CN104065144B - 用vbus信号动态调整usb充电器输出电压和电流的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法，所述系统包括：USB充电器和移动终端，所述USB接口包括VBUS引脚；所述USB充电器与所述移动终端通过USB接口相连；所述USB充电器包括第一控制模块、充电模块和第一PWM信号收发模块；所述移动终端包括第二控制模块、第二PWM信号收发模块。本发明的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法能够动态调整USB充电器的输出电压和电流，满足不同移动终端的充电需求，适用性强；同时结构简单、成本低、易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种调整充电器输出电压和电流的方法，特别是涉及一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法。
背景技术
日常生活中，手机、平板电脑、PDA等移动终端的应用越来越普及。随着移动终端的屏幕的不断变大，其上集成的模块越来越多。这就导致移动终端的耗电速度越来越快。因此，实现移动终端的快速充电也就变得越来越重要。
目前，市场上绝大多数的移动终端都采用的是USB充电接口，如mini USB接口、micro USB接口。USB充电接口提供5V的充电电源，可支持对移动终端电池的即插即充。通常，充电器由一个安稳电源加上必要的恒流、限压、限时等操控电路构成。当充电器通过电线与移动终端相连后，能够为移动终端提供恒压恒流的电源供应。
然而，在实际使用中，不同的移动终端具有不同的充电或者功耗需求，单一的充电器无法满足多种不同移动终端的充电需求。为每个移动终端配置一个充电器不仅造成了不必要的浪费，也不利于用户的整理收纳。因此，急需提供一种能够动态调整输出电压和电流的充电器。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法，通过USB接口的VBUS调制信号实现与充电器通信，使充电器能够动态调整输出电压和电流。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统，包括：USB充电器和移动终端，所述USB充电器与所述移动终端通过USB接口相连；所述USB接口包括VBUS引脚；所述USB充电器包括第一控制模块、充电模块和第一PWM信号收发模块；所述充电模块用于为移动终端提供所需的电压和电流；所述第一PWM信号收发模块用于接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号；所述第一控制模块与所述充电模块和所述第一PWM信号收发模块相连，用于根据接收到所述PWM脉冲请求信号判断是否调整输出电压和电流，当调整输出电压和电流时，通过所述第一PWM收发模块发送PWM脉冲响应信号并控制所述充电模块调整输出电压和电流；所述移动终端包括第二控制模块和第二PWM信号收发模块；所述第二PWM信号收发模块用于发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号；所述第二控制模块与所述第二PWM信号收发模块相连，用于根据移动终端的自身需求，通过所述第二PWM信号收发模块向USB充电器发送PWM脉冲请求信号。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统，其中：所述移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求发出PWM脉冲请求信号。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统，其中：所述移动终端还包括定时器，所述定时器用于控制USB充电器对移动终端的调整输出电压和电流的请求的响应时间。
同时，本发明还提供一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其包括以下步骤：
步骤S11、移动终端通过USB接口与USB充电器相连，接入USB充电器输出的默认电压；
步骤S12、移动终端根据自身需求通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调整输出电压和电流的请求，并等待USB充电器的响应；
步骤S13、移动终端判断是否在一定时间内收到USB充电器耦合到USB接口的VBUS引脚的PWM脉冲响应信号，若收到，转入步骤S14；若未收到，转入步骤S15；
步骤S14、在USB充电器调整输出电压和电流后，移动终端采用调整后的输出电压和电流充电；
步骤S15、移动终端判断向USB充电器发出请求的次数是否达到预定阈值；若是，则移动终端采用USB充电器的默认电压充电；若否，转入步骤S12。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其中：所述步骤S12中，所述移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求来发出PWM脉冲请求信号；不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其中：所述步骤S13中，当移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流时，USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号进行响应。
另外，本发明还提供一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其包括以下步骤：
步骤S21、USB充电器通过USB接口与移动终端相连，向移动终端输出USB充电器的默认电压；
步骤S22、USB充电器接收移动终端发出调制输出电压和电流的请求，其中该请求为耦合到USB接口的VBUS引脚的PWM脉冲请求信号；
步骤S23、USB充电器判断能否接受该请求；若能够接受该请求，转入步骤S24；若不能够接受该请求，转入步骤S25；
步骤S24、USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号以响应移动终端的请求，并根据移动终端的请求调整输出电压和电流；
步骤S25、USB充电器不执行任何动作。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其中：所述步骤S21中还包括USB充电器输出表示USB充电器能够支持的最大输出电压和电流的PWM脉冲信号至移动终端。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其中：所述步骤S22中，所述移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求，通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调制输出电压和电流的请求；其中，不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流。
根据上述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其中：所述步骤S23中，USB充电器接受移动终端的请求的依据是：移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流。
如上所述，本发明的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法，具有以下有益效果：
(1)能够动态调整USB充电器的输出电压和电流，满足不同移动终端的充电需求，适用性强；
(2)结构简单，易于实现；
(3)成本低。
附图说明
图1显示为本发明的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统的结构示意图；
图2显示为本发明的第一优选实施例中用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法的流程图；
