本實(shí)用新型涉及充電器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種充電控制電路及安全的電源適配器。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技日新月異的創(chuàng)新變革進(jìn)步，智能化產(chǎn)品引領(lǐng)著科技發(fā)展的前沿。智能手機(jī)的強(qiáng)大功能給用戶帶來了極其方便的操作性，但相應(yīng)問題也隨之產(chǎn)生，即功耗大造成電池續(xù)航的問題，需要反復(fù)充電才能再使用。大部分人將智能手機(jī)的電源適配器插在插座上充電，充滿電后電源適配器不會(huì)及時(shí)拔出。雖然此時(shí)智能手機(jī)不再充電，但是充電器一直在工作，輸出的5V充電電壓一直存在造成空載現(xiàn)像。長(zhǎng)此以往，不僅會(huì)造成漏電問題，質(zhì)量差的充電器還容易燒壞導(dǎo)致電源短路，電源適配器燒壞后可能會(huì)引起漏電或更嚴(yán)重的人體觸電、火災(zāi)等問題；存在較大安全隱患。

因此有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種充電控制電路及安全的電源適配器，以解決現(xiàn)有電源適配器充完電后持續(xù)輸出充電電壓存在安全隱患的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案：

一種充電控制電路，設(shè)置在電源適配器的主板上，其包括：

用于將輸入的交流電整流后轉(zhuǎn)換為直流源的整流單元；

用于對(duì)直流源進(jìn)行正負(fù)反饋濾波后輸出直流電的反饋濾波單元；

用于將直流電轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)壓值的充電電壓的轉(zhuǎn)換單元；

用于啟動(dòng)充電并顯示充電狀態(tài)，根據(jù)充電電流的大小檢測(cè)充滿電后關(guān)閉充電并顯示滿電狀態(tài)；以及根據(jù)按鍵操作重新啟動(dòng)充電的控制單元；

所述反饋濾波單元連接整流單元和轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換單元連接控制單元。

所述的充電控制電路中，所述整流單元包括保險(xiǎn)絲、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管和第一電容；

所述第一二極管的正極連接第二二極管的負(fù)極和第一交流輸入端；第一二極管的負(fù)極連接第三二極管的負(fù)極、第一電容的正極和反饋濾波單元；第二二極管的正極連接第四二極管的正極、第一電容的負(fù)極和反饋濾波單元；第三二極管的正極連接第四二極管的負(fù)極和保險(xiǎn)絲的一端，保險(xiǎn)絲的另一端連接第二交流輸入端。

所述的充電控制電路中，所述反饋濾波單元包括第一三極管、第二三極管、第一電阻、第一檢測(cè)電阻、第二檢測(cè)電阻、第二電容、第三電容、第四電容、第五二極管、第六二極管和第七二極管；

所述第一三極管的基極通過第一檢測(cè)電阻連接第二電容的正極、第二三極管的集電極和第一電容的正極；第一三極管的集電極連接第五二極管的正極和轉(zhuǎn)換單元，所述第五二極管的負(fù)極連接第二電容的負(fù)極和第一電阻的一端，第一電阻的另一端連接第二電容的正極和轉(zhuǎn)換單元；第一三極管的發(fā)射極第二檢測(cè)電阻的一端和第一電容的負(fù)極，第二檢測(cè)電阻的另一端連接第二三極管的基極和第六二極管的正極；第二三極管的發(fā)射極連接第七二極管的正極、第四電容的負(fù)極和第一三極管的發(fā)射極；第六二極管的負(fù)極連接第四電容的正極和轉(zhuǎn)換單元，第二三極管的集電極連接第三電容的正極，第三電容的負(fù)極連接第七二極管的負(fù)極和轉(zhuǎn)換單元。

所述的充電控制電路中，所述轉(zhuǎn)換單元包括變壓器、第五電容和第八二極管；

所述變壓器的第3腳連接第一電阻的另一端，變壓器的第4腳連接第一三極管的集電極，變壓器的第5腳連接第三電容的負(fù)極，變壓器的第6腳連接第六二極管的負(fù)極，變壓器的第1腳連接第八二極管的正極，變壓器的第2腳連接第五電容的負(fù)極和控制單元，第八二極管的負(fù)極連接第五電容的正極和控制單元。

