一种手机充电器安全保护电路论文和设计-邓增利

全文摘要

本实用新型公开了一种手机充电器安全保护电路，包括火线输入端、零线输入端、全波或半波整流、原边绕组、次级绕组、5V直流输出端和0V直流输出端、电压采集电路、双向可控硅、稳压电路，所述火线输入端和零线输入端之间设有全波或半波整流，所述全波或半波整流后端设有相对应的原边绕组和次级绕组，所述次级绕组与5V直流输出端和0V直流输出端连接，所述直流输出端上设有三组电压采集电路，所述电压采集电路并联后经过稳压管和电阻与双向可控硅门极连接。该种手机充电器安全保护电路，通过对手机充电器电源的正、负极输出端、电源的USB接口金属外罩这三个手机充电器与手机的导电连接点最多的点进行了高电压取样保护，防止手机充电器漏电。

主设计要求

1.一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：包括火线输入端（1）、零线输入端（2）、全波或半波整流（3）、原边绕组（4）、次级绕组（5）、5V直流输出端（6）、0V直流输出端（7）、电压采集电路、双向可控硅（8）、稳压电路、普通手机充电电路（17），所述火线输入端（1）和零线输入端（2）之间设有全波或半波整流（3），所述全波或半波整流（3）后端设有相对应的原边绕组（4）和次级绕组（5），所述次级绕组（5）与5V直流输出端（6）和0V直流输出端（7）连接，所述直流输出端上设有三组电压采集电路，所述电压采集电路并联后与稳压电路相连，同时电压采集电路并联后经过第一稳压管（14）和电阻（19）与双向可控硅（8）门极连接，所述火线输入端（1）、零线输入端（2）与接地端组成三角输入插头，所述普通手机充电电路（17）为普通的手机充电器电路，所述双向可控硅（8）经过限流电阻（18）连接到1A熔断器（9）与全波或半波整流（3）中间的火线上。

设计方案

2.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述火线输入端（1）与1A的熔断器（9）相互连接，所述双向可控硅（8）通过限流电阻（18）连接到熔断器（9）与全波或半波整流（3）之间的火线上。

3.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述电压采集电路包括5V直流采集电路（10）、0V直流采集电路（11）和USB接口金属体外罩（13）采集电路（12），所述5V直流采集电路（10）、0V直流采集电路（11）和USB接口金属体外罩（13）采集电路（12）并联后与稳压电路相互连接。

4.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述稳压电路包括第一稳压管（14）和功能电阻（15），所述第一稳压管（14）的电压设定阈值为56V，所述第一稳压管（14）与功能电阻（15）相互连接，所述的第一稳压管（14）的电压等级根据需要可调。

5.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述双向可控硅（8）门极经过电阻（19）连接在功能电阻（15）的一端，电容（20）可以存储电能保持双向可控硅（8）的导通触发状态。

6.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述双向可控硅（8）门极与第二稳压管（16）相互连接，所述第二稳压管（16）将双向可控硅（8）的门极电压控制在5V内。

7.根据权利要求1所述一种手机充电器安全保护电路，其特征在于：所述火线输入端（1）、零线输入端（2）和接地部分由三角插头组成。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及手机设备技术领域，具体为一种手机充电器安全保护电路。

背景技术

目前许多的手机充电器采用简单的开关电源，其中包括全波或半波整流、原边绕组、次级绕组和开关管电路等，这种简单的充电器由于种种原因容易出现充电过程中使用手机导致的人员触电现象。

现市面上的手机充电器大多数在使用的时候，当出现受潮、短路或者绕组老化等的时候很容易出现充电过程中使用手机导致的人员触电现象，具有较强的安全隐患。

典型手机充电器的原理简图如图2所示，这个电路主要包括交流整流部分（全波或半波整流）、开关管部分、变压器部分和低压整流滤波直流输出部分，变压器部分又包括原边绕组T1、次级绕组T2和取样绕组T3，这种充电器电路是220VAC的交流电经过全波或半波整流和滤波后进入原边绕组，通过开关管的通断在次级绕组中产生感应电压，感应电压在次级绕组经过整流和滤波后输出5VDC左右的直流电压，这种电路的特点是原边绕组的电压是220VAC交流电源经过全波或半波整流且经过小电容滤波后得到的脉动直流电压，在全波整流且滤波的情况下，这个电压的峰值电压能到达300V，这个电压对人体而言是危险的高电压（半波整流滤波后的电压也是能对人体产生危险的高电压），如果手机充电器电路出现因受潮或其他原因导致的短路的情况，或者是变压器绕组老化绝缘破损导致原边绕组和次级绕组直接导通的情况，220VAC交流电源整流滤波后高电压部分电路的高电压、或变压器原边绕组的高电压将有可能会进入次级绕组这一低压电路部分：短路后的高电压进入低压输出端后或经过二极管直接从充电器输出接口的5VDC端输出，或者是从充电器输出接口的0VDC输出端输出，或者是直接从USB接口金属体输出。使得原本只能输出5VDC直流电压的手机充电器接口输出危险的高电压，这个高电压进入到手机后，将会由于充电电压过高发生电池爆炸或者手机使用者触电的情况。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种手机充电器安全保护电路，解决了现有市面上的手机充电器大多数在使用的时候，当出现受潮、短路或者绕组老化等的时候很容易出现充电过程中使用手机导致的人员触电现象，具有较强的安全隐患的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种手机充电器安全保护电路，包括火线输入端、零线输入端、全波或半波整流、原边绕组、次级绕组、5V直流输出端、0V直流输出端、5V直流采集电路、0V直流采集电路和USB接口金属体外罩采集电路、双向可控硅、稳压管、普通的手机充电器电路。所述火线输入端和零线输入端之间设有全波或半波整流，所述全波或半波整流后端设有相对应的原边绕组和次级绕组，所述次级绕组与5V直流输出端和0V直流输出端连接，所述直流输出端上设有三组电压采集电路，所述电压采集电路并联后与稳压电路相连，同时电压采集电路并联后经过稳压管和电阻与双向可控硅门极连接，所述的火线输入端、零线输入端与接地端组成三角输入插头，所述普通手机充电电路为普通的手机充电器电路，所述双向可控硅经过限流电阻连接到1A熔断器与全波或半波整流中间的火线上。

优选的，所述火线输入端与1A的熔断器相互连接，所述双向可控硅通过限流电阻连接到熔断器与全波或半波整流之间的火线上。

优选的，所述电压采集电路包括5V直流采集电路、0V直流采集电路和USB接口金属体外罩采集电路，所述5V直流采集电路、0V直流采集电路和USB接口金属体外罩采集电路并联后与稳压电路相互连接。

优选的，所述稳压电路包括第一稳压管和功能电阻，所述第一稳压管的电压设定阈值为56V，所述第一稳压管与功能电阻相互连接，所述的第一稳压管的电压等级根据需要可调。

优选的，所述双向可控硅门极经过电阻连接在功能电阻的一端，电容可以存储电能保持双向可控硅8的导通触发状态。

优选的，所述双向可控硅门极与第二稳压管相互连接，所述第二稳压管将双向可控硅的门极电压控制在5V内。

优选的，所述火线输入端、零线输入端和接地部分由三角插头组成。

优选的，所述双向可控硅经过限流电阻连接到1A熔断器与全波或半波整流中间的火线上。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种手机充电器安全保护电路。具备以下有益效果：

（1）该手机充电器安全保护电路，通过对手机充电器电源的正、负极输出端、电源的USB接口金属外罩这三个手机充电器与手机的导电连接点最多的点进行了高电压取样保护，从而可以有效保护手机使用者的安全，防止手机充电器漏电造成的人员触电现象的发生，整体结构简单，安全性较强。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为典型手机充电器的原理简图。

图中，火线输入端-1、零线输入端-2、全波或半波整流-3、原边绕组-4、次级绕组-5、5V直流输出端-6、0V直流输出端-7、双向可控硅-8、熔断器-9、5V直流采集电路-10、0V直流采集电路-11、USB接口金属体外罩采集电路-12、USB接口金属体外罩-13、第一稳压管-14、功能电阻-15、第二稳压管-16、普通手机充电电路-17、限流电阻-18、电阻-19、电容-20。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种技术方案：一种手机充电器安全保护电路，包括火线输入端1、零线输入端2、全波或半波整流3、原边绕组4、次级绕组5、5V直流输出端6和0V直流输出端7，电压采集电路、双向可控硅8、稳压电路、普通手机充电电路17。所述火线输入端1和零线输入端2之间设有全波或半波整流3，所述全波或半波整流3后端设有相对应的原边绕组4和次级绕组5，所述次级绕组5与5V直流输出端6和0V直流输出端7连接，所述直流输出端上设有三组电压采集电路：5V直流采集电路10、0V直流采集电路11、USB接口金属体外罩采集电路12，所述电压采集电路并联后与稳压电路相连，同时电压采集电路并联后经过第一稳压管14和电阻19与双向可控硅8门极连接，所述火线输入端1、零线输入端2与接地端组成三角输入插头，所述普通手机充电电路17为普通的手机充电器电路，所述双向可控硅8经过限流电阻18后连接到1A熔断器9与全波或半波整流3中间的火线上。

