一种电池类设备的充电端口供电控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及带usb充电功能的电池类电子产品技术领域，尤其涉及一种电池类设备的充电端口供电控制电路。


背景技术：

2.电池类电子产品开机时，其usb端口可以给外置电子设备充电。外置电子设备在充电状态下，当电池类电子产品关机时，电池类电子产品关闭电源，其usb端口不对外供电，导致无法给外置电子设备继续充电，影响外置电子设备电池的续航能力。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池类设备的充电端口供电控制电路，通过运放检测外置电子设备的充电电流/电压，解决了电池类设备关机后停止对外置电子设备充电的问题。
4.本实用新型提供一种电池类设备的充电端口供电控制电路，包括dc-dc电源模块、开关电路、电流采样检测电路、比较放大电路、高低电平控制电路、分压电路，所述dc-dc电源模块与电池类设备的电池、充电端口的供电引脚连接，所述开关电路接在所述dc-dc电源模块的输入引脚和使能引脚之间，所述高低电平控制电路接在所述dc-dc电源模块的使能引脚和充电端口的供电引脚之间，所述分压电路接在所述电池类设备的电池和充电端口的供电引脚之间，所述dc-dc电源模块与所述充电端口的供电引脚连接，所述高低电平控制电路与所述比较放大电路连接，所述比较放大电路与所述电流采样检测电路连接，所述电流采样检测电路与所述充电端口的状态检测引脚。
5.进一步地，所述电流采样检测电路包括采样电阻，所述采样电阻与所述充电端口的状态检测引脚、所述比较放大电路连接。
6.进一步地，所述比较放大电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容，所述第一电阻与所述运算放大器的正输入端连接，所述第二电阻与所述运算放大器的负输入端连接，所述第三电阻接在所述运算放大器的输出端与负输入端之间，所述运算放大器的输出端与所述第四电阻连接，所述第四电阻与所述高低电平控制电路连接，所述采样电阻接在所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第五电阻的一端、所述第一电容的一端均接在所述第四电阻和所述高低电平控制电路之间，所述第五电阻的另一端、所述第一电容的另一端均接地。
7.进一步地，所述高低电平控制电路包括第一三极管、第六电阻、第七电阻、第二三极管、第八电阻、第二电容，所述第四电阻与所述第一三极管的基极连接,所述第一三极管的发射极接地,所述第六电阻的一端与所述充电端口的供电引脚连接,所述第六电阻的另一端与所述第一三极管的集电极、所述第七电阻的一端、所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端、所述第二三极管的基极连接，所述第八电阻的另一端接地，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的
集电极与所述分压电路、所述dc-dc电源模块的使能引脚连接。
8.进一步地，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻串联，所述第一分压电阻与所述充电端口的供电引脚连接，所述第二分压电阻与电池类设备的电池连接，所述第二三极管的集电极接在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间。
9.进一步地，所述开关电路包括开关，所述开关接在所述dc-dc电源模块的输入引脚和使能引脚之间。
10.进一步地，还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容，所述第一滤波电容与所述第二滤波电容的并联电路一端接在所述电池类设备的电池和所述dc-dc电源模块的输入引脚之间，所述并联电路另一端与所述第三滤波电容的一端、所述第二分压电阻及地连接，所述第三滤波电容的另一端与所述dc-dc电源模块的使能引脚连接。
11.进一步地，还包括自启电路，所述自启电路包括自启电容，所述自启电容接在所述dc-dc电源模块的自升压引脚和电感连接反馈输入引脚之间。
12.进一步地，还包括rc吸收电路，所述rc吸收电路包括第九电阻和第三电容，所述第九电阻与所述第三电容串联，所述第三电容接地，所述第九电阻与所述dc-dc电源模块的电感连接反馈输入引脚连接。
