CN207074881U - 一种基于数字集成芯片g5237f的高功率密度充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，包括集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3；还包括电流保险丝F1、桥堆BD1、EMI滤波电感L1、EMI滤波电感L2、变压器T1、电容EC1、电容EC2、电阻R13、电阻R4、电阻R4A、电流取样电阻R3和R3A、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R6、电容C3、电容C4、电阻R7、电阻R8、电阻R12、电容C6、电容C8、电容EC3、第一USB接口、第二USB接口、二极管Z1以及电阻R18，本设计实用面广，能够在保证受电产品安全的情况下对其进行快速有效的充电，且输出电流可以满足现有手机及平板等移动产品搭配充电，由于采用了先进数字控制技术，产品体积小巧，确保产品安全可靠。

Description

一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器

[技术领域]

本实用新型涉及充电器产品技术领域，尤其涉及一种轻薄、小巧、高功率密度的基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器。

[背景技术]

近些年来，智能手机的发展进入高速发展模式，人们的生活已经越来越离不开智能手机，聊天、支付、商务等多种不同的使用可以通过智能手机来完成，其为人们的工作和生活带来了很大的便利，然而由于智能手机的屏幕越来越大，电池容量又越来越大，所需充电功率越来越大，产品又向薄型化发展，充电器太大不仅不利于实际的使用，而且可能造成不必要的损失，所以与智能手机配套的充电器需要小巧、轻薄、功率大，基于此，多家手机厂商都投入较多的人力物力到手机充电器的研发中，但是现有常规模拟技术无法同时满足以上几个要求。

基于此，怎样才能通过技术的改进和改善，达到有效的提高手机充电器的使用性能，满足日益增长的消费需求，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，从充电器的结构和原理等诸多方面进行改进和改善，并取得了较好的成绩。

[实用新型内容]

为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种轻薄、小巧、高功率密度的基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，包括集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3；还包括电流保险丝F1、桥堆BD1、EMI滤波电感L1、EMI滤波电感L2、变压器T1、电容EC1、电容EC2、电阻R13、电阻R4、电阻R4A、电流取样电阻R3和R3A、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R6、电容C3、电容C4、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C6、电容C8、电容EC3、第一USB接口、第二USB接口、二极管Z1以及电阻R18；所述电流保险丝F1的输入端与交流电源的L线相连接，电流保险丝F1的输出端与桥堆BD1的输入端相连接，交流电源的N线与整流桥堆BD1的另一端相连接；还包括用于给第一芯片U1提供稳压供电的二极管D2、电阻R5、电容C2和电容C2A；所述桥堆BD1的正极输出端分别与所述电容EC1的正端、EMI滤波电感L1的输入端相连接；桥堆BD1的负极输出端和电容EC1的负端、EMI滤波电感L2的输入端分别接地；EMI滤波电感L1的输出端和电容EC2的正端、变压器T1主绕组的输入端相连接；EMI滤波电感L2的输出端与电容EC2的负极相连接后做为整个电路的参考地；电阻R13与EMI滤波电感L1并联；电阻R4一端与电容EC2正极相连接，另一端与电阻R4A相连接后与电阻R5一端、电容C2的一端、电容C2A的一端、第一芯片U1的第1脚相连接构成第一芯片U1的开机启动电路；电容C2、电容C2A另一端与第一芯片U1的第7脚相连接后接到电容EC2的负极地；变压器T1主绕一端联接到电容EC2正极、另一端联接到第一芯片U1的第5、6脚、然后通过第一芯片U1内部的MOS管、通过第一芯片U1第4脚连接到电流取样电阻R3、R3A一端，电阻R3、电阻R3A的另一端连接到电容EC2负端的参考地；二极管D1的正极与第一芯片U1的第5、第6脚、变压器T1主绕组的输出相连接，负端与电阻R2的一端相联，电阻R2的另一端与电阻R1、电容C1一端相连接，电阻R1、电容C1的另一端与电容EC2的正极相连接，组成尖峰吸收回路，保证第一芯片U1工作安全；电阻R6一端、二极管D2正端与变压器T1辅助绕组的一端相连接，二极管D2负端与电阻R5的一端相连接，电阻R5另一端与第一芯片U1的第1脚相联，正常工作时为第一芯片U1提供供电电压；变压器T1辅助绕组的另一端接到电容EC2负端地；电阻R6另一端与第一芯片U1第3脚、电容C3一端、电阻R7一端相连接，电容C3另一端、电阻R7另一端与第一芯片U1第7脚相联，构成输出电压检测电路；电阻R11一端与第一芯片U1第1脚相连接、另一端与第一芯片U1第7脚相连接，用来设置输出线压降的补偿值。

