一种智能变压USB快速充电电路的制作方法

本实用新型涉及一种充电电路，更具体地说，涉及一种智能变压USB快速充电电路。

背景技术：

随着经济和科技的快速发展，人们的生活水平不断提高，随身携带式的电子产品也越来越多，例如手机、平板电脑和笔记本电脑等，这些移动电子产品大多使用锂电池提供电能，需要经常为其充电。

由于目前市面上的移动数码产品种类繁多，原装的充电器型号也不统一，各种电子产品需要提供各自的充电设备，而如果充电设备与电子产品不匹配，则会出现不充电现象，即使可以充电，充电电压与原装的充电器电压存在较大差异，也会造成电池的额外损耗，缩短电池的使用寿命。针对这种问题，市面上也出现了许多智能识别充电设备，这种充电设备可以根据常用的充电协议BC1.2和QC2.0等，识别电子产品充电口的D+和D-信号，根据识别的信号智能转换匹配电子产品的充电电压，如智能转换为5V、9V或12V。但是，在目前这些智能识别充电设备中，它们都缺乏过电压保护、短路保护等功能，使用安全性较差，并且抗电磁干扰能力较差，造成充电电路工作不稳定，影响充电效率。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种智能变压USB快速充电电路，采用本实用新型的技术方案，通过充电识别电路辨别电子产品所需的充电电压，电源转换电路根据充电识别电路辨别的充电电压信号来输出相应的充电电压，实现对不同电子产品进行快速充电；同时该充电电路具有过电压、过电流保护和短路保护功能，使用安全可靠，还具有良好的抗电磁干扰能力，工作稳定性好。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路，包括USB接口、充电识别电路和电源转换电路，所述的充电识别电路连接USB接口的D+引脚和D-引脚，用于识别电子产品内的充电电压信号，所述的电源转换电路与充电识别电路通过开关逻辑电路连接，用于根据充电识别电路识别的充电电压信号提供对应的充电输出电压，还包括EMC电路、输入滤波电路和输出滤波电路，所述的输入滤波电路与电源转换电路的电源输入端连接，所述的EMC电路和输出滤波电路分别与电源转换电路的电源输出端连接。

更进一步地，所述的电源转换电路包括电压转换芯片U1、频率补偿电路、过电压保护电路和过电流保护电路，所述的电压转换芯片U1的型号为ACT4533C，所述的频率补偿电路与电压转换芯片U1的Comp引脚连接，所述的过电压保护电路与电压转换芯片U1的OVP引脚连接，所述的过电流保护电路与电压转换芯片U1的Iset引脚连接。

更进一步地，所述的充电识别电路包括识别芯片U2、短路保护电路和分压电路，所述的识别芯片U2的型号为FP6601-S6B，所述的短路保护电路与识别芯片U2的Vdd引脚连接，所述的识别芯片U2的D+引脚和D-引脚分别与USB接口的D+引脚和D-引脚连接，所述的识别芯片U2的sens1和sens2引脚分别通过分压电路连接电压转换芯片U1的FB引脚。

更进一步地，所述的EMC电路包括电容C6和电阻R6，所述的电容C6和电阻R6串联后与一二极管D1并联，所述的二极管D1的负极接电压转换芯片U1的SW引脚，二极管D1的的正极接地；所述的电压转换芯片U1的SW引脚与电压转换芯片U1的HSB引脚之间还通过一电阻R21和一电容C5连接。

更进一步地，所述的输入滤波电路包括电容C0、电容C1和电容C2，所述的电容C0、电容C1和电容C2并联后，一端与电压转换芯片U1的Vin引脚连接，另一端接地，所述的电压转换芯片U1的Vin引脚依次经过一二极管D0和一电感L0连接电源的Vin端；所述的输出滤波电路包括电容C7、电容C8和电容C11，所述的电容C7、电容C8和电容C11并联后，一端经过一电感L1连接电压转换芯片U1的SW引脚和经过一电阻R9连接电压转换芯片U1的FB引脚，另一端接地，所述的电感L1接USB接口的V+引脚。

更进一步地，所述的频率补偿电路包括电阻R2、电容C3和电容C4，所述的电阻R2和电容C3串联后与电容C4并联，所述的电容C4的一端连接电压转换芯片U1的Comp引脚，另一端接地。

更进一步地，所述的过电压保护电路包括电阻R3和电阻R4，所述的电压转换芯片U1的OVP引脚经过电阻R3与USB接口的V+引脚连接，电压转换芯片U1的OVP引脚经过电阻R4接地；所述的过电流保护电路包括一电阻R1，该电阻R1的一端接电压转换芯片U1的Iset引脚，另一端接地。

