CN107863792B - 充电控制方法及充电器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电控制方法及充电器，其中，充电控制方法包括：检测各充电接口是否有用电器接入；当检测到有用电器接入充电接口时，获取连接有用电器的充电接口及数量；根据获取的数量，调节连接有有用电器的充电接口的电压和/或电流，当检测到用电器数量为单个时，发送快充信号控制连接有用电器的充电接口的电压；当检测到用电器数量为两个时，发送普充信号，控制所有充电接口的电流。本申请根据插入充电器的用电器数量自动控制充电器输出模式，使得充电器接口的输出模式不固定，充电器两个接口单独使用时均可按照快充模式输出，既便于使用，又能增加设备的使用寿命。

Description

充电控制方法及充电器

技术领域

本申请涉及电器领域，尤其涉及一种充电控制方法及充电器。

背景技术

现有的双口充电器一个接口固定为快充接口，另一个接口为普通充电接口，且两个接口既不能切换使用也不可同时使用。当快充接口使用时，普通接口不得不闲置，或者当普通接口使用时，快充接口不得不闲置，使得设备使用率低，使用不便。而当两个接口只能选择其中一个使用时，这就必然导致使用频率较高的一个接头磨损严重，降低设备的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种充电控制方法及充电器，旨在解决现有双接口充电器快充接口与普通接口既无法相互切换也不能同时使用，从而导致的充电器使用不便及使用寿命降低的问题。

一种充电控制方法，包括两个接口，其中，所述充电控制方法包括：

检测各充电接口是否有用电器接入；

当检测到有用电器接入充电接口时，获取连接有用电器的充电接口及数量；

根据获取的数量，调节连接有有用电器的充电接口的电压和/或电流，当检测到用电器数量为单个时，发送快充信号控制连接有用电器的充电接口的电压；当检测到用电器数量为两个时，发送普充信号，控制所有充电接口的电流。

所述的充电控制方法，其中，检测各充电接口是否有用电器接入包括：

检测是否接收到有用电器接入充电接口时，对应充电接口发出的反馈信号。

所述的充电控制方法，其中，调节连接有用电器的充电接口的电压和/或电流具体为：

当插入充电接口的用电器为单个时，发送快充信号调整连接有用电器的充电接口的电压；

当插入充电接口的用电器为两个时，发送普充信号，调整所有充电接口的电流。

所述的充电控制方法，其中，当充电接口接入的用电器数量为单个时，还包括：

检测接入用电器数量是否增加，若增加，则发出普充信号，调整所有充电接口的电流。

所述的充电控制方法，其中，发出普充信号前还包括，控制所有充电接口停止输出，并控制为充电接口供电的电源输出端放电，且在第一预定时间内维各充电接口停止输出及放电。

所述的充电控制方法，其中，当充电接口插入用电器数量为两个时，还包括：

检测是否有单个用电器拔出，若有，则控制所有充电接口在第二预定时长内停止输出，并在第二预定时长后发送快充信号，控制连接有用电器的充电接口的电压。

所述的充电控制方法，其中，发送快充信号，控制连接有用电器的充电接口的电压具体为：控制该充电接口的电压与所述用电器额定充电电压相匹配。

所述的充电控制方法，其中，发送普充信号，控制所有充电接口的电流具体包括，控制所述两个充电接口的总输出电流值大于单个用电器接入时对应充电接口的电流值。

一种充电器，包括：

充电接口，所述充电接口为两个；

电源管理模块，与各充电接口电连接，用于为各充电接口提供直流电；

控制模块，分别与所述电源管理模块及充电接口电连，当只有一个充电接口接入用电器时，发出快充信号，当两个充电接口都接入用电器时，发出普充信号；

参数调节模块，用于当接收到快充信号时，调节电源管理模块提供给连接有用电器的充电接口的直流电的电压；当接收到普充信号时，调节电源管理模块提供给所有充电接口的直流电的电流。

所述的充电器，其中，所述参数调节模块包括电压调节单元，用于当接收到快充信号时，调节电源管理模块提供给连接有用电器的USB充电接口的电压；所述参数调节模块还包括电流调节单元，用于当接收到普充信号时，调节电源管理模块提供给所有USB充电接口的直流电的电流。

本发明所给出的充电控制方法及充电器，当接口插入用电器时，向内部的控制芯片发送反馈信号，控制芯片根据反馈信号判断接入用电器的数量，当只有一个接口接入用电器时，控制芯片发出快充信号，控制电压调节单元工作，控制该接口以快充模式输出；当先后插入两个用电器时，控制芯片控制对应接口停止充电1秒后，两个接口同时切换为普充模式输出；当两个用电器同时接入时，控制芯片发出普充信号，控制电压调节单元关闭，电流调节单元工作，两个接口均按普充模式输出；当普充模式下，拔出一个用电器时，控制芯片控制所有充电接口停止输出并保持500毫秒后，控制另一充电接口按快充模式输出。

这样，充电器的可以自动识别接入充电接口的用电器数量以及接入用电器的接口，并据此控制充电器的输出模式，使得各接口的输出模式不固定，并且做到两个接口任意一个单独接入充电器均可实现快充模式，既便于使用，又使得各接口使用频率大体相同，不会出现由于接口功能的限制，导致某一接口过度磨损从而降低设备使用寿命的问题。不同充电模式切换时，先中断输出一个预定时间，再按照切换后的充电模式输出，对设备起到保护作用。通过设置电流调节单元，使得充电器处于普通充电模式下，总输出电流值增加，以确保普通输出模式下充电速度不受影响。

附图说明

图1为本发明实施例一中，充电控制方法的流程图；

图2为本发明实施例二中，充电控制电路的原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一

本实施例所提供的充电控制方法，如图所示，包括步骤：

S100、检测是否有充电器接入。

当充电接口插入用电器时，充电器内的控制模块接收来自该充电接口的反馈信号。

本实施例中，充电器包括两个充电接口，充电接口插入用电器时，控制模块会接收该充电接口发射的反馈信号,从而判断是有用电器接入。当接收到反馈信号时，进入步骤S110。

S110、获取用电器数量及充电接口，并判断接入的用电器数量是否为一个。

控制模块根据接收到的反馈信号获取用电器的数量及连接有用电器的接口，并判断接入的用电器数量是否为单个。

具体地，控制芯片根据接收到的反馈信号是否唯一判断接入用电器的数量，当反馈信号唯一时，则表明接入的用电器数量为单个，若接收到两个反馈信号，则用电器数量为两个，即，充电器的两个充电接口均有用电器接入。

当插入充电器的用电器数量为单个时，进入步骤S120，若用电器数量为两个，则进入步骤S160。

S120、控制充电接口按快充模式输出。

当两个接口中任意一个连接有用电器时，控制模块发送快充指令，控制连接有用电器的充电接口的输出电压，此时充电接口按快充模式输出。

控制充电接口的输出电压具体为，根据接入的用电器额定充电电压，自动调整对应充电接口的输出电压，使得该充电接口的输出电压与用电器额定充电电压相匹配。快充模式下，充电接口可按5V3A、9V2A、12V1.5A三个档位输出电压。

由于充电器两个充电接口中任意一个接入用电器时，均可实现快充模式，因而，两个充电接口使用频率基本相同，不会出现因使用快充模式充电的偏好，而不得不频繁的使用具有快充功能的固定接口，导致该接口磨损严重，降低充电器寿命的问题。这样就使得两个充电接口使用频率基本相同，磨损程度不会出现严重偏差，从而增加了设备的使用寿命。

S130、判断接入充电接口的用电器数量是否增加。

当单个充电接口以快充模式输出时，如果检测到另一闲置的充电接口有反馈信号时，则表明该闲置接口有新的用电器接入，即接入充电接口的用电器数量增加到两个，则则进入步骤S140；若未接收到来自该闲置接口的反馈信号，则继续执行步骤S120，充电接口仍按照快充模式输出。

S140、充电接口停止输出。

在快充模式下，控制模块检测到闲置充电接口有新的用电器接入后，控制两个充电接口同时停止输出，并控制给充电接口供电的电源输出端持续放电1秒，用于将残余电流释放，以免损伤用电器。

S150、控制充电接口切换至普通模式输出。

充电接口中止输出1秒后，控制模块发送普充信号，控制充电器内部的电流调节单元导通，两个充电接口同时按照普通模式输出。电流调节单元通过设置分流电阻，使得两个充电接口总输出电流最大值增加到3.6A。在普通模式下，两个充电接口同时给对应的充电器充电，且输出的电压均为5V，总输出电流最大值为3.6A，总输出功率最大为18W。

现有的双接口充电器当两个充电接口同时工作时，单个充电接口的电流会偏低，从而影响正常充电速度。而本实施例中，由于电流调节电路的作用，使得两个接口总输出电流增大，电流最大值大于快充模式下单个充电接口的输出电流，因而能够避免双接口同时输出时单个接口电流下降，导致充电速度过慢的问题。

S160、检测是否有单个用电器拔出。

当两个充电接口均按照普通模式输出时，若此时拔出其中一个用电器，若检测到该接口的反馈信号丢失，则表明其中一个充电接口的用电器拔出，进入步骤S170，若无用电器拔出，则歌充电接口继续保持普通模式输出。

S170、充电接口中断输出，电流调节电路断开。

控制所有充电接口输出中断500毫秒，同时，电流调节电路关闭，返回步骤S110。若在充电输出接口中断输出的500毫秒内，闲置的充电接口无新的用电器接入，则进入步骤S120，充电接口按快充模式输出；若期间有新的用电器插入到该闲置接口，则由步骤S110进入步骤S160，充电接口按普通模式输出。

本实施例中，充电接口为USB充电接口，在本申请其他实施例中，充电接口还可以是其他形式的接口。本实施例给出的充电控制方法，当两个充电接口任一一个单独接入用电器时，发送快充信号控制该接口的输出电压，使之与用电器的充电电压相匹配，即充电接口按快充模式输出；当两个充电接口均有用电器接入时，发送普充信号控制所有接口的输出电流，使两个充电接口的总电流增大(大于快充模式下的电流)，即充电接口按普充模式输出。当普充模式下，闲置的充电接口有用电器接入时，控制两个接口均停止输出1秒，并控制给充电接口供电的电源输出端放电，1秒后控制两个接口按普充模式输出。当普充模式下，两个用电器有一个拔出充电接口，则控制所有充电接口停止充电500毫秒，并在500毫秒后控制连接有用电器的充电接口按快充模式充电。

实施例二

基于上述实施例，本申请还给出了一种充电器，充电器内的PCB板上设有充电器，图2所示，充电器包括两个USB充电接口，控制模块，电源管理模块4，参数调节模块。当参数调节模块接收到控制模块发送的快充信号时，调节电源管理模4块提供给连接有用电器的USB充电接口的直流电的电压，即控制该USB充电接口按快充模式输出；当参数调节模块接收到控制模块发送的普充信号时，调节电源管理模块提供给所有USB充电接口的直流电的电流，控制所有USB充电接口均按照普充模式输出。其中，两个USB充电接口分别为第一接口1及第二接口2，控制模块包括控制芯片，控制芯片分别与第一接口1及第二接口2电连。电源管理模块4的输出端分别与第一接口1及第二接口2的电源输入端电连。电源管理模块4包括与外接电源连接的输出整流及滤波电路40、高频变压器41、电源管理芯片42、输出整流及滤波电路43；输入整流及滤波电路40用于连接外接电源，其输出端与高频变压器41的输入端电连接，高频变压器41的输出端与输出整流及滤波电路43的输入端电连接，输出整流及滤波电路43用于给各USB充电接口提供直流电；电源管理芯片42与高频变压器41控制端电连，用于控制高频变压器输出端的电压。

参数调节模块包括电压调节单元及电流调节单元5，电压调节单元与控制模块及电源管理模块4电连接，当电压调节单元接收到控制模块发出的快充信号时，调节电源管理模块提供给连接有用电器的USB充电接口的电压，从而控制该USB充电接口按快充模式输出；电流调节单元与控制模块及电源管理模块电连接，当电流调节单元接收到控制模块发出的普充信号时，调节电源管理模块提供给所有USB充电接口的直流电的电流。

具体地，如图2所示，第一接口1及第二接口2的电源输入端与输出整流及滤波电路43的输出端电连接，且第一接口1及第二接口2并联连接。电压调节单元包括第一子电压调节单元31及第二子电压调节单元32，第一子电压控制单元31用来调节第一接口1的电压，第二子电压调节单元32用来调节第二接口2的电压。控制芯片的4引脚及5引脚分别与第一接口1及第二接口2的电源输入端连接，当第一接口1有用电器接入时，控制芯片的4引脚会接收到有用电器接入的反馈信号，同样的，当第二接口2有用电器接入时，控制芯片的5引脚会收到反馈信号。控制芯片的4引脚及5引脚通过是否接收到反馈信号来判断是否有用电器接入以及获取对应的充电接口和接入的用电器数量。输出整流及滤波电路43的输出端分别通过两个输出控制开关与第一接口1及第二接口2的电源输入端电连。其中，两个输出控制开关分别为开关K1及开关K2。具体地，输出整流及滤波电路43的输出端正极通过开关K1与第一接口1电源输入端正极电连，通过开关K2与第二接口2电源输入端正极电连，开关K1及开关K2的控制端分别与控制芯片电连。

输出整流及滤波电路43负极通过电阻R1分别与第一接口1及第二接口2的电源输入端负极电连，电流调节单元5与电阻R1并联，电流调节单元5包括分流电阻，以及与分流电阻串联的输出控制开关，即图2中的开关K5。开关K5的控制端与控制芯片的3引脚电连，通过控制芯片的3引脚发出控制指令控制开关K5的断开及闭合。具体地，如图2所示，分流电阻包括相互串联的电阻R2、R3，由于串联的电阻R2、R3再与电阻R1并联，起到增大干路输出电流的作用。电源管理芯片42还与电流调节单元5电连，当控制芯片发送普充指令控制开关K5闭合时，电流调节单元5改变各充电接口的电流。同时，电源管理芯片42通过检测流经电流调节单元5的电流大小，判断输出电流是否过载，从而控制电源管理模块4输出端的输出状态，当检测到流经电流调节单元5的电流值超过预定阀值时，则控制输出整流及滤波电路43停止工作，充电器停止输出，以此实现过流保护的作用。

如图2所示，控制芯片的2引脚通过开关K7分别控制开关K1及开关K8的闭合及断开，开关K8与第一电压调节单元31电连，用来控制第一电压调节单元31工作，控制芯片的2引脚还可以通过开关K4控制第二电压调节单元32停止工作。第一电压调节单元31还分别与输出整流及滤波电路43的输出端及电源管理芯片42电连。控制芯片的6引脚可以通过开关K9分别控制开关K10及开关K2的通断，开关K10与第二电压调节单元32电连，用来控制第二电压调节单元32工作，控制芯片的6引脚还可以通过开关K3控制第一电压调节单元31停止工作。第二电压调节单元32还分别与输出整流及滤波电路43的输出端、电源管理芯片42电连。

本实施例中，充电器的工作过程如下，快充模式：当充电器只有第一接口1接入用电器时，控制芯片的4引脚接收到反馈信号，2引脚发出快充信号，控制开关K7、K8导通，第一电压调节单元31开始工作，并通过开关K4控制第二电压调节单元32不工作，同时控制开关K1导通。第一电压调节单元31根据接入的用电器额定充电电压改变节点电压值VFB，电源管理芯片42通过采集节点电压值VFB，控制输出整流及滤波电路43以快充模式输出。具体地，第一电压调节单元31根据用电器额定充电电压控制节点电压VFB变化，节点电压VFB可以根据接入的用电器按三个不同档位进行变化，电源管理芯片42根据节点电压VFB控制输出整流及滤波电路43的输出电压，从而控制第一充电接口1按照5V3A、9V2A、12V1.5A三个电压档位输出。

当只有第二接口2有用电器接入时，控制芯片的5引脚接收到反馈信号，6引脚发出快充信号控制开关K9、K10导通，第二电压调节单元32开始工作，同时通过开关K3控制第一电压调节单元31不工作，并控制开关K2导通。第二电压调节单元32根据接入充电器的充电电压使得节点电压VFB改变，电源管理芯片42通过获取节点电压值VFB，控制输出整流及滤波电路43按快充模式输出。具体地，第二电压调节单元32根据用电器额定充电电压的不同，改变节点电压VFB，节点电压VFB可以有三个档位变化，电源管理芯片42根据节点电压VFB的电压变化，从而控制输出整流及滤波电路43的输出电压，使得第二接口2按照5V3A、9V2A、12V1.5A三个电压档位输出。

普充模式：

当第一接口1及第二接口2同时有用电器接入时，控制芯片的4引脚及5引脚同时接收到反馈信号，此时，控制芯片的2引脚发出控制指令，控制开关K7及开关K1闭合，开关K8断开，控制开关K4使得第二电压调节单元32不工作；同时，控制芯片的6引脚发出普控制指令，控制开关K9、K2闭合，开关K10断开，并控制开关K3使得第一电压调节单元31不工作；同时，控制芯片的3引脚发出普充信号，控制开关K5闭合，电流调节单元5的分流电阻导通，整流及滤波电路43输出端按照普充模式输出，即，输出电压为5V，最大输出功率18W，最大输出电流增加到3.6A，即，第一接口1与第二接口2的总电流最大为3.6A，输出总功率最大为18W，且各充电接口均按照5V电压输出。由于电流调节单元5的作用，两个充电接口输出总电流最大值增加到3.6A，避免两个充电接口同时使用时，无法达到快充模式下的电流值，从而影响充电速度。

由快充模式切换至普充模式：当充电器正以快充模式充电时，即第一接口1或第二接口2其中之一接有用电器，另一个接口闲置，若此时该闲置接口有用电器接入，则控制芯片将控制充电器由快充模式转换至普充模式。以下仅以第一接口1在先接入充电器的情况为例进行阐述：当第一接口1按照快充模式工作，而第二接口2有用电器后接入时，控制芯片的5引脚接收到来自第二接口2的反馈信号，控制芯片的2引脚控制开关K7、K1及K8断开，第一接口1停止输出。同时，控制芯片的7引脚发出控制指令，控制开关K6闭合，使得输出整流及滤波电路43输出端正极放电，将残留的电流导出，保护用电器不受损害，并在1秒后控制开关K6断开，控制充电器切换至普充模式输出。即，控制芯片的2引脚发出指令，控制开关K7及开关K1闭合，控制开关K4使得第二电压调节单元32不工作；控制芯片的6引脚发出控制指令，控制开关K9、K2闭合，控制开关K3使得第一电压调节单元31不工作；同时，控制芯片的3引脚发出普充信号，控制开关K5闭合，电流调节单元5的分流电阻导通，整流及滤波电路43输出端按照普充模式输出。

此外，本实施例中，还包括由普充模式切换至快充模式：当第一接口1及第二接口2同时工作时，若其中一个接口的用电器拔出，而另一接口仍连有用电器时，充电器切换至快充模式。下面以普充模式下，第一接口1的用电器拔出的情况为例加以说明。当第一接口1的用电器拔出时，控制芯片的3引脚发出控制指令，控制开关K5断开，控制芯片的7引脚发出指令，控制开关K6闭合，使得输出整流及滤波电路43输出端正极放电，保护用电器不受损害。开关K6闭合到达500毫秒后，控制芯片的7引脚发出指令，控制开关K6断开，同时6引脚发出快充信号，控制开关K2、K9、K10导通，第二电压调节单元32开始工作，并同时通过开关K3控制第一电压调节单元31不工作。第二电压调节单元32改变节点电压VFB，电源管理芯片42通过采集节点电压VFB，控制输出整流及滤波电路43输出端的电压，使得第二接口2按快充模式输出。

本发明所给出的充电控制方法及充电器，当接口插入用电器时，向内部的控制芯片发送反馈信号，控制芯片根据反馈信号判断接入用电器的数量，当只有一个接口接入用电器时，控制芯片发出快充信号，控制电压调节单元工作，控制该接口以快充模式输出；当先后插入两个用电器时，控制芯片控制对应接口停止充电1秒后，两个接口同时切换为普充模式输出；当两个用电器同时接入时，控制芯片发出普充信号，控制电压调节单元关闭，电流调节单元工作，两个接口均按普充模式输出；当普充模式下，拔出一个用电器时，控制芯片控制所有充电接口停止输出并保持500毫秒后，控制另一充电接口按快充模式输出。

