CN203205908U - 一种用于多种移动终端的充电器及充电线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于多种移动终端的充电器和充电线，该充电线连接于电源适配器，且包括：DC输入接口；至少两个DC输出接口；用于对电源输入电压进行升压的升压模块；至少两个控制开关，且至少两个控制开关的输入端均连接升压模块的输出端，至少两个控制开关的输出端分别连接不同的DC输出接口；用于采集每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压的采集模块；用于调节升压模块的输出电压及控制至少两个控制开关通断的控制模块。实施本实用新型的技术方案，通过使用该充电线，可使多个移动终端共用一个适配器，节省了资源、携带方便，而且还改善了工作和生活环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及领域，尤其涉及一种用于多种移动终端的充电器及充电线。
背景技术
移动终端大都采用可充电的电池来供电，当电量不足时，必然要对移动终端进行充电。但是，各个移动终端厂商的充电线接口定义往往不同，即使同一个生产厂商也会生产不同型号的移动终端，每个充电线接口的物理尺寸也不尽相同。而目前移动终端已经非常普及，一个家庭往往有三、四部移动终端，甚至一个人也会配置多个不同的移动终端，所以，就要配置不同的充电器或充电线，这样不仅造成了资源浪费，而且如果外出或旅行，也非常不方便。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述资源浪费、携带不便的缺陷，提供一种用于多种移动终端的充电器及充电线，可节省资源且携带方便。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于多种移动终端的充电线，连接于电源适配器，包括：
连接于所述电源适配器的DC输入接口；
至少两个DC输出接口；
与所述DC输入接口相连，且用于对电源输入电压进行升压的升压模块；
至少两个控制开关，且所述至少两个控制开关的输入端均连接所述升压模块的输出端，所述至少两个控制开关的输出端分别连接不同的DC输出接口；
分别与所述DC输入接口、所述至少两个DC输出接口、所述升压模块相连，且用于采集每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压的采集模块；
分别与所述升压模块、所述至少两个控制开关相连，且用于根据所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压调节所述升压模块的输出电压及控制所述至少两个控制开关通断的控制模块。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述充电线还包括：
与所述控制模块连接，且用于显示每一通道的工作状态的显示模块。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述控制模块包括：
连接于所述采集模块，且用于接收所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压，并输出电压调节信号和每一通道的开关控制信号的单片机；
连接于所述单片机和所述升压模块，且用于根据所述电压调节信号调节所述升压模块的输出电压的第一驱动单元；及
连接于所述单片机和所述控制开关，且用于根据每一通道的开关控制信号控制所述相应控制开关通断的第二驱动单元。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述采集模块包括：
用于分别采集每一通道的电压、电源输入电压和升压模块的输出电压的至少四个电压采集单元；及
用于分别采集每一通道的电流、电源输入电流的至少三个电流采集单元。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述电压采集单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，而且，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在被测电压的正端和地之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点为被测电压的采样端。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述电流采集单元包括采样电阻、放大器、第一限流电阻和第二限流电阻，其中，所述采样电阻的第一端连接被测电流的负端，所述被测电阻的第二端接地，所述放大器的负输入端通过所述第一限流电阻接所述采样电阻的第一端，所述放大器的正输入端通过所述第二限流电阻接地，所述放大器的输出端为被测电流的采样端。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述升压模块包括储能电感、二极管，其中，所述储能电感的第一端连接所述DC输入接口的正输出端，所述储能电感的第二端连接二极管的正极，二极管的负极为升压模块的输出端。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述第一驱动单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管，其中，所述单片机的第一输出端分别连接第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的第一端连接所述储能电感的第一端，所述第二开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端接所述第三开关管的控制端，所述第三开光管的第一端连接所述储能电感的第二端，所述第三开关管的第二端接地。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述控制开关包括第四开关管，所述第四开关管的第一端连接所述升压模块的输出端，所述第四开关管的第二端连接相应DC输出接口的正输入端。
