新型可攜式設備智能充電裝置的製作方法
2023-09-18 16:11:30
專利名稱：新型可攜式設備智能充電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可攜式設備的充電裝置，更具體地說，涉及一種智能型的、設有多種充電電流的可攜式設備充電裝置。
背景技術：
由於可攜式設備如掌上電腦等信息存儲量大、體積小、攜帶方便，所以，自其問世以來一直倍受大家的青睞。為了使可攜式設備能更好地便於用戶使用，如帶電時間長、體積小、重量輕，可攜式設備一般都內置有大容量的鋰離子電池。
為便於可攜式設備充電，目前大多數可攜式設備都同時配有恆流恆壓型鋰電池充電電路。如圖1所示，用戶只需通過外部電流適配器EXDC將可攜式設備與電源相連即可。其充電原理是外部電流適配器EXDC首先將220V交流電轉換成5V直流電源，然後，按照恆流恆壓的方式通過內置的鋰電池充電電路給可攜式設備的電池充電，即當EXDC的輸出電壓大於4.5V時，充電電路開始以一個固定的電流值充電，直到鋰電池的電壓達到設定的電壓值後，再轉為恆壓充電，等到充電電流小於設定的關斷電流值時，整個充電過程結束。
這種充電方式的缺點是1、充電途徑單一，只能按照廠家提供的模式進行充電。而，目前隨著計算機標準化的飛速發展，USB電纜接口隨處可見，且USB接口本身就帶有直流5V電源，所以，如果能夠充分利用USB電纜的電源給可攜式設備充電，即省去了外部直流適配器，節約了成本，簡化了操作，又可以增加可攜式設備充電方式，充電更靈活。2、充電電流固定不可改變，不能根據系統狀態和不同的充電途徑智能地改變充電電流。
發明內容
鑑於上述原因，本實用新型的目的是提供一種智能型的可攜式設備的充電裝置，該充電裝置可為可攜式設備提供多種不同的充電途徑及充電電流，並且能夠根據系統的運行狀態智能地判斷、控制充電電路的動作。
為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案一種新型可攜式設備智能充電裝置，它主要由標準的USB接口、開關電路、充電電流選擇/設定電路三部分組成；所述USB接口的電源輸出端與所述開關電路的輸入端相連，所述開關電路的輸出端與可攜式設備所配的充電電路的電源輸入端VCC相連；所述開關電路的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連，控制所述開關電路的導通與關斷；所述充電電流選擇/設定電路的信號輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電流設定端IPROM相連；其充電電流選擇端分別與外部直流適配器的電源輸出端、可攜式設備系統狀態輸出端PWR-EN相連。
所述開關電路主要包括一開關管，該開關管串聯在所述USB接口的電源輸出端與充電電路電源輸入端VCC之間，該開關管的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連。
所述充電電流選擇/設定電路包括三路充電電流設定電路；一路為慢速充電電路，該電路主要包括一第一充電電阻，該充電電阻的一端與地相連，另一端與充電電路的電流設定端IPROM相連；一路為快速充電電路，該電路包括相互串聯的第二充電電阻和開關管；該快速充電電路與第一充電電阻並聯；所述開關管的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連；一路為標準充電電路，該電路主要包括相互串聯的第三充電電阻、二極體和比較器，該充電電路與所述快速充電電路的開關管並聯；所述比較器的輸入端與可攜式設備的系統狀態輸出端相連。
本實用新型就是通過改變充電電阻來改變充電電流的。
本實用新型為可攜式設備提供了多種充電方式，同時，還可根據不同的充電方式以及可攜式設備的工作狀態，自動判斷、設定充電電流，使充電方式更加靈活、方便。
圖1為目前可攜式設備充電原理圖圖2為本實用新型的原理框圖圖3為本實用新型的具體電路圖圖4為本實用新型充電原理程序框圖具體實施方式
