[实用新型]一种具有限流功能的USB充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有限流功能的充电电路，特别是涉及一种对USB端口输出电流进行限流的充电电路。

背景技术

如今，对各种电子设备的电池进行充电的充电器，已经从传统的充电器发展到用USB端口供电进行充电的USB充电器。USB充电器克服了传统充电器对AC电源、额定电压等充电要求，可以在带有USB端口的电脑或其他设备上直接取电，不受很多场合的限制，应用广泛。一般单个USB端口提供5V电压，最大输出电流是500mA，一旦连接负载增大，输出电流随之逐步增大超过最大限额时，可能导致USB端口损坏，或者引起主板故障。因此有必要对USB的输出电流进行限制，保持充电电路正常运行同时实现输出最大化。现有技术一般通过主板提供的限流IC限制USB端口电流。此外，在限流功能的实现上，目前的现有技术往往将限流模块集成在整个充电电路中，例如美国专利号US6664765B2的专利《锂电池充电器功率限制方法》(LITHIUM-IONBATTERY CHARGER POWER LIMITATION METHOD)，该发明通过对功率、电压和电流的比较，在3种不同的工作模式之间进行切换实现电流限制。该限流功能内置集成在整个充电器电路中，不能将限流电路模块应用于其他内部具有充电管理电路的设备上。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种对USB端口的输出电流进行限制的充电电路。

为实现上述发明目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种具有限流功能的USB充电电路，具有：一USB输出，连接USB端口；一电流输出端口，用于输出充电电流；一输出电流检测电路，与USB输出连接，用于检测USB端口输出电流，并将检测结果传输给控制单元；一控制单元，连接输出电流检测电路，该控制单元的参考电压产生电路提供一个参考电压，用于设定最大输出电流值，将检测到的电压信号与参考电压进行比较，将比较结果送入闭环调节器进行调整，由闭环调节器输出控制信号调节保护单元的阻抗；一保护单元，连接在升压电路单元和电流输出端口之间，同时与控制单元连接，根据控制单元的控制信号改变阻抗进行电流限制；一升压电路单元，耦合至所述的输出电流检测电路，用于将USB端口输出电压升高到后续负载所需的电压后，通过保护单元输出。

该实用新型电路还可以包括一个辅助电源，用于给保护单元和控制单元提供电源。

该实用新型闭环调节方式是当输出电流检测电路检测到的电流小于最大输出电流值时，控制单元中的闭环调节器调节保护单元阻抗减小，当检测到的电流大于最大输出电流值时，闭环调节器调节保护单元增加阻抗，从而将USB端口输出电流限制在最大输出电流值以内。

该USB充电电路的升压电路单元是一个BOOST电路，将USB端口的输出电压升高至后续负载所需电压后，将电压输送到辅助电源和保护单元；辅助电源为一个泵升电路；电流检测电路通过对阻性器件电压的检测实现对电流的检测，所述的阻性器件可以是简单的电阻、开关型器件的导通电阻或上述电感器件的直流电阻；保护单元的开关型器件可以是三极管或者是MOS管。

本实用新型的技术方案还包括，在控制单元中还包括一部分电路，用于检测输出电压，当输出电压长时间短路时，控制保护单元中的执行器件做出关断保护。

本实用新型的技术方案还包括，在控制单元中还包括一部分电路，用于检测系统的温度，当温度超过设定值时，控制保护单元中的执行器件做出关断保护。

本实用新型的有益效果在于：将USB端口的输出电流限制在一定范围以内，防止由于后续负载增大导致电流过大引起的USB端口或主板故障、USB设备损坏，同时实现稳定的输出和最大化的输出，采用简单的电路结构实现对输出电流的限制，可以封装得很小，除了作为USB充电器的限流电路外，也可以连接其他内部具有充电管理电路的设备。

本专业技术人员将会知道，虽然以下的具体实施方式将以较佳实施例作为参考加以说明，但并不意味着本实用新型被局限于这个较佳实施例。更正确的说，本实用新型具有较广泛的范围，并且只被随附的权利要求范围所限定和阐明。

附图说明

图1为本实用新型的结构框架图；

图2为本实用新型中电流检测电路的一个实施例；

图3为本实用新型中升压单元的一个实施例；

图4为本实用新型中保护单元的一个实施例，其中(a)为三极管，(b)为MOS管；

图5为本实用新型中辅助单元的一个实施例；

图6为本实用新型中控制单元闭环调节的一个实施例。

具体实施方式

下面参考附图对本实用新型进行具体说明。