CN111969686A - 一种用于usb otg与充电并发的移动终端及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于USB OTG与充电并发的移动终端及实现方法，主控模块分别与电源管理模块、开关和接口模块电连接，电源管理模块分别与电池、开关和接口模块电连接，辅助充电模块分别与电池和接口模块电连接，开关与接口模块电连接。主控模块通过接口模块和电源管理模块判断接口模块对外接口的连接情况，若USB OTG设备与充电电源同时存在，则控制开关断开电源管理模块与接口模块之间的电连接、控制接口模块给USB OTG设备供电，然后运行USB协议与USB OTG设备通信，同时辅助充电模块对电池进行充电。本发明通过加入接口模块、辅助充电模块及开关，实现移动终端处于USB OTG工作状态期间可以给电池进行充电。

Description

一种用于USB OTG与充电并发的移动终端及实现方法
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，具体涉及一种用于USB OTG与充电并发的移动终端及实现方法。
背景技术
随着智能手机等移动终端产品的普及、移动终端的网速和运算处理能力的提升以及移动终端在物联网、安防监控等领域的应用越来越广泛，常常需要移动终端在处于USBOTG工作状态期间其内部电池也能得到充电，比如平板电脑客户通过USB OTG鼠标和键盘操作平板电脑上网冲浪或者玩游戏时需要给平板电脑充电，即USB OTG与充电并发的使用场景，不然平板电脑的电池很快就会耗尽而无法继续使用。
然而移动终端所使用的芯片平台通常只有一个USB端口，既用于USB数据通信也用于给电池充电。依照USB协议，在USB OTG模式时，移动终端需要经由此USB电源通路给OTG设备供电，而充电时外部电源又得经由此USB电源通路往移动终端输入电源；因此，现有移动终端的芯片平台是无法实现在USB OTG工作状态的同时给电池充电的，即无法实现USB OTG与充电并发的使用场景。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种用于USB OTG与充电并发的移动终端及实现方法。
本发明公开了一种用于USB OTG与充电并发的移动终端，包括：主控模块、电源管理模块、电池、辅助充电模块、开关和接口模块；
所述主控模块分别与所述电源管理模块、开关和接口模块电连接，所述电源管理模块分别与所述电池、开关和接口模块电连接，所述辅助充电模块分别与所述电池和接口模块电连接，所述开关与所述接口模块电连接，所述接口模块与外部的USB OTG设备和/或充电电源电连接；
所述主控模块，用于：通过所述接口模块和电源管理模块判断接口模块对外接口的连接情况，若所述USB OTG设备与充电电源同时存在，则控制所述开关断开所述电源管理模块与接口模块之间的电连接、控制所述电源管理模块切换到USB OTG模式、控制所述接口模块给所述USB OTG设备供电，然后运行USB协议与所述USB OTG设备通信，所述辅助充电模块对所述电池进行充电。
作为本发明的进一步改进，所述电源管理模块包括：USB模式检测模块和USB电源管理模块；
所述USB模式检测模块与所述接口模块电连接，用于通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；其中，所述设备类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种；
所述USB电源管理模块分别与所述电池和开关电连接，用于在所述USB OTG设备与充电电源同时存在时，所述主控模块控制所述开关断开所述USB电源管理模块与接口模块之间的电连接。
作为本发明的进一步改进，所述主控模块通过所述接口模块和电源管理模块判断接口模块对外接口的连接情况，包括：
所述接口模块检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块；
所述电源管理模块的USB模式检测模块通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；
所述主控模块判断USB OTG设备与充电电源是否同时存在。
作为本发明的进一步改进，所述辅助充电模块自动为所述电池充电或在所述主控模块的控制下为所述电池充电。
作为本发明的进一步改进，所述接口模块的对外接口为分置的USB接口与充电电源接口，或者结合在一起的USB接口与充电电源接口。
作为本发明的进一步改进，所述USB接口为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述接口模块给所述USB OTG设备供电的方式包括：将外部充电电源接到USB接口的VBUS上或者将由所述移动终端的产生电源接到USB接口的VBUS上。
作为本发明的进一步改进，所述开关为双控开关，通过所述接口模块的电源输入触发所述开关接通，或者通过所述主控模块的控制信号触发所述开关接通或断开。
作为本发明的进一步改进，所述移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。
本发明还公开了一种基于移动终端实现USB OTG与充电并发的方法，包括：
接口模块检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块；
电源管理模块的USB模式检测模块通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；
