一种带互锁控制的USB双口充电器的制作方法

本实用新型涉及充电器技术领域，特别涉及一种带互锁控制的usb双口充电器。

背景技术：

便携式移动设备越来越多，比如手机或者平板电脑。随着科技发展和人们生活质量的提高，人们对便携式移动设备的充电提出了更高的需求，传统单口usb输出的充电器已经满足不了这种需求。现在很多厂家都推出了双口、多口的usb充电设备，但大多数双口/多口usb充电设备难以同时解决一下问题：

(1)当用户只使用一个接口时，其余接口闲置，usb充电设备并没有满功率输出，如此一来，则容易导致usb充电设备的输出功率冗余过大，却又满足不了用户的快速充电要求。

(2)当用户使用多个接口时，所有的接口都处在满功率输出状态，如此一来，则容易使usb充电设备的输出总功率超出额定功率，触发过载保护，严重的时候，还会使usb充电设备温度过高，引发火灾。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于解决上述现有技术的不足，提供一种带互锁控制的usb双口充电器。

为达到此目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带互锁控制的usb双口充电器，包括电源转换模块、第一互锁电路、第二互锁电路、第一usb限流识别模块、第二usb限流识别模块、第一usb接口和第二usb接口；

电源转换模块用于将220v交流电转换成5v直流电，第一互锁电路与第一usb限流识别模块电性连接；第二互锁电路与第二usb限流识别模块电性连接；第一usb限流识别模块以及第二usb限流识别模块均与电源转换模块电性连接，第一usb接口与第一usb限流识别模块电性连接，第二usb接口与第二usb限流识别模块电性连接。

进一步的，第一互锁电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、mos管q1以及控制信号stat2，电阻r1的一端与5v直流电源电性连接，电阻r1的另一端与控制信号stat2电性连接；控制信号stat2与mos管q1的栅极电性连接，mos管q1的漏极与电阻r3的一端电性连接，mos管q1的源极与电阻r3的另一端电性连接，mos管q1的源极接地；电阻r2的一端与mos管q1的漏极电性连接，电阻r2的另一端与第一usb限流识别模块的限流阈值输入引脚电性连接。

进一步的，第二互锁电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、mos管q2以及控制信号stat1，电阻r4的一端与5v直流电源电性连接，电阻r4的另一端与控制信号stat1电性连接，控制信号stat1与mos管q2的栅极电性连接，mos管q2的漏极与电阻r6的一端电性连接，mos管q2的源极与电阻r6的另一端电性连接，mos管q2的源极接地，电阻r5的一端与mos管q2的漏极电性连接，电阻r5的另一端与第二usb限流识别模块的限流阈值输入引脚电性连接。

进一步的，当第一usb接口闲置时，控制信号stat1为高电平，当第一usb接口工作时，控制信号stat1为低电平。

进一步的，当第二usb接口闲置时，控制信号stat2为高电平，当第二usb接口工作时，控制信号stat2为低电平。

进一步的，还包括第一过温保护模块，第一过温保护模块与第一usb限流识别模块的使能输入引脚电性连接。

进一步的，第一过温保护模块包括热敏电阻rt1以及电阻rt2，热敏电阻rt1的一端与5v电源电性连接，热敏电阻rt1的另一端与电阻rt2的一端电性连接，热敏电阻rt1的另一端与第一usb限流识别模块的使能输入引脚电性连接，电阻rt2的另一端接地。

进一步的，还包括第二过温保护模块，第二过温保护模块与与第二usb限流识别模块的使能输入引脚电性连接。

进一步的，第二过温保护模块包括热敏电阻rt3以及电阻rt4，热敏电阻rt3的一端与5v电源电性连接，热敏电阻rt3的另一端与电阻rt4的一端电性连接，热敏电阻rt4的另一端与第二usb限流识别模块5的使能输入引脚电性连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出一种带互锁控制的usb双口充电器，通过设置第一互锁电路和第二互锁电路来调整第一usb接口和第二usb接口的输出功率，保证在单口工作的时候，usb充电设备能够满功率输出，满足用户快速充电的要求。在双口同时工作的时候，第一usb接口和第二usb接口均半功率输出，保证usb充电设备的输出总功率不会超过额定功率，进而触发过载保护。这种usb双扣充电器的电路结构简单，采用通用的器件，价格便宜，可以广泛应用于各类充电器场合。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的带互锁控制的usb双口充电器的结构框图；

图2是图1所示的带互锁控制的usb双口充电器的电路图。

其中，电源转换模块1、第一互锁电路2、第二互锁电路3、第一usb限流识别模块4、第二usb限流识别模块5、第一usb接口6、第二usb接口7、第一过温保护模块8、第二过温保护模块9。

具体实施方式

下面结合附图说明并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1、图2所示，一种带互锁控制的usb双口充电器，包括电源转换模块1、第一互锁电路2、第二互锁电路3、第一usb限流识别模块4、第二usb限流识别模块5、第一usb接口6和第二usb接口7；

