感應(yīng)型電流及usb雙模充電控制電路及實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種感應(yīng)型電流USB雙模充電控制電路及實現(xiàn)方法，主電路由微處理器、電流感應(yīng)電路及USB控制電路連接構(gòu)成，微處理器采用IDT_P9035A_DST，電流感應(yīng)電路由運算放大器AZV831、晶體管Q1及阻容元件組成；USB控制電路由輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15、晶閘管Q3、USB接口及阻容元件組成，當無線充電器電路進行充電作業(yè)時，加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間的電壓小于無線充電器電路未進行充電作業(yè)時，微處理器IDT_P9035A_DST根據(jù)感應(yīng)ISNS管腳電壓的實時變化情況，來計算剩余的電流的狀態(tài)，進行電量分配；利用有限輸出1.8A電流的電源適配器，在保證無線充電能正常使用的情況下，計算多余的可用電流，通過有線的USB接口給手機充電。
【專利說明】感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路及實現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種充電控制電路，特別涉及一種感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電 路，用于實現(xiàn)有線/無線兩種充電模式同時為兩部手機充電。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的手機有線充電模式在使用過程中，需要反復(fù)的插拔充電插頭。日常生活，工 作，休閑中，智能手機的耗電量相對較大，需要隨時補充電力。充電中接打電話，辦公上網(wǎng)， 休閑娛樂又會有安全隱患； 而手機無線充電成為未來發(fā)展的方向，現(xiàn)在無線充電的產(chǎn)品很多，其缺點是：由于給無 線充電器提供直流電的適配器，其輸出電流是有限的（1. 8A)所以其充電的時間較長，只有 在時間寬裕的時候使用。
[0003] 隨著現(xiàn)代社會擁有兩部手機人士逐漸增多，只能為一部手機進行充電的模式逐步 無法滿足當今用戶的實際需求.鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0004] 以往的有線或無線充電器的共同缺點是充電器1臺只能充1個手機。
[0005] 而今，市場需要提供一種更加安全便捷，人性化的、即能同時為兩部手機充電的無 線充電器， 由于給無線充電器提供直流電的適配器，其輸出電流是有限的（1.8A)，因此需要設(shè)計 一種新型的USB充電控制電路，其利用有限輸出電流（1. 8A)的電源適配器，在保證無線充 電能正常使用的情況下，計算多余的可用電流，通過有線的USB接口給手機充電的技術(shù)及 充電控制電路。目前國內(nèi)尚未見到此類產(chǎn)品，也未見相關(guān)技術(shù)文獻報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種感應(yīng)型電流及USB雙模充電 控制電路設(shè)計方案，利用有限輸入電流（電源適配器供應(yīng)直流電源)，在保證第一無線充電 裝置正常使用的情況下，通過計算剩余的可用電流，利用剩余的可用電流通過USB接口給 另一部手機充電。
[0007] 本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的：感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路及實 現(xiàn)方法，其特征在于，主電路由微處理器、電流感應(yīng)電路及USB控制電路連接構(gòu)成，通過微 處理器的程序執(zhí)行信號處理過程，進而控制電流感應(yīng)電路及USB控制電路實現(xiàn)雙模充電電 流輸出；以此電路為平臺，實現(xiàn)感應(yīng)型電流、USB充電控制； 所述微處理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述電流感應(yīng)電路由運算放大器AZV831、晶體管Q1及阻容元件組成； 所述USB控制電路由輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15、晶閘管Q3、USB接口及阻容元件組 成； 電流感應(yīng)電路的運算放大器AZV831同相輸入端管腳3通過電阻R26連接電阻R24的 一端，從此端連接無線充電器電路； 運算放大器AZV831反相輸入端管腳4通過電阻R25連接電阻R24的另一端，從此端連 接5V電源正極； 運算放大器AZV831輸出端管腳1通過電阻R28連接晶體管Q1基極，晶體管Q1的集電 極通過電阻R30連接微處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳，通過電阻R29接地； 