CN104868573A - 一种电源适配器及快速充电切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电源适配器及快速充电切换方法，用于实现快速充电。本发明实施例包括：变压器、电压切换单元以及微控制单元MCU；电源适配器中的微控制单元MCU通过向与之相连的电压切换单元输出高电平或低电平，以调节电压切换单元的输出电阻值，与电压切换单元连接变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而通过MCU加模拟回路就可以实现9V或更高电压的快速充电方案，避免了传统方案中采用高通QC2.0快速充电时电源适配器需要绑定满足QC2.0协议的IC的弊端。

Description

一种电源适配器及快速充电切换方法

技术领域

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种电源适配器及快速充电切换方法。

背景技术

随着大屏幕智能手机的发展，智能手机的耗电也达到了一个新的高度，续航时间如今已经成为了限制智能手机发展的最大瓶颈之一，而随着手机的尺寸不断增大，许多厂商也选择了体积和容量都更大的电池来提升手机的续航表现。不过这也意味着如果想要保证和小容量电池一样的充电时间的话，那么大容量电池需要支持速度更快的充电技术。

目前通过电压切换实现快速充电是快速充电的技术之一，电压切换的快速充电大多选择高通QC2.0方案，支持QC 2.0协议的充电器根据手机端在micro传输接口接口的D+/D—上的加载的电压值来调整自身的输出电压和电流。

但是在高通QC2.0快速充电方案中，适配器必须绑定满足QC2.0协议的IC，而满足QC2.0协议标准的IC只有和高通合作的PI和iwatt公司有提供，选择性太少，且价格虚高。

发明内容

本发明实施例提供了一种电源适配器及快速充电切换方法，用于实现快速充电。

第一方面，本发明实施例提供了一种电源适配器，包括：

变压器、电压切换单元以及微处理单元(MCU，Microcontroller Unit)；

电压切换单元与MCU电连接，MCU通过向电压切换单元输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，变压器与电压切换单元电连接，变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，电压切换单元包括：MOSFET Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；MOSFETQ1的栅极与MCU第一引脚电连接，漏极与第二电阻R2的一端电连接，源极接地；第二电阻R2的另一端与第一电阻R1、第三电阻R3电连接，MCU的第一引脚输出高电平时，MOSFET Q1导通，第二电阻R2和第三电阻R3并联；第一电阻R1的一端与变压器电连接，另一端与第三电阻R3串联，第三电阻R3的另一端接地。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，电源适配器还包括连接于变压器及电压切换单元之间的反馈控制电路，用于维持与电压切换单元的连接点的电压稳定。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，电源适配器还包括：

低压差线性稳压器(LDO，low dropout regulator)，MCU通过低压差线性稳压器LDO与变压器电连接，为MCU提供稳定的工作电压。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，电源适配器还包括：

第四电阻R4，第四电阻R4的一端与MOSFET Q1的栅极电连接，另一端接地；第四电阻R4用于保护MOSFET Q1不被击穿。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，MCU的第二引脚、第三引脚分别与传输接口的D+、D-电连接；MCU在接收到待充电设备通过传输接口发送的脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号之后输出高电平或低电平。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，MCU通过传输接口向待充电设备发送第二脉冲宽度调制PWM信号，并检测第二脉冲宽度调制PWM信号和第一脉冲宽度调制PWM信号是否满足预设规则，若满足，则MCU输出高电平或低电平。

第二方面，本发明实施例提供了一种快速充电切换方法，包括：

电源适配器中的微控制单元MCU输出高电平或低电平，以调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值；电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

结合第二方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，MCU在输出高电平或低电平步骤之前还包括：MCU检测是否接收到待充电设备发送的第一脉冲宽度调制PWM信号；若接收到第一脉冲宽度调制PWM信号，则MCU输出高电平或低电平。

结合第二方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，MCU在输出高电平或低电平步骤之前还包括：MCU接收待充电设备发送的第一脉冲宽度调制PWM信号；MCU向待充电设备发送第二脉冲宽度调制PWM信号；MCU检测第一脉冲宽度调制PWM信号与第二脉冲宽度调制PWM信号是否符合预设规则，若符合，则MCU输出高电平或低电平。

第三方面，本发明实施例提供了一种快速充电切换方法，包括：

待充电设备通过传输接口向电源适配器发送第一脉冲宽度调制PWM信号，以使得电源适配器中的MCU在接收到第一脉冲宽度调制PWM信号后输出高电平或低电平，以调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值，电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

结合第三方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，待充电设备检测是否接收到电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号，若待充电设备未接收到第二脉冲宽度调制PWM信号，则停止发送第一脉冲宽度调制PWM信号。

