CN111049226A - 一种一拖多快充线材及快充方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一拖多快充线材及快充方法，包括连接电源的输入接口和多个用于连接负载的输出接口；在输入接口与输出接口之间设置有功率分配电路；功率分配电路包括主控电路、负载识别电路、与输出接口数量对应的快充电路，负载识别电路的一端电性连接主控电路、另一端电性连接输出接口，用于检测对应的输出接口是否连接负载；主控电路与快充电路电性连接以采集每个连接有负载的快充电路的充电协议与功率需求，并将输入接口的输入功率分配给每个连接有负载的快充电路。该一拖多快充线材电路结构简单，成品体积小，便于携带且可实现多个输出接口均可快充的目的。
Description
技术领域
本发明属于线材领域，具体涉及一种一拖多快充线材及快充方法。
背景技术
随着充电技术的发展，出现了许多快充充电器，我们耳熟能详的有高通QC快充，OPPO VOOC闪充，华为SuperCharge快充等等。
目前的充电线主要有两种常用的方式：一对一输出，线材的输入与输出均只有一路，可实现数据传输与快充充电，但是线材接口单一，需要带多条线材出门；另一种是市面上常用的一拖多线材，一般是屏蔽快充输出，不管是单路输出还是多路输出，均只有常规电源输出。
针对一拖多的线材，如果采用常规电源输出，在使用中，如果连接Type-C接口和/或MicroUSB输入接口时，无法对手机和便携设备进行快速充电，使用不方便。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种一拖多快充线材及快充方法，能够有效解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种一拖多快充线材，包括连接电源的输入接口和多个用于连接负载的输出接口；在输入接口与输出接口之间设置有功率分配电路；
所述功率分配电路包括主控电路、负载识别电路、与输出接口数量对应的快充电路，负载识别电路的一端电性连接主控电路、另一端电性连接输出接口，用于检测对应的输出接口是否连接负载；主控电路与快充电路电性连接以采集每个连接有负载的快充电路的充电协议与功率需求，并将输入接口的输入功率分配给每个连接有负载的快充电路。
在一个具体的实施例中，所述输入接口为USB输入接口，多个所述输出接口为USB输出接口，所述USB输出接口包括Type-A、Type-B、Type-C、MicroUSB中的一种或多种。
在一个具体的实施例中，主控电路包括MCU单元(U4)；快充电路包括第一协议读取单元(U1)和第二协议读取单元(U2)；
其中，USB输入接口的供电端串联第一电感(L1)后与第一协议读取单元(U1)的电源输出端连接；第一协议读取单元(U1)的电源输出端与第一USB输出接口(J1)的电源端连接；
同时，上述USB输入接口的供电端串联第二电感(L2)后与第二协议读取单元(U2)的电源输出端连接；第二协议读取单元(U2)的电源输出端与第二USB输出接口(J3)的电源端连接；
其中，第一协议读取单元(U1)、第二协议读取单元(U2)上的I2C端口与MCU单元(U4)进行通信，用于传输充电协议；第一协议读取单元(U1)、第二协议读取单元(U2)上均设置有负载识别电路，用于检测负载连接情况。
在一个具体的实施例中，负载识别电路包括：第一二极管(D1)、第七电阻(R7)、第二二极管(D1)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)以及第十电阻(R10)；
其中，第一二极管(D1)和第七电阻(R7)后并联在第二协议读取单元(U2)的电源输出端与所述USB输入接口的供电端之间；同时，第二二极管(D1)和第八电阻(R8)后并联在第一协议读取单元(U1)的电源输出端与上述USB输入接口的供电端之间；
其中，MCU单元(U4)的一个I/O口连接第九电阻(R9)后连接在第七电阻(R7)与第二协议读取单元(U2)的电源输出端之间；
其中，MCU单元(U4)的另一个I/O口连接第十电阻(R10)后连接在第八电阻(R8)与第一协议读取单元(U1)的电源输出端之间。
在一个具体的实施例中，第一协议读取单元(U1)上的SDA1，SCK1端口分别与MCU单元(U4)上的I2C端口进行通信。
在一个具体的实施例中，第二协议读取单元(U2)上的SDA2，SCK2端口分别与MCU单元(U4)的I2C端口进行通信。
在一个具体的实施例中，还包括LDO供电电路，用于为为功率分配电路提供电源。
在一个具体的实施例中，LDO供电电路包括HT7550芯片；该HT7550芯片的第二管脚串联限流电阻(R4)后与电源相连；该HT7550芯片的第三管脚作为输出管脚；且该HT7550芯片的第一管脚串联第七电容(C7)后连接在限流电阻(R4)与HT7550芯片的第二管脚之间。
一种用于前述一拖快充线材的快充方法，包括：
负载识别电路检测输出接口是否连接负载，并读取连接负载的是哪一个输出接口，反馈检测信号给主控电路；
当第一个输出接口检测到有负载的时候，先打开对应的第一个快充电路的输入协议，主控电路读取输入功率值为P的时候，此时主控电路通知第一个快充电路尝试对第一个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P1，当P1≥P的时候，按照功率值P输出，当功率值P1≤P的时候，按照功率值P1输出；