更进一步地，所述的分压电路包括电阻R7、电阻R10和电阻R11，所述的电阻R7和电阻R10并联后，一端连接识别芯片U2的sens1引脚，另一端连接电压转换芯片U1的FB引脚；所述的电阻R11的一端连接识别芯片U2的sens2引脚，另一端连接电压转换芯片U1的FB引脚。

更进一步地，所述的短路保护电路包括电阻R8和电容C10，所述的识别芯片U2的Vdd引脚经过电阻R8连接USB接口的V+引脚，识别芯片U2的Vdd引脚经过电容C10接地。

更进一步地，还包括电源指示灯电路，所述的电源指示灯电路包括电阻R19、稳压二极管Z1和发光二极管Led，所述的稳压二极管Z1和发光二极管Led并联后，一端经过电阻R19连接USB接口的V+引脚，另一端接地。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路，其通过充电识别电路辨别电子产品所需的充电电压，电源转换电路根据充电识别电路辨别的充电电压信号来输出相应的充电电压，实现对不同电子产品进行快速充电；并且利用EMC电路和滤波电路提高了电路工作稳定性，具有良好的抗电磁干扰能力；

(2)本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路，其电源转换电路包括电压转换芯片U1、频率补偿电路、过电压保护电路和过电流保护电路，电压转换芯片U1的型号为ACT4533C，可将输入的10.5～16V电源转换为5V或9V或12V的输出电源，工作稳定，并且具有过电压保护和过电流保护功能，使用安全可靠；

(3)本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路，其充电识别电路包括识别芯片U2、短路保护电路和分压电路，识别芯片U2的型号为FP6601-S6B，识别芯片U2可辨识相容于BC1.2和QC2.0等充电协议，可满足市面上大部分手机、平板电脑等电子产品，并具有电路短路保护功能，提高使用安全性，降低故障发生率。

附图说明

图1为本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路的原理图；

图2为本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路的电路图。

示意图中的标号说明：

10、EMC电路；20、输出滤波电路；30、输入滤波电路；40、频率补偿电路；50、过电压保护电路；60、分压电路；70、短路保护电路；80、电源指示灯电路。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1所示，本实施例的一种智能变压USB快速充电电路，包括USB接口、充电识别电路和电源转换电路，充电识别电路连接USB接口的D+引脚和D-引脚，用于识别电子产品内的充电电压信号，电源转换电路与充电识别电路通过开关逻辑电路CTL连接，用于根据充电识别电路识别的充电电压信号提供对应的充电输出电压，例如电子产品经过充电识别电路识别为相容于QC2.0的5V充电系统时，则充电识别电路会控制电源转换电路将输出电压切换为5V输出；如经过充电识别电路识别为相容于QC2.0的9V充电系统时，则充电识别电路会控制电源转换电路将输出电压切换为9V输出；如经过充电识别电路识别为相容于QC2.0的12V充电系统时，则充电识别电路会控制电源转换电路将输出电压切换为12V输出，从而匹配不同电子产品，实现对不同电子产品进行快速充电。如图2所示，本实施例的一种智能变压USB快速充电电路，还包括EMC电路10、输入滤波电路30和输出滤波电路20，输入滤波电路30与电源转换电路的电源输入端连接，EMC电路10和输出滤波电路20分别与电源转换电路的电源输出端连接，利用EMC电路和滤波电路提高了电路工作稳定性，具有良好的抗电磁干扰能力，并且也可防止充电电路的工作对电子产品造成电磁干扰。

接续图2所示，本实施例中的电源转换电路包括电压转换芯片U1、频率补偿电路40、过电压保护电路50和过电流保护电路，电压转换芯片U1的型号为ACT4533C，ACT4533C芯片是Active-Semi推出超快速移动电源充电产品，具有快速充电功能，可将输入的10.5～16V电源转换为5V或9V或12V的输出电源，工作稳定，该ACT4533C芯片上具有HSB引脚、Vin引脚、SW引脚、Gnd引脚、FB引脚、Comp引脚、OVP引脚和Iset引脚，频率补偿电路40与电压转换芯片U1的Comp引脚连接，过电压保护电路50与电压转换芯片U1的OVP引脚连接，过电流保护电路与电压转换芯片U1的Iset引脚连接，Vin引脚与电源的Vin端连接，Gnd引脚接地。充电识别电路包括识别芯片U2、短路保护电路70和分压电路60，识别芯片U2的型号为FP6601-S6B，FP6601-S6B芯片是目前最完美的QC2.0快充识别芯片，体积小、功能全、支持设备多，可辨识相容于BC1.2和QC2.0充电协议，可满足市面上大部分手机、平板电脑等电子产品，FP6601-S6B芯片具有D+、D-引脚、Vdd引脚、Gnd引脚和sens1、sens2引脚，短路保护电路70与识别芯片U2的Vdd引脚连接，识别芯片U2的D+引脚和D-引脚分别与USB接口的D+引脚和D-引脚连接，识别芯片U2的sens1和sens2引脚分别通过分压电路60连接电压转换芯片U1的FB引脚。上述电路，具有过电压保护、过电流保护功能，使用安全可靠，同时具有电路短路保护功能，提高了使用安全性，降低了故障发生率。