運算放大器AZV831的管腳2、管腳5之間跨接反饋電容C27,管腳5連接5V電源正極， 管腳2接地； 濾波電容C40、電容C41并聯(lián)后跨接在5V電源正極和地之間； 5V電源正極通過電阻R24為無線充電器電路提供充電電源； 當手機在無線充電裝置上充電時，5V電源流經(jīng)電阻R24的無線充電電流在電阻R24上 產(chǎn)生壓降，此壓降加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間，電壓信號通過運算放大器 AZV831比較、放大、轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流信號，通過運算放大器AZV831輸出端管腳1送入晶體管 Q1基極，晶體管Q1將電流信號放大，經(jīng)晶體管Q1集電極送入微處理器IDT_P9035A_DST的 ISNS管腳； 感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路上接通電源后，5V電源為無線充電器電路提供充 電電流時，加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間的電壓小于無線充電器電路未進 行充電作業(yè)時加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間的電壓；微處理器IDT_P9035A_ DST根據(jù)感應(yīng)ISNS管腳電壓的實時變化情況，來計算剩余的電流的狀態(tài)，進行電量分配； 由微處理器IDT_P9035A_DST的GPI04管腳輸出信號控制所述USB控制電路的輸出 穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的輸出狀態(tài)，為有線充電器提供穩(wěn)定的電壓，通過微處理器IDT_ P9035A_DST的GPI02管腳輸出控制信號，控制USB接口的數(shù)據(jù)線（D+，D-)電壓，手機根據(jù) USB接口的數(shù)據(jù)線（D+，D_)電壓的數(shù)據(jù)決定充電模式。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：利用有限輸出電流（1.8A)的電源適配器，在保證無線充電 能正常使用的情況下，計算多余的可用電流，通過有線的USB接口給手機充電的技術(shù)及充 電控制電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1、感應(yīng)型電流USB雙模充電控制電路圖； 圖2、電源控制流程圖。

【具體實施方式】
[0010] 為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實施例詳細描述本發(fā)明： 如圖1、2所示，感應(yīng)型電流USB雙模充電控制電路， 感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路，其特征在于，主電路由微處理器、電流感應(yīng)電路 及USB控制電路連接構(gòu)成，通過微處理器的程序執(zhí)行信號處理過程，進而控制電流感應(yīng)電 路及USB控制電路實現(xiàn)雙模充電電流輸出；以此電路為平臺，實現(xiàn)感應(yīng)型電流、USB充電控 制； 所述微處理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述電流感應(yīng)電路由運算放大器AZV831、晶體管Q1及阻容元件組成； 所述USB控制電路由輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15、晶閘管Q3、USB接口及阻容元件組 成； 電流感應(yīng)電路由運算放大器AZV831、晶體管Q1及阻容元件組成；運算放大器AZV831 同相輸入端管腳3通過電阻R26連接電阻R26的一端，從此端連接無線充電器電路； 運算放大器AZV831反相輸入端管腳4通過電阻R25連接電阻R26的另一端，從此端連 接5V電源正極； 運算放大器AZV831輸出端管腳1通過電阻R28連接晶體管Q1基極，晶體管Q1的集電 極通過電阻R30連接微處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳，通過電阻R29接地； 運算放大器AZV831的管腳2、管腳5之間跨接反饋電容C27,管腳5連接5V電源正極， 管腳2接地； 電容C40、電容C41并聯(lián)后跨接在5V電源正極和地之間； 5V電源正極通過電阻R26為無線充電器電路提供充電電源； 感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路的實現(xiàn)方法，當有手機通過無線充電裝置充電 時，充電電流在1. 3A以上時，充電電流經(jīng)過電阻R24 (0. 