CN111628537B - 多路充电电路及其协议控制模块和控制方法 - Google Patents

多路充电电路及其协议控制模块和控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多路充电电路，包括：第一级功率变换器，将交流输入电压转换成直流供电电压；多个第二级功率变换器，与第一级功率变换器连接，将直流供电电压转换成多个充电电压；多个充电端口，分别与多个第二级功率变换器连接，对用电设备进行充电；以及协议控制模块，根据多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生第一控制信号以调节直流供电电压，以及产生多个第二级功率变换器的控制信号以调节多个充电电压。该多路充电电路的协议控制模块支持多个充电端口的协议通信和解析，根据协议参数获得直流供电电压参考值和向多个第二级功率变换器提供各自的控制信号，实现灵活调节直流供电电压，从而支持多个用电设备的独立控制及同时快速充电。

Description

多路充电电路及其协议控制模块和控制方法
技术领域
本发明涉及电源技术，更具体地，涉及快速充电的多路充电电路及其协议控制模块和控制方法。
背景技术
快速充电电路目前广泛用于手机、移动电源、笔记本电脑等便携设备的充电，传统的快速充电电路采用一个AC-DC模块对多路用电设备供电，但一个AC-DC模块的输出电压无法调节，不能满足各路用电设备同时快速充电，降低了充电电路的充电速度，各路用电设备无法处在最佳充电状态中。同时传统的快速充电电路采用的器件多、成本高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种多路充电电路及其协议控制模块和控制方法，所述多路充电电路包括两级功率变换器，根据多个充电端口输出电压和/或多个充电端口总功率灵活调节第一级功率变换器输出的直流供电电压，从而支持多个充电端口可以同时独立的快速充电。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种多路充电电路，包括：
第一级功率变换器，将交流输入电压转换成直流供电电压；
多个第二级功率变换器，与所述第一级功率变换器相连接，将所述直流供电电压转换成多个充电电压；
多个充电端口，分别与所述多个第二级功率变换器相连接，所述多个充电端口对用电设备进行充电；以及
协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
优选地，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节所述多个充电电压。
优选地，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节多个第二级功率变换器输出的多个充电电流。
优选地，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压产生所述第一控制信号以调节所述直流供电电压。
优选地，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压最大值产生所述第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备请求的充电电压最大值。
优选地，若第一级功率变换器输出电流小于第一级功率变换器最大输出电流，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
优选地，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
优选地，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与所述第一级功率变换器的输出电流的乘积。
优选地，若第一级功率变换器的输出电流达到第一级功率变换器的最大输出电流，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与所述第一级功率变换器的输出最大电流的乘积。
优选地，所述协议控制模块包括：
协议接口模块，与所述多个充电端口相连接以获得所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数；以及
控制器，所述控制器包括协议通信计算模块，所述协议通信计算模块与所述协议接口模块相连接，并根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生直流供电电压参考值、以及所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值、第二级功率变换器的充电电流参考值。
优选地，所述协议控制模块还包括：
数模转换模块，将所述直流供电电压参考值的数字值转换成模拟值；
误差放大器，与所述数据转换模块相连接以接收所述直流供电电压参考值，将所述直流供电电压的反馈信号与所述直流供电电压参考值相比较以产生误差信号；以及
环路补偿模块，与所述误差放大器相连接以接收所述误差信号，对所述误差信号进行环路补偿以产生第一控制信号，
其中，所述第一级功率变换器根据所述第一控制信号调节所述直流供电电压。
优选地，所述协议控制模块还包括：
第一组模数转换模块，分别将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的多个采样电压的模拟值转换成数字值；
所述控制器还包括：
第一组比较器模块，分别与所述第一组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电压的数字值，将所述多个采样电压的数字值与多个充电电压参考值相比较以产生第一组逻辑信号；
脉宽调制运算模块，与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号产生第一组中间信号；以及
多个PWM驱动模块，与所述脉宽调制运算模块相连接以获得所述第一组中间信号，根据所述第一组中间信号分别产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号，
其中，所述多个第二级功率变换器根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
优选地，所述协议控制模块还包括：
第一组运算放大器，将从所述多个第二级功率变换器获取的多个采样电流放大，以获得所述多个采样电流的放大信号；
第二组模数转换模块，将所述多个采样电流的放大信号转换成数字值；以及
所述控制器还包括：
第二组比较器模块，与所述第二组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电流的放大信号的数字值，将所述多个采样电流的放大信号的数字值与所述多个充电电流参考值相比较以产生第二组逻辑信号，