结合第三方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，待充电设备接收电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号；待充电设备判断第二脉冲宽度调制PWM信号和第一脉冲宽度调制PWM信号是否满足预设规则，若满足，则继续通过传输接口向适配器发送第一脉冲宽度调制PWM信号，若不满足，则停止发送第一脉冲宽度调制PWM信号。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例的方案具有如下有益效果：

本发明实施例中，电源适配器中的微控制单元MCU通过向与之相连的电压切换单元输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，与电压切换单元连接变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而通过MCU加模拟回路就可以实现9V或更高电压的快速充电方案，避免了传统方案中采用高通QC2.0快速充电时电源适配器需要绑定满足QC2.0协议的IC的弊端。

附图说明

图1为本发明实施例中电源适配器的原理图；

图2为本发明实施例中电源适配器的电路图；

图3为本发明实施例中电源适配器的另一种电路图；

图4为本发明实施例中电源适配器的另一种电路图；

图5为本发明实施例中电源适配器的另一种电路图；

图6为本发明实施例中快速充电切换方法的流程图；

图7为本发明实施例中快速充电切换方法的另一流程图；

图8为本发明实施例中快速充电切换方法的另一流程图；

图9为本发明实施例中快速充电切换方法的另一流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种电源适配器及快速充电切换方法，用于实现快速充电，下面分别进行详细说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前，大多数手机的标配的电源适配器(即充电器)为电压5V，电流1A/2A的规格，本发明实施例是通过增大充电电压来提升充电功率，从而实现给手机、平板电脑以及其他便携式电子设备进行快速充电。

结合图1，本发明实施例中电源适配器1的一个实施例包括：

变压器101、电压控制单元102、MCU 103。

电压切换单元102与MCU 103电连接，MCU 103通过向电压切换单元102输出高电平或低电平以调节电压切换单元102的输出电阻值。

变压器101与电压切换单元102电连接，变压器101根据电压切换单元102调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值，电源适配器用该充电电压值为手机等待充电设备充电。

需要说明的是，本发明实施例以及后续的实施例中，变压器的一端接入的是交流电，用于将交流电转化成直流电；MCU是指电源适配器中使用的芯片，能够控制高电平或低电平的输出，存在现有技术，此部分不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中的电压切换单元102是一种模拟回路，用来根据接收到的高电平或低电平以调节内部的电阻，从而和电源适配器中的其他电路配合使得适配器输出不同的充电电压。

需要说明的是，本发明实施例以及后续的实施例中，待充电设备除了手机外，可以为平板电脑以及其他便携式电子设备，具体此处不做限定。

本发明实施例中，电源适配器中的微控制单元MCU 103通过向与之相连的电压切换单元102输出高电平或低电平以调节电压切换单元102的输出电阻值，与电压切换单元102连接变压器101根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而通过MCU加电压切换单元的模拟回路就可以实现在普通充电与快速充电之间的切换的方案，避免了传统方案中采用高通QC2.0快速充电时电源适配器需要绑定满足QC2.0协议的IC的弊端。

为了便于理解，下面对电压切换单元中具体模拟回路以及如何调节电压切换单元中的输出电阻值进行详细说明。

请参阅图2，本发明实施例中电源适配器2的另一个实施例包括：

变压器201、电压切换单元202、MCU 203。

电压切换单元202与MCU 203电连接，MCU 203通过向电压切换单元202输出高电平或低电平以调节电压切换单元202的输出电阻值。

变压器201与电压切换单元202电连接，变压器201根据电压切换单元202调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值，电源适配器用该充电电压值为手机等待充电设备充电。

其中，电压切换单元202的模拟回路中包括：

MOSFET Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；

其中，MOSFET Q1的栅极与MCU第一引脚电连接，漏极与第二电阻R2的一端电连接，源极接地；

第二电阻R2的另一端与第一电阻R1、第三电阻R3电连接；

第一电阻R1的一端与变压器201电连接，另一端与第三电阻R3串联，第三电阻R3的另一端接地；

在MCU 203的第一引脚输出低电平时，MOSFET Q1未被导通，电压切换单元模拟回路中只有第一电阻R1和第三电阻R3串联，因此电压切换单元中的输出电阻值为第一电阻R1和第三电阻R3串联后的总电阻值，即：Rout＝R1+R3，此时，变压器201输出的充电电压为Vout 1，为普通充电电压。

当MCU 203的第一引脚输出高电平时，MOSFET Q1导通，从而第二电阻R2接入到模拟回路中，第二电阻R2和第三电阻R3并联，第二电阻R2和第三电阻R3的并联回路与第一电阻R1串联。因此，电压切换单元202中的输出电阻值为第二电阻R2和第三电阻R3并联，再和第一电阻R1串联后的总电阻值，即：Rout＝(R2*R3/(R2+R3))+R1，此时，变压器201输出的充电电压为Vout 2，Vout 2大于Vout 1，Vout 2即为快速充电电压。