022歐姆)和運算放大器AZV831信 號轉(zhuǎn)換和大小比較，從運算放大器AZV831的管腳1輸出高電平，作用在晶體管Q1的基極， 使晶體管Q1處于截至狀態(tài)，因此微處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳輸入為低電平信 號，微處理器IDT_P9035A_DST通過內(nèi)部計算，使微處理器IDT_P9035A_DST的GPI04管腳輸 出低電平，傳到輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端4腳，該芯片的使能端為高電平有 效，輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的輸出端1腳沒有輸出，無法給手機充電； 當無線充電電流在〇. 25A - 1. 2A時，充電電流經(jīng)過電阻R24,徑運算放大器AZV831的 信號轉(zhuǎn)換、大小比較，從運算放大器AZV831的輸出端1腳輸出低電平，作用在晶體管Q1的 基極，晶體管Q1導通，晶體管Q1集電極電壓升高，晶體管Q1集電極的高電平信號傳輸?shù)轿?處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳，通過微處理器IDT_P9035A_DST的內(nèi)部程序計算、處 理，微處理器IDT_P9035A_DST的GPI04管腳輸出高電平，傳到輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15 的使能端4腳，輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出， 能夠給手機充電； 同時微處理器IDT_P9035A_DST通過內(nèi)部程序計算，其GPI02管腳輸出低電平，通過一 個電阻加到Q3的柵極，使Q3處于截至狀態(tài)，電源Vcc需經(jīng)過電阻R49, R47和R48分壓，給 充電手機USB接口的數(shù)據(jù)線D+，D-電壓信號，充電手機檢測到USB接口的數(shù)據(jù)信號，使手機 充電電流保持在500mA ; 當無線充電電流在〇. 15A以下時，充電電流經(jīng)過R24和運算放大器AZV831的信號轉(zhuǎn) 換，大小比較，從運算放大器AZV831的輸出端1腳輸出低電平，作用在Q1的基極，Q1導 通，無線充電電流通過運算放大器AZV831轉(zhuǎn)換出來的信號，傳輸?shù)轿⑻幚砥鱅DT_P9035A_ DST的ISNS管腳，MCU通過內(nèi)部計算，使MCU的GPI04管腳輸出高電平，給到輸出穩(wěn)壓 芯片UP7534GMA5-15的使能端4腳，該芯片的使能端為高電平有效，因此輸出穩(wěn)壓芯片 UP7534GMA5-15能正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出，能夠給手機充電，同時MCU通 過內(nèi)部計算，MCU的GPI02管腳輸出高電平，通過一個電阻加到晶閘管Q3的柵極，使晶閘管 Q3處于導通狀態(tài)，電流不經(jīng)過電阻R47,電源Vcc只經(jīng)過電阻R49和R48分壓，加到充電手 機USB接口的數(shù)據(jù)線D+，D-，充電手機檢測到USB接口的數(shù)據(jù)信號，根據(jù)手機的電池電量多 少充電，使手機充電電流不受限制； 利用USB接口充電的裝置為待充電手機，待充電手機通過檢測USB接口的數(shù)據(jù)線 (D+，D-)電壓，來識別USB接口的充電模式，由微處理器IDT_P9035A_DS對當前狀態(tài)與之前 狀態(tài)是否一樣進行判斷，當感應(yīng)到無線充電電流發(fā)生變化，微處理器的GPI04管腳輸出低 電壓并延遲2秒，使輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5重新啟動，把USB輸出復(fù)位； 由運算放大器AZV831和低阻值電阻R24把電流變轉(zhuǎn)為電壓，微處理器IDT_P9035A_DST 對其ISNS管腳的信號進行時實監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測到的電壓數(shù)據(jù)，微處理器IDT_P9035A_DST程 序進行計算，然后，通過GPI04腳輸出高電平，控制輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端 既管腳4,此時輸出穩(wěn)壓芯片P7534GMA5-15正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出，把 多余的電流供到有線充電接口； 有線充電可用電流=電源適配器的供應(yīng)電流-無線充電設(shè)備使用電流； 當所述USB控制電路的USB接口（USB2. OMode)輸出的電流僅為500mA時，有線充電處 于低速(低荷）充電模式； 當所述電流感應(yīng)電路的未連接無線充電器電路，或無線充電器電路進未進行無線充電 的狀態(tài)時，有線充電處于滿荷（Full)充電模式； 當所述USB控制電路的USB接口（USB2. OMode)輸出的電流不足500mA時，這個時候由 微處理器IDT_P9035A_DST根據(jù)ISNS管腳檢測到電流信號，使其GPI04腳輸出低電平，控制 輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端即管腳4,使輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15停止工 作，該芯片的輸出端即管腳1沒有電壓輸出，由此中斷有線充電。
