一种双电源usb供电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双电源USB供电装置，包括高能量密度蓄电池和USB充电接口，其特征在于，该装置还包括双电源供电驱动电路、USB电源切换控制电路和USB输出控制电路，其中，所述的双电源供电驱动电路由AC/DC稳压电路、电池充电电路、DC/DC降压稳压电路和DC/DC升压稳压电路组成；接入市电时，AC/DC稳压电路将交流市电转换为直流电压，通过DC/DC降压稳压电路为外接USB设备和蓄电池充电提供电源；断开市电后，外接USB设备则由USB电源切换控制电路切换成蓄电池供电；同时，由USB输出控制电路为整个供电装置提供过载保护。
【专利说明】—种双电源USB供电装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及供电及配电【技术领域】，具体涉及一种为移动设备供电的装置。
【背景技术】
[0002]随着掌上电子设备的普及，越来越多的掌上电子设备，特别是智能手机都采用USB接口为设备内置的电池充电。目前现有技术所提供的USB供电装置仅采用市电供电的方式，其结构虽然简单，但是在携带掌上电子设备外出时，一旦出现电量用尽的情况，想继续使用该设备则必须寻找交流电源通过USB供电装置为设备充电，因此使用非常不便；虽然市场亦有内置电池的应急充电装置，但此类装置结构过于复杂，而且此类装置皆不具有根据电子设备工作情况对供电输出进行控制从而减少能源消耗及保护电子产品的功能。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术之不足，本实用新型提供了一种结构简单，功能多样的USB供电装置，该装置采用双电源供电，并可在电子设备工作情况下对供电输出进行控制，使用极为方便。
[0004]本实用新型解决上述问题的技术方案如下:
[0005]一种双电源USB供电装置，包括高能量密度蓄电池和USB充电接口，其特征在于，该装置还包括双电源供电驱动电路、USB电源切换控制电路和USB输出控制电路，其中，
[0006]所述的双电源供电驱动电路由AC/DC稳压电路、电池充电电路、DC/DC降压稳压电路和DC/DC升压稳压电路组成，其中，AC/DC稳压电路的交流输入端与市电连接，直流输出端分别连接DC/DC降压稳压电路的输入端和USB电源切换控制电路的控制端；电池充电电路为带过流过压保护的充电管理电路，该电路的输出端跨接于蓄电池的正负极上；DC/DC降压稳压电路具有两路输出，一路经`USB输出控制电路连接至USB充电接口，另一路与电池充电电路的输入端连接；DC/DC升压稳压电路的输入端跨接于蓄电池的正负极上；
[0007]所述的USB电源切换控制电路为一无触点电子开关电路，其中，该电路的输入端与DC/DC升压稳压电路的输出端连接，输出端经USB输出控制电路连接至USB充电接口；
[0008]所述的USB输出控制电路由USB过载保护控制芯片及其外围的检测控制电路组成，其中，外围检测控制电路由依次与USB充电接口串联的采样电阻和电子开关组成，其中采样电阻所采集到USB充电接口的电压信号送至USB过载保护控制芯片的检测端，控制电子开关的导通和关断。
[0009]本实用新型所述的一种双电源USB供电装置的工作原理如下:
[0010]当市电接入时，该装置即通过AC/DC稳压电路将交流市电转换为直流电压，并通过DC/DC降压稳压电路经USB输出控制电路为外接USB设备提供电源；同时，将DC/DC降压稳压电路通过电池充电电路为蓄电池充电。此时，由于市电的输入，USB电源切换控制电路截止，蓄电池不再为外接USB设备提供电力；当市电断开后，如用户想继续使用该装置，则USB电源切换控制电路导通，由蓄电池经DC/DC升压稳压电路为外接USB设备提供电力；USB过载保护控制芯片用于检测USB充电接口的输出电流，当外接的USB设备过多或发生异常导致USB接口输出过载，USB过载保护控制芯片即控制电子开关关断，从而保护装置不因过载而损坏。
[0011]与现有技术相比，由于本实用新型采用了双供电方式驱动，满足了大多数场合的掌上设备的供电需要，并且该装置可根据USB设备的工作情况对供电输出进行控制从而保护装置不因过载而损坏，提高了设备的可靠性的同时，大大方便了各类用户的使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所述一种双电源USB供电装置的电路原理框图。
