一种具有升压限流功能的充电编程数据线的制作方法

本实用新型涉及电子领域，特别涉及一种具有升压限流功能的充电编程数据线。

背景技术：

目前市场的适配器为了降低成本大部份都不带有过流过压保护的功能，如果电源适配器受电网的影响出现异常导致电压不稳，比如电压突然变高超过负载所能承受的电压，这种情况就可能造成负载烧毁爆炸甚至还会发生火灾；同时现有的充电编程线受线材阻抗和传输距离影响，线耗过大也易造成目标端工作电压不稳定而损伤负载；同样如果目标端出现异常导致电流变大不能及时保护，轻者扩大负载的故障范围，严重者会使负载、导线发热烧毁甚至还会发生火灾。

可见目前的充电编程线在使用中存在很多不足，具有很多的安全隐患，给使用者带来了很大的不便，因此，设计一种能够解决上述问题的充电编程线显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种具有升压限流功能的充电编程数据线，在充电编程线上增加保护电路，提供了一种更加安全的充电编程线。

为实现上述目的，本实用新型技术方案为：

一种具有升压限流功能的充电编程数据线，包括线体，所述线体一端连接有USB插头，另一端连接有MICRO-USB插头，所述线体上设有升压限流模块，所述升压限流模块包括MCU控制电路、数据接口电路、输入电压升压电路、输入电压检测采集分压电路、电子开关、MCU供电稳压电路以及负载电流采集电路；

所述数据接口电路输入端与所述USB插头连接，输出端分为两组，其中一组接入所述MCU控制电路，另一组与所述MICRO-USB插头并形成USB插头接入点；

所述输入电压升压电路输入端与所述USB插头连接，输出端与所述输入电压检测采集分压电路输入端连接，所述输入电压检测采集分压电路输出端与所述电子开关输入端连接；

所述电子开关输出端与所述MCU控制电路连接；

所述MCU供电稳压电源的输入端与所述输入电压升压电路的输入端连接，输出端为所述MCU控制电路供电；

所述MCU控制电路包括芯片U3及其辅助电路。

进一步的，所述数据接口电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6和电阻R7，所述电阻R1一端和所述电阻R5一端共同接入所述USB插头的第2脚，所述电阻R1的另一端与所述MICRO-USB插头的第2脚连接并形成USB插头接入点TP1，所述电阻R5的另一端接入所述芯片U3的第6脚；

所述电阻R2一端、所述电阻R6一端以及所述电阻R7一端共同接入所述USB插头的第3脚，所述电阻R2的另一端与所述MICRO-USB插头的第3脚连接并形成USB插头接入点TP2，所述电阻R6的另一端与所述芯片U3的第7脚连接，所述R7的另一端与所述MICRO-USB插头的第4脚连接并形成USB插头接入点TP3。

进一步的，所述输入电压升压电路包括芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R10、电阻R11、电感L1以及二极管D1；所述电感的一端与所述USB插头的第1脚连接，另一端与所述二极管D1的正极连接；所述电容C1的一端与所述电感的一端连接，另一端接地；所述二极管D1的负极与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端接地；所述二极管D1的负极与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地；所述芯片U1的第5脚与第4脚连接后一端接入所述电感L1的一端，另一端与所述MCU供电稳压电路连接；所述芯片U1的第1脚接入所述电感的另一端，所述芯片U1的第3脚分为两路，一路与所述电阻R10串联后接地，另一路与所述电阻R11串联后接入所述所述二极管D1的负极。

进一步的，所述输入电压检测采集分压电路包括电阻R3、电阻R13以及电容C8，所述电阻R3一端与所述二极管D3的负极连接，另一端与所述电阻R13连接后接地；所述电阻R3和所述电阻R13的中点与所述电容C8一端连接后接入所述芯片U3的第14脚，所述电容C8的另一端接地。