13.进一步地，还包括lc滤波电路，所述lc滤波电路包括滤波电容和滤波电感，所述滤波电容与所述滤波电感连接，所述滤波电容与所述dc-dc电源模块的电感连接反馈输入引脚连接，所述充电端口的供电引脚接在所述滤波电容与所述滤波电感之间，所述滤波电容接地；
14.还包括反馈电路，所述反馈电路包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、第三反馈电阻，所述第一反馈电阻、所述第二反馈电阻、所述第三反馈电阻依次串联，所述第一反馈电阻接在所述滤波电感和所述滤波电容之间，所述第三反馈电阻接地，所述dc-dc电源模块的电压反馈输入端接在所述第一反馈电阻与所述第二反馈电阻之间。
15.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型提供一种电池类设备的充电端口供电控制电路，增加电流采样检测电路检测外置电子设备充电电流(电压),再通过比较放大电路输出电压控制三极管的导通和截止，进而控制usb端口供电电压。外置电子设备在充电状态下，当电池类电子产品关机时，电池类电子产品的usb端口继续对外充电，并在外置电子设备充满电时，电池类电子产品自动关机，实现外置电子设备的电池对外零功耗，延长电池的续航时间。
17.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1为本实用新型的一种电池类设备的充电端口供电控制电路原理图；
20.图2为本实用新型实施例的一种电池类设备的充电端口供电控制电路图。
具体实施方式
21.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
22.一种电池类设备的充电端口供电控制电路，实现给安卓手机、笔记本电脑等外置电子设备内部电池充电。如图1、图2所示，包括dc-dc电源模块u1、开关电路、电流采样检测电路、比较放大电路、高低电平控制电路、分压电路，dc-dc电源模块与电池类设备的电池bat+、充电端口的供电引脚vbus连接，本实施例中充电端口为usb-a插头。开关电路接在dc-dc电源模块的输入引脚in和使能引脚en之间，高低电平控制电路接在dc-dc电源模块的使能引脚和充电端口的供电引脚之间，分压电路接在电池类设备的电池和充电端口的供电引脚之间，dc-dc电源模块与充电端口的供电引脚连接，高低电平控制电路与比较放大电路连接，比较放大电路与电流采样检测电路连接，电流采样检测电路与充电端口的状态检测引脚。
23.充电端口接入电流采样检测电路，电流采样检测电路将检测到的电压输入到比较放大电路作电压比较放大，再通过比较放大电路输出电压去控制高低电平控制电路，高低电平控制电路产生的高低电平控制dc-dc电源模块的使能引脚en，当使能引脚en是高电平时，usb端口对外置电子设备充电，当使能引脚en是低电平时，usb端口不对外置电子设备充电，并自动关机，实现电子产品电池对外零功耗,延长电池的续航时间。
24.如图2所示，开关电路包括开关sw1，开关接在dc-dc电源模块的输入引脚和使能引脚之间。
25.电流采样检测电路包括采样电阻r6，采样电阻与充电端口的状态检测引脚id、比较放大电路连接。
26.比较放大电路包括运算放大器u2-a、第一电阻r4、第二电阻r5、第三电阻r3、第四电阻r2、第五电阻r1、第一电容c1，第一电阻与运算放大器的正输入端连接，第二电阻与运算放大器的负输入端连接，第三电阻接在运算放大器的输出端与负输入端之间，运算放大器的输出端与第四电阻连接，第四电阻与高低电平控制电路连接，采样电阻接在第一电阻和第二电阻之间，第五电阻的一端、第一电容的一端均接在第四电阻和高低电平控制电路之间，第五电阻的另一端、第一电容的另一端均接地。
27.高低电平控制电路包括第一三极管q1、第六电阻r7、第七电阻r14、第二三极管q2、第八电阻r17、第二电容c2，第四电阻与第一三极管的基极连接,第一三极管的发射极接地,第六电阻的一端与充电端口的供电引脚连接,第六电阻的另一端与第一三极管的集电极、第七电阻的一端、第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地，第七电阻的另一端与第八电阻的一端、第二三极管的基极连接，第八电阻的另一端接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与分压电路、dc-dc电源模块的使能引脚连接。
