一种单口USB充电插座的制作方法

本实用新型涉及一种插座，特别涉及一种单口usb充电插座。

背景技术：

随着移动设备的普及，人们越来越离不开手机、平板电脑等移动设备，但这些设备的耗电量比较大，尤其是那些高性能的移动设备，耗电量是相当大的，需要随时充电，因此很多人外出时都会携带充电插头，但充电插头不易携带，而且很容易会丢失，目前市面上相当一部分的插座带有usb充电插口，一定程度上解决了外出时需要携带充电器的问题，但此充电插座的电能转换效率不高，使得充电的时间比较长，而我们也不会再插座附近等较长的时间，而且这些充电插座还存在一个问题，在大电流充电时，由于连接设备线材的电压损耗比较大，会导致设备端口电压过低而无法充电。

因此，有必要做进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在提供一种电能转换效率高、待机功耗低、可降低电压损耗、实用性强的单口usb充电插座，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种单口usb充电插座，包括插座本体，所述插座本体上设置有可拆卸的usb插口，插座本体内设置有usb充电电路，所述usb充电电路与usb插口连接，其特征在于：所述usb充电电路包括整流电路、滤波电路、电能转换电路、控制电路、高压吸收电路和usb接口电路，所述滤波电路的输入端与整流电路的输出端连接，所述电能转换电路与滤波电路连接，所述控制电路与电能转换电路连接，所述高压吸收电路设置在滤波电路与电能转换电路之间，所述usb接口电路与电能转换电路连接；所述控制电路包括控制芯片u1，所述控制芯片u1为ln1f15、采用pwm/pfm/pbm控制模式，控制芯片u1的vs端通过电阻r12与电能转换电路连接，控制芯片u1的vcc端与高压吸收电路连接，控制芯片u1的occ端通过电阻r11与电能转换电路连接，控制芯片u1的cs端通过并联的电阻r5和电阻r6与电能转换电路连接。

所述电能转换电路包括变压器t1，变压器t1的输出端分成两路，一路通过并联的电容c8、电阻r10和电容c3与usb插口连接，另一路通过并联的二极管d3和电阻r10、电容r3与usb插口连接。

所述整流电路包括火线接入端l、零线接入端n和整流桥db1，火线接入端l和零线接入端n接入整流桥db1的输入端，火线接入端l和零线接入端n之间连接有热敏电阻rv，热敏电阻rv与整流桥db1的输入端并联连接。

所述滤波电路包括并联连接的电感l1和电阻r8，电感l1的一端通过电容c6与整流桥db1的输出端连接，电感l1的另一端接入变压器t1的一个输入端、且通过电容c7接地。

所述控制电路还包括相互并联的电阻r13和电阻r14、相互并联的电容c4和电容c5、串联连接的二极管d2和电阻r10，控制芯片u1的vs端通过电阻r13和电阻r14接地，电阻r13和电阻r14均与电容c4、电容c5连接，控制芯片u1的cs端通过电阻r5和电阻r6接地，二极管d2的阴极分别与电容c4、电容c5连接，电阻r7与变压器t1的另一个输入端连接。

所述高压吸收电路包括二极管d1、电阻r1和相互串联的电阻r2、电阻r3、电阻r4，所述二极管d1的阳极与变压器t1的一个输入端连接，二极管d1的阴极通过电容c1与电感l1的另一端连接，且与电阻r1连接,电阻r1与电容c1并联连接，且与变压器t1的一个输入端连接，电感l1的另一端通过电阻r2、电阻r3、电阻r4与控制芯片u1的vs端连接。