因此，MCU 203通过输出高电平或低电平，从而可以调节电压切换单元202的模拟回路中的输出电阻值，变压器根据模拟回路中输出的电阻值，可以输出不同的电压。

需要说明的是，在本发明实施例中，输出高电平或低电平的开关元件不一定是MOSFET，还可以是三极管等开关元件，具体此处不做限定。

另外，在本发明实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3的阻值可以根据需要输出的具体充电电压而定，具体此处不做限定。

本发明实施例中，电源适配器中的电压切换单元由MOSFET Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3组成，在MOSFET Q1接收到MCU输出的高电平后从而通过导通MOSFET Q1，从而可以调节第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，使得电压切换单元202的模拟回路中的输出电阻值发生变化，与电压切换单元202中的第一电阻R1连接的变压器201根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而通过MCU加模拟回路就可以实现普通充电与快速充电之间的切换的方案，避免了传统方案中采用高通QC2.0快速充电时电源适配器需要绑定满足QC2.0协议的IC的弊端。

在实际应用中，电源适配器中的变压器根据电压控制单元输出的电阻值确定输出充电电压值具体的实现方式可以为：由通过变压器改变输出电压来维持反馈控制电路与电压切换单元之间的连接点的电压稳定，变压器输出的电压为充电电压。

请参阅图3，本发明实施例中电源适配器3的另一个实施例包括：

变压器301、反馈控制电路302、电压切换单元303、MCU 304。

电压切换单元303与MCU 304电连接，MCU 304通过向电压切换单元303输出高电平或低电平以调节电压切换单元303的输出电阻值。

变压器301与反馈控制电路302连接，反馈控制电路302与电压切换单元303电连接，反馈控制电路302用于维持与电压切换单元303之间的连接点的电压稳定，变压器301根据电压切换单元303调节后的输出电阻值确定输出的电压值，该电压值可以使反馈控制电路302与电压切换单元303之间的连接点的电压值保持不变，变压器此时输出的电压值即为充电电压值，电源适配器通过该充电电压值为接入的电子设备充电。

下面根据各元器件之间的连接，对图3所示的实施例中电压切换的原理进行详细说明：

其中，电压切换单元303的模拟回路中包括：

MOSFET Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；

其中，MOSFET Q1的栅极与MCU第一引脚电连接，漏极与第二电阻R2的一端电连接，源极接地；

第二电阻R2的另一端与第一电阻R1、第三电阻R3电连接；

第一电阻R1的一端与变压器201电连接，另一端与第三电阻R3串联，第三电阻R3的另一端接地；

在实际应用中，反馈控制电路302可以是一个集成电路IC，该IC的第一引脚和变压器连接，第二引脚FB和电压控制单元303中的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3连接，FB点的电压称之为比较电压Vfb。

在MCU 304的第一引脚输出低电平时，MOSFET Q1未被导通，电压切换单元模拟回路中只有第一电阻R1和第三电阻R3串联，因此电压切换单元中的输出电阻值为第一电阻R1和第三电阻R3串联后的总电阻值，即：Rout1＝R1+R3，此时反馈控制电路302中的第二引脚FB脚的比较电压Vfb为V1，变压器301输出的充电电压为Vout 1，为普通充电电压。

当MCU 304的第一引脚输出高电平时，MOSFET Q1导通，从而第二电阻R2接入到模拟回路中，第二电阻R2和第三电阻R3并联，第二电阻R2和第三电阻R3的并联回路与第一电阻R1串联。因此，电压切换单元303中的输出电阻值为：第二电阻R2和第三电阻R3并联，再和第一电阻R1串联后的总电阻值，即：Rout 2＝(R2*R3/(R2+R3))+R1。此时，与电压切换单元303连接的反馈控制电路的第二引脚FB的比较电压Vfb由原来的V1变化到V2，变压器301通过输出电压Vout使反馈控制电路302将第二引脚FB点的比较电压Vfb维持到V1，此时变压器301输出的充电电压为Vout 2，Vout 2大于Vout1，Vout 2即为快速充电电压。

需要说明的是，在本发明实施例中，输出高电平或低电平的开关元件不一定是MOSFET，还可以是三极管等开关元件，具体此处不做限定。

另外，在本发明实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3的阻值可以根据需要输出的具体充电电压而定，具体此处不做限定。

