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    一種基于手機app控制的節能充電器的制造方法

    文檔序號:9491328
    一種基于手機app控制的節能充電器的制造方法
    【技術領域】
    [0001]本發明涉及充電器,尤其涉及一種基于手機端的APP應用程序或操作系統發送的控制信號,能在充電結束後切斷電源,實現待機零功耗,以減少空載損耗,達到節能和提高充電安全的充電器。
    【背景技術】
    [0002]當前隨著社會的發展和科技水平不斷進步,手機類數碼電子産品已經成爲人們的日常生活中不可或缺的生活必需品。這些手機等電子産品普遍使用锂電池供電,生活中人們已經習慣于白天使用夜晚爲其充電,因此普遍存在著充電器設備長時間處于通電狀態。有些人十幾小時,幾天甚至常年將充電器置于通電待機狀態,使充電器長期處于無意義的空載帶電狀態,除了浪費能源外,還將加速充電設備的老化,甚至引發安全事故。同時由于目前的技術還不夠完善,無法徹底解決充電完成時自動斷開與充電器或被充設備的電氣連接,尤其是不能斷開與市電線路的電氣連接,因此存在著空載待機損耗,同時還存在著安全隱患。
    [0003]現在的手機充電器普遍使用的是離線反激式開關電路,電路將電網提供的85V?275V交流電轉換爲電子設備所需要的直流電壓。正常工作狀態下,反激式開關電源的損耗主要包括導通損耗和開關損耗,以及控制電路的損耗。待機狀態下,因爲系統的輸出電流接近于零,導通損耗可以忽略,開關損耗和控制電路的損耗成爲主要的系統待機功耗。參看圖2,在本案中存在的待機損耗主要有啓動損耗(R201、R202)、吸收損耗(R203、C201)、高頻變壓器磁芯損耗(T)、輸出整流管反向恢複損耗(D301)、驅動損耗(R211)、開關損耗(Q201)。由于充電器的特殊性,即在一次完整的充電過程中,充電完成後無需再次啓動,因此待機損耗就是一種嚴重浪費。
    [0004]時常見諸報端或新聞媒體的手機等數碼電子産品充電時引發的火災事故,時刻提示人們充電安全的重要性。在充電設備不斷改進和完善保護功能的同時,各種充電保護裝置或設備不斷面市,這些充電保護裝置或設備爲減少充電安全事故的發生起到了積極的作用,但這類保護裝置也存在著以下不足:1、需要人工參與,也就是需要使用者主動開啓或啓動才有效,比如按下按鍵開關啓動才能夠使用,使用起來不夠方便;2、定時裝置,定時裝置是人爲設定一個充電時間,時間到,斷開電源。由于電池充滿電時間的不確定性,即電池剩余容量不同,充電時間也不相同,因此定時時間只能增加時長來解決斷電的問題,使用起來不夠方便;3、由于目前主流的充電器普遍采用高頻開關電源變壓電路結構(傳統的鐵心變壓器已經逐步退出市場)因此用輸出端的低壓控制高壓端的通斷實現斷電功能存在技術難點,尤其是利用繼電器控制的方式,由于繼電器的體積原因,無法解決産品小型化和微型化的問題,故此在手機充電器上幾乎沒有可能使用繼電器來解決斷電的應用方式。
    [0005]雖然現有的充電器技術待機功耗在逐步降低或減少,但仍然沒有解決待機狀態下的功率損耗問題,無法實現待機零功耗。

