CN206524489U - 三孔usb快速充电插座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种三孔USB快速充电插座，其包括插座本体，所述插座本体上可拆卸设置3个USB插口，所述插座本体内设有USB快充电路，该USB快充电路与3个USB插口连接，所述USB快充电路包括高压整流滤波电路、电能转换电路、开关变频控制电路、高压吸收电路以及快充电路，其中所述快充电路还设有用于识别USB插口使用状态的识别电路以及根据USB插口使用的数量进行电流分配的电流分配电路，在所述电能转换电路的次级设有同步整流电路设计同步整流电路，对输出电流实现同步调整，使得该电路的温升更低，其转换效果更好，能达到90%以上的转换率，并且能够在低气压或潮湿环境下更加可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种插座，具体涉及一种三孔USB快速充电插座。
背景技术
随着便携式移动设备的普及，人们越来越离不开手机等移动设备，但是随之而来的是耗电量越来越大，需要随时充电，而由于充电插头不易携带，故人们出门只会携带USB数据线，因此插座带USB充电接口的越来越多，但是现有的USB充电接口都是小电流的，想要使得移动设备充满电，则需要较长的时间，而我们不会在插座附近坐较长的时间，故使得该USB充电接口有点鸡肋，只能满足临时充电或边充边玩。
而现有的快速充电插座，在绕组次级设置普通的整流电路，因此其在使用时容易出现温升变化较大，不太适应低气压或潮湿的环境，且转换效率低。
实用新型内容
为了克服以上的技术不足，本实用新型提供一种三孔USB快速充电插座。
本实用新型提供一种三孔USB快速充电插座，其包括插座本体，所述插座本体上可拆卸设置3个USB插口，所述插座本体内设有USB快充电路，该USB快充电路与3个USB插口连接，所述USB快充电路包括高压整流滤波电路、与高压整流滤波电路连接的电能转换电路、与电能转换电路相连的开关变频控制电路、设置在高压整流滤波电路与电能转换电路之间的高压吸收电路以及与电能转换电路连接的快充电路，所述快充电路包括2个快充芯片，所述快充芯片为SR2552，且一个快充芯片的4个输出端分别与2个USB插口的2脚和3脚连接，另一个快充芯片的2个输出端与1个USB插口的2脚和3脚连接，所述快充芯片的输入端分别串联电阻R16和R17后与电能转换电路连接，所述开关变频控制电路包括控制芯片U1以及场效应管开关电路，所述控制芯片U1为AP3783，其中所述快充电路还设有用于识别USB插口使用状态的识别电路以及根据USB插口使用的数量进行电流分配的电流分配电路，在所述电能转换电路的次级设有同步整流电路。
所述同步整流电路包括同步整流芯片U2以及场效应管Q2，所述同步整流芯片U2为APR343，且所述同步整流芯片U2的4脚串联电阻R15接地，3脚接电能转换电路的一个输出端，且3脚下拉电容C5接地，同步整流芯片U2的2脚接地，同步整流芯片U2的5脚串联电阻R14后接电能转换电路的另一个输出端，同步整流芯片U2的1脚接场效应管Q2的栅极，所述场效应管的源极串联电解电容E4后接电能转换电路的一个输出端，所述场效应管的漏极接电能转换电路的另一个输出端，场效应管的漏极与源极之间并联电容C4和电阻R12。
所述场效应管开关电路包括场效应管Q1，场效应管Q1的D极接电能转换电路，场效应管Q1的S极与并联的电阻RS2和电阻RS1连接，S极串联电阻R11与控制芯片U1的CS端连接，场效应管Q1的G极通过并联后的二极管D3和电阻R9接控制芯片U1的输出端，场效应管Q1的G极通过电阻R10的接地。
所述电能转换电路包括变压器T1。
所述变压器T1为三绕组变压器。
所述高压整流滤波电路包括输入端、与输入端连接的整流桥BD1、并联在整流桥BD1的两个输出端之间的电解电容E1、电解电容E2、电解电容E3、串联在电解电容E2和电解电容E3的正极之间的电感L1以及串联在电解电容E2和电解电容E3的负极之间的电感L2。
所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联保险丝F1。
所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联压敏电阻RT1。
所述整流桥BD1的两个输入端之间并联指示电路。
本实用新型的有益效果：设计同步整流电路，对输出电流实现同步调整，使得该电路的温升更低，其转换效果更好，能达到90%以上的转换率，并且能够在低气压或潮湿环境下更加可靠。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：
