感L的第二端Lb连接于第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接于第二电容C2的第二端C2b。本实施例中，利用了第一二极管的单向导通性，来保证在电感不为第二电容充电时，第二电容中的电能不会流回到电感，这样可以更好地稳定AC-DC控制器的供电端的电压。

在一个实施例中，也可以用MOS管和电压比较单元的组合，来替代上一实施例中的第一二极管D1，具体地，电感L的第二端Lb连接于MOS管的源极/漏极，MOS管的漏极/源极连接于第二电容C2的第二端C2b，MOS管的栅极连接于电压单元的输出端，电压比较单元的输入端分别连接于电感L的第二端Lb和第二电容C2的第二端C2b，用于在检测到电感L的第二端Lb的电压小于或等于第二电容C2的第二端C2b的电压时，断开MOS管的源极和漏极；在检测到电感L的第二端Lb的电压高于第二电容C2的第二端C2b的电压时，连通MOS管的源极和漏极，以保证第二电容C2上存储的能量不会回流至电感。

在一个实施例中，请参考图2，充电电压控制电路还包括第二二极管D2和第三电容C3，供电线圈L3通过第二二极管D2连接于电感L，供电线圈L3的第二端L3b连接于第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接于电感L的第一端La，第三电容C3的第一端C3a接地，第三电容C3的第二端C3b连接在第二二极管D2和电感L之间。由于供电线圈两端的电压是交流电压，而AC-DC控制器的供电端需要直流供电，故通过设置第二二极管，将供电线圈两端的交流电压整流为直流电压，本申请还设置了第三电容，用于在整流得到直流电压时，先对第三电容充电，以便在未得到直流电压时，第三电容两端存在的电压可以使电感的第一端保持在一定电压，以对第二电容进行充电，进而可以提高AC-DC控制器的供电端的电压。

在一个实施例中，请参考图2，充电电压控制电路还包括第三二极管D3，第一电容C1的第一端C1a通过第三二极管D3连接于副边线圈L2的第一端L2a，第三二极管D3的正极连接于第一电容C1的第一端C1a，第三二极管D3的负极连接于副边线圈L2的第一端L2a。

本实施例中，通过在第一电容与副边线圈的回路中设置二极管，来保证在副边线圈两端的电压为交流电压时，充电电压控制电路的输出端可以输出直流电压。

在一个实施例中，请参考图2，充电电压控制电路还包括第一开关管4，控制单元3通过第一开关管4连接于电感L的第二端Lb，控制单元3的输出端32连接于第一开关管4的第一端41，第一开关管4的第二端42连接于电感L的第二端Lb，第一开关管4的第三端43接地，控制单元3的第二输入端33连接于第一开关管4的第二端42。

控制单元3在检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压低于第三预设阈值，且检测到第一开关管4的第二端42的电压低于或等于第四预设阈值时，在触发信号到来后连通第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43，触发信号具体可以为方波信号的上升沿信号或下降沿信号；在检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于第三预设阈值时，或在检测到第一开关管4的第二端42的电压高于第四预设阈值时，断开第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43。

具体地，第一开关管4的第二端42的电压低于或等于第四预设阈值时，认为此时电感两端上存储的电能较小，控制单元3会在检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压低于第三预设阈值，且检测到第一开关管4的第二端42的电压低于或等于第四预设阈值时，即，在供电端23的电压需要被提升，且电感L上存储的电能较小时，连通第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43，此时电感L的两端存在电压差，电感L开始被充电，电感L上流过的电流会逐渐增大，进而提升第一开关管4的第二端42的电压，控制单元3在检测到第一开关管4的第二端42的电压高于第四预设阈值时，可以认为电感L上已经存储有足够的电能，此时，控制单元3会断开第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43，电感L上的电流无法通过第一开关管4流向地端，仅能通过第一二极管D1流向第二电容C2，使第二电容C2两端的电压升高，进而升高AC-DC控制器2的供电端23的电压，在电感L上的电能释放完全后，即在第一开关管4的第二端42的电压低于或等于第四预设阈值时，若控制单元3检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压仍然低于第三预设阈值，则连通第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43，重复上述操作；若此时控制单元3检测到AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于第三预设阈值，则保持断开第一开关管4的第二端42和第一开关管4的第三端43。