电源转换模块1用于将220v交流电转换成5v直流电，第一互锁电路2与第一usb限流识别模块4电性连接；第二互锁电路3与第二usb限流识别模块5电性连接；第一usb限流识别模块4以及第二usb限流识别模块5均与电源转换模块1电性连接，第一usb接口6与第一usb限流识别模块4电性连接，第二usb接口7与第二usb限流识别模块5电性连接。

本实用新型提出一种带互锁控制的usb双口充电器，包括电源转换模块1、第一互锁电路2、第二互锁电路3、第一usb限流识别模块4、第二usb限流识别模块5、第一usb接口6和第二usb接口7。其中第一互锁电路2与第一usb限流识别模块4电性连接；第二互锁电路3与第二usb限流识别模块5电性连接，通过第一usb限流识别模块4与第二usb限流识别模块5分别识别第一usb接口6与第二usb接口7的工作状态，并传送至第一互锁电路2与第二互锁电路3，第一互锁电路2与第二互锁电路3转换为高电平或低电平，从而调整第一usb接口6和第二usb接口7的输出功率，保证在单口工作的时候，usb充电器能够满功率输出，满足用户快速充电的要求。在双口同时工作的时候，第一usb接口6和第二usb接口7均半功率输出，保证usb充电器的输出总功率不会超过额定功率，进而触发过载保护。

这种usb双扣充电器的电路结构简单，采用通用的器件，价格便宜，可以广泛应用于各类充电器场合。

进一步的，第一互锁电路2包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、mos管q1以及控制信号stat2，电阻r1的一端与5v直流电源电性连接，电阻r1的另一端与控制信号stat2电性连接；控制信号stat2与mos管q1的栅极电性连接，mos管q1的漏极与电阻r3的一端电性连接，mos管q1的源极与电阻r3的另一端电性连接，mos管q1的源极接地；电阻r2的一端与mos管q1的漏极电性连接，电阻r2的另一端与第一usb限流识别模块4的限流阈值输入引脚电性连接。

进一步的，第二互锁电路3包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、mos管q2以及控制信号stat1，电阻r4的一端与5v直流电源电性连接，电阻r4的另一端与控制信号stat1电性连接，控制信号stat1与mos管q2的栅极电性连接，mos管q2的漏极与电阻r6的一端电性连接，mos管q2的源极与电阻r6的另一端电性连接，mos管q2的源极接地，电阻r5的一端与mos管q2的漏极电性连接，电阻r5的另一端与第二usb限流识别模块5的限流阈值输入引脚电性连接。

在第一usb接口6不接入任何负载的情况下，控制信号stat1将输出高电平。此时，mos管q2将处于导通的状态，电阻r6相当于被短路，由于电阻r5的一端与第二usb限流识别模块5的限流阈值输入引脚电性连接，第二usb限流识别模块5的输出功率将由电阻r5的阻值决定。通过设置r5的阻值，可以将第二usb接口7的输出功率设置成满功率输出，例如5v2a，以保证可以通过第二usb接口7给移动电子设备快速充电。在第一usb接口6接入负载后，控制信号stat1将输出低电平。此时，mos管q2将处在截止状态，电阻r5以及电阻r6形成串联关系，第二usb限流识别模块5的输出功率将由电阻r5和电阻r6的总阻值决定。通过设置电阻r5以及电阻r6的阻值，可以将第一usb接口6的输出功率设置成满功率的一半，例如5v1a，以保证当第二usb接口7同样处在工作状态时，第一usb接口6以及第二usb接口7的总输出功率不会超过额定值。

同理，在第二usb接口7不接入任何负载的情况下，控制信号stat2将输出高电平。此时，mos管q1将处在导通的状态，电阻r3相当于被短路，由于电阻r2的一端与第一usb限流识别模块4的限流阈值输入引脚电性连接，第一usb限流识别模块4的输出功率将由电阻r2的阻值决定。通过设置r2的阻值，可以将第一usb接口6的输出功率设置成满功率输出，例如5v2a，以保证可以通过第一usb接口6给移动电子设备快速充电。在第二usb接口7接入负载后，控制信号stat2将输出低电平。此时，mos管q1将处在截止状态，电阻r2以及电阻r3形成串联关系，第一usb限流识别模块4的输出功率将由电阻r2和电阻r3的总阻值决定。通过设置电阻r2以及电阻r3的阻值，可以将第二usb接口7的输出功率设置成满功率的一半，例如5v1a，以保证当第一usb接口6同样处在工作状态时，第一usb接口6以及第二usb接口7的总输出功率不会超过额定值。

例如，将第一限流识别模块以及第二限流识别模块选为usb限流芯片pl2700，电阻r2、电阻r3、电阻r5以及电阻r6的阻值分别设为3.4kω，当用户只使用第一usb接口6或者第二usb接口7给移动电子设备充电时，第一usb接口6或者第二usb接口7的输出功率为5v2a，输出的总功率为10w。当用户同时使用第一usb接口6以及第二usb接口7给移动电子设备充电时，第一usb接口6以及第二usb接口7的输出功率为5v1a，输出的总功率同样是10w。

