CN112714382A - 功率自适应电路、控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及USB接口技术领域，尤其涉及一种功率自适应电路、控制方法及电子设备。所述电路包括：检测模块、主控模块、升压模块、功放模块及隔离模块；检测模块在接口接入适配器时，向适配器发送预设电能信息，使适配器根据预设电能信息进行电能输出，检测适配器输出的电能信息；主控模块根据电能信息对升压模块输出功率配置信号，以使升压模块根据功率配置信号对适配器输出的供电电压进行升压；在升压模块工作时导通隔离模块，使功放模块根据升压后的供电电压进行工作。本发明通过调整适配器输出的电能信息，并根据调整后的电能信息对升压模块进行功率配置，在升压稳定后导通隔离模块以对功放进行供电，防止了适配器过载或适配器功率过小。

Description

功率自适应电路、控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及USB接口技术领域，尤其涉及一种功率自适应电路、控制方法及电子设备。

背景技术

对于功率小于等于30W的便携式音箱，市面上音箱品牌厂商为了降低产品的成本，选择采用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口作为产品供电接口，实现音箱不带适配器出货，从而降低产品成本；非便携式USB接口的音响又分为两种：不带适配器出货，和带适配器出货。不带USB适配器出货的USB接口的音箱则功率表现很差。

TYPE C接口(一种既可以应用于主设备又可以应用于外部设备的接口类型)以及USB快充的普及，使得USB的适配器功率有5W，10W，18W，25W，30W，甚至80W功率不等的适配器。USB接口的音箱在搭配大功率的USB适配器时，可以获得更大的功率；在实际使用中用户也可能使用低功率的适配器搭配音箱，音箱需要具备适应各功率款型的适配器的能力，才能做到音箱不带适配器出货。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种功率自适应电路、控制方法及电子设备，旨在解决现有技术中音箱的接口不能对各功率的适配器进行自适应的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种功率自适应电路，所述电路包括：检测模块、主控模块、升压模块、功放模块及隔离模块；其中，所述检测模块的检测端与接口连接，所述检测模块的一端与所述主控模块的一端连接，所述检测模块的另一端与所述升压模块的一端连接，所述主控模块的一控制端与所述升压模块的受控端连接，所述主控模块的另一控制端与所述隔离模块的受控端连接，所述升压模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述功放模块的输入端连接，所述功放模块的受控端与所述主控模块的一控制端连接；其中，

所述检测模块，用于在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出；

所述检测模块，还用于检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压；

所述主控模块，还用于在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。

可选地，所述检测模块，还用于在所述接口接入适配器时，通过与所述适配器建立通信获取所述适配器的供电信息。

可选地，所述检测模块，还用于向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息对所述供电信息进行调整，并根据调整后的供电信息进行电能输出。

可选地，所述检测模块，还用于对所述适配器输出的当前供电电压进行检测，并在所述当前供电电压等于第一预设电压时，导通所述适配器与所述升压模块之间的通路，并向所述主控模块发送启动电信号，以使所述主控模块进行工作。

可选地，所述主控模块，还用于根据所述电能信息及预设声学EQ曲线、预设音量表、预设DRC生成功率配置信号，并将所述功率配置信号输出至所述升压模块；

所述升压模块，还用于根据所述功率配置信号进行电能参数配置；

所述升压模块，还用于在接收到所述主控模块发送的启动电信号时，根据所述电能参数对所述适配器输出的供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述隔离模块。

可选地，所述主控模块，还用于在所述升压模块对所述供电电压进行升压时，向所述隔离模块发送高电平信号，以使所述隔离模块导通所述升压模块与所述功放模块之间的通路；

所述功放模块，用于接收所述升压后的供电电压，并根据所述升压后的供电电压进行功率输出。

可选地，所述主控模块包括功率配置单元；所述功率配置单元的输出端与所述升压模块的受控端连接，所述功率配置单元包括第三电阻、第四电阻及第一电容；其中，

所述第三电阻的第一端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第四电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接，所述第四电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第一端与所述升压模块的受控端连接；

所述功率配置单元，用于将所述功率配置信号输出至所述升压模块。

可选地，所述隔离模块包括电平转换单元与隔离单元；其中，所述电平转换单元的受控端与所述主控模块的一控制端连接，所述电平转换单元的一端接地，所述电平转换单元的另一端与所述隔离单元的受控端连接，所述隔离单元的输入端与所述升压模块的输出端连接，所述隔离单元的输出端与所述功放模块的输入端连接；

所述电平转换单元，用于接收所述主控模块发送的高电平信号，并根据所述高电平信号导通所述隔离单元与接地端之间的通路；

所述隔离单元，在所述电平转换单元导通时，导通所述升压模块与所述功放模块之间的通路。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种功率自适应电路控制方法，所述方法基于如上所述功率自适应电路，所述方法包括：

