一种反向充电与无损压降保护电路系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种反向充电与无损压降保护电路系统。


背景技术：

2.随着社会经济和科技的不断进步，电子产品的应用越来越普遍，但现有给电子产品进行充电的充电设备还存在如下不足：
3.1)便携式电子设备，需要依赖增大电池容量,来达到足够的续航时间；
4.2)现有的设备没有高低温保护，温度异常时不能切断输入电源以便保护后端设备；
5.3)正负极极性错误时不能有效保护设备，极性输入错误时不能自动转换为正确极性，不能有效保护后端电路。
6.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种反向充电与无损压降保护电路系统。
8.为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
9.本实用新型提供一种反向充电与无损压降保护电路系统，包括：反向充电电路、过温保护电路、正负极极性错误转换电路；
10.所述过温保护电路分别与所述反向充电电路和正负极极性错误转换电路电连接；
11.所述反向充电电路，用于检测到otg信息时，给设置反向充电；
12.所述过温保护电路，用于在检测到环境温度高于或低于设定温度时，断开摄入电源，保护后端设备；
13.所述正负极极性错误转换电路，用于在输入正负极极性错误时，自动转换为正确的极性。
14.所述反向充电电路包括：type-c接口、电阻r3和mos管q6；所述type-c接口的5号sbu2引脚通过所述电阻r3与一输入电源电连接，所述type-c端口的14号vbus引脚与所述mos管q6的源极连接，所述mos管q6的栅极接地，所述mos管q6的漏极与所述过温保护电路的正输入端电连接。
15.优选地，所述过温保护电路包括：电阻r43、r42、r27、r21、r6、r45、r44、r41、r39、r22、rt1，电容c16，三极管q8、q10，运算放大器u6-a、u6-b，mos管q5，输出端口；
16.所述mos管q5的源极与所述mos管q6的漏极连接，所述电阻r43、r42、r27、r21、r6的上端均与所述mos管q5的源极连接，所述电阻r43的下端同时与所述电阻r45的上端和所述mos管q5的栅极连接，所述mos管q5的漏极与所述输出端口的正极连接；
17.所述电阻r45的下端与所述三极管q10的集电极连接，所述三极管q10的发射极与
所述三极管q8的集电极连接，所述三极管q10的基极与所述电阻r44的左端连接，所述电阻r44的右端与所述运算放大器u6-b的输出端连接，所述运算放大器u6-b的正相输入端同时与所述电阻r42的下端和所述电阻r41的上端连接，所述电阻r41的下端接地，所述运算放大器u6-b的反向输入端同时与所述运算放大器u6-a的方向输入端、所述电阻r6的下端、所述电阻rt1的上端连接，所述电阻rt1的下端接地，
18.所述三极管q8的发射极接地，所述三极管q8的基极与所述电阻r39的左端连接，所述电阻r39的右端与所述运算放大器u-6a的输出端连接，所述运算放大器u6-a的电源负极接地，所述运算发达器u6-a的电源正极同时与所述电阻r21的下端和所述电容c16的右端连接，所述电容c16的左端接地，所述运算放大器的争相输入端同时与所述电阻r21的下端和所述电阻r22的上端连接，所述电阻r22的下端接地，所述运算放大器u6-a的方向输入端同时与所述电阻r6的下端和所述电阻rt1的上端连接。
19.优选地，所述正负极极性错误转换电路包括：电阻r1、r2、r4、r5，mos管q1、q2、q3、q4，输入端口；
20.所述输入端口的1号引脚同时与所述mos管q1的漏极、所述电阻r2左端、电阻r4的左端、mos管q4的漏极连接，
21.所述输入端口的2号引脚同时与所述电阻r1的左端、mos管q2的漏极、mos管q3的漏极、电阻r5的左端连接，
22.所述电阻r1、r2、r4、r5的右端分别与所述mos管q1、q2、q3、q4的基极连接，
23.所述mos管q1、q2的源极均与所述mos管q5的源极连接，所述mos管q3的源极和所述mos管q4的源极均与所述输出端口的负极连接。
24.优选地，所述电阻r1、r2、r4、r5、r27、r45阻值均为1kω，所述电阻r6、r41、r43的阻值均为1mω，所述电阻r39、r44的阻值均为470kω，所述电阻r3、r42、r21、r22的阻值分别为5.1kω、2.2mω、620kω、30kω。
25.优选地，所述电阻rt1为热敏电阻。
26.优选地，所述电容c16的容量为0.1微法。
27.优选地，所述三极管q8和q10的型号均为bc847。
28.优选地，所述mos管q1、q2、q3、q4、q5、q6均为耗尽型mos管，所述mos管q1、q2、q5、q6均为pmos，所述mos管q3、q4均为nmos。
29.优选地，所述运算放大器u6-a和u6-b的型号均为lm258。
30.采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
31.1.通过反向充电，不需要依赖于大容量电池，也能延长续航时间；
32.2.优选方案中，环境温度异常或者设备短路时，能断开输入电源，来保护后端设备；
33.3.优选方案中，正负极极性错误时，能完美解决，现有技术使用压降大，无法满足在低电压电路使用的缺陷，使用本系统，不会产生压降，不影响后端电路性能。
附图说明
34.图1是本实用新型的整体电路图；
35.图2是本实用新型的反向充电电路图；
36.图3是本实用新型的过温保护电路图；
37.图4是本实用新型的正负极极性错误转换电路图。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
39.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
