CN103311986A - 充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法，其充电器包括：充电输出接口、充电模块、振荡模块、电压匹配模块；充电模块、振荡模块、电压匹配模块、充电输出接口依次连接。移动终端包括充电输入接口和基带控制器；充电输入接口连接基带控制器。本发明通过移动终端检测该固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；只有在存在该频率时才开启充电功能，使非标配充电器不能给移动终端充电，避免了使用非标配移动终端充电造成的各种充电安全问题，使充电更加安全可靠。

Description

充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及电子产器充电技术，特别涉及充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法。

背景技术

充电器作为移动终端最常用的附件，必须是可靠安全的，但由于大部分移动终端的标配充电器电路设计简单、且充电接口可通用，导致用户在日常使用过程中可以使用非标配充电器对移动终端进行充电。由于非标配充电器与标配充电器之间一般存在电气参数上的差异，容易产生充电异常、出现损坏充电器、移动终端等情况。

目前，手机行业的领先者都致力于研究其移动终端只能使用标配充电器，例如苹果公司生产的移动终端产品都只能使用苹果充电器充电。这样做一方面可以建立品牌权威；另一方面也可以强制用户使用移动终端的标配充电器，大大减少由于使用非标准充电器造成的各种充电安全问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法，以解决现在技术可以使用非标配充电器给移动终端充电的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种充电器，其包括：

充电输出接口；

充电模块，用于产生充电电压；

振荡模块，用于产生固定频率信号；

电压匹配模块，用于将所述固定频率信号的电压转换为检测电压；

所述充电模块、振荡模块、电压匹配模块、充电输出接口依次连接。

所述的充电器中，所述振荡模块包括有源晶振；所述有源晶振的VCC端连接充电模块的电压输出端和充电输出接口的电源端，有源晶振的OUTPUT端连接电压匹配模块，GND端接地，NC端悬空。

所述的充电器中，所述电压匹配模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接有源晶振的OUTPUT端；所述第一电阻的另一端连接充电输出接口的检测电压输出端、还通过第二电阻接地。

一种移动终端，其包括：

充电输入接口，与充电器的充电输出接口连接；

基带控制器，用于充电器连接充电输入接口时，检测充电器输出的固定频率信号的频率，并判断所述基带控制器中是否存储有该频率；若存在，则开启移动终端的充电功能；

所述充电输入接口连接基带控制器。

所述的移动终端中，所述基带控制器包括：

频率管理模块，用于存储频率；

充电控制模块，用于检测充电器是否与充电输入接口连接；

充电器检测模块，用于在充电器与充电输入接口连接时，检测充电器输出固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块开启充电功能；

充电控制模块、充电器检测模块、频率管理模块依次连接，所述充电控制模块还连接充电输入接口的电源端，所述充电器检测模块还连接充电输入接口的检测电压输入端。

所述的移动终端中，所述充电器检测模块包括：

配置单元，用于将充电器检测模块的GPIO脚配置为上升沿中断或下降沿中断；

频率计算单元，用于根据所述GPIO脚连续两次中断的时间间隔，计算所述固定频率信号的频率。

所述的移动终端中，所述频率计算单元，还用于定时读取充电输入接口的检测电压输入端的电平，计算所述固定频率信号的频率。

一种充电器检测系统，其特征在于，包括上述的充电器和上述的移动终端；所述充电器连接移动终端。

一种采用上述充电器检测系统的检测方法，其包括：

A、充电器与移动终端连接时，由充电器输出固定频率信号；

B、所述移动终端检测所述固定频率信号的频率，并判断移动终端中是否存储有该频率；若存在，则开启充电功能。

所述的检测方法中，所述步骤B具体包括：

B1、充电控制模块检测充电器连接充电输入接口时，开启充电器检测模块；

B2、由充电器检测模块检测所述固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块开启充电功能。

相较于现有技术，本发明提供的充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法，在充电时由充电器输出固定频率信号，通过移动终端检测该固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；只有在存在该频率时才开启充电功能，使非标配充电器不能给移动终端充电，避免了使用非标配移动终端充电造成的各种充电安全问题，使充电更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明充电器的电路图。

