CN207304045U - 一种快速充电电路、适配器及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种快速充电电路、适配器及移动终端,该快速充电电路包括:变压电路、具有传输反馈信号的ID引脚USB输出接口;根据所述反馈信号调节所述直流电电压电流的恒功率PWM芯片;传输反馈信号的ID引脚的USB输入端口,给电池充电并向ID引脚输出所述反馈信号的可变恒流源。本实用新型通过可变恒流源监控充电电池两端的电压,动态调整适配器的输出电压和电流,从而达到充电电池快速充电的目的,另外,动态调整充电电压和电流是在适配器进行,从而将发热转接给适配器,减少了终端整机严重发热情况的出现。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域,特别是涉及一种快速充电电路、适配器及移动终端。
背景技术
目前,移动终端的快充方式有高电压小电流充电方式和低电压大电流充电方式。高电压小电流充电方式的代表协议有高通的QC2.0/QC3.0协议,代表厂商有小米、VIVO等,另一代表协议为联发科的MTK PE协议,代表厂商有魅族等,高电压小电流充电方式的缺点在于终端整机发热严重、充电效率低。低电压大电流充电方式的代表协议有OPPO的低电压大电流快充协议(VOOC),低电压大电流充电方式的缺点在于适配器和终端成本高、研发成本(特别是软件逻辑、MCU控制研发成本)高,且这些部件的材料需要定制。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种快速充电电路、适配器及移动终端,旨在解决终端发热和充电转换效率低的问题。
一种快速充电电路,包括:
设于适配器,用于将交流电变换成直流电的变压电路;
设于所述适配器,与所述变压电路连接以输出所述直流电的USB输出接口,所述USB输出接口具有用于传输反馈信号的ID引脚;
设于所述适配器,与所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路连接,根据所述反馈信号调节所述直流电电压电流的恒功率PWM芯片;
设于待充电设备,具有用于传输所述反馈信号的ID引脚的USB输入端口,且所述USB输出接口与所述USB输入端口相互匹配;以及
设于所述待充电设备,与所述USB输入端口连接,用于给所述待充电设备的电池充电并向所述USB输出接口的ID引脚输出所述反馈信号的可变恒流源。
进一步地,还包括用于传输、分压所述反馈信号的反馈模块,所述反馈模块与所述恒功率PWM芯片的反馈引脚、所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路的输出端连接。
进一步地,所述反馈模块包括限流电阻、二极管、第一分压电阻和第二分压电阻,其中:
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述变压电路输出端和地之间,所述二极管的阳极通过所述限流电阻接所述USB输出接口的ID引脚,所述二极管的阴极接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端和所述恒功率PWM芯片的反馈引脚。
进一步地,所述直流电电压在3.7V~5V之间。
进一步地,所述恒功率PWM芯片为InnoSwitch系列芯片。
此外,还提供了一种适配器,包括:
用于将交流电变换成直流电的变压电路;
与所述变压电路连接以输出所述直流电的USB输出接口,所述USB输出接口具有用于传输反馈信号的ID引脚;以及
与所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路连接,根据所述反馈信号调节所述直流电电压电流的恒功率PWM芯片。
进一步地,还包括用于传输、分压所述反馈信号的反馈模块,所述反馈模块与所述恒功率PWM芯片的反馈引脚、所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路的输出端连接。
进一步地,所述反馈模块包括限流电阻、二极管、第一分压电阻和第二分压电阻,其中:
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述变压电路输出端和地之间,所述二极管的阳极通过所述限流电阻接所述USB输出接口的ID引脚,所述二极管的阴极接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端和所述恒功率PWM芯片的反馈引脚。
进一步地,所述直流电电压在3.7V~5V之间。
此外,还提供了一种移动终端,包括可充电电池,还包括:
用于接入充电直流电,具有用于传输反馈信号的ID引脚的USB输入端口;以及
与所述USB输入端口连接,用于以所述直流电给所述电池充电,并向所述USB输出接口的ID引脚输出所述反馈信号的可变恒流源。
