CN102403744B - 手机充电电路及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机充电电路，其包括基带芯片USB控制器和电源管理芯片，所述手机包括一个线缆插座，其上至少包括二个差分信号数据线和一个电源数据线，基带芯片USB控制器设有与上述三个数据线一一对应连接的三个数据接口，其中，电源管理芯片上有一个充电接口，该充电接口直接与线缆插座的电源数据线连接。本发明还提供一种手机充电方法。本发明避免繁琐的硬件电路，大大降低了产品成本和体积，而且可以确保USB数据传输的准确性。

Description

手机充电电路及充电方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种手机充电电路、利用该手机充电电路的充电方法。

背景技术

随着技术的进步，手机功能不断扩充和变化，其更新换代的速度越来越快，现在国家推出新的手机充电器及接口标准YD/T 1591，其是在保证产品安全、可用性前提下，通过制定统一的接口方式和技术要求，使得不同型号的手机可以使用同一规格的充电器。为了实现新的充电标准，手机需要先识别是通过电源充电还是通过USB充电，然后再进入电源充电路径或者USB充电路径进行充电。

请参阅图1，根据新的手机充电器及接口标准，充电器包括一个通用的母座充电器，其上设有一个通用的USB插座；手机包括一个用于插接线缆的线缆插座，线缆一端连接到手机线缆插座，另一端设置了一个通用的USB插头，与充电器侧的USB接口相配套。不同厂商可自行设计手机上的线缆插座和连接到所述线缆插座上的插头。USB插座上设有四个数据接口，分别为二个差分信号数据线(D+、D-)、一个电源数据线(VBUS)以及地线(GND)，充电器的USB插座上D+到D-是完全短接的，如图2所示。

当手机开始充电时，首先识别充电器上的USB插座的D+、D-的短路和开路来辨别供电装置是否为标准充电器：

如果D+、D-短路表示是标准充电器，不能出现跟数据存储有关的提示。(如：连接电脑，存储装置，照相等信息)；

如果D+、D-开路表示不是符合标准的充电器，即可能是不合要求的标准充电器或电脑。

传统的手机充电电路均包括一个电源管理芯片，内部集成了充电模块，可同时支持交流充电器充电和USB充电两种模式，当电源管理芯片同时侦测到交流充电器充电和USB充电时，一般优先允许交流充电器充电。

在识别是交流充电器充电还是USB充电时，目前都是采用在电源管理芯片外部增加额外的硬件电路来识别。请参阅图3，电源管理芯片和基带芯片USB控制器之间连接了一个充电模式识别电路，所述充电模式识别电路包括D+D-检测电路以及电源通道选择模块，当电源管理芯片检测到有供电装置插入时，首先识别供电装置的USB插座上D+以及D-是否短路，如果不是短路，则FLAG输出低电平，电源通道选择模块选择OUT1输出至电源管理芯片，电源管理芯片进入USB充电路径；如果短路，则FLAG输出高电平，电源通道选择通道选择OUT2输出至电源管理芯片，电源管理芯片进入USB充电路径。

传统手机充电方法存在不足，不能满足产品和市场需求，总结如下：

1、采用硬件方式增加充电模式识别电路，成本高、且增加PCB面积；

2、在两个差分数据线上增加外围器件，就不可避免的增加了USB差分数据线的容性负载，影响高速USB数据的传输的稳定性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种手机充电电路及充电方法，其可以快速且高效地识别充电模式，有效降低手机制造成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种如下技术方案：

一种手机充电电路，其包括基带芯片USB控制器和电源管理芯片，所述手机包括一个线缆插座，其上至少包括二个差分信号数据线和一个电源数据线，基带芯片USB控制器设有与上述三个数据线一一对应连接的三个数据接口。电源管理芯片上有一个充电接口，该充电接口直接与线缆插座的电源数据线连接。

作为上述技术方案的改进，所述手机充电电路还包括一个与电源管理芯片和基带芯片USB控制器配套使用的充电模式识别模块，当有充电设备插入到线缆插座时，首先识别充电设备是否为交流充电器。

作为上述技术方案的改进，所述充电模式识别模块包括充电驱动模块和USB驱动模块。

作为上述技术方案的改进，当有充电设备插入到线缆插座时，所述充电驱动模块首先发送信息告知USB驱动模块有充电设备插入，并在设定的时间段内等待USB驱动模块的反馈信息，如果收到反馈信息则识别充电设备为USB充电设备；如果在设定的时间段内没有收到反馈信息，则识别充电设备为交流充电器。

作为上述技术方案的改进，USB驱动模块在收到充电驱动模块的信息后初始化基带芯片USB控制器，并通过基带芯片USB控制器在设定的时间段内等待USB充电设备发送的信息，如果在设定时间段内收到USB充电设备发送的信息，则发送给充电驱动模块反馈信息，如果在设定时间段内没有收到USB充电设备发送的信息，USB驱动模块撤销基带芯片USB控制器的初始化程序。

