CN101267120B

CN101267120B - 识别供电装置的方法及其电路

Info

Publication number: CN101267120B
Application number: CN2007101084466A
Authority: CN
Inventors: 黄宁
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: CN101267120A

Abstract

本发明公开了一种识别供电装置的方法，该方法包括如下步骤：a.移动终端检测到有供电装置接入时，初始化识别供电装置电路中的信号采集和生成电路，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为计算机的USBA系列接口；否则，执行步骤b；b.向信号导线D-发送脉冲信号，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为标准充电器；否则，当前接入的供电装置为非标准充电器。本发明还同时公开了一种识别供电装置的电路。采用本发明的方法及电路，能快速、准确地识别供电装置的类型。

Description

识别供电装置的方法及其电路

技术领域

本发明涉及识别供电技术，具体地说涉及终端产品侧识别供电装置的方法及其电路。

背景技术

随着移动通信和多媒体技术的发展，目前国内手机用户超过四个亿，但由于各个手机厂家所提供的手机充电器标准不统一，已经产生了三大问题：第一，消费者在购买手机的时候要付出买充电器的成本，加大了现在使用手机的消费成本；第二，厂商每生产一部手机，就要生产新的充电器，而消费者每买一部新手机，由于不同手机充电器技术指标和接口各异，无法互换使用，原有的手机充电器就被闲置，造成资源的双重浪费；第三，这些电子设备报废后，将会给环境保护带来巨大的负担。

随着解决上述问题的需求越来越迫切，迫使手机充电器标准化的相关规则尽快出台，因此，国际、国内对统一充电器标准的呼声越来越高。根据目前业界对统一移动通信终端即手持机充电器接口标准的建议，充电器接口将采用通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)的A系列标准，也就是说标准充电器的接口和USB的接口是相同的，这样，用户可以通过连接线缆如USB数据线，使用标准充电器、计算机的USB接口直接给手机充电，其中，所述计算机包括便携式计算机，而手持机与连接线缆的接口由设计者自行设计。

在实际应用中，业界对手持机侧、充电器侧、连接线缆以及识别供电装置的具体建议包括以下几个方面：

对于手持机侧连接接口电气性能，标准中要求手持机侧充电接口直流输入电压为：5V+/-5％；最大吸收电流为：1800mA。无论充电器的输出功率如何，手持机侧充电控制电路应能根据自身需求实施安全充电，不应出现过热，燃烧，爆炸以及其它电路损坏现象。当所连接的供电装置为非标准充电器，如计算机或便携计算机的USB A系列接口时，手持机侧应限制最大吸收电流为500mA。

对于充电器侧连接接口电气性能，如图1所示，标准中要求充电器侧的通用串行总线接口参照USB A系列，其中VBus为输出直流电源正极，GND为输出直流电源负极，信号导线D+和D-应在充电器内部短接且不与充电器其它任何部分连接，作为一个特定连接，以便手持机侧能够识别所连接的通用串行总线接口为标准充电器接口。充电器输出的额定电压为5V，容差为+/-5％；输出的额定电流范围应为：300mA～1800mA。

对于连接线缆电气性能，标准中要求连接线缆用于数据传输兼充电功能时，其结构与USB A系列连接线缆相同，要求连接线缆由四根导线组成，其中两根为电源导线，即：VBus为输出直流电源正极，GND为输出直流电源负极，另外两根D+和D-为信号导线。

对于识别供电装置，标准中要求当手持机侧检测到所连接的供电装置接口中的信号导线D+和D-处于短接状态时，表明所连接的供电装置为标准充电器，否则，表明所连接的装置为非标准充电器接口如计算机或便携式计算机USB A系列接口，在此情况下手持机侧应启动限流措施，即吸收电流不大于500mA。

根据以上建议的要求，手持机侧需要对接入的供电装置进行检测，根据检测结果手持机侧需要判断出供电装置的类型，也就是说，需要确定：此供电装置为信号导线D+和D-短接的标准充电器；或为计算机其包括便携式计算机的USB A系列接口；或为信号导线D+和D-没有连接的非标准充电器。如果是后两种情况，手持机侧充电控制电路将采取对应的充电控制，启动限流措施。