另外，需要说明的是，本发明实施例中，反馈控制电路302可以是一个集成电路IC，也可以是其他集成电路，具体此处不做具体限制。

本领域的技术人员可以清楚的了解到，以手机的充电器为例，目前标准的充电电压为5V，根据本发明实施例，手机充电器可以采用大于5V的电压进行充电，具体可以调节电压切换单元的输出电阻值，实现9V、12V或者大于12V的电压给手机充电。

在一个具体的实施中，第一电阻R1的阻值为90KΩ，第二电阻R2的阻值为27KΩ，第三电阻R3的阻值为30KΩ，电压反馈引脚FB的比较电压为1.265V。

则当MOSFET Q1未导通时，变压器输出的充电电压为Vout1＝(R1+R3)*1.265V/R3＝5.06V，此时FB点的比较电压Vfb＝1.265V。

当MOSFET Q1导通后，R2和R3并联后的总电阻为R4＝R2*R3/(R2+R3)＝30KΩ*27KΩ/(30KΩ+27KΩ)＝14.21KΩ，此时变压器输出的充电电压为Vout2＝(R1+R4)*1.265V/R4＝9.28V，此时FB点的比较电压Vfb仍然维持在1.265V。

如果想要切换到其他的电压，例如：9V、12V电压时，需改变第二电阻R2的阻值。

本发明实施例中，电源适配器中有连接在变压器301与电压切换单元303之间的反馈控制电路302，当电压切换单元303的模拟回路中的输出电阻值发生变化时，反馈控制电路302与电压切换单元303之间的连接点的比较电压Vfb发生变化，变压器301通过输出电压Vout使反馈控制电路302将该比较电压Vfb维持不变，此输出电压即为充电电压。从而提高了此方案的可实现性。

在实际应用中，电源适配器中除了以上实施例中的元器件外，还可以包括其他元器件例如：稳压器和保护电阻等元器件。

请参阅图4，本发明实施例中电源适配器4的另一个实施例包括：

变压器401、反馈控制电路402、电压切换单元403、MCU 404、低压差线性稳压器LDO和第四电阻R4。

其中，变压器401、反馈控制电路402、电压切换单元403、MCU 404之间的连接关系以及实现快速充电电压切换的原理与图3所示的实施例所描述的相同，此处不再赘述。

MCU 404通过低压差线性稳压器LDO与变压器401电连接，为MCU 404提供稳定的工作电压。

第四电阻R4的一端与MOSFET Q1的栅极电连接，另一端接地，第四电阻R4通过放电来保护MOSFET Q1不被击穿。

本发明实施例中，电源适配器中通过低压差线性稳压器LDO给MCU404提供稳定的工作电压，通过第四电阻R4来保护MOSFET Q1不被击穿，从而提高了此方案的可实现性。

可选的，作为另一个实施例，电源适配器还可以包括同步整流器，与变压器、反馈控制电路、第一电阻R1、低压差线性稳压器LDO相连，用于减少电源输出端的整流损耗，从而提高转换效率，降低电源适配器的发热。

可选的，作为另一个实施例，电源适配器还可以包括整流滤波器，与变压器连接，用于在变压器将交流电转化成直流电时，得到波形平整的直流电。

电源适配器中的MCU输出高电平的触发条件有多种，以下分别进行说明：

请参阅图5，本发明实施例中电源适配器5的另一个实施例包括：

变压器501、电压切换单元502、MCU 503。

其中，变压器501、电压切换单元502、MCU 503之间的连接关系以及实现快速充电电压切换的原理与图2所示的实施例所描述的相同，此处不再赘述。

本发明实施例中，电源适配器具有传输接口504，该传输接口504包括第一端口和第二端口，作为一种实施例，该传输接口可以为USB接口，端口2为D+，端口3为D-，接口电源适配器中的MCU 503与传输接口的D+、D-相连，具体的，MCU 503的第二引脚、第三引脚分别与USB接口的D+、D-电连接。

当待充电设备接上电源适配器进行充电时，待充电设备通过USB的D+发送第一PWM信号给电源适配器，电源适配器的MCU在接收到待充电设备通过USB接口的D+发送的第一PWM信号之后输出高电平。

需要说明的是，本发明实施例中，待充电设备可以为手机、平板电脑以及其他便携式电子设备，具体此处不做限定。

另外，需要说明的是，待充电设备除了通过USB接口的D+发送第一PWM信号给电源适配器以外，也可以通过USB接口的D-发送第一PWM信号，此处具体不做限定。

作为与图5所示的实施例并列的一个实施例，电源适配器中的MCU输出高电平的触发条件还可以为：

本发明实施例中，电源适配器中的MCU与传输接口的D+、D-相连，该传输接口可以为USB接口，具体的，MCU 503的MCU的第二引脚、第三引脚分别与USB接口的D+、D-电连接。