其中，所述脉宽调制运算模块与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，与所述第二组比较器模块相连接以获得所述第二组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号和所述第二组逻辑信号产生所述第一组中间信号。
优选地，所述协议通信计算模块根据所述至少一个充电端口连接的用电设备的协议参数获得协议类型，所述多路充电电路还包括：
开关控制模块，根据所述协议类型产生至少一个第二中间信号；以及
开关驱动模块，与所述开关控制模块相连接以获得所述至少一个第二中间信号，根据所述第二中间信号产生开关控制信号。
优选地，所述多个充电端口为USB端口。
优选地，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-C型USB端口。
优选地，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-A型USB端口。
优选地，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-A型USB端口和至少一个充电端口为TYPE-C型USB端口。
优选地，在所述至少一个充电端口及相应的第二级功率变换器之间通过开关连接。
优选地，所述多个第二级功率变换器分别为BUCK拓扑的功率变换器。
优选地，所述第一级功率变换器为AC-DC功率变换器。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于多路充电电路的协议控制模块，所述多路充电电路包括第一级功率变换器、多个第二级功率变换器以及多个充电端口，所述第一级功率变换器将交流输入电压转换成直流供电电压，多个第二级功率变换器将所述直流供电电压转换成多个充电电压，所述协议控制模块包括：协议接口模块，所述协议接口模块与所述多个充电端口相连接以获得所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数；以及控制器，所述控制器包括协议通信计算模块，所述协议通信计算模块与所述协议接口模块相连接，并根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述第一级功率变换器的直流供电电压参考值、以及所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值、第二级功率变换器的充电电流参考值。
优选地，所述协议控制模块还包括：
数模转换模块，将所述直流供电电压参考值的数字值转换成模拟值；
误差放大器，与所述数据转换模块相连接以接收所述直流供电电压参考值，将所述直流供电电压的反馈信号与所述直流供电电压参考值相比较以产生误差信号；以及
环路补偿模块，与所述误差放大器相连接以接收所述误差信号，对所述误差信号进行环路补偿以产生第一控制信号，
其中，所述第一级功率变换器根据所述第一控制信号调节所述直流供电电压。
优选地，所述协议控制模块还包括：
第一组模数转换模块，分别将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的采样电压的模拟值转换成数字值；
所述控制器还包括：
第一组比较器模块，分别与所述第一组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电压的数字值，将所述多个采样电压的数字值与所述多个充电电压参考值相比较以产生第一组逻辑信号；
脉宽调制运算模块，与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号产生第一组中间信号；以及
多个PWM驱动模块，与所述脉宽调制运算模块相连接以获得所述第一组中间信号，根据所述第一组中间信号分别产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号，
其中，所述多个第二级功率变换器根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
优选地，所述协议控制模块还包括：
第一组运算放大器，将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的采样电流放大，以获得所述多个采样电流的放大信号；
第二组模数转换模块，将所述多个第二级功率变换器的多个采样电流的放大信号转换成数字值；以及
所述控制器还包括：
第二组比较器模块，与所述第二组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电流的放大信号的数字值，将所述多个采样电流的放大信号的数字值与所述多个充电电流参考值相比较以产生第二组逻辑信号，
其中，所述脉宽调制运算模块与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，与所述第二组比较器模块相连接以获得所述第二组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号和所述第二组逻辑信号产生所述第一组中间信号。
优选地，所述协议通信计算模块根据所述至少一个充电端口连接的用电设备的协议参数获得协议类型，所述协议控制模块还包括：
开关控制模块，根据所述协议类型产生至少一个第二中间信号；以及
开关驱动模块，与所述开关控制模块相连接以获得所述至少一个第二中间信号，根据所述第二中间信号产生开关控制信号。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种多路充电电路的控制方法，所述多路充电电路包括第一级功率变换器、多个第二级功率变换器以及多个充电端口，
通过第一级功率变换器将交流输入电压转换成直流供电电压；
通过多个第二级功率变换器，将所述直流供电电压转换成多个充电电压；
通过多个充电端口对用电设备进行充电，
其中，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出的直流供电电压。
优选地，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节所述多个充电电压。
优选地，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节多个第二级功率变换器输出的充电电流。
优选地，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
优选地，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
优选地，若第一级功率变换器的输出电流小于第一级功率变换器最大的输出电流，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