图2为本发明移动终端的结构框图。

图3为本发明充电器检测系统的结构框图。

图4为本发明所述充电器检测系统的检测方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，其为本发明充电器的电路图。如图1所示，本发明提供的充电器包括依次连接的充电模块100、振荡模块200、电压匹配模块300、充电输出接口400。其中，所述充电模块100用于产生充电电压，该充电电压一般为5V直流电压。所述振荡模块200用于产生固定频率信号，本实施例中，所述固定频率信号为5V、1KHZ的方波信号。所述电压匹配模块300用于将所述固定频率信号的电压转换为检测电压给移动终端充电。所述充电输出接口400连接移动终端，用于输出充电器产生的充电电压、充电电流和检测电压。

本实施例中，所述振荡模块200包括有源晶振U1；所述有源晶振U1的VCC端连接充电模块100的电压输出端VDD和充电输出接口400的电源端，有源晶振U1的OUTPUT端连接电压匹配模块300，GND端接地，NC端悬空。当然，所述振荡模块200还可以使用其它器件，如无源晶振、晶振等，并且还可根据所使用的器件对电路结构做相应的变形，只要能产生固定频率的信号即可，此处不应理解为对本发明的限制。

由于充电模块100输出的电压较高，一般为5V，使振荡模块200输出5V的方波信号，所以需要电压匹配模块300对该电压做降压处理，使其输出1.8V的方波信号给移动终端，防止损坏移动终端内部的基带芯片。具体实施时，所述电压匹配模块300包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接有源晶振U1的OUTPUT端；所述第一电阻R1的另一端连接充电输出接口400的检测电压输出端、还通过第二电阻R2接地。应当说明的是，所述电压匹配模块300还可以采用其它具有分压作用的电子元件，只要能降低方波的电压幅度即可。

其中，所述充电输出接口400为USB接口，其包括VBUS端（USB电源端）、DN端（负数据线端）、DP端（正数据线端）和GND端（接地端）。其中，上述充电输出接口400的电源端为USB接口的VBUS端、充电输出接口400的检测电压输出端为USB接口的DN端或者DP端，本实施例采用第一电阻R1的另一端连接USB接口的DP端，DN端悬空。

因此，上述有源晶振U1的VCC端连接充电模块100的电压输出端VDD和USB接口的VBUS端，通过充电模块100的电压输出端VDD输出5V电压给VBUS端。有源晶振U1的OUTPUT端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接USB接口的DP端、还通过第二电阻R2接地。

由于有源晶振U1采用VBUS供电，其OUTPUT端输出的方波信号的电压幅度也为5V，而移动终端的基带的IO口（输入输出端）电压一般为1.8V，因此需要电压匹配模块300对进行电压转换，使USB接口的DP端输出高电平为1.8V、1KHZ的方波，此时，第一电阻R1和第二电阻R2应当满足以下关系：

R2/（R1+R2）=1.8/5

基于上述的充电器，本发明实施例还相应提供一种移动终端，该移动终端只能使用上述的充电器充电，如图2所示，其包括：充电输入接口500和基带控制器600。

所述充电输入接口500与上述充电器的充电输出接口400连接。所述基带控制器600连接充电输入接口500，用于充电器连接充电输入接口500时，检测充电器输出的固定频率信号的频率，并判断所述基带控制器600中是否存储有该频率；若存在，则开启移动终端的充电功能；若不存在，则不开启移动终端的充电功能。

所述移动终端包括手机、平板电脑等便携式电子设备。此处以手机为例，所述基带控制器600为手机的基带芯片，其包括充电控制模块610、充电器检测模块620和频率管理模块630。所述充电控制模块610、充电器检测模块620、频率管理模块630依次连接，所述充电控制模块610还连接充电输入接口500的电源端，所述充电器检测模块620还连接充电输入接口500的检测电压输入端。