当待充电设备接上电源适配器进行充电时，待充电设备通过USB的D+发送第一PWM信号给电源适配器，电源适配器的MCU在接收到待充电设备通过USB接口的D+发送的第一PWM信号之后，通过D-向待充电设备回复第二PWM信号，并检测第二PWM信号和第一PWM信号是否满足预设规则，若满足，则MCU输出高电平。

需要说明的是，本发明实施例中，MCU检测第二PWM信号和第一PWM信号所使用的预设规则可以是第二PWM信号和第一PWM信号相同，具体此处不做限定。

需要说明的是，本发明实施例中，待充电设备可以为手机、平板电脑以及其他便携式电子设备，具体此处不做限定。

另外，需要说明的是，待充电设备可以通过USB接口的D+发送第一PWM信号给电源适配器，通过USB接口的D-回复第二PWM信号，也可以通过USB接口的D-发送第一PWM信号给电源适配器，通过USB接口的D+回复第二PWM信号，具体方式此处不做限定。

以上是对电源适配器进行了描述，下面对快速充电切换方法进行描述。

请参阅图6，本发明实施例中快速充电切换方法的一个实施例包括：

601、电源适配器中的MCU输出高电平或低电平；

当手机、平板电脑以及其他便携式电子设备接上电源适配器进行充电时，电源适配器中的MCU识别接入的待充电设备，然后输出高电平或低电平，从而调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值。

需要说明的是，本发明实施例中的电压切换单元是一种模拟回路，用来根据接收到的高电平或低电平以调节内部的电阻，从而使得适配器输出不同的充电电压。

602、电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

在电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值发生变化后，电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值，电源适配器通过该电压值为接入的待充电设备充电。

需要说明的是，本发明实施例中，调节电压切换单元中的输出电阻值的具体原理可以是：

1、第一种情况：

当MCU输出高电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Ra，当MCU输出低电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rb，Ra小于Rb；变压器根据Ra确定输出的充电电压为Vout a，根据Rb确定输出的充电电压为Vout b，其中Vout a大于Voutb，从而可以使用Vout a实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout b即为标准充电电压。

2、第二种情况：

当MCU输出低电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Rc，当MCU输出高电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rd，Rc小于Rd；变压器根据Rc确定输出的充电电压为Vout c，根据Rd确定输出的充电电压为Vout d，其中Vout c大于Voutd，从而可以使用Vout c实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout d即为标准的充电电压。

本领域的技术人员可以清楚的了解到，以手机的充电器为例，目前标准的充电电压为5V，根据本发明实施例，手机充电器可以采用大于5V的电压进行充电，具体可以调节电压切换单元的输出电阻值，实现9V、12V或者大于12V的电压给手机充电。

本发明实施例中，电源适配器中的MCU通过输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而通过MCU加电压切换单元的模拟回路就可以实现高电压的快速充电方案，避免了传统方案中采用高通QC2.0快速充电时电源适配器需要绑定满足QC2.0协议的IC的弊端。

在实际应用中，电源适配器中的MCU输出高电平或低电平的触发条件有多种，下面分别进行说明：

请参阅图7，本发明实施例中快速充电切换方法的一个实施例包括：

701、电源适配器中的MCU检测是否接收到待充电设备发送的第一脉冲宽度调制PWM信号；

当手机、平板电脑以及其他便携式电子设备接上电源适配器进行充电时，待充电设备先与电源适配器中的MCU通过约定的协议进行握手，具体为待充电设备向电源适配器中的MCU发送PWM信号，此处的PWM信号称之为第一PWM信号，电源适配器中的MCU检测是否接收到接入的待充电设备发送的第一PWM信号。

702、若接收到待充电设备发送的第一PWM信号，则电源适配器中的MCU输出高电平或低电平；

在MCU检测接收到接入的待充电设备发送的第一PWM信号之后，输出高电平或低电平，从而调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值。

需要说明的是，本发明实施例中的电压切换单元是一种模拟回路，用来根据接收到的高电平或低电平以调节内部的电阻，从而使得适配器输出不同的充电电压。

703、电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

在电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值发生变化后，电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值，电源适配器通过该电压值为接入的待充电设备充电。

704、若未接收到待充电设备发送的第一PWM信号，则执行其他操作。

若MCU未接收到待充电设备发送的第一PWM信号，则电源适配器中的MCU输出与步骤702中相反的电平，或不输出电平，从而不调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值，依旧输出非快速充电的充电电压。