[0013]图2?图7为本实用新型所述双电源USB供电装置的一个具体实施例的电路原理图，其中，图2?图5依次为双电源供电驱动电路中的AC/DC稳压电路、电池充电电路、DC/DC降压稳压电路和DC/DC升压稳压电路；图6为USB电源切换控制电路；图7为USB输出控制电路。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本例为一个采用额定电压为3.7V的锂电池组和市电双电源为两个5V的USB外接设备供电的USB供电装置。该装置包括以双电源供电驱动电路、USB电源切换控制电路和USB输出控制电路，其中，双电源供电驱动电路由图2所述的AC/DC稳压电路、图3所示的电池充电电路、图4所示的DC/DC降压稳压电路和图5所示的DC/DC升压稳压电路组成。
[0015]参见图2，所述的AC/DC稳压电路为一能够输出+12V的型号为BRAW12-220S10的高度集成的AC/DC电源模块U8，其输入端与市电连接，+12V直流输出端分别连接第一 DC/DC降压稳压电路、第二 DC/DC降压稳压电路以及USB电源切换控制电路和LED电源切换控制电路的控制端。
[0016]参见图3，所述的电池充电电路为一型号为TP4055的电池充电控制芯片U5及其外围电路组成的锂电池充电管理电路，该电路的直流输入端与第一 DC/DC降压稳压电路的直流输出端连接，充电输出端连接至锂电池BTI的正负极。
[0017]参见图4，所述的DC/DC降压稳压电路为一型号为MP2307的DC/DC单片同步可调降压稳压芯片U6及其外围电路组成的BUCK型降压电路，其中，DC/DC降压稳压电路的输出电压为5V，DC/DC降压稳压电路的输出端连接至USB输出控制电路。
[0018]参见图5，所述的DC/DC升压稳压电路为一型号为FP6293的恒流模式DC/DC单片升压稳压芯片U7及其外围电路组成的BOOST型升压电路，其电压输入端与锂电池BTl连接，其电压输出端与USB电源切换控制电路的输入端连接。
[0019]参见图6，USB电源切换控制电路由PNP型功率三极管Q6，防倒灌二极管D2，以及外围分压电阻R12和R17组成，其中，功率三极管Q6的集电极连接至DC/DC降压稳压电路的5V直流电源输出端和USB输出控制电路的输入端，发射极与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极连接至DC/DC升压稳压电路的电压输出端；分压电阻R12为上分压臂，分压电阻R17为下分压臂，分压臂串联后跨接于+12V电源的输出端，分压点与功率三极管Q6的基极连接。当市电供电时，AC/DC电源模块U8输出+12V电压，使得PNP型功率三极管Q6截止，由市电通过AC/DC电源模块、DC/DC降压稳压电路和USB输出控制电路为外接USB设备供电，当市电断开后，PNP型功率三极管Q6导通，由锂电池BTl通过DC/DC升压稳压电路、USB输出控制电路为外接USB设备供电。
[0020]参见图7，USB输出控制电路由一型号为DWOl的USB过载保护控制芯片U2及其外围的检测控制电路组成，其中所述外围检测控制电路由依次与USB充电接口串联的采样电阻R6和电子开关组成。上述外围检测控制电路中，电子开关由一对源极与漏极反向串联的N沟道场效应管Ql和Q2以及分别反向并联Q1、Q2源极一漏极上的两只二极管D8、D9组成，由于N沟道场效应管Ql反向串联于USB供电回路中，因此在USB充电接口接入USB设备时，二极管D8和N沟道场效应管Q2导通，芯片U2的过流检测引脚CS经电阻R5检测电阻R6的端电压，当电阻R6的端电压过高时，即USB充电接口过载时，芯片U2控制N沟道场效应管Q2关断，从而起到过载保护的目的。
【权利要求】
1.一种双电源USB供电装置，包括高能量密度蓄电池和USB充电接口，其特征在于，该装置还包括双电源供电驱动电路、USB电源切换控制电路和USB输出控制电路，其中， 所述的双电源供电驱动电路由AC/DC稳压电路、电池充电电路、DC/DC降压稳压电路和DC/DC升压稳压电路组成，其中，AC/DC稳压电路的交流输入端与市电连接，直流输出端分别连接DC/DC降压稳压电路的输入端和USB电源切换控制电路的控制端；电池充电电路为带过流过压保护的充电管理电路，该电路的输出端跨接于蓄电池的正负极上；DC/DC降压稳压电路具有两路输出，一路经USB输出控制电路连接至USB充电接口，另一路与电池充电电路的输入端连接；DC/DC升压稳压电路的输入端跨接于蓄电池的正负极上； 所述的USB电源切换控制电路为一无触点电子开关电路，其中，该电路的输入端与DC/DC升压稳压电路的输出端连接，输出端经USB输出控制电路连接至USB充电接口 ； 所述的USB输出控制电路由USB过载保护控制芯片及其外围的检测控制电路组成，其中，外围检测控制电路由依次与USB充电接口串联的采样电阻和电子开关组成，其中采样电阻所采集到USB充电接口的电压信号送至USB过载保护控制芯片的检测端，控制电子开关的导通和关断。
【文档编号】H02J9/06GK203522254SQ201320617091
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】陈耀华, 古鹏, 王远凡, 谢冬青 申请人:广州大学