本实用新型的充电器并不限于双口输出，可以将其拓展到3个或以上的usb接口。根据usb接口的数量，设置等数量的usb限流芯片和控制信号，然后在usb限流芯片的限流阈值输入引脚接入等数量等阻值串联电阻，利用控制信号对usb限流芯片进行互锁控制，可以保证usb充电设备单口工作时满功率输出，两口工作时，每一个usb接口半功率输出，多口工作时，每个usb接口的输出功率递减，以满足用户快速充电的要求，同时保证usb充电设备的输出总功率不会超出额定功率。

进一步的，当第一usb接口6闲置时，控制信号stat1为高电平，当第一usb接口6工作时，控制信号stat1为低电平。

当第一usb接口6闲置时，即第一usb接口6不接入任何负载的情况下，控制信号stat1为高电平，使得第二usb接口7能快速给移动电子设备充电；当第一usb接口6工作时，控制信号stat1为低电平，使得第一usb接口6和第二usb接口7的输出总功率低于或等于额定总功率，确保充电器使用安全。控制信号stat1的高电平或低电平既可以由第一usb限流识别模块4自身产生，也可以通过外接的电流、电压检测电路转换获得；外接的电流、电压检测电路通过检测第一usb接口6处在闲置状态或者工作状态而使控制信号stat1输出高电平或者低电平。

进一步的，当第二usb接口7闲置时，控制信号stat2为高电平，当第二usb接口7工作时，控制信号stat2为低电平。

当第二usb接口7闲置时，即第二usb接口7不接入任何负载的情况下，控制信号stat2为高电平，使得第一usb接口6能快速给移动电子设备充电；当第二usb接口7工作时，控制信号stat2为低电平，使得第一usb接口6和第二usb接口7的输出总功率低于或等于额定总功率，确保充电器使用安全。控制信号stat2的高电平或低电平既可以由第二usb限流识别模块5自身产生，也可以通过外接的电流、电压检测电路转换获得。外接的电流、电压检测电路通过检测第二usb接口7处在闲置状态或者工作状态而使控制信号stat2输出高电平或者低电平。

进一步的，还包括第一过温保护模块8，第一过温保护模块8与第一usb限流识别模块4的使能输入引脚电性连接。

设置了第一过温保护模块8，用于保护第一usb接口6。第一过温保护模块8与第一usb限流识别模块4的使能输入引脚电性连接，在第一usb接口6输出短路或者接触不良等异常状态下，第一过温保护模块8控制第一usb限流识别模块4停止工作，从而对第一usb接口6起到保护作用。

进一步的，第一过温保护模块8包括热敏电阻rt1以及电阻rt2，热敏电阻rt1的一端与5v电源电性连接，热敏电阻rt1的另一端与电阻rt2的一端电性连接，热敏电阻rt1的另一端与第一usb限流识别模块4的使能输入引脚电性连接，电阻rt2的另一端接地。

第一usb限流识别模块4是现有的通用电路，第一usb限流识别模块4采用usb限流芯片，比如pl2700等等。热敏电阻rt1为正温度系数的热敏电阻，其阻值随着温度升高而增加。热敏电阻rt1的另一端与第一usb限流识别模块4的使能输入引脚连接，用于控制第一usb限流识别模块4的工作状态。在第一usb接口6输出短路或者接触不良等异常状态下，热敏电阻rt1的阻值因温度升高而增加，其阻值增加到一定程度时，将控制第一usb限流识别模块4停止工作。合理设置电阻rt2的阻值，可以为第一usb接口6提供过温保护。

进一步的，还包括第二过温保护模块9，第二过温保护模块9与与第二usb限流识别模块5的使能输入引脚电性连接。

设置了第二过温保护模块9，用于保护第二usb接口7。第二过温保护模块9与第二usb限流识别模块5的使能输入引脚电性连接，在第二usb接口7输出短路或者接触不良等异常状态下，第二过温保护模块9控制第二usb限流识别模块5停止工作，从而对第二usb接口7起到保护作用。

进一步的，第二过温保护模块9包括热敏电阻rt3以及电阻rt4，热敏电阻rt3的一端与5v电源电性连接，热敏电阻rt3的另一端与电阻rt4的一端电性连接，热敏电阻rt4的另一端与第二usb限流识别模块5的使能输入引脚电性连接。

第二usb限流识别模块5是现有的通用电路，第二usb限流识别模块5采用usb限流芯片，比如pl2700等等。热敏电阻rt3为正温度系数的热敏电阻，其阻值随着温度升高而增加。热敏电阻rt3的另一端与第二usb限流识别模块5的使能输入引脚连接，用于控制第二usb限流识别模块5的工作状态。在第二usb接口7输出短路或者接触不良等异常状态下，热敏电阻rt3的阻值因温度升高而增加，其阻值增加到一定程度时，将控制第二usb限流识别模块5停止工作。合理设置电阻rt4的阻值，可以为第二usb接口7提供过温保护。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。