CN106899056B - 随机快充装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子设备配件领域，尤其涉及一种随机快充装置及方法。本发明的随机快充装置，其包括至少两条支路、供电单元、检测单元以及控制器，至少两条支路均与供电单元电性连接，检测单元与控制器电性连接，控制器与供电单元电性连接，每条支路上均设置有接口，检测单元检测任一支路的接口中是否有电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器，控制器控制供电单元与插入任一支路接口中的电子设备进行握手识别，供电单元根据电子设备的快充需求对应地输出电源信号。本发明还提供一种随机快充方法。本发明的随机快充装置及方法，无需固定地设置一个快充接口，电子设备可以随机地插入任意一个接口中均实现快充功能，使用十分方便。

Description

随机快充装置及方法
【技术领域】
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种随机快充装置及方法。
【背景技术】
随着科技的发展，人们的日常生活中已经会频繁地使用电子设备，因此电子设备的电量消耗地特别快，故而电子设备需要频繁且快速地充电。
现有的充电装置都设置有一个固定的快充接口来给电子设备进行快充，但是使用者在不方便的时候很难去辨别哪个是快充接口和哪一个不是快充接口，例如：使用者在驾驶车辆时需要时刻注意路面的情况，很难去判定充电装置的快充接口是哪一个。因此，现有的充电装置存在的使用不方便的问题已经成为人们日常生活中亟待解决的关键性问题。
【发明内容】
针对现有的充电装置存在的使用不方便的问题，本发明提供一种随机快充装置及方法。
本发明解决技术问题的方案是提供一种随机快充装置，其用于给电子设备进行快充，所述随机快充装置包括至少两条支路、供电单元、检测单元以及控制器，所述至少两条支路均与供电单元电性连接，所述检测单元与控制器电性连接，所述控制器与供电单元电性连接，每条支路上均设置有接口，所述检测单元检测任一支路的接口中是否有第一个电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器控制供电单元与插入任一支路接口中的第一个电子设备进行握手识别，供电单元根据第一个电子设备的快充需求对应地输出电源信号，当第二个电子设备插入另一接口中时，检测单元检测到第二个电子设备的插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元输出的电源信号为常规电源信号。
优选地，所述随机快充装置包括至少三条支路，当第三个电子设备插入时，检测单元检测到第三个电子设备的电性插入并生成反馈信号给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元直接输出常规电源信号。
优选地，所述检测单元为至少两个，每条支路上均设置有一个所述检测单元，所述检测单元一端与接口连接，另一端与供电单元连接，所述检测单元检测其所在支路的接口中是否有电子设备电性插入。
优选地，所述接口包括D+、D－、V+以及V－四个电极，所述D+、D－、V+以及V－电极依次与检测单元、供电单元连接，每个接口的D+、D－、V+以及V－电极一一对应共接至其他接口的D+、D－、V+以及V－电极；或所述接口包括D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2六个电极，所述D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极依次与检测单元、供电单元连接，每个接口的D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极一一对应共接至其他接口的D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极。
优选地，所述供电单元与插入任一支路的接口中的第一个电子设备进行握手识别，当第一个电子设备支持快充时，供电单元根据电子设备的快充需求对应输出电源信号；当第一个电子设备不支持快充时，供电单元无法获取电子设备的快充需求，供电单元输出常规电源信号至电子设备从而对插入的电子设备进行普通充电。
优选地，所述随机快充装置为移动电源或者车载充电器。
优选地，所述电子设备为手机、可充电耳机、平板电脑或者笔记本电脑。
本发明还提供一种随机快充方法，其用于给电子设备进行快充，所述随机快充方法包括以下步骤：检测到随机电性插入的第一个电子设备；与随机插入的第一个电子设备进行握手识别以获取第一个电子设备的快充需求；根据第一个电子设备的快充需求对应输出电源信号；检测到第二个电子设备的电性插入；及输出常规电源信号。
优选地，所述随机快充方法进一步包括以下步骤：检测到第N个电子设备的电性插入，N＞2，且N为整数；及输出常规电源信号。