在本实用新型所述的用于多种移动终端的充电线中，所述第二驱动单元包括第五开关管，所述第五开关管的控制端连接所述单片机的第二输出端，所述第五开关管的第一端连接所述第四开关管的控制端，所述第五开关管的第二端接地。
本实用新型还构造一种用于多种移动终端的充电器，包括电源适配器，其特征在于，所述充电器还包括以上所述的充电线。
实施本实用新型的技术方案，通过使用该充电线，可使多个移动终端共用一个适配器，节省了资源、携带方便，而且还改善了工作和生活环境。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例一的逻辑图；
图2是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例二的部分电路图；
图3是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例二的部分电路图；
图4是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例二的部分电路图；
图5是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例二的部分电路图。
具体实施方式
图1是本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例一的逻辑图，该充电线与电源适配器配合使用，而且该充电线包括DC输入接口10、三个DC输出接口20、20′、20″、升压模块30、三个控制开关40、40′、40″、采集模块50和控制模块60，其中，DC输出接口可为各种不同规格标准的输出接口，例如，USB标准接口、MICRO USB接口、IPHONE4/4S接口、IPHONE5接口。在此需说明的是，虽然图中仅示出了三个DC输出接口及相对应的三个控制开关，但应理解，本实用新型并不限定DC输出接口的数量及控制开关的数量。在该实施例中，DC输入接口10与电源适配器连接，用于接收电源适配器输出的直流电压。升压模块30与DC输入接口10相连，且用于对电源输入电压进行升压。三个控制开关40、40′、40″的输入端均连接升压模块30的输出端，三个控制开关40、40′、40″分别连接三个DC输出接口20、20′、20″。采集模块40分别与DC输入接口10、三个DC输出接口20、20′、20″、升压模块30相连，且用于采集每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块30的输出电压。控制模块60分别与升压模块30、三个控制开关40、40′、40″相连，且用于根据所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块30的输出电压调节升压模块30的输出电压及控制三个控制开关通断。在该充电线工作时，当该充电线连接外部适配器后，控制模块上电复位，并判断电源输入电压电流是否合格，若合格，则软启动升压模块，否则，循环检测，直到电源输入电压电流合格为止；当电源输入电压正常后，控制模块控制升压模块进行软启动，以使升压模块输出达到下限电压值，而且，软启动运行的同时伴随有电源输入电压检测和相应的保护。在完成升压模块的启动后，对所有通道开始软启动，直到所有通道启动输出正常；当进入正常运行后，在维持升压模块输出实现闭环稳定运行的同时，循环检测所有通道的电压和电流，确保电流不会超过最大值；当有大电流出现在内部电路导线上引起压降时，控制模块会适当调整升压模块的输出电压以进行补偿；当某一通道电压或电流超过预设的最大值时，启动异常保护，关断控制开关，以使该通道的DC输出接口与升压模块断开连接，而且，其它无故障通道不受该故障通道的影响。
实施该实施例的技术方案，通过使用该充电线，可使多个移动终端共用一个适配器，节省了资源、携带方便，而且还改善了工作和生活环境。
在本实用新型用于多种移动终端的充电线的一个优选实施例中，充电线还包括显示模块，该显示模块与控制模块连接，且用于显示每一通道的工作状态。
在本实用新型用于多种移动终端的充电线的另一个优选实施例中，采集模块包括至少四个电压采集单元和至少三个电流采集单元，控制模块包括单片机、第一驱动单元和第二驱动单元。而且，至少四个电压采集单元用于分别采集每一通道的电压、电源输入电压和升压模块的输出电压；至少三个电流采集单元用于分别采集每一通道的电流、电源输入电流。单片机用于接收所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压，并输出电压调节信号和每一通道的开关控制信号；第一驱动单元连接于单片机，且用于根据所述电压调节信号调节所述升压模块的输出电压；第二驱动单元连接于单片机，且用于根据每一通道的开关控制信号控制所述相应控制开关通断。
在本实用新型用于多种移动终端的充电线的实施例二中，结合图2至图5，该充电线包括DC输入接口、DC输出接口（图中仅示出了一个）、升压模块、控制开关（图中仅示出了一个）、采集模块、控制模块和显示模块，其中，采集模块包括第一电压采集单元、第二电压采集单元、第三电压采集单元、第一电流采集单元、第二电流采集单元，其中，第一电压采集单元用于采集电源输入电压，第二电压采集单元用于采集其中一个通道的电压，第三电压采集单元用于采集升压模块的输出电压，第一电流采集单元用于采集电源输入电流，第二电流采集单元用于采集其中一个通道的电流。下面分别说明每个部分：