本实用新型的快速充电方案通过USB的ID端口的反馈的可持续电流信号来动态控制PWM芯片的反馈引脚电压,并利用PWM芯片恒功率原理,通过可变恒流源监控充电电池两端的电压,动态调整适配器的输出电压和电流,从而达到充电电池快速充电的目的,另外,动态调整充电电压和电流是在适配器进行,从而将发热转接给适配器,减少了终端整机严重发热情况的出现。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例中快速充电电路的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请参阅图1,本实用新型较佳实施例中的快速充电电路包括变压电路11、具有ID引脚的USB输出接口12、反馈模块13、恒功率PWM芯片14、具有ID引脚的USB输入端口21和可变恒流源22。其中,变压电路11、USB输出接口12、反馈模块13设置在适配器10中,USB输入端口21和可变恒流源22设置在待充电设备(移动终端)20中,适配器10和待充电设备20相互匹配,USB输入端口21和USB输出接口12相互匹配,两者分别包括VBUS、D+、D-、ID、GND引脚。充电时,适配器10和待充电设备20通过带有ID线的专用线缆通讯。
变压电路11用于将交流电变换成直流电。其中,变压电路11包括整流滤波电路和开关电源电路,开关电源电路可以使用Buck电路或者单端反激式开关电源。
USB输出接口12与变压电路11连接以输出直流电,USB输出接口12的ID引脚用于传输从待充电设备20通过USB输入端口21的ID引脚、ID线传输回来的反馈信号。
反馈模块13用于传输、分压反馈信号,反馈模块13与恒功率PWM芯片14的反馈引脚FB、USB输出接口12的ID引脚和变压电路11的输出端连接。反馈模块13包括限流电阻R1、二极管D1、第一分压电阻R2和第二分压电阻R3,其中:第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联在变压电路11输出端和地之间,二极管D1的阳极通过限流电阻R1接USB输出接口12的ID引脚,二极管D1的阴极接第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的公共端和恒功率PWM芯片14的反馈引脚FB。分压电阻R2/R3比值可以依据反馈引脚FB的电压范围随意调整。
恒功率PWM芯片14与USB输出接口12的ID引脚和变压电路11连接,根据反馈信号调节变压电路11输出的直流电电压电流。
直流电电流(即充电电流)和直流电电压(即充电电压)有对应界定,例如:200uA对应3.7V输出;0uA对应5V输出,可以依据需要分档界定。输出电流越小、输出电压越高(或者输出电流越大、输出电压越低),适配器10输出电压在3.7V-5V之间(也可以依据待充电设备20内部充电电池的需求来设定),利用恒功率PWM芯片14恒功率原理:在电压低的时候则电流大,在电压高的时候则电流小,从而确保功率恒定。恒功率PWM芯片14使用例如美国PI(Power Integrations)公司的InnoSwitch系列芯片。
可变恒流源22与USB输入端口21连接,用于给待充电设备20的电池充电并向USB输出接口12的ID引脚输出反馈信号的。可变恒流源22实际是一充电电路,其输出可持续uA级(如:0-200uA,可以依据需求随意界定)的电流脉冲(充电电流)。
可变恒流源22同时会监控充电电池电压,由于在充电过程中,电池电压在持续不断升高,可变恒流源22此时调整充电电流的电流脉冲信号持续减小(或增大),同时此电流信号会给适配器10中恒功率PWM芯片14的反馈引脚FB,从而控制反馈引脚FB的电压减小(或增大),恒功率PWM芯片14检测到反馈引脚FB电压减小(或增大)后,通过其内部控制后调节变压电路11输出电压上升(或下降),从而实现让输出电流变小(或增大),进而实现监控充电电池两端的动态电压来调整充电电流,最终控制适配器10的输出电压和电流而达到快充目的。若充电电流信号维持恒定不变,则适配器10输出电压也会保持(如:充电电池在恒压阶段),那么其输出电流也就维持恒定。
本实施例可以用较低成本的解决终端发热问题和充电转换效率的问题,大大提高终端充电速度,从而达到快充目的。本实施例将待充电设备20(如移动终端)的发热转接给适配器10,终端整机不会出现严重发热的情况,提高了用户满意度,另外,适配器10和终端整机不需要设置微处理器和软件逻辑控制快充,材料成本和研发成本大幅度下降。
请参阅图1,还公开了一种适配器10,其包括变压电路11、USB输出接口12、恒功率PWM芯片14和反馈模块13。
变压电路11用于将交流电变换成直流电,USB输出接口12与变压电路11连接以输出直流电,直流电电压在3.7V~5V之间。USB输出接口12具有用于传输反馈信号的ID引脚,恒功率PWM芯片14与USB输出接口12的ID引脚和变压电路11连接,根据反馈信号调节直流电电压电流。
