USB充电电路及USB充电插座的制作方法

本实用新型涉及电子电路的技术领域，特别是涉及一种USB充电电路及 USB充电插座。

背景技术：

随着科学技术及社会经济的发展，科技的进步正影响着社会的经济并改变着人们的生活方式。目前，手机、平板电脑等电子设备已大规模普及，由于这类电子设备的电池使用效率低，充电时间过长，充电条件要求高，现有的手机充电电源都是标配的可移动，不通用或容易丢失；充电时一般使用带USB插头的充电器插在充电插座上进行充电，在具体应用中，需要对手机等电子设备配备相应的充电器，耗费了大量资源，不利于环保。

同时，现有的手机充电电源都是单口小电流的，无法满足一部以上的手机充电；在充电过程中还需要插在其它220V的插板上，才能进行充电，这样的连接方式有使终端客户直接接触到220V的可能；且现有的手机标配电源无安全认证要求，无法保证给用户一个安全可靠的手机充电环境，由于市面上销售的充电器良莠不齐，在使用廉价充电器对电子设备充电过程中无法避免的造成其对电子设备的损害，减少电子设备的使用寿命，给使用者带来不必要的损失。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何提高充电效率、如何提高安全性能的技术问题，提供一种USB充电电路及USB充电插座。

一技术方案是：一种USB充电电路，包括用于将市电转为直流电的整流电路、用于对所述直流电进行滤波的滤波电路、用于对滤波后的直流电进行变压的变压电路、用于提供USB接口的USB接口电路、用于调整所述USB接口电路的输出电流的控制电路；所述整流电路的输入端用于与市电连接，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，所述变压电路设置于所述滤波电路的输出端及所述USB接口电路的输入端之间，所述控制电路的控制端与所述变压电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述整流电路包括火线接入端L、零线接入端N及整流器BD1，火线接入端L和零线接入端N接入整流器BD1的输入端，整流器 BD1的输出端与所述滤波电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述滤波电路包括电容C1、电容C2、线圈L1、线圈L2，电容C1的两端接入整流器BD1的输出端；线圈L1的一端与电容C1的一端连接，线圈L1的另一端与电容C2的一端连接后与所述变压电路的输入端连接；线圈L2的一端与电容C1的另一端连接，线圈L2的另一端与电容C2的另一端连接后接地。

在其中一个实施例中，所述USB充电电路还包括电容CY1；所述变压电路包括变压器，所述变压器具有第一初级线圈、第二初级线圈及次级线圈；所述第一初级线圈的一端与所述滤波电路连接并通过电容CY1接大地极，所述第一初级线圈的一端与所述控制电路连接；所述第二初级线圈的一端与所述控制电路连接，另一端接地；所述次级线圈的一端与所述USB接口电路的输入端连接，所述次级线圈的另一端接大地极。

在其中一个实施例中，所述USB接口电路包括过载保护电路、稳压电路及两个并联的USB接口，所述过载保护电路的输入端与所述变压电路的输出端连接，所述稳压电路的一端与所述过载保护电路的输出端连接并连接5V的直流电，另一端接大地极，每一所述USB接口的一端与所述稳压电路的一端连接并用于连接5V的直流电，另一端接大地极。

在其中一个实施例中，所述过载保护电路包括二极管D4、二极管D5、电容 C5及电阻R9，电容C5及电阻R9串联后连接在所述变压电路的输出端与所述稳压电路之间，二极管D4及二极管D5分别连接在所述变压电路的输出端与所述稳压电路之间。

在其中一个实施例中，所述稳压电路包括电容C6、电容C7及电阻R8，电容C6、电容C7及电阻R8并联设置在所述变压电路的输出端与大地极之间。

在其中一个实施例中，所述控制电路包括芯片U1、电容C3、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、电阻R7、电阻R2、电容C4、二极管D2、电阻R11、电阻R10；所述芯片U1为OB2530芯片，所述芯片U1 的VDD端通过电容C3接地，通过电阻R1、电阻R11、电阻R10与所述滤波电路的输出端连接；二极管D2的阴极与电阻R1连接，阳极与所述变压电路的输入端连接；所述芯片U1的NC端悬空；所述芯片U1的FB端通过电阻R4接地，通过电阻R3与所述变压电路的输入端连接；所述芯片U1的CS端分别通过电阻R5和电阻R6接地；所述芯片DRAN端通过二极管D1、电阻R7、电阻R2 与所述滤波电路的输出端连接；电容C4与电阻R2并联；所述芯片GND端接地。