主控模块判断USB OTG设备与充电电源是否同时存在，若USB OTG设备与充电电源同时存在，则：
主控模块控制开关断开USB电源管理模块与接口模块之间的电连接；
主控模块控制电源管理模块切换到USB OTG模式；
主控模块控制接口模块给USB OTG设备供电；
主控模块自身开始运行USB协议与USB OTG设备通信；
辅助充电模块对电池进行充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过在移动终端加入接口模块、辅助充电模块及开关，实现移动终端处于USB OTG工作状态期间可以给电池进行充电，使得移动终端可以长时间持续工作；其通过增加少量电路及较少成本的情况下，实现USB OTG与充电并发的使用场景，从而提升了移动终端的使用体验，扩大了移动终端的使用领域。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的用于USB OTG与充电并发的移动终端的框架图；
图2为本发明一种实施例公开的移动终端实现于USB OTG与充电并发的方法的流程图。
图中：
1、主控模块；2、电源管理模块；2a、USB模式检测模块；2b、USB电源管理模块；3、电池；4、辅助充电模块；5、开关；6、接口模块；7、USB OTG设备；8、充电电源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种用于USB OTG与充电并发的移动终端，包括：主控模块1、电源管理模块2、电池3、辅助充电模块4、开关5和接口模块6；其中，
本发明上述各模块的连接关系为：
主控模块1分别与电源管理模块2、开关5和接口模块6电连接，电源管理模块2分别与电池3、开关5和接口模块6电连接，辅助充电模块4分别与电池3和接口模块6电连接，开关5与接口模块6电连接，接口模块6与外部的USB OTG设备7和/或充电电源8电连接。
本发明上述各模块的作用为：
本发明的主控模块1，用于实现USB协议与移动终端控制；具体为：通过接口模块6和电源管理模块2判断接口模块对外接口的连接情况，若USB OTG设备7与充电电源8同时存在，则控制开关5断开电源管理模块2与接口模块6之间的电连接、控制电源管理模块2切换到USB OTG模式、控制接口模块6给USB OTG设备7供电，然后自身开始运行USB协议与USBOTG设备7通信，辅助充电模块4对电池3进行充电，实现移动终端处于USB OTG工作状态期间可以给电池进行充电，使得移动终端可以长时间连续工作。其中，
主控模块1通过接口模块6和电源管理模块2判断接口模块对外接口的连接情况，具体包括：接口模块6检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块1；电源管理模块2的USB模式检测模块2a通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；主控模块1根据接口模块6和电源管理模块2的检测结果，判断USB OTG设备7与充电电源8是否同时存在，即判断接口模块对外接口的连接情况。
接口模块6给USB OTG设备7供电的方式包括：将外部充电电源接到USB接口的VBUS上或者将由移动终端的产生电源接到USB接口的VBUS上，因此能较好地运用于各种形态的移动终端中。
本发明的电源管理模块2，用于实现USB模式的自动检测并接受USB电源输入或者输出；其包括：USB模式检测模块2a和USB电源管理模块2b；其中，USB模式检测模块2a与接口模块6电连接，用于通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；其中，设备类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种；USB电源管理模块2b分别与电池3和开关5电连接，用于在USB OTG设备7与充电电源8同时存在时，主控模块1控制开关5断开USB电源管理模块2b与接口模块6之间的电连接。进一步，电源管理模块对外输出5V电源。
本发明的辅助充电模块4可自动为电池3充电或在主控模块1的控制下为电池3充电，极大增加了系统的弹性。
本发明开关5为双控开关，可通过接口模块6的电源输入触发开关5接通，或者通过主控模块1的控制信号触发开关5接通或断开，极大地提升了系统的灵活性和安全性。
本发明的接口模块6作为外部USB设备、充电电源与移动终端之间的接口，接口模块6的对外接口为分置的USB接口与充电电源接口，或者结合在一起的USB接口与充电电源接口；其中，USB接口为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。
本发明的移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。
如图2所示，本发明提供一种基于移动终端实现USB OTG与充电并发的方法，包括：
S1、接口模块将USB的信号与移动终端相连，接口模块检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块；
S2、电源管理模块的USB模式检测模块通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并通过电源管理模块与主控模块之间的电连接通道将设备类型发送至主控模块；
S3、主控模块根据S1、S2的检测结果，判断USB OTG设备与充电电源是否同时存在，若不同时存在则返回继续检测；若USB OTG设备与充电电源同时存在，则：
