CN110571759A - 一种充电保护方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种充电保护方法，包括：测量被充电设备的充电接口的充电电压、充电电流和温升(S101)；检测充电电压是否不属于预设的电压区间，检测充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测温升是否大于预设的温升阈值(S102)；若三项中任意一项或多项的检测结果为是，断开充电器的充电通路(S103)。还提供了一种充电保护装置(1)。该充电保护方法和充电保护装置能够在充电异常时，即时断开充电通路，避免充电接口的损坏。

Description

一种充电保护方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及充电保护领域，尤其涉及一种充电保护方法和装置。
背景技术
随着智能手机等移动终端的功能越来越强大，用户频繁使用造成电量消耗的增加，移动终端的充电。制造商为了追求设备的轻薄化，选取的充电接口的尺寸越来越小，这样充电接口中各个引脚的间距会比较小。由于设备的进水、进入铁屑或碳粉等情况，充电接口中的引脚可能会短接，在为设备充电过程中会发生烧毁变形甚至引发火灾事故。
为了解决上述问题，目前的方案是：在充电接口附近增加PTC(PositiveTemperature Coefficient，正温度系数，简称PTC)电阻，当充电接口发热产生高温时，PTC电阻的温度上升导致其电阻迅速上升，限制大电流通过，从而起到了过流保护作用。
但是目前的方案存在的问题是：PTC电阻是热敏感器件，如果PTC电阻的触发温度设置过低，会出现误动作，设置过高又不能起到很好的保护作用；同时，当充电接口的温度达到PTC电阻的触发温度，PCT电阻的断开动作有一定的时延，会造成充电接口的损坏。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种充电保护方法和装置，可解决现有技术中无法在充电过程中有效的保护充电接口的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种充电保护方法，包括：
测量被充电设备的充电接口的充电电压、充电电流和温升；
检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间，检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测所述温升是否大于预设的温升阈值；
若三项中任意一项或多项的检测结果为是，断开充电器的充电通路。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述充电接口为微型通用串行总线Micro USB接口，所述检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间，检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测所述温升是否大于预设的温升阈值包括：
检测所述Micro USB接口的D-引脚、D+引脚或ID引脚上的电压是否不属于所述电压区间，检测所述Micro USB接口的VBUS引脚上的电流是否小于所述电流阈值，以及获取所述Micro USB接口设置的温度传感器测量的温度，并根据所述获取的温度检测所述充电接口的温升是否大于所述温升阈值。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述断开充电器的充电通路包括：
控制所述充电器在所述Micro USB的VBUS引脚上传输的电流通过MOS管接地。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述断开充电器的充电通路包括：
通过所述D+引脚或所述D-引脚向所述充电器发送断路指示信息，所述断路指示信息用于指示所述充电器断开充电通路。
结合第一方面至第三种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述若三项中至少一项的检测结果为是，断开充电器的充电通路，还包括：
发出告警提示信息，所述告警提示信息包括声音信息和文本信息。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述发出告警提示信息包括：
调用所述被充电设备的显示装置显示表示所述被充电设备发生充电异常的文本信息，以及调用所述被充电设备的发声装置发出声音信息。
本发明实施例第二方面提供了一种充电保护装置，包括：电压检测单元、电流检测单元、温度检测单元、电源管理单元、温度传感器和Micro USB接口，其中，
所述电压检测单元与所述Micro USB接口的D+引脚、D-引脚和ID引脚连接，用于读取所述D+引脚、D-引脚和ID引脚上的电流是否属于预设的电流区间；
所述电流检测单元分别与所述Micro USB接口的VBUS引脚连接，用于检测所述VBUS引脚上的电流是否小于预设的电流阈值；
所述温度检测单元与所述温度传感器连接，用于获取所述温度传感器测量的温度，根据所述获取到的温度检测所述Micro USB接口的温升是否大于预设的温升阈值；
所述充电管理单元分别与所述电压检测单元、电流检测单元和所述温度检测单元连接，用于若所述电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元中一项或多项的检测结果为是，断开所述充电器的充电通路。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述充电管理单元还用于：
通过D+引脚或D-引脚向充电器发送指示信息，所述指示信息用于指示所述充电器断开充电通路。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：MOS晶体管和二极管，所述MOS晶体管的栅极与所述充电管理单元连接，所述MOS晶体管的漏极接地，所述MOS晶体管的源极与所述Micro USB接口的VBUS引脚连接，所述二极管的阴极连接所述MOS晶体管的漏极。
结合第二方面至第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括电容，所述电容一端连接VBUS引脚，另一端接地。
结合第二方面至第三种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述充电管理单元还用于：向被充电设备发送告警指示信息，所述告警指示信息用于指示所述被充电设备使用所述显示设备显示用于表示所述被充电设备发生充电异常的文本信息，以及指示所述被充电设备使用发声装置发出声音信息。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过测量充电接口的充电电压、充电电流和温升，在充电电压、充电电流和温升中的一种或多种发生异常时，能在充电接口发生高温损坏前及时断开充电器的充电通路，能有效避免充电接口的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种充电保护方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种充电保护装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种充电接口的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种充电保护装置的另一结构示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明实施例提供的一种充电保护方法的流程示意图，在本发明实施例中，所述方法包括：
S101、读取被充电设备的充电接口的充电电压、充电电流和温升。
具体的，充电器通过充电保护装置与被充电设备连接，充电器和被充电设备分别设置有相互配合的充电接口，充电保护装置通过被充电设备的充电接口与被充电设备连接。充电器与被充电设备连接并开始充电时，充电保护装置读取充电接口上的充电电压、充电电流和温升。其中，被充电设备可以是智能手机、平板电脑或影音娱乐设备等，本发明不作限制。
充电接口至少包括电源引脚和接地引脚，充电器通过电源引脚和接地引脚向被充电设备充电，充电保护装置可以通过充电接口中的电源引脚读取充电接口的充电电压，在电源引脚上串接一个电阻，读取电阻上的充电电流；温升指的是被充电接口在预设时间间隔内温度的增加值。
S102、检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间，检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测所述温升是否大于预设的温升阈值。
具体的，充电保护装置检测读取到的充电电压是否不属于预设的电压区间，检测读取到的充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测读取到的温升是否大于预设的温升阈值，其中，预设的温升阈值可以根据被充电设备除充电接口以外的其他部位的温升确定。
示例性的，预设的电压区间为【2.5V，5.5V】，预设的电流阈值为1.8A，预设的温升阈值为3℃/min，充电保护装置读取充电接口的充电电压为6V，读取充电接口的充电电流为1A，读取的充电接口的温升为5℃/min，充电保护装置检测到充电接口的充电电压不属于预设的电压区间，充电接口的充电电流小于预设的电流阈值，充电接口的温升大于预设的温升阈值。
S103、若三项中至少一项的检测结果为是，断开充电器的充电通路。
具体的，如果满足以下条件中的一项或多项：充电电压不属于预设的电压区间、充电电流小于电流阈值、温升不大于预设的温升阈值，充电保护电路电流充电器的充电通路，具体为：充电保护装置判断满足上述条件中的任意一个时，充电保护装置断开充电器的充电通路；或充电保护装置确定满足上述条件中的任意两个时，充电保护装置断开充电器的充电通路；或者充电保护装置确定满足上述三个条件时，充电保护装置断开充电器的充电通路。
其中充电保护装置可以在被充电侧断开充电通路，也可以指示充电器在本地断开充电通路。
实施本发明的实施例，通过测量充电接口的充电电压、充电电流和温升，在充电电压、充电电流和温升中的一种或多种发生异常时，及时断开充电器的充电通路，能有效避免充电接口的损坏。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述充电接口为微型通用串行总线Micro USB接口，所述检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间，检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测所述温升是否大于预设的温升阈值包括：
检测所述Micro USB接口的D-引脚、D+引脚或ID引脚上的电压是否不属于所述电压区间，检测所述Micro USB接口的VBUS引脚上的电流是否小于所述电流阈值，以及获取所述Micro USB接口设置的温度传感器测量的温度，并根据所述获取的温度检测所述充电接口的温升是否大于所述温升阈值。
具体的，被充电设备上的充电接口为Micro USB接口，Micro USB接口可以用作充电接口或数据接口，包含5个引脚，分别为：VBUS引脚：电源引脚，D+引脚：正数据引脚，D-引脚：负数据引脚，ID(Identity，身份)引脚：保留引脚，ground引脚：信号地引脚，被充电设备上的Micro USB接口和充电器的Micro USB接口相互配合，一个是公头，另一个为母头，充电器的Micro USB接口插入到被充电设备的Micro USB接口时，充电器为被充电设备开始充电。
充电保护装置检测到充电器通过Micro USB接口连接被充电设备，且充电器输出电源时，充电保护装置测量被充电设备上的Micro USB接口的D-引脚、D+引脚或ID引脚上的电压，检测电压是否不属于阈值的电压阈值；充电保护装置测量被充电设备上的Micro USB接口的VBUS引脚的电流，检测电流是否小于预设的电流阈值；温度传感器设置在Micro USB接口的旁边，为了获得良好的热传导，温度传感器紧靠Micro USB接口的金属部件，充电保护装置获取温度传感器测量的温度，根据获取的温度检测Micro USB接口的温升是否大于预设的温升阈值。
可选的，在本发明的一些实施例中，断开充电器的充电通路包括：控制充电器在所述Micro USB的VBUS引脚上传输的电流通过MOS管接地。
具体的，充电保护装置设有一个MOS(Metal Oxid Semiconductor，金属氧化物半导体，简称MOS)管，VBUS引脚通过MOS管接地，充电保护装置需要关闭充电器的充电通路时，向MOS管的栅极加载开启电压，这样，充电器从VBUS引脚上传输的电流会通过MOS接地。其中，充电保护装置也可以通过继电器来实现VBUS引脚上传输的电流的强制接地。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述断开充电器的充电通路包括：
通过所述D+引脚或所述D-引脚向所述充电器发送断路指示信息，所述断路指示信息用于指示所述充电器断开充电通路。
具体的，充电器支持高压快充协议，当充电接口发生异常时，充电保护装置向充电器发送断路指示信息，指示充电器关闭电源输出。充电保护装置通过Micro USB接口的D+引脚或D-引脚与充电器进行交互，充电器在成功关闭电源输出时，向充电保护装置返回响应消息。
需要说明的是，充电保护装置向充电器发送断路指示消息后，如果充电器没有成功断开充电通路，充电保护装置控制充电器在Micro USB的VBUS引脚上传输的电流通过MOS管接地。充电保护装置判断充电器是否成功断开充电通路的方法可以是：如果充电保护装置在预设的时长内未接收到充电器返回的表示断路成功的响应消息，表明充电器没有成功断开充电通路；或充电器检测被充电设备的充电接口的充电电压是否不属于预设的电压区间，检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，以及检测所述温升是否大于预设的温升阈值，若三项中任意一项或多项的检测结果为是，表明充电器没有成功断开充电通路。
其中，Micro USB接口可能因为高温或进水等原因，D-引脚和D+引脚开路，充电保护装置和充电器之间无法进行信息交互，充电保护装置采取的策略为：充电保护装置通过D+引脚或D-引脚向充电器发送预设次数的断路指示消息，若在预设时长内未接收到充电器返回的响应消息，充电保护装置在被充电设备侧强制将VBUS引脚接地。
其中，充电保护装置可以在检测充电电压或充电电流异常，而温升没有发生异常时，发出告警提示信息，不关闭充电器的充电通路，告警提示信息包括声音信息或文本信息，例如，文本信息为：充电异常，请拔掉充电器。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述若三项中至少一项的检测结果为是，断开充电器的充电通路，还包括：
发出告警提示信息，所述告警提示信息包括声音信息和文本信息。
具体的，充电保护装置可以指示被充电设备发出告警提示信息，也可以本地发出告警提示信息
可选的，在本发明的一些实施例中，所述发出告警提示信息包括：
调用所述被充电设备的显示装置显示表示所述被充电设备发生充电异常的文本信息，以及调用所述被充电设备的发声装置发出声音信息。
具体的，充电保护设备向被充电设备发送表示充电异常的通知，被充电装置接收到通知后，在显示屏上显示发生充电异常的文本信息，同时将音量调节到最大，通过扬声器发出声音提示。
实施本发明的实施例，通过测量充电接口的充电电压、充电电流和温升，在充电电压、充电电流和温升中的一种或多种发生异常时，及时断开充电器的充电通路，能有效避免充电接口的损坏。
参见图2，为本发明实施例提供的一种充电保护装置的结构示意图，在本发明实施例中，充电保护装置1包括：充电管理单元10、电压监测单元11、温度检测单元12、电流检测单元13、温度传感器14和Micro USB接口15，其中，被充电设备通过自带的Micro USB接口15和充电器2自带的Micro USB接口20连接，电压检测单元11与Micro USB接口15的D+引脚、D-引脚和ID引脚连接，用于读取所述D+引脚、D-引脚和ID引脚上的电流是否属于预设的电流区间；电流检测单元13分别与Micro USB接口15的VBUS引脚连接，用于检测VBUS引脚15上的电流是否小于预设的电流阈值；温度检测单元12与温度传感器14连接，用于获取温度传感器14测量的温度，根据所述获取到的温度检测Micro USB接口15的温升是否大于预设的温升阈值，其中，温度传感器14设置在Micro USB接口15的附近；充电管理单元10分别与电压检测单元11、电流检测单元13和温度检测单元12连接，用于若电压检测单元11、电流检测单元13和温度检测单元12中一项或多项的检测结果为是，断开充电器2的充电通路。
充电器2包括Micro USB接口20和电源管理芯片21，充电器2的Micro USB接口20与被充电设备的Micro USB接口15相互配合，如图3所示，Micro USB接口15为母头，Micro USB接口20为公头，温度传感器14设置在Micro USB接口15的附近。充电保护单元1断开充电器2的充电通路的方法可以是：在被充电设备侧断开充电器2的充电通路，或者指示充电器断开本地的充电通路，充电保护装置1在充电通路断开之后，向被充电设备发送表示充电异常的通知，被充电装置接收到通知后，在显示屏上显示发生充电异常的文本信息，同时将音量调节到最大，通过扬声器发出声音提示。
可选的，在本发明的一些实施例中，充电管理单元10还用于：通过D+引脚或D-引脚向充电器2发送指示信息，所述指示信息用于指示充电器2断开充电通路。
可选的，如图4所示，在本发明的一些实施例中，充电保护装置1还包括：MOS晶体管Q和二极管D，MOS晶体管Q的栅极与充电管理单元10连接，MOS晶体管Q的漏极接地，MOS晶体管Q的源极与Micro USB接口15的VBUS引脚连接，二极管D的阴极连接MOS晶体管Q的漏极，二极管D的样机连接MOS晶体管的源极。
具体的，充电管理单元10在确定充电电压、充电电流和温升中的一种或多种发生异常时，通过MOS晶体管Q的栅极加载开启电压，使充电器2通过VBUS引脚的电源输出接地，这样被充电设备不会加载充电器2的充电电源。
可选的，在本发明的一些实施例中，充电保护装置1还包括电容C，电容C一端连接VBUS引脚，另一端接地。
可选的，在本发明的一些实施例中，充电管理单元10还用于：向被充电设备发送告警指示信息，所述告警指示信息用于指示所述被充电设备使用所述显示设备显示用于表示所述被充电设备发生充电异常的文本信息，以及指示所述被充电设备使用发声装置发出声音信息。
其中，充电保护装置1可以位于被充电设备中，为被充电设备中的一部分，充电保护装置也可以与被充电设备彼此独立的，本发明不作限制。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种充电保护方法，应用于电子设备，所述电子设备包括充电接口，其特征在于，包括：
当所述电子设备连接充电器时，测量所述充电接口的充电电压、充电电流和温升；
检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间；
