双模式充电电路及具有它的充电器的制作方法

本实用新型涉及充电器领域，尤其涉及一种双模式充电电路及具有它的充电器。

背景技术：

充电宝是方便易携带的大容量随身电源，它是一个集储电和充电管理于一体的便携式设备。人们在出行旅游或远行时，常需要携带充电宝来为移动设备进行充电。

现有技术中，充电宝通过外接充电插头与交流电源连接，以为自身的锂电池组进行充电，锂电池组充满电后，可作为备用电源给数码产品提供充电电源。由于充电宝和充电器分开连接，使得用户需要同时携带充电宝和充电器，相对不方便。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种双模式充电电路及具有它的充电器。

一方面，为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种双模式充电电路，所述双模式充电电路包括：

交流转直流模块，所述交流转直流模块用于将市电交流电转换成第一低压直流电；

锂电池充电模块，所述锂电池充电模块与所述交流转直流模块连接，所述锂电池充电模块用于将所述第一低压直流电转换第二低压直流电，从而为所述锂电池组充电，以及对所述锂电池组进行充放电保护；

快充控制模块，所述快充控制模块与锂电池充电模块连接，所述快充控制模块用于通过输出充电接口与外接充电设备进行快充协议通信，并根据所述快充协议通信结果输出直流电，为所述外接充电设备充电。

根据本实用新型的一个实施例，所述交流转直流模块包括：

输入整流滤波电路，所述输入整流滤波电路用于将输入的交流电进行整流滤波，并输出第一高压直流电；

脉冲调制变压电路，所述脉冲调制变压电路与所述输入整流滤波电路连接，所述脉冲调制变压电路用于将所述第一高压直流电进行脉冲调制，并通过变压输出第一脉冲直流电；

输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路与所述脉冲调制变压电路连接，所述输出整流滤波电路用于将所述第一脉冲直流电进行滤波，并输出所述第一低压直流电。

根据本实用新型的一个实施例，所述锂电池充电模块包括：

电池电压转换电路，所述电池电压转换电路与所述交流转直流模块连接，所述电池电压转换电路用于将第一低压直流电转换第二低压直流电；

电池保护电路，所述电池保护电路与所述电池电压转换电路连接，所述电池保护电路用于对锂电池组进行充放电保护。

根据本实用新型的一个实施例，所述快充控制模块包括：

快充控制器，所述快充控制器与锂电池充电模块连接，所述快充控制模块用于所述通过输出充电接口与外接充电设备进行快充协议通信；

第一导通开关，所述第一导通开关与所述快充控制器连接，用于在所述快充控制器作用下进行导通或截止控制，从而输出一路直流电，为所述外接充电设备充电；

第二导通开关，所述第二导通开关与所述快充控制器连接，用于在所述快充控制器作用下进行导通或截止控制，从而输出另一路直流电，为所述外接充电设备充电。

根据本实用新型的一个实施例，所述输出充电接口包括：

第一充电接口，所述第一充电接口分别与所述快充控制器及所述第一导通开关的输出端连接；

第二充电接口，所述第二充电接口分别与所述快充控制器及所述第二导通开关的输出端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一充电接口为PD3.0快充协议充电接口；

所述第二充电接口为QC3.0快充协议充电接口。

另外一方面，本实用新型还提供一种双模式充电器，包括：

上盖，所述上盖上设有电源插头,所述电源插头用于与电源插座连接，输入所述市电交流电；

外壳主体，所述外壳主体与所述上盖固定连接；

充电电路主板，所述充电电路主板包括上述双模式充电电路，所述充电电路主板安装所述上盖及外壳主体构成的空间内；

锂电池组，所述电池组安装所述充电电路主板上。

本实用新型实施例中，通过所述交流转直流模块将市电交流电转换成第一低压直流电；锂电池充电模块将所述第一低压直流电转换第二低压直流电，从而为所述锂电池组充电，以及对所述锂电池组进行充放电保护；快充控制模块通过输出充电接口与外接充电设备进行快充协议通信，并根据所述快充协议通信结果输出直流电，为所述外接充电设备充电，一方面，实现了通过市电对所述锂电池组的充电；另一方面，通过锂电池组的放电，可为外接充电设备提供快充方式充电。实现所述锂电池组的交流输入充电和直流放电一体化设计，方便用户携带。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的双模式充电器结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的双模式充电器分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的双模式充电器电路结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的双模式充电器交流转直流模块电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的双模式充电器锂电池充电模块电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的双模式充电器快充控制模块和输出充电接口电路结构示意图。