本实施例中，提供了控制单元控制电感是否接地的一种具体实现方式，具体是通过控制第一开关管的第二端和第三端处于连通还是断开状态，来控制电感的第二端是否接地的。

在一个实施例中，第一开关管4可以为三极管或MOS管。

第一开关管4为三极管时，三极管的基极为第一开关管4的第一端41，三极管的集电极为第一开关管4的第二端42，三极管的发射极为第一开关管4的第三端43。

第一开关管4为MOS管时，MOS管的栅极为第一开关管4的第一端41，MOS管的漏极为第一开关管4的第二端42，MOS管的源极为第一开关管4的第三端43。

在一个实施例中，在图2对应的实施例的基础上，请参考图3，可以将控制单元3和第一开关管4均设置在AC-DC控制器2中。相较于将控制单元3和第一开关管4均设置在AC-DC控制器2的外部，能够有效地简化***电路，便于维修人员后续进行维修。

在一个实施例中，在图2对应的实施例的基础上，请参考图4，充电电压控制电路还包括第二开关管5，第二开关管5可以为三极管或MOS管。AC-DC控制器2通过第二开关管5连接于原边线圈L1，AC-DC控制器2的输出端21连接于第二开关管5的第一端51，第二开关管5的第二端52连接于原边线圈L1的第二端L1b，第二开关管5的第三端53接地。

第二开关管5为三极管时，三极管的基极为第二开关管5的第一端51，三极管的集电极为第二开关管5的第二端52，三极管的发射极为第二开关管5的第三端53；第二开关管5为MOS管时，MOS管的栅极为第二开关管5的第一端51，MOS管的漏极为第二开关管5的第二端52，MOS管的源极为第二开关管5的第三端53。

AC-DC控制器2在处于工作状态的情况下，当检测到充电电压控制电路的输出端102的电压低于第二预设阈值时，连通第二开关管5的第二端52和第二开关管5的第三端53，当检测到充电电压控制电路的输出端102的电压高于或等于第二预设阈值时，断开第二开关管5的第二端52和第二开关管5的第三端53。

本实施例中，AC-DC控制器具体是通过连通第二开关管的第二端和第三端，控制原边线圈的第二端接地，进而使原边线圈可以将电能传输至副边线圈，最终使充电电压控制电路的输出端的电压得以升高；通过断开第二开关管的第二端和第三端，使原边线圈的第二端不再接地，原边线圈不再将电能传输至副边线圈，充电电压控制电路的输出端的电压不再升高。

在一个实施例中，在图2对应的实施例的基础上，请参考图4，利用第三开关管6和同步整流器7代替了图2对应的实施例中的第三二极管D3，第三开关管6可以为三极管或MOS管。副边线圈L2的第一端L2a连接于第三开关管6的第一端61，第三开关管6的第二端62连接于第一电容C1的第一端C1a，第一电容C1的第二端C1b连接于副边线圈L2的第二端L2b，同步整流器7连接于第三开关管6的第三端63。

第三开关管6为三极管时，三极管的基极为第三开关管6的第三端63，三极管的集电极为第三开关管6的第一端61，三极管的发射极为第三开关管6的第二端62；第二开关管5为MOS管时，MOS管的栅极为第三开关管6的第三端63，MOS管的漏极为第三开关管6的第一端61，MOS管的源极为第三开关管6的第二端62。

