CN208112273U - 一种传输接口的检测装置及供电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能供电领域，具体设置一种传输接口的检测装置。所述检测装置包括隔离降压电路、控制电路和检测电路，所述检测电路包括与传输接口的D+引脚或D‑引脚连接的第一检测端，以及与传输接口的负极连接的第二检测端，所述控制电路包括一信号输出端，所述检测电路分别与隔离降压电路和控制电路连接；所述控制电路在第一检测端和第二检测端连通时，控制信号输出端进入第一输出状态，反之，控制信号输出端进入第二输出状态。本实用新型还涉及一种供电***。本实用新型能够安全、可靠、智能得识别待充电、供电设备与充电器、适配器的连接状况，并根据连接状况，不用人为干预、自动决定是否停止或启动充电器、适配器工作。

Description

一种传输接口的检测装置及供电***

技术领域

本实用新型涉及智能供电领域，具体设置一种传输接口的检测装置及供电***。

背景技术

随着便携式电子设备，如手机、IPAD、移动电脑、个人多媒体等移动设备的日益增长，导致对充电器、适配器的需求与要求也越来越高。当前市场上，充电器、适配器电路主要采用变压器反馈(如图1所示)和光耦431反馈(如图2所示)等两种拓扑结构电路，各国能源管理标准对这两种拓扑结构的效率、待机要求也越来越高。

按照能源之星六的标准，小功率充电器、适配器的效率被大幅度提高，而且待机必须小于100mW，在技术上，通过采用次级同步整流，调整图1主控芯片U5与图2中主控芯片U6的工作模式、工作电流，都能满足要求。

目前，从绝大多数用户的使用体验来说，在便携式设备充满电或不使用适配器后，只是将便携式设备与充电器、适配器的断开，并没有将充电器、适配器与交流电网断开，也就是说充电器与适配器仍然在工作，仍然有输出电压、仍然有至少100mW的待机功耗。

并且，长时间、不间断工作可能导致图1的主控芯片U5的HV脚内置功率器件，以及变压器T2，以及图2的主控芯片U6的DRAN脚内置功率器件，以及变压器T3的老化而毁坏。图1与图2中主控芯片内置的功率器件工作在300V左右的电压下，以300Hz-5KHz的待机频率工作，也会对电网产生电磁污染。

在一些公共场所，都免费提供充电服务，充电器、适配器基本上是常年工作不间断。尤其出现很多智能插座、面板，直接将充电器、适配器装置在插座与面板里，还有一拖多的现象(即一个主控芯片带多路充电口输出)，不充电时这不仅仅是能源浪费、电磁污染的问题，而是重大安全问题。

综上所述，迫切希望实用新型一种电路，可以智能识别便携式设备是否与充电器、适配器连接，跟据连接情况，决定充电器、适配器是否工作，是否输出功率。单从技术角度上讲，要解决该问题是没有难度，但是受限于其他因素导致目前没有市场可接受的方案，原因如下：

一、经济性，增加的智能识别控制电路的成本不能超过充电器、适配器本身的成本，必须更低；

二、尺寸，增加的智能识别控制电路的体积必须远远小于充电器、适配器的体积，否则会影响用户体验与功率密度；

三、功耗，增加的智能识别控制电路的功耗必须比现在的100mW要低一个数量级，必须在10mW以下，否则无任何意义；

四、电磁兼容性，无充电情况下，图1与图2中的高压部分必须停止工作，防止电磁污染。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种传输接口的检测装置，解决可目前市场上充电器、适配器待机而不停机，所产生的能源浪费、对电网及环境的电磁干扰污染，及其因元器件老化所导致的安全事故等问题，具有较大的经济与社会效益。

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种供电***，解决可目前市场上充电器、适配器待机而不停机，所产生的能源浪费、对电网及环境的电磁干扰污染，及其因元器件老化所导致的安全事故等问题，具有较大的经济与社会效益。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种传输接口的检测装置，所述检测装置包括隔离降压电路、控制电路和检测电路，所述检测电路包括与传输接口的D+引脚或D-引脚连接的第一检测端，以及与传输接口的负极连接的第二检测端，所述控制电路包括一信号输出端，所述检测电路分别与隔离降压电路和控制电路连接；所述控制电路在第一检测端和第二检测端连通时，控制信号输出端进入第一输出状态，反之，控制信号输出端进入第二输出状态。