    【發明內容】

    [0006]本發明是要解決現有技術的上述問題,提出一種基于手機端的APP應用程序或操作系統發送控制信號的,能在充電結束後自動斷電,以減少空載損耗達到節能和提高用電安全的充電器,實現待機零功耗的目的。
    [0007]爲解決上述技術問題,本發明提出的技術方案是設計一種基于手機APP控制的節能充電器,其包括依次連接的橋式整流電路、開關控制電路、高頻變壓器、低壓輸出電路;低壓輸出電路通過標准的USB插座接口向手機供電,其還包括:串接在橋式整流電路與開關控制電路之間的電子開關,以及APP信號解調電路;APP信號解調電路通過所述充電器的標准USB插座接口接收手機端的APP應用程序或操作系統發送的控制信號(爲了敘述簡便,以下將“APP應用程序或操作系統發送的控制信號”簡稱爲“APP控制信號”),並根據APP控制信號輸出控制指令;隔離驅動電路,連接APP信號解調電路,用以隔離反饋所述控制信號;上電自保持電路,連接隔離驅動電路和電子開關的控制端,根據隔離後的控制信號控制電子開關的通斷,並且在充電器上電初期向電子開關的控制端提供短時間的導通電平以維持電子開關的導通。
    [0008]所述隔離驅動電路包括光電耦合器,該光電耦合器的輸入端連接所述APP信號解調電路,輸出端連接所述上電自保持電路。
    [0009]所述電子開關采用NM0S管,並串接在所述橋式整流電路的負極輸出線中;所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線與負極輸出線之間的第一電阻、第一電容、第二電阻,第一電阻與第一電容的連接點與所述光電耦合器的集電極之間串接第三電阻,第一電容與第二電阻的連接點連接光電親合器的發射極和電子開關的柵極,電子開關的柵極和源極之間並聯第四電阻和穩壓管;所述第一電容兩端並聯一個重啓按鈕,該重啓按鈕采用常開按鈕。
    [0010]所述電子開關采用PM0S管,並串接在所述橋式整流電路的正極輸出線中;所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線與負極輸出線之間的第一電阻、第二電阻、第一電容,第一電阻與第二電阻的連接點連接電子開關的柵極和所述光電耦合器的集電極,光電耦合器的發射極通過第三電阻接橋式整流電路的負極輸出線,電子開關的柵極和源極之間並聯第四電阻和穩壓管;所述第一電容兩端並聯一個重啓按鈕AN,該重啓按鈕采用常開按鈕。
    [0011]所述APP信號解調電路所用的直流電源和地連接所述低壓輸出電路的輸出端,直流電源通過第五電阻、所述光電耦合器、開關管接地,直流電源與開關管之間設有第四十二電阻;直流電源通過第四十一電阻限流並經穩壓後提供參考電壓源;參考電壓源通過串聯的第三十五電阻、第三十六電阻、第三十七電阻接地;參考電壓源通過串聯的第三十八電阻、第三十九電阻、第四十電阻接地;直流電源通過串聯的第三十一電阻、第三十二電阻接地;直流電源通過串聯的第三十三電阻、第三十四電阻接地;所述APP信號解調電路設有DP+(Digital Positive)和DM-(DigitalMinus)連接端,並分別與所述標准USB插座中的D+ (DATA+或數據正)和D- (DATA-或數據負)連接,充電時通過數據線D+和數據線D-接收手機端的APP控制信號;第三十五電阻和第三十六電阻的連接點接第一比較器的反向輸入端,第三十六電阻和第三十七電阻連接點接第二比較器的反向輸入端,DM-端連接第三^^一電阻和第三十二電阻的連接點、以及第一比較器和第二比較器的同向輸入端;第三十八電阻和第三十九電阻的連接點接第三比較器的反向輸入端,第三十九電阻和第四十電阻連接點接第四比較器的反向輸入端,DP+端連接第三十三電阻和第三十四電阻的連接點、以及第三比較器和第四比較器的同向輸入端;第一比較器和第二比較器的輸出端分別連接第二與非門的兩個輸入端,第三比較器和第四比較器的輸出端分別連接第三與非門的兩個輸入端,第二與非門和第三與非門的輸出端分別連接第一與非門的兩個輸入端,第一與非門的輸出端通過第四非門連接所述開關管的控制端。
    [0012]所述APP信號解調電路所用的直流電源和地連接所述低壓輸出電路的輸出端,直流電源通過開關管、第五電阻和所述光電耦合器接地,開關管與地之間設有第四十二電阻;直流電源通過第四十一電阻限流並經穩壓後提供參考電壓源。參考電壓源通過串聯的第三十五電阻、第三十六電阻、第三十七電阻接地;參考電壓源通過串聯的第三十八電阻、第三十九電阻、第四十電阻接地;直流電源通過串聯的第三十一電阻、第三十二電阻接地;直流電源通過串聯的第三十三電阻、第三十四電阻接地;所述APP信號解調電路設有DP+(Digital Positive)和DM-(DigitalMinus)連接端,並分別與所述標准USB插座中的D+ (DATA+或數據正)和D- (DATA-或數據負)連接,充電時通過數據線D+和數據線D-接收手機端的APP控制信號;第三十五電阻和第三十六電阻的連接點接第一比較器的反向輸入端,第三十六電阻和第三十七電阻連接點接第二比較器的反向輸入端,DM-端連接第三^^一電阻和第三十二電阻的連接點、以及第一比較器和第二比較器的同向輸入端;第三十八電阻和第三十九電阻的連接點接第三比較器的反向輸入端,第三十九電阻和第四十電阻連接點接第四比較器的反向輸入端,DP+端連接第三十三電阻和第三十四電阻的連接點、以及第三比較器和第四比較器的同向輸入端;第一比較器和第二比較器的輸出端分別連接第二與非門的兩個輸入端,第三比較器和第四比較器的輸出端分別連接第三與非門的兩個輸入端,第二與非門和第三與非門的輸出端分別連接第一與非門的兩個輸入端,第一與非門的輸出端通過緩沖器連接所述開關管的控制端。
    [0013]上述APP信號解調電路還可采用控制芯片,APP信號解調電路所用的直流電源和地連接所述低壓輸出電路的輸出端,控制芯片的兩個信號引腳DP+和DM-分別通過第十電阻和第i^一電阻連接USB插座中的D+和D-端,直流電源和地之間串接第七電阻和第八電阻,第七和第八電阻的連接點向控制芯片反饋直流電源的電壓數值,直流電源與控制芯片控制腳之間串接第五電阻和所述光電耦合器輸入側,控制芯片指示腳與地之間串接第六電阻和LED燈。
    [0014]上電初始時,所述控制芯片驅動所述光電耦合器導通,檢測所述直流電源是否在安全充電電壓範圍內,如果電壓超出安全充電電壓範圍控制芯片控制光電耦合器截止,充電器實現過壓保護;當直流電源在安全充電電壓範圍內,控制芯片的兩個信號引腳向手機發送充電器准備好信號;手機通過USB插座中的D+和D-接收到充電器准備好信號後,手機APP應用程序返回充電信號,如果控制芯片在發送充電器准備好信號後的一段時間內沒有收到手機的充電信號,控制芯片控制光電耦合器截止,充電器實現空載保護;當控制
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