感应型电流及usb双模充电控制电路及实现方法

文档序号:7388070
感应型电流及usb双模充电控制电路及实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种感应型电流USB双模充电控制电路及实现方法,主电路由微处理器、电流感应电路及USB控制电路连接构成,微处理器采用IDT_P9035A_DST,电流感应电路由运算放大器AZV831、晶体管Q1及阻容元件组成;USB控制电路由输出稳压芯片UP7534GMA5-15、晶闸管Q3、USB接口及阻容元件组成,当无线充电器电路进行充电作业时,加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间的电压小于无线充电器电路未进行充电作业时,微处理器IDT_P9035A_DST根据感应ISNS管脚电压的实时变化情况,来计算剩余的电流的状态,进行电量分配;利用有限输出1.8A电流的电源适配器,在保证无线充电能正常使用的情况下,计算多余的可用电流,通过有线的USB接口给手机充电。
【专利说明】感应型电流及USB双模充电控制电路及实现方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种充电控制电路,特别涉及一种感应型电流及USB双模充电控制电 路,用于实现有线/无线两种充电模式同时为两部手机充电。

【背景技术】
[0002] 传统的手机有线充电模式在使用过程中,需要反复的插拔充电插头。日常生活,工 作,休闲中,智能手机的耗电量相对较大,需要随时补充电力。充电中接打电话,办公上网, 休闲娱乐又会有安全隐患; 而手机无线充电成为未来发展的方向,现在无线充电的产品很多,其缺点是:由于给无 线充电器提供直流电的适配器,其输出电流是有限的(1. 8A)所以其充电的时间较长,只有 在时间宽裕的时候使用。
[0003] 随着现代社会拥有两部手机人士逐渐增多,只能为一部手机进行充电的模式逐步 无法满足当今用户的实际需求.鉴于现有技术存在的不足。
[0004] 以往的有线或无线充电器的共同缺点是充电器1台只能充1个手机。
[0005] 而今,市场需要提供一种更加安全便捷,人性化的、即能同时为两部手机充电的无 线充电器, 由于给无线充电器提供直流电的适配器,其输出电流是有限的(1.8A),因此需要设计 一种新型的USB充电控制电路,其利用有限输出电流(1. 8A)的电源适配器,在保证无线充 电能正常使用的情况下,计算多余的可用电流,通过有线的USB接口给手机充电的技术及 充电控制电路。目前国内尚未见到此类产品,也未见相关技术文献报道。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的就是为克服现有技术的不足,提供一种感应型电流及USB双模充电 控制电路设计方案,利用有限输入电流(电源适配器供应直流电源),在保证第一无线充电 装置正常使用的情况下,通过计算剩余的可用电流,利用剩余的可用电流通过USB接口给 另一部手机充电。
[0007] 本发明是通过这样的技术方案实现的:感应型电流及USB双模充电控制电路及实 现方法,其特征在于,主电路由微处理器、电流感应电路及USB控制电路连接构成,通过微 处理器的程序执行信号处理过程,进而控制电流感应电路及USB控制电路实现双模充电电 流输出;以此电路为平台,实现感应型电流、USB充电控制; 所述微处理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述电流感应电路由运算放大器AZV831、晶体管Q1及阻容元件组成; 所述USB控制电路由输出稳压芯片UP7534GMA5-15、晶闸管Q3、USB接口及阻容元件组 成; 电流感应电路的运算放大器AZV831同相输入端管脚3通过电阻R26连接电阻R24的 一端,从此端连接无线充电器电路; 运算放大器AZV831反相输入端管脚4通过电阻R25连接电阻R24的另一端,从此端连 接5V电源正极; 运算放大器AZV831输出端管脚1通过电阻R28连接晶体管Q1基极,晶体管Q1的集电 极通过电阻R30连接微处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚,通过电阻R29接地; 运算放大器AZV831的管脚2、管脚5之间跨接反馈电容C27,管脚5连接5V电源正极, 管脚2接地; 滤波电容C40、电容C41并联后跨接在5V电源正极和地之间; 5V电源正极通过电阻R24为无线充电器电路提供充电电源; 当手机在无线充电装置上充电时,5V电源流经电阻R24的无线充电电流在电阻R24上 产生压降,此压降加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间,电压信号通过运算放大器 AZV831比较、放大、转换产生的电流信号,通过运算放大器AZV831输出端管脚1送入晶体管 Q1基极,晶体管Q1将电流信号放大,经晶体管Q1集电极送入微处理器IDT_P9035A_DST的 ISNS管脚; 感应型电流及USB双模充电控制电路上接通电源后,5V电源为无线充电器电路提供充 电电流时,加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间的电压小于无线充电器电路未进 行充电作业时加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间的电压;微处理器IDT_P9035A_ DST根据感应ISNS管脚电压的实时变化情况,来计算剩余的电流的状态,进行电量分配; 由微处理器IDT_P9035A_DST的GPI04管脚输出信号控制所述USB控制电路的输出 稳压芯片UP7534GMA5-15的输出状态,为有线充电器提供稳定的电压,通过微处理器IDT_ P9035A_DST的GPI02管脚输出控制信号,控制USB接口的数据线(D+,D-)电压,手机根据 USB接口的数据线(D+,D_)电压的数据决定充电模式。