在该充电线中，DC输入接口为USB接口USB5，DC输出接口为USB接口USB1。控制开关为三极管Q1。升压模块包括储能电感L2、二极管D3、D11，而且，储能电感L2的第一端连接USB接口USB5的正输出端，储能电感L2的第二端分别连接二极管D3的正极和二极管D11的正极，二极管D3的负极和二极管D11的负极为升压模块的输出端5V。当然，在其它实施例中，二极管D3和二极管D11也可设置一个或其它数量。
在采集模块中，第一电压采集单元包括分压电阻R7和分压电阻R8，而且，分压电阻R7和分压电阻R8串联在USB接口USB5的正输出端和地之间，分压电阻R7和分压电阻R8的连接点为电源输入电压的采样端VIN，该采样端VIN接单片机U6的第一输入端（第12脚）。第二电压采集单元包括分压电阻R34和分压电阻R35，而且，分压电阻R34和分压电阻R35串联在USB接口USB1的正输入端和地之间，分压电阻R34和分压电阻R35的连接点为该通道电压的采样端VS1，该采样端VS1接单片机U6的第二输入端（第15脚）。第三电压采集单元包括分压电阻R15和分压电阻R16，而且，分压电阻R15和分压电阻R16串联在升压模块的输出端5V和地之间，分压电阻R15和分压电阻R16的连接点为升压模块的输出电压的采样端VOS，该采样端VOS接单片机U6的第三输入端（第7脚）。第一电流采集单元包括采样电阻R6、限流电阻R9、R10和放大器U2-B，其中，采样电阻R6的第一端连接USB接口USB5的负输出端，采样电阻R6的第二端接地，采样电阻R6的第一端还通过限流电阻R9接放大器U2-B的负输入端，采样电阻R6的第二端还通过限流电阻R10接放大器U2-B的正输入端，放大器U2-B的输出端为电源输入电流的采样端CC-IN，该采样端CC-IN连接单片机U6的第四输入端（第9脚），另外，电阻R11和电容C3均连接在放大器U2-B的输出端和正输入端之间。第二电流采样单元包括采样电阻R20、R12、限流电阻R23、R25、放大器U2-A，其中，采样电阻R20、R12并联后，其第一端连接USB接口USB1的负输入端，其第二端接地，采样电阻R20、R12并联后的第一端还通过限流电阻R23接放大器U2-A的负输入端，采样电阻R20、R12并联后的第二端还通过限流电阻R25接放大器U2-A的正输入端，放大器U2-A的输出端为该通道的电流的采样端CSB1，该采样端CSB1连接单片机U6的第五输入端（第3脚）。当然，在其它实施例中，采样电阻R20、R12也可设置一个或其它的数量。另外，电容C16连接在放大器U2-A的负输入端和地之间，电阻R24连接在放大器U2-A的输出端和正输入端之间，电容C16、C3、电阻R24、R11均起隔离作用，在其它实施例中，也可省略。
在控制模块中，第一驱动单元包括三极管D4、三极管Q3、MOS管U5、限流电阻R22，其中，单片机U6的第一输出端DRV-O（第8脚）通过限流电阻R22分别连接三极管D4的基极和三极管Q3的基极，三极管D4的集电极连接储能电感L2的第一端，三极管Q3的集电极接地，三极管D4的发射极和三极管Q3的发射极一并接MOS管U5的栅极，MOS管U5的漏极连接储能电感L2的第二端，MOS管U5的源极接地。第二驱动单元包括三极管D16、限流电阻R2、R3、R4，而且，单片机U6的第二输出端D-C1（第10脚）通过限流电阻R4接三极管D16的基极，三极管D16的发射极接地，三极管D16的集电极通过相并联的限流电阻R2、R3接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接升压模块的输出端5V，三极管Q1的集电极通过滤波电感L1接USB接口USB1的正输入端。另外，电阻R1连接在三极管Q1的发射极和基极之间，电阻R5连接在三极管D16的发射极和基极之间，电阻R33连接在三极管Q1的发射极和集电极之间，电阻R1、R5、R33均起隔离作用，在其它实施例中，也可省略。二极管D2的负极连接三极管Q1的集电极，二极管D2的正极接地，该二极管D2起防反作用，在其它实施例中，也可省略。
显示模块包括四个发光二极管D12、D13、D14、D15和四个限流电阻R38、R39、R40、R41，而且，每个发光二极管的正极均通过一个限流电阻连接单片机U6的一个输出端，每个发光二极管的负极均接地。发光二极管和限流电阻的数量可由通道数量决定，本实用新型并不限定其数量。
关于上述实施例，需说明的是，该实施例仅示出了一个通道的电路结构，本领域技术人员应能根据所示出的通道的电路结构理解其它通道的电路结构。另外，还需说明的是，在该实施例中，USB接口USB5的正输出端和地之间连接有电容C6、C7、C12、C18，升压模块的输出端和地之间连接有电容C8、C9、C10、C11，USB接口USB1的正输入端和地之间连接有电容C1、C2、C4、C5，这些电容均起稳压作用，在实际应用中，可根据实际情况设置一个或多个，当然也可省略。
下面说明该充电线的工作原理：首先，进行上电复位，当USB接口USB5插入外部电源适配器上电后，单片机U6上电复位，并检测外部电源输入电压是否合格，若合格，则进行下一步，否则循环检测，直到输入电压电流均合格。然后，启动升压模块，当输入电压正常后，单片机U6向第一驱动单元向输出PWM驱动信号，以使升压模块的输出电压（二极管D3、D11整流后的储能电感L2的输出电压）5V达到下限电压值。在升压模块软启动运行的同时，还对电源输入电压电流进行检测及相应的保护。完成升压模块的启动后，延时稳定一段时间，开始对所有通道进行软启动，直到所有通道启动正常。当单片机U6进入正常运行状态，在维持升压模块输出预设范围内的电压的同时，还循环检测所有通道的电压和电流，以确保通道电压、电流不会超过最大值。在该充电线工作时，发光二极管D12、D13、D14、D15还可对每一通道的工作状态进行显示，例如，正常时，与该通道对应的发光二极管点亮，异常时，熄灭。另外，当有大电流出现在内部电路导线上引起压降时，单片机U6还可调整向升压模块输出的PWM驱动信号的占空比，这样可调整升压模块的输出电压以进行补偿。
