CN111934400A - 多口快充效率调整电路和方法、快充芯片及快充供电设备 - Google Patents

多口快充效率调整电路和方法、快充芯片及快充供电设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种多口快充效率调整电路，包括多路电压输出单元及控制单元。每一电压输出单元包括并联电连接于其接口模块与AC‑DC转换模块之间的DC‑DC调压模块和开关模块。控制单元根据接入的各路外部设备请求的充电电压来确定目标电压，并控制AC‑DC转换模块将输出电压调整为与目标电压相等，以及在外部设备请求的充电电压等于目标电压时，导通相应的开关模块，并控制相应的DC‑DC调压模块暂停工作。本申请还提供一种多口快充效率调整方法、快充芯片及快充供电设备。本申请能够动态、灵活地调整AC‑DC转换模块的输出电压，使至少一路电压输出单元通过直通通路给外部设备供电，以降低功率转换损耗，优化充电效率。

Description

多口快充效率调整电路和方法、快充芯片及快充供电设备
技术领域
本申请涉及充电技术领域，尤其涉及一种多口快充效率调整电路和方法、快充芯片以及具有所述多口快充效率调整电路或快充芯片的快充供电设备。
背景技术
近年来，随着快充技术的发展，各种快充技术应用越来越广泛。随着便携式电子产品的广泛使用，用户对多个接口同时充电的需求也逐渐增多，多口快充技术逐渐占据了充电应用的主流。小体积多口输出的充电产品也越来越受到市场青睐。
在多口快充架构，例如快充芯片中，由于所连接的多个外部设备所请求的充电电压可能会有所不同，若使用多路AC-DC转换模块对多路输出电压分别进行独立调压，会导致产品成本高、体积大。目前市场上的多口快充架构通常通过在前端设置一路AC-DC转换模块，在后端设置多路DC-DC调压模块来调整各路的输出电压，以实现多路快充输出。然而，在现有的这种多口快充架构中，前端AC-DC转换模块通常是输出固定的电压，该固定的电压通常高于后端所有的输出电压，且不能跟随后端的输出电压做出调整。后端的多路DC-DC调压模块只是被动地接收前端AC-DC转换模块输出的固定电压，却无法对前端AC-DC转换模块的输出电压进行调节，且后端由于DC-DC调压模块中的功率变换器的存在而消耗掉一部分能量，从而降低了产品的输出效率，无法达到最优的效率。另外，功率变换器消耗的能量会产生热量，对产品的小型化非常不利，也会极大的影响到用户体验。
发明内容
本申请提供一种多口快充效率调整电路和方法、快充芯片及快充供电设备，能够降低DC-DC功率转换损耗，优化充电效率。
本申请的第一方面提供一种多口快充效率调整电路，所述多口快充效率调整电路包括AC-DC转换模块、多路电压输出单元、以及控制单元。所述AC-DC转换模块用于接收AC输入电压，并将所述AC输入电压转换为DC电压后输出第一输出电压。每一所述电压输出单元包括接口模块、DC-DC调压模块以及开关模块。所述接口模块用于与外部设备电连接。所述DC-DC调压模块与所述开关模块并联电连接于所述AC-DC转换模块的输出端与所述接口模块之间。所述控制单元与所述AC-DC转换模块以及各路所述电压输出单元分别电连接。所述控制单元用于获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，根据获取到的全部充电电压确定目标电压，以及根据所述目标电压确定电压输出策略。其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等。根据所述目标电压确定电压输出策略包括：控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等；分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作。
本申请的第二方面提供一种快充芯片，所述快充芯片包括第一方面所述多口快充效率调整电路。
本申请的第三方面提供一种快充供电设备，所述快充供电设备包括电源输入接口、多个USB接口、以及第一方面所述多口快充效率调整电路或第二方面所述的快充芯片。所述电源输入接口用于接收外部电源提供的输入电压。所述多个USB接口用于与多个外部设备一一电连接。所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的AC-DC转换模块电连接于所述电源输入接口与所述多个USB接口之间，用于接收所述输入电压以及为所述多个外部设备提供相应的充电电压。其中，所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的AC-DC转换模块与所述电源输入接口电连接，所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的多个接口模块与所述多个USB接口一一电连接。
本申请的第四方面提供一种多口快充效率调整方法，所述多口快充效率调整方法应用于第一方面所述的多口快充效率调整电路或第二方面所述的快充芯片中。所述多口快充效率调整方法包括：获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压；根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等；根据所述目标电压确定电压输出策略。其中，根据所述目标电压确定电压输出策略包括：控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等；分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作。
本申请提出的多口快充效率调整电路根据接入的所有外部设备请求的充电电压来将前端的AC-DC转换模块输出的第一输出电压动态、灵活地调整为与至少一个外部设备请求的充电电压相等，使至少一路电压输出单元可以通过开关模块的直通通路将AC-DC转换模块输出的第一输出电压直接提供给所连接的外部设备，避免使用DC-DC调压模块的非直通通路来对所述第一输出电压进行功率转换，从而能够降低后端的DC-DC功率转换损耗，优化充电效率，进而可利于产品小型化设计，并能提升用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种多口快充效率调整电路的功能模块示意图。
图2为图1所示的多口快充效率调整电路的一种电路结构示意图。
图3为图1所示的多口快充效率调整电路的另一种电路结构示意图。
