專利名稱：多輸入電源適配器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源適配器，具體來說，涉及一種適用于各種供電電源設備 的電源適配器。
背景技術：
便攜式設備，如常用的筆記本電腦、DV攝像機和數碼相機等，為人們的生活帶來了 極大的方便，而這些便攜式設備一般都采用充電電池供電，由于考慮到設計技術和生產成 本等諸多因素，電池的使用時間都有一定的局限性，即便攜式設備在使用一段時間后都需 要進行充電。目前的便攜式充電設備都是采用交流電充電，但是有的時候，特別是外出旅游 的時候，比如說在汽車、飛機和輪船等沒有交流供電設備的情況下，便攜式設備的充電或供 電就受到影響，也給使用者帶來不方便。
實用新型內容針對以上的不足，本是用新型提供了一種多輸入的電源適配器，它包括將直流電 轉換成直流電的開關電源電路，以及與所述開關電源電路連接的供電回路，所述供電回路 包括輸出線和至少一個輸出轉換頭，它還包括與開關電源電路連接的輸入選擇電路。所述輸入選擇電路包括交流輸入電路、直流輸入電路和鋰離子輸入電路。所述交流輸入電路包括濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路和將交 流電轉換成直流電的全橋整流電路；所述直流輸入電路包括能夠適用于各種直流供電設備 的轉換接口 ；所述鋰離子輸入電路包括鋰離子電芯組和實現鋰離子電芯組過充、過放和過 流控制的保護電路。所述供電回路還包括單片機主控電路和至少兩個輸出轉換頭，所述不同輸出轉換 頭內含有的識別電阻的阻值不同，所述單片機主控電路接入到開關電源電路，單片機主控 電路根據輸出轉換頭的識別電阻智能調節開關電源電路的電壓輸出。所述單片機主控電路包括用來識別輸出轉換頭內識別電阻的檢測電路，以及根據 所述檢測電路檢測的反饋信號，智能調節開關電源電路電壓輸出的MCU。所述開關電源電路包括用于清除EMI干擾雜波的濾波電路；在PWM控制下將濾 波后的直流電轉換成設備所需的電壓的開關變壓器；用于濾除開關變壓器輸出的直流電的 波紋的次級整流濾波電路；通過改變PWM信號的頻率，控制開關變壓器變換出不同輸出電 壓值的PWM控制電路；根據不同阻值的反饋電阻形成不同反饋電壓，并將電壓反饋到前級 PWM控制開關變壓器進行變壓器變換的光耦反饋控制電路。所述單片機主控電路還包括用于連接開關電源電路，提供MCU工作電壓、電壓采 樣和電流采樣信號，以及接收MCU電壓調整控制和過流過壓保護控制信號的控制接口 ；用 于提供MCU穩定工作電壓的電源電路；用于控制不同的MOS導通，以形成不同的PWM反饋端 反饋電阻阻值的反饋網絡；用于將開關電源電路的輸出電壓反饋給MCU的電壓采樣電路； 用于將開關電源電路的輸出電流反饋給MCU的電流采樣電路。[0010]所述單片機主控電路還包括用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路，所述顯示電 路連接到MCU。本實用新型的有益效果本實用新型將交流供電、直流供電和鋰離子供電集成于 一體，便于便攜式設備在任何場合的供電，另外，本實用新型通過MCU(單片機)控制，可以 實現輸出電壓范圍更廣，輸出電壓值精度更高，還有，通過在輸出轉換頭連接識別電阻，單 片機根據識別電阻的反饋信號，改變反饋網絡的反饋電阻，實現改變開關電源電路的電壓 輸出，從而有效保證外部設備的供電，而且對于識別電阻的精確度要求不高，只是作為一種 信號，設計更加安全和人性化，同時也降低了輸出轉換頭的加工成本。
圖1為本實用新型的電源適配器的電路原理圖；圖2為本實用新型的交流輸入電路的電路原理圖；圖3為本實用新型的鋰離子輸入電路的電路原理圖；圖4為本實用新型電源適配器的開關電源電路示意圖；圖5為本實用新型電源適配器的單片機主控電路示意圖；圖6為本實用新型電源適配器的單片機主控電路的顯示電路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步闡述。如圖1所示，本實用新型的多輸入電源適配器包括將直流電轉換成直流電的開關 電源電路、與開關電源電路連接的供電回路，以及與開關電源電路連接的輸入選擇電路輸入選擇電路包括交流輸入電路、直流輸入電路和鋰離子輸入電路所述交流輸入 電路包括濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路11和將交流電轉換成直流電 的全橋整流電路12 ；所述直流輸入電路包括能夠適用于各種直流供電設備的轉換接口 13 ； 所述鋰離子輸入電路包括鋰離子電芯組14和實現鋰離子電芯組過充、過放和過流控制的 保護電路15。開關電源電路包括用于清除EMI干擾雜波的濾波電路21 ；在PWM控制下將整流 出來的直流電轉換成用戶所需的電壓的開關變壓器22;用于濾除開關變壓器輸出的直流 電的紋波的次級整流濾波電路23;通過改變PWM信號的頻率控制開關變壓器變換出不同電 壓值的輸出電壓的PWM控制電路24;根據不同阻值的反饋電阻形成不同反饋電壓，并將反 饋電壓干擾到前級PWM控制開關變壓器進行變壓器變換的光耦反饋控制電路25。