同步整流器7在检测到副边线圈L2两端的电压方向与预设电压方向不同时，断开第三开关管6的第一端61和第三开关管6的第二端62。

本实施例中，副边线圈两端的电压是交流电压，其电压方向是随时间的变化而变化的，若副边线圈与第一电容之间始终存在回路，那么第一电容的第二端(充电电压控制电路的输出端)的电压也会是交流电压，而充电电压控制电路需要输出直流电压，因此本申请设置了同步整流器和第三开关管，由同步整流器在检测到副边线圈两端的电压方向与预设电压方向不同时，控制第三开关管断开副边线圈与第一电容的充电回路，这样可以使得充电电压控制电路的输出端的电压为直流电压。

本发明的另一个实施例涉及一种充电电压控制电路，请参考图5，在图3对应的实施例的基础上，还包括如图4中的第一二极管D1、第二开关管5、第三开关管6和同步整流器7，其中，以第一开关管4、第二开关管5和第三开关管6均为MOS管为例。

另外，充电电压控制电路还包括检测单元8，充电电压控制电路的输出端102通过检测单元8连接于AC-DC控制器2的输入端22，在一个实施例中，检测单元8还可以设置在AC-DC控制器2中，具体由检测单元8检测充电电压控制电路的输出端102的电压，并根据输出端102的电压向AC-DC控制器2的输入端22输出控制电压，由AC-DC控制器2根据控制电压，控制第二开关管5导通或关断。

在本实施例中，充电电压控制电路还包括检测电阻R，第二开关管5的第三端53通过检测电阻R接地，检测电阻R未接地的一端连接于AC-DC控制器2的检测端24，AC-DC控制器2实时检测检测电阻R未接地的一端的电压，并根据检测电阻R未接地的一端的电压，判断第二开关管5当前处于导通还是关断状态，结合从检测单元8获取的控制电压，控制第二开关管5处于导通或关断状态。

举例来说，充电电压控制电路的输出端102需要输出的电压范围是3.3V～20V，AC-DC控制器2的供电端23的电压在高于或等于第三预设阈值12V(较佳供电电压)时，AC-DC控制器2会处于工作状态。

相关技术中，是由供电线圈L3两端的电压直接为AC-DC控制器2的供电端23供电的，要使在输出端102输出3.3V～20V时，AC-DC控制器2可以始终处于工作状态，以调节充电电压控制电路的输出端102输出的电压，则在输出端102需要输出3.3V时，需要使供电线圈L3两端的电压高于或等于较佳供电电压12V，这样才可能使AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于12V，由于供电线圈L3两端的电压与副边线圈L2两端的电压的比值，是等于供电线圈L3的匝数与副边线圈L2的匝数的比值的，因此，需要设置供电线圈L3与副边线圈L2的匝数比需要高于或等于12/3.3，以供电线圈L3与副边线圈L2的匝数比等于12/3.3为例，在输出端102需要输出20V时，根据上述比例关系可以得到此时供电线圈L3两端的电压为20*12/3.3，约等于73V，而AC-DC控制器2在供电端的电压通常等于12V时已经可以开始工作，若供电电压不断增大，AC-DC控制器2仍然会处于工作状态，但会增大AC-DC控制器2中的器件损耗，同时造成电力资源的浪费。

本申请实施例通过设置控制单元3、第一开关管4、电感L和第二电容C2等器件，并通过各器件之间的配合，可以在供电线圈L3两端的电压低于较佳供电电压12V时，将AC-DC控制器2的供电端23的电压升高至较佳供电电压12V，使AC-DC控制器2可以处于工作状态，因此，在输出端102需要输出3.3V时，不再需要使供电线圈L3两端的电压高于或等于较佳供电电压12V，来保证AC-DC控制器2的供电端23的电压高于或等于12V，故可以设置供电线圈L3与副边线圈L2的匝数比低于第一预设阈值，比如设置供电线圈L3与副边线圈L2等于1，则在输出端102需要输出3.3V时，供电线圈L3两端的电压也为3.3V，小于较佳供电电压12V，此时会将AC-DC控制器2的供电端23的电压升高至12V；在供电线圈L3两端的电压高于或等于较佳供电电压12V时，直接由供电线圈L3两端的电压为AC-DC控制器2的供电端23，比如设置供电线圈L3与副边线圈L2等于1，则在输出端102需要输出20V时，AC-DC控制器2的供电端23的电压也为20V。

