CN112564075A - 双向充电线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向充电线结构，包括充电回路和电流检测电路，充电回路包括第一接口、第二接口，以及与第一接口和第二接口电连接的线缆，所述电流检测电路包括沿第一接口至第二接口方向依次串接于线缆的地线上的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻之间的节点接地，第二电阻临近所述第二接口的一端形成输送正向充电电流的第一输出端，第一电阻临近所述第一接口的一端形成输送反向充电电流的第二输出端。与现有技术相比，本发明在充电回路上设置两个电阻作为双向电流检测电路，检测充电回路的正向充电电流和反向充电电流，解决现有双向充电回路反向充电时，部分功能无法使用的问题，且结构简单，成本低。

Description

双向充电线结构
技术领域
本发明涉及一种充电装置，尤其涉及一种双向充电线结构。
背景技术
手机、平板电脑等电子设备已经是大家生活中必不可少的设备，常常需要使用充电线对其进行充电，现在的充电线多种多样，有一端为标准USB接口，另一端为Type-C接口的普通充电线，也有两端均为Type-C等其他可与电子设备连接的接口，由于这种充电线的两端均可与电子设备连接，而电子设备本身可以依据协议相互充电，故这种充电线可实现双向充电。此外，还有用作转接线、延长线的充电线，往往也具备双向充电的作用。而且，由于现在传输电源和信号的接口多种多样，不利于很多产品的制造推广，所以未来电脑周边设备中，产品协会和相关机构会倾向于将接口类型统一，而Type-C接口在传输电源、信号方面有着无可取代的优势，故，未来的数据接口极有可能统一在Type-C接口，如此，现有的充电线两端的接口将都由Type-C接口取代，使得充电线两端的接口完全一致，用户使用时容易被接反，而这些充电线虽然可以正接充电，也可以反接充电，用户使用时本无需识别供电端和充电端。
然而，由于电子设备内的充电线中检测电路结构需要简单，一般使用串接在地线上的一个电阻进行电流采集，这种电流采集电路仅能进行某一充电方向的单向采集，当人们需要使用充电线反向充电功能或者由于误接将充电线反向接时，这类充电线因无法识别反向充电的电流，既无法进行充电线的电流或者功率指示，也无法对线本身进行必要的过电流保护，影响正常使用和使用的安全性，也会使得消费者误以为充电失败。
故，急需一种可解决上述问题的双向充电线结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种双向充电线结构，可对充电装置的正向充电和反向充电进行电流检测。
为了实现上述目的，本发明公开了一种双向充电线结构，包括充电回路和电流检测电路，充电回路包括第一接口、第二接口和线缆，可实现所述第一接口至第二接口的正向充电和所述第二接口至第一接口的反向充电，所述线缆内设置有电源线和地线，所述电源线接于所述第一接口的电源端子和第二接口的电源端子之间，所述地线接于所述第一接口的接地端子和第二接口的接地端子之间，所述电流检测电路包括沿第一接口至第二接口方向依次串接于所述地线上的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻之间的节点接地，所述第二电阻临近所述第二接口的一端形成输送正向充电电流的第一输出端，所述第一电阻临近所述第一接口的一端形成输送反向充电电流的第二输出端。
与现有技术相比，本发明在充电回路上设置双向电流检测电路，以检测充电回路的正向充电电流和反向充电电流，解决现有双向充电回路上只能进行单向充电电流检测，反向充电时，充电线无法检测充电电流和充电功率的问题，无法进行双向过电流保护。再者，本发明的双向电流检测电路由两个有效的电阻构成，结构简单，成本低，可用于手持装置等其他电子产品的充电线上的双向电流检测。
较佳地，双向充电线结构还包括控制单元，所述控制单元接所述第一输出端和第二输出端，并依据正向充电电流和反向充电电流获得所述充电回路的充电电流。
较佳地，所述控制单元包括处理部分和通断开关，所述处理部分接所述第一输出端和第二输出端以获得所述充电电流，并在所述充电电流超出预设阈值时控制所述通断开关动作。本发明控制单元在正向充电和反向充电时，均可以通过处理部分比较充电电流和预设值来防止过电流充电。
具体地，所述控制单元依据所述充电电流判断被充设备是否满充，若是则控制所述通断开关断开。本发明控制单元在正向充电和反向充电时，均可以实现满充断电。
较佳地，双向充电线结构还包括显示单元，所述控制单元控制所述显示单元显示所述充电电流。本发明在正向充电和反向充电时，均可以显示当前充电状态。而且通过比较正向充电时的充电电流以及反向充电时的充电电流，可以得知当前充电线材的耗损以及充电优劣。
较佳地，双向充电线结构还包括电压检测单元和显示单元，所述电压检测单元检测所述充电回路的充电电压，所述控制单元依据所述充电电流和所述充电电压获得充电功率，并控制所述显示单元显示对应的充电功率。而且通过比较正向充电时的充电功率以及反向充电时的充电功率，可以得知当前充电线材的耗损以及充电优劣。
具体地，所述电压检测单元的检测端接于所述电源线、第一接口的电源端子或者第二接口电源端子处，所述电压检测单元包括串接于所述检测端和接地点之间的第三电阻和第四电阻，所述电压检测单元的电压输出端接于所述第三电阻和第四电阻之间。
具体地，所述控制单元和所述显示单元设在第一接口、第二接口或者线缆上。
较佳地，所述第一接口和第二接口为USB连接器。其中，第一接口和第二接口可以为相同类型的接口，也可为不同类型的接口。
具体地，所述第一接口和第二接口结构相同且均为Type-C规格的USB连接器。
具体地，所述线缆内还设有电连接所述第一接口和第二接口的信号端之间的信号线。
较佳地，所述第一接口和第二接口为磁吸接口或者插接接口或者无线充电接口。
附图说明
图1是本发明第一实施例中双向充电线结构的电路结构图。
图2是本发明双向充电线结构的结构示意图。
图3是本发明双向充电线结构另一实施例的结构示意图。
图4是本发明第二实施例中双向充电线结构的电路结构图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1和图2，为本发明第一实施例，该实施例公开了一种双向充电线结构100，包括充电回路10和电流检测电路20，充电回路10包括第一接口21、第二接口22和线缆23，可实现所述第一接口21至第二接口22的正向充电和所述第二接口22至第一接口21的反向充电，所述线缆23内设置有电源线L1和地线L2，所述电源线L1接于所述第一接口21的电源端子和第二接口22的电源端子之间，所述地线L2接于所述第一接口21的接地端子和第二接口22的接地端子之间。
参考图1，所述电流检测电路20包括沿第一接口21至第二接口22方向依次串接于所述地线L2上的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1相对于第二电阻R2接近所述第一接口21，所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点接地，所述第二电阻R2临近所述第二接口22的一端形成输送正向充电电流的第一输出端，所述第一电阻R1临近所述第一接口21的一端形成输送反向充电电流的第二输出端。
其中，串接于地线L2上包括串接于地线L2中间，串接于地线L2端部或者其他等同和地线L2一起串接在充电回路10上的情况。
其中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相同且已知，当然，也可以选择不同的阻值作为第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，但是第一电阻R1和第二电阻R2的阻值已知，便于依据正向充电电流和反向充电电流的采样信号和对应的第二电阻R2和第一电阻R1获取对应的充电电流的数值。
其中，该双向充电线结构100可以用于充电线延长线，也可以用于配合专有的转接头作为充电线对相关充电设备充电，也可以直接作为两个电子产品之间的充电设备进行充电。被充产品可以为手持装置等电子产品，也可以为充电宝之类的充能设备。供电设备可以为充电宝，也可以为电源适配器，也可以为手持装置等电子产品。本发明主要用于小电压直流充电。
其中，双向充电线结构100还包括控制单元30，所述控制单元30接所述第一输出端和第二输出端，并依据正向充电电流和反向充电电流获得所述充电回路10的充电电流。
其中，控制单元30比较正向的所述充电电流和反向的所述充电电流以获取正数的充电电流作为输入的充电电流。所述控制单元30可以比较第一输出端和第二输出端输出的充电电流大小，接受大的充电电流为充电回路10的充电电流，也可以分别比较第一输出端输出的充电电流和0、第二输出端输出的充电电流和0，将正数的充电电流视为充电回路10的充电电流。当然，控制单元30也可以通过其他方式来分辨获取有效的充电电流采样信号。
本实施例中，控制单元30通过AD输入端AD1接受第二输出端输出的充电电流采集信号，通过AD输入端AD2接受第一输出端输出的充电电流采集信号，如果此时的充电为正向充电，这第一输出端输出正的电压信号，第二输出端输出负的电压信号，AD输入端AD2接收到该正的电压信号，依据正的电压信号向控制单元30输入相应的数字信号，由于第二电阻R2的阻值已知，控制单元30依据该数字信号可以获知对应的充电电流。AD输入端AD1依据该负的电压信号向控制单元30输入0(本实施例中，AD输入端的两差分输入端其中反向输入端固定接地)，该负的电压信号为无效信号。基于本实施例，控制单元30也可以直接将AD输入端AD1和AD输入端AD2输入的信号相加获得充电回路10的充电电流，可以直接通过0和正数的数字信号来识别有效的采样信号作为充电回路10的充电电流(例如将非0的信号作为充电电流或者将正数的信号作为充电电流)。反向充电时，第二输出端输出正的电压信号，第一输出端输出负的电压信号，AD输入端AD2将依据负的电压信号输出0，AD输入端AD1依据正的电压信号输出对应的充电电流采集信号。
参考图1，所述控制单元30包括处理部分31和通断开关32，所述处理部分31接所述第一输出端和第二输出端以获得所述充电电流，并在所述充电电流超出预设阈值时控制所述通断开关32动作。本发明控制单元30在正向充电和反向充电时，均可以通过处理部分31比较充电电流和预设值来防止过电流充电。
较佳者，所述控制单元30依据所述充电电流判断被充设备是否满充，若是则控制所述通断开关32断开。本发明控制单元30在正向充电和反向充电时，均可以实现满充断电。
参考图1，双向充电线结构100还包括显示单元40，所述控制单元30控制所述显示单元40显示所述充电回路的充电电流。
其中，所述第一接口和第二接口为USB连接器。具体地，所述第一接口21为标准、lightning、mini、micro规格或Type-C规格的USB连接器，所述第二接口22为标准、lightning、mini、micro规格或Type-C规格的USB连接器。
其中，第一接口21和第二接口22可以为相同类型的接口，参考图2，第一接口21为Type-C规格的USB连接器，第二接口22为Type-C规格的USB连接器。该双向充电线结构100两端均通过Type-C规格的USB连接器进行充放电和数据交互，适用性广，符合未来发展方向。
当然，所述第一接口21和第二接口22也可以为Micro USB接口。当然，所述第一接口和第二接口也可为不同类型的接口(参考图3所示)，第一接口21a为micro规格的USB接口，第二接口22a为lightning规格的USB接口。
具体地，所述线缆23内还设有电连接所述第一接口21和第二接口22的信号端之间的信号线，使得该双向充电线结构可以用于传输信号。
本实施例中，所述第一接口21和第二接口22为插接接口。当然，第一接口21和第二接口22也可以为磁吸接口、无线充电接口或者其他接口。
其中，具体地，所述控制单元30和所述显示单元40设在第二接口22上。当然，控制单元30和所述显示单元40也可以设置在线缆23上(如图3所示)，也可以设置在第一接口21上。