图4为图1所示的多口快充效率调整电路的另一种电路结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种快充芯片的功能模块示意图。
图6为本申请实施例提供的一种快充供电设备的功能模块示意图。
图7为本申请实施例提供的一种多口快充效率调整方法的流程图。
图8为本申请实施例提供的另一种多口快充效率调整方法的流程图。
主要元件符号说明
多口快充效率调整电路 100、101、102、103、51、62
AC-DC转换模块 11
电压输出单元 12、121、122
接口模块 1211、1221
DC-DC调压模块 1212、1222
开关模块 1213、1223
控制单元 13
充电控制模块 131
电压控制模块 132
外部设备 200、201、202
快充芯片 500
快充供电设备 600
电源输入接口 61
USB接口 63
MOS管 Q1、Q2
电阻 R1、R2
控制端口 C1
输入端口 A1、B1
第一输出端口 A2、B2
第二输出端口 A3、B3
通信端口 T1、T2
步骤 701-703、801-805
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本申请的限制。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本申请在说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本申请。
图1为本申请实施例提供的一种多口快充效率调整电路的功能模块示意图。如图1所示，多口快充效率调整电路100包括AC-DC转换模块11、多路电压输出单元12、以及控制单元13。其中，所述AC-DC转换模块11用于接收外部电源（图未示）提供的AC输入电压，并将所述AC输入电压转换为DC电压后，输出第一输出电压。所述外部电源提供的输入电压例如可为220V的交流市电，所述AC-DC转换模块11用于将所述外部电源提供的输入电压转换为直流电压，即，所述第一输出电压为直流电压。
所述多路电压输出单元12用于与多个外部设备200电连接。为方便描述，本申请的实施例主要以所述多路电压输出单元12包括两路电压输出单元121、122为例，对本申请的所述多口快充效率调整电路100的结构进行详细介绍。
如图1所示，多路电压输出单元121、122用于与多个外部设备201、202一一电连接。所述控制单元13与各路所述电压输出单元121、122分别电连接。所述控制单元13用于获取各路电压输出单元121、122所连接的外部设备201、202请求的充电电压，并根据各个外部设备201、202请求的充电电压控制各路电压输出单元121、122为相应的外部设备201、202输出相应的充电电压。
具体地，在本实施例中，各个所述电压输出单元121、122的结构相同，以所述电压输出单元121为例，所述电压输出单元121包括接口模块1211、DC-DC调压模块1212以及开关模块1213。其中，所述接口模块1211用于与所述外部设备201电连接。
可以理解的是，所述控制单元13可包括协议通信模块（图未示），所述控制单元13可通过所述协议通信模块来与接入所述接口模块1211的外部设备201进行通信，从而识别所述外部设备201所支持的充电协议，以获取所述外部设备201所需要或所请求的充电电压。关于识别所接入的外部设备的充电协议以及获取外部设备所请求的充电电压的具体技术细节可参阅现有的相关技术的介绍，在此不进行赘述。
所述DC-DC调压模块1212与所述开关模块1213并联电连接于所述AC-DC转换模块11的输出端与所述接口模块1211之间。所述DC-DC调压模块1212用于接收所述AC-DC转换模块11输出的所述第一输出电压，并根据所述外部设备201请求的充电电压来将所述第一输出电压调整为相应的充电电压，以及通过所述接口模块1211将相应的充电电压输出给所述外部设备201。
可以理解的是，各个接口模块在不同的时刻可以接入不同规格的外部设备，也可以不接入外部设备，而各种外部设备都包含有对应的充电协议。对于不同的外部设备，其充电协议也不同。因此，需要向各个接口模块输出的充电电压是根据外部设备的接入情况以及所接入的外部设备所请求的充电电压来确定的。可以理解的是，所述充电协议包括普通充电协议和至少一个快充协议。
所述开关模块1213用于接收所述AC-DC转换模块11输出的所述第一输出电压，并在导通状态下将所述第一输出电压直接提供给所述外部设备201。
同样地，所述电压输出单元122包括接口模块1221、DC-DC调压模块1222以及开关模块1223。由于各个所述电压输出单元121、122的结构相同，所述电压输出单元122的接口模块1221、DC-DC调压模块1222以及开关模块1223，与所述电压输出单元121的接口模块1211、DC-DC调压模块1212以及开关模块1213一一对应。关于所述接口模块1221、DC-DC调压模块1222以及开关模块1223的具体技术细节请参阅前面对所述接口模块1211、DC-DC调压模块1212以及开关模块1213的相关具体描述，为节省篇幅及避免重复起见，在此不进行重复赘述。
在本实施例中，根据上面对所述电压输出单元121、122的结构的具体介绍可知，本实施例提供的多口快充效率调整电路100在所述AC-DC转换模块11的输出端与各路电压输出单元的接口模块之间设置并联电连接的开关模块1213与DC-DC调压模块，其中，开关模块1213、1223作为直通通路，DC-DC调压模块1212、1222作为非直通通路。
在本实施例中，所述控制单元13还与所述AC-DC转换模块11电连接。所述控制单元13还用于根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等。
在本实施例中，所述控制单元13还用于根据所述目标电压确定电压输出策略。
具体地，所述控制单元13控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等。也就是说，采用本实施例的电压输出策略，能够根据后端所接入的外部设备的充电电压需求，动态、灵活地将前端AC-DC转换模块的第一输出电压调整为与至少一路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压相等。