相较于相关技术中AC-DC控制器2的供电端23的电压在输出端102需要输出20V时约等于73V，本申请AC-DC控制器2的供电端23的电压在输出端102需要输出20V时仅等于20V，可以有效降低AC-DC控制器的损耗，并节约电力资源。

本申请实施例中，充电电压控制电路的输入端为变压器的原边线圈的第一端，输出端为并联在变压器的副边线圈两端的第一电容的第二端，由变压器将从原边线圈输入的电能，分别向变压器的副边线圈和供电线圈传输，向变压器的副边线圈传输电能可以使充电电压控制电路的输出端输出电压，向变压器的供电线圈传输电能可以为AC-DC控制器的供电端提供电压，以通过AC-DC控制器来控制充电电压控制电路的输出端的电压大小。本申请中设置的控制单元会在检测到AC-DC控制器的供电端电压低于第三预设阈值(AC-DC控制器的较佳供电电压)时，控制电感的第二端接地(电压为0)，而电感的第一端电压不为0，电感的两端存在电压差，故电感会开始向第二电容充电，第二电容两端的电压会不断增大，而供电端的电压就等于第二电容两端的电压，故供电端的电压也会不断增大；而在供电端电压开始高于或等于第三预设阈值时，控制单元会控制电感的第二端不再接地，此时电感的两端不再存在电压差，故电感会停止对第二电容充电，供电端的电压得以尽可能地保持在第三预设阈值。相较于相关技术中只根据充电电压控制电路的输出端电压范围的最小值，设置较小的副边线圈与供电线圈的匝数比，以使供电线圈两端的电压高于或等于较佳供电电压，进而可以使AC-DC控制器的供电端电压高于或等于较佳供电电压，本申请可以在AC-DC控制器的供电端电压低于较佳供电电压时，将AC-DC控制器的供电端电压升高至较佳供电电压，以使AC-DC控制器正常工作，因此本申请可以设置供电线圈与副边线圈的匝数比低于第一预设阈值，如此设置可以在充电电压控制电路的输出端电压的输出电压范围内，使AC-DC控制器的供电端电压尽可能接近较佳供电电压，进而降低AC-DC控制器的损耗，以节约电力资源。

本发明的一个实施例涉及一种电路板，包括上述实施例中的充电电压控制电路。

本发明的一个实施例涉及一种充电器，包括上述实施例中的电路板。

Claims (10)

1.一种充电电压控制电路，其特征在于，包括：变压器、电感、第一电容、第二电容、AC-DC控制器和控制单元；所述变压器包括缠在同一铁芯上的原边线圈、副边线圈和供电线圈，其中，所述供电线圈和所述副边线圈的匝数比低于第一预设阈值；

所述原边线圈的第一端作为所述充电电压控制电路的输入端，所述原边线圈的第二端连接于所述AC-DC控制器的输出端，所述副边线圈的两端分别连接在所述第一电容的两端，所述第一电容的第一端接地，所述第一电容的第二端作为所述充电电压控制电路的输出端，所述第一电容的第二端还连接于所述AC-DC控制器的输入端；

所述供电线圈的第一端接地，所述供电线圈的第二端连接于所述电感的第一端，所述电感的第二端连接于所述AC-DC控制器的供电端，所述第二电容的第一端接地，所述第二电容的第二端连接于所述AC-DC控制器的供电端，所述控制单元的第一输入端也连接于所述AC-DC控制器的供电端，所述控制单元的输出端连接于所述电感的第二端；