所述的充電控制電路中，所述控制單元包括按鍵、主控芯片、第一指示燈、第二指示燈、第三三極管、開關(guān)MOS管和保護(hù)管；

所述按鍵的一端接地，按鍵的另一端連接主控芯片的RESET腳，主控芯片的VDD腳連接第八二極管的負(fù)極和開關(guān)MOS管的漏極，主控芯片的LED1腳連接第一指示燈的正極，主控芯片的LED1腳連接第二指示燈的正極，第一指示燈的負(fù)極連接第二指示燈的負(fù)極和地，主控芯片的GPIO腳連接第三三極管的基極，第三三極管的發(fā)射極接地，第三三極管的集電極連接開關(guān)MOS管的柵極，開關(guān)MOS管的源極連接充電輸出端OUT和保護(hù)管的負(fù)極，保護(hù)管的正極連接變壓器的第2腳和地。

所述的充電控制電路中，所述控制單元還包括第二電阻和抗浪涌器件；

所述第二電阻的一端連接第三三極管的基極，第二電阻的另一端連接第三三極管的發(fā)射極和地，抗浪涌器件的正極連接保護(hù)管的正極和變壓器的第2腳，抗浪涌器件的負(fù)極連接開關(guān)MOS管的漏極和第八二極管的負(fù)極。

所述的充電控制電路中，所述主控芯片的型號(hào)為STC15F104E-SOP8，按鍵的型號(hào)為EVPAKB01A。

所述的充電控制電路中，所述第一三極管、第二三極管和第三三極管均為NPN三極管，開關(guān)MOS管為PMOS管。

一種安全的電源適配器，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的主板，設(shè)置在殼體底部的插頭，與殼體一側(cè)連接的USB數(shù)據(jù)線；其中，所述主板上設(shè)置有所述的充電控制電路，所述插頭連接充電控制電路的整流單元，控制單元連接USB數(shù)據(jù)線的輸出端。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的一種充電控制電路及安全的電源適配器，通過整流單元將輸入的交流電整流后轉(zhuǎn)換為直流源，反饋濾波單元對(duì)直流源進(jìn)行正負(fù)反饋濾波后輸出直流電，轉(zhuǎn)換單元將直流電轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)壓值的充電電壓?？刂茊卧獑?dòng)充電并顯示充電狀態(tài)，根據(jù)充電電流的大小檢測(cè)充滿電后關(guān)閉充電并顯示滿電狀態(tài)；以及根據(jù)用戶的按鍵操作重新啟動(dòng)充電。所述充電控制電路在檢測(cè)滿電時(shí)關(guān)閉充電，即關(guān)閉了充電電壓和充電電流的輸出通路，此時(shí)無5V的充電電壓和充電電流輸出，即使電源適配器仍與設(shè)備連接，也不會(huì)出現(xiàn)USB漏電、觸電等情況，從而解決了安全隱患。另外，電源適配器一直插在插座上，用戶想要繼續(xù)充電時(shí)，只要接上設(shè)備，按下設(shè)置的按鍵即可重新啟動(dòng)進(jìn)入充電狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的充電控制電路的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型提供的充電控制電路的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型提供的電源適配器的示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種充電控制電路及安全的電源適配器，可廣泛用于各類電子設(shè)備，如智能手機(jī)，IPAD，復(fù)讀機(jī)，機(jī)器人，電視機(jī)，電腦顯示器等。在電子設(shè)備停止充電或充滿電時(shí)，通過檢測(cè)當(dāng)前的充電電流，讓電源適配器檢測(cè)到充滿電后進(jìn)入不工作的安全狀態(tài)；既能保證電源適配的正常使用，又能消除安全隱患。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種充電控制電路，設(shè)置在電源適配器的主板上，包括整流單元10、反饋濾波單元20、轉(zhuǎn)換單元30和控制單元40。所述反饋濾波單元20連接整流單元10和轉(zhuǎn)換單元30，轉(zhuǎn)換單元30連接控制單元40。所述整流單元10將輸入的交流電整流后轉(zhuǎn)換為直流源，反饋濾波單元20對(duì)直流源進(jìn)行正負(fù)反饋濾波后輸出直流電給轉(zhuǎn)換單元30，轉(zhuǎn)換單元30將直流電轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)壓值（如5V）的充電電壓。控制單元40啟動(dòng)充電并顯示充電狀態(tài)，根據(jù)充電電流的大小檢測(cè)充滿電后關(guān)閉充電并顯示滿電狀態(tài)；以及根據(jù)用戶的按鍵操作重新啟動(dòng)充電。