优选地，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
优选地，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器输出电流的乘积。
优选地，若第一级功率变换器的输出电流达到第一级功率变换器的最大输出电流，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器的输出最大电流的乘积。
根据本发明实施例的多路充电电路及其协议控制模块和控制方法，包括协议控制模块和两级功率变换器，协议控制模块支持多个充电端口的协议通信和解析。通过协议控制模块，实现灵活调节第一级功率变换器输出的直流供电电压，
进一步的，协议控制模块从多个充电端口获得协议参数，如用电设备请求的充电电压、充电电流、端口协议类型。协议控制模块根据多个充电端口的协议参数向第一级功率变换器提供与协议参数相对应的补偿信号，即控制信号，第一级功率变换器根据所述控制信号产生相应的直流供电电压，同时根据多个充电端口各自的协议参数分别产生相应连接的第二级功率变换器的PWM控制信号以控制相应第二级功率变换器充电电压和充电电流的大小，从而可以实现多个充电端口的大电压输出、大电流输出和大功率的输出，并通过独立控制多路用电设备的充电电压和充电电流，以支持多个充电端口上的用电设备同时快速充电，且多路充电电路的用电设备之间相互独立。该多路充电电路可以兼容不同快速充电协议的用电设备，因此可应用于多种类型的用电设备的充电。
根据本发明实施例的多路充电电路，多个第二级功率变换器共用单个第一级功率变换器。与现有技术的充电电路相比，可以在满足多个充电端口同时快速充电需求的情况下减少第一级功率变换器的数量，且第二次功率变换器采用BUCK拓扑类型的DC-DC变换器，因而，该充电电路使用的器件更少、成本低。通过调节第一级功率变换器输出的直流供电电压可，可以使得第二级功率变换器产生的充电电压、充电电流和充电功率符合全部用电设备的协议参数的要求，全部用电设备均处在最佳的快速充电状态，在多个充电端口分别连接各自的用电设备时，若各用电设备请求的总功率大，则第一级功率变换器产生的直流供电电压可以增大以支持大功率输出，在多个充电端口分别连接各自的用电设备时，若各用电设备请求的总功率小，则第一级功率变换器产生的直流供电电压可以减少以满足功率输出，在多个充电端口连接单个用电设备时，若充用电设备请求的总功率小，则第一级功率变换器产生的直流供电电压可以降低以提高充电效率。同时多个充电端口支持的协议类型多，应该范围广泛。
通过灵活调整第一级功率变换器的输出的直流供电电压，可以减小第一级功率变换器的变压器的电流压力或变压器的体积，同时可以提高多路充电电路的充电效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出根据本发明第一实施例的多路充电电路的示意性框图。
图2示出图1所示的多路充电电路中协议控制模块的内部结构示意图。
图3示出根据本发明第二实施例的多路充电电路的示意性框图。
图4示出根据本发明第三实施例的多路充电电路的示意性框图。
图5示出根据本发明第四实施例的多路充电电路的示意性框图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1示出根据本发明第一实施例的多路充电电路的示意性框图。多路充电电路10包括两级功率转换器以支持两路TYPE-C型USB端口的同时快速充电。如图1所示，多路充电电路10包括第一级功率变换器101、第二级功率变换器102和103、充电端口106和108、协议控制模块200、以及开关S1和S2，其中，第一级功率变换器例如为AC-DC变换器，第二级功率变换器102和103例如分别为BUCK拓扑类型的DC-DC变换器，充电端口106和108例如为USB端口。
第一级功率变换器101的输入端接收交流输入电压AC，对交流输入电压AC进行整流，第一级功率变换器101的输出端提供直流供电电压DC。直流供电电压DC例如为5V，该直流供电电压DC与用电设备的充电需求相关，可以根据用电设备请求的充电参数进行调节。
多路充电电路10的第一充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器102、开关S1和USB端口106。第二级功率变换器102的输入端接收直流供电电压DC，第一级功率变换器101的输出端提供充电电压VBUS1和充电电流。根据用电设备请求的充电参数，第二级功率变换器102可以提供与充电参数相一致的充电电压VBUS1。开关S1连接在第二级功率变换器102和USB端口106之间，用于控制第一充电支路的充电路径的导通与断开。
多路充电电路10的第二充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器103、开关S2和USB端口108。第二级功率变换器103的输入端接收直流供电电压DC，输出端提供充电电压VBUS2和充电电流。根据用电设备提供的充电参数，第二级功率变换器103可以提供与充电参数相一致的的充电电压VBUS2。开关S2连接在第二级功率变换器103和USB端口108之间，用于控制第二充电支路的充电路径的导通与断开。
协议控制模块200根据USB端口106和108的协议参数提供第一级功率变换器101的直流供电电压参考值VREF，并将与直流供电电压参考值VREF相对应的第一控制信号(补偿信号)提供至第一级功率变换器101；协议控制模块200根据从第二级功率变换器103和104输出端获取的表征各自的充电压电压的采样电压和表征各自的充电电流的采样电流以及USB端口106和108的协议参数提供第二级功率变换器102和103各自的PWM控制信号并提供至对应的第二级功率变换器；协议控制模块200根据USB端口106和108的协议参数产生与充电时序相对应的开关控制信号并提供至开关S1和S2。
协议控制模块200分别连接至第一级功率变换器101的输出端以采样得到直流供电电压DC，连接至第二级功率变换器102的输出端以采样得到第二级功率变换器102的采样电压VD1和采样电流ID1，连接至第二级功率变换器103的输出端以采样获得第二级功率变换器103的采样电压VD2和采样电流ID2。
进一步地，协议控制模块200分别连接至USB端口106的通信管脚以获得第一充电支路的协议参数，连接至USB端口108的通信管脚以获得第二充电支路的协议参数。例如，在USB端口106和108连接的用电设备符合PD快充协议的情形下，USB端口106和108的通信管脚为CC1和CC2管脚。