其中，所述控制单元13可通过常规的调压模式，例如，所述控制单元13可通过分压电阻、光耦、IIC等方式与所述AC-DC转换模块11形成反馈环路，来调节前端的AC-DC转换模块11的第一输出电压。
所述控制单元13还分别判断各路电压输出单元121、122所连接的外部设备201、202请求的充电电压是否等于所述目标电压。
以所述电压输出单元121为例，若所述电压输出单元121所连接的外部设备201请求的充电电压等于所述目标电压，则所述控制单元13导通所述电压输出单元121的开关模块1213，使所述AC-DC转换模块11的输出端通过导通的开关模块1213与外部设备201直通，从而能够将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元121所连接的外部设备201。同时，所述控制单元13还控制所述电压输出单元121的DC-DC调压模块1212暂停工作。这时，所述电压输出单元121通过直通通路为所述外部设备201输出充电电压。可以理解的是，所述电压输出单元121由于未使用所述DC-DC调压模块1212来对所述第一输出电压进行功率转换，因此能够避免后端的DC-DC功率转换损耗，从而提高了后端的功率转换效率。
若所述电压输出单元121所连接的外部设备201请求的充电电压不等于所述目标电压，则所述控制单元13断开所述电压输出单元121的开关模块1213，并控制所述电压输出单元121的DC-DC调压模块1212将所述第一输出电压调整为所述电压输出单元121所连接的外部设备201请求的充电电压后再提供给所述电压输出单元121所连接的外部设备201。这时，所述电压输出单元121通过非直通通路为所述外部设备201输出充电电压。可以理解的是，在这种情况下，虽然所述电压输出单元121通过非直通通路为所述外部设备201输出充电电压，无法避免后端的DC-DC功率转换损耗，但由于所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等，因此，在其他的电压输出单元中，至少有一路电压输出单元所连接的外部设备201请求的充电电压与所述目标电压相等。如此，在所述多口快充效率调整电路100中，采用本实施例的电压输出策略，至少会有一路电压输出单元会通过直通通路为其所连接的外部设备输出充电电压，从而依然能够避免后端的DC-DC功率转换损耗，进而提高了后端的功率转换效率。
可见，在上述多口快充效率调整电路100的充电架构基础上，采用本实施例的电压输出策略，所述控制单元13能够通过判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压来切换直通通路和非直通通路为外部设备输出充电电压。由于所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等，因此，在所述多口快充效率调整电路100中，至少有一路电压输出单元可以采用直通通路为所连接的外部设备输出充电电压，从而能够达到降低功率转换损耗、提高转换效率的目的。
在一种实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的最大电压相等。在设计产品，例如快充电源、快充适配器等快充供电设备时，会预先设定该产品的最大输出电压。可以理解的是，当某一路或多路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于为产品设定的最大输出电压时，所述目标电压为设定的所述最大输出电压。例如，为产品设定的最大输出电压为20V，所述多路电压输出单元12包括四路电压输出单元，各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压分别为20V、12V、15V、20V，这时，所述目标电压等于20V，所述控制单元13控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为20V。
可以理解的是，当各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压均小于为产品设定的所述最大输出电压时，所述目标电压为所述全部充电电压中的最大电压。例如，为产品设定的最大输出电压为20V，所述多路电压输出单元12包括四路电压输出单元，各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压分别为15V、9V、12V、15V，这时，所述目标电压等于15V，所述控制单元13控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为15V。
在上面的两个例子中，由于第一路和第四路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压均等于所述目标电压，第二路和第三路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压均小于所述目标电压，因此，所述控制单元13导通第一路和第四路电压输出单元的开关模块以及控制第一路和第四路电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作，从而使第一路和第四路电压输出单元通过直通通路来将所述第一输出电压直接提供给第一路和第四路电压输出单元所连接的外部设备。同时，所述控制单元13断开第二路和第三路电压输出单元的开关模块以及控制第二路和第三路电压输出单元121的DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为第二路和第三路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，从而使第二路和第三路电压输出单元通过非直通通路来给第二路和第三路电压输出单元所连接的外部设备提供充电电压。
可选地，在其他实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的最小电压相等。例如，所述多路电压输出单元12包括四路电压输出单元，各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压分别为15V、9V、12V、15V，这时，所述目标电压等于9V，所述控制单元13控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为9V。
