CN105548773A - 一种可兼容快速充电器的智能检测仪及其测试方法 - Google Patents

一种可兼容快速充电器的智能检测仪及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本案为一种可兼容快速充电器的智能检测仪，QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种；USB公头，其一端连接所述QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种，另一端包括VBUS端，GND端，D+端，D-端；USB母座，其一端分别与所述VBUS端、GND端连接，另一端连接负载；微控制单元，其输入端分别通过电压采样电路连接到所述VBUS端、通过过流过压保护电路和稳压电路连接到所述VBUS端，其输出端分别通过QC3.0或QC2.0协议控制电路连接所述D+端，D-端，其输出端同时通过PE+2.0协议控制电路连接到协议负载，所述协议负载分别连接到所述VBUS端、GND端；电压显示电路，其连接所述微控制单元的输出端；按键控制电路，其连接所述微控制单元的输入端。

Description

一种可兼容快速充电器的智能检测仪及其测试方法
技术领域
本发明涉及快速充电器领域，特别是涉及一种可兼容快速充电器的智能检测仪及其测试方法。
背景技术
续航能力是智能手机等产品在技术发展中的一大瓶颈，除了扩大电池容量之外，加快充电速度也成了厂商们“曲线救国”的一种方式。虽然目前支持快速充电的只有高通、三星和英特尔等寥寥无几，厂商高通的QuickCharge快速充电技术目前已经发展到了第三代，通过在骁龙芯片当中加入额外的电源管理集成电路，这项技术可以大幅加快充电速度。
QC(QuickCharge)1.0于2012年发布，使用的是5V/2A充电器，充电速度比传统5V/1A充电器快了最多40％，相当于10W的最大充电功率。具备这项技术的手机包括三星GalaxyS3、LGNexus4、LGOptimusG和索尼XperiaT等。第二代QC3.0在2013年末随着骁龙800芯片一同发布，它的充电器升级到了支持5/9/12V电压，相比传统5V充电器速度可提升最多75％，QC3.0充电器的输出电压为步长为0.2V的3.6V-12V自适应可调；目前主流的快充技术还包括PE+2.0快速充电器，其输出的电压值为3.6V、3.8V、4.0V、4.2V、4.4V、4.6V、4.8V、5.0V、7V、9V、12V自适应可调；这样做的好处是保证充电时，电压浮动，不易发热。
但是，随着三星、苹果等多家世界一流的移动终端生产厂商相继发生充电安全事故，用户对于充电安全的要求越来越高，充电器作为移动终端最常用的附件，必须是可靠安全的，尤其是对于新型的快速充电器，是相对新颖的技术，对于QC3.0充电器、PE+2.0快速充电器的性能指标监测的测试板还寥寥无几，这样对于手机等负载设备的厂商无法对其充电情况进行老化，无法实时监控到快速充电器输出的电压是否正常，对于不合格产品，易对充电时的安全形成一定的威胁。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、外形小巧、可实时监控充电器输出电压值，并作错误指示的可兼容快速充电器的智能检测仪及其测试方法。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种可兼容快速充电器的智能检测仪，包括：
QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种1；
USBType-A公头3，其一端连接所述QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种，另一端包括VBUS端，GND端，D+端，D-端；
USBType-A母座4，其一端分别与所述VBUS端、GND端连接，另一端连接负载2；
微控制单元，其输入端分别通过电压采样电路连接到所述VBUS端、通过过流过压保护电路和稳压电路连接到所述VBUS端，其输出端分别通过QC3.0或QC2.0协议控制电路连接所述D+端，D-端，其输出端同时通过PE+2.0协议控制电路连接到协议负载，所述协议负载分别连接到所述VBUS端、GND端；
电压显示电路，其连接所述微控制单元的输出端；
按键控制电路，其连接所述微控制单元的输入端。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，所述QC2.0充电器的输出电压为5V、9V或12V，所述QC3.0充电器的输出电压为步长为0.2V的3.6V-12V自适应可调，所述PE+2.0充电器的输出电压为3.6V、3.8V、4.0V、4.2V、4.4V、4.6V、4.8V、5.0V、7V、9V、12V自适应可调。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，智能检测仪还包括位于其表面的左键6和右键7，两个按键分别与所述按键控制电路的输入端电性连接，用于切换所述QC2.0协议、QC3.0协议、PE+2.0协议，以及用于调节所述QC2.0充电器、QC3.0充电器、PE+2.0充电器的输出电压，其中左键为电压递减键，右键为电压递增键。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，所述微控制单元为MC9S08PT16VTG。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，所述电压显示电路包括用于显示电压的三位数码管5、用于显示电压输出是否正常的LED指示灯8。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，所述智能检测仪的电压测量范围3.5V-15V，电压测量误差为±0.05V范围内。
优选的是，所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其中，所述智能检测仪部分的尺寸为4.2cmx3.5cm。