其中，较佳方案是：所述控制电路还包括第一三极管和第一光耦合器，所述第一三极管的基极分别与第一检测端和隔离降压电路的输出端连接，所述第一光耦合器的原边分别与隔离降压电路的输出端和第一三极管的集电极连接，其副边分别与信号输出端和地端连接；所述第一三极管在第一检测端和第二检测端连通时断开，并控制第一光耦合器断开，所述信号输出端不输出信号；以及，所述第一三极管在第一检测端和第二检测端连通时断开时导通，并控制第一光耦合器导通，所述信号输出端接地。

其中，较佳方案是：所述检测装置包括第二光耦合器和第二三极管，所述第二三极管和第二光耦合器的副边构成控制电路，所述第二光耦合器的原边、第一检测端和第二检测端构成检测电路，所述第二光耦合器的原边分别与第一检测端和隔离降压电路的输出端连接，所述第二三极管的基极分别与第二光耦合器的副边和隔离降压电路的输入端连接，其集电极与信号输出端连接，其发射极接地；所述第二光耦合器在第一检测端和第二检测端连通时导通，并控制第二三极管断开，所述信号输出端不输出信号；以及，所述第二光耦合器在第一检测端和第二检测端连通时断开，并控制第二三极管导通，所述信号输出端接地。

其中，较佳方案是：所述隔离降压电路包括降压电路和隔离电路，所述隔离电路包括时钟芯片、第三三极管和第一变压器，第三三极管的基极与时钟芯片的ck控制端连接，所述降压电路的输入单与电源连接，所述第一变压器的初级线圈分别与降压电路的输出端和第三三极管的集电极连接，其次级线圈作为降压电路的输出端。

其中，较佳方案是：所述第一变压器为高频功率变压器。

其中，较佳方案是：所述降压电路包括第四三极管，所述第四三极管的基极通过电阻与电源正极连接，并通过稳压二极管接地，所述第四三极管的集电极与电源正极连接，所述第四三极管的发射集分别与第一变压器的初级线圈和时钟芯片的vdd连接，并通过电容接地。

所述时钟芯片包括具有第一运放放大器的锯齿波发生器和具有第二运放放大器的占空比调节及驱动电路，所述第一运放放大器的同相通过电阻接地，其反相通过电容地接，其输出端与第二运放放大器的同相连接，其反相接入上拉电阻，其输出端作为ck控制端。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种供电***，所述供电***包括检测装置和供电电路，所述供电电路包括电源输入端、主控电路、第二变压器和传输接口，所述第二变压器的初级线圈分别与电源输入端和主控电路连接，其次级线圈与传输接口连接，所述电源输入端与检测装置的隔离降压电路的输入端连接，还通过一电阻与主控电路的电源端连接，所述主控电路的电源端还与检测装置的信号输出端连接；所述主控电路在信号输出端不输出信号时与电源输入端连接，控制供电电路工作；以及所述主控电路在信号输出端接地时接地，停止供电电路工作。

其中，较佳方案是：所述供电电路为充电电路或适配电路。

其中，较佳方案是：所述供电***包括多个传输接口，所述检测装置的第一检测端分别与各传输接口的D+引脚或D-引脚连接，所述检测装置的第二检测端分别与各传输接口的负极连接。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型能够安全、可靠、智能得识别待充电、供电设备与充电器、适配器的连接状况，并根据连接状况，不用人为干预、自动决定是否停止或启动充电器、适配器工作，具有安全性高、功耗低、体积小、成本低的优势；解决可目前市场上充电器、适配器待机而不停机，所产生的能源浪费、对电网及环境的电磁干扰污染，及其因元器件老化所导致的安全事故等问题，具有较大的经济与社会效益。

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是现有技术采用变压器反馈的供电电路的电路原理图；

图2是现有技术采用光耦431反馈的供电电路的电路原理图；

图3是本实用新型检测装置的结构框图；

图4是本实用新型基于隔离降压电路的检测装置的结构框图；

图5是本实用新型检测装置的电路原理图一；

图6是本实用新型检测装置的电路原理图二；

图7是本实用新型时钟芯片的电路原理图；

图8是本实用新型供电***的结构框图；

图9是本实用新型供电电路的结构框图；

图10是本实用新型供电***的电路原理图一；

图11是本实用新型供电***的电路原理图二；

图12是本实用新型基于多个传输接口的供电***的电路原理图一；

图13是本实用新型基于多个传输接口的供电***的电路原理图二。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图3和图4所示，本实用新型提供一种传输接口的检测装置的优选实施例。