在多路充电电路10的工作期间，当协议控制模块200检测到其中USB端口106和108之一或二者插入用电设备后，协议控制模块200支持同时通信，经由USB端口106和108与连接的用电设备通信，以获取用电设备的快速充电需求。协议控制模块200根据USB端口106和108连接的用电设备的协议参数计算出总功率，通过总功率计算出直流供电电压参考值VREF，或协议控制模块200根据USB端口106和108连接的用电设备的协议参数，通过用电设备请求的充电电压计算出直流供电电压参考值VREF，从而将第一级功率变换器的补偿信号设置为与协议参数相对应的值，以及根据USB端口106和108连接的用电设备的协议参数调节各第二级功率变换器输出的充电电压和充电电流，以保证两路充电支路的用电设备都在最佳的充电状态以及第一级功率变换器和各第二级功率变换器都有较高的传输效率。协议控制模块200例如通过光耦合器向第一级功率变换器101提供补偿信号，第一级功率变换器101的驱动电路根据所述补偿信号产生第一级功率变换器101的驱动信号，以调节直流供电电压DC，以及直接向各个第二级功率变换器提供相应的PWM控制信号以调节相应的第二级功率变换器的充电电压和充电电流。
在优选的实施例中，若第一级功率变换器的输出电流小于第一级功率变换器的最大输出电流，协议控制模块根据多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出的直流供电电压，所述第一级功率变换器输出的直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
若第一级功率变换器的输出电流达到第一级功率变换器的最大输出电流，协议控制模块根据多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出的直流供电电压，所述第一级功率变换器输出的直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器输出最大电流的乘积。
在上述的多路充电电路中，多路充电电路包括协议控制模块和两级功率变换器，其中，两级功率变换器包括第一级功率变换器和两个第二级功率变换器，协议控制模块根据协议参数提供第一控制信号(补偿信号)，第一级功率变换器据此产生可灵活调节的直流供电电压，协议控制模块根据协议参数提供两个第二级功率变换器各自的PWM控制信号，控制两个第二级功率变换器产生多个充电端口的充电电压和充电电流，以满足各用电设备的充电电压和充电电流的请求，两个第二级功率变换器的控制之间相互独立，可以独立控制两路设备的充电电压和充电电流且同时实现快速充电。在上述实施例中第二级功率变换器为BUCK拓扑类型的DC-DC变换器，具有器件少、成本低的优点。然而，本发明不限于此，多路充电电路可以包括多个第二级功率变换器，以提供多个充电端口的独立快速充电。
在上述的多路充电电路10中，多路充电电路10的两个充电支路上分别设置有各自的开关。然而，本发明不限于此。根据USB端口的端口协议，对于TYPE-C类型的USB端口而言，开关S1和S2是必需的部件，其作用是对USB端口的充电过程进行控制，对于其他类型的USB端口，开关S1和S2是可选的器件，其作用是对充电电路自身以及USB端口连接的用电设备提供附加的保护。
根据该实施例的多路充电电路，通过使用两路输出独立控制的充电拓扑，在使用较简单的器件、成本少的条件下，通过灵活调节第一级功率变换器的输出电压，使得多路用电设备均处在最佳的快速充电状态，降低了第一级功率变换器的变压器的驱动电流压力或体积，避免了多路充电电路无法同时快速充电和无法同时大电流输出的传统劣势。
图2示出图1所示的多路充电电路中协议控制模块的内部结构示意图。协议控制模块200根据从第二级功率变换器102和103输出端获取的采样电压和采样电流以及协议参数向第一级功率变换器101提供第一控制信号，以及向第二级功率变换器102和103提供相应的PWM控制信号。
如图2所示，协议控制模块200包括电阻R1和R2、模数转换器201和202、运算放大器203和205、模数转换器204和206、协议接口模块207和208、误差放大器211、数模转换器212、环路补偿模块213、PWM驱动模块215和216、开关驱动模块217和218、以及控制器220。
协议控制模块200与第一级功率变换器101的输出端连接以获得直流供电电压DC。在协议控制模块200的内部，电阻R1的第一端接收直流供电电压DC，电阻R2连接在电阻R1的第二端和地之间，在二者的中间节点提供反馈信号VFB。误差放大器211的同相输入端接收直流供电电压参考值VREF，反相输入端接收反馈信号VFB，输出端提供误差信号。环路补偿模块213与误差放大器211的输出端连接，对误差信号进行环路补偿产生第一控制信号CATH，以提高第一级功率变换器101的电压环的稳定性，协议控制模块200将第一控制信号CATH提供给第一级功率变换器101，例如，经由光耦合器提供至第一级功率变换器101的补偿端，第一级功率变换器101根据所述第一控制信号CATH调节直流供电电压DC。
进一步地，协议控制模块200与第二级功率变换器102的输出端连接以获得分别表征第二级功率变换器102输出的充电电压和充电电流的采样电压VD1和采样电流ID1，协议控制模块200与第二级功率变换器和103的输出端连接以获得分别表征第二级功率变换器103输出的充电电压和充电电流的采样电压VD2和采样电流ID2。
在协议控制模块200的内部，模数转换器201将采样电压VD1的模拟值转换成采样电压VD1的数字值；运算放大器203的输入端接收采样电流ID1，输出端获得采样电流ID1的放大信号；模数转换器204将采样电流ID1的放大信号的模拟值转换成采样电流ID1的放大信号的数字值。协议控制模块200包括PWM驱动模块215，根据采样电压VD1和采样电流ID2提供第二级功率变换器102的PWM控制信号。在该实施例中，第二级功率变换器102为BUCK拓扑类型的DC-DC变换器，包括高侧开关管和低侧开关管。PWM驱动模块215提供高侧开关管的PWM控制信号HD1和低侧开关管的PWM控制信号LD1并输出至第二级功率变换器102。
在协议控制模块200的内部，模数转换器202将采样电压VD2的模拟值转换成采样电压VD2的数字值；运算放大器205的输入端接收采样电流ID2，输出端获得采样电流ID2的放大信号；模数转换器206将采样电流ID2的放大信号的模拟值转换成采样电流ID2的放大信号的数字值。协议控制模块200包括PWM驱动模块216，根据采样电压VD2和采样电流ID2提供第二级功率变换器103的PWM控制信号。在该实施例中，第二级功率变换器103为BUCK拓扑类型的DC-DC变换器，包括高侧开关管和低侧开关管。PWM驱动模块216提供高侧开关管的PWM控制信号HD2和低侧开关管的PWM控制信号LD2。
在协议控制模块200的内部，协议接口模块207获得与USB端口106连接的第一用电设备的充电协议参数，协议接口模块208获得USB端口108连接的第二用电设备的充电协议参数。该协议参数例如是USB端口上连接的用电设备的快速充电协议的协议类型、请求的充电电压和充电电流。开关驱动模块217根据协议类型产生第一充电支路上的开关S1的开关控制信号K1；开关驱动模块218根据协议类型产生第二充电支路上的开关S2的开关控制信号K2，协议控制模块200将开关控制信号K1和K2分别提供至开关S1和S2的控制端。