下面对该实施例中的MCU输出高电平或低电平，从而调节电压切换单元中的输出电阻值的具体原理进行详细说明，包括以下两种情况：

1、第一种情况：

当MCU输出高电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Ra，当MCU输出低电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rb，Ra小于Rb；变压器根据Ra确定输出的充电电压为Vout a，根据Rb确定输出的充电电压为Vout b，其中Vout a大于Voutb，从而可以使用Vout a实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout b即为标准充电电压。

2、第二种情况：

当MCU输出低电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Rc，当MCU输出高电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rd，Rc小于Rd；变压器根据Rc确定输出的充电电压为Vout c，根据Rd确定输出的充电电压为Vout d，其中Vout c大于Voutd，从而可以使用Vout c实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout d即为标准的充电电压。

本领域的技术人员可以清楚的了解到，以手机的充电器为例，目前标准的充电电压为5V，根据本发明实施例，手机充电器可以采用大于5V的电压进行充电，具体可以调节电压切换单元的输出电阻值，实现9V、12V或者大于12V的电压给手机充电。

本发明实施例中，MCU检测是否接收到待充电设备发送的第一PWM信号后，若收到第一PWM信号，则输出高电平或低电平，从而提高了快速充电切换方法的可实现性。

作为与图7所示的实施例并列的一个实施例，MCU输出高电平或低电平的触发方式还可以为：

当手机、平板电脑以及其他便携式电子设备接上电源适配器进行充电时，待充电设备先与电源适配器中的MCU通过约定的协议进行握手，具体为MCU接收待充电设备发送的第一PWM信号，MCU再向待充电设备发送第二PWM信号，MCU检测第一PWM信号与第二PWM信号是否符合预设规则，若符合，则MCU输出高电平或低电平。

需要说明的是，本发明实施例中，MCU检测第一PWM信号和第二PWM信号所使用的预设规则可以是第一PWM信号和第二PWM信号相同，具体此处不做限定。

以上是从电源适配器侧进行了描述，下面从待充电设备侧对快速充电切换方法进行描述。

本发明实施例中快速充电切换方法的一个实施例包括：

当手机、平板电脑以及其他便携式电子设备接上电源适配器进行充电时，

待充电设备先与电源适配器中的MCU通过约定的协议进行握手，具体为：

在适配器上电，用数据线将电源适配器和电子设备连接起来，电子设备(即待充电设备)先通过传输接口的D+/D-判断数据线是否与电脑连接，若数据线不是与电脑连接，则将D+/D-切换成I/O口，以便和电源适配器的MCU通信。

D+/D-切换成I/O口后，待充电设备向电源适配器中的MCU发送PWM信号，此处的PWM信号称之为第一PWM信号，以使得电源适配器中的MCU在接收到第一PWM信号后输出高电平或低电平，以调节电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值，电源适配器中的变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

需要说明的是，本发明实施例中，待充电设备可以是手机，还可以是平板电脑以及其他便携式电子设备，具体此处不做限定。

需要说明的是，本发明实施例中的电压切换单元是一种模拟回路，用来根据接收到的高电平或低电平以调节内部的电阻，从而使得适配器输出不同的充电电压。

需要说明的是，本发明实施例中，调节电压切换单元中的输出电阻值的具体原理可以是：

1、第一种情况：

当MCU输出高电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Ra，当MCU输出低电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rb，Ra小于Rb；变压器根据Ra确定输出的充电电压为Vout a，根据Rb确定输出的充电电压为Vout b，其中Vout a大于Voutb，从而可以使用Vout a实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout b即为标准充电电压。

2、第二种情况：

当MCU输出低电平时，以调节电压切换单元的输出电阻值至Rc，当MCU输出高电平时，或不输出电平时，不调节电压切换单元的输出电阻值，此时电压切换单元的输出电阻值为Rd，Rc小于Rd；变压器根据Rc确定输出的充电电压为Vout c，根据Rd确定输出的充电电压为Vout d，其中Vout c大于Voutd，从而可以使用Vout c实现为手机等电子设备进行快速充电，其中，Vout d即为标准的充电电压。

本领域的技术人员可以清楚的了解到，以手机的充电器为例，目前标准的充电电压为5V，根据本发明实施例，手机充电器可以采用大于5V的电压进行充电，具体可以调节电压切换单元的输出电阻值，实现9V、12V或者大于12V的电压给手机充电。

另外，以待充电设备手机为例，手机在接收到电源适配器输出的大于5V的电压进行充电时，手机中的充电管理IC会将此电压转化成适合该手机电池的充电电流和电压进行充电。

本发明实施例中，待充电设备向电源适配器中的MCU发送PWM信号，以使得电源适配器中的MCU通过输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。从而可以使电子设备与电源适配器配合，实现通过较高的电压给电子设备进行快速充电的方案。