反馈模块13还包括用于传输、分压反馈信号的,反馈模块13与恒功率PWM芯片14的反馈引脚FB、USB输出接口12的ID引脚和变压电路11的输出端连接。
反馈模块13包括限流电阻R1、二极管D1、第一分压电阻R2和第二分压电阻R3,其中:第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联在变压电路11输出端和地之间,二极管D1的阳极通过限流电阻R1接USB输出接口12的ID引脚,二极管D1的阴极接第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的公共端和恒功率PWM芯片14的反馈引脚FB。
请参阅图1,还公开了一种移动终端20,移动终端20包括可充电电池、USB输入端口21和可变恒流源22。USB输入端口21用于接入充电直流电,具有用于传输反馈信号的ID引脚的,可变恒流源22与USB输入端口21连接,用于以直流电给电池充电,并向USB输出接口12的ID引脚输出反馈信号。
本实施例的快速充电方案通过USB的ID端口的反馈的可持续电流信号来动态控制PWM芯片的反馈引脚FB电压,并利用PWM芯片恒功率原理,通过可变恒流源22监控充电电池两端的电压,动态调整适配器10的输出电压和电流,从而达到充电电池快速充电的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速充电电路,其特征在于,包括:
设于适配器,用于将交流电变换成直流电的变压电路;
设于所述适配器,与所述变压电路连接以输出所述直流电的USB输出接口,所述USB输出接口具有用于传输反馈信号的ID引脚;
设于所述适配器,与所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路连接,根据所述反馈信号调节所述直流电电压电流的恒功率PWM芯片;
设于待充电设备,具有用于传输所述反馈信号的ID引脚的USB输入端口,且所述USB输出接口与所述USB输入端口相互匹配;以及
设于所述待充电设备,与所述USB输入端口连接,用于给所述待充电设备的电池充电并向所述USB输出接口的ID引脚输出所述反馈信号的可变恒流源。
2.如权利要求1所述的快速充电电路,其特征在于,还包括用于传输、分压所述反馈信号的反馈模块,所述反馈模块与所述恒功率PWM芯片的反馈引脚、所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路的输出端连接。
3.如权利要求2所述的快速充电电路,其特征在于,所述反馈模块包括限流电阻、二极管、第一分压电阻和第二分压电阻,其中:
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述变压电路输出端和地之间,所述二极管的阳极通过所述限流电阻接所述USB输出接口的ID引脚,所述二极管的阴极接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端和所述恒功率PWM芯片的反馈引脚。
4.如权利要求1所述的快速充电电路,其特征在于,所述直流电电压在3.7V~5V之间。
5.如权利要求1所述的快速充电电路,其特征在于,所述恒功率PWM芯片为InnoSwitch系列芯片。
6.一种适配器,其特征在于,包括:
用于将交流电变换成直流电的变压电路;
与所述变压电路连接以输出所述直流电的USB输出接口,所述USB输出接口具有用于传输反馈信号的ID引脚;以及
与所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路连接,根据所述反馈信号调节所述直流电电压电流的恒功率PWM芯片。
7.如权利要求6所述的适配器,其特征在于,还包括用于传输、分压所述反馈信号的反馈模块,所述反馈模块与所述恒功率PWM芯片的反馈引脚、所述USB输出接口的ID引脚和所述变压电路的输出端连接。
8.如权利要求7所述的适配器,其特征在于,所述反馈模块包括限流电阻、二极管、第一分压电阻和第二分压电阻,其中:
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述变压电路输出端和地之间,所述二极管的阳极通过所述限流电阻接所述USB输出接口的ID引脚,所述二极管的阴极接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端和所述恒功率PWM芯片的反馈引脚。
9.如权利要求6所述的适配器,其特征在于,所述直流电电压在3.7V~5V之间。
10.一种移动终端,包括可充电电池,其特征在于,还包括:
用于接入充电直流电,具有用于传输反馈信号的ID引脚的USB输入端口;以及
与所述USB输入端口连接,用于以所述直流电给所述电池充电,并向权利要求6所述适配器中的USB输出接口的ID引脚输出所述反馈信号的可变恒流源。
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