一种USB充电器过充保护电路的制作方法

一种usb充电器过充保护电路
技术领域
1.本实用新型涉及电源充电保护技术领域，具体是一种usb充电器过充保护电路。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，人们对于电的需求量逐渐增加，无时无刻不在用电，电池能够很好的存储电能延长用电器的使用时长，为了提高电池的寿命和实用效率，一个可靠的充电器是有必要的，目前市面上的usb充电器大部分在给用电器完成充电后仍然保持着过电或者缓慢充电状态，用户如果未及时拔除充电器则很可能对用电器电池造成损坏，甚至发生爆炸，除此之外，部分采用开关电源形式进行充电的电路中，都采用隔离器的方式进行检测控制，增加了充电器的体积，并且充电器没有体积小且方便的显示器对电量进行显示。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种usb充电器过充保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本实用新型实施例的第一方面，提供一种usb充电器过充保护电路，该usb充电器过充保护电路包括：usb输入端口，usb输出端口，充电模块，采样模块，控制模块，显示模块；
5.所述usb输入端口，用于接入电源；
6.所述usb输出端口，用于与usb数据线连接；
7.所述充电模块，用于对所述usb输入端口接入的电源进行降压、整流、滤波和保护处理；
8.所述采样模块，用于对所述充电模块输出电流进行采样并输出采样信号；
9.所述控制模块，用于接收所述采样模块输出的采样信号，用于控制充电模块进行智能充电和充电保护和输出高精度稳压；
10.所述显示模块，用于显示所述usb输出端口输出的电流值。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型usb充电器过充保护电路采用开关电源的方式控制，不仅可以做到过充保护还能输出高精度的稳定电压，输出稳压延长用电器电池的使用寿命，提高电路的安全性可靠性，并且不采用隔离控制的方式，大大缩小了电路的体积，该充电器还设有体积小的显示功能，方便通过充电器得知用电器的电量。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型实例提供的usb充电器过充保护电路的原理方框示意图。
14.图2为本实用新型实例提供的usb充电器充电和过充保护电路电路图。
15.图3为本实用新型实例提供的电量显示模块电路图。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
17.参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种usb充电器过充保护电路，该usb(universal serial bus，通用串行总线)充电器过充保护电路包括：usb输入端口1，usb输出端口2，充电模块3，采样模块4，控制模块5，显示模块6；
18.具体地，usb输入端口1，用于接入电源；所述usb输入端口1的输出端连接充电模块3的输入端；
19.usb输出端口2，用于与usb数据线连接；所述usb输出端口2的输入端连接充电模块3的输出端；
20.充电模块3，用于对所述usb输入端口1接入的电源进行降压、整流、滤波和保护处理；所述充电模块3的控制端连接控制模块5的控制端；
21.采样模块4，用于对所述充电模块3输出电流进行采样并输出采样信号；所述采样模块4的第一端连接充电模块3的输出端；采样模块4的第二端连接控制模块5的信号接收端；
22.控制模块5，用于接收所述采样模块4输出的采样信号，用于控制充电模块3进行智能充电和充电保护和输出高精度稳压；
23.显示模块6，用于显示所述usb输出端口2输出的电流值；所述显示模块6连接usb输出端口2的输入端。
24.进一步地，所述充电模块3包括整流滤波保护单元301、降压单元302和电压处理单元303；
25.具体地，整流滤波保护单元301，用于将所述usb输入端口1输入的交流电整变为平滑的直流电；
26.降压单元302，用于所述整流滤波保护单元301输出的直流电，用于控制电路进行充放电；
27.电压处理单元303，用于进一步对所述降压单元302输出的电压进行整流滤波保护处理；
28.该整流滤波保护单元301的第一端连接所述usb输入端口1，整流滤波保护单元301的第二端通过降压单元302连接电压处理单元303的第一端，电压处理单元303的第二端连接所述usb输出端口2。
29.进一步地，所述采样模块4包括第六电阻r6、第七电阻r7和第二辅助变压器w1w3；
30.具体地，第六电阻r6的第一端连接第一辅助变压器w1w2的第二端，第六电阻r6的第二端连接第七电阻r7的第一端，第七电阻r7的第二端接地。
31.进一步地，所述控制模块5包括第一控制器u1、第六电容r6、第五电阻r5、第七电容r7、和第一辅助变压器w1w2；