供電回路包括輸出線31、至少一個輸出轉換頭32和單片機主控電路，單片機主控 電路接入到開關電源電路，輸出轉換頭內含有識別電阻，單片機主控電路根據輸出轉換頭 的識別電阻智能控制開關電源電路的電壓輸出。其中，單片機主控電路包括用于連接開關 電源電路，提供MCU工作電壓、電壓采樣和電流采樣信號，以及接收MCU電壓調整控制和過 流過壓保護控制信號的控制接口 33 ；用來識別輸出轉換頭內識別電阻，并將反饋信號發送 給MCU的檢測電路38 ；用于綜合反饋信號、電壓采樣和電流采用的信號，發送反饋電阻調整 信號的MCU 39 ；用于提供MCU穩定工作電壓的電源電路35 ；用于控制不同的MOS導通，以形 成不同的PWM反饋端反饋電阻阻值的反饋網絡37;用于將開關電源電路的輸出電壓反饋給MCU的電壓采樣電路34 ；用于將開關電源電路的輸出電流反饋給MCU的電流采樣電路36 ； 用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路30。這樣，當用戶需要使用交流電供電時，該電源適配器直接通過輸入選擇電路的第 一條支路，首先利用EMI濾波電路11清除交流電的EMI干擾雜波，然后通過全橋整流電路 12將交流電轉換成直流電；而當使用車載和飛機等直流電設備對便攜式設備供電時，只要 要根據直流電供電設備的接口更換對應的轉換接口即可，一般現在采用的都是通用的USB 接口 ；而當都不具備上述條件時，也可以直接利用鋰離子電芯組14對便攜式設備進行供 電，當時此時則需要通過保護電路15進行過充、過放和過流保護。而每次調整出電壓的電 壓值的時候，可以通過MCU 39獲取識別電阻信號，從而自動改變反饋網絡37的反饋電阻， 實現輸出電壓的調節，這里需要注意的是，此識別電阻只是作為一個識別信號，可以通過 MCU 39事先定義好識別電阻和對應輸出電壓(反饋電阻)之間的關系，這樣就可以實現真 正的單片機控制電壓輸出，控制精度更高。其中，交流輸入電路的EMI濾波電路11包括共模電感Ll與CXl電容組成低通濾 波器，用于抑制外界高頻干擾信號進入內部電路；全橋整流電路12利用DBl對輸入AC交流 電壓整流轉換成DC直流電壓。鋰離子輸入電路的保護電路15主要由精工公司的三、四串 鋰保護芯片S-8254組成，其中Q33起到短路保護作用，Q31為過充保護MOS管，Q32為過放 保護MOS管，R48、R49、R50、C32、C33和C34組成采樣網絡。開關電源電路的開關變壓器22通過Tl對高電壓和低電壓實行隔離，符合安全規 范；PWM控制電路24的TO通過PIN6電流采樣和PIN2的電壓控制信號改變PWM的占空比， 實現輸出電壓的控制；光耦反饋控制電路25的U3采樣輸出電壓后通過OPl為Ul提供一個 電壓控制信號；次級輸出濾波電路23通過共模電感L2抑制高頻信號對外部設備干擾，U4 通過采樣Q6的Vds電壓在Ql關閉時開通Q6來實現同步整流。供電回路的輸出線采用標注的DC輸出線31，輸出轉換頭32為DC轉換頭，將識別 電阻Rf直接做到輸出轉換頭32上，不同的轉換頭32對應不同阻值識別電阻Rf。單片機主控電路包括控制接口 33是開關電源電路和單片機主控電路的接口，其 中VONl是調節輸出電壓PWM反饋控制線，PRO是單片機保護信號輸出線，OUT-是電流采樣 線，OUT+是電壓采樣線；電源電路35將OUT+輸入的直流電變換成穩定的VCC，給智能芯片 MCU提供電源，R4、R9組成輸出電壓采樣反饋，Cl、C2濾除紋波；顯示電路30為三位數碼顯 示電路，它由 R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R26、R27、R28、三位共陰極數碼管、U3、 Q9、QlO和Qll組成，其中Q9、QlO和Qll作為陽極驅動分別用單片機控制I/O 口 PD5、PD6 和PD7驅動，R26、R27和R28為三個驅動管的限流電阻，R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、 R37為限流電阻；電流采樣電路36由運算放大器U2、放大反饋電阻R5及外圍R6、R7、R26、 C9、C5、C10單片機A/D 口 ADC7(引腳22)組成，R6、C9組成中頻濾波，R5放大反饋，R26運 放正端對地偏置電阻，ADC7實現放大后的電流信號采樣；電壓采樣電路37由R4、R9、R8、C3、 單片機A/D 口 PCO (引腳23)組成，其中R4、R9電壓信號串聯分壓到單片機I/O可以接受的 安全電壓，C3濾波電容，PCO實現采樣電壓；檢測電路386由VCC、Rf跟R20組成分壓電路， 經R21跟C6組成的RC濾波器，采樣到Rf兩端的電壓值傳到U3的19腳；反饋網絡37電路 由8個場效應管跟16個電阻組成，它相當于一個可變的反饋電阻Rp，不同的組合對應輸出 不同的反饋電阻，用來調節輸出電壓，例如，要輸出19. 5V的電壓，它的反饋電阻是1.2K，那么U3必須把Q1、Q2、Q4、Q6、Q7、Q8關掉，而Q3跟Q5導通，此時的電路只有Rll跟R23并聯 組成反饋電路，Rll為1. 5K，R23為8. 2K，兩者并聯的阻值就是1. 2K ；顯示電路30包括LED 驅動電路，芯片輸出電壓信號LED0、LED1、LED2，VCC作為基準電壓，Q9、Q10、Q11為開關管， 對應控制S2、Si、SO的亮滅，例如，LENO為高電平，則Q9的基極也為高電平，發射極也是高 電平VCC，這時三極管Q9截止，SO不亮，如果芯片輸出LENO為低電平，則Q9的基極為低電 平，發射極為高電平，Q9導通，SO亮；MCU 39是由核心單片機MEGA48L及外圍復位電路R37 組成。
權利要求一種多輸入電源適配器，它包括將直流電轉換成直流電的開關電源電路，以及與所述開關電源電路連接的供電回路，所述供電回路包括輸出線和至少一個輸出轉換頭，其特征在于，它還包括與開關電源電路連接的輸入選擇電路。
2.根據權利要求1所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述輸入選擇電路包括交 流輸入電路、直流輸入電路和鋰離子輸入電路。
3.根據權利要求2所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述交流輸入電路包括濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路和將交流電 轉換成直流電的全橋整流電路；所述直流輸入電路包括能夠適用于各種直流供電設備的轉換接口 ； 所述鋰離子輸入電路包括鋰離子電芯組和實現鋰離子電芯組過充、過放和過流控制的 保護電路。
4.根據權利要求3所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述供電回路還包括單片 機主控電路和至少兩個輸出轉換頭，所述不同輸出轉換頭內含有的識別電阻的阻值不同， 所述單片機主控電路接入到開關電源電路，單片機主控電路根據輸出轉換頭的識別電阻智 能調節開關電源電路的電壓輸出。
5.根據權利要求4所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述單片機主控電路包括 用來識別輸出轉換頭內識別電阻的檢測電路，以及根據所述檢測電路檢測的反饋信號，智 能調節開關電源電路電壓輸出的MCU。
6.根據權利要求5所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述開關電源電路包括 用于清除EMI干擾雜波的濾波電路；在PWM控制下將濾波后的直流電轉換成設備所需的電壓的開關變壓器； 用于濾除開關變壓器輸出的直流電的波紋的次級整流濾波電路； 通過改變PWM信號的頻率，控制開關變壓器變換出不同輸出電壓值的PWM控制電路； 根據不同阻值的反饋電阻形成不同反饋電壓，并將電壓反饋到前級PWM控制開關變壓 器進行變壓器變換的光耦反饋控制電路。
7.根據權利要求6所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述單片機主控電路還包括用于連接開關電源電路，提供MCU工作電壓、電壓采樣和電流采樣信號，以及接收MCU 電壓調整控制和過流過壓保護控制信號的控制接口； 用于提供MCU穩定工作電壓的電源電路；用于控制不同的MOS導通，以形成不同的PWM反饋端反饋電阻阻值的反饋網絡； 用于將開關電源電路的輸出電壓反饋給MCU的電壓采樣電路； 用于將開關電源電路的輸出電流反饋給MCU的電流采樣電路。
8.根據權利要求7所述的多輸入電源適配器，其特征在于，所述單片機主控電路還包 括用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路，所述顯示電路連接到MCU。
專利摘要本實用新型公開了一種多輸入的電源適配器，包括將直流電轉換成直流電的開關電源電路、以及分別與開關電源電路連接的輸入選擇電路和供電回路，輸入選擇電路包括交流輸入電路、直流輸入電路和鋰離子輸入電路，開關電源電路包括開關變壓器、次級整流濾波電路、PWM控制電路和光耦反饋控制電路，供電回路包括輸出線、內部含有識別電阻的輸出轉換頭和單片機主控電路，單片機主控電路接入到開關電源電路，單片機主控電路的MCU根據檢測的識別電阻的反饋信號控制開關電源電路電壓輸出，本實用新型電源適配器輸出電壓范圍更廣，輸出電壓精度更高，另外本電源適配器不但適用于交流電供電，還適用于汽車、飛機和輪船等直流供電設備，同時也適合于鋰離子供電。
文檔編號H02M1/00GK201733211SQ20102026456
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者黃挺 申請人:廣東斯泰克電子科技有限公司