与现有技术相比，本发明的随机快充装置，其用于给电子设备进行快充，其包括至少两条支路、供电单元、检测单元以及控制器，所述至少两条支路均与供电单元电性连接，所述检测单元与控制器电性连接，所述控制器与供电单元电性连接，每条支路上均设置有接口，所述检测单元检测任一支路的接口中是否有电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器控制供电单元与插入任一支路接口中的电子设备进行握手识别，供电单元根据电子设备的快充需求对应地输出电源信号。电子设备可以随机地插入随机快充装置的任意一个接口中实现快充功能，不再需要插入固定的接口才能实现快充，使用十分方便。特别是在车载充电器领域，使用者在驾驶车辆的时候不方便去辨别哪个是指定的快充接口和哪一个不是快充接口，本发明的随机快充装置提供一种盲插的方式，使使用者使用起来更加方便和安全。
另外，本发明的随机快充装置在第二个电子设备插入另一接口中时，检测单元检测到第二个电子设备的插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元输出的电源信号为常规电源信号。本发明的随机快充装置既可以保证快充的功能，又能避免多个接口均同时进行快充时出现的输出功率过高、产生的热能过大而导致充电设备爆炸或者烧伤使用者的不安全事故发生，其具有良好的安全性能。
与现有技术相比，本发明的随机快充方法，其用于给电子设备进行快充，其包括以下步骤：检测到随机电性插入的电子设备；与随机插入的电子设备进行握手识别以获取电子设备的快充需求；及根据电子设备的快充需求对应输出电源信号。
本发明的随机快充方法可以使电子设备随机地插入都能实现快充功能，不再需要插入固定的快充接口才能实现快充，使用十分方便。同时，本发明亦提供根据充电设备插入后的反馈信号来确认该待充电设备属于哪一种协议下的充电需求，从而可以提供不同的电压信号给具有不同充电协议的充电设备。
另外，本发明的随机快充方法在检测到超过一个电子设备都同时插入时，输出的是常规电源信号，避免了两个或者多个电子设备同时进行快充时导致电源输出功率过高、产生的热量过高而引发起火、爆炸等安全性问题，其具有良好的安全性能。
【附图说明】
图1是本发明的随机快充装置的结构示意图。
图2是本发明的随机快充装置的变形实施例的结构示意图。
图3是本发明的随机快充装置的又一变形实施例的结构示意图。
图4是本发明的随机快充方法的流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，本发明的随机快充装置10，其用于给电子设备进行快充，其包括至少两条支路、供电单元17和控制器15，至少两条支路共接后与供电单元17电性连接，在本发明中，共接指的是至少两条支路均先汇聚到其中一条支路上后再与其他单元连接。所述控制器15与供电单元17电性连接并可控制供电单元17对随机快充装置10输出的电源信号进行调整，每条支路上设置有接口11和检测单元13，所述检测单元13一端与接口11连接，一端与供电单元17连接，所述检测单元13还与控制器15连接，检测单元13可检测所在支路上的接口11是否有电子设备电性插入并反馈给控制器15，控制器15接收到检测单元13的反馈信号后控制供电单元17调整随机快充装置10的电源信号，供电单元17按照电子设备的快充需求输出对应的电源信号。作为优选的，所述随机快充装置10可提供12V和24V两种超高输出电压，输出功率高达36W，且其耐压超过40V，具有充电速度快、安全性好的优点。控制器15可控制供电单元17与任意一条支路上插入的电子设备进行握手识别，供电单元17根据任意一条支路上插入的电子设备的快充需求对应输出电源信号以实现快充。优选的，供电单元17中设置有电源管理模块(图未示)，电源管理模块可与电子设备进行握手识别并控制输出对应的电源信号。因此，电子设备可任意插入一个支路的接口11中，该接口11所在支路上的检测单元13检测到有电子设备电性插入并反馈给供电单元17，供电单元17与电子设备进行握手识别并根据电子设备的快充需求对应输出电源信号，从而实现给电子设备快充。本发明的随机快充装置10的优点是无需再固定设置一个快充接口来实现快充，可以随机地插入任意一个接口11中都能实现快充功能，使用十分方便。供电单元17可以是电源适配器、可充电电池或者其他可提供电能的装置。在本发明的实施例中，电源信号为电压和/或电流。在本发明中，所述随机快充装置10优选为移动电源或者车载充电器，电子设备优选为手机、可充电耳机、平板电脑或者笔记本电脑等其他移动式充电设备。
当接口11为USBType－A接口时，每条支路的接口11均设置有D+、D－、V+以及V－四个电极，其中V+和V－电极所在通路走电源信号，D+和D－电极所在通路走数据信号，电源信号和数据信号均从接口11处先传送到检测单元13后再传送至供电单元17，供电单元17可以通过采集V+和V－电极所在通路上的电流来识别电子设备的快充协议，并根据电子设备的快充需求对应输出电源信号以实现电子设备的快充。优选的，每个接口11的D+、D－、V+以及V－电极所在通路在连接至检测单元13后均一一对应共接至其他接口11的D+、D－、V+以及V－电极所在通路。
在V+和/或V－电极所在通路上设置有开关19，当供电单元17通过采集V+、V－电极所在通路的电流与插入接口11的电子设备进行握手识别时，开关19处于连通状态；当供电单元17通过采集D+、D－电极两端的电压与插入接口11的电子设备进行握手识别时，开关19处于断开状态。优选的，每条支路在检测单元13所在位置的前后均设置有一开关19，从而保证每个接口11的V+和/或V－电极所在通路上的通信互不干扰。开关19优选为MOS管，进一步优选的，V+电极所在通路上设置P型MOS管，V－电极所在通路上设置N型MOS管。