28.分压电路包括第一分压电阻r8和第二分压电阻r16，第一分压电阻与第二分压电阻串联，第一分压电阻与充电端口的供电引脚连接，第二分压电阻与电池类设备的电池连
接，第二三极管的集电极接在第一分压电阻与第二分压电阻之间。
29.在一实施例中，还包括滤波电路，滤波电路包括第一滤波电容c8、第二滤波电容c5、第三滤波电容c4，第一滤波电容与第二滤波电容的并联电路一端接在电池类设备的电池和dc-dc电源模块的输入引脚之间，并联电路另一端与第三滤波电容的一端、第二分压电阻及地连接，第三滤波电容的另一端与dc-dc电源模块的使能引脚连接。
30.还包括自启电路，自启电路包括自启电容c7，自启电容接在dc-dc电源模块的自升压引脚bs和电感连接反馈输入引脚lx之间。
31.还包括rc吸收电路，rc吸收电路包括第九电阻r13和第三电容c6，第九电阻与第三电容串联，第三电容接地，第九电阻与dc-dc电源模块的电感连接反馈输入引脚fb连接。
32.还包括lc滤波电路，lc滤波电路包括滤波电容l1和滤波电感c9，滤波电容与滤波电感连接，滤波电容与dc-dc电源模块的电感连接反馈输入引脚连接，充电端口的供电引脚接在滤波电容与滤波电感之间，滤波电容接地；
33.还包括反馈电路，反馈电路包括第一反馈电阻r9、第二反馈电阻r10、第三反馈电阻r11，第一反馈电阻、第二反馈电阻、第三反馈电阻依次串联，第一反馈电阻接在滤波电感和滤波电容之间，第三反馈电阻接地，dc-dc电源模块的电压反馈输入端接在第一反馈电阻与第二反馈电阻之间。
34.当按下开关电路的on/off，sw1开关瞬间,电池电压加到u1的en脚，u1有5v电压输出，然后再从5v经过r8反馈到u1的en脚，同时5v电压经过r7加到c2/220uf，c2上电瞬间相当于短路，q2不导通，u1正常工作，输出5v电压给usb插座的vbus供电脚，此时usb插座有负载充电,电流从vbus脚流向id脚，再从id脚流出来，当80ma的电流流过采样0.039r电阻r6时，在r6两端产生的电压差为：u＝ir＝0.039
×
80＝3.12mv,此电压差分别送到运放u2-a的1脚和3脚，经过运放内部放大221倍(正向放大：g＝1+rf/r＝1+220/1)后，输出0.69v电压，也就是说将80ma电流转成了0.69v的电压,经过r1和r2分压后，电压＝0.69v
×
(r1/r1+r2)＝0.69v
×
(12/0.68+12)＝0.65v。r1,r2的阻值要满足三极管导通正向偏置等于0.7v的条件。r4输入电阻阻值要满足vout不能小于0.7v，以保证后级三极管能正常导通,r5电阻阻值要和r4一样，以减小误差和飘移。此电压加到三极管q1基极，q1导通，q2基极低电平截止。此时5v电压通过r8加到u1的en脚,u1输出5v电压给usb端口供电。反之，当流过r6的电流小于50ma左右时，r6两端电压差为：u＝ir＝0.039
×
50＝1.95mv,此电压经过运放内部放大221倍(正向放大：g＝1+rf/r＝1+220/1)后，输出0.43v电压，此电压经过r1和r2分压后电压＝0.43v
×
(12/0.68+12)＝0.4v,加到三极管q1的基极，q1截止,此时5v电压通过r7加到q2的基极，q2导通，集电极与发射极导通接地，u1的en脚电压被拉低到地，u1停止工作，没有5v电压输出到usb端口，不给外置电子设备充电。
35.本实施例中，将采样电流大于80m左右定为充电门槛，符合大部分外置电子设备开始充电最小电流至少有80ma-150ma范围。将采样电流小于80ma接近50ma趋向0ma，默认外置电子设备是在充满电状态，准确自动关机。
36.本实用新型通过电流采样检测电路将电流信号转化成电压信号，再通过比较放大电路后输出电压控制三极管的导通和截止，再通过三极管导通接地是低电平，截止后接有上拉偏置是高电平的原理去控制dc-dc电源模块u1的使能引脚en的电平来实现usb端口供电的关断，进而实现外置电子设备在充电过程中电池类设备不关机，外置电子设备充满电
后电池类设备自动关机的功能，实现了外置电子设备对外零功耗，延长电池的续航时间。
37.以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。