CN203151391U

CN203151391U - Usb电源电路及设置有usb电源电路的电源插座和电器

Info

Publication number: CN203151391U
Application number: CN 201320020413
Authority: CN
Inventors: 文雷; 梁鹏
Original assignee: Shenzhen Topband Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Topband Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2023-01-15

Abstract

本实用新型涉及USB电源电路、电源插座和电器。USB电源电路包括电源转换电路，其输出端与USB接口连接；用于在启动USB电源供电时将市电输入连接至电源转换电路的启动开关；用于在USB电源供电期间将市电输入连接至电源转换电路的供电开关电路；用于检测电源转换电路的输出电流的检测电路；及MCU控制电路，其连接于检测电路和供电开关电路，并当输出电流小于预定值后的预定时段内，控制供电开关电路断开市电输入与所述电源转换电路的连接。实施本实用新型，可以给移动电子设备充电/供电，且充电或供电结束后可自动切断USB电源电路的市电输入，实现零功耗，达到节能减排目的。同时还能够消除普通USB电源转换器在使用后未及时拔掉可能引起火灾的隐患。

Description

USB电源电路及设置有USB电源电路的电源插座和电器

技术领域

本实用新型涉及USB电源供电装置，更具体地说，涉及一种USB电源电路及设置有USB电源电路的电源插座和电器。

背景技术

随着通信技术的发展及通信市场的日益壮大，目前绝大多数人都拥有并使用移动电子设备例如手机、平板电脑等，其中不少人还拥有两台以上的移动电子设备。这些移动电子设备通常使用可充电电池供电，每个移动电子设备都配置有一个充电器。在充电时每个充电器都会占据电源插座的输出接口位置，众多充电器使得插座使用紧张。并且在充电时，经常会出现这样的情况：移动电子设备充电完成后，用户未能及时拔掉充电器。充电器在充电完成后没有自动切断充电器的市电输入将浪费掉很多电能，使得能源过度消耗；另外，长时间未拔掉充电器还可能引起严重的火灾隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有电源装置在充电完成后未拔出充电器将造成电能浪费且存在火灾隐患的缺陷，提供一种USB电源电路。

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有电源装置在充电完成后未拔出充电器将造成电能浪费且存在火灾隐患的缺陷，提供一种设置有USB电源电路的电源插座。

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有电源装置在充电完成后未拔出充电器将造成电能浪费且存在火灾隐患的缺陷，提供一种设置有USB电源电路的电器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种USB电源电路，包括用于将市电转换为USB电源的电源转换电路，其输出端与USB接口连接；还包括：

用于在启动USB电源供电时将市电输入连接至所述电源转换电路、且在所述USB电源供电开始后断开的启动开关；

用于在USB电源供电期间将市电输入连接至所述电源转换电路的供电开关电路；

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

MCU控制电路，其连接于所述检测电路和所述供电开关电路，并当所述输出电流小于预定值后的第一预定时段内或当所述输出电流为零后的第二预定时段内，控制所述供电开关电路断开所述市电输入与所述电源转换电路的连接。

在本实用新型所述的USB电源电路中，包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

在本实用新型所述的USB电源电路中，包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。

在本实用新型所述的USB电源电路中，所述启动开关为无锁按键开关。

本实用新型解决其技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种电源插座，其上设置有至少一位市电输出接口，所述电源插座上还设置有USB接口和USB电源电路；其中

所述USB电源电路包括：

用于将市电转换为USB电源的电源转换电路，其输出端与所述USB接口连接；

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

MCU控制电路，其连接于所述检测电路和所述供电开关电路，并当所述输出电流小于预定值后的预定时段内，控制所述供电开关电路断开所述市电输入与所述电源转换电路的连接。

在本实用新型所述的电源插座中，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

在本实用新型所述的电源插座中，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种电器，其上设置有USB接口和USB电源电路；其中

所述USB电源电路包括：

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

在本实用新型所述的电器中，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

在本实用新型所述的电器中，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。

实施本实用新型，具有以下有益效果：可以通过USB电源电路的USB接口给移动电子设备充电和供电，且充电或供电结束后可自动切断USB电源电路中电源转换电路的市电输入，实现零功耗，达到节能减排目的。同时本实用新型还能够消除普通USB电源转换器在使用后未及时拔掉可能引起火灾的隐患。

本实用新型的电源插座接入市电即可输出市电，和普通电源插座使用方法一样。本实用新型将普通电源插座与USB电源电路两者结合，集成在一起，一件产品多种用途，给生活带来了便利。同时，由于将USB充电供电功能集成到电源插座中，此插座既可接入市电，又可用于USB充电、供电，并且在充电、供电完成后通过内部检测电路，单片机（MCU）发出指令切断USB电源电路的市电输入，使电路的待机功耗直接降为零瓦。