[0011] 根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實現(xiàn)本發(fā)明的方案。
【權(quán)利要求】
1. 感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路，其特征在于，主電路由微處理器、電流感應(yīng)電 路及USB控制電路連接構(gòu)成，通過微處理器的程序執(zhí)行信號處理過程，進而控制電流感應(yīng) 電路及USB控制電路實現(xiàn)雙模充電電流輸出；以此電路為平臺，實現(xiàn)感應(yīng)型電流、USB充電 控制； 所述微處理器采用IDT_P9035A_DST ; 所述電流感應(yīng)電路由運算放大器AZV831、晶體管Q1及阻容元件組成； 所述USB控制電路由輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15、晶閘管Q3、USB接口及阻容元件組 成； 電流感應(yīng)電路的運算放大器AZV831同相輸入端管腳3通過電阻R26連接電阻R24的 一端，從此端連接無線充電器電路； 運算放大器AZV831反相輸入端管腳4通過電阻R25連接電阻R24的另一端，從此端連 接5V電源正極； 運算放大器AZV831輸出端管腳1通過電阻R28連接晶體管Q1基極，晶體管Q1的集電 極通過電阻R30連接微處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳，通過電阻R29接地； 運算放大器AZV831的管腳2、管腳5之間跨接反饋電容C27,管腳5連接5V電源正極， 管腳2接地； 濾波電容C40、電容C41并聯(lián)后跨接在5V電源正極和地之間； 5V電源正極通過電阻R24為無線充電器電路提供充電電源； 當手機在無線充電裝置上充電時，5V電源流經(jīng)電阻R24的無線充電電流在電阻R24上 產(chǎn)生壓降，此壓降加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間，電壓信號通過運算放大器 AZV831比較、放大、轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流信號，通過運算放大器AZV831輸出端管腳1送入晶體管 Q1基極，晶體管Q1將電流信號放大，經(jīng)晶體管Q1集電極送入微處理器IDT_P9035A_DST的 ISNS管腳； 感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路上接通電源后，5V電源為無線充電器電路提供充 電電流時，加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間的電壓小于無線充電器電路未進 行充電作業(yè)時加載在運算放大器AZV831管腳3、管腳4之間的電壓；微處理器IDT_P9035A_ DST根據(jù)感應(yīng)ISNS管腳電壓的實時變化情況，來計算剩余的電流的狀態(tài)，進行電量分配； 由微處理器IDT_P9035A_DST的GPI04管腳輸出信號控制所述USB控制電路的輸出 穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的輸出狀態(tài)，為有線充電器提供穩(wěn)定的電壓，通過微處理器IDT_ P9035A_DST的GPI02管腳輸出控制信號，控制USB接口的數(shù)據(jù)線（D+，D_)電壓，手機根據(jù) USB接口的數(shù)據(jù)線（D+，D_)電壓的數(shù)據(jù)決定充電模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)型電流及USB雙模充電控制電路的實現(xiàn)方法，其特征在于， 當有手機通過無線充電裝置充電時，充電電流在1. 3A以上時，充電電流經(jīng)過電阻R24和運 算放大器AZV831信號轉(zhuǎn)換和大小比較，從運算放大器AZV831的管腳1輸出高電平，作用在 晶體管Q1的基極，使晶體管Q1處于截至狀態(tài)，因此微處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳 輸入為低電平信號，微處理器IDT_P9035A_DST通過內(nèi)部計算，使微處理器IDT_P9035A_DST 的GPI04管腳輸出低電平，傳到輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端4腳，該芯片的使能 端為高電平有效，輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的輸出端1腳沒有輸出，無法給手機充電； 當無線充電電流在〇. 