优选地，所述变压器T1次级绕组的一端与第二芯片U2的第1、2、3脚、电阻R12的一端、电容C6的一端、电容C4的一端相连接，电阻R12的另一端、电容C6的另一端与第二芯片U2的第4脚相连接，为第二芯片U2提供供电压；电容C4的另一端与电阻R8的一端相连接，电阻R8另一端与第二芯片U2第5、6、7、8脚相连接，构成第二芯片U2的保护电路；第二芯片U2第5、6、7、8脚与电容EC3正极、第一USB接口第1脚、第二USB接口第1脚相连接，作为输出的正极；电容EC3的负极与变压器T1次级绕组的另一端、第一USB接口的第4脚、第二USB接口的第4脚相连接，作为输出的负极；电容EC3两端并联有电阻R9，作为输出假负载；二极管Z1的负端与电容EC3的正极相连接、正极与电容EC3的负极相连接，提供输电压的过压保护；电阻R18的一端与电容EC3的正极相连接，另一端与第三芯片U3第5脚、电容C8的另一端相连接，电容C8的另一端与第三芯片U3的第2脚相连接后联接到电容EC3负极，为第三芯片U3提供供电电压；第三芯片U3第6脚与第一USB接口的第2脚相联，第三芯片U3的第1脚与第一USB接口的第3脚相连接；第三芯片U3的第4脚与第二USB接口的第2脚相连接，第三芯片U3的第3脚与第二USB接口的第3脚相连接。

优选地，所述第一芯片为G5237F芯片。

优选地，所述电容EC1的正极与电容EC3的负极之间串联连接有电容CY1。

与现有技术相比，本实用新型一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器通过同时设置集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3，通过第三芯片U3检测到负载端的需求，并确认充电器是否可以提供足够的电流，最终输出受电设备需要电流或者输出充电器能够输出的最大电流为受电设备充电，实用面广，能够在保证受电产品安全的情况下对其进行快速有效的充电，且输出电流可以满足现有手机及平板等移动产品搭配充电，由于采用了先进数字控制技术，产品体积小巧，便于携带，采用完全隔离方案，确保产品安全可靠，初级采用数字PWM驱动芯片与功率MOS集成一体的芯片，实现高效率的同时减少***器件数量，提高了产品的可可靠性，次级采用同步整流方案，提高产品效率、减少发热。

[附图说明]

图1是本实用新型一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器的电路连接图。

[具体实施方式]

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1，本实用新型一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器1包括集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3；还包括电流保险丝F1、桥堆BD1、EMI滤波电感L1、EMI滤波电感L2、变压器T1、电容EC1、电容EC2、电阻R13、电阻R4、电阻R4A、电流取样电阻R3和R3A、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R6、电容C3、电容C4、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C6、电容C8、电容EC3、第一USB接口、第二USB接口、二极管Z1以及电阻R18；所述电流保险丝F1的输入端与交流电源的L线相连接，电流保险丝F1的输出端与桥堆BD1的输入端相连接，交流电源的N线与整流桥堆BD1的另一端相连接；还包括用于给第一芯片U1提供稳压供电的二极管D2、电阻R5、电容C2和电容C2A；所述桥堆BD1的正极输出端分别与所述电容EC1的正端、EMI滤波电感L1的输入端相连接；桥堆BD1的负极输出端和电容EC1的负端、EMI滤波电感L2的输入端分别接地；EMI滤波电感L1的输出端和电容EC2的正端、变压器T1主绕组的输入端相连接；EMI滤波电感L2的输出端与电容EC2的负极相连接后做为整个电路的参考地；电阻R13与EMI滤波电感L1并联；电阻R4一端与电容EC2正极相连接，另一端与电阻R4A相连接后与电阻R5一端、电容C2的一端、电容C2A的一端、第一芯片U1的第1脚相连接构成第一芯片U1的开机启动电路；电容C2、电容C2A另一端与第一芯片U1的第7脚相连接后接到电容EC2的负极地；变压器T1主绕一端联接到电容EC2正极、另一端联接到第一芯片U1的第5、6脚、然后通过第一芯片U1内部的MOS管、通过第一芯片U1第4脚连接到电流取样电阻R3、R3A一端，电阻R3、电阻R3A的另一端连接到电容EC2负端的参考地；二极管D1的正极与第一芯片U1的第5、第6脚、变压器T1主绕组的输出相连接，负端与电阻R2的一端相联，电阻R2的另一端与电阻R1、电容C1一端相连接，电阻R1、电容C1的另一端与电容EC2的正极相连接，组成尖峰吸收回路，保证第一芯片U1工作安全；电阻R6一端、二极管D2正端与变压器T1辅助绕组的一端相连接，二极管D2负端与电阻R5的一端相连接，电阻R5另一端与第一芯片U1的第1脚相联，正常工作时为第一芯片U1提供供电电压；变压器T1辅助绕组的另一端接到电容EC2负端地；电阻R6另一端与第一芯片U1第3脚、电容C3一端、电阻R7一端相连接，电容C3另一端、电阻R7另一端与第一芯片U1第7脚相联，构成输出电压检测电路；电阻R11一端与第一芯片U1第1脚相连接、另一端与第一芯片U1第7脚相连接，用来设置输出线压降的补偿值。