所述充電控制電路在檢測(cè)滿電時(shí)關(guān)閉充電，即關(guān)閉了充電電壓和充電電流的輸出通路，此時(shí)無5V的充電電壓和充電電流輸出，即使電源適配器仍與設(shè)備連接，也不會(huì)出現(xiàn)USB漏電、觸電等情況，從而解決了安全隱患。另外，電源適配器一直插在插座上，用戶想要繼續(xù)充電時(shí)，只要接上設(shè)備，按下設(shè)置的按鍵即可重新啟動(dòng)進(jìn)入充電狀態(tài)。

請(qǐng)一并參閱圖2，所述整流單元10包括保險(xiǎn)絲F1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4和第一電容C1；所述第一二極管D1的正極連接第二二極管D2的負(fù)極和第一交流輸入端AC_IN1；第一二極管D1的負(fù)極連接第三二極管D3的負(fù)極、第一電容C1的正極和反饋濾波單元20；第二二極管D2的正極連接第四二極管D4的正極、第一電容C1的負(fù)極和反饋濾波單元20；第三二極管D3的正極連接第四二極管D4的負(fù)極和保險(xiǎn)絲F1的一端，保險(xiǎn)絲F1的另一端連接第二交流輸入端AC_IN2。

其中，第一交流輸入端AC_IN1和第二交流輸入端AC_IN2輸入的AC交流電（220V）經(jīng)過第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的整流橋整流，第一電容C1濾波后輸出直流源。

所述反饋濾波單元20包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電阻R1、第一檢測(cè)電阻RI1、第二檢測(cè)電阻RI2、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五二極管D5、第六二極管D6和第七二極管D7。所述第一三極管Q1的基極通過第一檢測(cè)電阻RI1連接第二電容C2的正極、第二三極管Q2的集電極和第一電容C1的正極；第一三極管Q1的集電極連接第五二極管D5的正極和轉(zhuǎn)換單元30，所述第五二極管D5的負(fù)極連接第二電容C2的負(fù)極和第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端連接第二電容C2的正極和轉(zhuǎn)換單元30；第一三極管Q1的發(fā)射極連接第二檢測(cè)電阻RI2的一端和第一電容C1的負(fù)極，第二檢測(cè)電阻RI2的另一端連接第二三極管Q2的基極和第六二極管D6的正極；第二三極管Q2的發(fā)射極連接第七二極管D7的正極、第四電容C4的負(fù)極和第一三極管Q1的發(fā)射極；第六二極管D6的負(fù)極連接第四電容C4的正極和轉(zhuǎn)換單元30，第二三極管Q2的集電極連接第三電容C3的正極，第三電容C3的負(fù)極連接第七二極管D7的負(fù)極和轉(zhuǎn)換單元30。

所述轉(zhuǎn)換單元30包括變壓器L1、第五電容C5和第八二極管D8。所述變壓器L1的第3腳連接第一電阻R1的另一端，變壓器L1的第4腳連接第一三極管Q1的集電極，變壓器L1的第5腳連接第三電容C3的負(fù)極，變壓器L1的第6腳連接第六二極管D6的負(fù)極，變壓器L1的第1腳連接第八二極管D8的正極，變壓器L1的第2腳連接第五電容C5的負(fù)極和控制單元40，第八二極管D8的負(fù)極連接第五電容C5的正極和控制單元40。

其中，第一三極管Q1和第二三極管Q2為NPN三極管。變壓器L1是設(shè)置輸出5V線匝的、型號(hào)為EF10（5V1A）的變壓器（廠家為思博星辰），將輸入的直流電變壓后輸出5V/1A的充電電壓/充電電流。所述第五電容C5的耐壓值為10V，容值為4.7uF，用于濾波去噪。所述第八二極管D8采用型號(hào)為IN5817的整流二極管。

AC交流電220V接通后，第一電容C1上會(huì)有250V左右的直流電壓，通過第一檢測(cè)電阻RI1（電流檢測(cè)電阻）為第一三級(jí)管Q1的基極提供電流。第一三極管Q1的基極得到供電后，通過變壓器L1的PIN3（第3腳）、PIN4（第4腳）產(chǎn)生集電極電流，并同時(shí)在變壓器L1的PIN5（第5腳）、PIN6（第6腳）與PIN1（第1腳）、PIN2（第2腳）上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。其中，變壓器L1的PIN5、PIN6分別經(jīng)過第七二極管D7整流、第四電容C4濾波后，通過第六二極管D6和第二三極管Q2組成的取樣比較電路檢測(cè)輸出電壓高低。