32.具体地，第一控制器u1的第二端连接第五电阻r5的第一端和第六电容r6的第一端，第一控制器u1的第四端连接第六电容r6的第二端、第七电阻r7的第一端和地端，第五电阻r5的第二端连接第一辅助变压器w1w2的第一端和第七电容r7的第二端，第一控制器u1的第三端连接第六电阻r6的第二端。
33.进一步地，所述整流滤波保护单元301包括熔断器f1、压敏电阻mov、整流器t、滤波电容c1和c2、第一电阻r1、第三电容c3、第二电阻r2和第一二极管d1；
34.具体地，熔断器f1的第一端连接所述usb输入端口1，熔断器f1的第二端连接整流器t的输入端，压敏电阻mov与整流器t的输入端并联，整流器t的输出端连接滤波电容c1和c2，滤波电容c1和c2的另一端连接第一电阻r1的第一端和第三电容c3的第一端，第三电容c3的第二端连接第一电阻r1的第二端并通过第二电阻r2连接第一二极管的阴极，第三热二极管的阳极连接第一控制器u1的第一端。
35.进一步地，所述降压单元302包括变压器w1；
36.具体地，变压器w1初级绕组的第一端连接第三电容c3的第一端，变压器w1刺激绕组的第二端连接第一控制器u1的第一端。
37.进一步地，所述电压处理单元303包括第二二极管d2、第三二极管d3、第四电容c4、第三电阻r3、第五电容c5、第四电阻r4和第四二极管d4；
38.具体地，第四电容c4连接变压器w1的次级绕组第一端和第二二极管d2的阳极，变压器w1的次级绕组第二端通过第三二极管d3的阴极接地、第五电容c5、第四二极管d4和所述usb输入端口1的第一端，第四电容c4的另一端通过第三电阻r3连接第二二极管d2的阴极、第五电容c5的第二端、第四电阻r4和usb输出端口2的第二端，第四电阻r4的第二端连接第四二极管d4的阴极。
39.在具体实施例中，上述整流滤波保护模块中，除了采用滤波电容c1和c2进行滤波外，还可以采用π型滤波器或者rc滤波电路；上述第一电阻r1、第三电容c3、第二电阻r2和第一二极管d1组成rcd箝位电路，用于限制漏感引起的漏极电压尖峰；上述第一控制选用lnk613开关电源芯片，用于控制电路进行直流间的转换和保护充电模块3，通过可选偏置电源实现供电；上述第二电阻r2、第三二极管d3和第五电容c5对输出电压进一步整流滤波处理；上述第四变压器w1的第二端悬空；上述采样模块4通过第六电阻r6和第七电阻r7进行分压式电采样；上述第四电阻r4和第四二极管d4组成一个假负载，用于电路空载时，输出电压处于安全范围内，且第四二极管d4选用齐纳二极管；上述第四电容c4和第三电阻r3用于抑制输入的瞬间电压尖峰。
40.实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图3，在本实用新型所述的usb充电器过充保护电路的一个具体实施例中，所述显示模块6包括第五二极管d5、第八电容c8、电位器rp1、第九电容c9、第九电阻r9、第十电阻r10、显示器u2和五个led(light emitting diode，发光二极管)管；
41.所述第五二极管d5的阳极连接所述usb输出端口2的正极，第五二极管d5的阴极连接第八电容c8的第一端、电位器rp1的第一端、显示器u2的第三端和五个led管的阳极，第八电容c8的第二端连接所述usb输出端口2的负极、电位器rp1的第二端、第九电容c9、显示器
u2的第二端、第九电阻r9、第十电阻r10和显示器u2的第八端，显示器u2的第五端连接第九电容c9的另一端和电位器rp1的滑片端，显示器u2的第四端连接第九电阻r9的另一端，显示器u2的第六和第七端连接第十电阻r10的另一端，显示器u2的控制器分别依次连接五个led管的阴极。
42.在具体实施例中，上述显示器u2的控制器分别依次连接五个led管的阴极里，通过显示器u2的第一端、第十七端、第十五端、第十三端和第十一端分别连接led管的阴极，五个led分别代表20％、40％、60％、80％和100％数值的电量；上述显示器u2选用lm3914显示驱动集成芯片。
43.在本实用新型实施例中，usb充电器通过usb输入端口1接电源进行供电，利用整流滤波模块输出平滑的直流电，对差模传导emi噪声进行衰减，并通过变压器w1进行降压处理，变压器w1可通过控制模块5进行控制，进而控制变压器w1的闭断控制电源的输出，采样模块4对充电模块3输出的电压进行检测，并输出采样信号传输给控制模块5，当检测输出电压变小后，控制模块5控制第一控制器u1内部的开关频率降低输出电压，从而对用电器做到过充保护功能，当正常为用电器供电时，第一控制器u1内部的开关频率随采样信号而改变，从而做到恒流输出，延长用电器电池的使用寿命，其中，第六电容r6决定电缆压降补偿数量，usb输出接口连接的用电器电量可通过显示模块6进行电量百分百显示，通过调节电位器rp1的值可调节显示器u2所需的灵敏度。
44.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。