一种用于插线板的USB接口充电电路的制作方法

本实用新型涉及锂电池充电领域，特别涉及一种用于插线板的usb接口充电电路。

背景技术：

随着数码产品的大量普及，为数码产品充电的次数也越来频繁，由于部分数码产品需要每天充电，为了便于充电，许多插线板都安装有usb接口的充电电路，由于插线板经常是处于接通状态，导致充电电路在未使用时仍然通电处于空载状态，尽管与工作时的输出功率相比，充电电路的空载功耗非常低，但总能耗仍非常高，这就增大了电费的支出；而且，由于数码产品的种类繁多，充电协议也很多，这就需要一个充电接口能同时适配多种充电协议，以满足不同数码产品的充电需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种结构简单、空载功耗低并且具有过压、过流和过热保护功能的充电器。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于插线板的usb接口充电电路，本实用新型公开了一种用于插线板的充电电路，包括用于将交流输入端口送来的220v交流电整流成直流电的整流电路，用于对整流电路送来的直流电进行滤波的滤波电路，用于对滤波电路送来的直流电压进行变压并输出的变压输出电路，用于检测变压输出电路的输出电压，并对变压输出电路的输出电压和输出电流进行调节的控制电路，以及用于将变压输出电路输出的直流电送给充电设备的usb接口电路；所述变压输出电路包括变压器t2、电阻r7、电阻r8、电容c6、电容c7、二极管d7和稳压二极管vr1，所述控制电路包括芯片u1、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c4、电容c5和二极管d6；

所述变压器t2的第一输入端与滤波电路电连接，第二输入端与芯片u1的漏极引脚d电连接；所述变压器t2的输出端设有主绕组和偏置绕组，所述变压器t2主绕组的第一输出端与二极管d7的正端电连接，所述二极管d7的负端与电容c7的正端电连接，所述变压器t2主绕组的第一输出端还依次通过电容c6和电阻r7与电容c7的正端电连接，所述变压器t2主绕组的第二输出端与电容c7的负端电连接，所述电阻r8和电容c7并联，所述稳压二极管vr1的负端与电容c7的正端电连接，所述稳压二极管vr1的正端与电容c7的负端电连接，所述稳压二极管vr1的两端还分别与接口电路电连接；

所述变压器t2偏置绕组的第一输出端与二极管d6的正端电连接，所述二极管d6的负端通过电阻r4与芯片u1的旁路引脚bp电连接，所述芯片u1的旁路引脚bp通过电容c4与其源极引脚s电连接，所述二极管d6的负端通过电容c5与芯片u1的源极引脚s电连接，所述芯片u1的源极引脚s与滤波电路电连接；所述变压器t2偏置绕组的第二输出端通过电阻r5与芯片u1的反馈引脚fb电连接，所述芯片u1的反馈引脚fb通过电阻r6与其源极引脚s电连接；所述变压器t2偏置绕组的第三输出端与芯片u1的源极引脚s电连接，所述变压器t2偏置绕组的第四输出端悬空。

进一步的，所述整流电路包括变压器t1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4，所述变压器t1的第一输入端与交流输入端口的第一端电连接，所述变压器t1的第二输入端与交流输入端口的第二端电连接，所述变压器t1的第一输出端分别与二极管d1的负端以及二极管d2的正端电连接，所述变压器t1的第二输出端分别与二极管d3的负端以及二极管d4的正端电连接，所述二极管d1的正端与二极管d3的正端电连接，所述二极管d1的正端还与滤波电路电连接，所述二极管d2的负端与二极管d4的负端电连接，所述二极管d2的负端还与滤波电路电连接。

进一步的，所述充电电路设有保险丝f1，所述变压器t1的第一输入端通过保险丝f1与交流输入端口的第一端电连接。

进一步的，所述充电电路设有压敏电阻dr1，所述变压器t1的第一输入端通过压敏电阻dr1与交流输入端口的第二端电连接。

进一步的，所述滤波电路包括电容c1、电容c2和电感l1；所述电容c1的正端与二极管d2的负端电连接，所述电容c1的正端还通过电感l1与电容c2的正端电连接，所述电容c1的负端与二极管d1的正端电连接，所述电容c1的负端还与电容c2的负端电连接，所述电容c2的正端与变压器t2的第一输入端电连接，所述电容c2的负端与芯片u1的源极引脚s电连接。

进一步的，所述充电电路设有箝位电路，所述箝位电路包括电阻r2、电阻r3、电容c3和二极管d5，所述电阻r2的第一端与变压器t2的第一输入端电连接，所述电阻r2的第二端通过电阻r3与二极管d5的负端电连接，所述二极管d5的正端与变压器t2的第二输入端电连接，所述电容c3与电阻r2并联。