通过同时设置集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3，通过第三芯片U3检测到负载端的需求，并确认充电器是否可以提供足够的电流，最终输出受电设备需要电流或者输出充电器能够输出的最大电流为受电设备充电，实用面广，能够在保证受电产品安全的情况下对其进行快速有效的充电，且输出电流可以满足现有手机及平板等移动产品搭配充电，由于采用了先进数字控制技术，产品体积小巧，便于携带，采用完全隔离方案，确保产品安全可靠，初级采用数字PWM驱动芯片与功率MOS集成一体的芯片，实现高效率的同时减少***器件数量，提高了产品的可可靠性，次级采用同步整流方案，提高产品效率、减少发热。

优选地，所述变压器T1次级绕组的一端与第二芯片U2的第1、2、3脚、电阻R12的一端、电容C6的一端、电容C4的一端相连接，电阻R12的另一端、电容C6的另一端与第二芯片U2的第4脚相连接，为第二芯片U2提供供电压；电容C4的另一端与电阻R8的一端相连接，电阻R8另一端与第二芯片U2第5、6、7、8脚相连接，构成第二芯片U2的保护电路；第二芯片U2第5、6、7、8脚与电容EC3正极、第一USB接口第1脚、第二USB接口第1脚相连接，作为输出的正极；电容EC3的负极与变压器T1次级绕组的另一端、第一USB接口的第4脚、第二USB接口的第4脚相连接，作为输出的负极；电容EC3两端并联有电阻R9，作为输出假负载；二极管Z1的负端与电容EC3的正极相连接、正极与电容EC3的负极相连接，提供输电压的过压保护；电阻R18的一端与电容EC3的正极相连接，另一端与第三芯片U3第5脚、电容C8的另一端相连接，电容C8的另一端与第三芯片U3的第2脚相连接后联接到电容EC3负极，为第三芯片U3提供供电电压；第三芯片U3第6脚与第一USB接口的第2脚相联，第三芯片U3的第1脚与第一USB接口的第3脚相连接；第三芯片U3的第4脚与第二USB接口的第2脚相连接，第三芯片U3的第3脚与第二USB接口的第3脚相连接。

优选地，所述第一芯片为G5237F芯片。

优选地，所述电容EC1的正极与电容EC3的负极之间串联连接有电容CY1。

第一芯片U1的具体管脚名称、类型和描述如下：

本设计还能够较好的进行过流保护：通过第一芯片U1的CS脚检测电阻R3、电阻R3A上的电压来监控流过变压器T1的电流，当第一芯片U1检测到电压超赤大于Vth_oc时，***立即关闭输出，直到下一个周期。