一种传输接口20的检测装置，所述检测装置包括隔离降压电路11、控制电路13和检测电路12，所述检测电路12包括与传输接口20的D+引脚或D-引脚连接的第一检测端121，以及与传输接口20的负极连接的第二检测端122，所述控制电路13包括一信号输出端131，所述检测电路12分别与隔离降压电路11和控制电路13连接；所述控制电路13在第一检测端121和第二检测端122连通时，控制信号输出端131进入第一输出状态，反之，控制信号输出端131进入第二输出状态。

具体地描述如下：

在传输接口20中，传输接口20优选为USB接口，也可以为其他供电接口，所述接口一般为母口，当外部接口(子口)***传输接口20后，第一检测端121、传输接口20的D+引脚或D-引脚、传输接口20的负极和第二检测端122连通，同时电源30正极、隔离降压电路11正极、第一检测端121、传输接口20的D+引脚或D-引脚、传输接口20的负极、第二检测端122、隔离降压电路11负极和电源30负极连通，所述隔离降压电路11和检测电路12连通后，所述控制电路13控制信号输出端131进入第一输出状态；当外部的控制芯片识别到控制信号输出端131进入第一输出状态，进行相应操作，如控制传输接口20通电；反之，控制信号输出端131进入第二输出状态，并且外部的控制芯片识别到控制信号输出端131进入第二输出状态，进行相应操作，如控制传输接口20断电。

在本实施例中，提供两种检测装置的较佳方案。

方案一，并参考图5。

所述控制电路13还包括第一三极管Q5和第一光耦合器U2，所述第一三极管Q5的基极分别与第一检测端121和隔离降压电路11的输出端连接，所述第一光耦合器U2的原边分别与隔离降压电路11的输出端和第一三极管Q5的集电极连接，其副边分别与信号输出端131和地端连接；所述第一三极管Q5在第一检测端121和第二检测端122连通时断开，并控制第一光耦合器U2断开，所述信号输出端131不输出信号；以及，所述第一三极管Q5在第一检测端121和第二检测端122连通时断开时导通，并控制第一光耦合器U2导通，所述信号输出端131接地。

具体地，第一检测端121和第二检测端122连通时，即第一检测端121、传输接口20的D+引脚或D-引脚、传输接口20的负极和第二检测端122连通，隔离降压电路11与第一检测端121和第二检测端122构成一回路，隔离降压电路11的电流通过其输出端进入电阻R1的支路，第一三极管Q5断开，即第一三极管Q5的集电极和发射极不导通，第一光耦合器U2的原边不通电，第一光耦合器U2的副边随着断开，信号输出端131VCC不输出信号。

以及，第一检测端121和第二检测端122断开时，隔离降压电路11与第一检测端121不能构成回路，隔离降压电路11的正极通过电阻R1提供第一三极管Q5一偏置电压，第一三极管Q5导通，即第一三极管Q5的集电极和发射极导通，第一光耦合器U2的原边通电，即隔离降压电路11的正极通过电阻R4为第一光耦合器U2的原边供电，第一光耦合器U2的副边随着通路，信号输出端131VCC接地。

方案二，并参考图6。

所述检测装置包括第二光耦合器U1和第二三极管Q4，所述第二三极管Q4和第二光耦合器U1的副边构成控制电路13，所述第二光耦合器U1的原边、第一检测端121和第二检测端122构成检测电路12，所述第二光耦合器U1的原边分别与第一检测端121和隔离降压电路11的输出端连接，所述第二三极管Q4的基极分别与第二光耦合器U1的副边和隔离降压电路11的输入端连接，其集电极与信号输出端131连接，其发射极接地；所述第二光耦合器U1在第一检测端121和第二检测端122连通时导通，并控制第二三极管Q4断开，所述信号输出端131不输出信号；以及，所述第二光耦合器U1在第一检测端121和第二检测端122连通时断开，并控制第二三极管Q4导通，所述信号输出端131接地。

具体地，第一检测端121和第二检测端122连通时，即第一检测端121、传输接口20的D+引脚或D-引脚、传输接口20的负极和第二检测端122连通，隔离降压电路11与第一检测端121和第二检测端122构成一回路，隔离降压电路11的电流通过其输出端进入电阻R4的支路，第二光耦合器U1的原边通电，其副边导通，电源30的正极VIN的电流通过电阻R5、第二光耦合器U1的副边至地端，第二三极管Q4断开，即第二三极管Q4的集电极和发射极不导通，信号输出端131VCC不输出信号。

以及，第一检测端121和第二检测端122断开时，隔离降压电路11与第一检测端121不能构成回路，第二光耦合器U1的原边不通电，其副边断开，电源30的正极VIN通过电阻R5为第二三极管Q4的基极提供偏置电压，第二三极管Q4导通，信号输出端131VCC接地。