附图标记：

上盖10；

电源插头101；

充电电路20；

交流转直流模块201；

输入整流滤波电路2011；

脉冲调制变压电路2012；

吸尖峰电路20121；

辅助供电电路20122；

电压反馈电路20123；

输出整流滤波电路2013；

锂电池充电模块202；

电池保护电路2021；

电池电压转换电路2022；

快充控制模块203；

快充控制器2031；

第一导通开关2032；

第二导通开关2033；

输出充电接口204；

第一充电接口2041；

第二充电接口2042；

锂电池组30；

外壳主体40；

第一输出充电接口401；

第二输出充电接口402；

外接充电设备50。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型实施例提供一种双模式充电电路，包括：交流转直流模块201、锂电池充电模块202和快充控制模块203；参阅图3-图5，在使用时，所述交流转直流模块201的一端与AC电源输入端连接，例如，可通过电源连接头将所述交流转直流模块201与电源插座连接。从而将所述交流转直流模块201连接到市电交流电上，所述交流转直流模块201用于将市电交流电转换成第一低压直流电；并将转换后的所述第一低压直流电输出，所述锂电池充电模块202 与所述交流转直流模块201连接，所述锂电池充电模块202的输入端与所述第一低压直流电的输出端连接，所述锂电池充电模块202用于将所述第一低压直流电转换第二低压直流电，从而为所述锂电池组30充电，由于所述第一低压直流电输出电压可能并未能满足所述锂电池组30的充电电压要求，所述锂电池充电模块202将所述第一低压直流电转换成稳定的第二直流电(例如，将输入的第一直流电转换成稳定的4.2V第二直流电)，从而更好地为所述锂电池组30充电，避免不稳定输出电流电压将锂电池损坏。所述锂电池充电模块202 还对所述锂电池组30进行充放电保护；由于锂电池在充放电过程中需要进行充放电保护。例如，过充或过放保护，避免电池过充或过放，从而减少电池的寿命。所述快充控制模块203与锂电池充电模块202连接，在需要为外接充电设备50提供充电电源时，所述快充控制模块203用于通过输出充电接口204 与外接充电设备50进行快充协议通信，并根据所述快充协议通信结果输出直流电，为所述外接充电设备50充电。

本实用新型实例通过所述交流转直流模块201将市电交流电转换成第一低压直流电；锂电池充电模块202将所述第一低压直流电转换第二低压直流电，从而为所述锂电池组30充电，以及对所述锂电池组30进行充放电保护；快充控制模块203通过输出充电接口204与外接充电设备50进行快充协议通信，并根据所述快充协议通信结果输出直流电，为所述外接充电设备50充电，一方面，实现了通过市电对所述锂电池组30的充电；另一方面，通过锂电池组30的放电，可为外接充电设备50提供快充方式充电。实现所述锂电池组30 的交流输入充电和直流放电一体化设计，方便用户携带。

所述交流转直流模块201包括：输入整流滤波电路2011、脉冲调制变压电路2012和输出整流滤波电路2013。所述输入整流滤波电路2011包括整流桥 DB1、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电感L2和滤波电感L3，所述整流桥 DB1与输入交流电连接，所述整流桥DB1正输出端分别与所述滤波电容C5一端及滤波电感L2一端连接，所述滤波电容C5另一端与所述整流桥DB1负输出端连接；所述滤波电感L2另一端与所述滤波电容C6的正端连接，所述滤波电容C6的负端与参考地连接，所述滤波电感L3的一端与所述整流桥DB1负输出端，所述滤波电感L3另一端与参考地连接，所述输入整流滤波电路2011用于将输入的交流电进行整流滤波，并输出第一高压直流电；具体的，所述整流桥DB1用于对输入交流电进行整流，所述滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电感L2和滤波电感L3对整流输出进行滤波，并输出稳定的第一高压直流电。

