本實用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種AC-DC反激式充電電路及充電器。

背景技術(shù)：

為滿足便攜式設(shè)備長時間供電的要求，設(shè)備內(nèi)部配備的電池容量越來越大。根據(jù)傳統(tǒng)的充電模式，對于電池充電的時間越來越長。為提升充電速度，縮短充電時間，很多公司都發(fā)布了快速充電方法和相關(guān)協(xié)議。在這種狀況下，為便攜式設(shè)備配備的AC/DC充電器也需要具有相應(yīng)的快速充電功能。這些AC/DC充電器一般都配備了一個或多個標準的USB輸出端口。近期又出現(xiàn)了裝備有多個USB輸出口的電源排插。

在現(xiàn)有的電源排插解決方案中，多采用單繞組輸出一個固定電壓，后續(xù)采用多個升壓(BOOST)控制器，輔以快速充電接口協(xié)議芯片來實現(xiàn)快速充電的輸出。這種實現(xiàn)方式主要的缺陷是方案成本高，整體的轉(zhuǎn)換效率低。本實用新型采用了全新的拓撲架構(gòu)，可以實現(xiàn)成本與性能的雙重優(yōu)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于提供一種AC-DC反激式充電電路，旨在解決現(xiàn)有AC-DC快電方案無法同時進行普通充電和快速充電，以及成本高的問題。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種AC-DC反激式充電電路，所述電路包括：

對交流電進行整流的整流單元，所述整流單元的輸入端與交流電源連接；

根據(jù)輸出電壓生成電壓轉(zhuǎn)換控制信號的輸出電壓控制單元，所述輸出電壓控制單元的第一輸入端與所述整流單元的輸出端連接；

根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換控制信號進行電壓轉(zhuǎn)換的電壓轉(zhuǎn)換單元，所述電壓轉(zhuǎn)換單元具有兩路輸出，分別生成第一直流電壓和第二直流電壓，所述第一直流電壓高于所述第二直流電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端與所述整流單元的輸出端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第二輸入端與所述輸出電壓控制單元的第一輸出端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第三輸入端與所述輸出電壓控制單元的第二輸出端連接；

將第二直流電壓反饋給所述輸出電壓控制單元的反饋單元，所述反饋單元的一個或多個輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的一個或多個輸出端分別對應(yīng)連接，所述反饋單元的輸出端與所述輸出電壓控制單元的反饋端連接；

對所述第一直流電壓進行降壓處理，并根據(jù)負載端要求的電壓指令轉(zhuǎn)換并輸出第一路快充充電電壓的第一降壓單元，所述第一降壓單元的輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第一路輸出連接；

對第二直流電壓進行降壓處理，生成第二路快充充電電壓和第一普通充電電壓的第二降壓單元，所述第一路快充充電電壓高于所述第二路快充充電電壓，所述第二降壓單元的輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第二路輸出連接。

進一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換單元還包括第三路輸出，生成第三直流電壓，所述第三直流電壓高于所述第二直流電壓且低于所述第一直流電壓；

所述電路還包括第三降壓單元，所述第三降壓單元的輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第三路輸出連接。

更進一步地，所述輸出電壓控制單元包括：

電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、第一開關(guān)管Q1以及脈寬調(diào)制模塊；

所述脈寬調(diào)制模塊的HV引腳為所述輸出電壓控制單元的第一輸入端，所述脈寬調(diào)制模塊的驅(qū)動信號GATE引腳與所述第一開關(guān)管Q1的控制端連接，所述第一開關(guān)管Q1的輸入端為所述輸出電壓控制單元的第一輸出端，所述第 一開關(guān)管Q1的輸出端與所述脈寬調(diào)制模塊的CS引腳連接，所述脈寬調(diào)制模塊的CS引腳還通過所述電阻R1接地，所述脈寬調(diào)制模塊的FB引腳為所述輸出電壓控制單元的反饋端，所述脈寬調(diào)制模塊的VS引腳同時與所述電容C2的一端、所述電阻R2的一端和所述電阻R3的一端連接，所述電容C2的另一端和所述電阻R3的另一端同時接地，所述電阻R2的另一端為所述輸出電壓控制單元的第二輸出端。