进一步的，所述电子开关包括PMOSFET管Q1、NMOSFET管Q2、电阻R4、电阻R15、电阻R16以及电容C4，所述电阻R4跨接在所述PMOSFET管Q1的栅极和源极之间，所述所述PMOSFET管Q1的栅极与所述二极管D1的负极连接，所述PMOSFET管Q1的源极与所述NMOSFET管Q2的漏极相接，所述PMOSFET管Q1的漏极分为两路，一路与所述电容C4的一端连接，另一路与所述负载电流采集电路连接，所述电容C4的另一端接地；所述NMOSFET管Q2的栅极接地，所述NMOSFET管Q2的源极分为两路，一路与所述电阻R16连接后接地，另一路与所述电阻R15连接后接入所述芯片U3的第21脚。

进一步的，所述负载电流采集电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19以及电容C11，所述电阻R19一端与所述MICRO-USB插头的5脚连接，另一端接地；所述电阻R18的一端与所述电阻R19的一端连接，另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端接地；所述电容C11的一端与所述电阻R17的一端连接，另一端接地；所述电容的一端同时接到所述芯片U3的16脚。

进一步的，所述MCU供电稳压电路包括稳压芯片U2和电容C5，所述稳压芯片U2的3脚分为两路，一路接入所述电感L1的一端，另一路与所述电容C5串联后接地，所述稳压芯片U2第1脚接地，所述稳压芯片U2的2脚接入所述MCU控制电路。

进一步的，所述MCU控制电路的辅助电路包括电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R14、指示灯LED1以及指示灯LED2，所述电容C6一端接地另一端与所述芯片U2的第2脚连接；所述电容C7一端接地另一端与所述芯片U2的第2脚连接；所述电阻R12一端与所述电容C7的另一端连接，另一端与所述电阻R14的一端连接；所述电阻R14的另一端接地；所述电容C9一端接地另一端与所述电阻R12的另一端连接；所述电容C10一端接地另一端与所述电阻R12的另一端连接；所述芯片U3的第24脚与所述电阻R12的另一端连接；所述芯片U3的第4脚、第2脚以及第1脚连接后接地；所述芯片U3的第3脚和第5脚连接后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第11脚依次串联所述电阻R9、所述指示灯LED2后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第12脚依次串联所述电阻R8、所述指示灯LED1后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第6脚引出TP4和第7脚引出TP5，以及所述电容C6的一端引出TP6、所述电阻R12和所述电容C7相接处引出TP7，其中TP4、TP5、TP6、TP7共同组成所述芯片U3的烧录接口。

进一步的，所述USB插头处包括电感L2，所述USB插头的第5脚和第6脚相接后串接所述电感L2后接地；所述USB插头的第1脚与依次与所述输入电压升压电路输入端、所述输入电压检测采集分压电路输入端以及所述电子开关输入端连接后与所述MICRO-USB插头的第1脚连接；所述USB插头的第4脚接地。

进一步的，所述芯片U1型号为TD8280，所述稳压芯片U2型号为XC6206P331MR，所芯片U3型号为C8057F921。

由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

一、本实用新型在现有充电编程线基础上增加了升压限流模块，使其成为具有升压、过压、过流保护功能的USB充电编程数据线，其是可与适配器、电脑、充电宝连接，可对助听器、手机及其它通用的MICRO-USB设备进行充电和数据传输，解决了原有充电编程线由于适配器收电网影响亦或由于充电编程线自身问题导致的目标端工作电压不稳而损伤负载。

二、本实用新型通过增加输入电压升压电路，补偿导线的损耗，防止由于导线自身长度和线材阻抗造成的损耗导致的电压不稳而损伤负载。

三、本实用新型通过输入电压电测采集分压电路实时监控适配器方的供电电压变化，在电压发生异常时及时通过电子开关将电路切断以保护负载不受供电电压异常的损伤。

四、本实用新型通过负载电流采集电路对负载用电电路进行监测，在负载电流工作异常时及时通过电子开关将电路切断，防止负载因故障或短路而引起电流过大引发过热起火。

五、本实用新型通过MCU控制电路接收输入电源检测采集分压电路以及负载电流采集电路所采集的数据，并对输入电压以及负载电流进行分析，进而控制电子开关和指示灯工作，实现充电编程线的智能控制，以实现快速、准确、及时保护负载的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路图的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1和图2，一种具有升压限流功能的充电编程数据线，包括线体1，所述线体1一端连接有USB插头2，另一端连接有MICRO-USB插头3，所述线体1上设有升压限流模块4，所述升压限流模块4包括MCU控制电路40、数据接口电路41、输入电压升压电路42、输入电压检测采集分压电路43、电子开关44、MCU供电稳压电路45以及负载电流采集电路46；