[0008] 本发明的有益效果是:利用有限输出电流(1.8A)的电源适配器,在保证无线充电 能正常使用的情况下,计算多余的可用电流,通过有线的USB接口给手机充电的技术及充 电控制电路。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1、感应型电流USB双模充电控制电路图; 图2、电源控制流程图。

【具体实施方式】
[0010] 为了更清楚的理解本发明,结合附图和实施例详细描述本发明: 如图1、2所示,感应型电流USB双模充电控制电路, 感应型电流及USB双模充电控制电路,其特征在于,主电路由微处理器、电流感应电路 及USB控制电路连接构成,通过微处理器的程序执行信号处理过程,进而控制电流感应电 路及USB控制电路实现双模充电电流输出;以此电路为平台,实现感应型电流、USB充电控 制; 所述微处理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述电流感应电路由运算放大器AZV831、晶体管Q1及阻容元件组成; 所述USB控制电路由输出稳压芯片UP7534GMA5-15、晶闸管Q3、USB接口及阻容元件组 成; 电流感应电路由运算放大器AZV831、晶体管Q1及阻容元件组成;运算放大器AZV831 同相输入端管脚3通过电阻R26连接电阻R26的一端,从此端连接无线充电器电路; 运算放大器AZV831反相输入端管脚4通过电阻R25连接电阻R26的另一端,从此端连 接5V电源正极; 运算放大器AZV831输出端管脚1通过电阻R28连接晶体管Q1基极,晶体管Q1的集电 极通过电阻R30连接微处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚,通过电阻R29接地; 运算放大器AZV831的管脚2、管脚5之间跨接反馈电容C27,管脚5连接5V电源正极, 管脚2接地; 电容C40、电容C41并联后跨接在5V电源正极和地之间; 5V电源正极通过电阻R26为无线充电器电路提供充电电源; 感应型电流及USB双模充电控制电路的实现方法,当有手机通过无线充电装置充电 时,充电电流在1. 3A以上时,充电电流经过电阻R24 (0. 022欧姆)和运算放大器AZV831信 号转换和大小比较,从运算放大器AZV831的管脚1输出高电平,作用在晶体管Q1的基极, 使晶体管Q1处于截至状态,因此微处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚输入为低电平信 号,微处理器IDT_P9035A_DST通过内部计算,使微处理器IDT_P9035A_DST的GPI04管脚输 出低电平,传到输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端4脚,该芯片的使能端为高电平有 效,输出稳压芯片UP7534GMA5-15的输出端1脚没有输出,无法给手机充电; 当无线充电电流在〇. 25A - 1. 2A时,充电电流经过电阻R24,径运算放大器AZV831的 信号转换、大小比较,从运算放大器AZV831的输出端1脚输出低电平,作用在晶体管Q1的 基极,晶体管Q1导通,晶体管Q1集电极电压升高,晶体管Q1集电极的高电平信号传输到微 处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚,通过微处理器IDT_P9035A_DST的内部程序计算、处 理,微处理器IDT_P9035A_DST的GPI04管脚输出高电平,传到输出稳压芯片UP7534GMA5-15 的使能端4脚,输出稳压芯片UP7534GMA5-15正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出, 能够给手机充电; 同时微处理器IDT_P9035A_DST通过内部程序计算,其GPI02管脚输出低电平,通过一 个电阻加到Q3的栅极,使Q3处于截至状态,电源Vcc需经过电阻R49, R47和R48分压,给 充电手机USB接口的数据线D+,D-电压信号,充电手机检测到USB接口的数据信号,使手机 充电电流保持在500mA ; 当无线充电电流在〇. 