可选地，在其他实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的介于最大电压和最小电压之间的中间电压相等。例如，所述多路电压输出单元12包括四路电压输出单元，各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压分别为15V、9V、12V、15V，这时，所述目标电压等于12V，所述控制单元13控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为12V。
本实施例提供的所述多口快充效率调整电路100通过在前端设置一路AC-DC转换模块来进行电压转换，能够减小前端电压转换模块的体积，也降低了前端电压转换模块的成本。
进一步地，本实施例提供的所述多口快充效率调整电路100在现有的快充架构的基础上，在每一路电压输出单元中增加一路可以直通输出且与DC-DC调压模块并联的开关模块，并通过生成电压输出策略来控制直通通路和非直通通路的切换，从而能够在至少一路电压输出模块中避免后端的DC-DC功率转换损耗，以提高后端的功率转换效率。
进一步地，本实施例提供的所述多口快充效率调整电路100由于在每一路电压输出单元中仅增加了一路开关模块，避免使用复杂的外围电路，因此，电路架构简单、可靠性高、成本低，同时也利于产品小型化设计。
进一步地，本实施例提供的所述多口快充效率调整电路100通过获取接入的所有外部设备请求的充电电压来确定电压输出策略，从而可根据接入的所有外部设备请求的充电电压来将前端的AC-DC转换模块11输出的第一输出电压动态、灵活地调整为与至少一个外部设备请求的充电电压相等，使至少一路电压输出单元可以通过开关模块的直通通路将AC-DC转换模块11输出的第一输出电压直接提供给所连接的外部设备，避免使用DC-DC调压模块的非直通通路来对所述第一输出电压进行功率转换，从而能够降低后端的DC-DC功率转换损耗，优化充电效率，进而可利于产品小型化设计，并能提升用户的使用体验。
图2为图1所示的多口快充效率调整电路的一种电路结构示意图。在图2所示的多口快充效率调整电路101中，所述开关模块1213采用MOS管Q1来实现，所述开关模块1223采用MOS管Q2来实现。其中，所述MOS管Q1的其中一个连接端与所述AC-DC转换模块11的输出端电连接，所述MOS管Q1的另一个连接端与所述接口模块1211电连接。所述MOS管Q2的其中一个连接端与所述AC-DC转换模块11的输出端电连接，所述MOS管Q2的另一个连接端与所述接口模块1221电连接。
所述DC-DC调压模块1212通过电阻R1与所述接口模块1211电连接，所述DC-DC调压模块1222通过电阻R2与所述接口模块1221电连接。
在本实施例中，所述控制单元13包括控制端口C1以及多组输入输出端口A1-A3、B1-B3。其中，所述控制端口C1与所述AC-DC转换模块11电连接，所述控制单元13通过所述控制端口C1控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等。
所述多组输入输出端口与所述多路电压输出单元12的各个模块一一对应电连接。其中，在本实施例中，各组所述输入输出端口与对应的电压输出单元的各个模块的电连接关系相同。
以第一组输入输出端口A1-A3为例，所述第一组输入输出端口A1-A3包括输入端口A1、第一输出端口A2、以及第二输出端口A3。其中，所述输入端口A1与对应的电压输出单元121的接口模块1211电连接，所述控制单元13通过所述输入端口A1获取与所述输入端口A1对应的接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压。
所述第一输出端口A2与对应的电压输出单元121的DC-DC调压模块1212电连接，所述控制单元13通过所述第一输出端口A2控制与所述第一输出端口A2电连接的DC-DC调压模块1212的工作状态。
所述第二输出端口A3与对应的电压输出单元121的开关模块1213，即MOS管Q1的控制端电连接，所述控制单元13通过所述第二输出端口A3控制与所述第二输出端口A3电连接的开关模块1213的导通状态。
同样地，第二组输入输出端口B1-B3包括输入端口B1、第一输出端口B2、第二输出端口B3。所述输入端口B1、第一输出端口B2、第二输出端口B3，与所述输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3一一对应。由于各组所述输入输出端口与对应的电压输出单元的各个功能模块的电连接关系相同，关于所述输入端口B1、第一输出端口B2、第二输出端口B3的具体技术细节请参阅前面对所述输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3的相关具体描述，为节省篇幅及避免重复起见，在此不进行重复赘述。
本实施例提供的所述多口快充效率调整电路101，根据后端所接入的外部设备的充电电压需求来动态地将前端的输出电压调整至一个最合理的状态，既能满足后端所有接口的充电电压需求，又能提高后端功率转换模块的效率，适用于小体积的多口充电产品。
图3为图1所示的多口快充效率调整电路的另一种电路结构示意图。其中，图3所示的多口快充效率调整电路102与图2所示的多口快充效率调整电路101结构相似，不同之处在于：在图3所示的多口快充效率调整电路102中，以所述电压输出单元121为例，每一所述电压输出单元还包括充电控制模块131，所述充电控制模块131与所述AC-DC转换模块11以及对应的所述电压输出单元121的接口模块1211、DC-DC调压模块1212和开关模块1213分别电连接，所述充电控制模块131用于通过对应的所述接口模块1211获取对应的外部设备201请求的充电电压。所述控制单元13包括所述多路电压输出单元的充电控制模块131，例如，所述控制单元13包括所述电压输出单元121的充电控制模块131和所述电压输出单元122的充电控制模块131。
在本实施例中，各个所述充电控制模块131之间分别进行通信连接。
在一种实施例中，每一所述充电控制模块131还用于通过与其他所述充电控制模块131进行通信来分别获取其他所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压。