另外，作为优选地，在总电流不能满足多个通道同时工作时，单片机U6还可根据预设的每个通道的优先权值对该多个通道的电流进行智能分配。
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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种用于多种移动终端的充电线，连接于电源适配器，其特征在于，包括：
连接于所述电源适配器的DC输入接口；
至少两个DC输出接口；
与所述DC输入接口相连，且用于对电源输入电压进行升压的升压模块；
至少两个控制开关，且所述至少两个控制开关的输入端均连接所述升压模块的输出端，所述至少两个控制开关的输出端分别连接不同的DC输出接口；
分别与所述DC输入接口、所述至少两个DC输出接口、所述升压模块相连，且用于采集每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压的采集模块；
分别与所述升压模块、所述至少两个控制开关相连，且用于根据所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压调节所述升压模块的输出电压及控制所述至少两个控制开关通断的控制模块。
2.根据权利要求1所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述充电线还包括：
与所述控制模块连接，且用于显示每一通道的工作状态的显示模块。
3.根据权利要求1或2所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述控制模块包括：
连接于所述采集模块，且用于接收所采集的每一通道的电压/电流、电源输入电压/电流、升压模块的输出电压，并输出电压调节信号和每一通道的开关控制信号的单片机；
连接于所述单片机和所述升压模块，且用于根据所述电压调节信号调节所述升压模块的输出电压的第一驱动单元；及
连接于所述单片机和所述控制开关，且用于根据每一通道的开关控制信号控制所述相应控制开关通断的第二驱动单元。
4.根据权利要求3所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述采集模块包括：
用于分别采集每一通道的电压、电源输入电压和升压模块的输出电压的至少四个电压采集单元；及
用于分别采集每一通道的电流、电源输入电流的至少三个电流采集单元。
5.根据权利要求4所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述电压采集单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，而且，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在被测电压的正端和地之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点为被测电压的采样端；和/或
所述电流采集单元包括采样电阻、放大器、第一限流电阻和第二限流电阻，其中，所述采样电阻的第一端连接被测电流的负端，所述被测电阻的第二端接地，所述放大器的负输入端通过所述第一限流电阻接所述采样电阻的第一端，所述放大器的正输入端通过所述第二限流电阻接地，所述放大器的输出端为被测电流的采样端。
6.根据权利要求3所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述升压模块包括储能电感、二极管，其中，所述储能电感的第一端连接所述DC输入接口的正输出端，所述储能电感的第二端连接二极管的正极，二极管的负极为升压模块的输出端。
7.根据权利要求6所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管，其中，所述单片机的第一输出端分别连接第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的第一端连接所述储能电感的第一端，所述第二开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端接所述第三开关管的控制端，所述第三开光管的第一端连接所述储能电感的第二端，所述第三开关管的第二端接地。
8.根据权利要求3所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述控制开关包括第四开关管，所述第四开关管的第一端连接所述升压模块的输出端，所述第四开关管的第二端连接相应DC输出接口的正输入端。
9.根据权利要求8所述的用于多种移动终端的充电线，其特征在于，所述第二驱动单元包括第五开关管，所述第五开关管的控制端连接所述单片机的第二输出端，所述第五开关管的第一端连接所述第四开关管的控制端，所述第五开关管的第二端接地。
10.一种用于多种移动终端的充电器，包括电源适配器，其特征在于，所述充电器还包括权利要求1-9任一项所述的充电线。
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