所述检测模块在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出；

所述检测模块检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块；

所述主控模块根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压；

所述主控模块在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的功率自适应电路。

本发明通过设置功率自适应电路，所述电路包括：检测模块、主控模块、升压模块、功放模块及隔离模块；其中，所述检测模块的检测端与接口连接，所述检测模块的一端与所述主控模块的一端连接，所述检测模块的另一端与所述升压模块的一端连接，所述主控模块的一控制端与所述升压模块的受控端连接，所述主控模块的另一控制端与所述隔离模块的受控端连接，所述升压模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述功放模块的输入端连接，所述功放模块的受控端与所述主控模块的一控制端连接；其中，所述检测模块，用于在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出；所述检测模块，还用于检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块；所述主控模块，用于根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压；所述主控模块，还用于在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。通过与适配器进行通信，调整适配器输出的电能信息，并根据调整后的电能信息对升压模块进行功率配置，在升压稳定后导通隔离模块，防止了适配器过载或适配器功率过小，使得适配器供电更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明功率自适应电路第一实施例的结构示意图；

图2为本发明功率自适应电路第二实施例的电路示意图；

图3为本发明功率自适应电路控制方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	检测模块	Speaker	喇叭
200	主控模块	R1～R8	第一至第八电阻
				300	升压模块	C1～C3	第一至第三电容
400	功放模块	CE	电解电容
				500	隔离模块	BUCK	降压式变换电路
600	接口	Q1～Q3	第一至第三MOS管
				GND	接地	Q4	三极管
501	电平转换单元	201	功率配置单元
				502	隔离单元	USB PD	USB PD芯片

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种功率自适应电路，参照图1，图1为本发明功率自适应电路第一实施例的结构示意图。所述电路包括：检测模块100、主控模块200、升压模块300、功放模块400及隔离模块500；其中，所述检测模块100的检测端与接口600连接，所述检测模块100的一端与所述主控模块200的一端连接，所述检测模块100的另一端与所述升压模块300的一端连接，所述主控模块200的一控制端与所述升压模块300的受控端连接，所述主控模块200的另一控制端与所述隔离模块500的受控端连接，所述升压模块300的输出端与所述隔离模块500的输入端连接，所述隔离模块500的输出端与所述功放模块400的输入端连接，所述功放模块400的受控端与所述主控模块200的一控制端连接。

所述检测模块100，用于在所述接口600接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出。

需要说明的是，所述接口为TYPE C接口，所述检测模块100为USB PD芯片(PowerDelivery，电量传输)，具有识别TYPE C接口接入的适配器的能力。所述USB PD至少支持如下USB充电协议：BC1.2，APPLE2.4A(苹果)，Samsung2A(三星)，TYPE C PD3.0或更高版本，USB快充协议QC2.0(高通)，QC3.0或更高版本，AFC，FCP。无论TYPE C接口还是TYPE A接口输出都能通过USB PD芯片识别。

进一步地，所述检测模块100，还用于在所述接口600接入适配器时，通过与所述适配器建立通信获取所述适配器的供电信息。

需要说明的是，当适配器为TYPE C接口的适配器，所述检测模块100与所述适配器通过CC1，CC2进行握手通信，从而获取插入的TYPE C接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的预设功率。当适配器为TYPE A接口的适配器，所述检测模块100与所述适配器通过USB D+、USB D-与所述适配器进行通信，从而获取插入的TYPE A接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的供电电流。

进一步地，所述检测模块100，还用于向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息对所述供电信息进行调整，并根据调整后的供电信息进行电能输出。

需要说明的是，USB PD芯片获取插入的适配器的供电信息后，根据系统功率的配置，发送设备需求的功率和电压到USB适配器。所述系统功率的配置也即所述预设电能信息。

具体实施中，所述适配器根据接收到的预设电能信息对供电信息进行调整，例如：所述适配器输出的初始供电电压为5V(安全电压)，接收到所述预设电能信息后，根据所述预设电能信息中包含的功率信息，将输出电压调整为12V。则，当前供电电压为12V。

所述检测模块100，还用于检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块200。

进一步地，所述检测模块100，还用于对所述适配器输出的当前供电电压进行检测，并在所述当前供电电压等于第一预设电压时，导通所述适配器与所述升压模块300之间的通路，并向所述主控模块200发送启动电信号，以使所述主控模块200进行工作。

易于理解的是，所述检测模块100内包含开关管，在所述适配器输出的电压达到设备供电所需的额定电压时，导通适配器至后端器件的通路，使得适配器的当前供电电压输出到所述主控模块200、所述升压模块300等。基于上述举例，所述第一预设电压可以设置为12V，在所述当前供电电压达到12V时，所述检测模块100向所述主控模块200发送启动电信号SYS_EN，所述主控模块200中包含BUCK电路，所述BUCK电路接收到所述启动电信号并输出系统电压使得所述主控模块200进入工作状态。而后，所述检测模块200通过I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)发送所述适配器输出的当前功率与当前电压至所述主控模块200。所述电能信息为当前功率与当前电压。

