CN106549459A - 充电电压的确定方法和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电电压的确定方法和移动终端，其中，该方法用于确认充电器是否为符合USB Type‑C规范的标准充电器，如果确认是非标准充电器，就只用默认电压充电，详细的技术方案包括：在移动终端充电时，检测该移动终端上的通用串行总线USB Type‑C接口中CC管脚的第一电压值；该移动终端依据该第一电压值确定为该移动终端充电的充电电压。采用上述技术方案，解决了相关技术中由于非标准线缆的存在，不能用高电压对终端进行快速充电，实现了移动终端可以识别线缆是否为标准线缆，相应的确定是否进行快速充电。

Description

充电电压的确定方法和移动终端

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体而言，涉及一种充电电压的确定方法和移动终端。

背景技术

在相关技术中，由于USB Type-C接口的诸多优点如，更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)而在手机、平板和笔记本电脑中有着广泛的应用。尤其是“正反面插”的特性解决了“USB永远插不准”的世界性难题。即USBTYPE-C端口正面和反面是相同的。也就是说无论你怎么插入这一端口都是正确的。用户不必担心传统USB端口所带来的正反问题。

随着USB Type-C的普及，又考虑到USB TYPE-C要兼容市面上已有的USB标准A类cable，Micro-B等产品，许多和USB TYPE-C相关的附件产品应运而生。正规的厂家都会按照USB TYPE-C的规范来定义和制造这些附件产品。但是有一些小厂为了节省成本或对相关规范不了解，设计和生产的USB TYPE-C附件产品不符合规范，一旦用户购买了这样的产品并使用非标产品对自己的移动产品充电，可能会对手机、平板或笔记本电脑等设备造成伤害。

图1是相关技术中的全功能USB TYPE-C公头的管脚示意图，如图1所示，展示了USBTYPE-C公头的各个管脚对应的接口。图2是相关技术中符合USB TYPE-C规范的USB TYPE-Cto standard A线缆示意图，如图2所示，在USB TYPE-C规范中规定，对于这种USB TYPE-Cto standard A线缆，管脚A5(CC)应该经由一个上拉电阻Rp(56kΩ±5％)连接到VBUS。这个上拉电阻的作用是通过检测CC上有上拉电阻，检测到充电设备的接入。但是我们在市面上发现一些非标准的USB TYPE-C to standard A线缆，这些非标的线缆省去了Rp，即56kΩ的上拉电阻，将CC线直接连到了VBUS上。图3是相关技术中标准线缆的示意图，图4是相关技术中非标线缆的示意图。将图3和图4直观比较，可以获知，图4中的非标线缆缺少56kΩ的Rp，如果用户用这种非标的线缆为自己的手机充电，假设手机和充电器都支持高通的快充(Quick Charge 2.0)协议，那么9V的VBUS电压会直接供电到CC线上。一般CC的容忍电压在5V左右，9V的高压会直接烧坏手机内的相关器件，导致USB TYPE-C接口失效，更严重的后果是可能导致整个手机功能失效。

下面详细解释下非标线缆会烧坏手机内的相关器件的技术方案，在市场上存在非标USB TYPE-C to standard A线缆的前提下，市面上主流的手机充电器还是带有Type-A接口的充电器。用户要想给自己的USB TYPE-C手机充电，就要在手机和充电器之间接一根USBTYPE-C to A的线缆。图5是根据相关技术中手机和充电器通过USB TYPE-C to A线缆连接的示意图。

在完成上述连接之后，在手机和充电器都支持快速充电(Quick Charge)时，手机内的电源管理芯片和充电器内的电源管理芯片通过USB2.0接口的D+/D-进行协议的沟通。沟通的结果是充电器向手机供9V的高压进行快速充电。

在这里我们要分两种情况进行讨论：

1)中间的线缆是标准的USB TYPE-C to A线缆：

对于标准的USB TYPE-C to A线缆，在CC和VBUS之间有一个56K的上拉电阻，一般来说在手机这端CC上有一个5.1K的下拉电阻。56K的上拉和5.1K的下拉对9V进行分压，在CC上分得的电压大约是0.7V。0.7V在CC能承受的安全电压范围内，不会对芯片及手机造成影响。

2)中间的线缆是非标的USB TYPE-C to A线缆：

CC直接短接到VBUS。如果此时充电器使用9V高压对手机进行充电，那么CC上的电压即为9V，远远超出了CC能承受的电压范围(小于5V)，必然把芯片烧坏。还可能造成整个手机的功能受损的严重后果。

一般的手机厂商要想兼容这种非标的USB TYPE-C to A线缆，只好做出妥协的处理方法，即不管是标准的USB TYPE-C to A线缆还是非标的USB TYPE-C to A线缆，一律当做非标的来处理。在手机的电源管理芯片和充电器的电源管理芯片在通过D+/D-通讯的时候，手机端只要求5v的充电电压，而不能要求9V的高压快速充电。其实这种妥协的处理方法浪费了Quick charge这种快速充电带给用户的便利。

针对相关技术中由于非标线缆的存在，不能用高电压对终端进行快速充电，目前还没有有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种充电电压的确定方法和移动终端，以至少解决相关技术中由于非标线缆的存在，不能有效为终端进行快速充电的技术问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种充电电压的确定方法，包括：在移动终端充电时，检测所述移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压。

可选地，所述移动终端检测所述CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将所述第二电压值作为所述第一电压值。

可选地，所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压之后，将所述充电电压发送到当前为所述移动终端充电的充电器，其中，所述充电器依据所述充电电压为所述移动终端充电。

可选地，通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测所述第一电压值，其中，所述接口转换芯片内置于所述USB Type-C接口。

可选地，通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测所述第一电压值之后，所述ADC通过软件接口函数API通知应用处理器AP和/或电源管理芯片PMIC，其中，所述AP和/或所述PMIC依据所述第一电压确定所述充电电压。

可选地，所述ADC的输入源包括以下之一：所述CC的两个管脚，电源接线VBUS；

所述接口转换芯片上设置有寄存器，其中，所述寄存器的地址与所述输入源存在对应关系。

可选地，设置所述寄存器的方式包括：Ox27最低位用于选择所述ADC的输入源；0x45用于启动所述ADC的分压电路；0x4A用于依据所述移动终端的CC管脚的插入方向获取用于充电的第一管脚；0x74和0x75用于控制所述ADC和读取所述ADC测量得到的所述第一电压。

可选地，所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压，包括：在所述第一电压值小于等于第一预设阈值时，所述移动终端向充电器请求高压充电；在所述第一电压值大于第二预设阈值时，所述移动终端向所述充电器请求预设安全电压为所述充电电压。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种移动终端，包括：检测装置，用于在移动终端充电时，检测所述移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；处理器，与所述检测装置连接，用于依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压。

可选地，所述检测装置，还用于检测所述CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将所述第二电压值作为所述第一电压值。

在本发明实施例中，在移动终端充电时，在移动终端充电时，检测该移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；在检测到第一电压值低于阈值时，移动终端确定充电线为标准USB TYPE-C to standard A线缆，移动终端向充电器请求高压快速充电；在检测到第一电压值高于阈值时，确定充电线为非标准线缆，移动终端只能在安全电压时充电。采用上述技术方案，解决了相关技术中由于非标准线缆的存在，不能用高电压对终端进行快速充电，实现了移动终端可以识别线缆是否为标准线缆，相应的确定是否进行快速充电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中的全功能USB TYPE-C公头的管脚示意图；

图2是相关技术中符合USB TYPE-C规范的USB TYPE-C to standard A线缆示意图；

图3是相关技术中标准线缆的示意图；

图4是相关技术中非标线缆的示意图；

图5是根据相关技术中手机和充电器通过USB TYPE-C to A线缆连接的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种充电电压的确定方法的流程图；

图7是根据本发明优选实施例的ADC模块的内部组成结构图；

图8是根据本发明优选实施例的ADC模块内部时序图；

图9是根据本发明优选实施例中的接口转换接口芯片的和ADC相关的内部连接示意图；

图10是根据本发明优选实施例中的充电电压的确定方法流程图。

具体实施方式

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。

需要说明的是，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”等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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种充电电压的确定方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6是根据本发明实施例的一种充电电压的确定方法的流程图，如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S602，在移动终端充电时，检测该移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；

步骤S604，该移动终端依据该第一电压值确定为该移动终端充电的充电电压。

通过上述步骤，在移动终端充电时，在移动终端充电时，检测该移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；在检测到第一电压值低于阈值时，移动终端确定充电线为标准USB TYPE-C to standard A线缆，移动终端向充电器请求高压快速充电；在检测到第一电压值高于阈值时，确定充电线为非标准线缆，移动终端只能在安全电压时充电。采用上述技术方案，解决了相关技术中由于非标准线缆的存在，不能用高电压对终端进行快速充电，实现了移动终端可以识别线缆是否为标准线缆，相应的确定是否进行快速充电。

可选地，该移动终端检测该CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将该第二电压值作为该第一电压值。需要补充的是，在相关技术中的USB Type-C接口中的CC有两个管脚，一个用于充电，一个用于数据传输。由于USB Type-C接口具有正反面插的特性，因此，插入方向不同，两个管脚的功能是可以切换的。在每次充电时，由CC管脚自身反馈是否用于充电。在本申请文件中的技术方案中，只需检测用于充电的管脚的电压就可以。

