CN106058959A - 充电线及充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种充电线及充电器，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明实施例属于电子技术领域，尤其涉及一种充电线及充电器。
背景技术
目前，大多移动终端如智能手机使用的充电器类型主要包括通用串行总线(UniversalSerialBus，简称USB)接口的充电器和C型Type-C接口的充电器。
在实际使用过程中，由于充电器接口的设计问题或者异物进入的问题，很容易导致在充电过程中出现烧接口的现象。为了降低充电接口的烧毁率，在设计充电接口时，都采用了在主功率回路即总线电源Vbus所在线路上，通过热敏电阻(Positive TemperatureCoefficient，简称PTC)进行过温防护。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：由于充电器往往使用大电流充电的方式对待充电设备进行充电，为了增加通流能力，PTC封装较大，使得PTC感温能力差，当充电接口出现温度急剧上升时，温度上升速度超过了PTC响应速度，导致PTC防护失效，仍然大量出现烧接口的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种充电线及充电器，用于解决现有充电器过温防护的方式存在当接口温度上升速度超过PTC响应速度的情况下，PTC防护失效的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种充电线包括：
线路控制单元和温度控制单元，其中，所述线路控制单元分别与充电线的配置通道CC所在线路和总线电源Vbus所在线路连接；所述温度控制单元设置在所述充电线的配置通道CC所在线路上；其中，所述充电线与充电适配器连接的一端为USB接口，与移动终端连接的另一端为Type-C接口；
所述温度控制单元，用于在充电过程中，当感知到环境温度超过临界温度时，断开所述CC所在线路；
所述线路控制单元，用于当所述温度控制单元断开所述CC所在线路时，控制关闭所述Vbus所在线路。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种充电器包括：
如上所述的充电线和具有USB接口的充电适配器。
本发明实施例提供的充电线及充电器，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的充电线的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的充电线的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的充电线的电路示意图；
图4为本发明实施例四提供的充电器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的充电线及充电器进行详细描述。
实施例一
图1，其为本发明实施例一提供的充电线的结构示意图。该充电线包括：线路控制单元11和温度控制单元12，其中，线路控制单元11分别与充电线的配置通道CC所在线路和总线电源Vbus所在线路连接；温度控制单元12设置在充电线的配置通道CC所在线路上。其中，充电线与充电适配器连接的一端为USB接口，与移动终端连接的另一端为Type-C接口。
如图1中，为了实现USB接口-Type-C接口的充电线，通过分压单元实现配置通道CC与Vbus共用一个管脚。充电线中的配置通道CC的输入端连接到分压单元的输出端，该分压单元的输入端与Vbus管脚连接。其中，管脚1为Vbus管脚，管脚2为CC管脚。充电线接口中的其他管脚此处不再赘述。
其中，温度控制单元12，用于在充电过程中，当感知到环境温度超过临界温度时，断开配置通道CC所在线路。
线路控制单元11，用于当温度控制单元12断开配置通道CC所在线路时，控制关闭总线电源Vbus所在线路。
具体地，在充电过程中，随着充电时间的增加，移动终端和充电适配器往往会出现温度升高的现象，为了避免温度过高导致对充电器接口、充电器或者移动终端的损伤，本实施例中，在配置通道CC上增加了一个温度控制单元12，在感知到周围环境温度超过自身的临界温度时，该温度控制单元12控制断开充电线中的配置通道CC。在配置通道CC被断开后，线路控制单元11可以检测到配置通道CC的断开，当配置通道CC断开时，说明当前外界环境温度较高，或者充电过程中出现异常，就可以控制断开Vbus所在线路，也就是说，关闭了Vbus，相当于断开了充电适配器、充电线与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
本发明实施例提供的充电线，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
实施例二