优选的是，所述可兼容快速充电器的智能检测仪的测试方法，包括：
(1)将所述智能检测仪的USB公头插入QC3.0充电器、QC2.0充电器、PE+2.0充电器中的一种的输出端口，充电器上电，智能检测仪将利用充电器输出的电压给自己供电，复位开始，系统初始化，自检；
(2)通过左键和右键来设定与上述充电器类型相对应的QC3.0协议、QC2.0协议、PE+2.0协议中的一种，按动右键，所述三位数码管以闪烁的方式显示当前所选协议的标志信息，按右键轮流选择测试板可供选择的快充协议，按左键确定，当3秒内没有任何按键操作，将自动确认所选的快充协议；
(3)外部负载通过配套的接头直接接入所述智能测试版的USB母座，充电器的输出电压直接连至负载端；当选择QC3.0协议或QC2.0协议，起始输出电压为5V；当选择PE+2.0协议，起始输出电压为7V；所述VBUS端测量，三位数码管的电压显示刷新，显示实测电压值，LED指示灯显示电压输出是否正常；
(4)按键扫描，当没有扫描到按键，则继续VBUS端测量；当扫描到按键，判断当前是否是QC2.0协议，是QC2.0协议，则判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC2.0充电器的电压递增，否则QC2.0充电器的电压递减；
不是QC2.0协议，则判断当前是否是QC3.0协议，是QC3.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC3.0充电器的电压递增，否则QC3.0充电器的电压递减；
不是QC3.0协议，则判断当前是否是PE+2.0协议，是PE+2.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述PE+2.0充电器的电压递增，否则PE+2.0充电器的电压递减；
(5)然后继续VBUS端测量；在不同的电压档间切换时，当LED指示灯亮红色，则表示检测到被测充电器的输出电压不正常，判为故障，当LED指示灯亮绿色，判为正常。
本发明的有益效果：
(1)对于每一个电压节点作错误指示；
(2)电压测量误差±0.05V，误差较小；
(3)提供负载接入USB母座，支持测试被测充电器的带载能力；
(4)直接使用充电器输出作为自身供电，无需外部电源；
(5)简单的按键操作完成选定QC3.0协议、QC2.0协议或PE+2.0协议，以及各种充电器协议下充电器输出各档电压的测试，兼容性好，协议切换自由；
(6)外形尺寸小巧，设计为4.2cmx3.5cm，易于携带使用。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的可兼容快速充电器的智能检测仪的内部电路结构示意图；
图2为本发明一实施例所述的可兼容快速充电器的智能检测仪的结构示意图；
图3为本发明一实施例所述的可兼容快速充电器的智能检测仪的老化方法的流程示意图。
其中，1-QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种，2-负载，3-USB公头，4-USB母座，5-LED指示灯，6-左键，7-右键。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
一种可兼容快速充电器的智能检测仪，请参阅附图1-2，包括：
QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种1；
USB公头3，其一端连接所述QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种，另一端包括VBUS端，GND端，D+端，D-端；
USB母座4，其一端分别与所述VBUS端、GND端连接，另一端连接负载2；
微控制单元，其输入端分别通过电压采样电路连接到所述VBUS端、通过过流过压保护电路和稳压电路连接到所述VBUS端，其输出端分别通过QC3.0或QC2.0协议控制电路连接所述D+端，D-端，其输出端同时通过PE+2.0协议控制电路连接到协议负载，所述协议负载分别连接到所述VBUS端、GND端；
电压显示电路，其连接所述微控制单元的输出端；
按键控制电路，其连接所述微控制单元的输入端。
进一步的，所述QC2.0充电器的输出电压为5V、9V或12V，所述QC3.0充电器的输出电压为步长为0.2V的3.6V-12V自适应可调，所述PE+2.0充电器的输出电压为3.6V、3.8V、4.0V、4.2V、4.4V、4.6V、4.8V、5.0V、7V、9V、12V自适应可调。
进一步的，智能检测仪还包括位于其表面的左键6和右键7，两个按键分别与所述按键控制电路的输入端电性连接，用于切换所述QC2.0协议、QC3.0协议、PE+2.0协议，以及用于调节所述QC2.0充电器、QC3.0充电器、PE+2.0充电器的输出电压，其中左键为电压递减键，右键为电压递增键。
进一步的，所述微控制单元为MC9S08PT16VTG。
进一步的，所述电压显示电路包括用于显示电压的三位数码管5、用于显示电压输出是否正常的LED指示灯8。
进一步的，所述智能检测仪的电压测量范围3.5V-15V，电压测量误差为±0.05V范围内。
进一步的，所述智能检测仪部分的尺寸为4.2cmx3.5cm，该尺寸是除去USB公头的部分。
所述可兼容快速充电器的智能检测仪的测试方法，请参阅附图3，包括：
(1)将所述智能检测仪的USB公头插入QC3.0充电器、QC2.0充电器、PE+2.0充电器中的一种的输出端口，充电器上电，智能检测仪将利用充电器输出的电压给自己供电，复位开始，系统初始化，自检；
(2)通过左键和右键来设定与上述充电器类型相对应的QC3.0协议、
QC2.0协议、PE+2.0协议中的一种，按动右键，所述三位数码管以闪烁的方式显示当前所选协议的标志信息，按右键轮流选择测试板可供选择的快充协议，按左键确定，当3秒内没有任何按键操作，将自动确认所选的快充协议；