检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值；
检测所述温升是否大于预设的温升阈值；
若满足以下至少一项，断开充电通路：
所述充电电压不属于所述预设的电压区间；
所述充电电流小于所述预设的电流阈值；或
所述温升大于所述预设的温升阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充电接口包括数据引脚和身份识别引脚，所述检测所述充电电压是否不属于预设的电压区间，包括：
检测所述充电接口的数据引脚的电压是否不属于预设的电压区间，或
检测所述充电接口的身份识别引脚的电压是否不属于预设的电压区间。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述充电接口包括电源引脚，所述检测所述充电电流是否小于预设的电流阈值，包括：
检测所述电源引脚的电流是否小于预设的电流阈值。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述充电接口旁，所述检测所述温升是否大于预设的温升阈值，包括：根据所述温度传感器检测所述充电接口的温升是否大于预设的温升阈值。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备还包括金属氧化物半导体管(Metal Oxid Semiconductor，MOS)，所述充电接口包括电源引脚，所述断开充电通路包括：通过所述MOS管控制所述电源引脚接地。
6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述断开充电通路包括：
向所述充电器发送指示信息，所述指示信息用于指示所述充电器断开充电通路。
7.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备还包括金属氧化物半导体管(Metal Oxid Semiconductor，MOS)，所述断开充电通路包括：
向所述充电器发送指示信息，所述指示信息用于指示所述充电器断开充电通路，如果所述充电器没有成功断开所述充电通路，通过所述MOS管控制所述电源引脚接地。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
输出提示信息，所述提示信息包括声音信息或文本信息，所述指示信息用于指示所述电子设备充电异常。
9.一种充电保护装置，其特征在于，包括：电压检测单元、电流检测单元、温度检测单元、电源管理单元、温度传感器，应用于电子设备，所述电子设备包括充电接口，所述充电接口包括数据引脚和身份识别引脚，其中，
所述电压检测单元与所述数据引脚和所述身份识别引脚连接，用于当所述电子设备连接充电器时，检测所述数据引脚的电压是否不属于预设的电压区间，或检测所述身份识别引脚的电压是否不属于预设的电压区间；
所述电流检测单元与所述充电接口的电源引脚连接，用于当所述电子设备连接充电器时，检测所述电源引脚的电流是否小于预设的电流阈值；
所述温度检测单元与所述温度传感器连接，用于当所述电子设备连接充电器时，根据所述温度传感器检测所述充电接口的温升是否大于预设的温升阈值；
所述充电管理单元分别与所述电压检测单元、电流检测单元和所述温度检测单元连接，用于当满足以下至少一项时，断开充电通路：
所述数据引脚的电压不属于所述预设的电压区间；
所述身份识别引脚的电压不属于所述预设的电压区间；
所述电源引脚的电流小于所述预设的电流阈值；或
所述充电接口的温升大于所述预设的温升阈值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述充电保护装置还包括金属氧化物半导体管(Metal Oxid Semiconductor，MOS)，所述充电管理单元还用于：
通过所述MOS管控制所述电源引脚接地。
11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述充电管理单元还用于：
向所述充电器发送指示信息，所述指示信息用于指示所述充电器断开所述充电通路。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述充电保护装置还包括金属氧化物半导体管(Metal Oxid Semiconductor，MOS)，所述充电管理单元还用于：
向所述充电器发送指示信息，所述指示信息用于指示所述充电器断开所述充电通路，如果所述充电器没有成功断开所述充电通路，通过所述MOS管控制所述电源引脚接地。
13.如权利要求9-12任意一项所述的装置，其特征在于，所述充电管理单元还用于：输出提示信息，所述提示信息包括声音信息或文本信息，所述指示信息用于指示所述电子设备充电异常。
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