图2，其为本发明实施例二提供的充电线的结构示意图。该充电线包括上述实施例四中的线路控制单元11和温度控制单元12，其中，线路控制单元11分别与充电线的配置通道CC所在线路以及总线电源Vbus所在线路连接；温度控制单元12设置在充电线的配置通道CC所在线路上。其中，充电线与充电适配器连接的一端为USB接口，与移动终端连接的另一端为Type-C接口。
如图2中，为了实现USB接口-Type-C接口的充电线，通过分压单元实现配置通道CC与Vbus共用一个管脚。充电线中的配置通道CC的输入端连接到分压单元的输出端，该分压单元的输入端与Vbus管脚连接。其中，管脚1为Vbus管脚，管脚2为CC管脚。充电线接口中的其他管脚此处不再赘述。
本实施例中，线路控制单元11的一种可选地结构方式，包括：第一控制子单元111和第二控制子单元112。
其中，第一控制子单元111与配置通道CC所在线路连接，第一控制子单元111与第二控制子单元112连接，第二控制子单元112与Vbus所在线路连接。
第一控制子单元111，用于当温度控制单元2断开配置通道CC所在线路时，控制断开配置通道CC所在线路与Vbus所在线路之间的连接。
第二控制子单元112，用于当第一控制子单元111断开配置通道CC所在线路与Vbus所在线路之间的连接时，断开Vbus所在线路。
具体地，本实施例中温度控制单元12设置在配置通道CC所在线路上，而第一控制子单元111与配置通道CC所在线路连接。第一控制子单元111在检测到温度控制单元12控制断开配置通道CC所在线路后，控制断开配置通道CC所在线路与Vbus所在线路之间的连接。
第二控制子单元112分别与第一控制子单元111和Vbus所在线路连接，当检测到配置通道CC所在线路与Vbus所在线路之间的连接被断开后，可以控制断开Vbus所在线路，此时，Vbus被关闭不能再通过Vbus所在线路向移动终端供电，起到过温保护的作用，避免烧毁充电器或者移动终端。
本发明实施例提供的充电线，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
实施例三
图3，其为本发明实施例三提供的充电线的电路示意图。该充电线1包括上述实施例中的线路控制单元11和温度控制单元12，其中，线路控制单元11分别与充电线的配置通道CC所在线路以及总线电源Vbus所在线路连接；温度控制单元12设置在充电线的配置通道CC所在线路上。其中，充电线与充电适配器连接的一端为USB接口，与移动终端连接的另一端为Type-C接口。
目前，为了实现标准USB接口-Type-C接口的充电线，通过一个分压电阻RP将充电线中配置通道CC的管脚接入到Vbus管脚中。
本实施例中，第一控制子单元111优选地为N沟道金属氧化物半导体场效应NMOS晶体管，第二控制子单元112优选地为P沟道金属氧化物半导体场效应PMOS晶体管。
其中，NMOS晶体管的栅极g与设置在配置通道CC所在线路上的分压电阻Rp的一端连接，NMOS晶体管的漏极d与分压电阻Rp的另一端连接，NMOS晶体管的源极s与PMOS晶体管的栅极g连接，PMOS晶体管的漏极d与Vbus所在线路的输出端连接，PMOS晶体管的源极s与Vbus所在线路的输入端连接。
进一步地，温度控制单元12为热敏电阻PTC，其中，热敏电阻PTC分别与NMOS晶体管的源极s和配置通道CC所在线路的输出端连接。
为了实现充电回路，在该图中还包括具有USB接口的充电适配器2和移动终端3，其中，充电线1中的配置通道CC的输出端连接移动终端3的配置通道CC的输入端，即移动终端3的配置通道CC的管脚，充电线1中Vbus的输出端连接移动终端3的Vbus输入端，即移动终端3的Vbus的管脚。在充电过程正常进行时，充电线1、充电适配器2以及移动终端3之间形成一个充电回路。在该图中，通过分压电阻RP实现配置通道CC与Vbus共用一个管脚。充电线1中的配置通道CC的输入端连接与充电适配器2的Vbus管脚，充电线1中的Vbus的输入端连接到充电适配器2的Vbus管脚。在充电回路形成的瞬间，充电适配器2上的Vbus就可以通过充电线中的Vbus所在线路向移动终端3的Vbus管脚输入电源。
如图3所示，Vbus在充电开始时，栅极g的电势高于其漏极d的电势，从而形成一个正向压降，栅极g就可以控制NMOS晶体管的导通。当NMOS晶体管通道后，NMOS晶体管的源极s与其漏极d的电势相等，从而导致与源极s连接的PMOS晶体管的栅极g的电势要低于漏极d的电势，从而形成一个反向压降，PMOS晶体管的栅极g就可以控制PMOS晶体管的导通。
在充电过程中，随着充电时间的增加，移动终端3和充电适配器2往往会出现温度升高的现象，为了避免温度过高导致对充电器接口、充电器或者移动终端的损伤，本实施例中，在配置通道CC上增加了一个温度控制单元12即PTC，PTC在感知到周围环境温度超过自身的临界温度时，该PTC控制断开充电线中的配置通道CC所在线路。