本实用新型将USB电源电路集成到电器(例如家用电器、照明灯具、工业控制设备、自动控制设备等)中，以便用户为其移动电子设备充电、供电。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型USB电源电路的原理框图；

图2是本实用新型USB电源电路的一实施例的电路原理图；

图3是本实用新型电源插座的第一实施例的结构图；

图4是本实用新型电源插座的第二实施例的结构图；

图5是本实用新型电源插座的第三实施例的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的USB电源电路包括启动开关K1、供电开关电路2、电源转换电路3、USB接口4、检测电路5、MCU控制电路6、指示灯7和发声装置8。其中：

电源转换电路3的输出端与USB接口4，用于将市电转换为USB电源后提供至USB接口4。

启动开关K1设置在市电输入1与电源转换电路3的输入端之间，其在启动USB电源供电时将市电输入连接至电源转换电路、且在USB电源供电开始后断开。作为优选，启动开关K1采用无锁按键开关实现。作为选择，启动开关K1也可以采用，例如，有锁开关，这种开关按下通电后，需要再按一下以使其再次断开；又如，光控开关、声光控开关，用声音或光来进行控制电路的导通和关断；再如，温度传感类的开关等等。

供电开关电路2设置在市电输入1与电源转换电路3的输入端之间，其在USB电源供电期间将市电输入1连接至电源转换电路3。

检测电路5连接于电源转换电路3的输出端，用于检测电源转换电路3的输出电流，并将检测结果发送至MCU控制电路6。

MCU控制电路6连接于检测电路5、供电开关电路2、指示灯7和发声装置8，其根据检测电路5的检测结果控制供电开关电路2、指示灯7和发声装置8。

指示灯7用于指示所述电源转换电路工作状态。例如，当MCU控制电路6接收到的检测电路5的检测结果表明USB电源电路正在为移动电子设备供电或充电，则控制指示灯7闪烁；当MCU控制电路6接收到检测电路5的检测结果表明USB电源电路进入对移动电子设备的浮充过程(此时电源转换电路的输出电流小于预定值)，则控制指示灯7常亮。

发声装置8用于提示充电结束。例如，当MCU控制电路6判断电池充电结束时，控制发声装置8发出提示音、同时断开市电输入与电源转换电路的连接并控制指示灯7灭。在一实施例中，若USB电源电路所接负载断开连接，发声装置也会在预设定的时间以后发出声音，随后将断开市电输入。

在供电/充电过程中，当MCU控制电路6接收到的检测电路5的检测结果表明电源转换电路的输出电流小于预定值，之后，在第一预定时段内(可在1～60分钟范围内选择设定，例如可设定为30分钟)MCU控制电路6控制供电开关电路2断开市电输入与电源转换电路的连接，即不再向电源转换电路供电。

当MCU控制电路6接收到的检测电路5的检测结果表明电源转换电路的输出电流为零(即不接负载或者在正常输出时断开负载时)，之后，在第二预定时段内(可在1～120分钟范围内选择设定，例如可设定为1分钟)MCU控制电路6控制供电开关电路2断开市电输入与电源转换电路的连接，即不再向电源转换电路供电。

上述第一预定时段和第二预定时段可以设成相同的时长，也可以设成不同的时长。

为简化本实用新型的USB电源电路，在其他实施例中，也可以不设置指示灯7和/或发声装置8。

图2所示为本实用新型的USB电源电路的一实施例的电路原理图，其在图1所示的原理框图基础上进一步提供了供电开关电路2和电源转换电路3的具体实施方式。如图2所示，供电开关电路2包括开关K2及其控制部分。在一实施例中，开关K2可以采用继电器实现，控制部分可以包括开关晶体管控制电路。电源转换电路3采用开关电源实现，其包括前端整流电路、滤波电路、变压器、PWM控制电路以及后端整流和滤波电路。如本领域技术人员所知，本实用新型的USB电源电路中的供电开关电路2和电源转换电路3的实现方式不限于图2所示的实施例，还可以采用任何一种业内所知的其他实施方式来实现。例如，可以采用比较器电路来实现断电(不用MCU)和/或采用光电隔离的器件、可控硅（晶闸管）等器件来替代继电器。电源转换电路可采用任意一种能将市电输入(例如220VAC)转换为USB电源(例如5VDC)的电路。