进一步的，所述接口电路包括芯片u2、第一接口usb1和第二接口usb2；所述芯片u2的电源端vcc与稳压二极管vr1的负端电连接，所述芯片u2的地端gnd与稳压二极管vr1的正端电连接；所述芯片u2的第一数据端dm1与第一接口usb1的数据负端d-电连接，所述芯片u2的第二数据端dp1与第一接口usb1的数据正端d+电连接，所述第一接口usb1的电源端v0与芯片u2的电源端vcc电连接，所述第一接口usb1的地端gnd与芯片u2的地端gnd电连接；所述芯片u2的第三数据端dm2与第二接口usb2的数据负端d-电连接，所述芯片u2的第四数据端dp2与第二接口usb2的数据正端d+电连接，所述第二接口usb2的电源端v0与芯片u2的电源端vcc电连接，所述第二接口usb2的地端gnd与芯片u2的地端gnd电连接。

有益效果：本实用新型的交流输入端具有过压保护和过流保护功能，控制电路采用linkswitch-ii芯片简化了电路结构，linkswitch-ii芯片由变压器t2输出端的偏置绕组供电，有效降低了充电电路在空载时的功耗，usb接口电路采用pl513智能识别芯片能够识别不同充电设备的充电协议，从而提供合适的充电电流。

附图说明

图1为本实用新型一种用于插线板的usb接口充电电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括用于将交流输入端口送来的220v交流电整流成直流电的整流电路，用于对整流电路送来的直流电进行滤波的滤波电路，用于对滤波电路送来的直流电压进行变压并输出的变压输出电路，用于检测变压输出电路的输出电压，并对变压输出电路的输出电压和输出电流进行调节的控制电路，用于限制控制电路漏感引起的电压尖峰的箝位电路，用于将变压输出电路输出的直流电送给充电设备的usb接口电路，保险丝f1以及压敏电阻dr1。

所述变压输出电路包括变压器t2、电阻r7、电阻r8、电容c6、电容c7、二极管d7和稳压二极管vr1，所述控制电路包括芯片u1、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c4、电容c5和二极管d6。所述变压器t2的第一输入端与滤波电路电连接，第二输入端与芯片u1的漏极引脚d电连接；所述变压器t2的输出端设有主绕组和偏置绕组，所述变压器t2主绕组的第一输出端与二极管d7的正端电连接，所述二极管d7的负端与电容c7的正端电连接，所述变压器t2主绕组的第一输出端还依次通过电容c6和电阻r7与电容c7的正端电连接，所述变压器t2主绕组的第二输出端与电容c7的负端电连接，所述电阻r8和电容c7并联，所述稳压二极管vr1的负端与电容c7的正端电连接，所述稳压二极管vr1的正端与电容c7的负端电连接，所述稳压二极管vr1的两端还分别与接口电路电连接；所述变压器t2偏置绕组的第一输出端与二极管d6的正端电连接，所述二极管d6的负端通过电阻r4与芯片u1的旁路引脚bp电连接，所述芯片u1的旁路引脚bp通过电容c4与其源极引脚s电连接，所述二极管d6的负端通过电容c5与芯片u1的源极引脚s电连接，所述芯片u1的源极引脚s与滤波电路电连接；所述变压器t2偏置绕组的第二输出端通过电阻r5与芯片u1的反馈引脚fb电连接，所述芯片u1的反馈引脚fb通过电阻r6与其源极引脚s电连接；所述变压器t2偏置绕组的第三输出端与芯片u1的源极引脚s电连接，所述变压器t2偏置绕组的第四输出端悬空。

所述整流电路包括变压器t1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4，所述变压器t1的第一输入端通过保险丝f1与交流输入端口的第一端电连接，所述变压器t1的第一输入端还通过压敏电阻dr1与交流输入端口的第二端电连接，所述变压器t1的第二输入端与交流输入端口的第二端电连接，所述变压器t1的第一输出端分别与二极管d1的负端以及二极管d2的正端电连接，所述变压器t1的第二输出端分别与二极管d3的负端以及二极管d4的正端电连接，所述二极管d1的正端与二极管d3的正端电连接，所述二极管d1的正端还与滤波电路电连接，所述二极管d2的负端与二极管d4的负端电连接，所述二极管d2的负端还与滤波电路电连接。

所述滤波电路包括电容c1、电容c2和电感l1；所述电容c1的正端与二极管d2的负端电连接，所述电容c1的正端还通过电感l1与电容c2的正端电连接，所述电容c1的负端与二极管d1的正端电连接，所述电容c1的负端还与电容c2的负端电连接，所述电容c2的正端与变压器t2的第一输入端电连接，所述电容c2的负端与芯片u1的源极引脚s电连接。