如图所示，本实用新型提供一种三孔USB快速充电插座，其包括插座本体，所述插座本体上可拆卸设置3个USB插口，所述插座本体内设有USB快充电路，该USB快充电路与3个USB插口连接，所述USB快充电路包括高压整流滤波电路、与高压整流滤波电路连接的电能转换电路、与电能转换电路相连的开关变频控制电路、设置在高压整流滤波电路与电能转换电路之间的高压吸收电路以及与电能转换电路连接的快充电路，所述快充电路包括2个快充芯片，所述快充芯片为SR2552，且一个快充芯片的4个输出端分别与2个USB插口的2脚和3脚连接，另一个快充芯片的2个输出端与1个USB插口的2脚和3脚连接，所述快充芯片的输入端分别串联电阻R16和R17后与电能转换电路连接，所述开关变频控制电路包括控制芯片U1以及场效应管开关电路，所述控制芯片U1为AP3783，其中所述快充电路还设有用于识别USB插口使用状态的识别电路以及根据USB插口使用的数量进行电流分配的电流分配电路，在所述电能转换电路的次级设有同步整流电路。
识别电路以及电流分配电路均集成在快充芯片内，其采用两个快充芯片U3和U4，所述识别电路可以实现对两个USB插口的使用状态的识别，假如识别一个USB插口在使用中，则输出2.4A电流，假如识别两个USB插口均在使用，则通过电流分配电路将电流分到两个USB插口，其中也可以采用平均电流法的方式将输出电流均分到两个USB插口，而检测到3个USB则将电流均分成3等分，而且通过自动分配电流的方式，能够提高USB插座的使用率，即在单USB插口使用中，能够实现快充，以满足快速充电的需求，而3个USB插口同时使用时，则均分电流，以满足3个USB插口同时使用的要求。
所述同步整流电路包括同步整流芯片U2以及场效应管Q2，所述同步整流芯片U2为APR343，且所述同步整流芯片U2的4脚串联电阻R15接地，3脚接电能转换电路的一个输出端，且3脚下拉电容C5接地，同步整流芯片U2的2脚接地，同步整流芯片U2的5脚串联电阻R14后接电能转换电路的另一个输出端，同步整流芯片U2的1脚接场效应管Q2的栅极，所述场效应管的源极串联电解电容E4后接电能转换电路的一个输出端，所述场效应管的漏极接电能转换电路的另一个输出端，场效应管的漏极与源极之间并联电容C4和电阻R12，利用同步整流芯片U2实时对输出的电流进行整流，降低其温升，有效的提高电压转换率。
所述场效应管开关电路包括场效应管Q1，场效应管Q1的D极接电能转换电路，场效应管Q1的S极与并联的电阻RS2和电阻RS1连接，S极串联电阻R11与控制芯片U1的CS端连接，场效应管Q1的G极通过并联后的二极管D3和电阻R9接控制芯片U1的输出端，场效应管Q1的G极通过电阻R10的接地。
所述电能转换电路包括变压器T1，所述变压器T1为三绕组变压器，包括原边，副边以及辅助绕组。
所述高压整流滤波电路包括输入端、与输入端连接的整流桥BD1、并联在整流桥BD1的两个输出端之间的电解电容E1、电解电容E2、电解电容E3、串联在电解电容E2和电解电容E3的正极之间的电感L1以及串联在电解电容E2和电解电容E3的负极之间的电感L2。
同时在USB接口处设置快充电路，利用快充电路识别高通协议QC2.0或QC3.0协议，通过USB接口中间两线（D+D-）上加载电压来进行通讯，调节QC2.0的输出电压。高通QC2.0的握手过程如下：当将充电器端通过数据线连到手机上时，充电器默认通过 MOS让D+D-短接，手机端探测到充电器类型为DCP（专用充电端口模式）。此时输出电压为5v，手机正常充电。若手机支持QC2.0快速充电协议，开始在D+上加载0.325V的电压。当这个电压维持1.5s 后，充电器将断开D+和D-的短接， D-上的电压将会下降；手机端检测到D-上的电压下降后，HVDCP获取手机预设的充电器电压值。
所述开关变频控制电路包括控制芯片U1以及场效应管开关电路，所述控制芯片U1为AP3783。控制芯片U1供电由辅助绕组获得并且通过辅助绕组检测反馈电压。
高压整流滤波电路对市电电源输入的高压电进行整流滤波，高压吸收电路实现对整流滤波后的高压电进行高压脉冲吸收，起到电路保护作用，电能转换电路在开关变频控制电路控制下，实现稳定的低压电输出，这样输出的低压电电流可通过USB 接口的充电端子充到外部待充电设备上。
高压吸收电路电路如下，二极管D1的阳极分别与原边的一端以及场效应管Q1的D极连接，其阴极分别与电阻R3和电容C1连接，电阻R3和电容C1的另一端连接后分别与电阻R4A和电阻R4B连接后与原边的另一端连接，且该侧与高压整流滤波电路的直流输出端连接，二极管D2的阳极串联电阻R5后与辅助绕组的一端连接，二极管D2的阴极与控制芯片U1的VCC端连接，且通过电容C2接地，辅助绕组的与电阻R5连接的一端串联电阻R9后接控制芯片U1的FB端，且通过并联后的电阻R7和电阻R8接地，二极管D2的阴极与电阻R3和电容C1之间并联串联后的电阻R1、电阻R2以及电阻R2A。