由于PTC可以感知外界环境温度，而且其具有随着外界环境温度的升高阻值不断增大的特性。当外界环境温度升高超出其临界温度时，PTC的阻值相当于无限大，最终导致配置通道CC的断开。
具体地，当PTC的阻值无限大时，分压电阻RP就不能在实现分压功能，此时，NMOS晶体管的栅极g的电势与漏极d的电势相同，无法形成正向压降，则NMOS晶体管的栅极g将控制NMOS晶体管的断开，从而断了CC所在线路与Vbus所在线路之间的连接。在NMOS晶体管断开后，导致PMOS晶体管的栅极s的电势与其漏极d的电势相同，无法形成反向压降，则PMOS晶体管断开，从而断开了Vbus所在线路，也就是说，关闭了Vbus，相当于断开了充电适配器、充电线与移动终端之间的充电回路，进而起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
本发明实施例提供的充电线，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
实施例四
图4，其为本发明实施例四提供的充电器的结构示意图。该充电器包括：上述实施例中一～实施例三中的充电线1和具有USB接口的充电适配器2。其中，充电线1的充电接口一端为标准USB接口，例如，可以为标准A型(Standard-A)USB接口，另一端为Type-C接口，与充电适配器2连接的一端为标准A型USB接口，与移动终端连接的另一端为Type-C接口。
关于充电线1的工作原理，可参见上述实施例一～实施例三中相关内容的记载，此次不再赘述。
为了实现充电回路，在该图中还包括移动终端3，其中充电器中的配置通道CC的输出端连接移动终端的配置通道CC的输入端，即移动终端配置通道CC的管脚，充电器中Vbus的输出端连接移动终端的Vbus输入端，即移动终端Vbus的管脚。在充电过程正常进行时，充电线1、充电适配器2以及移动终端3之间形成一个充电回路。
本发明实施例提供的充电器，在充电线中设置有线路控制单元和温度控制单元，温度控制单元可以感知环境温度，在环境温度超过临界温度时，控制充电线中配置通道CC所在线路的断开，线路控制单元可以捕捉到配置通道CC的断开，进而控制关闭Vbus。当Vbus被关闭后，相当于断开了充电器与移动终端之间的充电回路，从而能够起到过温防护的作用，避免过温导致充电器甚至移动终端被烧毁，降低充电器和移动终端的损伤，提高充电过程中的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (6)
1.一种充电线，其特征在于，包括：
线路控制单元和温度控制单元，其中，所述线路控制单元分别与所述充电线的配置通道CC所在线路和总线电源Vbus所在线路连接；所述温度控制单元设置在所述充电线的配置通道CC所在线路上；其中，所述充电线的一端为USB接口，另一端为Type-C接口；
所述温度控制单元，用于在充电过程中，当感知到环境温度超过临界温度时，断开所述CC所在线路；
所述线路控制单元，用于当所述温度控制单元断开所述CC所在线路时，控制关闭所述Vbus所在线路。
2.根据权利要求1所述的充电线，其特征在于，所述线路控制单元包括：第一控制子单元和第二控制子单元，所述第一控制子单元与所述CC所在线路连接，所述第一控制子单元与所述第二控制子单元连接，所述第二控制子单元与所述Vbus所在线路连接；
第一控制子单元，用于当所述温度控制单元断开所述CC所在线路时，控制断开所述CC所在线路与所述Vbus所在线路之间的连接；
第二控制子单元，用于当所述第一控制子单元断开所述CC所在线路与所述Vbus所在线路之间的连接时，控制断开所述Vbus所在线路。
3.根据权利要求2所述的充电线，其特征在于，所述第一控制子单元为N沟道金属氧化物半导体场效应NMOS晶体管，所述第二控制子单元为P沟道金属氧化物半导体场效应PMOS晶体管；
所述NMOS晶体管的栅极g与设置在所述CC所在线路上的分压电阻的一端连接，所述NMOS晶体管的漏极d与所述分压电阻的另一端连接，所述NMOS晶体管的源极s与所述PMOS晶体管的栅极g连接，所述PMOS晶体管的漏极d与所述Vbus所在线路的输出端连接，所述PMOS晶体管的源极s与所述Vbus所在线路的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的充电线，其特征在于，所述温度控制单元为热敏电阻PTC，所述热敏电阻PTC分别与所述NMOS晶体管的源极s和所述CC所在线路的输出端连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的充电线，其特征在于，所述USB接口与充电适配器连接，所述Type-C接口与待充电设备连接。
6.一种充电器，其特征在于，包括：权利要求1-5中任一项所述的充电线和具有USB接口的充电适配器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161026 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |