CN106856337A - 一种多口快速充电方法和系统 - Google Patents

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张峰
姚茂楠
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

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Abstract

本发明提供一种多口快速充电方法，采用若干接口、一个电压转换单元实现，包括：设定一最低输出电压；所有接口输出电压保持一致；若有负载设备连接，判断该负载是否支持高于最低输出电压充电；若有一负载不支持高于最低输出电压进行充电，接口输出最低输出电压；若所有负载均支持高于最低输出电压进行充电，接口输出经电压转换单元升高的输出电压。

Description

一种多口快速充电方法和系统
技术领域
本发明设计一种充电技术，特别是一种多口快速充电方法和系。
背景技术
现在手机充电器的快充协议使充电器输出电压不再是单纯的5V，而会出现多种不同的电压。而现在用户手中用USB接口充电的设备又很多。所以多口的充电器有很大需求，这样就会导致设计支持多口又能支持快充的充电器需要在两个口有单独的电压控制。这样就会降低效率和增加成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多口快速充电方法，该方法可以判断出所有连接的负载设备所允许的最大输入电压值，若有一个负载设备不支持高压充电，则所有接口的输出电压为不支持高压充电的负载设备的所允许的标准电压值，若所有负载设备均支持高压充电，则接口输出电压为允许输入的最高电压中的最小值。
具体地，在判断负载设备是否支持高于最低输出电压的电压值充电前，接口输出最低输出电压。
若负载设备在以高于最低输出电压的电压值充电，后连接的负载设备连接时，接口输出电压先降至最低输出电压。
为实现上述方法，本发明还提供一种多口快速充电系统，包括若干接口、一负载电压判断单元、一电压转换单元、充电回路、电源。所述接口用于连接负载设备；所述负载电压判断单元用于识别负载类型并获得连接的负载设备的最高充电电压；所述电压转换单元用于对电源电压进行升压操作；所述充电回路用于电信号的传输；所述电源用于提供电压。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明只设置一负载电压判断模块用于判断负载允许的最大输入电压值，相应的只设置一电压转换单元，所有的接口输出的电压值相同；(2)对所接负载设备，获取所有负载允许的最大输入电压，并排序，接口输出电压为允许输入电压的最小值。
下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
图2是本发明的原理结构示意图。
图3是本发明统计单元工作原理示意图。
具体实施方式
结合图1，一种多口快速充电方法，采用若干接口和一个电压转换单元组成的装置实现，包括以下步骤：
步骤S101，对装置初始化，设置最低输出电压，该最低输出电压一般为大多数负载设备均能承受的标准输入电压，一般为5V；
步骤S102，一接口连接一负载设备；
步骤S103，装置将电源电压转化为最低输出电压输出于负载设备；
步骤S104，若负载支持高于最低输出电压进行充电，装置将最低输出电压升高至负载设备所能承受的最高输入电压；若负载不支持高压充电，维持最低输出电压；
步骤S105，若装置判断出另一接口连接一负载设备；
步骤S106，装置将电源电压转化为最低输出电压输出于所有连接的负载设备；
步骤S107，若后连接的负载支持高于最低输出电压进行充电，装置将最低输出电压升高至负载设备所能承受的最高输入电压；若负载不支持高压充电，维持最低输出电压；
步骤S108，若装置判断出又一接口连接一负载设备，转步骤S106。
在步骤S107中所述经电压转换单元升高的输出电压为连接于接口的所有负载设备最高输入电压中的最低值。对判断出的最高输入电压，系统对其与原输出电压进行对比，若判断出后判断的最高输入电压小于原输出电压，则输出电压变为后判断出的负载最高输出电压；若后判断的最高输入电压大于元输出电压，则输出原输出电压。
为了方便快速的获得负载设备允许的安全最高充电电压，在保护充电设备的前提下节省充电时间，在装置中设置快充协议，可自动识别充电设备类型，并通过充电协议与设备握手，即设备装置与负载设备交换信息(通讯)，双方采用快冲协议来交换数据。装置中设置一与快充协议匹配的充电接口控制器，用来根据协议识别负载设备的最高输入电压。
根据上述快冲协议对本发明涉及的方法进行修正，得到：
步骤S201，对装置初始化，设置最低输出电压；
步骤S202，一接口连接一负载设备；
步骤S203，装置将电源电压转化为最低输出电压输出于负载设备；
步骤S204，根据快冲协议，装置与负载设备通过握手信号建立握手关系，充电接口控制器获得负载设备允许的最大输入电压；若负载支持高于最低输出电压进行充电，装置将最低输出电压升高至负载设备所能承受的最高输入电压；若负载不支持高压充电，维持最低输出电压；
步骤S205，若装置判断出另一接口连接一负载设备；
步骤S206，装置将电源电压转化为最低输出电压输出于所有连接的负载设备；
步骤S207，根据快冲协议，装置与负载设备通过握手信号建立握手关系，充电接口控制器获得负载设备允许的最大输入电压；若后连接的负载支持高于最低输出电压进行充电，装置将最低输出电压升高至负载设备所能承受的最高输入电压；若负载不支持高压充电，维持最低输出电压；
步骤S208，若装置判断出又一接口连接一负载设备，转步骤S206。
当一接口连接的负载设备断开与接口的连接，而其余接口依然有负载连接，则负载电压判断单元(充电接口控制器根据快充协议)判断该负载设备所允许的最大输入电压，进而决定接口输出电压值为最低输出电压或所有负载设备允许的最高输入电压的最小值。
结合图2，一种智能多口快速充电系统，包括若干接口1、一负载电压判断单元2、一电压转换单元3、统计单元4、充电回路5、电源6。所述接口1用于连接负载设备；所述负载电压判断单元2用于识别负载类型并获得连接的负载设备的最高充电电压；所述电压转换单元3用于将电源电压转换至充电电压；所述统计单元4用于记录所连接负载设备所允许的最高输入电压并按照从大到小的顺序进行排列；所述充电回路5用于电信号的传输；所述电源6用于提供电压。所述所有接口1与一负载电压判断单元2电连接；所述一负载电压判断单元2与电压转换单元3电连接；所述电压转换单元3与开关2连接。
具体地，所述接口1为市面上常见接口。所述电压转换单元3用于将电源6输出的电压提升至一较大电压值，满足负载设备在较短的时间内完成充电。所述的负载电压判断单元2中设置一协议，该协议为快充协议，例如VOOC闪充协议、Pump Express Plus协议、Max Charge协议、Quick Charge协议等。装置通过该协议可自动识别充电设备类型，并通过充电协议与设备握手，即设备装置与负载设备交换信息(通讯)，双方采用快冲协议来交换数据。完成上述识别功能的为充电接口控制器，设置于系统中，用来根据协议识别负载设备的最高输入电压。
所述统计单元4记录负载设备允许的最大输入电压值，并按照从大到小的顺序排列。为实现上述功能，每一接口都设置一唯一的ID信息，统计单元4的工作方式如图3所示，下表为接口信息及接口连接的负载信息。在图3中，系统共有6个接口，其中第1、3、4、6接口接入负载。且介入顺序为3、1、6、4，当负载电压判断单元2判断出第3接口接入的负载1支持最大输入电压为20V时，接口的输出电压为20V；当第1接口接入的负载2支持最大输入电压为12V时，统计单元判断出该负载的最大输入电压小于负载1的最大输入电压的20V，接口的输出电压降压至12V；当第6接口接入的负载3支持最大输入电压为12V时，统计单元判断出该负载的最大输入电压等于原输出电压值，接口的输出电压依然为12V；当第4接口接入的负载4支持最大输入电压为5V时，统计单元判断出该负载的最大输入电压小于签一输出电压值，接口的输出电压降压至5V。图示中①②③④代表接口输出电压值的顺序。
序号 接口对应的ID信息 负载允许的最大输入电压
1 3 20V
2 1 12V
3 6 12V
4 4 5V
为了提高充电效率，节约成本，设置所有接口在输出电压时保持电压值一致，或者为预先设定于系统的最低输出电压(例如5V)，或者为所连接负载中允许的最大输入电压的最小值。
本发明并不局限于大于5V的快婿充电情形，若负载最大输入电压小于所举5V的例子，本发明所涉及的产品依然可以使用。

Claims (8)

1.一种多口快速充电方法，采用若干接口、一个电压转换单元实现，其特征在于，包括：
设定一最低输出电压；
所有接口输出电压保持一致；
若有负载设备连接，判断该负载是否支持高于最低输出电压充电；
若有一负载不支持高于最低输出电压进行充电，接口输出最低输出电压；
若所有负载均支持高于最低输出电压进行充电，接口输出经电压转换单元升高的输出电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断负载设备是否支持高于最低输出电压的电压值充电前，接口输出最低输出电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若负载设备在以高于最低输出电压的电压值充电，后连接的负载设备连接时，接口输出电压先降至最低输出电压。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经电压转换单元升高的输出电压为连接于接口的所有负载设备最高输入电压中的最低值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括一负载电压判断单元，用于识别负载类型并获得连接的负载设备的最高充电电压。
6.一种实现上述权利要求任意一项所述方法的装置，其特征在于，包括若干接口、一负载电压判断单元、一电压转换单元、一统计单元、一充电回路、一电源；
所述接口用于连接负载设备；
所述负载电压判断单元用于识别负载类型并获得连接的负载设备的最高充电电压；
所述统计单元用于记录负载设备的最高充电电压并比较；
所述电压转换单元用于对电源电压进行升压操作；
所述充电回路用于电信号的传输；
所述电源用于提供电压。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述所有接口输出的电压相同且为所有连接的负载设备输入电压的最小值。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电压转换单元将电源电压升高至连接于接口的所有负载设备最高输入电压中的最低值。
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