其中，所述频率管理模块630用于存储频率，其频率可以存储一个，也可以存储多个频率。所述充电控制模块610，用于检测充电器是否与充电输入接口500连接。所述充电器检测模块620用于在充电器与充电输入接口500连接时，检测充电器输出固定频率信号的频率，并在频率管理模块630中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块610开启充电功能，否则不开启充电功能。

优选地，充电器检测模块620可以多次检测所述固定频率信号的频率，多次检测结果相同时，再在频率管理模块630中查找是否存储有该频率，以防误判。

本实施例中，所述充电输入接口500同样采用USB接口，充电输入接口500的电源端为该USB接口的VBUS端，充电输入接口500的检测电压输入端为该USB接口的DP端，其DN端悬空。充电器检测模块620通过检测该USB接口的VBUS上产生上升沿中断时（即当该USB接口的VBUS上由低电平变为高电平时产生中断），判断为上述充电输出接口400（请一并结合图１）与充电输入接口500连接，此时由充电器检测模块620检测充电器是否为该移动终端标配的充电器。

所述充电器检测模块620包括配置单元（图中未示出）和频率计算单元（图中未示出）。配置单元，用于将充电器检测模块620的GPIO脚配置为上升沿中断或下降沿中断，譬如，此处可配置成下降沿中断。

所述频率计算单元通过两种方式计算充电器输出方波信号的频率。第一种方式是根据所述GPIO脚连续两次中断的时间间隔，计算所述固定频率信号的频率；第二种方式是定时读取充电输入接口500的检测电压输入端（即USB接口的DP端）的电平，计算所述固定频率信号的频率。

在上述第一种方式中，通过配置一个具有外部中断功能的GPIO脚，检测该GPIO脚连接两次中断的时间间隔，得出该DP端输出方波的频率。在移动终端生产时，可以允许将充电器第一次插入移动终端充电时输出的方波信号频率存储至移动终端中，以使充电器输出的方波频率与移动终端中存储的频率相同，在移动终端出厂后禁止修改该频率。

以下以该第一种方式为例，对移动终端充电时的整个检测过程进行详细说明：

步骤A1、当充电控制模块检测到移动终端USB接口的VBUS端上产生上升沿中断时开启充电器检测模块。

步骤A2、充电器检测模块将其与USB接口的DP端连接的GPIO脚配置成下降沿中断。

步骤A3、计算GPIO脚两次中断的时间间隔，得出DP端上输出方波的频率。

步骤A4、在频率管理模块中查找是否存在该频率，如果是则进入步骤步骤A5，否则进入步骤步骤A6。

步骤A5、充电控制模块开启充电功能。

步骤A6、充电控制模块不开启充电功能。

在上述第二种方式中，频率计算单元以较高频率（高于方波信号的频率）检测信号定时检测移动终端USB接口的DP端上的电平。根据奈奎斯特采样定理，所述检测信号的频率至少为充电器中振荡模块输出方波频率的两倍。

以下以该第二种方式为例，对移动终端充电时的整个检测过程进行详细说明：

步骤B1、当充电控制模块检测到VBUS端上产生上升沿中断时开启充电器检测模块。

步骤B2、充电器检测模块输出检测信号，每隔一固定时间读取DP的电平，并计算DP端输出的方波频率；

步骤B3、在频率管理模块中查找是否存在该频率，如果是则进入步骤步骤B4，否则进入步骤步骤B5；

步骤B4、充电控制模块开启充电功能；

步骤B5、充电控制模块不开启充电功能。

本发明实施例还相应提供一种充电器检测系统，如图３所示，其包括充电器和移动终端，所述充电器连接移动终端给移动终端充电和供电。由于上文已对该充电器和移动终端进行了详细描述，此处不再赘述。