15A以下时,充电电流经过R24和运算放大器AZV831的信号转 换,大小比较,从运算放大器AZV831的输出端1脚输出低电平,作用在Q1的基极,Q1导 通,无线充电电流通过运算放大器AZV831转换出来的信号,传输到微处理器IDT_P9035A_ DST的ISNS管脚,MCU通过内部计算,使MCU的GPI04管脚输出高电平,给到输出稳压 芯片UP7534GMA5-15的使能端4脚,该芯片的使能端为高电平有效,因此输出稳压芯片 UP7534GMA5-15能正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出,能够给手机充电,同时MCU通 过内部计算,MCU的GPI02管脚输出高电平,通过一个电阻加到晶闸管Q3的栅极,使晶闸管 Q3处于导通状态,电流不经过电阻R47,电源Vcc只经过电阻R49和R48分压,加到充电手 机USB接口的数据线D+,D-,充电手机检测到USB接口的数据信号,根据手机的电池电量多 少充电,使手机充电电流不受限制; 利用USB接口充电的装置为待充电手机,待充电手机通过检测USB接口的数据线 (D+,D-)电压,来识别USB接口的充电模式,由微处理器IDT_P9035A_DS对当前状态与之前 状态是否一样进行判断,当感应到无线充电电流发生变化,微处理器的GPI04管脚输出低 电压并延迟2秒,使输出稳压芯片UP7534GMA5重新启动,把USB输出复位; 由运算放大器AZV831和低阻值电阻R24把电流变转为电压,微处理器IDT_P9035A_DST 对其ISNS管脚的信号进行时实监测,根据监测到的电压数据,微处理器IDT_P9035A_DST程 序进行计算,然后,通过GPI04脚输出高电平,控制输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端 既管脚4,此时输出稳压芯片P7534GMA5-15正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出,把 多余的电流供到有线充电接口; 有线充电可用电流=电源适配器的供应电流-无线充电设备使用电流; 当所述USB控制电路的USB接口(USB2. OMode)输出的电流仅为500mA时,有线充电处 于低速(低荷)充电模式; 当所述电流感应电路的未连接无线充电器电路,或无线充电器电路进未进行无线充电 的状态时,有线充电处于满荷(Full)充电模式; 当所述USB控制电路的USB接口(USB2. OMode)输出的电流不足500mA时,这个时候由 微处理器IDT_P9035A_DST根据ISNS管脚检测到电流信号,使其GPI04脚输出低电平,控制 输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端即管脚4,使输出稳压芯片UP7534GMA5-15停止工 作,该芯片的输出端即管脚1没有电压输出,由此中断有线充电。
[0011] 根据上述说明,结合本领域技术可实现本发明的方案。
【权利要求】
1. 感应型电流及USB双模充电控制电路,其特征在于,主电路由微处理器、电流感应电 路及USB控制电路连接构成,通过微处理器的程序执行信号处理过程,进而控制电流感应 电路及USB控制电路实现双模充电电流输出;以此电路为平台,实现感应型电流、USB充电 控制; 所述微处理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述电流感应电路由运算放大器AZV831、晶体管Q1及阻容元件组成; 所述USB控制电路由输出稳压芯片UP7534GMA5-15、晶闸管Q3、USB接口及阻容元件组 成; 电流感应电路的运算放大器AZV831同相输入端管脚3通过电阻R26连接电阻R24的 一端,从此端连接无线充电器电路; 运算放大器AZV831反相输入端管脚4通过电阻R25连接电阻R24的另一端,从此端连 接5V电源正极; 运算放大器AZV831输出端管脚1通过电阻R28连接晶体管Q1基极,晶体管Q1的集电 极通过电阻R30连接微处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚,通过电阻R29接地; 运算放大器AZV831的管脚2、管脚5之间跨接反馈电容C27,管脚5连接5V电源正极, 管脚2接地; 滤波电容C40、电容C41并联后跨接在5V电源正极和地之间; 5V电源正极通过电阻R24为无线充电器电路提供充电电源; 当手机在无线充电装置上充电时,5V电源流经电阻R24的无线充电电流在电阻R24上 产生压降,此压降加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间,电压信号通过运算放大器 AZV831比较、放大、转换产生的电流信号,通过运算放大器AZV831输出端管脚1送入晶体管 Q1基极,晶体管Q1将电流信号放大,经晶体管Q1集电极送入微处理器IDT_P9035A_DST的 ISNS管脚; 感应型电流及USB双模充电控制电路上接通电源后,5V电源为无线充电器电路提供充 电电流时,加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间的电压小于无线充电器电路未进 行充电作业时加载在运算放大器AZV831管脚3、管脚4之间的电压;微处理器IDT_P9035A_ DST根据感应ISNS管脚电压的实时变化情况,来计算剩余的电流的状态,进行电量分配; 由微处理器IDT_P9035A_DST的GPI04管脚输出信号控制所述USB控制电路的输出 稳压芯片UP7534GMA5-15的输出状态,为有线充电器提供稳定的电压,通过微处理器IDT_ P9035A_DST的GPI02管脚输出控制信号,控制USB接口的数据线(D+,D_)电压,手机根据 USB接口的数据线(D+,D_)电压的数据决定充电模式。