请参考图2，作为一种变形，当接口11为USBType－C接口时，接口11进一步包括CC1电极和CC2电极，所述CC1电极和CC2电极所在通路走数据信号，供电单元17可通过采集CC1、CC2电极两端的电压来识别电子设备的快充协议，此时V+和/或V－电极所在通路上的开关处于断开状态。
请参考图3，作为另一种变形，所述随机快充装置10仅包括一个检测单元13，每条支路共接后依次与至少一个检测单元13、供电单元电性连接，检测单元13与控制器15电性连接，检测单元13可检测任一支路上的接口11中是否有电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器15，控制器15控制供电单元17与电子设备进行握手识别以获取电子设备的快充信息，供电单元17根据电子设备反馈的快充需求对应地输出电源信号。
在本发明中，快充电压为满足电子设备快充需求的输出电压，常规输出电压是电子设备普通充电状态所需的工作电压，常规输出电压要小于快充电压，例如：电子设备的常规输出电压为5V，而快充电压为10V、12V或24V等任意用于实现快速充电的电压方案。
本发明的随机快充装置10的工作过程为：
第一个电子设备随机插入一个接口11中时，该接口11所在支路上的检测单元13可以检测到有电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器15，控制器15控制供电单元17与插入的电子设备进行握手识别，同时控制开关19连通或者断开，完成握手识别后，供电单元17根据电子设备的快充需求对应地输出电源信号，控制器15控制开关19连通，从而实现电子设备快充。
当第二个电子设备插入第二个接口11中时，该接口11所在支路上的检测单元13检测到第二个电子设备的电性插入并反馈信号给控制器15，控制器15控制供电单元17输出常规输出电压，插入两个接口11中的两个电子设备均按照常规输出电压进行普通充电。
当第N个电子设备插入第N个接口11中时(N＞2且N为整数)，该接口11所在支路的检测单元13检测到第N个电子设备的电性插入后反馈给控制器15，控制器15控制供电单元17直接输出调整后的电压至第N个电子设备，不再进行电压调整，所有的接口11均按照降低后的输出电压进行普通充电。
本发明的随机快充装置10在第二个电子设备插入后即马上降低输出电压，供电单元17给两个电子设备均进行普通充电，以避免供电单元17由于输出功率过高，产生的热能过大而导致随机快充装置10本身发生故障，甚至起火，具有良好的安全性能。
作为一种选择，当第一个电性插入的电子设备不支持快充时，供电单元17无法与电子设备进行握手识别从而无法获取电子设备的快充需求，供电单元17按照设定的一常规电压值输出以给电子设备进行普通充电，该常规电压值不会超过市面上的电子设备所能承受的最大电压值。但是，当后续插入的一电子设备支持快充时，供电单元17可以与后续插入的该电子设备进行握手识别，并按照该电子设备的快充需求对应的调整输出电源信号，从而满足电子设备的快充需求。该随机快充装置10可以满足快充需求，而且不限定于第一个插入的电子设备必须支持快充的问题。
作为另一种选择，当第一个电性插入的电子设备不支持快充，而后续插入的电子设备支持快充时，随机快充装置10不再与后续插入的电子设备进行握手识别，直接输出设定的常规输出电压给电子设备进行普通充电。当满足其中一个电子设备的快充需求，而该输出电压又超过另一个电子设备所能承受的最大电压时，从而容易导致线路故障，甚至对电子设备造成损伤，该实施例的随机快充装置10就避免了这个问题的产生，所有的接口11均按照设定的常规输出电压进行常规充电。
请参考图4，本发明还提供一种随机快充方法，其用于给电子设备快充，其包括以下步骤：
步骤S1：检测到随机电性插入的电子设备；
步骤S2：与随机插入的电子设备进行握手识别以获取电子设备的快充需求；及
步骤S3：根据电子设备的快充需求对应输出电源信号。
优选地，本发明的随机快充方法还包括以下步骤：
步骤S4：检测到第一个电子设备的电性插入；及
步骤S5：根据电子设备的快充需求对应地输出电源信号。
优选地，本发明的随机快充方法还包括以下步骤：
步骤S6：检测到第二个电子设备的电性插入；及
步骤S7：输出常规电源信号。
进一步优选地，本发明的随机快充方法还包括以下步骤：
步骤S8：检测到第N个电子设备的电性插入(N＞2，且N为整数)；及
步骤S9：输出常规电源信号。
与现有技术相比，本发明的随机快充装置，其用于给电子设备进行快充，其包括至少两条支路、供电单元、检测单元以及控制器，所述至少两条支路均与供电单元电性连接，所述检测单元与控制器电性连接，所述控制器与供电单元电性连接，每条支路上均设置有接口，所述检测单元检测任一支路的接口中是否有电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器控制供电单元与插入任一支路接口中的电子设备进行握手识别，供电单元根据电子设备的快充需求对应地输出电源信号。电子设备可以随机地插入随机快充装置的任意一个接口中实现快充功能，不再需要插入固定的接口才能实现快充，使用十分方便。特别是在车载充电器领域，使用者在驾驶车辆的时候不方便去辨别哪个是指定的快充接口和哪一个不是快充接口，本发明的随机快充装置提供一种盲插的方式，使使用者使用起来更加方便和安全。