可选地，该移动终端依据该第一电压值确定为该移动终端充电的充电电压之后，将该充电电压发送到当前为该移动终端充电的充电器，其中，该充电器依据该充电电压为该移动终端充电。

可选地，通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测该第一电压值，其中，该接口转换芯片内置于该USB Type-C接口。

可选地，通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测该第一电压值之后，该ADC通过软件接口函数API通知应用处理器AP和/或电源管理芯片PMIC，其中，该AP和/或该PMIC依据该第一电压确定该充电电压。需要补充的是，AP和PMIC都是位于该移动终端内部的。

可选地，该ADC的输入源包括以下之一：该CC的两个管脚，电源接线VBUS；

该接口转换芯片上设置有寄存器，其中，该寄存器的地址与该输入源存在对应关系。需要说明的是，通过设置寄存器的方式，来控制接口转换芯片检测CC的两个管脚的电压还是电源接线VBUS。

可选地，设置该寄存器的方式包括：Ox27最低位用于选择该ADC的输入源；0x45用于启动该ADC的分压电路；0x4A用于依据该移动终端的CC管脚的插入方向获取用于充电的第一管脚；0x74和0x75用于控制该ADC和读取该ADC测量得到的该第一电压。

可选地，该移动终端依据该第一电压值确定为该移动终端充电的充电电压，包括：在该第一电压值小于等于第一预设阈值时，该移动终端向充电器请求高压充电；在该第一电压值大于第二预设阈值时，该移动终端向该充电器请求预设安全电压为该充电电压。

以下结合本发明优选实施例进行详细说明。

本优选实施例中设计发明的USB Type-C接口转换芯片，能够实现DisplayPort音视频数据的输出，USB Type-C设备的检测和正反方向的定位，USB电源管理(PowerDelivery)的功能。该接口转换芯片完全符合DisplayPort,USB Type-C和Power delivery的规范标准，兼容市面上所有的USB TYPE-C产品。此USB Type-C接口转换芯片被广泛用于智能手机，平板设备和笔记本电脑中。

本发明优选实施例的该USB Type-C接口转换芯片协同应用处理器(applicationprocessor),PMIC(电源管理芯片)，USB TYPE-C连接器等器件组成的硬件系统，在Windows或者Android系统软件的支持下实现智能移动设备的全部功能。

在相关技术中DisplayPort是VESA组织定义的新型高清音视频接口，在PC领域有着广泛的应用。该USB Type-C接口转换芯片支持DisplayPort的发送功能。当下游USBTYPE-C设备插入带有此接口转换芯片的智能移动设备时，首先通过辅助通道(AUXChannel)进行相互通讯，获取对方支持的最大的链路带宽和链路的条数。然后通过主链路(main link)进行链路训练。链路训练完成后DisplayPort发送端发送音视频数据给下游的显示设备。

在相关技术中，USB部分的控制包括以下步骤：首先是USB Type-C接口的CC管脚检测设备插入和设备插入方向，然后根据插入方向配置内部的交叉连接复用开关。CC管脚还可以用来进行PD(电源传输)数据包的接收和发送。

本发明优选实施例中的USB Type-C接口转换芯片内置高精度模数转换模块(Analog-to-Digital Converter，简称为ADC)模块，芯片硬件能够快速准确地测量VBUS和CC上的电压值。测量电压范围宽(0V-25V)。通过软件接口函数(API)通知应用处理器(application processor)或者PMIC。图7是根据本发明优选实施例的ADC模块的内部组成结构图，如图7所示，该ADC模块包括：时钟发生器(clock generator)，比较器(comparator)，SAR子电路，DAC,标准信号发射器(Reference generator)等。时钟产生器产生的时钟用来采样输入ADC的信号，比较器和逐次逼近SAR(successive approximationregister)子电路逻辑模块用来捕获从比较器输出的数据。DAC提供比较器所需要的模拟电压，此电压等效SAR输出的数字信号。

图8是根据本发明优选实施例的ADC模块内部时序图，如图8所示，信号PD_SARADC在开始工作时应该拉低来给ADC模块供电，紧接着设置EN_SARADC为高电平来使ADC模块进入正常工作模式。这个启动过程大概需要10us到500us来把模拟电压转换成数字电压，并将结果储存在9bit的ADC[8:0]。当数据存储完毕，信号SAR_ADC_OUT变高，表示ADC的结果可以被有效读取。

本发明优选实施例中记载的接口转换接口芯片的内置ADC具有精度高，量程大，范围宽，覆盖广，速度快的特点。表1是内嵌ADC模块的参数指标，如表1所示，ADC模块的参数指标如下：

表1

Item	Feature
		Character	9‐bit ADC
Method	Linear SAR
		Analog input	0～3200mV
Analog input with divider‐8 circuit	0～25.6V
		Vin source	CC1,CC2,VBUS
ADC conversion time	Normal conversion time is about 0.1ms