42.如图1所示，本实用新型提供一种反向充电与无损压降保护电路系统，包括：反向充电电路101、过温保护电路102、正负极极性错误转换电路103；
43.所述过温保护电路102分别与所述反向充电电路101和正负极极性错误转换电路103电连接；
44.所述反向充电电路101，用于检测到otg信息时，给设置反向充电；
45.所述过温保护电路102，用于在检测到环境温度高于或低于设定温度时，断开摄入电源，保护后端设备；
46.所述正负极极性错误转换电路103，用于在输入正负极极性错误时，自动转换为正确的极性。
47.如图2所示，所述反向充电电路101包括：type-c接口、电阻r3和mos管q6；所述type-c接口的5号sbu2引脚通过所述电阻r3与一输入电源电连接，具体的，所述输入电源为正5v电源，所述type-c端口的14号vbus引脚与所述mos管q6的源极连接，所述mos管q6的栅极接地，所述mos管q6的漏极与所述过温保护电路的正输入端(mos管q5的源极)电连接。
48.如图3所示，所述过温保护电路102包括：电阻r43、r42、r27、r21、r6、r45、r44、r41、r39、r22、rt1，电容c16，三极管q8、q10，运算放大器u6-a、u6-b，mos管q5，输出端口；
49.所述mos管q5的源极与所述mos管q6的漏极连接，所述电阻r43、r42、r27、r21、r6的上端均与所述mos管q5的源极连接，所述电阻r43的下端同时与所述电阻r45的上端和所述
mos管q5的栅极连接，所述mos管q5的漏极与所述输出端口的正极连接；
50.所述电阻r45的下端与所述三极管q10的集电极连接，所述三极管q10的发射极与所述三极管q8的集电极连接，所述三极管q10的基极与所述电阻r44的左端连接，所述电阻r44的右端与所述运算放大器u6-b的输出端连接，所述运算放大器u6-b的正相输入端同时与所述电阻r42的下端和所述电阻r41的上端连接，所述电阻r41的下端接地，所述运算放大器u6-b的反向输入端同时与所述运算放大器u6-a的方向输入端、所述电阻r6的下端、所述电阻rt1的上端连接，所述电阻rt1的下端接地，
51.所述三极管q8的发射极接地，所述三极管q8的基极与所述电阻r39的左端连接，所述电阻r39的右端与所述运算放大器u-6a的输出端连接，所述运算放大器u6-a的电源负极接地，所述运算发达器u6-a的电源正极同时与所述电阻r21的下端和所述电容c16的右端连接，所述电容c16的左端接地，所述运算放大器的争相输入端同时与所述电阻r21的下端和所述电阻r22的上端连接，所述电阻r22的下端接地，所述运算放大器u6-a的方向输入端同时与所述电阻r6的下端和所述电阻rt1的上端连接。
52.如图4所示，所述正负极极性错误转换电路103包括：电阻r1、r2、r4、r5，mos管q1、q2、q3、q4，输入端口；
53.所述输入端口的1号引脚同时与所述mos管q1的漏极、所述电阻r2左端、电阻r4的左端、mos管q4的漏极连接，
54.所述输入端口的2号引脚同时与所述电阻r1的左端、mos管q2的漏极、mos管q3的漏极、电阻r5的左端连接，
55.所述电阻r1、r2、r4、r5的右端分别与所述mos管q1、q2、q3、q4的基极连接，
56.所述mos管q1、q2的源极均与所述mos管q5的源极连接，所述mos管q3的源极和所述mos管q4的源极均与所述输出端口的负极，即输出端口的1号引脚连接。
57.所述电阻r1、r2、r4、r5、r27、r45阻值均为1kω，所述电阻r6、r41、r43的阻值均为1mω，所述电阻r39、r44的阻值均为470kω，所述电阻r3、r42、r21、r22的阻值分别为5.1kω、2.2mω、620kω、30kω，所述电阻rt1为热敏电阻；
58.所述电容c16的容量为0.1微法，所述三极管q8和q10的型号均为bc847。
59.所述mos管q1、q2、q3、q4、q5、q6均为耗尽型mos管，所述mos管q1、q2、q5、q6均为pmos，所述mos管q3、q4均为nmos，所述运算放大器u6-a和u6-b的型号均为lm258。
60.本实用新型的原理：
61.1)反向充电的原理：反向充电是基于otg功能实现的，sbu2连接5.1k电阻到高电平，协议检测到otg信号，通过q6正确的给后端设备供电，otg给设备反向充电；
62.2)过温保护电路原理：电路使用u6运算放大器，rt1为热敏电阻，随着环境温度的变高而阻值减小，随着环境温度的变低而阻值增大；
63.设定u6的2脚电压参考值与3脚电压反馈值比较，温度高于60度时，u6的1脚输出高电平，q6截止，ds截止电流输出；
64.设定u6的5脚电压参考值与6脚电压反馈值比较，温度低于0度时，u6的7脚输出高电平，q6截止，ds截止电流输出；
65.3)正负极极性错误保护电路原理：本电路采用pmos的零电平导通，与nmos的高电平导通，mos管导通后其饱和导通特性呈无阻性无压降，组成无极性输入，确定极性无损压
降输出保护电路；
66.能保证在充电器输入电压5v，不确定极性时，经过本电路转换成确定极性，且无压降，能保证后端设备正常工作；
67.当输入端口jp1输入电平1正2负时，pmos q1栅极为低电平饱和导通，输入从d极导通至s极,q2栅极为高电平，ds截止；
68.nmos q3栅极为高电平饱和导通，输入从s极导通至d极，q4栅极为低电平sd截止。
69.输出端口jp2为1负2正，无损压降；
70.当输入端口jp1输入电平1负2正时，pmos q1栅极为高电平ds截止，q2栅极为低电平饱和导通，输入从d极导通至s极；
71.nmos q3栅极为高电平sd截止,q4栅极为低电平饱和导通，输入从s极导通至d极，
72.输出端口jp2为1负2正，无损压降。
73.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的保护范围内。