一种快充充电器电路的制作方法

1.本实用新型属于充电器技术领域，尤其涉及一种用于对电子设备进行快速充电的快充充电器电路。


背景技术：

2.目前我们所知道手机等电子设备，均需要通过充电器进行充电才能进行续航使用，而随着便携式电子设备例如智能手机的普及，大容量的手机也越来越受到消费者的青睐。但大容量手机的续航问题却又成为智能手机发展的瓶颈，因此，具有被现在越来越多的电子设备支持的快充协议的快充充电器由此诞生。目前市面上主流有qc、pd快充协议的充电器，其中pd 协议后续应用更为广泛。这类快充充电器，主要输出电压是5v、9v、12v、 15v及20v。现有的中、小功率快充充电器电路(比如小于75w)，输入侧的功率因数(pf值)一般为0.5-0.6之间，谐波电流(thd)大，对电网污染大，并要求较高的电网容量。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能提高功率因数(pf值), 减少谐波(thd)干扰及电网污染，降低电网容量，节省成本的快充充电器电路。
4.本实用新型是这样实现的，一种快充充电器电路，其包括位于所述快充充电器电路的输入端并接入交流电源的pfc反激电路，与所述pfc反激动电路的输出端连接的降压电路及连接在所述降压电路的输出端的快充协议控制电路；所述pfc反激电路包括整流桥，与所述整流桥的输出端连接的第一电容及变压器的初级线圈的一端，与所述变压器的初级线圈的另一端连接的第一mos管及与所述第一mos管连接的控制ic，所述第一mos管与电阻串联连接并通过所述电阻的另一端接地，所述变压器的次级线圈的相对两端之间依次连接有第一二极管及第二电容；所述降压电路包括与所述第一二极管连接的第二mos管及与所述第二mos管连接的降压控制ic，以及串联连接的电感及第三电容及与所述电感及所述第三电容形成的串联电路并联连接的第二二极管；所述快充协议控制电路包括与所述降压控制 ic连接的快充协议控制ic及与所述快充协议控制ic及所述降压电路的输出端连接的第三mos管。
5.进一步地，前述的pfc反激电路还包括接入交流电源的第一端口，及连接在所述第一端口与所述整流桥之间的保险丝，所述保险丝的额定电流及额定电压一般为0.5-10a，100-300v。
6.进一步地，前述的变压器的次级线圈的一端与所述第一二极管的正极连接，所述第二电容连接在所述变压器的次级线圈的另一端与所述第一二极管的负极之间，所述第二电容的正极及所述第一二极管的负极均与所述降压电路连接，所述第二电容的负极接地。
7.进一步地，前述的第一电容为电容容量为零点几uf至1uf的薄膜电容。
8.进一步地，前述的第二电容及所述第三电容均为电容容量为几uf到几百uf的电解电容。
9.进一步地，前述的控制ic为高功率因数控制芯片，所述降压控制ic及所述快充协议控制ic均为低功率因数控制芯片；或者所述控制ic，所述降压控制ic及所述快充协议控制ic可以集成一个ic或两个ic。
10.进一步地，前述的pfc反激电路上输入的ac电压为正弦交流电压，此正弦交流电压经过所述整流桥整流后流经所述第一电容的交流电压为半波正弦电压，所述半波正弦电压与输入的ac电压的相位保持一致，此半波正弦交流电压流经所述第一mos管后使所述第一mos管导通，此时流经所述第一mos管的电流仍然为电流波形的包络线与所述半波正弦交流电压的相位保持一致。
11.进一步地，前述的降压控制ic与所述第二mos管的栅极连接，所述电感的一端分别与所述第二mos管及第二二极管的负极连接，所述电感的另一相对端与所述第三电容的正极及所述快充协议控制电路连接，所述第三电容的负极及所述第二二极管的正极分别接地。
12.进一步地，前述的第三mos管与一第三端口连接以对负载加载输出电压，所述快充协议控制ic的控制信号输出端还分别与第五端口，第六端口，第七端口及第八端口分别连接以与负载之间进行通信传输以选择适合所加载的负载的快充协议。