在实际应用中，待充电设备是连续向电源适配器发送PWM信号，以使得电源适配器可以持续地输出快速充电的电压。

请参阅图8，本发明实施例中快速充电切换方法的一个实施例包括：

801、待充电设备检测是否接收到电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号；

当手机、平板电脑以及其他便携式电子设备接上电源适配器进行充电时，是通过待充电设备向电源适配器中的MCU发送PWM信号，以使得电源适配器中的MCU通过输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值后，将此PWM信号称之为第一PWM信号。

若待充电设备未充满电，电源适配器向待充电设备回复第二PWM信号，以使得待充电设备继续向电源适配器的MCU发送第一PWM信号，以可以持续的输出快速充电的电压。

在待充电设备向电源适配器中的MCU发送第一PWM信号之后，不断检测是否再接收到电源适配器发送的第二PWM信号。

802、若待充电设备未接收到电源适配器发送的第二PWM信号，则停止发送第一脉冲宽度调制PWM信号；

若待充电设备在预置的时间之内，检测到未接收到电源适配器发送的第二PWM信号，则停止向电源适配器发送第一PWM信号。

在待充电设备停止向电源适配器发送第一PWM信号之后，待充电设备的MCU接收不到第一PWM信号，则电源适配器不再继续输出快速充电的电压。

803、若待充电设备接收到电源适配器发送的第二PWM信号，则继续发送第一脉冲宽度调制PWM信号。

若待充电设备接收到电源适配器发送的第二PWM信号之后，继续向电源适配器发送第一PWM信号，以使得电源适配器可以持续的输出快速充电的电压。

本发明实施例中，待充电设备检测是否接收到电源适配器发送的第二PWM信号，如果没有接收到，则停止向电源适配器发送第一PWM信号，从而使得电源适配器不再输出快速充电的电压。从而提高了方案的灵活性。

作为另一个实施例，待充电设备在接收到电源适配器发送的第二PWM信号之后，需要通过判断是否符合预置的条件，若符合才继续发送第一PWM信号给电源适配器。

请参阅图9，本发明实施例中快速充电切换方法的一个实施例包括：

901、待充电设备接收电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号；

在待充电设备通过电源适配器的传输接口的D+或D-向电源适配器中的MCU发送PWM信号，以使得电源适配器中的MCU通过输出高电平或低电平以调节电压切换单元的输出电阻值，变压器根据调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值后，并通过此充电电压为待充电设备充电，将此PWM信号称之为第一PWM信号。

若待充电设备未充满电，电源适配器向待充电设备回复第二PWM信号，以使得待充电设备继续向电源适配器的MCU发送第一PWM信号，以可以持续的输出快速充电的电压。

在待充电设备向电源适配器中的MCU发送第一PWM信号之后，不断检测是否再接收到电源适配器发送的第二PWM信号，当电源适配器有向待充电设备回复第二PWM信号时，待充电设备接收电源适配器发送的第二PWM信号。

902、待充电设备判断第二脉冲宽度调制PWM信号和第一脉冲宽度调制PWM信号是否满足预设规则；

在待充电设备接收电源适配器发送的第二PWM信号后，会判断接收到的第二PWM信号和自身之前发送的第一PWM信号之间是否满足预设的规则。

需要说明的是，本发明实施例中，MCU检测第二PWM信号和第一PWM信号所使用的预设规则可以是第二PWM信号和第一PWM信号相同，具体此处不做限定。

903、若满足，则待充电设备继续通过传输接口向适配器发送第一脉冲宽度调制PWM信号；

若待充电设备判断接收到的第二PWM信号和自身发送的第一PWM信号之间满足预设的规则，则继续通过传输接口向适配器发送第一脉冲宽度调制PWM信号，以使得待充电设备继续通过电源适配器的传输接口的D+或D-向电源适配器的MCU发送第一PWM信号，以可以持续的输出快速充电的电压。

904、若不满足，则待充电设备停止发送第一脉冲宽度调制PWM信号。

若待充电设备判断接收到的第二PWM信号和自身发送的第一PWM信号之间不满足预设的规则，则待充电设备停止发送第一脉冲宽度调制PWM信号。

在待充电设备停止向电源适配器发送第一PWM信号之后，待充电设备的MCU接收不到第一PWM信号，则电源适配器不再继续输出快速充电的电压。

本发明实施例中，待充电设备在接收到电源适配器发送的第二PWM信号之后，通过判断接收到的第二PWM信号和发送的第一PWM信号是否满足预设的规则，若满足，才继续向电源适配器发送第一PWM信号，从而使得电源适配器可持续输出快速充电的电压。从而提高了方案的灵活性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