更進一步地，所述第一開關(guān)管Q1為N型MOS管，所述N型MOS管的柵極為所述第一開關(guān)管Q1的控制端，所述N型MOS管的漏極為所述第一開關(guān)管Q1的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第一開關(guān)管Q1的輸出端。

更進一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第一路輸出包括第一輸出端和第二輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第二路輸出包括第三輸出端和第四輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換單元還包括多繞組變壓器T1和整流管D1、整流管D2、電容C3、電容C4；

所述多繞組變壓器T1的原邊包括第一線圈N_P和第二線圈N_A，所述多繞組變壓器的副邊包括第三線圈N_S1和第四線圈N_S2；

所述第一線圈N_P的異名端為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端，所述第一線圈N_P的同名端為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第二輸入端，所述第二線圈N_A的同名端為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第三輸入端，所述第二線圈N_A的異名端接地；

所述第三線圈N_S1的同名端與所述整流管D1的陽極連接，所述整流管D1的陰極為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第一輸出端與所述電容C3的一端連接，所述第三線圈N_S1的異名端為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第二輸出端與所述電容C3的另一端連接；

所述第四線圈N_S2的同名端與所述整流管D2的陽極連接，所述整流管D2的陰極為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第三輸出端與所述電容C4的一端連接，所述第四線圈N_S2的異名端為所述電壓轉(zhuǎn)換單元的第四輸出端與所述電容C4的另一端連接。

更進一步地，所述第一降壓單元為基于QC2.0或QC3.0的智能降壓芯片。

更進一步地，所述第二降壓單元為USB開關(guān)降壓芯片，可輸出第二路快充充電電壓，以及普通充電電壓。

更進一步地，所述反饋單元為光耦反饋電路。

本實用新型實施例的另一目的在于，提供一種包括上述AC-DC反激式充電電路的充電器。

本實用新型實施例由于全部采用降壓方式進行AC-DC轉(zhuǎn)換，輸出多組充電電壓，比升壓方式大大節(jié)省了成本，效率高，并且可以同時輸出多組快充電壓和普通充電電壓，可同時滿足多用戶需求，提高了用戶體驗。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的AC-DC反激式充電電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實用新型實施例提供的AC-DC反激式充電電路的示例電路圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本實用新型實施例全部采用降壓方式進行AC-DC轉(zhuǎn)換，輸出多組充電電壓，比升壓方式大大節(jié)省了成本，提高了效率，并且可以同時輸出多組快充電壓和普通充電電壓，可同時滿足了多用戶的需求，提高了用戶體驗。

圖1示出了本實用新型實施例提供的AC-DC反激式充電電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分。

該AC-DC反激式充電電路可應(yīng)用于各種電源充電器中，該電路包括：

整流單元11，用于對交流電進行整流，整流單元11的輸入端與交流電源 連接；

在本實用新型的一個實施例中，整流單元可以采用整流橋和儲能器件實現(xiàn)。

輸出電壓控制單元12，用于根據(jù)輸出電壓要求生成電壓轉(zhuǎn)換控制信號，輸出電壓控制單元12的第一輸入端與整流單元11的輸出端連接；

在本實用新型實施例中，輸出電壓控制單元12根據(jù)維持輸出電壓恒定的要求，生成對電源轉(zhuǎn)換單元的控制信號，電源轉(zhuǎn)換單元將整流單元輸出的高壓直流電壓轉(zhuǎn)換為要求的低壓直流輸出，以滿足對負載充電的要求。

電壓轉(zhuǎn)換單元13，用于根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換控制信號進行電壓轉(zhuǎn)換，電壓轉(zhuǎn)換單元13具有兩路輸出，分別生成第一直流電壓(例如20V/2A)和第二直流電壓(例如5V/3A)，第一直流電壓高于第二直流電壓，電壓轉(zhuǎn)換單元13的第一輸入端與整流單元11的輸出端連接，電壓轉(zhuǎn)換單元13的第二輸入端與輸出電壓控制單元12的第一輸出端連接，電壓轉(zhuǎn)換單元13的第三輸入端與輸出電壓控制單元12的第二輸出端連接；