市电经交流电源线输入，流经整流桥BD1 整流，经滤波电容E1、E2 、E3和滤波电感L1、L2组成的平波电路得到一直流电源，该直流电源一路经过启动电阻R4A、R4B、R1、R2、R2A输入到控制芯片U1的VCC 脚，以启动控制芯片U1 工作，该直流电源的另一路经过变压器T1和场效应管Q1 输入到控制芯片U1的CS 脚，控制芯片U1 的OUT 脚输出的脉冲信号控制场效应管Q1的导通与关断，产生变化的电压与电流，变化的电压与电流通过变压器T1 的原边，在变压器T1 的副边感应电压和电流，实现电能变换，为待充电负载提供直流充电电源。
所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联保险丝F1，起到保护的作用。
所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联压敏电阻RT1，起到防冲击的作用。
所述整流桥BD1的两个输入端之间并联指示电路，用于工作时的指示。
实施例不应视为对本实用新型的限制，任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种三孔USB快速充电插座，其包括插座本体，所述插座本体上可拆卸设置3个USB插口，其特征在于：所述插座本体内设有USB快充电路，该USB快充电路与3个USB插口连接，所述USB快充电路包括高压整流滤波电路、与高压整流滤波电路连接的电能转换电路、与电能转换电路相连的开关变频控制电路、设置在高压整流滤波电路与电能转换电路之间的高压吸收电路以及与电能转换电路连接的快充电路，所述快充电路包括2个快充芯片，所述快充芯片为SR2552，且一个快充芯片的4个输出端分别与2个USB插口的2脚和3脚连接，另一个快充芯片的2个输出端与1个USB插口的2脚和3脚连接，所述快充芯片的输入端分别串联电阻R16和R17后与电能转换电路连接，所述开关变频控制电路包括控制芯片U1以及场效应管开关电路，所述控制芯片U1为AP3783，其中所述快充电路还设有用于识别USB插口使用状态的识别电路以及根据USB插口使用的数量进行电流分配的电流分配电路，在所述电能转换电路的次级设有同步整流电路。
2.根据权利要求1所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述同步整流电路包括同步整流芯片U2以及场效应管Q2，所述同步整流芯片U2为APR343，且所述同步整流芯片U2的4脚串联电阻R15接地，3脚接电能转换电路的一个输出端，且3脚下拉电容C5接地，同步整流芯片U2的2脚接地，同步整流芯片U2的5脚串联电阻R14后接电能转换电路的另一个输出端，同步整流芯片U2的1脚接场效应管Q2的栅极，所述场效应管的源极串联电解电容E4后接电能转换电路的一个输出端，所述场效应管的漏极接电能转换电路的另一个输出端，场效应管的漏极与源极之间并联电容C4和电阻R12。
3.根据权利要求1所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述场效应管开关电路包括场效应管Q1，场效应管Q1的D极接电能转换电路，场效应管Q1的S极与并联的电阻RS2和电阻RS1连接，S极串联电阻R11与控制芯片U1的CS端连接，场效应管Q1的G极通过并联后的二极管D3和电阻R9接控制芯片U1的输出端，场效应管Q1的G极通过电阻R10的接地。
4.根据权利要求1或2所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述电能转换电路包括变压器T1。
5.根据权利要求4所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述变压器T1为三绕组变压器。
6.根据权利要求1所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述高压整流滤波电路包括输入端、与输入端连接的整流桥BD1、并联在整流桥BD1的两个输出端之间的电解电容E1、电解电容E2、电解电容E3、串联在电解电容E2和电解电容E3的正极之间的电感L1以及串联在电解电容E2和电解电容E3的负极之间的电感L2。
7.根据权利要求6所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联保险丝F1。
8.根据权利要求6所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述整流桥BD1与任意一个输入端之间串联压敏电阻RT1。
9.根据权利要求6所述的三孔USB快速充电插座，其特征在于，所述整流桥BD1的两个输入端之间并联指示电路。
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