作为上述技术方案的改进，如果是USB充电设备插入，则USB充电设备给基带芯片USB控制器发送的信息是“Reset事件”，USB驱动模块收到“Reset事件”，则发给充电驱动模块的反馈信息是表明已收到“Reset事件”。

本发明还提供一种利用手机充电电路的充电方法，包括如下步骤：

步骤一、检测到有充电设备插入；

步骤二、假设充电设备是USB充电设备，等待USB充电设备发送信息，如果没有收到信息则识别充电设备是交流充电器，反之识别充电设备是USB充电设备；

步骤三、启动电源管理芯片，根据不同的充电设备开始充电。

作为上述技术方案的改进，所述步骤二进一步包括如下步骤：

步骤1、初始化USB控制器；

步骤2、预设一个时间段，USB控制器预设的时间段内等待接收来自USB充电设备发出的信息，如果没有收到，则执行步骤3，如果收到，则执行步骤4；

步骤3、撤销USB初始化过程，充电设备为交流充电器；

步骤4、在预设的时间段内收到了来自USB充电设备的信息，则识别充电设备为USB充电设备。

作为上述技术方案的改进，当检测到有充电设备插入时，充电驱动模块发送信息告知USB驱动模块有充电设备插入，由USB驱动模块初始化USB控制器。

作为上述技术方案的改进，USB控制器如果收到来自USB充电设备发出的信息，则发送反馈信息给充电驱动模块，充电驱动模块识别充电设备为USB充电设备。

作为上述技术方案的改进，USB控制器如果没有收到USB充电设备发出的信息，则撤销USB初始化过程，并不再发送反馈信息给充电驱动模块，充电驱动模块在固定的时间段内收不到反馈信息，则识别充电设备为交流充电器。

作为上述技术方案的改进，如果是USB充电设备插入，则USB充电设备给基带芯片USB控制器发送的信息是“Reset事件”，USB驱动模块收到“Reset事件”，则发给充电驱动模块的反馈信息是表明已收到“Reset事件”。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

本发明避免繁琐的硬件电路，大大降低了产品成本和体积，而且可以确保USB数据传输的准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是现有技术中充电器和手机连接示意图；

图2是现有技术中充电器上USB插座的数据线连接示意图；

图3是现有技术中手机充电电路的硬件连接示意图；

图4是本发明的手机充电电路硬件连接示意图；

图5是本发明的充电识别模块示意图；

图6是本发明的手机充电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

请参阅图4，本发明提供一种手机充电电路，所述手机充电电路设置在手机内部，包括电源管理芯片10和基带芯片USB控制器20(下文简称“USB控制器20”)，其中，电源管理芯片10包括充电接口Vcharge，USB控制器20包括三个数据接口，分别为D+、D-以及VBUS，所述三个数据接口则分别连接到手机上线缆插座的三个USB数据接口USB_D+、USB_D-以及USB_VBUS；电源管理芯片10的充电接口Vcharge与USB_VBUS连接。

请参阅图5，本发明提供一个与电源管理芯片10和USB控制器20配套使用充电模式识别模块，其包括充电驱动模块30和USB驱动模块50，充电驱动模块30还连接一个插入超时定时器301，USB驱动模块50还连接一个Reset事件超时定时器501。

充电驱动模块30用于接收来自电源管理芯片10发送的“充电设备插入中断”的信息，根据此信息向USB驱动模块50发送表明可能有“USB充电插入事件”，并启动插入超时定时器301，在插入超时定时器301的时间限制内等待接收来自USB驱动模块50的表明收到“Reset事件”的信息。如果插入超时定时器301超时，则自动关闭插入超时定时器301，识别为充电设备为交流充电器。如果在插入超时定时器301的时间限制内收到“Reset事件”的信息，则识别为充电设备为USB充电设备。

USB驱动模块50用于接收来自充电驱动模块30发送的“充电设备插入中断”信息，并根据此信息初始化USB控制器20和启动Reset事件超时定时器501，经由USB控制器20等待USB充电设备插入后应发送的“Reset事件”；如果是USB充电设备插入，USB充电设备会向USB控制器20发送“Reset事件”。如果在Reset事件超时定时器501的时间限制内收到了“Reset事件”，则发送“Reset事件”的信息给充电驱动模块30；如果“Reset事件”超时定时器501超时，则不再发送任何信息给充电驱动模块30，USB驱动模块50撤销所有USB控制器20的初始化程序，充电驱动模块30在插入超时定时器301的时间限制内收不到反馈信息，则识别充电设备为交流充电器。

请参阅图6，充电模式识别模块的具体工作流程如下：

步骤101、检测是否有充电设备插入，当有充电设备通过线缆插入手机上的线缆插座时，电源管理芯片10则通过连接到线缆插座USB_VBUS数据线检测到有充电设备插入，并发送“充电设备插入中断”的信息给充电驱动模块30；