本實用新型對現有可攜式設備如掌上電腦的結構未作任何改動，並且充分利用了其所配的鋰電池充電電路，設計了一智能型的充電裝置，該充電裝置增加了利用USB電纜為可攜式設備充電的功能，同時自動判斷充電途徑，並且根據系統狀態智能地改變充電電流，將充電電流設計為快速充電、標準充電和慢速充電三檔。
圖2為本實用新型的原理框圖。如圖所示，本實用新型主要由標準的USB接口1、開關電路2、充電電流選擇/設定電路3三部分組成。其連接關係是所述USB接口1的電源輸出端與開關電路2的輸入端相連，開關電路2的輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電源輸入端VCC相連；另外，可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電源輸入端VCC相連的同時還與開關電路2的控制端相連，控制開關電路2的導通與關斷；所述充電電流選擇/設定電路3的信號輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電流設定端IPROM相連；其充電電流選擇端分別與外部直流適配器的電源輸出端、可攜式設備系統狀態輸出端PWR-EN相連。充電電流設定電路3是通過改變與可攜式設備內置的充電電路的電流設定端IPROM相連的充電電阻的阻值來改變充電電流的，將充電電流設計為快速充電、標準充電和慢速充電三檔。
本實用新型的工作原理是當用戶用可攜式設備所配的外部直流適配器EXDC為可攜式設備內置的充電電路提供電源時，與USB接口1相連的開關電路2是斷開的，所以無論USB接口1是否與USB電纜相連，可攜式設備都是通過外部直流適配器為其內置的充電電路提供工作電源VCC。當用戶未將外部直流適配器與外部的220V交流電源相連，為充電電路提供工作電源時，外部直流適配器的電源輸出端為低電平，開關電路2導通，USB電纜的電源就通過USB接口1、開關電路2與可攜式設備內置的充電電路的VCC端相連，為充電電路提供充電電源。同時，充電電流選擇/設定電路3自動判斷用戶是通過外部直流適配器，還是通過USB電源為可攜式設備內置的充電電路提供充電電源，並同時根據可攜式設備的系統狀態設定充電電阻及充電電流。
圖3為本實用新型具體電路圖。如圖所示，圖中的插座JP7為標準的USB接口1；電阻R10、R11、電容C2、P溝道的MOS管Q2組成開關電路2；電阻R12、R8、R9、MOS管Q4、比較器U3A組成充電電流選擇/設定電路3。
開關電路2的輸入端即Q2的漏極通過插座JP7與USB電纜的電源相連；開關電路2的柵極即開關電路的控制端與外部直流適配器EXDC的電源輸出端ADP相連；同時，Q2的柵極通過電阻R10、R11與地相連；Q2的源極與可攜式設備內置的充電電路的VCC端相連。
充電電流選擇/設定電路3包括三路充電電流設定電路。一路為慢速充電設定電路，即通過R12設定充電電流，電阻R12的一端與地相連，另一端直接與充電電路的充電電流設定端IPROM相連。
一路為快速充電設定電路，即通過電阻R8、R12設定充電電流，電阻R8與MOS管Q4串聯後與電阻R12並聯；Q4的柵極與外部直流適配器EXDC的電源輸出端ADP相連。
一路為標準充電設定電路，即通過電阻R8、R9、R12設定充電電流。比較器U3A的輸入端與可攜式設備系統狀態輸出端PWR-EN相連，其輸出端與電阻R9串聯後與MOS管Q4並聯。
如圖3、圖4所示，當用戶通過外部直流適配器EXDC提供充電電源時，其電源輸出端ADP為高電平，開關電路2的開關管Q2截止，開關電路2不導通；開關管Q4導通。與充電電路充電電流設定端IPROM相連的充電電阻值為R12與R8的並聯後的阻值。根據可攜式設備內置充電電路的充電晶片提供的公式計算充電電流為1.5*1000/(R12//R8)＝500mA，為快速充電。
當用戶只用USB電纜為充電電路提供充電電源時，外部直流適配器EXDC的電源輸出端ADP為低電平，Q2導通，Q4截止。如果，當可攜式設備同時處於工作狀態(active狀態)，即PWR-EN端輸出高電平，比較器U3A的輸入端為高電平，輸出端也為高電平，二極體D4截止，所以，充電電阻值為R12，充電電流為1.5*1000/R12＝100mA，為慢速充電。如果，當可攜式設備同時處於睡眠狀態(sleep狀態)，即PWR-EN端輸出低電平，比較器U3A的輸入端為低電平，輸出端也為低電平，二極體D4導通，所以，充電電阻值為R12//(R8+R9)，充電電流為1.5*1000/{R12//(R8+R9)}＝400mA，為標準充電。
