CN107069843A - 短路保护充电接口及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种短路保护充电接口及其控制方法。该充电接口包括：电阻检测电路，用于检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；电源开关电路，用于接通或断开充电接口与电源的连接；控制单元，分别与电阻检测电路、电源开关电路连接，用于：根据电阻检测电路的检测信号结果，控制电源开关电路接通或断开。根据本申请实施例提供的技术方案，通过带有电阻检测电路、电源开关电路和控制单元的充电接口，能够解决充电接口正极和地短接充电而引起的设备损坏问题。

Description

短路保护充电接口及其控制方法

技术领域

本公开一般涉及充电领域，尤其涉及短路保护充电接口及控制方法。

背景技术

目前，充电领域的接口趋于小型化，带来了携带和安装的便利，而小型化使得正极和地之间的间距缩短，带来了易引发电源正极与地的短接的问题。

例如，Micro USB母座开口小，外物进入后容易卡在里面。电源和地之间的间距小于1mm，使得金属屑等杂质很容易导致母座的电源短路到地。此时，外部的Micro USB公头插入充电，如不及时清理该短路杂质，将导致充电器的短路，大电流流过Micro USB插座的电源和地的触点，形成高温将造成焊盘熔解、外壳烧融或被充电设备损坏等不良后果。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种具备短路保护的充电接口，为了实现上述目的，提供一种短路保护充电接口及其控制方法。

第一方面，提供一种短路保护充电接口，充电接口包括：

电阻检测电路，用于检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；

电源开关电路，用于接通或断开充电接口与电源的连接；

控制单元，分别与电阻检测电路、电源开关电路连接，用于：

根据电阻检测电路的检测信号结果，控制电源开关电路接通或断开。

第二方面，提供一种用于上述短路保护充电接口的控制方法，该控制方法包括：

检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；

判断电阻检测电路检测的电阻值是否大于预设值，若大于预设值则，接通充电接口与电源的连接，否则，保持充电接口与电源断开。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过带有电阻检测电路、电源开关电路和控制单元的充电接口，能够解决充电接口正极和地短接充电而引起的设备损坏问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例的短路保护充电接口的示例性电路图；

图2示出了根据本申请实施例的短路保护充电接口的控制方法的示例性流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，示出了根据本申请实施例的短路保护充电接口的示例性电路图。

如图1所示，提供一种短路保护充电接口，充电接口包括：

电阻检测电路，用于检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；

电源开关电路，用于接通或断开充电接口与电源的连接；

控制单元U2，分别与电阻检测电路、电源开关电路连接，用于：

根据电阻检测电路的检测信号结果，控制电源开关电路接通或断开。

电源开关电路缺省是断开的，此时，没有电流导通。当被充电设备接入充电接口时，先检测设备充电接口电源和地之间的电阻，根据电阻值判断是否存在短路现象。若短路，则不导通电流；否则电源开关导通电流回路，实现通电目的。

优选地，电阻检测电路包括运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，第三电阻R3的第一端与电源正极连接，第三电阻R3第二端与第二电阻R2的第一端、运算放大器U1的负输入端连接，第二电阻R2的第二端与电源地连接，第一电阻R1的第一端与运算放大器U1的正输入端、充电接口J9的地引脚1连接，第一电阻R1的第二端与电源地连接，第四电阻R4的第一端与电源正极VCC连接，第二端与充电接口的正极引脚5连接，运算放大器U1的输出端与控制单元U2连接。

可见，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、充电接口J9的1引脚和5引脚构成了一个电桥，用于测量充电接口J9的1引脚和5引脚之间的电阻值。通过运算放大器负输入端和正输入端的压差可以计算出充电接口J9的1引脚和5引脚之间的电阻Rx，其计算公式如下：

Rx＝R3/(VAD/(A×VCC)+R4/(R2+R4))-R1-R3 (1)

其中，R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值，A为运算放大器的U1的放大倍数，VAD为控制单元U2的AD引脚上的电压值，即运算放大器U1的输出，VCC为充电电压值。

在一些优选实施例中，电源开关电路包括：第一场效应开关管Q1和第二场效应开关管Q2，第一场效应开关管Q1的源极与电源地连接，漏极与充电接口的地引脚连接，栅极与控制单元连接；第二场效应开关管Q2的漏极与电源正极连接，源极与充电接口的正极引脚连接，栅极与控制单元连接。控制单元的GPIO口连接场效应管的栅极，控制场效应管的导通与截止。