在本发明的充电器检测系统中，能够在检测到充电器插入移动终端充电时有一个相互认证的过程，使移动终端只能使用其标配的充电器充电，从而有效避免了用户使用非标配充电器对移动终端充电产生的安全问题。另外，本发明也可以根据充电器的DP端输出的不同频率波形来区分充电器，而非必须检测其输出的固定频率信号。

基于上述的充电器检测系统，本发明还相应提供一种检测方法，用于移动终端充电时检测充电器是否为其标配充电器。如图４所示，所述的检测方法包括：

S110、充电器与移动终端连接时，由充电器输出固定频率信号；

S210、所述移动终端检测所述固定频率信号的频率，并判断移动终端中是否存储有该频率；若存在，则开启充电功能。

其中，所述S210具体包括：充电控制模块检测充电器连接充电输入接口时，开启充电器检测模块；之后，由充电器检测模块检测所述固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块开启充电功能。移动终端具体如何检测充电器是否为标配充电器请参照上述相应的实施例。

综上所述，本发明提供的充电器、移动终端、充电器检测系统及其检测方法，在充电时由充电器输出固定频率信号，通过移动终端检测该固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；只有在存在该频率时才开启充电功能，使非标配充电器不能给移动终端充电，避免了使用非标配移动终端充电造成的各种充电安全问题，使充电更加安全可靠。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电器，其特征在于，包括：

充电输出接口；

充电模块，用于产生充电电压；

振荡模块，用于产生固定频率信号；

电压匹配模块，用于将所述固定频率信号的电压转换为检测电压；

所述充电模块、振荡模块、电压匹配模块、充电输出接口依次连接。

2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述振荡模块包括有源晶振；所述有源晶振的VCC端连接充电模块的电压输出端和充电输出接口的电源端，有源晶振的OUTPUT端连接电压匹配模块，GND端接地，NC端悬空。

3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述电压匹配模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接有源晶振的OUTPUT端；所述第一电阻的另一端连接充电输出接口的检测电压输出端、还通过第二电阻接地。

4.一种移动终端，其特征在于，包括：

充电输入接口，与充电器的充电输出接口连接；

基带控制器，用于充电器连接充电输入接口时，检测充电器输出的固定频率信号的频率，并判断所述基带控制器中是否存储有该频率；若存在，则开启移动终端的充电功能；

所述充电输入接口连接基带控制器。

5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述基带控制器包括：

频率管理模块，用于存储频率；

充电控制模块，用于检测充电器是否与充电输入接口连接；

充电器检测模块，用于在充电器与充电输入接口连接时，检测充电器输出固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块开启充电功能；

充电控制模块、充电器检测模块、频率管理模块依次连接，所述充电控制模块还连接充电输入接口的电源端，所述充电器检测模块还连接充电输入接口的检测电压输入端。

6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述充电器检测模块包括：

配置单元，用于将充电器检测模块的GPIO脚配置为上升沿中断或下降沿中断；

频率计算单元，用于根据所述GPIO脚连续两次中断的时间间隔，计算所述固定频率信号的频率。

7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述频率计算单元，还用于定时读取充电输入接口的检测电压输入端的电平，计算所述固定频率信号的频率。

8.一种充电器检测系统，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的充电器和权利要求4-7任意一项所述的移动终端；所述充电器连接移动终端。

9.一种采用权利要求8所述充电器检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

A、充电器与移动终端连接时，由充电器输出固定频率信号；

B、所述移动终端检测所述固定频率信号的频率，并判断移动终端中是否存储有该频率；若存在，则开启充电功能。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、充电控制模块检测充电器连接充电输入接口时，开启充电器检测模块；

B2、由充电器检测模块检测所述固定频率信号的频率，并在频率管理模块中查找是否存在该频率；若是，则通知充电控制模块开启充电功能。

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