本实用新型的USB电源电路可集成到普通电源插座中，构造成带有USB电源供电功能的电源插座，以下结合图3-图5进行说明。

如图3所示，便携式USB智能节电电源插座30上设置有一位市电输出接口11、USB接口4、指示灯7和用于启动USB电源供电的启动开关K1。内部设置有本实用新型的USB电源电路(图中未示出)。需要说明的是，虽然图3中所示USB接口4与启动开关K1处于同侧(右侧)，但本实用新型不限于此。例如，USB接口4还可设置在相对的一侧(左侧)，或可设置在插座上方便用户接插移动电子设备的任何一处。

如图4所示，墙座式USB智能节电电源插座40上设置有一位市电输出接口11、USB接口4、指示灯7和用于启动USB电源供电的启动开关K1。内部设置有本实用新型的USB电源电路(图中未示出)。

如图5所示，排插式USB智能节电电源插座50上设置有四位市电输出接口11、USB接口4、指示灯7和用于启动USB电源供电的启动开关K1。内部设置有本实用新型的USB电源电路(图中未示出)。虽然本实施例中市电输出接口11为四位，但本实用新型不限于此，例如本实用新型的电源插座可以设置二位、三位或更多位的市电输出接口。

本实用新型将USB充电、供电与电源插座集成在一起，在使用电源插座时便能通过USB电源电路给移动电子设备充电、供电。通过USB电源电路内部专用电路在充电供电结束后自动切断USB电源的市电输入，实现零功耗，消除火灾隐患。

本实用有新型的USB电源的操作/使用过程中的控制方法如下：

1、融合电源插头，接入后即可提供市电（图3～图5）。

2、需要USB电源输出时，按下启动开关，即可给手机电池充电、给USB供电设备供电。

2.1充电时，设备***USB接口，按下启动开关，即可充电，指示灯闪烁。在电池即将充满前，根据内部预先设定的时间M（M可取：1分钟、2分钟、3分钟...、30分钟、31分钟...、或者60分钟...等时间，例如在一实施例中取M=30分钟），对电池进行M分钟时长的浮充，浮充过程指示灯常亮。浮充过程结束后发出N声提示音(N可取：1、2、3......5或者10......等，例如在一实施例中取N=5)，同时自动切断USB电源电路的市电输入。

2.2充电过程中，断开充电设备，指示灯停止闪烁并变为常亮，P分钟内检测是否有充电设备接入（P可取：1、2、3、......30、31、......或者120......等，例如在一实施例中取P=1）：若有，继续充电；若无，切断USB电源的市电输入。

3、用USB电源电路给移动电子设备提供电能时，按下启动开关即可，移除移动电子设备后，Q分钟内检测是否有设备接入（Q可取：1、2、3、......30、31、......或者120......等，例如在一实施例中取Q=1）：若有，继续供电；若无，切断USB电源的市电输入。

本实用新型的USB电源电路还可集成到电器中，例如家用电器、照明灯具、工业控制设备、自动控制设备等，在使用这些电器时，用户可以利用其上的USB接口给移动电子设备充电、供电，为用户带来方便。

综上，本实用新型具有如下优点：

①USB电源和普通电源插座结合集成在一起，有效解决使用充电器时电

源插座市电输出接口位置紧张的问题。

②USB电源充电、供电时，充电、供电完成后，智能检测判断充电、供电是否已完成，完成后自动切断USB电源的市电输入，使USB电源电路的待机功耗降为零瓦，解决因充电器未及时拔掉而浪费掉的电能，且消除火灾隐患。

③不使用USB电源时，单片机（MCU）电路智能检测判断，直接切断USB电源的市电输入，使电路不消耗任何电能。

Claims

1.一种USB电源电路，包括用于将市电转换为USB电源的电源转换电路，其输出端与USB接口连接；其特征在于，还包括：

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

2.根据权利要求1所述的USB电源电路，其特征在于，包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

3.根据权利要求2所述的USB电源电路，其特征在于，包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。

4.根据权利要求1所述的USB电源电路，其特征在于，所述启动开关为无锁按键开关。

5. 一种电源插座，其上设置有至少一位市电输出接口，其特征在于，所述电源插座上还设置有USB接口和USB电源电路；其中

所述USB电源电路包括：

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

6.根据权利要求5所述的电源插座，其特征在于，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

7.根据权利要求6所述的电源插座，其特征在于，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。

8.一种电器，其特征在于，其上设置有USB接口和USB电源电路；其中

所述USB电源电路包括：

用于检测所述电源转换电路的输出电流的检测电路；及

9.根据权利要求8所述的电器，其特征在于，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于指示所述电源转换电路工作状态的指示灯。

10.根据权利要求9所述的电器，其特征在于，所述USB电源电路包括连接于所述MCU控制电路、用于提示充电结束的发声装置。