所述数据接口电路41输入端与所述USB插头连接，输出端分为两组，其中一组接入所述MCU控制电路40，另一组与所述MICRO-USB插头并形成USB插头接入点；

所述输入电压升压电路42输入端与所述USB插头连接，输出端与所述输入电压检测采集分压电路43输入端连接，所述输入电压检测采集分压电路43输出端与所述电子开关44输入端连接；

所述电子开关44输出端与所述MCU控制电路40连接；

所述MCU供电稳压电源的输入端与所述输入电压升压电路42的输入端连接，输出端为所述MCU控制电路40供电；

所述MCU控制电路40包括芯片U3及其辅助电路。

所述数据接口电路41包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6和电阻R7，所述电阻R1一端和所述电阻R5一端共同接入所述USB插头的第2脚，所述电阻R1的另一端与所述MICRO-USB插头的第2脚连接并形成USB插头接入点TP1，所述电阻R5的另一端接入所述芯片U3的第6脚；

所述电阻R2一端、所述电阻R6一端以及所述电阻R7一端共同接入所述USB插头的第3脚，所述电阻R2的另一端与所述MICRO-USB插头的第3脚连接并形成USB插头接入点TP2，所述电阻R6的另一端与所述芯片U3的第7脚连接，所述R7的另一端与所述MICRO-USB插头的第4脚连接并形成USB插头接入点TP3。同时，所述负载电流采集电路46与所述MICRO-USB插头的第5脚连接并形成USB插头接入点TP9，所述MICRO-USB插头的第1脚与所述电子开关44输入端连接并形成USB插头接入点TP8。由此，TP1、TP2、TP3、TP8以及TP9共同组成所述USB插头的接入点。

所述输入电压升压电路42包括芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R10、电阻R11、电感L1以及二极管D1；所述电感的一端与所述USB插头的第1脚连接，另一端与所述二极管D1的正极连接；所述电容C1的一端与所述电感的一端连接，另一端接地；所述二极管D1的负极与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端接地；所述二极管D1的负极与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地；所述芯片U1的第5脚与第4脚连接后一端接入所述电感L1的一端，另一端与所述MCU供电稳压电路45连接；所述芯片U1的第1脚接入所述电感的另一端，所述芯片U1的第3脚分为两路，一路与所述电阻R10串联后接地，另一路与所述电阻R11串联后接入所述所述二极管D1的负极。所述芯片U1型号为TD8280。通过增加输入电压升压电路42，补偿导线的损耗，防止由于导线自身长度和线材阻抗造成的损耗导致的电压不稳而损伤负载。

所述输入电压检测采集分压电路43包括电阻R3、电阻R13以及电容C8，所述电阻R3一端与所述二极管D3的负极连接，另一端与所述电阻R13连接后接地；所述电阻R3和所述电阻R13的中点与所述电容C8一端连接后接入所述芯片U3的第14脚，所述电容C8的另一端接地。通过输入电压电测采集分压电路实时监控适配器方的供电电压变化，在电压发生异常时及时通过电子开关44将电路切断以保护负载不受供电电压异常的损伤。

所述电子开关44包括PMOSFET管Q1、NMOSFET管Q2、电阻R4、电阻R15、电阻R16以及电容C4，所述电阻R4跨接在所述PMOSFET管Q1的栅极和源极之间，所述所述PMOSFET管Q1的栅极与所述二极管D1的负极连接，所述PMOSFET管Q1的源极与所述NMOSFET管Q2的漏极相接，所述PMOSFET管Q1的漏极分为两路，一路与所述电容C4的一端连接，另一路与所述负载电流采集电路46连接，所述电容C4的另一端接地；所述NMOSFET管Q2的栅极接地，所述NMOSFET管Q2的源极分为两路，一路与所述电阻R16连接后接地，另一路与所述电阻R15连接后接入所述芯片U3的第21脚。

