CN204681146U - 智能usb适配器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种智能USB适配器，包括用于将交流电转为直流电的电源模块和用于连接充电设备的USB接口，还包括对充电设备的电池的电压进行检测的电压检测单元、对充电设备当前的充电状态进行指示的状态指示单元、用于根据所述电压检测单元检测到的电池电压来判断电池是否充满电并在确定电池充满电后停止充电的控制模块和开关单元，通过电压检测单元检测充电设备的电池的电压并将检测到的电压模拟信号发送给控制模块，在检测到电池的电压在设定范围时，则判定电池充满电，控制模块便控制电池停止充电并驱动相应的指示灯亮起，实现设备充满电后自动断电，并通过指示灯亮起来直观显示出充电完成，以保护被充电电池，避免装置的电池过充而导致电池寿命缩短，让用户更安全、更安心的使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电设备，特别涉及一款为手机、平板电脑、充电宝等充电的智能USB适配器。
背景技术
一般的适配器都是连续供电的,就算充满电也会一直在充,不能充满后自动切断电源，而锂电池在充满的时候就应该停止充电，长时间的过度充电，会导致电池发热，电池溶液电离分解，电池两极出现不可复原的化学反应，这样充电电池就会出现可充电量下降，寿命缩短，甚至会***，安全性低。而且适配器为锂电池充满电后不能直观地反映出充电完成，需要在手机端才能看到。
因此，如何实现一款可在充满电后自动断电且直观显示出充电完成的适配器是业内亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种在设备充满电后能自动断电且直观显示出充电完成的智能USB充电器，能保护被充电电池，安全性高。
本实用新型提出一种智能USB适配器，包括用于将交流电转为直流电的电源模块和用于连接充电设备的USB接口，还包括对充电设备的电池的电压进行检测的电压检测单元、对充电设备当前的充电状态进行指示的状态指示单元、用于根据所述电压检测单元检测到的电池电压来判断电池是否充满电并在确定电池充满电后停止充电的控制模块和开关单元，所述USB接口包括用于给连接的充电设备供电的电源端VBUS、负数据端D-、正数据端D+以及接地端GND，所述电源模块的电源输出端与所述USB接口的电源端VBUS及所述控制模块的电源输入端连接，所述电压检测单元与所述USB接口的接地端GND及所述控制模块连接，所述控制模块与所述状态指示单元连接，所述开关单元包括用于转换普通充电模式和智能充电模式的转换开关和用于在智能充电模式下启动充电的智能充电开关，所述转换开关和所述智能充电开关与所述控制模块连接。
优选地，所述状态指示单元包括用于显示处于普通充电模式的第一LED指示灯、用于显示处于智能充电模式的第二LED指示灯和用于显示适配器处于起始状态及电池充满电状态的第三LED指示灯。
优选地，所述控制模块包括型号为HT46R064的单片机，所述电压检测单元为电压检测芯片，所述单片机的第一输入端与所述转换开关连接，所述单片机的第二输入端与所述智能充电开关连接，所述单片机的第三输入端与所述电压检测芯片的检测信号输出端连接，所述电压检测芯片的检测信号输入端与所述USB接口的接地端GND连接，所述单片机的第一输出端与所述电压检测芯片的控制信号输入端连接，所述电压检测芯片的控制信号输出端与所述USB接口的接地端GND连接，所述单片机的第二输出端与所述第一LED指示灯连接，所述单片机的第三输出端与所述第二LED指示灯连接，所述单片机的第四输出端与所述第三LED指示灯连接。
优选地，还包括与所述电源模块的电源输出端连接的USB专用充电端口控制器，所述USB专用充电端口控制器与所述USB接口的负数据端D-、正数据端D+连接。
优选地，所述智能USB适配器的外壳上设有显示窗口，所述第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯设置在所述显示窗口内。
优选地，所述智能USB适配器的外壳上设有与所述转换开关连接的充电模式选择按键和与所述智能充电开关连接的智能充电按键。
本实用新型的智能USB充电器的有益效果为：
本实用新型的智能USB充电器通过电压检测单元检测充电设备的电池的电压并将检测到的电压模拟信号发送给控制模块，在检测到电池的电压在设定范围时，则判定电池充满电，控制模块便控制电池停止充电并驱动相应的指示灯亮起，实现设备充满电后自动断电，并通过指示灯亮起来直观显示出充电完成，以保护被充电电池，避免装置的电池过充而导致电池寿命缩短，让用户更安全、更安心的使用。