在协议控制模块200的内部，控制器220与模数转换器201相连接以获得第一充电支路的采样电压VD1的数字值，与模数转换器204相连接以获得第一充电支路的采样电流ID1的数字值，与模数转换器202相连接以获得第二充电支路的采样电压VD2的数字值，与模数转换器206相连接以获得第二充电支路的采样电流ID2的数字值。控制器220与协议接口模块207相连接以获得USB端口106的协议参数，与协议接口模块208相连接以获得USB端口108的协议参数。控制器220可以为微控制器MCU，但并不局限于此。
在控制器220的内部，协议通信计算模块228根据与USB端口106连接的第一用电设备的协议参数得到第一用电设备的协议类型、请求的充电电压和充电电流并计算得到第一用电设备的充电电压参考值Vref1和充电电流参考值Iref1，根据与USB端口108连接的第二用电设备的协议参数得到第二用电设备的协议类型、请求的充电电压和充电电流并计算得到第二用电设备的充电电压参考值Vref2和充电电流参考值Iref2，以及根据第一用电设备和第二用电设备的总功率或根据第一用电设备和第二用电设备的请求的充电电压计算出直流供电电压参考值VREF。具体的，协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出直流供电电压。
在优选的实施例中，若第一级功率变换器输出电流小于第一级功率变换器最大输出电流，协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压最大值控制第一控制信号，以调节所述第一级功率变换器输出直流供电电压，所述第一级功率变换器输出直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。例如，当USB端口106连接的用电设备请求的充电电压为20V，充电电流为2A；USB端口108连接的用电设备请求的充电电压为5V，充电电流为3A，各用电设备的充电电压的最大值为20V，协议控制模块根据该最大值，将所述第一级功率变换器输出的直流供电电压调节为20V。
若第一级功率变换器输出电流达到第一级功率变换器最大输出电流，协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率控制第一控制信号，以调节所述第一级功率变换器输出的直流供电电压，所述第一级功率变换器输出的直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器输出最大电流的乘积。例如，当USB端口106连接的用电设备请求的充电电压为5V，充电电流为5A；USB端口108连接的用电设备请求的充电电压为5V，充电电流为3A，第一级功率变换器的功率转换效率为95％，第一级功率变换器输出电流达到第一级功率变换器最大输出电流5A，此时若根据各用电设备的充电电压的最大值调节第一级功率变换器的直流供电电压，第一级功率变换器的输出功率将不能满足各用电设备的用电需求，协议控制模块需要根据各用电设备的总功率调节第一级功率变换器输出的直流供电电压，经计算此时直流供电电压的值约为8V。
开关控制模块229与协议通信计算模块228相连接，用于根据第一用电设备的协议类型产生用于控制开关S1导通状态的第一中间信号，以及根据第二用电设备的协议类型产生用于控制开关S2导通状态的第二中间信号。进一步地，协议控制模块200的开关驱动模块217根据用于控制关S1导通状态的第一中间信号产生开关S1的开关控制信号K1，开关驱动模块218根据用于控制开关S2导通状态的第二中间信号产生开关S2的开关控制信号K2。
在控制器220的内部，比较器模块221将第一用电设备的采样电压VD1的数字值与充电电压参考值Vref1相比以产生第一逻辑信号，比较器模块222将第二用电设备的采样电压VD2的数字值与充电电压参考值Vref2相比以产生第二逻辑信号，比较器模块223将第一用电设备的采样电流ID1的数字值与充电电流参考值Iref1相比以产生第三逻辑信号，比较器模块224将第二用电设备的采样电流ID2的数字值与充电电流参考值Iref2相比以产生第四逻辑信号。脉宽调制运算模块227根据第一至第四逻辑信号产生用于控制第二级功率变换器102的第三中间信号，以及用于控制第二级功率变换器103的第四中间信号。进一步地，协议控制模块200的PWM驱动模块215根据用于控制第二级功率变换器102的第三中间信号产生控制第二级功率变换器102中的高侧开关管的PWM控制信号HD1和低侧开关管的PWM控制信号LD1，PWM驱动模块216根据用于控制第二级功率变换器103的第四中间信号产生控制第二级功率变换器103中的高侧开关管的PWM控制信号HD2和低侧开关管的PWM控制信号LD2。
图3示出根据本发明第二实施例的多路充电电路的示意性框图。充电电路20包括两级功率转换模块以支持一路TYPE-C型USB端口和一路TYPE-A型USB端口的同时快速充电。
与第一实施例的多路充电电路相比，根据第二实施例的多路充电电路20的主要区别在于，第一充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器102、开关S1和USB端口106，第二充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器103和USB端口109。该多路充电电路20的USB端口106为TYPE-C型，USB端口109为TYPE-A型，因此，在第二充电支路上可以省去开关S2。
根据第二实施例的多路充电电路20的其余方面与第一实施例相同，因此不再详述。
图4示出根据本发明第三实施例的多路充电电路的示意性框图。多路充电电路30包括两级功率转换模块以支持两路TYPE-A型USB端口的同时快速充电。
与第一实施例的多路充电电路相比，根据第三实施例的多路充电电路30的主要区别在于，第一充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器102和USB端口110，第二充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器103和USB端口111。该多路充电电路30的USB端口110和111均为TYPE-A型，因此，在第一充电支路上可以省去开关S1，在第二充电支路上可以省去开关S2。
根据第三实施例的多路充电电路30的其余方面与第一实施例相同，因此不再详述。
图5示出根据本发明第四实施例的多路充电电路的示意性框图。多路充电电路40包括两级功率转换模块以支持三路TYPE-C型USB端口的同时快速充电。