25A--1. 2A時，充電電流經(jīng)過電阻R24,徑運算放大器AZV831的 信號轉(zhuǎn)換、大小比較，從運算放大器AZV831的輸出端1腳輸出低電平，作用在晶體管Q1的 基極，晶體管Q1導通，晶體管Q1集電極電壓升高，晶體管Q1集電極的高電平信號傳輸?shù)轿?處理器IDT_P9035A_DST的ISNS管腳，通過微處理器IDT_P9035A_DST的內(nèi)部程序計算、處 理，微處理器IDT_P9035A_DST的GPI04管腳輸出高電平，傳到輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15 的使能端4腳，輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出， 能夠給手機充電； 同時微處理器IDT_P9035A_DST通過內(nèi)部程序計算，其GPI02管腳輸出低電平，通過一 個電阻加到Q3的柵極，使Q3處于截至狀態(tài)，電源Vcc需經(jīng)過電阻R49, R47和R48分壓，給 充電手機USB接口的數(shù)據(jù)線D+，D-電壓信號，充電手機檢測到USB接口的數(shù)據(jù)信號，使手機 充電電流保持在500mA ; 當無線充電電流在〇. 15A以下時，充電電流經(jīng)過R24和運算放大器AZV831的信號轉(zhuǎn) 換，大小比較，從運算放大器AZV831的輸出端1腳輸出低電平，作用在Q1的基極，Q1導 通，無線充電電流通過運算放大器AZV831轉(zhuǎn)換出來的信號，傳輸?shù)轿⑻幚砥鱅DT_P9035A_ DST的ISNS管腳，MCU通過內(nèi)部計算，使MCU的GPI04管腳輸出高電平，給到輸出穩(wěn)壓 芯片UP7534GMA5-15的使能端4腳，該芯片的使能端為高電平有效，因此輸出穩(wěn)壓芯片 UP7534GMA5-15能正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出，能夠給手機充電，同時MCU通 過內(nèi)部計算，MCU的GPI02管腳輸出高電平，通過一個電阻加到晶閘管Q3的柵極，使晶閘管 Q3處于導通狀態(tài)，電流不經(jīng)過電阻R47,電源Vcc只經(jīng)過電阻R49和R48分壓，加到充電手 機USB接口的數(shù)據(jù)線D+，D-，充電手機檢測到USB接口的數(shù)據(jù)信號，根據(jù)手機的電池電量多 少充電，使手機充電電流不受限制； 利用USB接口充電的裝置為待充電手機，待充電手機通過檢測USB接口的數(shù)據(jù)線 (D+，D-)電壓，來識別USB接口的充電模式，由微處理器IDT_P9035A_DS對當前狀態(tài)與之前 狀態(tài)是否一樣進行判斷，當感應(yīng)到無線充電電流發(fā)生變化，微處理器的GPI04管腳輸出低 電壓并延遲2秒，使輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5重新啟動，把USB輸出復(fù)位； 由運算放大器AZV831和低阻值電阻R24把電流變轉(zhuǎn)為電壓，微處理器IDT_P9035A_DST 對其ISNS管腳的信號進行時實監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測到的電壓數(shù)據(jù)，微處理器IDT_P9035A_DST程 序進行計算，然后，通過GPI04腳輸出高電平，控制輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端 既管腳4,此時輸出穩(wěn)壓芯片P7534GMA5-15正常工作，該芯片的輸出端1腳有電壓輸出，把 多余的電流供到有線充電接口； 有線充電可用電流=電源適配器的供應(yīng)電流-無線充電設(shè)備使用電流； 當所述USB控制電路的USB接口輸出的電流僅為500mA時，有線充電處于低速充電模 式； 當所述電流感應(yīng)電路的未連接無線充電器電路，或無線充電器電路進未進行無線充電 的狀態(tài)時，有線充電處于滿荷充電模式； 當所述USB控制電路的USB接口（USB2. OMode)輸出的電流不足500mA時，這個時候由 微處理器IDT_P9035A_DST根據(jù)ISNS管腳檢測到電流信號，使其GPI04腳輸出低電平，控制 輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15的使能端即管腳4,使輸出穩(wěn)壓芯片UP7534GMA5-15停止工 作，該芯片的輸出端即管腳1沒有電壓輸出，由此中斷有線充電。
【文檔編號】H02J7/00GK104158257SQ201410430352
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李立, 章嘉瑞, 馬同盛, 金國珍, 金鎮(zhèn)弘 申請人:天津市中環(huán)通訊技術(shù)有限公司