(3)外部负载通过配套的接头直接接入所述智能测试版的USB母座，充电器的输出电压直接连至负载端；当选择QC3.0协议或QC2.0协议，起始输出电压为5V；当选择PE+2.0协议，起始输出电压为7V；所述VBUS端测量，三位数码管的电压显示刷新，显示实测电压值，LED指示灯显示电压输出是否正常；
(4)按键扫描，当没有扫描到按键，则继续VBUS端测量；当扫描到按键，判断当前是否是QC2.0协议，是QC2.0协议，则判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC2.0充电器的电压递增，否则QC2.0充电器的电压递减；
不是QC2.0协议，则判断当前是否是QC3.0协议，是QC3.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC3.0充电器的电压递增，否则QC3.0充电器的电压递减；
不是QC3.0协议，则判断当前是否是PE+2.0协议，是PE+2.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述PE+2.0充电器的电压递增，否则PE+2.0充电器的电压递减；
(5)然后继续VBUS端测量；在不同的电压档间切换时，当LED指示灯亮红色，则表示检测到被测充电器的输出电压不正常，判为故障，当LED指示灯亮绿色，判为正常。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，包括：
QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种（1）；
USB公头（3），其一端连接所述QC3.0充电器、QC2.0充电器或PE+2.0充电器中的一种，另一端包括VBUS端，GND端，D+端，D-端；
USB母座（4），其一端分别与所述VBUS端、GND端连接，另一端连接负载（2）；
微控制单元，其输入端分别通过电压采样电路连接到所述VBUS端、通过过流过压保护电路和稳压电路连接到所述VBUS端，其输出端分别通过QC3.0或QC2.0协议控制电路连接所述D+端，D-端，其输出端同时通过PE+2.0协议控制电路连接到协议负载，所述协议负载分别连接到所述VBUS端、GND端；
电压显示电路，其连接所述微控制单元的输出端；
按键控制电路，其连接所述微控制单元的输入端。
2.如权利要求1所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，所述QC2.0充电器的输出电压为5V、9V或12V，所述QC3.0充电器的输出电压为步长为0.2V的3.6V-12V自适应可调，所述PE+2.0充电器的输出电压为3.6V、3.8V、4.0V、4.2V、4.4V、4.6V、4.8V、5.0V、7V、9V、12V自适应可调。
3.如权利要求2所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，智能检测仪还包括位于其表面的左键（6）和右键（7），两个按键分别与所述按键控制电路的输入端电性连接，用于切换所述QC2.0协议、QC3.0协议、PE+2.0协议，以及用于调节所述QC2.0充电器、QC3.0充电器、PE+2.0充电器的输出电压，其中左键为电压递减键，右键为电压递增键。
4.如权利要求3所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，所述微控制单元为MC9S08PT16VTG。
5.如权利要求4所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，所述电压显示电路包括用于显示电压的三位数码管（5）、用于显示电压输出是否正常的LED指示灯（8）。
6.如权利要求5所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，所述智能检测仪的电压测量范围3.5V-15V，电压测量误差为±0.05V范围内。
7.如权利要求6所述的可兼容快速充电器的智能检测仪，其特征在于，所述智能检测仪部分的尺寸为4.2cmx3.5cm。
8.如权利要求6所述可兼容快速充电器的智能检测仪的测试方法，包括：
（1）将所述智能检测仪的USB公头插入QC3.0充电器、QC2.0充电器、PE+2.0充电器中的一种的输出端口，充电器上电，智能检测仪将利用充电器输出的电压给自己供电，复位开始，系统初始化，自检；
（2）通过左键和右键来设定与上述充电器类型相对应的QC3.0协议、QC2.0协议、PE+2.0协议中的一种，按动右键，所述三位数码管以闪烁的方式显示当前所选协议的标志信息，按右键轮流选择测试板可供选择的快充协议，按左键确定，当3秒内没有任何按键操作，将自动确认所选的快充协议；
（3）外部负载通过配套的接头直接接入所述智能测试版的USB母座，充电器的输出电压直接连至负载端；当选择QC3.0协议或QC2.0协议，起始输出电压为5V；当选择PE+2.0协议，起始输出电压为7V；所述VBUS端测量，三位数码管的电压显示刷新，显示实测电压值，LED指示灯显示电压输出是否正常；
（4）按键扫描，当没有扫描到按键，则继续VBUS端测量；当扫描到按键，判断当前是否是QC2.0协议，是QC2.0协议，则判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC2.0充电器的电压递增，否则QC2.0充电器的电压递减；
不是QC2.0协议，则判断当前是否是QC3.0协议，是QC3.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述QC3.0充电器的电压递增，否则QC3.0充电器的电压递减；
不是QC3.0协议，则判断当前是否是PE+2.0协议，是PE+2.0协议，则所述微控制单元判断所述按键控制电路是否电压递增，当电压递增，则所述PE+2.0充电器的电压递增，否则PE+2.0充电器的电压递减；
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