[发明专利]具有充电保护功能的USB端口连接器及其实现方法

权利要求书

1.一种具有充电保护功能的USB端口连接器，包括依次连接的USB插头端、连接线、输出端，连接线内包含充电数据线、正极导线和负极导线，其特征在于：在USB插头端或输出端内设置充电保护电路，所述充电保护电路具有连接在充电正极导线和负极导线之间的电压检测单元、串接在充电回路中的电流侦测单元、连接电压检测单元和电流侦测单元的中央处理单元、串接在充电回路中的电子开关，其中：

所述电压检测单元用于检测输入电压，中央处理单元接收所测电压信号，自动识别输入端电源的输入电压等级，当输入电压超出安全电压范围时控制所述电子开关截止，使充电回路断开，实施过压保护功能；

所述电流侦测单元用于侦测充电电流，中央处理单元接收所测电流信号，当发生过电流或短路时控制所述电子开关截止，使充电回路断开；

所述中央处理单元根据恒流充电阶段的最大安全充电电流（I恒流）和输入电压等级按公式：I截止=I恒流/N计算出充电截止电流阈值（I截止），公式中的N为充电参数，充电参数对应输入电压等级有多个值，充电参数存储在中央处理单元的存储器中，在运算公式时对应地调用N值，中央处理单元通过电流侦测单元实时监控恒压阶段的充电电流，当充电电流低于充电截止电流阈值时再延时一段时间，控制所述电子开关截止，使充电回路断开。

2.如权利要求1所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述中央处理单元连接功能选择单元，功能选择单元由与第三电容（C3）并联的微型按键开关（AN）构成，第三电阻（R3）和第三电容串接在所述正极导线和负极导线之间，第三电阻和按键开关的连接点连接中央处理单元；在上电同时如果按下按键开关，中央处理单元得到低电平触发信号控制所述电子开关导通，除所述过压保护功能使能外，禁止其它保护功能；在连接器为当前电子产品充完电后如欲再次为其它电子产品充电，在无需插拔USB插头端的情况下，只需按动按键开关，就可再次启动充电保护功能。

3.如权利要求2所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述电压检测单元包括连接在所述充电正极导线和负极导线之间的第一电阻（R1）和第二电阻（R2），第一和第二电阻的连接点向中央处理单元发送所测电压信号。

4.如权利要求3所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述电流侦测单元包括串接在负极导线中的第九电阻（R9），第九电阻的两端分别通过第八电阻（R8）和第六电阻（R6）向中央处理单元发送所测电流信号。

5.如权利要求4所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述电子开关采用场效应管（Q1），场效应管的漏极和源极串接在充电回路中、其栅极连接中央处理单元。

6.如权利要求5所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述中央处理单元连接一个用以显示充电状态的LED显示单元，该LED显示单元包括串接在所述场效应管漏极与栅极之间的第五电阻（R5）和LED灯。

7.如权利要求6所述的具有充电保护功能的USB端口连接器，其特征在于：所述USB插头端接入充电器后，中央处理单元在一定时间内检测到无充电电流信号后控制所述电子开关截止，使充电回路断开。

8.一种具有充电保护功能的USB端口连接器的实现方法，其特征在于：

通过连接在所述正极导线和负极导线之间的电压检测单元检测并识别输入电压，中央处理单元接收所测电压信号，自动识别输入端电源的输入电压等级，当输入电压超出安全电压范围时控制串接在充电回路中的电子开关截止，使充电回路断开，实施过压保护功能；

通过串接在充电回路中的电流侦测单元侦测充电电流，中央处理单元接收所测电流信号，当发生过电流或短路时控制所述电子开关截止，使充电回路断开；

所述中央处理单元根据恒流充电阶段的最大安全充电电流（I恒流）和输入电压等级按公式：I截止=I恒流/N计算出充电截止电流阈值（I截止），公式中的N为充电参数，充电参数对应输入电压等级有多个值，充电参数存储在中央处理单元的存储器中，在运算公式时对应地调用N值，中央处理单元通过电流侦测单元实时监控恒压阶段的充电电流，当充电电流低于充电截止电流阈值时再延时一段时间，控制所述电子开关截止，使充电回路断开。