另一个技术方案是：一种USB充电插座，包括插座本体，所述USB充电插座还包括用于输出直流电的两个USB插口及上述的USB充电电路；所述USB 充电电路设置于所述插座本体内部，两个所述USB插口设置于所述插座本体上，所述USB插口的正极连接所述USB接口的正极，所述USB插口的负极连接所述USB接口的负极。

在其中一个实施例中，所述USB充电插座还包括用于输出市电的二三插插口；所述二三插插口设置于所述插座本体上，所述二三插插口与市电连接。

上述USB充电电路，整流电路的输入端与市电连接将市电转为直流电，滤波电路的输入端与整流电路的输出端连接对直流电进行滤波，滤波后的直流电在变压电路的变压下转换成稳定的低压直流电，控制电路的控制端与变压电路的输入端连接，根据USB接口的负载大小进行分配充电电流的大小，提供可靠、持续稳定的大电流且充电效率高，可直接供手机等电子设备充电。

上述USB充电插座，交流市电通过该USB充电插座可转换成稳定的低压直流电，从而提供可靠、持续稳定的大电流且充电效率高，可直接供手机等电子设备充电。

附图说明

图1为一个实施例中USB充电电路的电路结构示意图；

图2为一个实施例中USB充电插座的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，其为一个实施例中USB充电电路的电路结构示意图，一种USB 充电电路，包括用于将市电转为直流电的整流电路110、用于对所述直流电进行滤波的滤波电路120、用于对滤波后的直流电进行变压的变压电路130、用于提供USB接口的USB接口电路140、用于调整所述USB接口电路140的输出电流的控制电路150；所述整流电路110的输入端与市电连接，所述滤波电路120 的输入端与所述整流电路110的输出端连接，所述变压电路130设置于所述滤波电路120的输出端及所述USB接口电路140的输入端之间，所述控制电路150 的控制端与所述变压电路130的输入端连接。

上述USB充电电路，整流电路110的输入端与市电连接将市电转为直流电，滤波电路120的输入端与整流电路110的输出端连接对直流电进行滤波，滤波后的直流电在变压电路130的变压下转换成稳定的低压直流电，控制电路150 的控制端与变压电路130的输入端连接，根据USB接口的负载大小进行分配充电电流的大小，提供可靠、持续稳定的大电流且充电效率高，可直接供手机等电子设备充电。

为使交流的市电转变成可供手机等电子设备充电的直流电，在其中一个实施例中，所述整流电路110包括火线接入端L、零线接入端N及整流器BD1，火线接入端L和零线接入端N接入整流器BD1的输入端，整流器BD1的输出端与所述滤波电路的输入端连接。本实施例中，整流器BD1与火线接入端L之间还设置有熔断器RF1，以提高电路的安全性能。

为过滤整流后直流电的高频分量，在其中一个实施例中，所述滤波电路120 包括电容C1、电容C2、线圈L1、线圈L2，电容C1的两端接入整流器BD1的输出端；线圈L1的一端与电容C1的一端连接，线圈L1的另一端与电容C2的一端连接后与所述变压电路130的输入端连接。线圈L2的一端与电容C1的另一端连接，例如，线圈L2的另一端与电容C2的另一端连接后接地。

为使较高市电电压转变成可供手机等电子设备充电的低电压，在其中一个实施例中，所述USB充电电路还包括电容CY1；所述变压电路130包括变压器 T1，所述变压器具有第一初级线圈L3、第二初级线圈L4及次级线圈L5；所述第一初级线圈的一端与所述滤波电路120连接并通过电容CY1接大地极，所述第一初级线圈的一端与所述控制电路150连接；所述第二初级线圈的一端与所述控制电路150连接，另一端接地；所述次级线圈的一端与所述USB接口电路 140的输入端连接，所述次级线圈的另一端接大地极。例如，线圈L1的另一端与电容C2的一端连接后与第一初级线圈L3的一端连接，所述第一初级线圈的另一端与芯片U1的DRAN端连接；所述第二初级线圈的一端分别通过D2和 R1与芯片U1的VDD端连接及通过R3与芯片U1的FB端连接。

为使被充电设备出现异常时保护本实施例的USB充电电路，在其中一个实施例中，所述USB接口电路140包括过载保护电路、稳压电路及两个并联的USB 接口，所述过载保护电路的输入端与所述变压电路130的输出端连接，所述稳压电路的一端与所述过载保护电路的输出端连接并用于连接5V的直流电，另一端接大地极，每一所述USB接口的一端与所述稳压电路的一端连接并用于连接 5V的直流电，另一端接大地极。在其中一个实施例中，所述过载保护电路包括二极管D4、二极管D5、电容C5及电阻R9，电容C5及电阻R9串联后接在所述变压电路130的输出端与所述稳压电路之间，二极管D4及二极管D5分别接在所述变压电路130的输出端与所述稳压电路之间。在其中一个实施例中，所述稳压电路包括电容C6、电容C7及电阻R8，电容C6、电容C7及电阻R8并联设置在所述变压电路130的输出端与大地极之间。如此，通过在产品内部设有过压、过载(短路)、过流保护功能，当被充电设备出现异常的情况下产品本身不受影响，当产品外部异常情况解除后，产品可恢复正常状态。

为在其中一个实施例中，所述控制电路150包括芯片U1、电容C3、电阻 R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、电阻R7、电阻R2、电容C4、二极管D2、电阻R11、电阻R10；例如，所述芯片U1为OB2530芯片，也就是说，所述芯片U1采用OB2530型号，所述芯片U1的VDD端通过电容C3接地，通过电阻R1、电阻R11、电阻R10与所述滤波电路的输出端连接；二极管D2的阴极与电阻R1连接，阳极与所述变压电路130的输入端连接；所述芯片U1的NC端悬空；所述芯片U1的FB端通过电阻R4接地，通过电阻 R3与所述变压电路130的输入端连接；所述芯片U1的CS端分别通过电阻R5 和电阻R6接地；所述芯片DRAN端通过二极管D1、电阻R7、电阻R2与所述滤波电路的输出端连接；电容C4与电阻R2并联；所述芯片GND端接地。

如此，产品采用进口专用电源管理微芯片逻辑处理设计，并与普通的二三插进行了完美结合，实用而功能强大。输入采用普通220VAC市电接入，安装和普通的二三插一样方便，不需要另外接线。产品内部设有过压、过载(短路)、过流保护功能，当被充电设备出现异常的情况下产品本身不受影响，当产品外部异常情况解除后，产品可恢复正常状态。强电部分的输出采用二三插，能为普通电器提供220VAC的电源；USB口的输出采用双口并联设计，能为带USB 接口的终端产品提供可靠、持续稳定的大电流(2400mA)5VDC电源；两个口的电流可根据每个口的负载大小不同进行自动分配充电电流的大小。该产品符合 EMI/EMS及安全标准认证要求，抗干扰能力强、能为用户提供安全可靠的USB 电器充电环境。

请参阅图2，其为一个实施例中USB充电插座的结构示意图，一种USB充电插座20包括插座本体200，所述USB充电插座还包括用于输出直流电的两个 USB插口210及上述的USB充电电路；所述USB充电电路设置于所述插座本体200内部，两个所述USB插口210设置于所述插座本体200上，所述USB 插口210的正极连接所述USB接口的正极，所述USB插口的负极连接所述USB 接口的负极。

在其中一个实施例中，所述USB充电插座还包括用于输出市电的二三插插口220；所述二三插插口220设置于所述插座本体200上，所述二三插插口220 与市电连接。产品表面的二三插与USB插座的搭配协调，紧凑，美观时尚。本产品将五孔二三插座与双通道USB充电插座组合，可为普通电器和带USB接口的电器供电；并可同时给两部手机充电。

上述USB充电插座20，交流市电通过该USB充电插座可转换成稳定的低压直流电，从而提供可靠、持续稳定的大电流且充电效率高，可直接供手机等电子设备充电。两USB口的输出采用双口并联设计，能为带USB接口的终端产品提供可靠、持续稳定的大电流(2400mA)5VDC电源；两个口的电流可根据每个口的负载大小不同进行自动分配充电电流的大小。该产品符合EMI/EMS及安全标准认证要求，抗干扰能力强、能为用户提供安全可靠的USB电器充电环境。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。