所述脉冲调制变压电路2012与所述输入整流滤波电路2011连接，所述脉冲调制变压电路2012包括变压器T1、吸尖峰电路20121、脉冲控制器U4、辅助供电电路20122和电压反馈电路20123；所述变压器T1初级线圈一端与所述输入整流滤波电路2011的输出端(第一高压直流电的输出)连接，所述变压器T1初级线圈的另一与所述脉冲控制器U4的脉冲控制端(D端)连接，所述变压器T1次级线圈与所述输出整流滤波电路2013连接。所述吸尖峰电路 20121与所述变压器T1初级线圈的两端连接，所述吸尖峰电路20121包括二极管AD2、电阻R21、电阻R20和电容C9，所述二极管AD2的阳极与所述变压器 T1初级线圈的所述另一端连接，所述二极管AD2的阴极与所述电阻R21的一端连，所述电阻R21的另一端与所述电阻R20的一端连接，所述电阻R21的另一端与所述变压器T1初级线圈的所述一端连接，所述吸尖峰电路20121用于在所述变压器T1初级线圈上的电流在所述脉冲控制器U4的控制下对地进行关断时，所述吸尖峰电路20121吸收所述变压器T1初级线圈产生的瞬间高压。

辅助供电电路20122包括电阻R18、电阻R19、电阻R13和二极管AD1；所述电阻R18一端与所述第一高压直流电输出端连接，所述电阻R18另一端与所述电阻R19一端连接，所述电阻R19另一端与所述脉冲控制器U4的供电端 (VDD)连接，所述电阻R13与所述变压器T1辅助供电线圈的一端连接，所述变压器T1辅助供电线圈的另一端与参考地连接，所述电阻R13另一端与所述二极管AD1正端连接，所述二极管AD1负端与所述脉冲控制器U4的供电端 (VDD)。所述辅助供电电路20122为所述脉冲控制器U4提供启动及供电电源。

所述电压反馈电路20123包括电阻R15、电阻R22和电阻R14所述电阻R22 一端与所述变压器T1辅助供电线圈的所述一端连接，所述电阻R22另一端与所述电阻R15一端连接，所述电阻R15另一端与所述脉冲控制器U4的电压反馈端及电阻R14的一端连接，所述电阻R14另一端与参考地连接；所述电阻 R15、电阻R22和电阻R14将所述变压器T1辅助供电线圈的输出分压后输出到所述脉冲控制器U4的反馈端(FB)。在本实用新型的一个实例中，所述脉冲控制器U4采用OB2571集成电路。

所述脉冲调制变压电路2012用于将所述第一高压直流电进行脉冲调制，并通过变压输出第一脉冲直流电；所述第一高压直流电在所述脉冲控制器U4 作用下在所述变压器T1初级线圈的两端产生脉冲高压，由于变压器T1互感，所述变压器T1的次级线圈输出也输出互感脉冲，通过变压器T1初级线圈与线圈可对所述脉冲高压进行降压，并输出低压脉冲电。

所述输出整流滤波电路2013与所述脉冲调制变压电路2012连接，所述输出整流滤波电路2013包括同步整流器U5和滤波电容C12，所述同步整流器U5 的整流输入端与所述变压器T1次级线圈的输出端连接，所述同步整流器U5 的输出端与所述滤波电容C12的一端连接，所述滤波电容C12另一端与参考地连接，所述输出整流滤波电路2013用于将所述第一脉冲直流电进行滤波，并输出所述第一低压直流电。

所述锂电池充电模块202包括：电池电压转换电路2022和电池保护电路 2021，所述电池电压转换电路2022与所述交流转直流模块201连接，继续参阅图2，所述电池电压转换电路2022包括集成电路U2及其外围电路，所述集成电路U2的输入端与所述输出整流滤波电路2013的输出端连接，所述电池电压转换电路2022用于将第一低压直流电转换第二低压直流电；从而为锂电池组 30提供稳定的充电电源电压。在本实用新型的一个实例中，所述脉冲控制器 U2采用IP2312集成电路。