可选地，在另一种实施例中，其中一个充电控制模块131还用于通过与其他所述充电控制模块131进行通信来分别获取其他所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压，以及将所述目标电压发送给其他所述充电控制模块131。其他所述充电控制模块131还用于将获取到的充电电压发送给所述其中一个充电控制模块131以及接收所述其中一个充电控制模块131确定的所述目标电压。
在本实施例中，每一所述充电控制模块131还用于根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略。
以所述电压输出单元121为例，所述充电控制模块131在根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元121的电压输出策略时，具体用于判断对应的所述接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压是否等于所述目标电压。
若对应的所述接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压等于所述目标电压，则所述充电控制模块131控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等，并导通对应的所述开关模块1213，即MOS管Q1，以将所述第一输出电压直接提供给对应的所述接口模块1211所连接的外部设备201，以及控制对应的所述DC-DC调压模块1212暂停工作。
若对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则所述充电控制模块131断开对应的所述开关模块1213，即MOS管Q1，并控制对应的所述DC-DC调压模块1212将所述第一输出电压调整为对应的所述接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压后再提供给对应的外部设备201。
在本实施例中，如图3所示，每一所述充电控制模块131包括控制端口C1、输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3、以及通信端口T1。
其中，同样以所述电压输出单元121为例，所述输入端口A1与对应的电压输出单元121的接口模块1211电连接，所述充电控制模块131通过所述输入端口A1获取与所述输入端口A1对应的接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压。
所述充电控制模块131通过所述通信端口T1与其他所述电压输出单元的充电控制模块131进行通信连接。
所述控制端口C1与所述AC-DC转换模块11电连接，所述充电控制模块131在其对应的所述接口模块1211所连接的外部设备201请求的充电电压等于所述目标电压时，通过所述控制端口C1控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等。
所述第一输出端口A2与对应的电压输出单元121的DC-DC调压模块1212电连接，所述充电控制模块131通过所述第一输出端口控制与所述第一输出端口电连接的DC-DC调压模块的工作状态。
所述第二输出端口A3与对应的电压输出单元121的开关模块1213，即MOS管Q1的控制端电连接，所述充电控制模块131通过所述第二输出端口A3控制与所述第二输出端口A3电连接的开关模块1213的导通状态。
本实施例提供的所述多口快充效率调整电路102，能够根据后端的充电电压需求来灵活地实现各路电压输出单元的功率转换效率的调整，从而达到降低功率损耗的目的，并能够提高功率转换效率。
图4为图1所示的多口快充效率调整电路的另一种电路结构示意图。其中，图4所示的多口快充效率调整电路103与图3所示的多口快充效率调整电路102结构相似，不同之处在于：在图4所示的多口快充效率调整电路103中，所述控制单元13包括电压控制模块132以及所述多路电压输出单元的充电控制模块131。所述电压控制模块132分别与各个所述充电控制模块131进行通信连接。
在本实施例中，所述电压控制模块132用于通过各个所述充电控制模块131获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压，以及控制所述AC-DC转换模块11将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等。
在本实施例中，所述电压控制模块132还用于将所述目标电压反馈给各路电压输出单元的充电控制模块131，以便使每一所述充电控制模块131能够根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略。其中，图4所示的每一所述充电控制模块131根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略的原理，与图3所示的每一所述充电控制模块131根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略的原理相同，具体技术细节请参阅前面的描述，在此不进行重复赘述。
在本实施例中，如图4所示，每一所述充电控制模块131包括输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3、通信端口T1。其中，图4所示的每一所述充电控制模块131的输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3与对应的电压输出单元的各个功能模块的连接关系，与图3所示的每一所述充电控制模块131的输入端口A1、第一输出端口A2、第二输出端口A3与对应的电压输出单元的各个功能模块的连接关系相同，具体技术细节请参阅前面的描述，在此不进行重复赘述。
在本实施例中，如图4所示，所述通信端口T1与所述电压控制模块132电连接，每一所述充电控制模块131通过其通信端口T1与所述电压控制模块132进行通信连接。
本实施例提供的所述多口快充效率调整电路103，通过前后端的通信，可以灵活地调整前端的输出电压，并使至少一路电压输出单元通过直通开关管将前端的输出电压直接输出至后端的接口模块，从而最大程度地降低了后端功率转换模块的损耗，使后端转换效率更高，发热量更低，适用于小体积的多口充电产品，并使具有多口电压输出功能的充电产品能够被进一步小型化。