2. 如权利要求1所述的感应型电流及USB双模充电控制电路的实现方法,其特征在于, 当有手机通过无线充电装置充电时,充电电流在1. 3A以上时,充电电流经过电阻R24和运 算放大器AZV831信号转换和大小比较,从运算放大器AZV831的管脚1输出高电平,作用在 晶体管Q1的基极,使晶体管Q1处于截至状态,因此微处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚 输入为低电平信号,微处理器IDT_P9035A_DST通过内部计算,使微处理器IDT_P9035A_DST 的GPI04管脚输出低电平,传到输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端4脚,该芯片的使能 端为高电平有效,输出稳压芯片UP7534GMA5-15的输出端1脚没有输出,无法给手机充电; 当无线充电电流在〇. 25A--1. 2A时,充电电流经过电阻R24,径运算放大器AZV831的 信号转换、大小比较,从运算放大器AZV831的输出端1脚输出低电平,作用在晶体管Q1的 基极,晶体管Q1导通,晶体管Q1集电极电压升高,晶体管Q1集电极的高电平信号传输到微 处理器IDT_P9035A_DST的ISNS管脚,通过微处理器IDT_P9035A_DST的内部程序计算、处 理,微处理器IDT_P9035A_DST的GPI04管脚输出高电平,传到输出稳压芯片UP7534GMA5-15 的使能端4脚,输出稳压芯片UP7534GMA5-15正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出, 能够给手机充电; 同时微处理器IDT_P9035A_DST通过内部程序计算,其GPI02管脚输出低电平,通过一 个电阻加到Q3的栅极,使Q3处于截至状态,电源Vcc需经过电阻R49, R47和R48分压,给 充电手机USB接口的数据线D+,D-电压信号,充电手机检测到USB接口的数据信号,使手机 充电电流保持在500mA ; 当无线充电电流在〇. 15A以下时,充电电流经过R24和运算放大器AZV831的信号转 换,大小比较,从运算放大器AZV831的输出端1脚输出低电平,作用在Q1的基极,Q1导 通,无线充电电流通过运算放大器AZV831转换出来的信号,传输到微处理器IDT_P9035A_ DST的ISNS管脚,MCU通过内部计算,使MCU的GPI04管脚输出高电平,给到输出稳压 芯片UP7534GMA5-15的使能端4脚,该芯片的使能端为高电平有效,因此输出稳压芯片 UP7534GMA5-15能正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出,能够给手机充电,同时MCU通 过内部计算,MCU的GPI02管脚输出高电平,通过一个电阻加到晶闸管Q3的栅极,使晶闸管 Q3处于导通状态,电流不经过电阻R47,电源Vcc只经过电阻R49和R48分压,加到充电手 机USB接口的数据线D+,D-,充电手机检测到USB接口的数据信号,根据手机的电池电量多 少充电,使手机充电电流不受限制; 利用USB接口充电的装置为待充电手机,待充电手机通过检测USB接口的数据线 (D+,D-)电压,来识别USB接口的充电模式,由微处理器IDT_P9035A_DS对当前状态与之前 状态是否一样进行判断,当感应到无线充电电流发生变化,微处理器的GPI04管脚输出低 电压并延迟2秒,使输出稳压芯片UP7534GMA5重新启动,把USB输出复位; 由运算放大器AZV831和低阻值电阻R24把电流变转为电压,微处理器IDT_P9035A_DST 对其ISNS管脚的信号进行时实监测,根据监测到的电压数据,微处理器IDT_P9035A_DST程 序进行计算,然后,通过GPI04脚输出高电平,控制输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端 既管脚4,此时输出稳压芯片P7534GMA5-15正常工作,该芯片的输出端1脚有电压输出,把 多余的电流供到有线充电接口; 有线充电可用电流=电源适配器的供应电流-无线充电设备使用电流; 当所述USB控制电路的USB接口输出的电流仅为500mA时,有线充电处于低速充电模 式; 当所述电流感应电路的未连接无线充电器电路,或无线充电器电路进未进行无线充电 的状态时,有线充电处于满荷充电模式; 当所述USB控制电路的USB接口(USB2. OMode)输出的电流不足500mA时,这个时候由 微处理器IDT_P9035A_DST根据ISNS管脚检测到电流信号,使其GPI04脚输出低电平,控制 输出稳压芯片UP7534GMA5-15的使能端即管脚4,使输出稳压芯片UP7534GMA5-15停止工 作,该芯片的输出端即管脚1没有电压输出,由此中断有线充电。
【文档编号】H02J7/00GK104158257SQ201410430352
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】李立, 章嘉瑞, 马同盛, 金國珍, 金镇弘 申请人:天津市中环通讯技术有限公司
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