与第一实施例的多路充电电路相比，根据第四实施例的多路充电电路40的主要区别在于，第一充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器102、开关S1和USB端口106，第二充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的第二级功率变换器103、开关S2和USB端口108，第三充电支路包括在第一级功率变换器101的输出端上依次连接的DC-DC模块105、开关S3和USB端口112。该充电电路30的USB端口106、108和112均为TYPE-C型，因此，在第一至第三充电支路上均设置有开关。
根据第四实施例的多路充电电路40的其余方面与第一实施例相同，因此不再详述。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (35)

1.一种多路充电电路，其特征在于，包括：
第一级功率变换器，将交流输入电压转换成直流供电电压；
多个第二级功率变换器，与所述第一级功率变换器相连接，将所述直流供电电压转换成多个充电电压；
多个充电端口，分别与所述多个第二级功率变换器相连接，所述多个充电端口对用电设备进行充电；以及
协议控制模块，分别与多个充电端口的通信管脚以及第一级功率变换器相连接，获取所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数，以及根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生第一控制信号以调节所述直流供电电压；
其中，所述协议控制模块还根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值，以及将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的多个采样电压的模拟值转换成数字值，将所述多个采样电压的数字值与多个充电电压参考值比较，产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号；
所述多个第二级功率变换器还根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
2.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节所述多个充电电压。
3.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节多个第二级功率变换器输出的多个充电电流。
4.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压产生所述第一控制信号以调节所述直流供电电压。
5.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压最大值产生所述第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备请求的充电电压最大值。
6.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，若第一级功率变换器输出电流小于第一级功率变换器最大输出电流，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
7.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
8.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与所述第一级功率变换器的输出电流的乘积。
9.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，若第一级功率变换器的输出电流达到第一级功率变换器的最大输出电流，所述协议控制模块根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与所述第一级功率变换器的输出最大电流的乘积。
10.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块包括：
协议接口模块，与所述多个充电端口相连接以获得所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数；以及
控制器，所述控制器包括协议通信计算模块，所述协议通信计算模块与所述协议接口模块相连接，并根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生直流供电电压参考值、以及所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值、第二级功率变换器的充电电流参考值。
11.根据权利要求10所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
数模转换模块，将所述直流供电电压参考值的数字值转换成模拟值；
误差放大器，与所述数据转换模块相连接以接收所述直流供电电压参考值，将所述直流供电电压的反馈信号与所述直流供电电压参考值相比较以产生误差信号；以及
环路补偿模块，与所述误差放大器相连接以接收所述误差信号，对所述误差信号进行环路补偿以产生第一控制信号，
其中，所述第一级功率变换器根据所述第一控制信号调节所述直流供电电压。
12.根据权利要求10所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
第一组模数转换模块，分别将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的多个采样电压的模拟值转换成数字值；
所述控制器还包括：
第一组比较器模块，分别与所述第一组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电压的数字值，将所述多个采样电压的数字值与多个充电电压参考值相比较以产生第一组逻辑信号；
脉宽调制运算模块，与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号产生第一组中间信号；以及
多个PWM驱动模块，与所述脉宽调制运算模块相连接以获得所述第一组中间信号，根据所述第一组中间信号分别产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号，
其中，所述多个第二级功率变换器根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
13.根据权利要求12所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
第一组运算放大器，将从所述多个第二级功率变换器获取的多个采样电流放大，以获得所述多个采样电流的放大信号；
第二组模数转换模块，将所述多个采样电流的放大信号转换成数字值；以及