本申请还提供一种快充芯片。如图5所示，快充芯片500包括多口快充效率调整电路51。其中，所述多口快充效率调整电路51可对应于图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、或103，关于所述多口快充效率调整电路51的具体技术细节请参阅前面对图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、103的相关具体描述，为节省篇幅及避免重复起见，在此不进行重复赘述。
本申请中还提供一种快充供电设备。如图6所示，快充供电设备600包括电源输入接口61、多口快充效率调整电路62、以及多个USB接口63。其中，所述电源输入接口61与所述多口快充效率调整电路62电连接，所述电源输入接口61用于接收外部电源，例如220V的交流市电提供的AC输入电压，以给所述多口快充效率调整电路62提供输入电压。
所述多个USB接口63用于与多个外部设备，例如手机、平板电脑等一一电连接。在本实施例中，所述USB接口63包括USB TYPE-A接口和USB TYPE-C接口。其中，所述USB接口63用于通过USB充电线与外部设备电连接。
所述多口快充效率调整电路62用于为所接入的外部设备充电。在本实施例中，所述多口快充效率调整电路62可对应于图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、或103，关于所述多口快充效率调整电路62的具体技术细节请参阅前面对图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、103的相关具体描述，为节省篇幅及避免重复起见，在此不进行重复赘述。可以理解的是，所述多口快充效率调整电路62可以设置在快充芯片中。
其中，所述多口快充效率调整电路62的AC-DC转换模块电连接于所述电源输入接口61与所述多个USB接口63之间，用于接收所述输入电压以及为所述多个外部设备提供相应的充电电压。具体地，所述多口快充效率调整电路62的AC-DC转换模块的输入端与所述电源输入接口61电连接，所述多口快充效率调整电路62的多个接口模块与所述多个USB接口63一一电连接。
所述快充供电设备600可为快充移动电源或快充适配器等充电设备。
本申请提出的快充供电设备600，通过采用所述多口快充效率调整电路62，能够较大地降低DC-DC功率转换损耗，优化了整体的功率转换效率，且电路架构简单、可靠性高、成本低，也利于产品小型化设计。
图7为本申请实施例提供的一种多口快充效率调整方法的流程图。所述快充保护方法可应用于图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、103或图5所示的快充芯片中。
在本实施例中，如图7所示，所述多口快充效率调整方法包括以下步骤。
步骤701，获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压。
步骤702，根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等。
在一种实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的最大电压相等。
可选地，在其他实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的最小电压相等。
可选地，在其他实施例中，所述目标电压与所述全部充电电压中的介于最大电压和最小电压之间的中间电压相等。
步骤703，根据所述目标电压确定电压输出策略。
在本实施例中，所述步骤703可具体包括：
控制AC-DC转换模块将第一输出电压调整为与所述目标电压相等；
分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；
若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作；
若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则断开所述电压输出单元的开关模块，并控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给所述电压输出单元所连接的外部设备。
本实施例的步骤701-703的具体技术细节可参考对图1-图4所示的实施例的相关技术细节的描述，在此不进行重复赘述。
图8为本申请实施例提供的另一种多口快充效率调整方法的流程图。所述快充保护方法可应用于图1-图4所示的多口快充效率调整电路100、101、102、103或图5所示的快充芯片中。
在本实施例中，如图8所示，所述多口快充效率调整方法包括以下步骤。
步骤801，获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压。
步骤802，根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等。
步骤803，控制AC-DC转换模块将第一输出电压调整为与所述目标电压相等。
步骤804，分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压。若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则执行步骤805。否则，若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则执行步骤806。
步骤805，导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作。
步骤806，断开所述电压输出单元的开关模块，并控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给所述电压输出单元所连接的外部设备。
本实施例的步骤801-806的具体技术细节可参考对图1-图4所示的实施例的相关技术细节的描述，在此不进行重复赘述。
本实施例提供的所述多口快充效率调整方法通过获取接入的所有外部设备请求的充电电压来确定电压输出策略，从而可根据接入的所有外部设备请求的充电电压来将前端的AC-DC转换模块输出的第一输出电压动态、灵活地调整为与至少一个外部设备请求的充电电压相等，使至少一路电压输出单元可以通过开关模块的直通通路将AC-DC转换模块输出的第一输出电压直接提供给所连接的外部设备，避免使用DC-DC调压模块的非直通通路来对所述第一输出电压进行功率转换，从而能够降低后端的DC-DC功率转换损耗，优化充电效率，进而可利于产品小型化设计，并能提升用户的使用体验。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种多口快充效率调整电路，包括AC-DC转换模块以及多路电压输出单元，所述AC-DC转换模块用于接收AC输入电压，并将所述AC输入电压转换为DC电压后输出第一输出电压，其特征在于，每一所述电压输出单元包括：
接口模块，用于与外部设备电连接；以及
DC-DC调压模块和开关模块，并联电连接于所述AC-DC转换模块的输出端与所述接口模块之间；
所述多口快充效率调整电路还包括控制单元，所述控制单元与所述AC-DC转换模块以及各路所述电压输出单元分别电连接，所述控制单元用于：
获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压；
根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等；以及
根据所述目标电压确定电压输出策略，包括：
控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等；
分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；
若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作。
2.如权利要求1所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，在所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压时，所述控制单元还用于断开所述电压输出单元的开关模块，并控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给所述电压输出单元所连接的外部设备。
3.如权利要求2所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，
所述目标电压与所述全部充电电压中的最大电压相等；或者
所述目标电压与所述全部充电电压中的最小电压相等；或者
所述目标电压与所述全部充电电压中的介于最大电压和最小电压之间的中间电压相等。
4.如权利要求2或3所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，所述控制单元包括：
控制端口，与所述AC-DC转换模块电连接，所述控制单元通过所述控制端口控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等；以及
多组输入输出端口，与所述多路电压输出单元一一对应电连接，其中，每一组所述输入输出端口包括：
输入端口，与对应的电压输出单元的接口模块电连接，所述控制单元通过所述输入端口获取与所述输入端口对应的接口模块所连接的外部设备请求的充电电压；
第一输出端口，与对应的电压输出单元的DC-DC调压模块电连接，所述控制单元通过所述第一输出端口控制与所述第一输出端口电连接的DC-DC调压模块的工作状态；以及
第二输出端口，与对应的电压输出单元的开关模块电连接，所述控制单元通过所述第二输出端口控制与所述第二输出端口电连接的开关模块的导通状态。
5.如权利要求2或3所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，每一所述电压输出单元还包括充电控制模块，所述充电控制模块与所述AC-DC转换模块以及对应的所述电压输出单元的接口模块、DC-DC调压模块和开关模块分别电连接，所述充电控制模块用于通过对应的所述接口模块获取对应的外部设备请求的充电电压；
各个所述充电控制模块之间分别进行通信连接，每一所述充电控制模块还用于通过与其他所述充电控制模块进行通信来分别获取其他所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压；或者，其中一个充电控制模块还用于通过与其他所述充电控制模块进行通信来分别获取其他所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压，以及将所述目标电压发送给其他所述充电控制模块，其他所述充电控制模块还用于将获取到的充电电压发送给所述其中一个充电控制模块以及接收所述其中一个充电控制模块确定的所述目标电压；
其中，所述控制单元包括所述多路电压输出单元的充电控制模块。
6.如权利要求5所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，每一所述充电控制模块还用于根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略，包括：
判断对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；
若对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等，并导通对应的所述开关模块以将所述第一输出电压直接提供给对应的所述接口模块所连接的外部设备，以及控制对应的所述DC-DC调压模块暂停工作；以及
若对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则断开对应的所述开关模块，并控制对应的所述DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给对应的外部设备。
7.如权利要求6所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，每一所述充电控制模块包括：
输入端口，与对应的电压输出单元的接口模块电连接，所述充电控制模块通过所述输入端口获取与所述输入端口对应的接口模块所连接的外部设备请求的充电电压；
通信端口，所述充电控制模块通过所述通信端口与其他所述电压输出单元的充电控制模块进行通信连接；
控制端口，与所述AC-DC转换模块电连接，所述充电控制模块在其对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压时，通过所述控制端口控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等；