附图说明
图1为本实用新型智能USB适配器的电路框图；
图2为本实用新型智能USB适配器的电路图；
图3为本实用新型智能USB适配器的控制模块的电路图；
图4为本实用新型智能USB适配器的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1至图4，提出本实用新型的智能USB适配器的一实施例：
一种智能USB适配器，包括用于接入交流电的插头10、用于将交流电转为直流电的电源模块1和用于连接充电设备的USB接口7，还包括对充电设备的电池的电压进行检测的电压检测单元3、对充电设备当前的充电状态进行指示的状态指示单元4、用于根据电压检测单元3检测到的电池电压来判断电池是否充满电并在确定电池充满电后停止充电的控制模块2、与电源模块1的电源输出端连接的USB专用充电端口(DCP)控制器6和开关单元5。
插头10***插座内，接通交流电，电源模块1将输入的交流电转换为5V直流电，供外接设备充电。该USB接口7包括用于给连接的充电设备供电的电源端VBUS、负数据端D-、正数据端D+以及接地端GND。该电源模块1的5V电源输出端与USB接口7的电源端VBUS、USB专用充电端口(DCP)控制器6及控制模块2的电源输入端连接。
USB接口7的最大输出为5V 2.1A，会自动识别不同型号的手机或者平板的充电电流,达到最佳的充电。
该USB专用充电端口(DCP)控制器6与USB接口7的负数据端D-、正数据端D+连接，使负数据端D-和正数据端D+短接在一起，阻止数据传输，使端口完全集中在充电功能。
该控制模块2包括型号为HT46R064的单片机和为单片机提供适配电源的电源芯片，电源模块1的5V电源输出端与控制模块2的电源芯片的电源输入端连接，电源芯片的电源输出端与单片机的VDD引脚连接。单片机的复位端PA7/-RES通过一电阻R5与电源芯片的电源输出端连接，并与一电容C11连接后接地。在电源停止输入时，单片机的复位端PA7/-RES接低电平，单片机***复位，恢复到起始状态。
该电压检测单元3为电压检测芯片，电压检测芯片的检测信号输入端与USB接口7的接地端GND连接，单片机的第三输入端PA1/AN1与电压检测芯片的检测信号输出端连接，且在单片机的第三输入端PA1/AN1与电压检测芯片的检测信号输出端之间串联一电阻R10，并联一电容C13，电阻R10与电容C13组成RC电路，帮助单片机检测充电电池的电压。电压检测单元3对充电设备的电池的电压实时检测，并将检测到的电压模拟信号发送给控制模块2，控制模块2对电压模拟信号进行转换计算，以判断电池是否充满电。
单片机的第一输出端PA5/OSC2与电压检测芯片的控制信号输入端连接，且在单片机的第一输出端PA5/OSC2与电压检测芯片的控制信号输入端之间连接一电阻R9，电压检测芯片的控制信号输出端与USB接口7的接地端GND连接。在单片机判定电池充满电时，单片机会发出信号给电压检测芯片，使电压检测芯片的控制信号输出端输出高电平，从而使电池停止充电，实现智能充电。
在智能充电模式中，本智能USB充电器通过电压检测单元3检测对充电设备的电池的电压并将检测到的电压模拟信号发送给控制模块2，在检测到电池的电压在设定范围时，则判定电池充满电，控制模块2便控制电池停止充电，实现设备充满电后自动断电，以保护被充电电池。
开关单元5、状态指示单元4与控制模块2连接。该开关单元5包括用于转换普通充电模式和智能充电模式的转换开关和用于在智能充电模式下启动充电的智能充电开关。单片机的第一输入端PA4/PWM0与转换开关K1连接，通过转换开关K1，使单片机在休眠与唤醒状态下转换，从而实现普通通电模式与智能充电模式的转换。单片机的第二输入端PA3/AN3与智能充电开关S1连接，在转换开关K1转换至智能充电模式时，通过智能充电开关S1来开启智能充电。
智能USB适配器的外壳上设有与转换开关K1连接的充电模式选择按键30和与智能充电开关S1连接的智能充电按键40，向左拨动充电模式选择按键30，进入普通充电模式；向右拨动充电模式选择按键30，进入智能充电模式；在智能充电模式下，按压智能充电按键40，开始供电给设备充电。
状态指示单元4包括用于显示处于普通充电模式的橙色第一LED指示灯LED1、用于显示处于智能充电模式的红色第二LED指示灯LED2和用于显示适配器处于起始状态及电池充满电状态的绿色第三LED指示灯LED3。单片机的第二输出端PB0与第一LED指示灯连接，单片机的第三输出端PB1与第二LED指示灯连接，单片机的第四输出端PB2与第三LED指示灯连接。智能USB适配器的外壳上设有显示窗口20，第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯设置在显示窗口20内。在进入普通充电模式时，橙色的第一LED指示灯亮起；在进入智能充电模式时，红色的第二LED指示灯亮起；在适配器处于起始状态或设备电池充满电时，绿色的第三LED指示灯亮起。