所述火线输入端1与1A的熔断器9相互连接，所述双向可控硅8通过限流电阻18连接到熔断器9与全波或半波整流3之间的火线上，通过双向可控硅8来控制电路的通断，当出现漏电情况时，双向可控硅导通，导通后的大电流直接熔断熔断器，切断危险电源，保护手机和人员的安全。

所述电压采集电路包括5V直流采集电路10、0V直流采集电路11和USB接口金属体外罩13采集电路12，所述5V直流采集电路10、0V直流采集电路11和USB接口金属体外罩13采集电路12并联后与稳压电路相互连接，获取特殊情况下的危险高电压信号。

所述稳压电路包括第一稳压管14和功能电阻15，所述第一稳压管14的电压设定阈值为56V，所述第一稳压管14与功能电阻15相互连接，通过设有的第一稳压管14和功能电阻15连接，获取特殊情况下的危险高电压对双向可控硅的导通触发信号。

所述双向可控硅8门极经过电阻19连接在功能电阻15的一端，当有危险高电压进入到手机充电器的低压输出端：5V直流输出端6、或0V直流输出端7、或USB接口金属体外罩13后，高电压会超过稳压管的额定值，第一稳压管14导通，并且导通的电流在功能电阻15两端产生电压，这个电压通过双向可控硅8的门极触发双向可控硅8导通，同时，电容20可以存储电能保持双向可控硅8的导通触发状态。双向可控硅8导通后，双向可控硅8的导通电流经过限流电阻18的限流后烧断熔断器9，从而立即切断手机充电器的电源供给，保护手机和人员的安全。

所述双向可控硅8门极与第二稳压管16相互连接，所述第二稳压管16将双向可控硅8的门极电压控制在5V内，通过将门极电压控制在5V内，防止双向可控硅的门极电压超过规定范围。

所述火线输入端、零线输入端和接地部分由三角插头组成，使得双向可控硅导通后可以与接地端可以形成电流回路。

所述双向可控硅经过限流电阻连接到1A熔断器与全波或半波整流中间的火线上。

工作原理（如图1所示）：该实用新型的手机充电器的电源插头使用带有接地端的三角插头，三角插头的接地端与手机充电器安全保护电路的接地端连通，在典型手机充电器电路220VAC交流输入部分的“L”火线端增加一个1A的熔断器9和一个限流电阻18，再连接到双向可控硅8，在手机充电器5VDC输出接口的5V直流输出端6、0V直流输出端7、USB接口金属体外罩13这三个与手机相接的点各增加一路电压取样电路，5V直流采集电路10、0V直流采集电路11、USB接口金属体外罩采集电路12，这三个电压取样电路并联后经过第一稳压管14和功能电阻15后连接接地端，第一稳压管14的电压设定阈值为56V，第一稳压管14的电压等级可以根据需要进行调整。当手机充电器电路由于受潮、短路或者绕组老化等原因发生短路，危险高电压进入到充电器的低压直流输出端时，也就是危险高电压进入三个取样点的任意一个点后，高电压会超过第一稳压管14额定电压，第一稳压管14导通，在功能电阻15上形成电流，从而在功能电阻15上产生电压，功能电阻15的电压经过电阻19后接在双向可控硅8的门极，当双向可控硅8的门极电压超过双向可控硅触发电压时，双向可控硅8导通，电容20可以存储电能保持双向可控硅的导通触发状态，第二稳压管16与电阻19共同作用起限压限幅的作用，将双向可控硅8的门极电压控制在5V以内。当双向可控硅8被触发导通后，将220VAC电源的“L”火线端经过限流电阻18和双向可控硅8后与接地端直接导通，造成火线“L”端经限流电阻和双向可控硅8后对地短路，短路电流将交流电源火线“L”端上连接的1A熔断器9直接熔断，从而切断交流电源的供给，保护了正在充电的手机和手机使用者的安全，防止高电压对手机和人体造成的危害。

本实用新型的火线输入端1、零线输入端2、全波或半波整流3、原边绕组4、次级绕组5、5V直流输出端6、0V直流输出端7、双向可控硅8、熔断器9、5V直流采集电路10、0V直流采集电路11、USB接口金属体外罩采集电路12、USB接口金属体外罩13、第一稳压管14、功能电阻15、第二稳压管16、普通手机充电电路17、限流电阻18、电阻19、电容20，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是现有市面上的手机充电器大多数在使用的时候，当出现受潮或短路的时候很容易出现充电过程中使用手机导致的人员触电现象，具有较强的安全防护，本实用新型通过上述部件的互相组合，通过对手机充电器电源的正、负极输出端、电源的USB接口金属外罩这三个手机充电器与手机的导电连接点进行了高电压取样保护，从而可以有效保护手机使用者的安全，防止手机充电器漏电造成的人员触电现象的发生，整体结构简单，安全性较强。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

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设计方案

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