作為本實用新型一優(yōu)選實施例，電壓轉(zhuǎn)換單元13還可以包括第三路輸出，生成第三直流電壓，該第三直流電壓高于第二直流電壓且低于第一直流電壓；

該AC-DC反激式充電電路還包括第三降壓單元，第三降壓單元的輸入端與電壓轉(zhuǎn)換單元13的第三路輸出連接。

當然根據(jù)用戶需要電壓轉(zhuǎn)換單元還可以包括第四及第五路輸出，每一路輸出的電壓高低可以根據(jù)用戶需求設(shè)置。

反饋單元14，用于將電壓轉(zhuǎn)換單元13輸出的直流電壓反饋給輸出電壓控制單元12，反饋單元14的多個輸入端與電壓轉(zhuǎn)換單元13的多個輸出端分別對應(yīng)連接，反饋單元14的輸出端與輸出電壓控制單元12的反饋端連接；

第一降壓單元15，用于對第一直流電壓進行降壓處理，并通過快速充電協(xié)議檢測單元檢測負載所要求的電壓指令，根據(jù)電壓指令輸出第一路快充充電電壓，第一降壓單元15的輸入端與電壓轉(zhuǎn)換單元13的第一路輸出連接；

在本實用新型實施例中，第一降壓單元主要針對于較高電壓的快充方式， 例如可以提供9V、12V、20V的大電流充電，并且可以自動識別負載端所要求的輸出電壓進行選擇性輸出，例如負載要求提供12V充電電源，那么第一降壓單元檢測到負載的指令后后向負載輸出12V的充電電壓，此處并不限定輸出電壓以及電流的大小，可以根據(jù)用戶需求具體設(shè)置。

第二降壓單元16，用于對第二直流電壓進行降壓處理，生成第二路快充充電電壓和第一普通充電電壓，第一路快充充電電壓高于所述第二路快充充電電壓，第二降壓單元16的輸入端與電壓轉(zhuǎn)換單元13的第二路輸出連接。

在本實用新型實施例中，第二降壓單元16可以以并聯(lián)的方式輸出多個充電電壓，既可以是大電流的快充模式，也可以是小電流的普通充電模式，且第二降壓單元輸出的電壓要小于第一降壓單元輸出的電壓。

本實用新型實施例由于全部采用降壓方式進行AC-DC轉(zhuǎn)換，輸出多組充電電壓，比升壓方式大大節(jié)省了成本，效率高，并且可以同時輸出多組快充電壓和普通充電電壓，可以同時滿足多個的用戶需求，提高了用戶體驗。

圖2示出了本實用新型實施例提供的AC-DC反激式充電電路的示例電路結(jié)構(gòu)。

其中，整流單元11包括整流橋和電容C1，將輸入的交流電整流變換為高壓直流電，通過電容C1進行儲能，并與輸出電壓控制單元12和電壓變換單元13相連；所述電容C1的一端與整流單元11輸出的正電壓相連，C1的另一端與整流單元11輸出的地線相連；

輸出電壓控制單元12包括：

電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3以及脈寬調(diào)制模塊PWM IC；

脈寬調(diào)制模塊PWM IC的HV引腳為輸出電壓控制單元12的第一輸入端與電容C1的正電壓一端連接，脈寬調(diào)制模塊PWM IC的驅(qū)動信號GATE引腳與第一開關(guān)管Q1的控制端連接，第一開關(guān)管Q1的輸入端為輸出電壓控制單元12的第一輸出端，第一開關(guān)管Q1的輸出端與脈寬調(diào)制模塊PWM IC的CS引腳連接，脈寬調(diào)制模塊PWM IC的CS引腳還通過所述電阻R1接地，脈寬調(diào)制 模塊PWM IC的FB引腳為輸出電壓控制單元的反饋端與反饋單元的輸出端連接，所述脈寬調(diào)制模塊的FB引腳為所述輸出電壓控制單元的反饋端，脈寬調(diào)制模塊PWM IC的VS引腳同時與電容C2的一端、電阻R2的一端和電阻R3的一端連接，電容C2的另一端和電阻R3的另一端同時接地，電阻R2的另一端為輸出電壓控制單元12的第二輸出端與電壓轉(zhuǎn)換單元13中變壓器繞組N_A的一端相連。