13.本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型实施例提供的快充充电器电路，其通过采用pfc反激电路作为快充充电器电路的输入侧电路，采用降压电路与快充协议控制电路作为所述快充充电器电路的输出侧电路，并在pfc反激电路1中的整流桥bd1后面连接薄膜电容c1，不仅可以有效减小所述快充充电器电路的整体体积及制造成本，而且还可以得到高输入功率因数与低输入电流谐波，以及较小的输出电压纹波，实现减少电网污染的情况下降低电网容量。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例提供的快充充电器电路的电路结构示意图。
15.图2是图1中的快充充电器电路的端出端加载负载时，所述快充充电器电路上的输入电压波形、电容c1上的电压波形及第一mos管q1上的电流波形示意图。
16.图3是本实施新型另一实施例提供的快充充电器电路的pfc反激电路中的变压器、第一二极管及第二电容的电路连接图。
17.图4及图5分别是本实施新型提供的快充充电器电路的pfc反激电路的其他实施例的部分电路图。
18.图6及图7分别是本实施新型提供的快充充电器电路的降压电路的其他实施例的部分电路图。
19.图8是本实施新型提供的快充充电器电路的快充协议控制电路的另一实施例的部分电路图。
20.主要元件符号说明
21.22.具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用
新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.请参阅图1至图2所示，本实用新型实施例提供的用于与交流市电连接的快充充电器电路包括位于所述快充充电器电路的输入端并接入交流电源的pfc反激电路1，与所述pfc反激动电路1的输出端连接的降压电路2 及连接在所述降压电路2的输出端的快充协议控制电路3。
27.所述pfc反激电路1包括第一端口l，与所述第一端口l连接的保险丝 f1，与所述保险丝f1连接的整流桥bd1，与所述整流桥bd1的输出端连接的第一电容c1及变压器t1的初级线圈的一端，与所述变压器t1的初级线圈的另一端连接的第一mos管q1及与所述第一mos管q1连接的控制ic 10，所述控制ic 10一端接地，所述控制ic 10的控制端通过所述第一mos管 q1连接至所述变压器t1的初级线圈的另一端，所述第一mos管q1与电阻 r1串联连接并通过所述电阻r1的另一端接地。所述变压器t1的次级线圈的相对两端之间依次连接有第一二极管d1及第二电容c2。即，所述变压器 t1的次级线圈的一端与第一二极管d1的正极连接，所述变压器t1的次级线圈的另一端与所述第一二极管d1的负极之间连接有第二电容c2。而所述第二电容c2的正极及所述第一二极管d1的负极均与所述降压电路2连接，所述第二电容c2的负极接地。所述控制ic 10用于对所述第一mos管q1 控制所述第一mos管q1的导通或关断。
28.可以理解，在另一种实施例中，所述变压器t1的次级线圈的一端与第二电容c2的正极连接，所述变压器t1的次级线圈的另一端与所述第一二极管d1的负极连接，且所述第一二极管d1的正极与所述第二电容c2的负极连接后再接地，其他结构不变。如图3所示。
29.可以理解，在另一种实施例中，所述pfc反激电路1没有设置所述第一二极管d1结构但设置有第四mos管及同步整流控制ic，所述同步整流控制ic连接至所述第四mos管的栅极，所述第四mos管的源极及漏极分别与所述变压器t1的次级线圈及所述第二电容c2连接，且所述第四mos管的源极与所述第二电容c2的负极连接并接地，其他结构不变。如图4及图5 所示。
30.所述降压电路2包括降压控制ic 20，第二mos管q2，第二二极管d2，电感l及第三电容c3。所述第二mos管q2连接在所述pfc反激电路1的输出端，所述降压控制ic 20与所述第二mos管q2的栅极连接，所述电感l 的一端分别与所述第二mos管q2的源极及第二二极管d2的负极连接，所述电感l的另一相对端与所述第三电容c3的正极及所述快充协议控制电路 3连接，所述第三电容c3的负极及所述第二二极管d2的正极分别接地。