所述电池保护电路2021与所述电池电压转换电路2022连接，所述电池保护电路2021包括电池管理集成电路U3、电阻R3、电容C4、MOS管Q1和MOS 管Q2，所述电阻R3一端与所述电池电压转换电路2022的输出端(电池组的正端BAT+)连接，所述电阻R3另一端与所述电容C4的一端连接，所述电容C4 的另一端与所述电池组的负端BAT-连接，所述电池管理集成电路U3的检测端(VSS)与所述电阻R3的所述另一端连接，所述电池管理集成电路U3的第一控制端(OD)分别与所述MOS管Q1、MOS管Q2的第一控制端(G1)连接，所述电池管理集成电路U3的第一控制端(OC)分别与所述MOS管Q1、MOS 管Q2的第二控制端(G2)连接。所述MOS管Q1、MOS管Q2的源极分别与所述电池组的负端BAT-连接，所述MOS管Q1、MOS管Q2的漏极与所述输出参考地连接。所述电池保护电路2021用于对锂电池组30进行充放电保护。具体的，所述电池管理集成电路U3通过检测所述电池组过充电、过放电及电流过大，从而控制所述MOS管Q1、MOS管Q2的导通或截止，对电池进行保护。在本实用新型的一个实例中，所述电池管理集成电路U3采用DW01集成芯片，在其他实例中，也可以采用其他电池管理芯片。

所述快充控制模块203包括：快充控制器2031(U1)、第一导通开关2032 和第二导通开关2033；所述快充控制器2031(U1)与锂电池充电模块202连接，所述第一导通开关2032包括MOS晶体管Q3，所述第二导通开关2033包括 MOS晶体管Q4；所述MOS晶体管Q3的栅极与所述快充控制器2031(U1)的一控制端(GATE_C)连接；所述MOS晶体管Q4的栅极与所述快充控制器2031 (U1)的另一控制端(GATE_A)连接。所述快充控制模块203用于所述通过输出充电接口204与外接充电设备50进行快充协议通信；也就是，所述快充控制器2031(U1)通过外接接口与外接充电设备50进行快充协议通信。所述第一导通开关2032与所述快充控制器2031连接，用于在所述快充控制器2031 作用下进行导通或截止控制，从而输出一路直流电，为所述外接充电设备50 充电；所述第二导通开关2033与所述快充控制器2031连接，用于在所述快充控制器2031作用下进行导通或截止控制，从而输出另一路直流电，为所述外接充电设备50充电。具体的，所述快充控制器2031(U1)通过与外接充电设备50进行通信，当有外接充电设备50插入后，所述快充控制器2031(U1)通过控制所述MOS晶体管Q3导通和/或所述MOS晶体管Q4导通，为所述外接充电设备50提供充电电源，在本实用新型的一个实施例中，快充控制器2031 (U1)可采用SW6106集成电路，在本实用新型的其他实例中，所述快充控制器2031(U1)也可以采用其他集成电路。

所述输出充电接口204包括：第一充电接口2041和第二充电接口2042，所述第一充电接口2041分别与所述快充控制器2031及所述第一导通开关2032的输出端连接；所述第二充电接口2042分别与所述快充控制器2031及所述第二导通开关2033的输出端连接。继续参阅图6，所述第一充电接口2041为TYPE-C 接口，所述第二充电接口2042为USB-A接口。所述第一充电接口2041为PD3.0 快充协议充电接口；所述第二充电接口2042为QC3.0快充协议充电接口。

另外一方面，本实用新型还提供一种双模式充电器，包括：上盖10、外壳主体40、锂电池组30和充电电路20主板；所述上盖10上设有电源插头101, 所述电源插头用于与电源插座连接，输入所述市电交流电；所述外壳主体40 与所述上盖10固定连接；所述充电电路20主板包括上述双模式充电电路20，所述充电电路20主板安装所述上盖10及外壳主体40构成的空间内；所述电池组安装所述充电电路20主板上。

双模式充电器，一方面，实现了通过市电对所述锂电池组30的充电；另一方面，通过锂电池组30的放电，可为外接充电设备50提供快充方式充电。实现所述锂电池组30的交流输入充电和直流放电一体化设计，方便用户携带。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。