图9是根据本发明优选实施例中的接口转换接口芯片的和ADC相关的内部连接示意图，如图9所示，此ADC模块的输入源有三个，CC1，CC2和VBUS。通过芯片内部寄存器的设置可以选择任意其一进行电压的测试。但发现设备接入时，首先需要测量CC管脚的电压，判断连入的CC线缆是否符合USBType-C标准，之后再把ADC输入源切换到VBUS。

ADC模块的控制方法：如上该，ADC的输入源有三个：CC1，CC2和VBUS。根据客户的实际需求，通过设置芯片寄存器的方法来选择其中一个输入源进行电压的测量。相关的可操作的寄存器如下表所示。0x27最低位被AP或者PMIC用来配置ADC输入源为VBUS还是CC；0x45用于打开内部ADC分压电路；0x4A根据插入发现选择CC管脚；0x74和0x75用于ADC控制和ADC测量值读取。

表2是根据本发明优选实施例中的寄存器的设置方式列表，如下所示，

表2

手机等智能移动设备里采用本申请文件中的设计的带有ADC功能的转换接口芯片，通过测量CC上的电压，就能很容易地分辨出哪个是标准的USB TYPE-C to A线缆和哪个是非标的USB TYPE-C to A线缆。对于非标的USB TYPE-C to A线缆，通过API接口通知手机的电源管理芯片，此时电源管理芯片只向充电器请求5V的充电电压；对于标准的USB TYPE-C to A线缆，手机的电源管理芯片可以向充电器请求9V的高压进行快充。图10是根据本发明优选实施例中的充电电压的确定方法流程图，如图10所示，包括以下步骤：

步骤一，充电器在进行快速充电之前先供5V的安全默认电压；

步骤二，带有ADC的芯片检测CC上的电压，如果CC上的电压是-0.4V，说明此USBTYPE-C to A线缆是标准的，符合USB Type-C规范；手机的电压管理芯片可以向充电器请求高压充电；

步骤三，带有ADC的芯片检测CC上的电压，如果CC上的电压是5V，说明此USBTYPE-Cto A线缆是非标的，不符合USB Type-C规范；手机的电压管理芯片只向充电器请求5V电压充电。

需要补充的是，除了硬件支持，手机主控芯片AP和USB Type-C接口芯片内部软件都需要支持检测非标线的应用

实施例2

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种移动终端，其特征在于，包括：检测装置，用于在移动终端充电时，检测该移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；处理器，与该检测装置连接，用于依据该第一电压值确定为该移动终端充电的充电电压。

可选地，该检测装置，还用于检测该CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将该第二电压值作为该第一电压值。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电电压的确定方法，其特征在于，包括：

在移动终端充电时，检测所述移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；

所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测移动终端上的通用串行总线USBType-C接口中CC管脚的第一电压值，包括：

所述移动终端检测所述CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将所述第二电压值作为所述第一电压值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压之后，所述方法还包括：

将所述充电电压发送到当前为所述移动终端充电的充电器，其中，所述充电器依据所述充电电压为所述移动终端充电。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述移动终端上的通用串行总线USBType-C接口中CC管脚的第一电压值，包括：

通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测所述第一电压值，其中，所述接口转换芯片内置于所述USB Type-C接口。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过接口转换芯片内置的模数转换模块ADC检测所述第一电压值之后，所述方法还包括：

所述ADC通过软件接口函数API通知应用处理器AP和/或电源管理芯片PMIC，其中，所述AP和/或所述PMIC依据所述第一电压确定所述充电电压。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述ADC的输入源包括以下之一：所述CC的两个管脚，电源接线VBUS；

所述接口转换芯片上设置有寄存器，其中，所述寄存器的地址与所述输入源存在对应关系。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，设置所述寄存器的方式包括：

Ox27最低位用于选择所述ADC的输入源；

0x45用于启动所述ADC的分压电路；

0x4A用于依据所述移动终端的CC管脚的插入方向获取用于充电的第一管脚；

0x74和0x75用于控制所述ADC和读取所述ADC测量得到的所述第一电压。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压，包括：

在所述第一电压值小于等于第一预设阈值时，所述移动终端向充电器请求高压充电；

在所述第一电压值大于第二预设阈值时，所述移动终端向所述充电器请求预设安全电压为所述充电电压。

9.一种移动终端，其特征在于，包括：

检测装置，用于在移动终端充电时，检测所述移动终端上的通用串行总线USB Type-C接口中CC管脚的第一电压值；

处理器，与所述检测装置连接，用于依据所述第一电压值确定为所述移动终端充电的充电电压。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于：

所述检测装置，还用于检测所述CC管脚中用于充电的第一引脚上的第二电压值；并将所述第二电压值作为所述第一电压值。