一种多口快充装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种多口快充装置。


背景技术：

2.随着快充技术的普及，以及用户手中智能设备数量的增多，多口快充充电器已经成为了时下热门的充电配件。多口快充之所以受到消费者的青睐，是因为只需要一个充电器便可以同时为多个智能设备充电，为消费者带来了极大的便利。
3.目前，多口快充充电器常见的结构有同插降5v、独立dcdc（直流转直流）模块同时多口快充等。如果采用同插降5v，则用户体验变差；如果采用dcdc模块，则存在二次转换效率问题，充电器发热严重且体积变大。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种多口快充装置，无需dcdc模块即可实现多口同时快充且充电效率高。本实用新型的具体技术方案如下：
5.一种多口快充装置，所述多口快充装置包括交直流转换控制器、变压器、充电控制模块、若干开关和若干充电接口；其中，交直流转换控制器与变压器连接，用于将交流电转换成直流电并输送给变压器；变压器包括若干次级线圈，每个次级线圈分别跟每个充电接口连接且每个次级线圈和每个充电接口之间通过一个开关连接，其中，每个次级线圈都可以产生一个理论输出电压；充电控制模块分别跟交直流转换控制器、若干开关和若干充电接口连接，基于接入充电接口的充电设备的申请电压以及每个次级线圈的理论输出电压，充电控制模块导通相应的开关，使得次级线圈给充电接口输出相应的充电电压。
6.进一步地，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述充电接口包括第一充电接口和第二充电接口，所述开关包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；其中，第一次级线圈跟第二次级线圈串联后接地；第一次级线圈通过第一开关跟第一充电接口连接，通过第三开关跟第二充电接口连接；第二次级线圈通过第二开关跟第一充电接口连接，通过第四开关跟第二充电接口连接。
7.进一步地，所述第一充电接口包括电压输入引脚和通信引脚；其中，电压输入引脚通过第一开关跟第一次级线圈的电压输出引脚连接，还通过第二开关跟第二次级线圈的电压输出引脚连接，用于接收第一次级线圈或第二次级线圈的输出电压；通信引脚跟充电控制模块的第一通信引脚连接，用于传输接入第一充电接口的充电设备的申请电压。
8.进一步地，所述第一开关和所述第二开关是nmos管；其中，第一开关的源极跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第一充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第一控制引脚连接；第二开关的源极跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第一充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第二控制引脚连接。
9.进一步地，所述第二充电接口包括电压输入引脚和通信引脚；其中，电压输入引脚通过第三开关跟第一次级线圈的电压输出引脚连接，还通过第四开关跟第二次级线圈的电
压输出引脚连接，用于接收第一次级线圈或第二次级线圈的输出电压；通信引脚跟充电控制模块的第二通信引脚连接，用于传输接入第二充电接口的充电设备的申请电压。
10.进一步地，所述第三开关和所述第四开关是nmos管；其中，第三开关的源极跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第二充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第三控制引脚连接；第四开关的源极跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第二充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第四控制引脚连接。
11.进一步地，所述变压器包括初级线圈；其中，初级线圈和第一次级线圈的匝数比决定了第一次级线圈的理论输出电压，初级线圈和第二次级线圈的匝数比决定了第二次级线圈的理论输出电压。
12.进一步地，所述多口快充装置包括滤波电容，用于稳压；所述滤波电容包括第一滤波电容和第二滤波电容，其中，第一滤波电容的一端跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、另一端接地，第二滤波电容的一端跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、另一端接地。
13.进一步地，所述多口快充装置包括光电耦合器，光电耦合器的一端跟充电控制模块的光耦控制引脚连接、另一端跟交直流转换控制器的光耦接收引脚连接。
14.本实用新型的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型所述的多口快充装置通过在变压器中设置多个可以输出不同电压的次级线圈，并且在每个次级线圈和每个充电接口之间设置一个开关，使得充电控制模块可以根据不同的充电设备的申请电压，为每个充电接口分发合适的充电电压。在这个过程中，不需要设置dcdc模块对电压进行二次转换，提高了充电效率，解决了多口快充装置发热的问题，还减小了多口快充装置的体积。此外，如果只有一个充电设备需要充电，那么充电控制模块还可以通过光电耦合器控制初级线圈的占空比，从而使得变压器输出任意电压，提高了多口快充装置的兼容性。
附图说明
15.图1为本实用新型一种实施例所述多口快充装置的电路结构示意图。
16.图2为本实用新型一种实施例所述快充方法的流程图示意图。
具体实施方式
17.在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，以便不在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。
18.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、
ꢀ“
一些实施例”、
ꢀ“
示例”、
ꢀ“
具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
19.如在本技术中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当
…
时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到
[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0020]
目前，多口快充充电器常见的结构有同插降5v、独立dcdc（直流转直流）模块同时多口快充等。如果采用同插降5v，则用户体验变差；如果采用dcdc模块，则存在二次转换效率问题，充电器发热严重且体积变大。
[0021]
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种多口快充装置，无需dcdc模块即可实现多口同时快充且充电效率高。如图1所示，所述多口快充装置包括交直流转换控制器acdc controller、变压器l、充电控制模块charge controller、若干开关和若干充电接口；其中，交直流转换控制器与变压器连接，用于将交流电转换成直流电并输送给变压器；变压器包括若干次级线圈，每个次级线圈分别跟每个充电接口连接且每个次级线圈和每个充电接口之间通过一个开关连接，其中，每个次级线圈都可以产生一个理论输出电压；充电控制模块分别跟交直流转换控制器、若干开关和若干充电接口连接，基于接入充电接口的充电设备的申请电压以及每个次级线圈的理论输出电压，充电控制模块导通相应的开关，使得次级线圈给充电接口输出相应的充电电压。
[0022]
与现有技术相比，本实用新型所述的多口快充装置通过在变压器中设置多个可以输出不同电压的次级线圈，并且在每个次级线圈和每个充电接口之间设置一个开关，使得充电控制模块可以根据不同的充电设备的申请电压，为每个充电接口分发合适的充电电压。在这个过程中，不需要设置dcdc模块对电压进行二次转换，提高了充电效率，解决了多口快充装置发热的问题，还减小了多口快充装置的体积。
[0023]
作为其中一种实施方式，所述次级线圈包括第一次级线圈w1和第二次级线圈w2，所述充电接口包括第一充电接口p1和第二充电接口p2，所述开关包括第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3和第四开关q4；其中，第一次级线圈跟第二次级线圈串联后接地；第一次级线圈通过第一开关跟第一充电接口连接，通过第三开关跟第二充电接口连接；第二次级线圈通过第二开关跟第一充电接口连接，通过第四开关跟第二充电接口连接。每个次级线圈和每个充电接口之间都设置有开关，可以灵活控制需要输出的电压。
[0024]
具体地，所述第一充电接口包括电压输入引脚vin1和通信引脚t1；其中，电压输入引脚通过第一开关跟第一次级线圈的电压输出引脚vout1连接，还通过第二开关跟第二次级线圈的电压输出引脚vout2连接，用于接收第一次级线圈或第二次级线圈的输出电压；通信引脚跟充电控制模块的第一通信引脚t1连接，用于传输接入第一充电接口的充电设备的申请电压。较优地，所述第一开关和所述第二开关是nmos管；其中，第一开关的源极跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第一充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第一控制引脚s1连接；第二开关的源极跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第一充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第二控制引脚s2连接。可选地，所述第一开关和所述第二开关还可以是pmos管或者三极管。
[0025]
具体地，所述第二充电接口包括电压输入引脚vin2和通信引脚t2；其中，电压输入引脚通过第三开关跟第一次级线圈的电压输出引脚连接，还通过第四开关跟第二次级线圈的电压输出引脚连接，用于接收第一次级线圈或第二次级线圈的输出电压；通信引脚跟充电控制模块的第二通信引脚t2连接，用于传输接入第二充电接口的充电设备的申请电压。较优地，所述第三开关和所述第四开关是nmos管；其中，第三开关的源极跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第二充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第
三控制引脚s3连接；第四开关的源极跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、漏极跟第二充电接口的电压输入引脚连接、栅极跟充电控制模块的第四控制引脚s4连接。可选地，所述第三开关和所述第四开关还可以是pmos管或者三极管。
[0026]
如图1所示，所述变压器包括初级线圈；其中，初级线圈和第一次级线圈的匝数比决定了第一次级线圈的理论输出电压，初级线圈和第二次级线圈的匝数比决定了第二次级线圈的理论输出电压。通过设置不同的匝数，可以让不同的次级线圈输出不同的电压，以满足不同的充电需求，比如，第一次级线圈输出20v，第二次级线圈输出5v。作为另一种实施方式，所述变压器还包括第三次级线圈，输出的电压为9v，还包括第四次级线圈，输出的电压为12v，还包括第五次级线圈，输出的电压为15v。其中，第三次级线圈、第四次级线圈和第五次级线圈同样跟每个充电接口分别连接。需要说明的是，次级线圈的理论输出电压是是在初级线圈的占空比不变的默认情况下的输出电压。
[0027]
如图1所示，所述多口快充装置包括滤波电容，用于稳压；所述滤波电容包括第一滤波电容c1和第二滤波电容c2，其中，第一滤波电容的一端跟第一次级线圈的电压输出引脚连接、另一端接地，第二滤波电容的一端跟第二次级线圈的电压输出引脚连接、另一端接地。
[0028]
作为其中一种实施方式，所述多口快充装置包括光电耦合器opto，光电耦合器的一端跟充电控制模块的光耦控制引脚opto连接、另一端跟交直流转换控制器的光耦接收引脚opto连接。光电耦合器是跨接在变压器中初级线圈和次级线圈之间的元器件，其产生的信号是从次级线圈反馈到初级线圈的关键信号，该信号可以控制变压器的输出电压。具体地，光电耦合器可简化为由一个发光led和光敏晶体管组成。发光led同时串联和并联了一个电阻，都用于调节发光led的电流。当当前电压过高，流进光电耦合器的电流大，则发光led越亮，反馈到光敏晶体管就电流越大，交直流转换控制器就会控制初级线圈的输出电压的占空比，使得电压变小；反之，当当前电压过低，流进所述光电耦合器的电流小，则发光led越暗，反馈到光敏晶体管就电流越小，交直流转换控制器就会控制初级线圈的输出电压的占空比，使得电压变大。利用光电耦合器进行调压的基本思路如上，不再赘述。另外，光电耦合器还可以隔离高压，从而保护充电设备。在本实施例中，可以通过光电耦合器控制次级线圈的输出电压的大小，使得次级线圈不再只能输出理论输出电压，提高了多口快充装置的兼容性。需要说明的是，由于改变初级线圈的占空比后，所有的次级线圈的输出电压均会受到影响，难以协调，因此在本实用新型中，在只有一个充电设备时，才通过光电耦合器去控制指定的次级线圈的输出，使其可以输出任意电压。
[0029]
如图2所示，本实用新型实施例提供一种快充方法，所述方法具体包括如下步骤：
[0030]
步骤s1，充电控制模块检测若干充电接口是否有充电设备接入并进行判断，如果只有一个充电接口接入充电设备，则进入步骤s2，如果超过一个充电接口接入充电设备，则进入步骤s3；
[0031]
步骤s2，基于接入充电接口的充电设备的申请电压，充电控制模块使得交直流转换控制器控制第一预设次级线圈输出实际所需的充电电压，然后导通第一预设次级线圈与接入充电设备的充电接口之间的开关，以提供充电电压给充电设备；
[0032]
步骤s3，基于所有接入充电接口的充电设备的申请电压以及若干次级线圈的理论输出电压，充电控制模块对充电接口和次级线圈进行匹配，然后导通相应的开关，使得次级
线圈为匹配的充电接口提供充电电压；其中，每个次级线圈都可以产生一个理论输出电压。
[0033]
所述步骤s2中，基于接入充电接口的充电设备的申请电压，充电控制模块使得交直流转换控制器控制第一预设次级线圈输出实际所需的充电电压的方法具体包括：步骤s21，充电控制模块接收光电耦合器的光耦信号，并比较第一预设次级线圈当前输出的电压与接入充电接口的充电设备的申请电压，然后进入步骤s22；步骤s22，当第一预设次级线圈当前输出的电压小于接入充电接口的充电设备的申请电压时，充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变小，使得交直流转换控制器调节初级线圈的占空比，从而控制第一预设次级线圈增大输出电压直至光耦信号保持不变；当第一预设次级线圈当前输出的电压大于接入充电接口的充电设备的申请电压时，充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变大，使得交直流转换控制器调节初级线圈的占空比，从而控制第一预设次级线圈减小输出电压直至光耦信号保持不变；当第一预设次级线圈当前输出的电压等于接入充电接口的充电设备的申请电压时，充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号保持不变，使得第一预设次级线圈为充电设备提供其当前输出的电压；其中，所述多口快充装置包括光电耦合器和初级线圈。
[0034]
需要说明的是，所述第一预设次级线圈是若干次级线圈中理论输出电压最大的次级线圈。基于上述实施例，将理论输出电压为20v的第一次级线圈设置为第一预设次级线圈，采用高电压的线圈，比较容易实现其他各种电压。
[0035]
所述步骤s3中，充电控制模块对充电接口和次级线圈进行匹配的具体方法包括：充电控制模块比较所有接入充电接口的充电设备的申请电压以及若干次级线圈的理论输出电压，如果检测到申请电压和任一理论输出电压相等，则判定相应的充电接口和次级线圈相匹配，如果检测到申请电压和任一理论输出电压都不相等，则判定相应的充电接口和第二预设次级线圈相匹配。
[0036]
例如，接入第一充电接口的充电设备的申请电压为5v，接入第二充电接口的充电设备的申请电压为20v，第一次级线圈的理论输出电压为20v，第二次级线圈的理论输出电压为5v。经过比较，充电控制模块判定第一充电接口和第二次级线圈相匹配，然后导通第二开关，使得第二次级线圈为第一充电接口提供5v的充电电压，同理，充电控制模块导通第三开关，使得第一次级线圈为第二充电接口提供20v的充电电压。假设接入第二充电接口的充电设备的申请电压为12v，与第一次级线圈和第二次级线圈的理论输出电压都不相等，此时为了防止烧毁充电设备，充电控制模块判定其与第二次级线圈相匹配，然后导通第四开关，第二次级线圈为第二充电接口提供5v的充电电压。
[0037]
需要说明的是，所述第二预设次级线圈是若干次级线圈中理论输出电压最小的次级线圈。基于上述实施例，将理论输出电压为5v的第二次级线圈设置为第二预设次级线圈，采用低电压的线圈，可以防止烧毁充电设备。作为另一种实施方式，可以将若干次级线圈中理论输出电压小于申请电压的次级线圈设置为第二预设次级线圈，可以起到相同的作用。
[0038]
显然，上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，各个实施例之间的技术方案可以相互结合。此外，如果实施例中出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等术语，其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或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。如果实施例中出现“第一”、“第二”、“第三”等术语，是为了便于相关特征的区分，不能理解为指示或暗示其相对重要性、次序的先后或者技术特征的数量。
[0039]
另外，在本实用新型的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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。
[0040]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。