可选的，作为与图9所示的实施例并列的另一个实施例，待充电设备接收到电源适配器发送的第二PWM信号之后，无需判断接收到的第二PWM信号和发送的第一PWM信号是否满足预设的规则，而是直接继续向电源适配器发送第一PWM信号。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电源适配器，其特征在于，包括：

变压器、电压切换单元以及微控制单元MCU；

所述电压切换单元与所述MCU电连接，所述MCU通过向所述电压切换单元输出高电平或低电平以调节所述电压切换单元的输出电阻值；

所述变压器与所述电压切换单元电连接，所述变压器根据所述调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

2.根据权利要求1所述电源适配器，其特征在于，所述电压切换单元包括：

MOSFET Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；

所述MOSFET Q1的栅极与所述MCU第一引脚电连接，漏极与所述第二电阻R2的一端电连接，源极接地；

所述第二电阻R2的另一端与所述第一电阻R1、所述第三电阻R3电连接，所述MCU的第一引脚输出高电平时，所述MOSFET Q1导通，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3并联；

所述第一电阻R1的一端与所述变压器电连接，另一端与所述第三电阻R3串联，所述第三电阻R3的另一端接地。

3.根据权利要求1或2所述电源适配器，其特征在于，所述电源适配器还包括连接于所述变压器及所述电压切换单元之间的反馈控制电路，用于维持与所述电压切换单元的连接点的电压稳定。

4.根据权利要求1或2所述的电源适配器，其特征在于，所述电源适配器还包括：

低压差线性稳压器LDO；

所述MCU通过所述低压差线性稳压器LDO与所述变压器电连接，为所述MCU提供稳定的工作电压。

5.根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述电源适配器还包括：

第四电阻R4；

所述第四电阻R4的一端与所述MOSFET Q1的栅极电连接，另一端接地；

所述第四电阻R4用于保护所述MOSFET Q1不被击穿。

6.根据权利要求1或2所述的电源适配器，其特征在于：

所述MCU的第二引脚、第三引脚分别与传输接口的D+、D-电连接；

所述MCU在接收到待充电设备通过所述传输接口发送的脉冲宽度调制PWM信号之后输出高电平或低电平。

7.根据权利要求6所述的电源适配器，其特征在于：

所述MCU通过所述传输接口向所述待充电设备发送第二脉冲宽度调制PWM信号，并检测所述第二脉冲宽度调制PWM信号和所述第一脉冲宽度调制PWM信号是否满足预设规则，若满足，则所述MCU输出高电平或低电平。

8.一种快速充电切换方法，其特征在于，包括：

电源适配器中的微控制单元MCU输出高电平或低电平，以调节所述电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值；

所述电源适配器中的变压器根据所述调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

9.根据权利要求8所述的快速充电切换方法，其特征在于，所述MCU在输出高电平或低电平步骤之前还包括：

所述MCU检测是否接收到待充电设备发送的第一脉冲宽度调制PWM信号；

若接收到所述第一脉冲宽度调制PWM信号，则所述MCU输出高电平或低电平。

10.根据权利要求8所述的快速充电切换方法，其特征在于，所述MCU在输出高电平或低电平步骤之前还包括：

所述MCU接收待充电设备发送的第一脉冲宽度调制PWM信号；

所述MCU向所述待充电设备发送第二脉冲宽度调制PWM信号；

所述MCU检测所述第一脉冲宽度调制PWM信号与所述第二脉冲宽度调制PWM信号是否符合预设规则；

若符合，则所述MCU输出高电平或低电平。

11.一种快速充电切换方法，其特征在于，包括：

待充电设备通过传输接口向电源适配器发送第一脉冲宽度调制PWM信号，以使得所述电源适配器中的MCU在接收到所述第一脉冲宽度调制PWM信号后输出高电平或低电平，以调节所述电源适配器中的电压切换单元的输出电阻值，电源适配器中的变压器根据所述调节后的输出电阻值确定输出的充电电压值。

12.根据权利要求11所述的快速充电切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述待充电设备检测是否接收到所述电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号，若所述待充电设备未接收到所述第二脉冲宽度调制PWM信号，则停止发送所述第一脉冲宽度调制PWM信号。

13.根据权利要求11所述的快速充电切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述待充电设备接收所述电源适配器发送的第二脉冲宽度调制PWM信号；

所述待充电设备判断所述第二脉冲宽度调制PWM信号和所述第一脉冲宽度调制PWM信号是否满足预设规则，若满足，则继续通过所述传输接口向所述适配器发送所述第一脉冲宽度调制PWM信号，若不满足，则停止发送所述第一脉冲宽度调制PWM信号。