電壓轉(zhuǎn)換單元13包括：

多繞組變壓器T1和低壓側(cè)整流單元131，該低壓側(cè)整流單元131包括整流管D1、整流管D2、電容C3、電容C4；

多繞組變壓器T1的繞組個數(shù)和低壓側(cè)整流單元131的電流個數(shù)可根據(jù)需要進行調(diào)整。圖2所示的為一個兩路輸出的實施例。

多繞組變壓器T1的原邊包括第一線圈N_P和第二線圈N_A，多繞組變壓器T1的副邊包括第三線圈N_S1和第四線圈N_S2；

第一線圈N_P的異名端為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第一輸入端，第一線圈N_P的同名端為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第二輸入端，第二線圈N_A的同名端為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第三輸入端，第二線圈N_A的異名端接地；

第三線圈N_S1的同名端與整流管D1的陽極連接，整流管D1的陰極為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第一輸出端與電容C3的一端連接，第三線圈N_S1的異名端為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第二輸出端與電容C3的另一端連接；

第四線圈N_S2的同名端與整流管D2的陽極連接，整流管D2的陰極為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第三輸出端與電容C4的一端連接，第四線圈N_S2的異名端為電壓轉(zhuǎn)換單元13的第四輸出端與電容C4的另一端連接。

整流管D1和電容C3將由多繞組變壓器T1傳送過來的交流電壓整流變換成為低壓的第一直流電壓。整流管D1的一端與多繞組變壓器T1的一個繞組N_S1的一端相連，另一端與電容C3的一端相連，構(gòu)成了第一直流電壓的正電壓端，繞組N_S1的另一端與電容C3的另一端相連，并構(gòu)成第一直流電壓的地線端。 整流管D2和電容C4將由多繞組變壓器T1傳送過來的交流電壓整流變換成為低壓的第一直流電壓。整流管D2的一端與多繞組變壓器T1的一個繞組N_S2的一端相連，另一端與電容C4的一端相連，構(gòu)成了第二直流電壓的正電壓端。繞組N_S2的另一端與電容C4的另一端相連，并構(gòu)成第二直流電壓的地線端。

電壓轉(zhuǎn)換單元13的第二路輸出通過光耦反饋電路14采樣到脈寬調(diào)制模塊PWM IC的FB引腳，輸出電壓控制單元12根據(jù)該反饋信號產(chǎn)生控制電壓轉(zhuǎn)換單元13中第一開關(guān)管Q1的控制信號，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管的導通時間，通過多繞組變壓器T1的原邊圈N_P和副邊圈N_S2的匝比關(guān)系，可控制電壓轉(zhuǎn)換單元的第二路輸出電壓；同時，多繞組變壓器T1的原邊圈N_P和副邊圈N_S1的匝比關(guān)系可調(diào)節(jié)電壓轉(zhuǎn)換單元13的第一路輸出電壓。

優(yōu)選地，第一開關(guān)管Q1為N型MOS管，N型MOS管的柵極為第一開關(guān)管Q1的控制端，N型MOS管的漏極為第一開關(guān)管Q1的輸入端，N型MOS管的源極為第一開關(guān)管Q1的輸出端。

優(yōu)選地，第一降壓單元15為基于QC2.0或QC3.0的智能降壓芯片(BUCK IC)，可根據(jù)負載所要求的指令，提供所需的輸出電壓。

優(yōu)選地，第二降壓單元16為USB開關(guān)限流芯片(SWITCH)，可根據(jù)負載的要求配置為快速充電輸出端口或者普通充電端口。

作為本實用新型一優(yōu)選實施例，反饋單元14為光耦反饋電路。

本實用新型實施例的另一目的在于，提供一種包括上述AC-DC反激式充電電路的充電器。

本實用新型實施例由于全部采用降壓方式進行AC-DC轉(zhuǎn)換，輸出多組充電電壓，比升壓方式大大節(jié)省了成本，提高了效率高，并且可以同時輸出多組快充電壓和普通充電電壓，可以滿足多個的用戶需求，提高了用戶體驗。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。