S41、主控模块控制开关断开USB电源管理模块与接口模块之间的电连接；
S42、主控模块控制电源管理模块切换到USB OTG模式；
S43、主控模块控制接口模块给USB OTG设备供电；
S44、主控模块自身开始运行USB协议与USB OTG设备通信；
S45、辅助充电模块对电池进行充电。
本发明的优点为：
本发明通过在移动终端加入接口模块、辅助充电模块及开关，实现移动终端处于USB OTG工作状态期间可以给电池进行充电，使得移动终端可以长时间持续工作；其通过增加少量电路及较少成本的情况下，实现USB OTG与充电并发的使用场景，从而提升了移动终端的使用体验，扩大了移动终端的使用领域。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于USB OTG与充电并发的移动终端，其特征在于，包括：主控模块、电源管理模块、电池、辅助充电模块、开关和接口模块；
所述主控模块分别与所述电源管理模块、开关和接口模块电连接，所述电源管理模块分别与所述电池、开关和接口模块电连接，所述辅助充电模块分别与所述电池和接口模块电连接，所述开关与所述接口模块电连接，所述接口模块与外部的USB OTG设备和/或充电电源电连接；
所述主控模块，用于：通过所述接口模块和电源管理模块判断接口模块对外接口的连接情况，若所述USB OTG设备与充电电源同时存在，则控制所述开关断开所述电源管理模块与接口模块之间的电连接、控制所述电源管理模块切换到USB OTG模式、控制所述接口模块给所述USB OTG设备供电，然后运行USB协议与所述USB OTG设备通信，所述辅助充电模块对所述电池进行充电。
2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述电源管理模块包括：USB模式检测模块和USB电源管理模块；
所述USB模式检测模块与所述接口模块电连接，用于通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；其中，所述设备类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种；
所述USB电源管理模块分别与所述电池和开关电连接，用于在所述USB OTG设备与充电电源同时存在时，所述主控模块控制所述开关断开所述USB电源管理模块与接口模块之间的电连接。
3.如权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述主控模块通过所述接口模块和电源管理模块判断接口模块对外接口的连接情况，包括：
所述接口模块检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块；
所述电源管理模块的USB模式检测模块通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；
所述主控模块判断USB OTG设备与充电电源是否同时存在。
4.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述辅助充电模块自动为所述电池充电或在所述主控模块的控制下为所述电池充电。
5.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述接口模块的对外接口为分置的USB接口与充电电源接口，或者结合在一起的USB接口与充电电源接口。
6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述USB接口为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。
7.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述接口模块给所述USB OTG设备供电的方式包括：将外部充电电源接到USB接口的VBUS上或者将由所述移动终端的产生电源接到USB接口的VBUS上。
8.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述开关为双控开关，通过所述接口模块的电源输入触发所述开关接通，或者通过所述主控模块的控制信号触发所述开关接通或断开。
9.如权利要求1-8任一项所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。
10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述的移动终端实现USB OTG与充电并发的方法，其特征在于，包括：
接口模块检测到有外部充电电源时，通过状态信号或者中断信号通知主控模块；
电源管理模块的USB模式检测模块通过检测USB的标识信号和VBUS信号判断接口模块上接入的设备类型，并将设备类型发送至主控模块；
主控模块判断USB OTG设备与充电电源是否同时存在，若USB OTG设备与充电电源同时存在，则：
主控模块控制开关断开USB电源管理模块与接口模块之间的电连接；
主控模块控制电源管理模块切换到USB OTG模式；
主控模块控制接口模块给USB OTG设备供电；
主控模块自身开始运行USB协议与USB OTG设备通信；
辅助充电模块对电池进行充电。
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