其中，所述AC-DC控制器用于在工作状态下，当检测到所述充电电压控制电路的输出端的电压低于第二预设阈值时，控制所述充电电压控制电路的输出端的电压升高，直至所述充电电压控制电路的输出端的电压到达所述第二预设阈值；其中，在所述AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于第三预设阈值时，所述AC-DC控制器处于所述工作状态；

所述控制单元用于在检测到所述AC-DC控制器的供电端的电压低于所述第三预设阈值时，控制所述电感的第二端接地；在检测到所述AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于所述第三预设阈值时，控制所述电感的第二端不再接地。

2.根据权利要求1所述的充电电压控制电路，其特征在于，还包括第一开关管；

所述控制单元通过所述第一开关管连接于所述电感的第二端，其中，所述控制单元的输出端连接于所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端连接于所述电感的第二端，所述第一开关管的第三端接地，所述控制单元的第二输入端连接于所述第一开关管的第二端；

所述控制单元具体用于在检测到所述AC-DC控制器的供电端的电压低于所述第三预设阈值，且检测到所述第一开关管的第二端的电压低于或等于第四预设阈值时，在触发信号到来后连通所述第一开关管的第二端和所述第一开关管的第三端；在检测到所述AC-DC控制器的供电端的电压高于或等于所述第三预设阈值时，或在检测到所述第一开关管的第二端的电压高于所述第四预设阈值时，断开所述第一开关管的第二端和所述第一开关管的第三端。

3.根据权利要求2所述的充电电压控制电路，其特征在于，所述第一开关管为三极管；

所述三极管的基极为所述第一开关管的第一端，所述三极管的集电极为所述第一开关管的第二端，所述三极管的发射极为所述第一开关管的第三端。

4.根据权利要求2所述的充电电压控制电路，其特征在于，所述第一开关管为MOS管；

所述MOS管的栅极为所述第一开关管的第一端，所述MOS管的漏极为所述第一开关管的第二端，所述MOS管的源极为所述第一开关管的第三端。

5.根据权利要求2所述的充电电压控制电路，其特征在于，所述控制单元和所述第一开关管均被设置在所述AC-DC控制器中。

6.根据权利要求1至5中任一所述的充电电压控制电路，其特征在于，还包括第一二极管；

所述电感通过所述第一二极管连接于所述第二电容的第二端，其中，所述电感的第二端连接于所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接于所述第二电容的第二端。

7.根据权利要求1所述的充电电压控制电路，其特征在于，还包括第二二极管和第三电容；

所述供电线圈通过所述第二二极管连接于所述电感，其中，所述供电线圈的第二端连接于所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接于所述电感的第一端，所述第三电容的第一端接地，所述第三电容的第二端连接在所述第二二极管和所述电感之间。

8.根据权利要求1所述的充电电压控制电路，其特征在于，还包括第二开关管、第三开关管和同步整流器；

所述AC-DC控制器通过所述第二开关管连接于所述原边线圈，其中，所述AC-DC控制器的输出端连接于所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接于所述原边线圈的第二端，所述第二开关管的第三端接地；

所述副边线圈的第一端连接于所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接于所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接于所述副边线圈的第二端，所述同步整流器连接于所述第三开关管的第三端；

所述AC-DC控制器具体用于在工作状态下，当检测到所述充电电压控制电路的输出端的电压低于所述第二预设阈值时，连通所述第二开关管的第二端和所述第二开关管的第三端，当检测到所述充电电压控制电路的输出端的电压高于或等于所述第二预设阈值时，断开所述第二开关管的第二端和所述第二开关管的第三端；

所述同步整流器用于在检测到所述副边线圈两端的电压方向与预设电压方向不同时，断开所述第三开关管的第一端和所述第三开关管的第二端。

9.一种电路板，其特征在于，包括权利要求1至8中任一所述的充电电压控制电路。

10.一种充电器，其特征在于，包括权利要求9所述的电路板。

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