變壓器L1的PIN5、PIN6與第三電容C3、第二檢測(cè)電阻RI2還組成第一三極管Q1的正反饋電路，讓第一三極管Q1工作在高頻振蕩，不停的給變壓器L1（PIN3、PIN4）開關(guān)供電。當(dāng)負(fù)載變輕或者電源電壓變高等任何原因?qū)е螺敵鲭妷荷邥r(shí)，變壓器L1的PIN5、PIN6與第六二極管D6取樣比較導(dǎo)致第二三極管Q2導(dǎo)通，第一三極管Q1的基極電流減小，集電極電流減小，負(fù)載能力變小，從而導(dǎo)致輸出電壓降低；當(dāng)輸出電壓降低后，第二三極管Q2取樣后又會(huì)截止，第一三極管Q1的負(fù)載能力變強(qiáng)，輸出電壓又會(huì)升高；這樣起到自動(dòng)穩(wěn)壓作用。

所述控制單元40包括按鍵S1、主控芯片U1、第一指示燈LED11、第二指示燈LED12、第三三極管Q3、開關(guān)MOS管Q4和保護(hù)管D9。所述按鍵S1的一端接地，按鍵S1的另一端連接主控芯片U1的RESET腳，主控芯片U1的VDD腳連接第八二極管D8的負(fù)極和開關(guān)MOS管Q4的漏極，主控芯片U1的LED1腳連接第一指示燈LED11的正極，主控芯片U1的LED1腳連接第二指示燈LED12的正極，第一指示燈LED11的負(fù)極連接第二指示燈LED12的負(fù)極和地，主控芯片U1的GPIO腳連接第三三極管Q3的基極，第三三極管Q3的發(fā)射極接地，第三三極管Q3的集電極連接開關(guān)MOS管Q4的柵極，開關(guān)MOS管Q4的源極連接充電輸出端OUT和保護(hù)管D9的負(fù)極，保護(hù)管D9的正極連接變壓器L1的第2腳和地。

其中，主控芯片U1的型號(hào)為STC15F104E-SOP8（其為51單片機(jī)，廠家為宏晶），通過其VDD腳獲取充電電壓以啟動(dòng)自身工作；還能檢測(cè)充電電流的大小以判斷是否充滿電（內(nèi)置有型號(hào)為CW2015CSAD的電量計(jì)），當(dāng)充電電流小于主控芯片U1內(nèi)置的預(yù)設(shè)值時(shí)，主控芯片U1進(jìn)入待機(jī)低功耗休眠模式，并改變GPIO腳的輸出以關(guān)閉充電。

主控芯片U1的GPIO腳控制第三三極管Q3和開關(guān)MOS管Q4的通斷狀態(tài)，控制充電電壓和充電電流是否輸出，從而啟閉充電。第三三極管Q3為NPN三極管，開關(guān)MOS管Q4為PMOS管。當(dāng)GPIO腳輸出高電平時(shí)，第三三極管Q3導(dǎo)通將開關(guān)MOS管Q4的柵極電壓拉低，開關(guān)MOS管Q4導(dǎo)通從而開啟充電。當(dāng)GPIO腳輸出低電平時(shí)，第三三極管Q3截止使開關(guān)MOS管Q4截止，從而關(guān)閉充電。

主控芯片U1的LED1腳和LED2腳控制對(duì)應(yīng)指示燈的亮滅狀態(tài)，從而顯示當(dāng)前是充電狀態(tài)還是充滿狀態(tài)，起到指示作用；其中第一指示燈LED11發(fā)紅光，表示充電狀態(tài)；第二指示燈LED12發(fā)黃光，表示充滿狀態(tài)。

按鍵S1采用型號(hào)為EVPAKB01A（廠家為NAIS）的開關(guān)，當(dāng)按下時(shí)接地，對(duì)主控芯片U1的RESET腳輸入低電平的觸發(fā)信號(hào)，使主控芯片U1改變GPIO腳的輸出以打開第三三極管Q3和開關(guān)MOS管Q4，重新開啟充電功能。當(dāng)手松開時(shí)按鍵S1會(huì)彈回，主控芯片U1的RESET腳懸空。