但是，目前还没有基于上述充电器接口标准的建议而提出的手持机侧对供电装置的识别技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种识别供电装置的方法，该方法能快速、准确地识别供电装置的类型。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种识别供电装置的方法，包括如下步骤：

a.移动终端检测到有供电装置接入时，初始化识别供电装置电路中的信号采集和生成电路，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为计算机的USB A系列接口；否则，执行步骤b；

b.向信号导线D-发送脉冲信号，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为标准充电器；否则，当前接入的供电装置为非标准充电器。

其中，步骤a中所述初始化信号采集和生成电路具体为：向信号采集和生成电路中的D触发器发送脉冲信号对其置位。

其中，步骤a和步骤b中所述检测信号采集和生成电路的输出状态具体为：读取信号采集和生成电路中D触发器的输出状态。

本发明的主要目的在于提供一种识别供电装置的电路，该电路成本低廉，占用资源少，并能快速、准确地识别供电装置的类型。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种识别供电装置的电路，包括信号采集和生成电路、控制和状态读取电路以及固定电平提供电路；

所述信号采集和生成电路，用于根据输入信号生成相应的输出状态，其第一输入端与直流电源正极相连，第二输入端与直流电源负极相连，第三输入端与信号导线D+相连，第四输入端以及输出端分别与控制和状态读取电路的第一GPIO端和第二GPIO端相连；

所述控制和状态读取电路，用于根据所述信号采集和生成电路的输出状态识别供电装置的类型，其第三GPIO端与信号导线D-相连，向信号导线D-发送脉冲信号；

所述固定电平提供电路，用于向信号导线D+节点处提供稳定的电平，与信号导线D+相连。

其中，信号采集和生成电路包括：D触发器和用于稳定电平的第二、第三、第四电阻；所述第二电阻的一端与直流电源的正极相连，另一端与所述D触发器的CLR端相连；所述第三电阻的一端与直流电源的负极相连，另一端与所述D触发器的D端相连；第四电阻的一端与直流电源的正极相连，另一端与所述D触发器的PR端相连；且第四电阻与所述D触发器中PR端的节点以及所述控制和状态读取电路的第一GPIO端相连；所述D触发器的CLK端与信号导线D+相连；所述D触发器的Q端与所述控制和状态读取电路的第二GPIO端相连。

其中，控制和状态读取电路为手机基带处理器。

其中，固定电平提供电路可以为一端与直流电源正极相连、另一端与信号导线D+相连的上拉电阻。

其中，固定电平提供电路也可以为第一、第二输入端分别与信号导线D+、D-相连，输出端与控制和状态读取电路相连的USB收发器。

其中，上拉电阻和第二、第三、第四电阻的阻值均大于等于1K且小于等于10K。

根据本发明上述技术方案，通过控制和状态读取电路读取信号采集和生成电路中D触发器输出状态的变化，快速、准确地识别出供电装置的类型，从而采取对应的充电控制措施对移动通信终端进行安全充电。又由于识别供电装置的电路采用的电子元器件较少且较为常用，使本发明兼备占用资源少、成本低廉的优点。

附图说明

图1为标准充电器中信号导线D+和D-短接的示意图；

图2为本发明识别供电装置第一实施例的电路组成结构示意图；

图3为本发明识别供电装置第二实施例的电路组成结构示意图；

图4为本发明识别供电装置的方法流程图。

具体实施方式

本发明的识别供电装置电路设置于移动通信终端侧，所述识别供电装置电路包括信号采集和生成电路、控制和状态读取电路以及固定电平提供电路。其中，所述信号采集和生成电路用于根据输入信号生成相应的输出状态，其第一输入端与直流电源正极相连，第二输入端与直流电源负极相连，第三输入端与信号导线D+相连，第四输入端以及输出端分别与控制和状态读取电路的第一通用输入输出(GPIO)端和第二GPIO端相连；所述控制和状态读取电路用于根据所述信号采集和生成电路的输出状态识别供电装置的类型，且其第三GPIO端与信号导线D-相连，向信号导线D-发送脉冲信号；所述固定电平提供电路与信号导线D+相连，用于向信号导线D+节点处提供稳定的电平。