本智能USB充电器是一款专门为手机、平板电脑及充电宝所设计的产品，通过电压检测单元3检测对充电设备的电池的电压并将检测到的电压模拟信号发送给控制模块2，在检测到电池的电压在设定范围时，则判定电池充满电，控制模块2便控制电池停止充电并驱动相应的指示灯亮起，实现设备充满电后自动断电，并通过指示灯亮起来直观显示出充电完成，以保护被充电电池，避免装置的电池过充而导致电池寿命缩短，让用户更安全、更安心的使用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种智能USB适配器，包括用于将交流电转为直流电的电源模块和用于连接充电设备的USB接口，其特征在于，还包括对充电设备的电池的电压进行检测的电压检测单元、对充电设备当前的充电状态进行指示的状态指示单元、用于根据所述电压检测单元检测到的电池电压来判断电池是否充满电并在确定电池充满电后停止充电的控制模块和开关单元，所述USB接口包括用于给连接的充电设备供电的电源端VBUS、负数据端D-、正数据端D+以及接地端GND，所述电源模块的电源输出端与所述USB接口的电源端VBUS及所述控制模块的电源输入端连接，所述电压检测单元与所述USB接口的接地端GND及所述控制模块连接，所述控制模块与所述状态指示单元连接，所述开关单元包括用于转换普通充电模式和智能充电模式的转换开关和用于在智能充电模式下启动充电的智能充电开关，所述转换开关和所述智能充电开关与所述控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能USB适配器，其特征在于，所述状态指示单元包括用于显示处于普通充电模式的第一LED指示灯、用于显示处于智能充电模式的第二LED指示灯和用于显示适配器处于起始状态及电池充满电状态的第三LED指示灯。
3.根据权利要求2所述的智能USB适配器，其特征在于，所述控制模块包括型号为HT46R064的单片机，所述电压检测单元为电压检测芯片，所述单片机的第一输入端与所述转换开关连接，所述单片机的第二输入端与所述智能充电开关连接，所述单片机的第三输入端与所述电压检测芯片的检测信号输出端连接，所述电压检测芯片的检测信号输入端与所述USB接口的接地端GND连接，所述单片机的第一输出端与所述电压检测芯片的控制信号输入端连接，所述电压检测芯片的控制信号输出端与所述USB接口的接地端GND连接，所述单片机的第二输出端与所述第一LED指示灯连接，所述单片机的第三输出端与所述第二LED指示灯连接，所述单片机的第四输出端与所述第三LED指示灯连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的智能USB适配器，其特征在于，还包括与所述电源模块的电源输出端连接的USB专用充电端口控制器，所述USB专用充电端口控制器与所述USB接口的负数据端D-、正数据端D+连接。
5.根据权利要求2所述的智能USB适配器，其特征在于，所述智能USB适配器的外壳上设有显示窗口，所述第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯设置在所述显示窗口内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的智能USB适配器，其特征在于，所述智能USB适配器的外壳上设有与所述转换开关连接的充电模式选择按键和与所述智能充电开关连接的智能充电按键。
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| CN104967196A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-07 | 中山上铠精密电子有限公司 | 智能usb适配器 |
| CN108448681A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-08-24 | 广东力科新能源有限公司 | 一种电池管理***的充电器在线侦测方法 |
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2015
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