所述主控模块200，用于根据所述电能信息对所述升压模块300输出功率配置信号，以使所述升压模块300根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压。

进一步地，所述主控模块200，还用于根据所述电能信息及预设声学EQ曲线、预设音量表、预设DRC生成功率配置信号，并将所述功率配置信号输出至所述升压模块300。

易于理解的是，所述主控模块200根据所述电能信息，能够获取到所述适配器的能力，从而根据所述电能信息启用预先储存的不同的预设声学EQ曲线(Equalizer，均衡器)、预设音量表、预设DRC(Dynamic Range Control，动态范围规划调整)，所述功率配置信号CTRL也即PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号。

需要说明的是，由于USB PD芯片实时检测适配器输出的供电电压、供电电流，主控模块200可以根据供电电压下降的电压确认当前插入的适配器是否有瞬态拉载的能力，设置一个最大的升压输入限流值。

所述升压模块300，还用于根据所述功率配置信号进行电能参数配置。

易于理解的，所述升压模块300根据所述PWM信号进行参数配置，而不是在接收到所述PWM信号时开始升压工作，具体实施中，所述升压模块300根据所述PWM信号设置可输入的最大电流。所述可输入的最大电流为所述升压输入限流值。

所述升压模块300，还用于在接收到所述主控模块200发送的启动电信号时，根据所述电能参数对所述适配器输出的供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述隔离模块500。

易于理解的是，接收到启动电信号BOOST_EN后，所述升压模块300开始工作，对接收到的当前供电电压进行升压。

所述主控模块200，还用于在所述升压模块300工作时导通所述隔离模块500，以使所述功放模块400根据升压后的供电电压进行工作。

进一步地，所述主控模块200，还用于在所述升压模块300对所述供电电压进行升压时，向所述隔离模块500发送高电平信号，以使所述隔离模块500导通所述升压模块300与所述功放模块400之间的通路；

需要说明的是，所述主控模块200在所述升压模块300进入工作状态时，输出高电平信号AMP_EN，使得隔离模块500逐渐导通，如果未在升压模块300与功放模块400之间设置隔离模块500，那么即使升压模块300未进入工作状态，所述供电电压也会直接输入到功放模块400，导致功放模块400附近设置的电容(图中未示出，但并不影响解释说明)被充电，使得检测模块100中的USB PD芯片进行通信时，适配器输出的初始供电电压由安全电压调整到额定电压的时间变长，导致USB PD通信失败。

所述功放模块400，用于接收所述升压后的供电电压，并根据所述升压后的供电电压进行功率输出。

易于理解的，通过对适配器的输出进行调整，同时根据适配器的输出进行升压，本电路已经实现了根据插入不同的适配器，可以自适应调整功放的输出功率。

应当理解的是，本实施例中，适配器输出的供电电压经过升压模块300的升压作用，使得功放模块400接收到的供电电压高于传统的USB电压。具体地，可以结合如下公式(1)进行理解：

其中，P_THD为功放模块400的输出功率，所述V_AMP为功放模块400接收的升压后的供电电压，所述R_load为负载电阻值。可知，接收到的所述升压后的供电电压越大，所述功放模块400的输出功率越大。

具体实施中，例如：适配器型号为5V/1A，假设适配器输出到TYPE C接口的最大功率为4W，经过升压后就是3.4W；升压模块300的输出电压V₁为15V，升压模块300接收到的电压为V₂，功放模块400附近设置的电解电容的电容值C_CE1为3300uF，那么升压模块300从15V下降到8V在t＝10mS时间内释放的峰值平均功率P_CE1对应的公式为：

代入具体的数值，可得到P_CE1为26.56W。

则，进一步地，可以得到功放模块400接收到的输入总功率P_{AMP_IN}(峰值平均功率P_CE1与升压后的接口功率之和)为29.96W。

则，功放模块400的输出功率P_SPEAKER对应的公式为：

P_SPEAKER＝P_{AMP_IN}×η_AMP÷2

其中，η_AMP为比例系数。代入具体的数值，可知输出功率P_SPEAKER为12.43W，实际应用中，由于适配器的输入功率为5W，不可能长期维持12.43W，但是将本实施例电路应用在音箱中，音乐原本就是瞬态功率是平均功率的5倍不止。

具体实施中，若功放模块400的输入电压从15V下降到8V，可以选用闭环功放，闭环功放用于80dB的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，PSRR)，放大倍数取决于功放内部的负反馈系数，和功放的电压无关。因此，虽然功放电压波动，但是不会影响功放的工作。