当第二个输出接口检测到有负载的时候，主控电路通知第二个快充电路尝试对第二个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P2，此时如果P2＞P，主控电路与第一个快充电路和第二个快充电路沟通，将输入功率P动态分配给第一个快充电路和第二个快充电路，分别为P1’和P2’，P1’+P2’<＝P；
当有更多(例如N>2)输出接口负载插入后，就把输入功率P再进行分配，且P1’+P2’+.....Pn’<＝P。
有益效果：本发明具有以下优点：
1)解决市面上不同的电子设备需要配备不同接口的线材，才能进行快充充电的问题；
2)解决了目前市面上常用的一拖多线材不能实现快速充电的问题。
同时，本发明电路结构简单，成品体积小，便于携带。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明中USB输入接口的电路。
图3为本发明中第一协议读取单元的电路。
图4为本发明中第一USB输出接口的电路。
图5为本发明中第二协议读取单元的电路。
图6为第二USB输出接口的电路。
图7为本发明中的MCU单元的电路。
图8为本发明中的负载识别电路。
图9为本发明中的电源电路。
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。
为了解决现有技术中车载充电器针对多口充电时，只能提供5V充电电压而造成的无法快充的问题，采用如下具体实施方式。
如图1，以USB输入接口和USB输出接口为例，本发明的基本原理是：利用MCU单元U4内置的软件，先读取连接负载的是哪一个USB输出接口，然后读取负载的充电协议，然后通过连接电源的USB输入接口对负载充电；同时把信息分配给MCU单元U4，MCU单元U4将输入的功率P进行分配，输出给每一路输出接口。
具体实施例I：以第一USB输出接口J1为Type-C接口；第二USB输出接口J3为MicroUSB为例进行描述。
当第一个输出接口检测到有负载的时候，先打开对应的第一个快充电路的输入协议，主控电路读取输入功率值为P的时候，此时主控电路通知第一个快充电路尝试对第一个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P1，当P1≥P的时候，按照功率值P输出，当功率值P1≤P的时候，按照功率值P1输出；
当第二个输出接口检测到有负载的时候，主控电路通知第二个快充电路尝试对第二个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P2，此时如果P2＞P，主控电路与第一个快充电路和第二个快充电路沟通，将输入功率P动态分配给第一个快充电路和第二个快充电路，分别为P1’和P2’，P1’+P2’<＝P；
当有更多输出接口负载插入后，就把输入功率P再进行分配，即P1’+P2’+.....Pn’<＝P。
具体的，如图2～9，一种一拖多快充线材，包括连接电源的USB输入接口和多个用于连接负载的USB输出接口；其技术方案在于：在USB输入接口与USB输出接口之间设置有功率分配电路。
具体的，所述功率分配电路包括与USB输出接口数量对应的负载识别电路、与USB输出接口数量对应的快充电路以及主控电路；其中，主控电路包括MCU单元U4；快充电路包括第一协议读取单元U1和第二协议读取单元U2。
其中，USB输入接口的供电端串联第一电感L1后与第一协议读取单元U1的电源输出端连接；第一协议读取单元U1的电源输出端与第一USB输出接口J1的电源端连接。
同时，上述USB输入接口的供电端串联第二电感L2后与第二协议读取单元U2的电源输出端连接；第二协议读取单元U2的电源输出端与第二USB输出接口J3的电源端连接；
其中，第一协议读取单元U1上的SDA1，SCK1端口与MCU单元U4进行通信；第二协议读取单元U2上的SDA2，SCK2端口与MCU单元U4进行通信，用于传输充电协议；其中，SDA1，SCK1与SDA2，SCK2分别设置在MCU单元U4的不同的端口上。
其中，第一二极管D1和第七电阻R7后并联在第二协议读取单元U2的电源输出端与上述USB输入接口的供电端之间；同时，第二二极管D1和第八电阻R8后并联在第一协议读取单元U1的电源输出端与上述USB输入接口的供电端之间。
为了检测是否有负载连接，MCU单元U4的一个I/O口连接第九电阻R9后连接在第七电阻R7与第二协议读取单元U2的电源输出端之间；MCU单元U4的另一个I/O口连接第十电阻R10后连接在第八电阻R8与第一协议读取单元U1的电源输出端之间。
所述的一种一拖多快充线材，还包括LDO电源电路；该LDO电源电路以HT7550为核心部件，提供稳定的3V输出；该3V输出用于为MCU单元U4供电。
当Type-C接口有负载接入后，首先第十电阻R10上的网络标号为Load-C_DEL的端口会被拉低，MCU单元U4识别到负载接入后，先通过SDA1、SCK1端口和第一协议读取单元U1通信，第一协议读取单元U1会通过D-、D+端口识别连接的负载的充电协议和功率P。在确认只有一个负载连接的时候，则通过第一协议读取单元U1上的D2+、D2-端口通知负载，最大输出功率为P1，P1≤P。
而后，当MicroUSB有新的负载接入后，此时第九电阻R9对应的网络标号为Load-B_DEL的端口会识别到有新的负载接入，然后通过第二协议读取单元U2上的SDA2、SCK2端口和MCU单元U4通信。此时因为是两路输出，所以MCU单元U4会和第二协议读取单元U2和第一协议读取单元U1同时通信，调整两路输出，分别为P1’和P2’，P1’+P2’<＝P。