所述箝位电路包括电阻r2、电阻r3、电容c3和二极管d5，所述电阻r2的第一端与变压器t2的第一输入端电连接，所述电阻r2的第二端通过电阻r3与二极管d5的负端电连接，所述二极管d5的正端与变压器t2的第二输入端电连接，所述电容c3与电阻r2并联。

所述接口电路包括芯片u2、第一接口usb1和第二接口usb2；所述芯片u2的电源端vcc与稳压二极管vr1的负端电连接，所述芯片u2的地端gnd与稳压二极管vr1的正端电连接；所述芯片u2的第一数据端dm1与第一接口usb1的数据负端d-电连接，所述芯片u2的第二数据端dp1与第一接口usb1的数据正端d+电连接，所述第一接口usb1的电源端v0与芯片u2的电源端vcc电连接，所述第一接口usb1的地端gnd与芯片u2的地端gnd电连接；所述芯片u2的第三数据端dm2与第二接口usb2的数据负端d-电连接，所述芯片u2的第四数据端dp2与第二接口usb2的数据正端d+电连接，所述第二接口usb2的电源端v0与芯片u2的电源端vcc电连接，所述第二接口usb2的地端gnd与芯片u2的地端gnd电连接。

本实施例的工作原理如下：

如图1所示，使用时，将充电电路交流输入端口的第一端与插线板的火线端电连接，第二端与插线板的零线端电连接，接通插线板的电源开关后，市电从交流输入端口输入，经保险丝f1送到变压器t1的输入端，当变压器t1的输入端过流时，保险丝f1熔断，切断交流输入，对后级电路及充电设备进行保护；压敏电阻dr1平时处于断路状态，不影响充电电路工作，当市电电压过高时，压敏电阻dr1导通，使保险丝f1过流熔断，从而对后级电路及充电设备进行保护；二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4构成整流桥，将变压器t1输出端输出的交流电整流成直流电；电容c1、电容c2和电感l1组成的π型滤波器，对整流桥输出的电压进行平滑，并衰减差模传导emi噪声；电阻r2、电阻r3、电容c3和二极管d5组成rcd-r箝位电路，用于限制漏感引起的漏极电压尖峰，电阻r3的值较大，用于避免漏感引起的漏极电压波形振荡；变压器t2对滤波电路输出的直流电进行变压，输出所需的充电电压，变压器t2输出的电压经二极管d7进行整流，再经电容c7滤波之后输出；电容c6和电阻r7用来限制二极管d7上的瞬态电压尖峰，并降低传导及辐射；电阻r8和稳压二极管vr1形成输出假负载，确保空载时的输出电压处于可接受的限制范围内，稳压二极管vr1还用于限制充电设备的电池放电。

芯片u1采用linkswitch-ii芯片，集成了一个高压功率mosfet开关及一个电源控制器，使用开/关控制方式来调节输出电压，实现恒压输出，还能对开关频率进行调制，以调节输出电流，从而实现恒流特性，高压功率mosfet开关还具有迟滞过热保护功能，能够大大简化充电电路的结构。芯片u1通过反馈引脚fb能够实时检测偏置绕组上的反激电压，并根据偏置绕组的反激电压来确定充电模式；在充电过程中，当充电设备的电池电压很低时，芯片u1控制充电电路切换到涓流充电模式，此时充电电流很小，电池电压缓慢上升；当电池电压高于2v后，芯片u1控制充电电路切换到恒流充电模式，快速给电池充电，使电池电压持续升高；当电池电压接近该电池的充电截止电压时，芯片u1控制充电电路逐渐减小充电电流，切换到恒压充电模式，使电池电压在此充电过程中基本保护恒定，直至把电池完全充满。

二极管d6、电阻r4和电容c5形成芯片u1的可选偏置电源，对u1进行低压供电，从而使空载功耗降低到30mw，避免u1从变压器t2的输入端获取电源，使空载功耗增大；电容c4的作用是调节输出电缆补偿功能，反馈电阻r5和r6用于设定变压器t2在恒流充电阶段的最大输出电流和在恒压充电阶段的最大输出电压。

芯片u2、第一接口usb1和第二接口usb2组成usb接口电路，芯片u2采用pl513智能识别芯片，能够同时连接两个usb接口，通过接收usb接口数据负端d-和数据正端d+发出的信号，可以智能判断出该usb接口连接的充电设备的充电协议，进而提供充电设备所能承受的最大充电电流，以减少充电时间，从而适配不同型号的充电设备。

本实用新型未描述部分与现有技术一致，在此不做赘述。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。