另外，本发明的随机快充装置在第二个电子设备插入另一接口中时，检测单元检测到第二个电子设备的插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元输出的电源信号为常规电源信号。本发明的随机快充装置既可以保证快充的功能，又能避免多个接口均同时进行快充时出现的输出功率过高、产生的热能过大而导致充电设备爆炸或者烧伤使用者的不安全事故发生，其具有良好的安全性能。
与现有技术相比，本发明的随机快充方法，其用于给电子设备进行快充，其包括以下步骤：
检测到随机电性插入的电子设备；
与随机插入的电子设备进行握手识别以获取电子设备的快充需求；及
根据电子设备的快充需求对应输出电源信号。
本发明的随机快充方法可以使电子设备随机地插入都能实现快充功能，不再需要插入固定的快充接口才能实现快充，使用十分方便。同时，本发明亦提供根据充电设备插入后的反馈信号来确认该待充电设备属于哪一种协议下的充电需求，从而可以提供不同的电压信号给具有不同充电协议的充电设备。
另外，本发明的随机快充方法在检测到超过一个电子设备都同时插入时，输出的是常规电源信号，避免了两个或者多个电子设备同时进行快充时导致电源输出功率过高、产生的热量过高而引发起火、爆炸等安全性问题，其具有良好的安全性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种随机快充装置，其用于给电子设备进行快充，其特征在于：所述随机快充装置包括至少两条支路、供电单元、检测单元以及控制器，所述至少两条支路均与供电单元电性连接，所述检测单元与控制器电性连接，所述控制器与供电单元电性连接，每条支路上均设置有接口，所述检测单元检测任一支路的接口中是否有第一个电子设备电性插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器控制供电单元与插入任一支路接口中的第一个电子设备进行握手识别，供电单元根据第一个电子设备的快充需求对应地输出电源信号，当第二个电子设备插入另一接口中时，检测单元检测到第二个电子设备的插入并生成反馈信号传输给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元输出的电源信号为常规电源信号。
2.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述随机快充装置包括至少三条支路，当第三个电子设备插入时，检测单元检测到第三个电子设备的电性插入并生成反馈信号给控制器，所述控制器根据该反馈信号控制供电单元直接输出常规电源信号。
3.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述检测单元为至少两个，每条支路上均设置有一个所述检测单元，所述检测单元一端与接口连接，另一端与供电单元连接，所述检测单元检测其所在支路的接口中是否有电子设备电性插入。
4.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述接口包括D+、D－、V+以及V－四个电极，所述D+、D－、V+以及V－电极依次与检测单元、供电单元连接，每个接口的D+、D－、V+以及V－电极一一对应共接至其他接口的D+、D－、V+以及V－电极；或所述接口包括D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2六个电极，所述D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极依次与检测单元、供电单元连接，每个接口的D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极一一对应共接至其他接口的D+、D－、V+、V－、CC1以及CC2电极。
5.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述供电单元与插入任一支路的接口中的第一个电子设备进行握手识别，当第一个电子设备支持快充时，供电单元根据电子设备的快充需求对应输出电源信号；当第一个电子设备不支持快充时，供电单元无法获取电子设备的快充需求，供电单元输出常规电源信号至电子设备从而对插入的电子设备进行普通充电。
6.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述随机快充装置为移动电源或者车载充电器。
7.如权利要求1所述的随机快充装置，其特征在于：所述电子设备为手机、可充电耳机、平板电脑或者笔记本电脑。
8.一种随机快充方法，其用于给电子设备进行快充，其特征在于：所述随机快充方法包括以下步骤：
检测到随机电性插入的第一个电子设备；
与随机插入的第一个电子设备进行握手识别以获取第一个电子设备的快充需求；及
根据第一个电子设备的快充需求对应输出电源信号；
检测到第二个电子设备的电性插入；及
输出常规电源信号。
9.如权利要求8所述的随机快充方法，其特征在于：所述随机快充方法进一步包括以下步骤：
检测到第N个电子设备的电性插入，N＞2，且N为整数；及
输出常规电源信号。
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