所述变压器t1为三绕组变压器。

所述整流桥db1的输入端与火线接入端l之间串联保险丝f1。

本实用新型的usb充电插座的控制芯片u1具有pwm/pfm/pbm模式,多段曲线控制的工作方式可进一步优化系统在不同负载下的转换效率,大大提高充电插座的电能转换效率，并使得待机功耗可低至50mw以下,同时可有效避免人耳可听见的噪声出现，此usb充电插座还具有输出线损自动补偿功能,可降低大电流充电时连接设备线材的电压损耗,避免设备端口电压过低而无法充电。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中usb充电插座的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1，本单口usb充电插座，包括插座本体，插座本体上设置有可拆卸的usb插口，插座本体内设置有usb充电电路，usb充电电路与usb插口连接，usb充电电路包括整流电路、滤波电路、电能转换电路、控制电路、高压吸收电路和usb接口电路，滤波电路的输入端与整流电路的输出端连接，电能转换电路与滤波电路连接，控制电路与电能转换电路连接，高压吸收电路设置在滤波电路与电能转换电路之间，usb接口电路与电能转换电路连接；控制电路包括控制芯片u1，控制芯片u1为ln1f15、采用pwm/pfm/pbm控制模式，控制芯片u1的vs端(次级输出电压控制端)通过电阻r12与电能转换电路连接，控制芯片u1的vcc端(ic供电端)与高压吸收电路连接，控制芯片u1的occ端(次级输出线损补偿调节端)通过电阻r11与电能转换电路连接，控制芯片u1的cs端(初级电流检测端)通过并联的电阻r5和电阻r6与电能转换电路连接。usb充电插座的电源控制ic和控制芯片u1具有pwm/pfm/pbm模式，多段曲线控制的工作方式可进一步优化系统在不同负载下的转换效率,大大提高充电插座的电能转换效率，并使得待机功耗可低至50mw以下,同时可有效避免人耳可听见的噪声出现；控制芯片u1具有occ端，且occ端与电能转换电路连接，使得控制芯片u1具备输出线损自动补偿功能，当大电流充电时，occ端通过电能转换电路对设备线材和设备端口进行电压补偿，可降低大电流充电时连接设备线材的电压损耗,避免设备端口电压过低而无法充电。

变压器t1为三绕组变压器，包括原边(即变压器t1的一个输入端)，副边(变压器t1的输出端)和辅助绕组(即变压器t1的另一个输入端)；变压器t1的原边主绕组的一端与滤波电路的直流电压输出端连接，另一端与控制芯片u1的d端(变压器输入端)连接，副边的两端分别与usb充电电路的两输入端连接。

usb接口电路包括电容c8、电阻r10、电容c3、二极管d3、电阻r10、电容r3和usb插口，电容c8、电阻r10和电容c3相互并联，电阻r10和电容r3串联连接，二极管d3与电阻r10和电容r3并联连接；电能转换电路包括变压器t1，变压器t1的输出端分成两路，一路通过并联的电容c8、电阻r10和电容c3与usb插口连接，另一路通过并联的二极管d3和电阻r10、电容r3与usb插口连接。

整流电路包括火线接入端l、零线接入端n和整流桥db1，火线接入端l和零线接入端n接入整流桥db1的输入端，火线接入端l和零线接入端n之间连接有热敏电阻rv，热敏电阻rv与整流桥db1的输入端并联连接，整流桥db1的输出端与滤波电路的输入端连接。

滤波电路包括并联连接的电感l1、电阻r8、并联在整流桥db1两个输出端之间的电解电容c6和电解电容c7，电感l1串联在两个电解电容的正极之间，电感l1的一端通过电容c6与整流桥db1的输出端连接，电感l1的另一端接入变压器t1的一个输入端、且通过电容c7接地。

控制电路还包括相互并联的电阻r13和电阻r14、相互并联的电容c4和电容c5、串联连接的二极管d2和电阻r10，控制芯片u1的vs端通过电阻r13和电阻r14接地，电阻r13和电阻r14均与电容c4、电容c5连接，控制芯片u1的cs端通过电阻r5和电阻r6接地，二极管d2的阴极分别与电容c4、电容c5连接，电阻r7与变压器t1的辅助绕组的一端连接，电阻r12与变压器t1的辅助绕组的一端连接,电阻r5、电阻r6和电阻r11均与辅助绕组的另一端连接，控制芯片u1的两个d端(变压器输入端)与辅助绕组的一端连接，控制芯片u1的gnd端接地；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。

高压吸收电路包括二极管d1、电阻r1和相互串联的电阻r2、电阻r3、电阻r4，二极管d1的阳极与变压器t1原边的另一端连接，二极管d1的阴极通过电容c1与电感l1的另一端连接，且与电阻r1连接,电阻r1与电容c1并联连接，且与变压器t1原边的一端连接，电感l1的另一端通过电阻r2、电阻r3、电阻r4与控制芯片u1的vs端连接；辅助绕组的另一端接地、并通过电容cy1与副边的另一路连接。

整流桥db1的输入端与火线接入端l之间串联保险丝f1，起到保护的作用，以提高电路的安全性能。

整流电路对市电电源输入的高压电进行整流，滤波电路对整流后的高压电进行滤波，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的电设备上。

usb充电电路的工作原理：

市电经交流电源线输入，流经整流桥db1整流，经滤波电容c6、c7和滤波电感l1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r2、r3和r4输入到控制芯片u1的vcc端，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输入到控制芯片u1的d端和cs端，控制芯片u1的vs输出脉冲信号，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，另外，控制芯片u1的occ端输入补偿电压，并通过vs端输出补偿电压到变压器t1的原边，在变压器t1的副边感应电压和电流，实现电压补偿，降低设备线材的电压损耗，提高设备端口的输入电压。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。