所述控制器还包括：
第二组比较器模块，与所述第二组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电流的放大信号的数字值，将所述多个采样电流的放大信号的数字值与所述多个充电电流参考值相比较以产生第二组逻辑信号，
其中，所述脉宽调制运算模块与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，与所述第二组比较器模块相连接以获得所述第二组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号和所述第二组逻辑信号产生所述第一组中间信号。
14.根据权利要求10所述的多路充电电路，其特征在于，所述协议通信计算模块根据所述至少一个充电端口连接的用电设备的协议参数获得协议类型，所述多路充电电路还包括：
开关控制模块，根据所述协议类型产生至少一个第二中间信号；以及
开关驱动模块，与所述开关控制模块相连接以获得所述至少一个第二中间信号，根据所述第二中间信号产生开关控制信号。
15.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述多个充电端口为USB端口。
16.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-C型USB端口。
17.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-A型USB端口。
18.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述多个充电端口的至少一个充电端口为TYPE-A型USB端口和至少一个充电端口为TYPE-C型USB端口。
19.根据权利要求16或18所述的多路充电电路，其特征在于，在所述至少一个充电端口及相应的第二级功率变换器之间通过开关连接。
20.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述多个第二级功率变换器分别为BUCK拓扑的功率变换器。
21.根据权利要求1所述的多路充电电路，其特征在于，所述第一级功率变换器为AC-DC功率变换器。
22.一种用于多路充电电路的协议控制模块，其特征在于，所述多路充电电路包括第一级功率变换器、多个第二级功率变换器以及多个充电端口，所述第一级功率变换器将交流输入电压转换成直流供电电压，多个第二级功率变换器将所述直流供电电压转换成多个充电电压，所述协议控制模块包括：
协议接口模块，所述协议接口模块分别与所述多个充电端口的通信管脚相连接以获得所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数；以及
控制器，所述控制器包括协议通信计算模块，所述协议通信计算模块与所述协议接口模块相连接，并根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述第一级功率变换器的直流供电电压参考值、以及所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值、各个第二级功率变换器的充电电流参考值；
其中，所述协议控制模块根据所述第一级功率变换器的直流供电电压参考值产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出的所述直流供电电压；
其中，所述协议控制模块还根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值，以及将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的多个采样电压的模拟值转换成数字值，将所述多个采样电压的数字值与多个充电电压参考值比较，产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号；所述多个第二级功率变换器还根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
23.根据权利要求22所述的协议控制模块，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
数模转换模块，将所述直流供电电压参考值的数字值转换成模拟值；
误差放大器，与所述数据转换模块相连接以接收所述直流供电电压参考值，将所述直流供电电压的反馈信号与所述直流供电电压参考值相比较以产生误差信号；以及
环路补偿模块，与所述误差放大器相连接以接收所述误差信号，对所述误差信号进行环路补偿以产生第一控制信号，
其中，所述第一级功率变换器根据所述第一控制信号调节所述直流供电电压。
24.根据权利要求23所述的协议控制模块，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
第一组模数转换模块，分别将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的采样电压的模拟值转换成数字值；
所述控制器还包括：
第一组比较器模块，分别与所述第一组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电压的数字值，将所述多个采样电压的数字值与所述多个充电电压参考值相比较以产生第一组逻辑信号；
脉宽调制运算模块，与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号产生第一组中间信号；以及
多个PWM驱动模块，与所述脉宽调制运算模块相连接以获得所述第一组中间信号，根据所述第一组中间信号分别产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号，
其中，所述多个第二级功率变换器根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
25.根据权利要求24所述的协议控制模块，其特征在于，所述协议控制模块还包括：
第一组运算放大器，将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的采样电流放大，以获得所述多个采样电流的放大信号；
第二组模数转换模块，将所述多个第二级功率变换器的采样电流的放大信号转换成数字值；以及
所述控制器还包括：
第二组比较器模块，与所述第二组模数转换模块相连接以获得所述多个采样电流的放大信号的数字值，将所述多个采样电流的放大信号的数字值与所述多个充电电流参考值相比较以产生第二组逻辑信号，
其中，所述脉宽调制运算模块与所述第一组比较器模块相连接以获得所述第一组逻辑信号，与所述第二组比较器模块相连接以获得所述第二组逻辑信号，并且根据所述第一组逻辑信号和所述第二组逻辑信号产生所述第一组中间信号。