31.可以理解，在另一实施例中，所述第二mos管q2的栅极与所述降压控制ic 20，所述第二mos管q2的源极接地，所述第二mos管q2的漏极与第四端口v
0-连接并接地。而所述电感l的一端分别与所述pfc反激电路1的输出端及第二二极管d2的负极连接，所述电感l的另一相对端与所述第三电容c3的正极及所述快充协议控制电路3连接，其他结构不变。如图6所示。
32.可以理解，在另一实施例中，所述降压电路2将所述第二二极管d2及所述降压控制ic 20去掉，改成第五mos管及降压及同步控制ic，所述第二mos管q2的栅极及所述第五mos管的栅极均与所述降压及同步控制ic，所述第五mos管的源极连接所述第三电容c3的负极并接地，所述第五mos 管的漏极与所述电感l及所述第二mos管q2的源极连接，其他结构不变。如图7所示。
33.所述快充协议控制电路3包括快充协议控制ic 30及第三mos管q3。所述快充协议控制ic 30分别与所述第三mos管q3的栅极及所述降压ic 20 连接，所述第三mos管q3的源极与第三端口v
0+
连接以对负载加载输出电压，第四端口v
0-接地。所述快充协议控制ic 30的控制信号输出端还分别与第五端口cc1，第六端口cc2，第七端口d+及第八端口d-分别连接以与负载之间进行通信传输以选择适合所加载的负载的快充协议。
34.可以理解，在另一实施例中，所述第三电容c3的正极及所述电感l的负极分别与第三端口v
0+
连接，所述第三mos管q3的源极接地，第三mos管 q3的漏极与第四端口v
0-连接，其他结构不变。如图8所示。
35.在本实施例中，所述保险丝f1的额定电流及额定电压分别为2a，250v。所述第一电容c1为薄膜电容，所述薄膜电容的电容容量一般为零点几uf 至1uf。从而可以降低整个快充充电器的整体体积与制造成本，所述第二电容c2及所述第三电容c3均为电解电容，其电容容量一般为几uf到几百uf。所述第一二极管d1及所述第二二极管d2起到让电流单向通过的作用。所述控制ic 10为高功率因数控制芯片，而所述降压控制ic 20及所述快充协议控制ic 30均为低功率因数控制芯片；或者或者所述控制ic 10，所述降压控制ic 20及所述快充协议控制ic 30可以集成一个ic或两个ic。
36.当所述快充充电器电路的输出端上加载负载时，所述pfc反激电路1 上输入的ac电压为正弦交流电压，此正弦交流电压经过所述整流桥bd1整流后流经所述第一电容c1的交流电压为半波正弦电压，此时，所述半波正弦电压与输入的ac电压的相位是保持一致的，此半波正弦交流电压流经所述第一mos管q1后使所述第一mos管q1导通，此时流经所述第一mos管 q1的电流仍然为电流波形的包络线与半波正弦交流电压的相位保持一致。因此，采用本技术之快充充电器，可以将此ac充电器的输入功率因数值pf 提升至0.9以上。另外，经过所述pfc反激电路1后的输出电流与输出电压的相位保持一致以实现提升输入功率因数值，从所述pfc反激电路1输出的电压流经所述降压电路2及所述快充协议控制电路3后，通过dc-dc变化调整所述快充充电器输出至负载的输出电压，从而得到负载可以使用的电压。采用此种电路结构的快充充电器电路，不仅可以得到高输入功率因数与低输入电流谐波，而且可以得到较小的输出电压纹波及较快的输出电压调整率。
37.本实用新型实施例提供的快充充电器电路，通过采用pfc反激电路作为快充充电器电路的输入侧电路，采用降压电路与快充协议控制电路作为所述快充充电器电路的输出侧电路，并在pfc反激电路1中的整流桥bd1后面连接薄膜电容c1，不仅可以有效减小所述快
充充电器电路的整体体积及制造成本，而且还可以得到高输入功率因数与低输入电流谐波，以及较小的输出电压纹波。实现减少电网污染的情况下降低电网容量。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。