图3显示为本发明的第二优选实施例中用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法的流程图。
元件标号说明
1 USB充电器
11 第一控制模块
12 充电模块
13 第一PWM信号收发模块
2 移动终端
21 第二控制模块
22 第二PWM信号收发模块
23 定时器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参照图1，本发明的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统包括USB充电器1和移动终端2，USB充电器1与移动终端2可通过USB接口相连。USB接口包括VBUS引脚。
其中，USB充电器1包括第一控制模块11、充电模块12和第一PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)信号收发模块13。
充电模块12用于为移动终端提供所需的电压和电流。
第一PWM信号收发模块13用于接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号。
第一控制模块11与充电模块12和第一PWM信号收发模块13相连，用于根据接收到的移动终端2发送来的PWM脉冲请求信号判断是否根据移动终端的请求调整输出电压和电流，以及控制充电模块12调整输出电压和电流。
移动终端2包括第二控制模块21和第二PWM信号收发模块22。
第二PWM信号收发模块22用于发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号。
第二控制模块21与第二PWM信号收发模块22相连，用于根据移动终端的自身需求，控制第二PWM信号收发模块22向USB充电器1发送调整输出电压和电流的PWM脉冲请求信号。
优选地，移动终端2还包括定时器23，用于控制USB充电器1对移动终端的调整输出电压和电流的请求的响应时间。
具体地，进行充电时，USB充电器1与移动终端2通过USB接口相连。USB充电器1首先输出默认电压(5V)给移动终端2充电；移动终端2随后根据自身需求通过第二PWM信号收发模块22在USB接口的VBUS引脚的直流电压上耦合PWM脉冲请求信号；USB充电器1检测通过第一PWM信号收发模块13接收到的PWM脉冲请求信号的个数，判断能否接受移动终端的请求；如果USB充电器1能够接受移动终端的请求，则通过第一PWM信号收发模块13在USB接口的VBUS引脚的上耦合PWM脉冲响应信号作为接受请求的响应，同时将输出电压和电流调整为移动终端所需要的大小；如果USB充电器1不能接受移动终端的请求，则不执行任何操作，维持USB充电器1的默认电压，而移动终端2则继续进行一定次数的请求，若连续多次USB充电器1均不接受请求，则移动终端2采用USB充电器1的默认电压，不再发出请求。
其中，USB充电器接受移动终端的请求的依据是：移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流。
需要说明的是，本发明中所涉及的移动终端包括并不限于智能手机、平板电脑、PDA，以及其他具有数据处理功能的手持设备。通常，移动终端是指具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对移动终端的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手持设备。
参照图2，在本发明的第一优选实施例中，用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法包括以下步骤：
步骤S11、移动终端通过USB接口与USB充电器相连，接入USB充电器输出的默认电压。
其中，USB充电器的默认电压为5V。
步骤S12、移动终端根据自身需求通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调制输出电压和电流的请求，并启动定时器等待USB充电器的响应。
其中，移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求来发出调整输出电压和电流的请求。不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流。
步骤S13、移动终端判断是否在一定时间内收到USB充电器耦合到USB接口的VBUS引脚的PWM脉冲响应信号，若收到，转入步骤S14；若未收到，转入步骤S15；
其中，当移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流时，USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号作为响应。
步骤S14、在USB充电器调整输出电压和电流后，移动终端采用调整后的输出电压和电流充电；
步骤S15、移动终端判断向USB充电器发出请求的次数是否达到预定阈值；若是，转入步骤S16，采用USB充电器的默认电压充电；若否，转入步骤S12。
其中，移动终端的请求次数的预定阈值为3-5次。
参照图3，在本发明的第二优选实施例中，用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法包括以下步骤：
步骤S21、USB充电器通过USB接口与移动终端相连，向移动终端输出USB充电器的默认电压。
其中，USB充电器的默认电压为5V。
优选地，步骤S21中还包括USB充电器输出表示USB充电器能够支持的最大输出电压和电流的PWM脉冲信号至移动终端。
步骤S22、USB充电器接收移动终端发出调制输出电压和电流的请求；
其中，移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求，通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调制输出电压和电流的请求。不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流。
步骤S23、USB充电器判断能否接受该请求；若能够接受该请求，转入步骤S24；若不能够接受该请求，转入步骤S25；
步骤S24、USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号以响应移动终端的请求，并根据移动终端的请求调整输出电压和电流；
步骤S25、USB充电器不执行任何动作，仍采用默认电压。
USB充电器接受移动终端的请求的依据是：移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流。
综上所述，本发明的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统及方法能够动态调整USB充电器的输出电压和电流，满足不同移动终端的充电需求，适用性强；同时结构简单、成本低、易于实现。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的系统，其特征在于，包括：USB充电器和移动终端，所述USB充电器与所述移动终端通过USB接口相连；所述USB接口包括VBUS引脚；
所述USB充电器包括第一控制模块、充电模块和第一PWM信号收发模块；
所述充电模块用于为移动终端提供所需的电压和电流；
所述第一PWM信号收发模块用于接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号；
所述第一控制模块与所述充电模块和所述第一PWM信号收发模块相连，用于根据接收到的所述PWM脉冲请求信号判断是否调整输出电压和电流，当USB充电器接受移动终端的请求调整输出电压和电流时，通过所述第一PWM信号收发模块发送PWM脉冲响应信号并控制所述充电模块调整输出电压和电流；当USB充电器不接受移动终端的请求时，则不执行任何操作；其中，不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流；
所述移动终端包括第二控制模块和第二PWM信号收发模块；