其中，光耦合器进行隔离控制，结构简单、体积小、成本低。

如图5至图7所示，本实用新型提供一种降压电路的较佳实施例。

所述隔离降压电路11包括降压电路111和隔离电路112，所述隔离电路112包括时钟芯片(clock gen)、第三三极管Q2和第一变压器T1，第三三极管Q2的基极与时钟芯片的ck控制端连接，所述降压电路111的输入单与电源30连接，所述第一变压器T1的初级线圈分别与降压电路111的输出端和第三三极管Q2的集电极连接，其次级线圈作为降压电路111的输出端。

具体地，并参考图7，所述时钟芯片包括具有第一运放放大器U3的锯齿波发生器和具有第二运放放大器U4的占空比调节及驱动电路，所述第一运放放大器U3的同相通过电阻R6接地，其反相通过电容C3地接，其输出端通过电阻R8与第二运放放大器U4的同相连接，进一步地，所述第一运放放大器U3的同相还通过电阻R7接入电阻R8的输出端，以及其反相还通过电阻R9接入电阻R8的输出端；第二运放放大器U4的反相接入上拉电阻R10，进一步地，第二运放放大器U4的反相还通过电阻R11接地，其输出端作为ck控制端。以及，所述电阻R8与第二运放放大器U4的同相之间，还通光稳压二极管DZ3和DZ4接地。

其中，该时钟芯片采用双运放结构产生具有一定占空比、频率的方波用于实现功率变换，避免采用单片机或555定时器等复杂芯片实现带来的驱动能力不足、成本及功耗问题。

进一步地，第一变压器T1的次级线圈还与一整流滤波电路连接，所述整流滤波电路包括与第一变压器T1的次级线圈的输出端连接的二极管D1，以及与第一变压器T1的次级线圈并联的电容C2、相互串联的电阻R2和电阻R3、三极管Q3，三极管Q3的基极与电阻R2和电阻R3的节点连接，三极管Q3集电极与第一变压器T1的次级线圈的输出端连接，其发射极接地。

优选地，所述第一变压器T1为高频功率变压器。由于输出变比小，功率小，体积可以做得非常小，避免了采用工频变压器带来的体积大、功耗大、价格高的问题。

在本实施例中，所述降压电路111包括第四三极管Q1，所述第四三极管Q1的基极通过电阻R1与电源30正极VIN连接，并通过稳压二极管DZ1接地，所述第四三极管Q1的集电极与电源30正极VIN连接，所述第四三极管Q1的发射集分别与第一变压器T1的初级线圈和时钟芯片的vdd连接，并通过电容C1接地。

进一步地，通过降压电路111将电源30降压至5V电压，并通过隔离电路112再次下降至2.5V电压。

优选地，降压电路111为超低功耗隔离电路112，为检测装置提供超低功耗隔离电源30，5V到2.5V的开关变化器中器件承受的电压应力非常小，因此长时间不间断工作，不会产生过损耗、过热问题，降低成本低、体积小、无电磁污染。

如图8和图9所示，本实用新型提供一种供电***的优选实施例。

一种供电***，所述供电***包括检测装置41和供电电路42，所述供电电路42包括电源输入端422、主控电路424、第二变压器423和传输接口421，所述第二变压器423的初级线圈分别与电源输入端422和主控电路424连接，其次级线圈与传输接口421连接，所述电源输入端422与检测装置41的隔离降压电路的输入端连接，还通过一电阻与主控电路424的电源端连接，所述主控电路424的电源端还与检测装置41的信号输出端连接；所述主控电路424在信号输出端不输出信号时与电源输入端422连接，控制供电电路42工作；以及所述主控电路424在信号输出端接地时接地，停止供电电路42工作。

在本实施例中，提供两种检测装置41的较佳方案。

方案一、参考图10，采供电电路42用充电电路。

电源输入端422包括L、N输入端，并输入至桥式整流电路DB1中，其输出端分别与变压器T2的初级线圈连接，以及引出一输出电源端VIN，为检测装置41供电；变压器T2与主控芯片U5的HV引脚连接，其电源端VCC与检测装置41的信号输出端VCC连接，并受控于检测装置41的信号输出端VCC。其中，主控电路424包括主控芯片U5即***电路，第二变压器423包括变压器T2及***电路。

当信号输出端VCC不输出信号时，电源输入端422的输出端通电阻R12为主控芯片U5的电源端VCC供电，主控芯片U5工作，使电源输入端422、主控电路424、第二变压器423形成一回路，传输接口421通电。