保護(hù)管D9是TVS保護(hù)管，用于防止手碰到USB線頭時(shí)，靜電擊壞電源適配器。

進(jìn)一步實(shí)施例中，所述控制單元40還包括第二電阻R2和抗浪涌器件D10；所述第二電阻R2的一端連接第三三極管Q3的基極，第二電阻R2的另一端連接第三三極管Q3的發(fā)射極和地，抗浪涌器件D10的正極連接保護(hù)管D9的正極和變壓器L1的第2腳，抗浪涌器件D10的負(fù)極連接開關(guān)MOS管Q4的漏極和第八二極管D8的負(fù)極?？估擞科骷﨑10能防止電壓過高不穩(wěn)定而燒壞電源適配器。第二電阻R2能使第三三極管Q3的通斷狀態(tài)更加穩(wěn)定。

基于上述的充電控制電路，本實(shí)用新型還提供一種安全的電源適配器，請(qǐng)一并參閱圖3，所述電源適配器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的主板，設(shè)置在殼體底部的插頭，與殼體一側(cè)連接的USB數(shù)據(jù)線，所述主板上設(shè)置有上述的充電控制電路。插頭連接充電控制電路的整流單元，具體連接第一交流輸入端和第二交流輸入端，充電控制電路的控制單元的充電輸出端OUT連接USB數(shù)據(jù)線的輸出端。所述第一指示燈LED11和第二指示燈LED12設(shè)置在殼體的頂部的一側(cè)，以方便用戶觀看LED燈的顏色，從而識(shí)別出當(dāng)前的工作狀態(tài)（充電和充滿）。按鍵S1的設(shè)置位置可如圖3所示，也可以設(shè)置在指示燈所在的頂部，此處對(duì)其不作限定。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2和圖3，所述電源適配器（即充電器）的工作原理為：

當(dāng)電源適配器插入市電時(shí)進(jìn)入充電模式， 220V的交流電經(jīng)過整流橋（D1~D4組成）后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髟?，再?jīng)過反饋濾波單元20進(jìn)行正負(fù)反饋濾波后輸出直流電給變壓器L1變壓，輸出5V的充電電壓和1A的充電電流。

主控芯片U1支持5V供電工作，當(dāng)5V的充電電壓輸入時(shí)，主控芯片U1啟動(dòng)工作，GPIO腳輸出高電平使第三三極管Q3導(dǎo)通、開關(guān)MOS管Q4導(dǎo)通，充電通路導(dǎo)通，5V的充電電壓從充電輸出端OUT輸出給所連接的設(shè)備充電。同時(shí)，主控芯片U1的LED1腳輸出高電平控制第一指示燈LED11發(fā)紅光，表示進(jìn)入充電狀態(tài)。

當(dāng)充滿電時(shí)，充電電流會(huì)變小。當(dāng)主控芯片U1的VDD腳檢測(cè)到5V電源線上的充電電流低于預(yù)設(shè)值（如50mA）時(shí)，主控芯片U1自動(dòng)關(guān)閉充電系統(tǒng)進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，即其GPIO腳輸出低電平使第三三極管Q3截止、從而開關(guān)MOS管Q4截止（斷開），此時(shí)充電輸出端OUT無充電電壓與充電電流輸出，也就不會(huì)出現(xiàn)USB漏電、觸電等情況。同時(shí)，LED1腳無輸出同時(shí)LED2腳輸出高電平點(diǎn)亮第二指示燈LED12發(fā)黃光，表示電已充滿。

若電源適配器還插在插座上，想要繼續(xù)充電時(shí)，只要接上設(shè)備，按下按鍵S1進(jìn)行復(fù)位，主控芯片U1的RESET腳被拉低，主控芯片U1被激活，充電系統(tǒng)重新啟動(dòng)，其GPIO腳輸出高電平重新進(jìn)入充電狀態(tài)。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的充電控制電路及安全的電源適配器，既能進(jìn)行正常的充電，又能在檢測(cè)充滿電時(shí)關(guān)閉充電，即關(guān)閉了充電電壓和充電電流的輸出通路，此時(shí)無5V的充電電壓和充電電流輸出，不會(huì)出現(xiàn)空載現(xiàn)像。即使電源適配器仍與設(shè)備連接，也不會(huì)出現(xiàn)USB漏電、易燒壞、短路、觸電等情況；從而解決了現(xiàn)有電源適配器充完電后持續(xù)輸出充電電壓存在安全隱患的問題，提高了使用安全性，消除了潛在的安全隱患，還能減少充電電壓持續(xù)輸出產(chǎn)生的電源損耗。另外，電源適配器可以一直插在插座上，用戶想要繼續(xù)充電時(shí)，只要接上設(shè)備，按下設(shè)置的按鍵即可重新啟動(dòng)進(jìn)入充電狀態(tài)。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。