过压保护：当输出电压异常偏高时，第一芯片U1通过检测第3脚上的电压，当电压等于、高于Vfb_ovp值时，***立即关闭输出，直到下一个周期。

与现有技术相比，本实用新型一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器1通过同时设置集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3，通过第三芯片U3检测到负载端的需求，并确认充电器是否可以提供足够的电流，最终输出受电设备需要电流或者输出充电器能够输出的最大电流为受电设备充电，实用面广，能够在保证受电产品安全的情况下对其进行快速有效的充电，且输出电流可以满足现有手机及平板等移动产品搭配充电，由于采用了先进数字控制技术，产品体积小巧，便于携带，采用完全隔离方案，确保产品安全可靠，初级采用数字PWM驱动芯片与功率MOS集成一体的芯片，实现高效率的同时减少***器件数量，提高了产品的可可靠性，次级采用同步整流方案，提高产品效率、减少发热。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，其特征在于：包括集成了数字PWM芯片与功率MOS的第一芯片U1、与第一芯片电性连接的第二芯片U2和第三芯片U3；还包括电流保险丝F1、桥堆BD1、EMI滤波电感L1、EMI滤波电感L2、变压器T1、电容EC1、电容EC2、电阻R13、电阻R4、电阻R4A、电流取样电阻R3和R3A、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R6、电容C3、电容C4、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C6、电容C8、电容EC3、第一USB接口、第二USB接口、二极管Z1以及电阻R18；所述电流保险丝F1的输入端与交流电源的L线相连接，电流保险丝F1的输出端与桥堆BD1的输入端相连接，交流电源的N线与整流桥堆BD1的另一端相连接；还包括用于给第一芯片U1提供稳压供电的二极管D2、电阻R5、电容C2和电容C2A；所述桥堆BD1的正极输出端分别与所述电容EC1的正端、EMI滤波电感L1的输入端相连接；桥堆BD1的负极输出端和电容EC1的负端、EMI滤波电感L2的输入端分别接地；EMI滤波电感L1的输出端和电容EC2的正端、变压器T1主绕组的输入端相连接；EMI滤波电感L2的输出端与电容EC2的负极相连接后做为整个电路的参考地；电阻R13与EMI滤波电感L1并联；电阻R4一端与电容EC2正极相连接，另一端与电阻R4A相连接后与电阻R5一端、电容C2的一端、电容C2A的一端、第一芯片U1的第1脚相连接构成第一芯片U1的开机启动电路；电容C2、电容C2A另一端与第一芯片U1的第7脚相连接后接到电容EC2的负极地；变压器T1主绕一端联接到电容EC2正极、另一端联接到第一芯片U1的第5、6脚、然后通过第一芯片U1内部的MOS管、通过第一芯片U1第4脚连接到电流取样电阻R3、R3A一端，电阻R3、电阻R3A的另一端连接到电容EC2负端的参考地；二极管D1的正极与第一芯片U1的第5、第6脚、变压器T1主绕组的输出相连接，负端与电阻R2的一端相联，电阻R2的另一端与电阻R1、电容C1一端相连接，电阻R1、电容C1的另一端与电容EC2的正极相连接，组成尖峰吸收回路，保证第一芯片U1工作安全；电阻R6一端、二极管D2正端与变压器T1辅助绕组的一端相连接，二极管D2负端与电阻R5的一端相连接，电阻R5另一端与第一芯片U1的第1脚相联，正常工作时为第一芯片U1提供供电电压；变压器T1辅助绕组的另一端接到电容EC2负端地；电阻R6另一端与第一芯片U1第3脚、电容C3一端、电阻R7一端相连接，电容C3另一端、电阻R7另一端与第一芯片U1第7脚相联，构成输出电压检测电路；电阻R11一端与第一芯片U1第1脚相连接、另一端与第一芯片U1第7脚相连接，用来设置输出线压降的补偿值。

2.如权利要求1所述的一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，其特征在于：所述变压器T1次级绕组的一端与第二芯片U2的第1、2、3脚、电阻R12的一端、电容C6的一端、电容C4的一端相连接，电阻R12的另一端、电容C6的另一端与第二芯片U2的第4脚相连接，为第二芯片U2提供供电压；电容C4的另一端与电阻R8的一端相连接，电阻R8另一端与第二芯片U2第5、6、7、8脚相连接，构成第二芯片U2的保护电路；第二芯片U2第5、6、7、8脚与电容EC3正极、第一USB接口第1脚、第二USB接口第1脚相连接，作为输出的正极；电容EC3的负极与变压器T1次级绕组的另一端、第一USB接口的第4脚、第二USB接口的第4脚相连接，作为输出的负极；电容EC3两端并联有电阻R9，作为输出假负载；二极管Z1的负端与电容EC3的正极相连接、正极与电容EC3的负极相连接，提供输电压的过压保护；电阻R18的一端与电容EC3的正极相连接，另一端与第三芯片U3第5脚、电容C8的另一端相连接，电容C8的另一端与第三芯片U3的第2脚相连接后联接到电容EC3负极，为第三芯片U3提供供电电压；第三芯片U3第6脚与第一USB接口的第2脚相联，第三芯片U3的第1脚与第一USB接口的第3脚相连接；第三芯片U3的第4脚与第二USB接口的第2脚相连接，第三芯片U3的第3脚与第二USB接口的第3脚相连接。

3.如权利要求1所述的一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，其特征在于：所述第一芯片为G5237F芯片。

4.如权利要求1所述的一种基于数字集成芯片G5237F的高功率密度充电器，其特征在于：所述电容EC1的正极与电容EC3的负极之间串联连接有电容CY1。