充電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種充電裝置。該充電裝置包括：可調(diào)變壓電路，將輸入的交流電或直流電轉(zhuǎn)換為用于負(fù)載的直流電輸出；檢測(cè)單元，檢測(cè)可調(diào)變壓電路的輸出；控制單元，將檢測(cè)單元檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路的輸出與負(fù)載的需求進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)；以及調(diào)節(jié)單元，將控制單元輸出的控制信號(hào)與檢測(cè)單元檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路的輸出進(jìn)行疊加，并根據(jù)疊加的結(jié)果調(diào)節(jié)可調(diào)變壓電路。通過本實(shí)用新型的充電裝置，能夠自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。
【專利說明】
充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子設(shè)備，尤其涉及一種充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們的生活已越來越離不開各種電子產(chǎn)品。有相當(dāng)一部分電子產(chǎn)品需要利用充電裝置進(jìn)行充電。因此，充電裝置得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)充電裝置有兩種:一種充電裝置只能輸出一個(gè)固定的電壓，只能給一個(gè)負(fù)載或同一類型的負(fù)載供電，例如我們常用的手機(jī)充電器，只能輸出5V電壓，所以只能給需要5V電力的設(shè)備供電。另一種充電裝置采用計(jì)算速度很快的微處理器結(jié)合復(fù)雜的控制算法，這種充電裝置可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)，但是其成本高，產(chǎn)品研發(fā)難度大，研發(fā)周期長(zhǎng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為此，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種充電裝置，其包括:可調(diào)變壓電路，將輸入的交流電或直流電轉(zhuǎn)換為用于負(fù)載的直流電輸出；檢測(cè)單元，檢測(cè)所述可調(diào)變壓電路的輸出；控制單元，將所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出與所述負(fù)載的需求進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)；以及調(diào)節(jié)單元，將所述控制單元輸出的控制信號(hào)與所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出進(jìn)行疊加，并根據(jù)疊加的結(jié)果調(diào)節(jié)所述可調(diào)變壓電路。
[0005]可選地，所述控制單元包括數(shù)字控制電路，所述數(shù)字控制電路根據(jù)所述比較結(jié)果生成PWM信號(hào)作為所述控制信號(hào)。
[0006]可選地，所述數(shù)字控制電路根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所生成的PffM信號(hào)的占空比和/或頻率，以調(diào)節(jié)所輸出的控制信號(hào)。
[0007]可選地，所述調(diào)節(jié)單元包括:整流電路，對(duì)所述控制單元輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行整流；以及疊加電路，將經(jīng)過整流的PWM信號(hào)與所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出進(jìn)行疊加，以生成調(diào)節(jié)所述可調(diào)變壓電路的調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0008]可選地，所述整流電路包括:第一電容器、第二電容器、第一電阻器、第二電阻器以及二極管，其中，所述第一電容器的第一端與所述控制單元連接，所述第一電容器的第二端與所述第一電阻器的第一端和所述二極管的負(fù)極連接，所述第一電阻器的第二端與所述第二電容器的第一端和所述第二電阻器的第一端連接，所述第二電容器的第二端以及所述二極管的正極接地，所述第二電阻器的第二端與所述疊加電路連接。
[0009]可選地，所述充電裝置還包括:輸入單元，用于手動(dòng)輸入所述負(fù)載的需求。
[0010]可選地，所述檢測(cè)單元還用于檢測(cè)所述負(fù)載的狀態(tài)，以生成需求信號(hào)作為所述負(fù)載的需求。
[0011]通過本實(shí)用新型的充電裝置，能夠自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的充電裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)節(jié)單元的示意性電路圖。
[0015]圖4是圖3的整流電路1410中A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形圖。
[0016]圖5(a)和圖5(b)是用于說明調(diào)節(jié)PffM信號(hào)的占空比和頻率以調(diào)節(jié)控制信號(hào)的原理的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更好地理解本實(shí)用新型，將參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式?？梢岳斫?，上述附圖和詳細(xì)說明只是對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方案的描述，而非以任何方式限制本實(shí)用新型的范圍。
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的充電裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，充電裝置1000包括可調(diào)變壓電路1100、檢測(cè)單元1200、控制單元1300以及調(diào)節(jié)單元1400。
[0019]可調(diào)變壓電路1100將輸入的交流電或直流電轉(zhuǎn)換為用于負(fù)載2000的直流電輸出?？烧{(diào)變壓電路1100在調(diào)節(jié)單元1400的調(diào)節(jié)下工作，輸出不同的電壓。
[0020]檢測(cè)單元1200檢測(cè)可調(diào)變壓電路1100的輸出電壓，并將檢測(cè)到的電壓信號(hào)提供至控制單元1300和調(diào)節(jié)單元1400。
[0021]控制單元1300將檢測(cè)單元1200檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路1100的輸出與負(fù)載2000的需求進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果向調(diào)節(jié)單元1400輸出控制信號(hào)。這里，對(duì)于負(fù)載的需求，例如可以通過充電裝置1000中的輸入單元(未圖示)手動(dòng)輸入負(fù)載的需求，或者通過檢測(cè)單元1200檢測(cè)負(fù)載的狀態(tài)，以生成需求信號(hào)作為負(fù)載的需求。
[0022]調(diào)節(jié)單元1400將控制單元1300輸出的控制信號(hào)與檢測(cè)單元1200檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路1100的輸出進(jìn)行疊加，并根據(jù)疊加的結(jié)果調(diào)節(jié)可調(diào)變壓電路1100。
[0023]從而，檢測(cè)單元檢測(cè)可調(diào)變壓器的輸出，控制單元根據(jù)可調(diào)變壓器的變化向調(diào)節(jié)單元不斷發(fā)送不同的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)單元根據(jù)不同的控制信號(hào)不斷調(diào)節(jié)可調(diào)變壓器。由此，可實(shí)現(xiàn)對(duì)可調(diào)變壓電路的輸出電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)，從而能夠自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)充電裝置的輸出電壓，以滿足不同負(fù)載的需求。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，控制單元1300可包括數(shù)字控制電路(未圖示)，該數(shù)字控制電路可根據(jù)上述比較結(jié)果生成PWM信號(hào)作為控制信號(hào)。
[0025]可選地，該數(shù)字控制電路還能夠根據(jù)上述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所生成的Pmi信號(hào)的占空比和/或頻率，以調(diào)節(jié)所輸出的控制信號(hào)。在下文中將對(duì)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比和/或頻率以調(diào)節(jié)控制信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，調(diào)節(jié)單元1400包括整流電路1410和疊加電路1420。整流電路1410可對(duì)控制單元1300輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行整流。疊加電路1420可將經(jīng)過整流的PffM信號(hào)與檢測(cè)單元1200檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路1100的輸出進(jìn)行疊加，以生成調(diào)節(jié)可調(diào)變壓電路1100的調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0027]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)節(jié)單元的示意性電路圖。如圖3所示，整流電路1410可包括電容器1411、二極管1412、電阻器1413、電容器1414以及電阻器1415。在整流電路1410中，電容器1411的第一端與控制單元1300連接，電容器1411的第二端與電阻器1413的第一端和二極管1412的負(fù)極連接，電阻器1413的第二端與電容器1414的第一端和電阻器1415的第一端連接，電容器1414的第二端以及二極管1412的正極接地，電阻器1415的第二端與疊加電路1420連接。疊加電路1420包括電容器1421、電阻器1422、電容器1423以及運(yùn)算放大器1424A。
[0028]根據(jù)圖3所示的整流電路的具體電路結(jié)構(gòu)，其可將控制單元的數(shù)字控制電路所生成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，從而提供給疊加電路，以與檢測(cè)單元檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路的輸出(同為模擬信號(hào))進(jìn)行疊加?？梢岳斫?，在圖3中示出的調(diào)節(jié)單元1400的整流電路1410和疊加電路1420的具體元器件構(gòu)成僅僅是示例性的，而并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0029]下面，將詳細(xì)說明調(diào)節(jié)單元1400的整流電路1410的整流過程。
[0030]圖4是圖3的整流電路1410中A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形圖?？刂茊卧?300輸出的P麗控制信號(hào)通過節(jié)點(diǎn)A輸入至電容器1411，如圖4所示，該P(yáng)麗控制信號(hào)在經(jīng)過電容器1411和二極管1412而將交流成分隔離后具有節(jié)點(diǎn)B的波形，然后又經(jīng)過電阻器1413和電容器1414濾除直流信號(hào)中的高頻脈動(dòng)成分后具有節(jié)點(diǎn)C的波形。
[0031]另外，可以通過控制單元1300改變PWM控制信號(hào)的占空比和頻率來改變電阻器經(jīng)過整流的PffM控制信號(hào)的大小，具體原理如下。
[0032]圖5(a)和圖5(b)是用于說明調(diào)節(jié)PffM信號(hào)的占空比和頻率以調(diào)節(jié)控制信號(hào)的原理的波形圖。其中，圖5(a)是P麗信號(hào)在節(jié)點(diǎn)A的占空比為10%時(shí)調(diào)節(jié)單元1400中A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形圖，圖5(b)是P麗信號(hào)在節(jié)點(diǎn)A的占空比為40%時(shí)調(diào)節(jié)單元1400中A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形圖。
[0033]比較圖5(a)和圖5(b)可知，當(dāng)占空比為40%時(shí)，節(jié)點(diǎn)C處波形的上升時(shí)間比較長(zhǎng)，下降時(shí)間比較短，因此電容器1414充電多，放電少，平均電壓高;而當(dāng)占空比為10%時(shí)，節(jié)點(diǎn)C處波形的上升時(shí)間比較短，下降時(shí)間比較長(zhǎng)，因此電容器1414充電少，放電多，平均電壓低。根據(jù)上述原理可知，通過控制單元1300改變PffM控制信號(hào)的占空比可以大幅度調(diào)節(jié)直流信號(hào)的大小。