该电源开关电路缺省状态将GPIO_1置低电位，场效应管Q1截止，缺省状态GPIO_2置高电位，场效应管Q2截止，充电接口无输出电压，便于测量电阻。控制单元U1通过公式1计算得出充电接口J9的1引脚和5引脚之间的电阻值，如果测量值小于预定的阻值(比如10Ω)，可以判定J9或者与其配合的充电插座的电源和地短路，不能供电。所有GPIO口保持原样。如果测量的阻值大于设定值则确定充电口电源和地没有短路。控制单元U2将GPIO_1置高，GPIO_2置低，使得Q1和Q2导通，开始供电。

优选地，第一场效应开关管Q1为N型场效应管，第二场效应开关管Q2为P型场效应管。此处的场效应管Q1和Q2可采用双极型三极管。相对双极型三极管而言场效应管的过电流相对较大、噪声也小。

有选地，控制单元U2为单片机。上述实施例中给出了控制单元为单片机的方案。

优选地，充电接口为Micro USB充电接口、Lighting接口或圆心电源接口。

本申请的短路保护涉及的各电路可设置于各种类型的充电接口，例如Micro USB接口、苹果的Lighting接口或者常用于9V充电的圆心电源接口。对于上述几种接口而言，与其对应的充电插座的凹陷部分容易进入杂物导致电源正极与地的短路。充电时，如不及时发现将烧坏设备。在充电接口设置本申请的用于短路保护的电阻检测电路、电源开关电路和控制单元后，将防止充电损坏的发生。

图2示出了根据本申请实施例的短路保护充电接口的控制方法的示例性流程图；

如图2所示，在步骤101中，检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值。

在该步骤，通过检测充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值、判断是否发生短路。需要说明的是充电接口与电源的断开状态为缺省状态，也就是进行上述检测时，电接口与电源是断开状态。

接着，在步骤102中，判断电阻检测电路检测的电阻值是否大于预设值，若大于预设值则，接通充电接口与电源的连接，否则，保持充电接口与电源断开。通过设定判断短路电阻值即预设值，与检测的电阻值进行比较的方式判断是否短路。进一步，若发生短路可进行声光报警，以提醒使用者清理插座的杂物。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种短路保护充电接口，其特征在于，所述充电接口包括：

电阻检测电路，用于检测所述充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；

电源开关电路，用于接通或断开所述充电接口与电源的连接；

控制单元，分别与所述电阻检测电路、所述电源开关电路连接，用于：

根据所述电阻检测电路的检测信号结果，控制所述电源开关电路接通或断开。

2.根据权利要求1所述的充电接口，其特征在于，所述电阻检测电路包括：

运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，所述第三电阻的第一端与电源正极连接，所述第三电阻第二端与第二电阻的第一端、所述运算放大器的负输入端连接，所述第二电阻的第二端与电源地连接，所述第一电阻的第一端与所述运算放大器的正输入端、充电接口的地引脚连接，所述第一电阻的第二端与所述电源地连接，所述第四电阻的第一端与电源正极连接，第二端与所述充电接口的正极引脚连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的充电接口，其特征在于，所述电源开关电路包括：

第一场效应开关管和第二场效应开关管，所述第一场效应开关管的源极与所述电源地连接，漏极与所述充电接口的地引脚连接，栅极与所述控制单元连接；所述第二场效应开关管的漏极与所述电源正极连接，源极与所述充电接口的正极引脚连接，栅极与所述控制单元连接。

4.根据权利要求3所述的充电接口，其特征在于，所述第一场效应开关管为N沟道型场效应管，所述第二场效应开关管为P沟道型场效应管。

5.根据权利要求1所述的充电接口，其特征在于，所述控制单元为单片机。

6.根据权利要求1所述的充电接口，其特征在于，所述充电接口为Micro USB接口、Lighting接口或圆心电源接口。

7.一种用于所述权利要求1-6任一项所述短路保护充电接口的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测所述充电接口的电源正极引脚与地引脚之间的电阻值；

判断所述电阻检测电路检测的电阻值是否大于预设值，若大于预设值则，接通所述充电接口与所述电源的连接，否则，保持所述充电接口与所述电源断开。