所述第二PWM信号收发模块用于发送耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲请求信号，以及接收耦合在USB接口的VBUS引脚上的PWM脉冲响应信号；
所述第二控制模块与所述第二PWM信号收发模块相连，用于根据移动终端的根据自身的电池容量或者功耗需求，通过所述第二PWM信号收发模块向USB充电器发送PWM脉冲请求信号；
其中，USB充电器接受移动终端的请求的依据是：移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流；
所述移动终端还包括定时器，所述定时器用于控制USB充电器对移动终端的调整输出电压和电流的请求的响应时间。
2.一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S11、移动终端通过USB接口与USB充电器相连，接入USB充电器输出的默认电压；
步骤S12、移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调整输出电压和电流的请求，并等待USB充电器的响应；不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流；
步骤S13、移动终端判断是否在一定时间内收到USB充电器耦合到USB接口的VBUS引脚的PWM脉冲响应信号，若收到，转入步骤S14；若未收到，转入步骤S15；所述步骤S13中，当移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流时，USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号进行响应；
步骤S14、在USB充电器调整输出电压和电流后，移动终端采用调整后的输出电压和电流充电；
步骤S15、移动终端判断向USB充电器发出请求的次数是否达到预定阈值；若是，则移动终端采用USB充电器的默认电压充电；若否，转入步骤S12。
3.一种用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S21、USB充电器通过USB接口与移动终端相连，向移动终端输出USB充电器的默认电压；
步骤S22、USB充电器接收移动终端发出的调制输出电压和电流的请求，其中该请求为耦合到USB接口的VBUS引脚的PWM脉冲请求信号；
所述步骤S22中，所述移动终端根据自身的电池容量或者功耗需求，通过在USB接口的VBUS引脚上耦合预定个数的PWM脉冲请求信号向USB充电器发出调制输出电压和电流的请求；其中，不同个数的PWM脉冲请求信号对应不同的输出电压和电流；
步骤S23、USB充电器判断能否接受该请求；若能够接受该请求，转入步骤S24；若不能够接受该请求，转入步骤S25；所述步骤S23中，USB充电器接受移动终端的请求的依据是：移动终端要求调整的输出电压和电流小于USB充电器能够支持的最大输出电压和电流；
步骤S24、USB充电器在USB接口的VBUS引脚上耦合PWM脉冲响应信号以响应移动终端的请求，并根据移动终端的请求调整输出电压和电流；
步骤S25、USB充电器不执行任何动作。
4.根据权利要求3所述的用VBUS信号动态调整USB充电器输出电压和电流的方法，其特征在于：所述步骤S21中还包括USB充电器输出表示USB充电器能够支持的最大输出电压和电流的PWM脉冲信号至移动终端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20201203 Address after: 313021 industrial function area of Donglin Town, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: ZHEJIANG YUANTE NEW MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 201616 Shanghai city Songjiang District Sixian Road No. 3666 Patentee before: Phicomm (Shanghai) Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211119 Address after: 313000 room 1019, Xintiandi commercial office, Yishan street, Wuxing District, Huzhou, Zhejiang, China Patentee after: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Address before: 313021 industrial functional zone, Donglin Town, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG YUANTE NEW MATERIAL CO.,LTD. |
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Denomination of invention: The System and Method of Dynamically Adjusting the Output Voltage and Current of USB Charger with VBUS Signal Effective date of registration: 20221205 Granted publication date: 20171219 Pledgee: Huzhou Wuxing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. high tech Zone Green sub branch Pledgor: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003458 |
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Date of cancellation: 20231205 Granted publication date: 20171219 Pledgee: Huzhou Wuxing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. high tech Zone Green sub branch Pledgor: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003458 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240131 Address after: Room 30502, Building 7, China Railway Construction Huayu City, No. 606 Xianning East Road, Baqiao District, Xi'an City, Shaanxi Province, 710000 Patentee after: Xi'an Junxing Electromechanical Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 313000 room 1019, Xintiandi commercial office, Yishan street, Wuxing District, Huzhou, Zhejiang, China Patentee before: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Country or region before: China |
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