这样，充电器的可以自动识别接入充电接口的用电器数量以及接入用电器的接口，并据此控制充电器的输出模式，使得各接口的输出模式不固定，并且做到两个接口任意一个单独接入充电器均可实现快充模式，既便于使用，又使得各接口使用频率大体相同，不会出现由于接口功能的限制，导致某一接口过度磨损从而降低设备使用寿命的问题。不同充电模式切换时，先中断输出一个预定时间，再按照切换后的充电模式输出，对设备起到保护作用。通过设置电流调节单元，使得充电器处于普通充电模式下，总输出电流值增加，以确保普通输出模式下充电速度不受影响。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种充电控制方法，包括两个接口，其特征在于，所述充电控制方法包括：

检测各充电接口是否有用电器接入；

当检测到有用电器接入充电接口时，获取连接有用电器的充电接口及数量；

根据获取的数量，调节连接有有用电器的充电接口的电压和/或电流，当检测到用电器数量为单个时，发送快充信号控制连接有用电器的充电接口的电压，以使得连接有用电器的充电接口按快充模式输出；当检测到用电器数量为两个时，发送普充信号，控制所有充电接口的电流，以使得所有充电接口按普通模式输出。

2.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，检测各充电接口是否有用电器接入包括：

检测是否接收到有用电器接入充电接口时，对应充电接口发出的反馈信号。

3.如权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，调节连接有有用电器的充电接口的电压和/或电流具体为：

当插入充电接口的用电器为单个时，发送快充信号调整连接有用电器的充电接口的电压；

当插入充电接口的用电器为两个时，发送普充信号，调整所有充电接口的电流。

4.如权利要求3所述的充电控制方法，其特征在于，当充电接口接入的用电器数量为单个时，还包括：

检测接入用电器数量是否增加，若增加，则发出普充信号，调整所有充电接口的电流。

5.如权利要求4所述的充电控制方法，其特征在于，发出普充信号前还包括，控制所有充电接口停止输出，并控制为充电接口供电的电源输出端放电，且在第一预定时间内维各充电接口停止输出及放电。

6.如权利要求3所述的充电控制方法，其特征在于，当充电接口插入用电器数量为两个时，还包括：

检测是否有单个用电器拔出，若有，则控制所有充电接口在第二预定时长内停止输出，并在第二预定时长后发送快充信号，控制连接有用电器的充电接口的电压。

7.如权利要求3-6任一所述的充电控制方法，其特征在于，发送快充信号，控制连接有用电器的充电接口的电压具体为：控制该充电接口的电压与所述用电器额定充电电压相匹配。

8.如权利要求3-6任一所述的充电控制方法，其特征在于，发送普充信号，控制所有充电接口的电流具体包括，控制所述两个充电接口的总输出电流值大于单个用电器接入时对应充电接口的电流值。

9.一种充电器，其特征在于，包括：

充电接口，所述充电接口为两个；

电源管理模块，与各充电接口电连接，用于为各充电接口提供直流电；

控制模块，分别与所述电源管理模块及充电接口电连，当只有一个充电接口接入用电器时，发出快充信号，当两个充电接口都接入用电器时，发出普充信号；其中，控制模块用于检测是否接收到有用电器接入充电接口时，对应充电接口发出的反馈信号，并根据接收到的反馈信号获取连接有用电器的充电接口及数量；

参数调节模块，用于当接收到快充信号时，调节电源管理模块提供给连接有用电器的充电接口的直流电的电压，以使得连接有用电器的充电接口按快充模式输出；当接收到普充信号时，调节电源管理模块提供给所有充电接口的直流电的电流，以使得所有充电接口按普通模式输出。

10.如权利要求9所述的充电器，其特征在于，所述参数调节模块包括电压调节单元，用于当接收到快充信号时，调节电源管理模块提供给连接有用电器的USB充电接口的电压;所述参数调节模块还包括电流调节单元，用于当接收到普充信号时，调节电源管理模块提供给所有USB充电接口的直流电的电流。