下面结合附图及具体实施例，进一步说明本发明的技术特征和功能。

参见图2，图2为本发明识别供电装置电路第一实施例的电路组成结构示意图。本实施例中，移动通信终端本身不具备实现USB数据传输功能的USB收发器，则所述信号采集和生成电路包括D触发器和用于稳定电平的电阻R2、R3、R4；所述控制和状态读取电路为手机基带处理器；所述固定电平提供电路为上拉电阻R1。

所述电阻R2的一端与直流电源的正极相连另一端与所述D触发器的CLR端相连；所述电阻R3的一端与直流电源的负极相连另一端与所述D触发器的D端相连；所述电阻R4的一端与直流电源的正极相连另一端与所述D触发器的PR端相连；且电阻R4与所述D触发器的PR端的节点以及手机基带处理器的GPIO2端相连；所述D触发器的CLK端与信号导线D+相连；所述D触发器的Q端与手机基带处理器的GPIO1端相连。所述手机基带处理器的GPIO3端与信号导线D-相连；所述上拉电阻R1连接在直流电源的正极与信号导线D+之间。

所述电阻R1、R2、R3和R4的阻值范围均为[1K，10K]。

参见图3，图3为本发明识别供电装置电路第二实施例的电路组成结构示意图。本实施例中，移动通信终端本身具备实现USB数据传输功能的USB收发器，则所述信号采集和生成电路包括D触发器和用于稳定电平的电阻R2、R3、R4；所述控制和状态读取电路为手机基带处理器；所述固定电平提供电路为USB收发器，并由USB收发器中内置的上拉电阻实现稳定电平的功能。

所述电阻R2的一端与直流电源的正极相连另一端与所述D触发器的CLR端相连；所述电阻R3的一端与直流电源的负极相连另一端与所述D触发器的D端相连；所述电阻R4的一端与直流电源的正极相连另一端与所述D触发器的PR端相连；且电阻R4与所述D触发器的PR端的节点以及所述手机基带处理器的GPIO2端相连；所述D触发器的CLK端与信号导线D+相连；所述D触发器的Q端与所述手机基带处理器的GPIO1端相连。所述手机基带处理器的GPIO3端与信号导线D-相连；所述USB收发器第一、第二输入端分别与信号导线D+、D-相连，输出端与手机基带处理器相连。

所述电阻R2、R3和R4的阻值范围均为[1K，10K]。

上述第一或第二实施例中电路的具体工作原理是这样的：

当手机检测到有未知供电装置接入时，通过手机基带处理器的GPIO2端向D触发器的PR端模拟发出置位信号，若此后通过手机基带处理器的GPIO1端检测到D触发器的输出状态发生变化，则表明当前接入的供电装置为计算机的USB A系列接口；若通过手机基带处理器的GPIO1端检测到D触发器的输出状态未发生变化，则通过手机基带处理器的GPIO3端向信号导线D-发出一串脉冲信号，若此后通过手机基带处理器的GPIO1端检测到D触发器的输出状态发生变化，则表明当前接入的供电装置为信号导线D+和D-短接的标准充电器；否则，当前接入的供电装置为非标准充电器。

基于图2和图3所示的电路，本发明识别供电装置的方法参见图4，包括以下步骤：

步骤201，当移动通信终端检测到未知供电装置接入时，启动识别供电装置的电路；

步骤202，对识别供电装置电路中的信号采集和生成电路初始化；

这里，所述初始化的具体操作是：通过手机基带处理器的GPIO2端向信号采集和生成电路中D触发器的PR端模拟发出一个负脉冲信号，完成对D触发器的置位，即Q＝1；

步骤203，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为计算机的USB A系列接口，结束检测并启动对应的充电措施；否则，执行步骤204；