当信号输出端VCC接地时，主控芯片U5的电源端VCC接地，主控芯片U5停止工作，使电源输入端422、主控电路424、第二变压器423不能形成一回路，传输接口421断电。

方案二、参考图11，采供电电路42用适配电路。

适配电路的电路与供电电路42大致一样，主要是两者的反馈部分不一样，再次就不一一描述。

如图12和图13所示，本实用新型提供一种基于多个传输接口的供电***的较佳实施例。

所述供电***包括多个传输接口421，所述检测装置41的第一检测端分别与各传输接口421的D+引脚或D-引脚连接，所述检测装置41的第二检测端分别与各传输接口421的负极连接。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (10)

1.一种传输接口的检测装置，其特征在于：所述检测装置包括隔离降压电路、控制电路和检测电路，所述检测电路包括与传输接口的D+引脚或D-引脚连接的第一检测端，以及与传输接口的负极连接的第二检测端，所述控制电路包括一信号输出端，所述检测电路分别与隔离降压电路和控制电路连接；所述控制电路在第一检测端和第二检测端连通时，控制信号输出端进入第一输出状态，反之，控制信号输出端进入第二输出状态。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述控制电路还包括第一三极管和第一光耦合器，所述第一三极管的基极分别与第一检测端和隔离降压电路的输出端连接，所述第一光耦合器的原边分别与隔离降压电路的输出端和第一三极管的集电极连接，其副边分别与信号输出端和地端连接；所述第一三极管在第一检测端和第二检测端连通时断开，并控制第一光耦合器断开，所述信号输出端不输出信号；以及，所述第一三极管在第一检测端和第二检测端连通时断开时导通，并控制第一光耦合器导通，所述信号输出端接地。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述检测装置包括第二光耦合器和第二三极管，所述第二三极管和第二光耦合器的副边构成控制电路，所述第二光耦合器的原边、第一检测端和第二检测端构成检测电路，所述第二光耦合器的原边分别与第一检测端和隔离降压电路的输出端连接，所述第二三极管的基极分别与第二光耦合器的副边和隔离降压电路的输入端连接，其集电极与信号输出端连接，其发射极接地；所述第二光耦合器在第一检测端和第二检测端连通时导通，并控制第二三极管断开，所述信号输出端不输出信号；以及，所述第二光耦合器在第一检测端和第二检测端连通时断开，并控制第二三极管导通，所述信号输出端接地。

4.根据权利要求1至3任一所述的检测装置，其特征在于：所述隔离降压电路包括降压电路和隔离电路，所述隔离电路包括时钟芯片、第三三极管和第一变压器，第三三极管的基极与时钟芯片的ck控制端连接，所述降压电路的输入单与电源连接，所述第一变压器的初级线圈分别与降压电路的输出端和第三三极管的集电极连接，其次级线圈作为降压电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于：所述第一变压器为高频功率变压器。

6.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于：所述降压电路包括第四三极管，所述第四三极管的基极通过电阻与电源正极连接，并通过稳压二极管接地，所述第四三极管的集电极与电源正极连接，所述第四三极管的发射集分别与第一变压器的初级线圈和时钟芯片的vdd连接，并通过电容接地。

7.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于：所述时钟芯片包括具有第一运放放大器的锯齿波发生器和具有第二运放放大器的占空比调节及驱动电路，所述第一运放放大器的同相通过电阻接地，其反相通过电容地接，其输出端与第二运放放大器的同相连接，其反相接入上拉电阻，其输出端作为ck控制端。

8.一种供电***，其特征在于：所述供电***包括如权利要求2-7任一所述的检测装置和供电电路，所述供电电路包括电源输入端、主控电路、第二变压器和传输接口，所述第二变压器的初级线圈分别与电源输入端和主控电路连接，其次级线圈与传输接口连接，所述电源输入端与检测装置的隔离降压电路的输入端连接，还通过一电阻与主控电路的电源端连接，所述主控电路的电源端还与检测装置的信号输出端连接；所述主控电路在信号输出端不输出信号时与电源输入端连接，控制供电电路工作；以及所述主控电路在信号输出端接地时接地，停止供电电路工作。

9.根据权利要求8所述的供电***，其特征在于：所述供电电路为充电电路或适配电路。

10.根据权利要求8所述的供电***，其特征在于：所述供电***包括多个传输接口，所述检测装置的第一检测端分别与各传输接口的D+引脚或D-引脚连接，所述检测装置的第二检测端分别与各传输接口的负极连接。