所述负载电流采集电路46包括电阻R17、电阻R18、电阻R19以及电容C11，所述电阻R19一端与所述MICRO-USB插头的5脚连接，另一端接地；所述电阻R18的一端与所述电阻R19的一端连接，另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端接地；所述电容C11的一端与所述电阻R17的一端连接，另一端接地；所述电容的一端同时接到所述芯片U3的16脚。通过负载电流采集电路46对负载用电电路进行监测，在负载电流工作异常时及时通过电子开关44将电路切断，防止负载因故障或短路而引起电流过大引发过热起火。

所述MCU供电稳压电路45包括稳压芯片U2和电容C5，所述稳压芯片U2的3脚分为两路，一路接入所述电感L1的一端，另一路与所述电容C5串联后接地，所述稳压芯片U2第1脚接地，所述稳压芯片U2的2脚接入所述MCU控制电路40。所述稳压芯片U2型号为XC6206P331MR。

所述MCU控制电路40的辅助电路包括电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R14、指示灯LED1以及指示灯LED2，所述电容C6一端接地另一端与所述芯片U2的第2脚连接；所述电容C7一端接地另一端与所述芯片U2的第2脚连接；所述电阻R12一端与所述电容C7的另一端连接，另一端与所述电阻R14的一端连接；所述电阻R14的另一端接地；所述电容C9一端接地另一端与所述电阻R12的另一端连接；所述电容C10一端接地另一端与所述电阻R12的另一端连接；所述芯片U3的第24脚与所述电阻R12的另一端连接；所述芯片U3的第4脚、第2脚以及第1脚连接后接地；所述芯片U3的第3脚和第5脚连接后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第11脚依次串联所述电阻R9、所述指示灯LED2后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第12脚依次串联所述电阻R8、所述指示灯LED1后接入所述芯片U2的第2脚；所述芯片U3的第6脚引出TP4和第7脚引出TP5，以及所述电容C6的一端引出TP6、所述电阻R12和所述电容C7相接处引出TP7，其中TP4、TP5、TP6、TP7共同组成所述芯片U3的烧录接口。所芯片U3型号为C8057F921。通过MCU控制电路40接收输入电源检测采集分压电路以及负载电流采集电路46所采集的数据，并对输入电压以及负载电流进行分析，进而控制电子开关44和指示灯工作，实现充电编程线的智能控制，以实现快速、准确、及时保护负载的需求。

所述USB插头处包括电感L2，所述USB插头的第5脚和第6脚相接后串接所述电感L2后接地；所述USB插头的第1脚与依次与所述输入电压升压电路42输入端、所述输入电压检测采集分压电路43输入端以及所述电子开关44输入端连接后与所述MICRO-USB插头的第1脚连接；所述USB插头的第4脚接地。

本实用新型电路工作方式如下：

USB插头与适配器相应接口连接，MICR0-USB接负载，使用时通过输入电压升压电路42对适配器传输进来的电压进行升压，以解决远距离传输和受线材阻抗大引起的电压下降等问题；MCU供电稳压电路45将输入电压转化成适合MCU芯片U3工作的电压并对其供电；升压后的电信号继续传送至输入电压检测采集分压电路43，通过该电路实时对供电电压进行监控并将信号传送至MCU控制电路40，防止负载长时间在低压或过压环境下工作对其造成损害；同时，负载电流采集电路46对负载用电电流进行监测并将信号传送至MCU控制电路40，防止负载因故障或短路而引起电流过大引发过热起火；MCU控制电路40对输入电压和负载电流进行采集分析后作出判断，并控制电子开关44的通断以及LED指示灯以显示当前状态；电子开关44接收MCU控制电路40的指示，当检测到电压或电流超过设定的值时，电子开关44会关闭断电以起到保护负载的作用。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。