需要明确的是：Type-C接口：主要是手机、平板等电源需求输出接口；MicroUSB：主要是手机、平板等电源需求设备需求输出接口。
利用以上的技术方案的一拖多口的线材，任意一路或者多路输出口同时连接负载的时候，均可实现快充充电。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种一拖多快充线材，其特征在于，包括连接电源的输入接口和多个用于连接负载的输出接口；在输入接口与输出接口之间设置有功率分配电路；
所述功率分配电路包括主控电路、负载识别电路、与输出接口数量对应的快充电路，负载识别电路的一端电性连接主控电路、另一端电性连接输出接口，用于检测对应的输出接口是否连接负载；主控电路与快充电路电性连接以采集每个连接有负载的快充电路的充电协议与功率需求，并将输入接口的输入功率分配给每个连接有负载的快充电路。
2.根据权利要求1所述的一种一拖多快充线材，其特征在于，所述输入接口为USB输入接口，多个所述输出接口为USB输出接口，所述USB输出接口包括Type-A、Type-B、Type-C、MicroUSB中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：主控电路包括MCU单元(U4)；快充电路包括第一协议读取单元(U1)和第二协议读取单元(U2)；其中，USB输入接口的供电端串联第一电感(L1)后与第一协议读取单元(U1)的电源输出端连接；第一协议读取单元(U1)的电源输出端与第一USB输出接口(J1)的电源端连接；
同时，上述USB输入接口的供电端串联第二电感(L2)后与第二协议读取单元(U2)的电源输出端连接；第二协议读取单元(U2)的电源输出端与第二USB输出接口(J3)的电源端连接；
其中，第一协议读取单元(U1)、第二协议读取单元(U2)上的I2C端口与MCU单元(U4)进行通信，用于传输充电协议；第一协议读取单元(U1)、第二协议读取单元(U2)上均设置有负载识别电路，用于检测负载连接情况。
4.根据权利要求2所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：负载识别电路包括：第一二极管(D1)、第七电阻(R7)、第二二极管(D1)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)以及第十电阻(R10)；
其中，第一二极管(D1)和第七电阻(R7)后并联在第二协议读取单元(U2)的电源输出端与所述USB输入接口的供电端之间；同时，第二二极管(D1)和第八电阻(R8)后并联在第一协议读取单元(U1)的电源输出端与上述USB输入接口的供电端之间；
其中，MCU单元(U4)的一个I/O口连接第九电阻(R9)后连接在第七电阻(R7)与第二协议读取单元(U2)的电源输出端之间；
其中，MCU单元(U4)的另一个I/O口连接第十电阻(R10)后连接在第八电阻(R8)与第一协议读取单元(U1)的电源输出端之间。
5.根据权利要求3所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：第一协议读取单元(U1)上的SDA1，SCK1端口分别与MCU单元(U4)上的I2C端口进行通信。
6.根据权利要求3所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：第二协议读取单元(U2)上的SDA2，SCK2端口分别与MCU单元(U4)的I2C端口进行通信。
7.根据权利要求1所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：还包括LDO供电电路，用于为为功率分配电路提供电源。
8.根据权利要求7所述的一种一拖多快充线材，其特征在于：LDO供电电路包括HT7550芯片；该HT7550芯片的第二管脚串联限流电阻(R4)后与电源相连；该HT7550芯片的第三管脚作为输出管脚；且该HT7550芯片的第一管脚串联第七电容(C7)后连接在限流电阻(R4)与HT7550芯片的第二管脚之间。
9.一种用于权利要求1-8中任一项所述的一拖快充线材的快充方法，其特征在于：
负载识别电路检测输出接口是否连接负载，并读取连接负载的是哪一个输出接口，反馈检测信号给主控电路；
当第一个输出接口检测到有负载的时候，先打开对应的第一个快充电路的输入协议，主控电路读取输入功率值为P的时候，此时主控电路通知第一个快充电路尝试对第一个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P1，当P1≥P的时候，按照功率值P输出，当功率值P1≤P的时候，按照功率值P1输出；
当第二个输出接口检测到有负载的时候，主控电路通知第二个快充电路尝试对第二个输出接口的负载进行通讯，读取负载需求功率P2，此时如果P2＞P，主控电路与第一个快充电路和第二个快充电路沟通，将输入功率P动态分配给第一个快充电路和第二个快充电路，分别为P1’和P2’，P1’+P2’<＝P；
当有更多输出接口负载插入后，就把输入功率P再进行分配，且P1’+P2’+.....Pn’<＝P。
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