[0034]另外，當(dāng)調(diào)節(jié)頻率時(shí)，由于電容器的基本特性，頻率高的信號(hào)通過電容器1411的能力比頻率低的信號(hào)通過電容器1411的能力強(qiáng)，因此當(dāng)P麗信號(hào)的頻率高時(shí)，節(jié)點(diǎn)B波形的底部和頂部的斜率小，節(jié)點(diǎn)C的上升部分和下降部分的斜率也會(huì)稍微平滑一些，從而得到的平均值會(huì)稍微大一點(diǎn)。根據(jù)上述原理可知，通過控制單元1300改變PffM控制信號(hào)的頻率可以微調(diào)直流信號(hào)的大小。
[0035]在經(jīng)過上述整流過程之后，通過節(jié)點(diǎn)C的PWM控制信號(hào)作為參考信號(hào)經(jīng)由電阻器1415傳遞給運(yùn)算放大器1424A，運(yùn)算放大器1424A將經(jīng)過整流的參考信號(hào)與檢測(cè)單元1200檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路1100的輸出進(jìn)行疊加，以生成調(diào)節(jié)可調(diào)變壓電路的調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0036]綜上所述，整個(gè)信號(hào)鏈的調(diào)節(jié)過程總結(jié)如下:控制單元1300調(diào)節(jié)PffM控制信號(hào)的占空比和/或頻率，調(diào)節(jié)單元1400將控制單元1300輸出的不同占空比和頻率的脈沖信號(hào)整流電路1410得到不同大小的直流信號(hào)，再與檢測(cè)單元1200檢測(cè)到的可調(diào)變壓電路1100的輸出電壓信號(hào)進(jìn)行疊加，生成不同大小的調(diào)節(jié)信號(hào)，最后可調(diào)變壓電路1100根據(jù)不同大小調(diào)節(jié)信號(hào)輸出不同大小的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0037]雖然基于附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但是，應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施方式并不應(yīng)視為對(duì)本申請(qǐng)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不偏離本申請(qǐng)的精神和范圍的前提下對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種修改與變形。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0038]符號(hào)說明
[0039]1000充電裝置
[0040]2000 負(fù)載
[0041 ]1100可調(diào)變壓電路
[0042]1200檢測(cè)單元
[0043]1411、1414、1421、1423 電容器
[0044]1412 二極管
[0045]1413、1415、1422 電阻器
[0046]1424A 放大器
[0047]1300控制單元
[0048]1400調(diào)節(jié)單元
[0049]1410整流電路
[0050]1420疊加電路
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種充電裝置，其特征在于，包括: 可調(diào)變壓電路，將輸入的交流電或直流電轉(zhuǎn)換為用于負(fù)載的直流電輸出； 檢測(cè)單元，檢測(cè)所述可調(diào)變壓電路的輸出； 控制單元，將所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出與所述負(fù)載的需求進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)；以及 調(diào)節(jié)單元，將所述控制單元輸出的控制信號(hào)與所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出進(jìn)行疊加，并根據(jù)疊加的結(jié)果調(diào)節(jié)所述可調(diào)變壓電路。2.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于，所述控制單元包括數(shù)字控制電路，所述數(shù)字控制電路根據(jù)所述比較結(jié)果生成PWM信號(hào)作為所述控制信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的充電裝置，其特征在于，所述數(shù)字控制電路根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所生成的PWM信號(hào)的占空比和/或頻率，以調(diào)節(jié)所輸出的控制信號(hào)。4.如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元包括: 整流電路，對(duì)所述控制單元輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行整流；以及 疊加電路，將經(jīng)過整流的HVM信號(hào)與所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述可調(diào)變壓電路的輸出進(jìn)行疊加，以生成調(diào)節(jié)所述可調(diào)變壓電路的調(diào)節(jié)信號(hào)。5.如權(quán)利要求4所述的充電裝置，其特征在于，所述整流電路包括:第一電容器、第二電容器、第一電阻器、第二電阻器以及二極管，其中，所述第一電容器的第一端與所述控制單元連接，所述第一電容器的第二端與所述第一電阻器的第一端和所述二極管的負(fù)極連接，所述第一電阻器的第二端與所述第二電容器的第一端和所述第二電阻器的第一端連接，所述第二電容器的第二端以及所述二極管的正極接地，所述第二電阻器的第二端與所述疊加電路連接。6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的充電裝置，其特征在于，還包括: 輸入單元，用于手動(dòng)輸入所述負(fù)載的需求。7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的充電裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元還用于檢測(cè)所述負(fù)載的狀態(tài)，以生成需求信號(hào)作為所述負(fù)載的需求。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205646901SQ201620396958
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】郭良兵
【申請(qǐng)人】惠州志順電子實(shí)業(yè)有限公司