其中，显示单元40为显示屏、数字显示器、LED面板等等。
本实施例中，控制单元30使用充电电流进行过电流保护和显示，当然充电电流还可以用于其他地方，例如充电量计算、故障判定等等。
参考图4，为本发明第二实施例，区别于上述实施例，在本实施例中，双向充电线结构100a还包括电压检测单元50，所述电压检测单元50检测所述充电回路10的充电电压，所述控制单元30依据所述充电电流和所述充电电压获得充电功率，并控制所述显示单元40显示对应的充电功率。当然，控制单元30也可以依据显示单元40显示充电电压和/或充电电流，具体可以依据实际需要或者用于的控制命令进行选择。
具体地，所述电压检测单元50的检测端接于所述电源线L1、第一接口21的电源端子或者第二接口22电源端子处，所述电压检测单元50包括串接于所述检测端和接地点之间的第三电阻R3和第四电阻R4，所述电压检测单元50的电压输出端接于所述第三电阻R3和第四电阻R4之间。当然，也可以选择其他的电压检测单元，并不限于本实施例。
综上，双向的电流检测电路20使得双向充电线结构在正向和反向都可对线缆本身进行电流检测、功率检测和过电流检测，安全可靠性高。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种双向充电线结构，包括充电回路，所述充电回路包括第一接口、第二接口和线缆，可实现所述第一接口至第二接口的正向充电和所述第二接口至第一接口的反向充电，所述线缆内设置有电源线和地线，所述电源线接于所述第一接口的电源端子和第二接口的电源端子之间，所述地线接于所述第一接口的接地端子和第二接口的接地端子之间，其特征在于：还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括沿第一接口至第二接口方向依次串接于所述地线上的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻之间的节点接地，所述第二电阻临近所述第二接口的一端形成输送正向充电电流的第一输出端，所述第一电阻临近所述第一接口的一端形成输送反向充电电流的第二输出端。
2.如权利要求1所述的双向充电线结构，其特征在于：还包括控制单元，所述控制单元接所述第一输出端和第二输出端，并依据正向充电电流和反向充电电流获得所述充电回路的充电电流。
3.如权利要求2所述的双向充电线结构，其特征在于：所述控制单元包括处理部分和通断开关，所述处理部分接所述电流检测电路的第一输出端和第二输出端以获得所述充电电流，并在所述充电电流超出预设阈值时控制所述通断开关动作。
4.如权利要求3所述的双向充电线结构，其特征在于：所述控制单元依据所述充电电流判断被充设备是否满充，若是则控制所述通断开关断开。
5.如权利要求2所述的双向充电线结构，其特征在于：还包括显示单元，所述控制单元控制所述显示单元显示所述充电电流。
6.如权利要求2所述的双向充电线结构，其特征在于：还包括电压检测单元和显示单元，所述电压检测单元检测所述充电回路的充电电压，所述控制单元依据所述充电电流和所述充电电压获得充电功率，并控制所述显示单元显示对应的充电功率。
7.如权利要求6所述的双向充电线结构，其特征在于：所述电压检测单元的检测端接于所述电源线、第一接口的电源端子或者第二接口电源端子处，所述电压检测单元包括串接于所述检测端和接地点之间的第三电阻和第四电阻，所述电压检测单元的电压输出端接于所述第三电阻和第四电阻之间。
8.如权利要求5至7中任一项所述的双向充电线结构，其特征在于：所述控制单元和所述显示单元设在第一接口、第二接口或者线缆上。
9.如权利要求1所述的双向充电线结构，其特征在于：所述第一接口和第二接口为USB连接器。
10.如权利要求9所述的双向充电线结构，其特征在于：所述第一接口和第二接口结构相同且均为Type-C规格的USB连接器。
11.如权利要求1所述的双向充电线结构，其特征在于：所述第一接口和第二接口为磁吸接口或者插接接口或者无线充电接口。
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