如果接入的供电装置为计算机或便携式计算机内置USB A系列接口，根据USB协议的规定，当计算机检测到有USB设备如手机等，首先会在信号导线D+和D-上发出一串同步和握手信号，该识别供电装置电路利用这一串同步和握手信号作为D触发器的时钟信号，并利用时钟信号中的一个上升沿或下降沿使D触发器Q端翻转为与D端相同的状态，即D触发器Q端的状态变为低电平(0)；手机基带处理器通过GPIO1端检测到D触发器Q端的状态由预置的高电平(1)变为低电平(0)，则移动通信终端可以识别出当前接入的供电装置为计算机的USB A系列接口，进而启动限流措施，限制最大吸收电流为500mA；

如果手机基带处理器的GPIO1端检测到D触发器Q端的状态仍为高电平(1)，则执行步骤204；

步骤204，向信号导线D-发送脉冲信号；

手机基带处理器通过GPIO3端模拟发出一串负脉冲信号；

步骤205，检测信号采集和生成电路的输出状态是否发生变化，如果发生变化，则当前接入的供电装置为信号导线D+和D-短接的标准充电器；否则，当前接入的供电装置为非标准充电器。

因为标准充电器的信号导线D+和D-是连接在一起的，故GPIO3端模拟发出的一串负脉冲信号可以通过标准充电器内连接的信号导线D+和D-传递至D触发器的CLK端，从而作为D触发器的时钟信号，并利用时钟信号中的一个上升沿或下降沿，使D触发器Q端翻转为与D端相同的状态，即D触发器Q端的状态为低电平(0)，手机基带处理器通过GPIO1端检测到D触发器Q端的状态由预置的高电平(1)变为低电平(0)，则移动通信终端就可以识别出当前接入的供电装置为标准充电器；如果D触发器Q端状态没有变化仍为高电平(1)，则表示当前接入的供电装置为非标准充电器。根据识别出的供电装置的类型采取对应的充电控制措施，对移动通信终端进行安全充电。

本发明识别供电装置的方法也可以通过多次检测，并把多次检测结果进行统计和比较，进一步提高识别结果的可靠性。

本发明识别供电装置的方法及其电路除可应用于上述所例举的移动通信终端上以外，还可应用于娱乐用终端产品如掌上电脑、MP3上。

上述具体实施方式以较佳实施例对本发明进行了说明，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，可以做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种识别供电装置的电路，其特征在于，该电路包括信号采集和生成电路、控制和状态读取电路以及固定电平提供电路；

2.根据权利要求1所述的识别供电装置的电路，其特征在于，所述信号采集和生成电路包括：D触发器和用于稳定电平的第二、第三、第四电阻；所述第二电阻的一端与直流电源的正极相连，另一端与所述D触发器的CLR端相连；所述第三电阻的一端与直流电源的负极相连，另一端与所述D触发器的D端相连；第四电阻的一端与直流电源的正极相连，另一端与所述D触发器的PR端相连；且第四电阻与所述D触发器中PR端的节点以及所述控制和状态读取电路的第一GPIO端相连；所述D触发器的CLK端与信号导线D+相连；所述D触发器的Q端与所述控制和状态读取电路的第二GPIO端相连。

3.根据权利要求2所述的识别供电装置的电路，其特征在于，所述控制和状态读取电路为手机基带处理器。

4.根据权利要求3所述的识别供电装置的电路，其特征在于，所述固定电平提供电路为一端与直流电源正极相连、另一端与信号导线D+相连的上拉电阻。

5.根据权利要求3所述的识别供电装置的电路，其特征在于，所述固定电平提供电路为第一、第二输入端分别与信号导线D+、D-相连，输出端与控制和状态读取电路相连的USB收发器。

6.根据权利要求4所述的识别供电装置的电路，其特征在于，所述上拉电阻和第二、第三、第四电阻的阻值均大于等于1K且小于等于10K。

7.一种基于权利要求2至6中任一项所述的识别供电装置的电路识别供电装置的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤a中所述初始化信号采集和生成电路具体为：向信号采集和生成电路中的D触发器发送脉冲信号对其置位。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤a和步骤b中所述检测信号采集和生成电路的输出状态具体为：读取信号采集和生成电路中D触发器的输出状态。