26.根据权利要求25所述的协议控制模块，其中，所述协议通信计算模块根据所述至少一个充电端口连接的用电设备的协议参数获得协议类型，所述协议控制模块还包括：
开关控制模块，根据所述协议类型产生至少一个第二中间信号；以及
开关驱动模块，与所述开关控制模块相连接以获得所述至少一个第二中间信号，根据所述第二中间信号产生开关控制信号。
27.一种多路充电电路的控制方法，其特征在于，所述多路充电电路包括第一级功率变换器、多个第二级功率变换器、多个充电端口以及协议控制模块，
通过第一级功率变换器将交流输入电压转换成直流供电电压；
通过多个第二级功率变换器，将所述直流供电电压转换成多个充电电压；
通过多个充电端口对用电设备进行充电，
其中，所述控制方法还包括：
获取所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数，以及
根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生第一控制信号以调节所述第一级功率变换器输出的直流供电电压；
根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述各个第二级功率变换器的充电电压参考值，以及将从所述多个第二级功率变换器输出端获取的多个采样电压的模拟值转换成数字值，将所述多个采样电压的数字值与多个充电电压参考值比较，产生所述多个第二级功率变换器的PWM控制信号；
根据所述PWM控制信号调节所述多个第二级功率变换器的充电电压。
28.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节所述多个充电电压。
29.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的用电设备的协议参数产生所述多个第二级功率变换器的控制信号以调节多个第二级功率变换器输出的充电电流。
30.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
31.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备请求的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
32.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，若第一级功率变换器的输出电流小于第一级功率变换器最大的输出电流，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的充电电压最大值产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压不低于各用电设备的充电电压最大值。
33.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压。
34.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器输出电流的乘积。
35.根据权利要求27所述的控制方法，其特征在于，若第一级功率变换器的输出电流达到第一级功率变换器的最大输出电流，所述协议控制模块，根据所述多个充电端口上连接的各用电设备的总功率产生第一控制信号以调节所述直流供电电压，所述直流供电电压为各用电设备的总功率除以功率转换效率与第一级功率变换器的输出最大电流的乘积。
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CN112202222B (zh) * 2020-09-29 2023-03-14 维沃移动通信有限公司 充电器、充电控制方法及装置
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CN112653213B (zh) * 2020-12-17 2024-02-09 维沃移动通信有限公司 充电控制方法及装置
CN115693877A (zh) * 2021-07-23 2023-02-03 深圳英集芯科技股份有限公司 电源适配器及充电控制方法和相关介质和程序产品
CN116470596B (zh) * 2022-01-11 2024-04-05 荣耀终端有限公司 电源适配器、充电系统及充电方法
CN114567033B (zh) * 2022-02-21 2022-09-13 湖南炬神电子有限公司 一种提高多口充电器转换效率电路
US20240022102A1 (en) * 2022-07-14 2024-01-18 Silanna Asia Pte Ltd Configurable integrated power delivery module with adaptive power sharing
CN116937751B (zh) * 2023-09-13 2023-12-22 深圳市金致卓科技有限公司 一种兼容多种协议的充电器的电路及控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130147277A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 O2Micro Inc. Power management system
CN203896028U (zh) * 2014-06-23 2014-10-22 深圳市佰利汇电子有限公司 多端口usb充电器
US9997939B2 (en) * 2016-01-11 2018-06-12 Simpower Technology Inc. Hub
CN206226092U (zh) * 2016-10-22 2017-06-06 丘振良 一种多口充电器
CN106972591A (zh) * 2017-05-17 2017-07-21 东莞市奥海电源科技有限公司 一种充电器
CN206834813U (zh) * 2017-05-17 2018-01-02 东莞市奥海科技股份有限公司 各类电子设备可共用的充电器
TWI673590B (zh) * 2018-07-27 2019-10-01 威鋒電子股份有限公司 多埠電力供應裝置及其操作方法
CN208939838U (zh) * 2018-11-14 2019-06-04 深圳市力明恒电子有限公司 一种智能匹配输出功率的模块化电源电路
CN109462266A (zh) * 2018-12-28 2019-03-12 合肥市芯海电子科技有限公司 一种基于单路快充协议芯片控制多路usb口的电路及方法
CN210156968U (zh) * 2019-07-26 2020-03-17 安克创新科技股份有限公司 充电器

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