具体地，上述的EMC电路10包括电容C6和电阻R6，电容C6和电阻R6串联后与一二极管D1并联，二极管D1的负极接电压转换芯片U1的SW引脚，二极管D1的的正极接地；电压转换芯片U1的SW引脚与电压转换芯片U1的HSB引脚之间还通过一电阻R21和一电容C5连接，提供电压转换芯片U1内部的MOS驱动。输入滤波电路30包括电容C0、电容C1和电容C2，电容C0、电容C1和电容C2并联后，一端与电压转换芯片U1的Vin引脚连接，另一端接地，电压转换芯片U1的Vin引脚依次经过一二极管D0和一电感L0连接电源的Vin端。输出滤波电路20包括电容C7、电容C8和电容C11，电容C7、电容C8和电容C11并联后，一端经过一电感L1连接电压转换芯片U1的SW引脚和经过一电阻R9连接电压转换芯片U1的FB引脚，另一端接地，电感L1接USB接口的V+引脚。上述滤波电路保证了快速充电电路工作的稳定性。

上述的频率补偿电路40包括电阻R2、电容C3和电容C4，电阻R2和电容C3串联后与电容C4并联，电容C4的一端连接电压转换芯片U1的Comp引脚，另一端接地。过电压保护电路50包括电阻R3和电阻R4，电压转换芯片U1的OVP引脚经过电阻R3与USB接口的V+引脚连接，电压转换芯片U1的OVP引脚经过电阻R4接地，当充电电路输出不足时，可以通过查看电阻R4是否开路查看，便于故障检测。过电流保护电路包括一电阻R1，该电阻R1的一端接电压转换芯片U1的Iset引脚，另一端接地，通过Iset引脚设置通过最大电流，防止出现过载的情款，保证充电安全。

上述的分压电路60包括电阻R7、电阻R10和电阻R11，电阻R7和电阻R10并联后，一端连接识别芯片U2的sens1引脚，另一端连接电压转换芯片U1的FB引脚；电阻R11的一端连接识别芯片U2的sens2引脚，另一端连接电压转换芯片U1的FB引脚，电压转换芯片U1的FB引脚上还设有一接地的电阻R5，通过调节电阻R5和电阻R9的比例可以调整输出电压；另外，电阻R7和电阻R10的分压功能也可以控制输出电压。短路保护电路70包括电阻R8和电容C10，识别芯片U2的Vdd引脚经过电阻R8连接USB接口的V+引脚，识别芯片U2的Vdd引脚经过电容C10接地，电阻R8与USB接口的V+引脚连接端还通过电容C7a接地，通过电阻R8可以起到短路保护功能，防止电路长时间短路而出现电路故障。

另外，本实施例的一种智能变压USB快速充电电路，还包括电源指示灯电路80，电源指示灯电路80包括电阻R19、稳压二极管Z1和发光二极管Led，稳压二极管Z1和发光二极管Led并联后，一端经过电阻R19连接USB接口的V+引脚，另一端接地，采用电源指示灯电路80使USB快速充电电路具有充电显示作用。上述的电源指示灯电路80为备用部分，也可省略。在本充电电路中，电压转换芯片U1、电感L1和二极管D1为发热元件，在电压转换芯片U1内部设有温度保护侦测电路，使充电电路具有过热保护作用；在电源的Vin端和Gnd端还设有突波吸收器S1，使充电电路具有抗突波保护作用。

本实用新型的一种智能变压USB快速充电电路，通过充电识别电路辨别电子产品所需的充电电压，电源转换电路根据充电识别电路辨别的充电电压信号来输出相应的充电电压，实现对不同电子产品进行快速充电；同时，该充电电路具有过电压、过电流、过热保护和短路保护功能，使用安全可靠，还具有良好的抗电磁干扰能力，工作稳定性好

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。