當用戶插入USB電纜的同時又插入外部直流適配器EXDC，由於外部直流適配器EXDC的電源輸出端ADP為高電平，開關管Q2截止，Q4導通。與充電電路充電電流設定端IPROM相連的充電電阻值為R12與R8的並聯後的阻值。充電電流為1.5*1000/(R12//R8)＝500mA，仍為快速充電。
本實用新型所述的可攜式設備可以是掌上電腦，也可以是手機等可移動的、可攜式設備。
縱上所述，本實用新型為可攜式設備提供了多種充電方式，同時，還可根據不同的充電方式以及可攜式設備的工作狀態，自動判斷、設定充電電流，使充電方式更加靈活、方便。應用廣泛。
以上所述是本實用新型的具體實施例及所運用的技術原理，任何基於本實用新型技術方案基礎上的等效變換，均屬於本實用新型保護範圍之內。
權利要求1.一種新型可攜式設備智能充電裝置，其特徵在於它主要由標準的USB接口、開關電路、充電電流選擇/設定電路三部分組成；所述USB接口的電源輸出端與所述開關電路的輸入端相連，所述開關電路的輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電源輸入端VCC相連；所述開關電路的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連，控制所述開關電路的導通與關斷；所述充電電流選擇/設定電路的信號輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電流設定端IPROM相連；其充電電流選擇端分別與外部直流適配器的電源輸出端、可攜式設備系統狀態輸出端PWR-EN相連。
2.根據權利要求1所述的新型可攜式設備智能充電裝置，其特徵在於所述開關電路主要包括一開關管，該開關管串聯在所述USB接口的電源輸出端與充電電路電源輸入端VCC端之間，該開關管的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連。
3.根據權利要求2所述的新型可攜式設備智能充電裝置，其特徵在於所述的開關管為MOS管。
4.根據權利要求1所述的新型可攜式設備智能充電裝置，其特徵在於所述充電電流選擇/設定電路包括兩路充電電流設定電路；一路為慢速充電電路，該電路主要包括一第一充電電阻，該充電電阻的一端與地相連，另一端與充電電路的電流設定端IPROM相連；一路為快速充電電路，該電路包括彼此相互串聯的第二充電電阻和開關管；該快速充電電路與第一充電電阻並聯；所述開關管的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連。
5.根據權利要求4所述的新型可攜式設備智能充電裝置，其特徵在於所述充電電流選擇/設定電路還包括一路標準充電電流設定電路；該電路主要包括相互串聯的第三充電電阻、二極體和比較器，該充電電路與所述快速充電電路的開關管並聯；所述比較器的輸入端與可攜式設備的系統狀態輸出端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種新型可攜式設備智能充電裝置，它主要由標準的USB接口、開關電路、充電電流選擇/設定電路三部分組成。USB接口通過開關電路與可攜式設備內置的充電電路的電源輸入端VCC相連；開關電路的控制端與可攜式設備所配的外部直流適配器的電源輸出端相連，控制所述開關電路的導通與關斷。所述充電電流選擇/設定電路的信號輸出端與可攜式設備內置的充電電路的電流設定端IPROM相連；其充電電流選擇端分別與外部直流適配器的電源輸出端、可攜式設備系統狀態輸出端PWR－EN相連。本實用新型通過標準的USB接口與USB電纜相連，充分利用USB電纜的電源為充電電路提供充電電源；同時，本實用新型充電電流選擇/設定電路還可以自動判斷充電方式、設定充電電流。
文檔編號H02J7/00GK2606979SQ0228240
公開日2004年3月17日 申請日期2002年10月29日 優先權日2002年10月29日
發明者劉建立, 李建鄴 申請人:聯想(北京)有限公司