第一输出端口，与对应的电压输出单元的DC-DC调压模块电连接，所述充电控制模块通过所述第一输出端口控制与所述第一输出端口电连接的DC-DC调压模块的工作状态；以及
第二输出端口，与对应的电压输出单元的开关模块电连接，所述充电控制模块通过所述第二输出端口控制与所述第二输出端口电连接的开关模块的导通状态。
8.如权利要求2或3所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，每一所述电压输出单元还包括充电控制模块，所述充电控制模块与所述AC-DC转换模块以及对应的所述电压输出单元的接口模块、DC-DC调压模块和开关模块分别电连接，所述充电控制模块用于通过对应的所述接口模块获取对应的外部设备请求的充电电压；
所述控制单元包括电压控制模块以及所述多路电压输出单元的充电控制模块，所述电压控制模块分别与各个所述充电控制模块进行通信连接，所述电压控制模块用于通过各个所述充电控制模块获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压，并根据获取到的全部充电电压确定所述目标电压，以及控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等。
9.如权利要求8所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，
所述电压控制模块还用于将所述目标电压反馈给各路电压输出单元的充电控制模块；
每一所述充电控制模块还用于根据所述目标电压确定其对应的所述电压输出单元的电压输出策略，包括：
判断对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；
若对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则控制所述AC-DC转换模块将所述第一输出电压调整为与所述目标电压相等，并导通对应的所述开关模块以将所述第一输出电压直接提供给对应的所述接口模块所连接的外部设备，以及控制对应的所述DC-DC调压模块暂停工作；以及
若对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则断开对应的所述开关模块，并控制对应的所述DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为对应的所述接口模块所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给对应的外部设备。
10.如权利要求9所述的多口快充效率调整电路，其特征在于，每一所述充电控制模块包括：
输入端口，与对应的电压输出单元的接口模块电连接，所述充电控制模块通过所述输入端口获取与所述输入端口对应的接口模块所连接的外部设备请求的充电电压；
通信端口，与所述电压控制模块电连接，所述充电控制模块通过所述通信端口与所述电压控制模块进行通信连接；
第一输出端口，与对应的电压输出单元的DC-DC调压模块电连接，所述充电控制模块通过所述第一输出端口控制与所述第一输出端口电连接的DC-DC调压模块的工作状态；以及
第二输出端口，与对应的电压输出单元的开关模块电连接，所述充电控制模块通过所述第二输出端口控制与所述第二输出端口电连接的开关模块的导通状态。
11.一种快充芯片，包括如权利要求1-10任意一项所述的多口快充效率调整电路。
12.一种快充供电设备，包括：
电源输入接口，用于接收外部电源提供的输入电压；
多个USB接口，用于与多个外部设备一一电连接；以及
权利要求1-10任意一项所述的多口快充效率调整电路或权利要求11所述的快充芯片，所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的AC-DC转换模块电连接于所述电源输入接口与所述多个USB接口之间，用于接收所述输入电压以及为所述多个外部设备提供相应的充电电压；
其中，所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的AC-DC转换模块与所述电源输入接口电连接，所述多口快充效率调整电路或所述快充芯片的多个接口模块与所述多个USB接口一一电连接。
13.如权利要求12所述的快充供电设备，其特征在于，所述快充供电设备为快充移动电源或快充适配器。
14.一种多口快充效率调整方法，其特征在于，所述多口快充效率调整方法应用于权利要求1-10任意一项所述的多口快充效率调整电路或权利要求11所述的快充芯片中，所述多口快充效率调整方法包括：
获取各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压；
根据获取到的全部充电电压确定目标电压，其中，所述目标电压与所述全部充电电压中的至少一个相等；
根据所述目标电压确定电压输出策略，包括：
控制AC-DC转换模块将第一输出电压调整为与所述目标电压相等；
分别判断各路电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压是否等于所述目标电压；
若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压等于所述目标电压，则导通所述电压输出单元的开关模块以将所述第一输出电压直接提供给所述电压输出单元所连接的外部设备，以及控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块暂停工作。
15.如权利要求14所述的多口快充效率调整方法，其特征在于，根据所述目标电压确定电压输出策略还包括：
若所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压不等于所述目标电压，则断开所述电压输出单元的开关模块，并控制所述电压输出单元的DC-DC调压模块将所述第一输出电压调整为所述电压输出单元所连接的外部设备请求的充电电压后再提供给所述电压输出单元所连接的外部设备。
16.如权利要求15所述的多口快充效率调整方法，其特征在于，
所述目标电压与所述全部充电电压中的最大电压相等；或者
所述目标电压与所述全部充电电压中的最小电压相等；或者
所述目标电压与所述全部充电电压中的介于最大电压和最小电压之间的中间电压相等。
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