步骤102、充电驱动模块30向USB驱动模块50发送以表明可能有“USB充电插入事件”的消息，并启动插入超时定时器301；

步骤103、USB驱动模块50初始化USB控制器20，并启动Reset事件超时定时器501；

步骤104、在“Reset事件”超时定时器501的时间限制内USB驱动模块50是否收到Reset事件，如果超出了“Reset事件”超时定时器的时间限制，则执行步骤106，如果在此时间限制内收到了“Reset事件”，则执行步骤105；

步骤105、USB驱动模块50发送“Reset事件”反馈消息给充电驱动模块，则充电驱动模块30识别充电设备为USB充电设备；

步骤106、USB驱动模块50撤销之前的USB控制器的初始化过程，并不再给充电驱动模块30发送反馈消息，接下来执行步骤107；

步骤107、充电驱动模块30在插入超时定时器301的时间限制内没有收到“Reset事件”反馈消息，则自动关闭插入超时定时器301，并识别连接到线缆插座的充电设备是交流充电器。

本发明的充电模式识别模块可快速识别是采用交流充电器充电模式还是采用USB充电设备充电模式，并在识别后启动电源管理芯片10，进入相应的充电模式开始充电。

本发明的充电模式识别模块不需要额外增加外部硬件电路来进行充电识别，大量减少了硬件设计的复杂度，增加了充电控制的灵活性，减少手机体积和研发制造成本。此外，本发明没在线缆插座的USB数据接口上增加外围器件，有效增加了USB数据传输的准确性。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种手机充电电路，其包括基带芯片USB控制器和电源管理芯片，所述手机包括一个线缆插座，其上至少包括二个差分信号数据线和一个电源数据线，基带芯片USB控制器设有与上述三个数据线一一对应连接的三个数据接口，其特征在于，电源管理芯片上有一个充电接口，该充电接口直接与线缆插座的电源数据线连接；

所述手机充电电路还包括一个与电源管理芯片和基带芯片USB控制器配套使用的充电模式识别模块，所述充电模式识别模块包括充电驱动模块和USB驱动模块；

当有充电设备插入到线缆插座时，所述充电驱动模块首先发送信息告知USB驱动模块有充电设备插入，并在设定的时间段内等待USB驱动模块的反馈信息，如果收到反馈信息则识别充电设备为USB充电设备；如果在设定的时间段内没有收到反馈信息，则识别充电设备为交流充电器。

2.如权利要求1所述的手机充电电路，其特征在于，USB驱动模块在收到充电驱动模块的信息后初始化基带芯片USB控制器，并通过基带芯片USB控制器在设定的时间段内等待USB充电设备发送的信息，如果在设定时间段内收到USB充电设备发送的信息，则发送给充电驱动模块反馈信息，如果在设定时间段内没有收到USB充电设备发送的信息，USB驱动模块撤销基带芯片USB控制器的初始化程序。

3.如权利要求1或2项所述的手机充电电路，其特征在于，如果是USB充电设备插入，则USB充电设备给基带芯片USB控制器发送的信息是“Reset事件”，USB驱动模块收到“Reset事件”，则发给充电驱动模块的反馈信息是表明已收到“Reset事件”。

4.利用权利要求1所述的手机充电电路的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、检测到有充电设备插入；

步骤二、假设充电设备是USB充电设备，等待USB充电设备发送信息，如果没有收到信息则识别充电设备是交流充电器，反之识别充电设备是USB充电设备；

步骤三、启动电源管理芯片，根据不同的充电设备开始充电。

5.如权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括如下步骤：

步骤1、初始化USB控制器；

步骤2、预设一个时间段，USB控制器预设的时间段内等待接收来自USB充电设备发出的信息，如果没有收到，则执行步骤3，如果收到，则执行步骤4；

步骤3、撤销USB初始化过程，充电设备为交流充电器；

步骤4、在预设的时间段内收到了来自USB充电设备的信息，则识别充电设备为USB充电设备。

6.如权利要求5所述的充电方法，其特征在于，所述手机充电电路还包括一个与电源管理芯片和USB控制器配套使用的充电模式识别模块，所述充电模式识别模块包括充电驱动模块和USB驱动模块；

当检测到有充电设备插入时，充电驱动模块发送信息告知USB驱动模块有充电设备插入，由USB驱动模块初始化USB控制器。

7.如权利要求6所述的充电方法，其特征在于，USB控制器如果收到来自USB充电设备发出的信息，则发送反馈信息给充电驱动模块，充电驱动模块识别充电设备为USB充电设备。

8.如权利要求6所述的充电方法，其特征在于，USB控制器如果没有收到USB充电设备发出的信息，则撤销USB初始化过程，并不再发送反馈信息给充电驱动模块，充电驱动模块在固定的时间段内收不到反馈信息，则识别充电设备为交流充电器。

9.如权利要求7或8项所述的充电方法，其特征在于，如果是USB充电设备插入，则USB充电设备给基带芯片USB控制器发送的信息是“Reset事件”，USB驱动模块收到“Reset事件”，则发给充电驱动模块的反馈信息是表明已收到“Reset事件”。