本实施例中，通过与适配器进行通信，调整适配器输出的电能信息，并根据调整后的电能信息对升压模块进行功率配置，在升压稳定后导通隔离模块，防止了适配器过载或适配器功率过小，使得适配器供电更稳定。具体实施中，可以将同等功率TYPE C充电器应用于音箱获得更大输出功率，最终实现音箱无需配套适配器进行出货，节省成本与资源。

参考图2，图2为本发明功率自适应电路第二实施例的电路示意图。

所述检测模块100包括：USB PD芯片、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2；其中，所述第一MOS管Q1的漏极与所述接口600连接，所述第一MOS管Q1的栅极与所述第二MOS管Q2的栅极连接，所述第一MOS管Q1的源极与所述第二MOS管Q2的源极连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述升压模块300的输入端连接。

其中，所述USB PD芯片的第一检测端与所述接口600连接，所述USB PD芯片通过与所述接口进行通信，根据通信的模式判断当前接入的是何种接口，例如：当适配器为TYPE C接口的适配器，所述USB PD芯片与所述适配器通过CC1，CC2进行握手通信，从而获取插入的TYPE C接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的预设功率。当适配器为TYPE A接口的适配器，所述USB PD芯片与所述适配器通过USB D+、USBD-与所述适配器进行通信，从而获取插入的TYPE A接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的供电电流。

进一步地，所述USB PD芯片的第二检测端与所述第一MOS管的漏极连接，用于实时检测适配器输入到所述接口600的当前输入电压；所述USB PD芯片的第一控制端与所述主控模块200连接，所述UBS PD芯片的第二控制端与所述第一MOS管Q1的栅极、所述第二MOS管Q2的栅极连接。

基于第一实施例，在当前输入电压等于第一预设电压时，导通适配器至后端器件的通路，也即，向所述第一MOS管Q1的栅极、所述第二MOS管Q2的栅极发送高电平电信号，使得二者导通，使得适配器输入的电压传输到后端器件，同时所述USB PD芯片通过第二控制端发送一个启动电信号SYS_EN至所述主控模块200的BUCK电路(图中未示出，但并不影响本实施例的解释说明)，使得所述主控模块200通过内部的BUCK电路进行启动。

进一步地，所述USB PD芯片与所述主控模块200通过I2C总线进行通信，所述USBPD芯片的第三检测端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述USB PD芯片的第四检测端与所述第二电阻R2的第一端连接，用于监测当前供电电压与当前供电电流，也即，所述适配器的供电信息，并将所述供电信息发送至所述主控模块200，所述主控模块200根据所述供电信息输出功率配置信号。

所述主控模块200包括功率配置单元201；所述功率配置单元201的输出端与所述升压模块300的受控端连接，所述功率配置单201元包括第三电阻R3、第四电阻R4及第一电容C1。所述第三电阻R3的第一端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端接地GND，所述第四电阻R4的第二端和所述第一电容C1的第二端连接，所述第四电阻R4的第一端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第一端与所述升压模块300的受控端连接。

所述功率配置单元201，用于将所述功率配置信号输出至所述升压模块300。易于理解的是，所述功率配置单元201的一端CTRL与所述升压模块300的一端CTRL连接。

所述升压模块300在接收到输入的功率配置信号后进行配置，具体原理第一实施例中已经说明，此处不再一一赘述。易于理解的是，在所述升压模块300开始进行升压工作时，所述主控模块200向所述隔离模块500发送高电平电信号，使得隔离模块500导通。

所述隔离模块500包括电平转换单元501与隔离单元502；其中，所述电平转换单元501的受控端与所述主控模块200的一控制端连接，所述电平转换单元501的一端接地GND，所述电平转换单元501的另一端与所述隔离单元502的受控端连接，所述隔离单元502的输入端与所述升压模块300的输出端连接，所述隔离单元502的输出端与所述功放模块400的输入端连接。

所述隔离单元502包括第二电容C2、第五电阻R5、第三MOS管Q3及第三电容C3及第六电阻R6；其中，所述第二电容C2的第一端与所述升压模块300的输出端连接，所述第二电容C2的第一端与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第五电阻R5的第二端连接，所述第三MOS管Q3的源极与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第三MOS管Q3的漏极与所述第三电容C3的第一端连接，所述第三MOS管Q3的栅极与所述第三电容C3的第二端、所述第六电阻R6的第一端及所述第五电阻R5的第二端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述电平转换单元501的一端连接。

所述电平转换单元501包括第七电阻R7、第八电阻R8及三极管Q4，所述三极管Q4的集电极与所述第六电阻R6的第二端连接，所述三极管Q4的发射极接地GND，所述三极管Q4的发射极还和所述第八电阻R8的第二端连接，所述第八电阻R8的第一端与所述三极管Q4的基极连接，所述第八电阻R8的第一端还和所述第七电阻R7的第二端连接，所述第七电阻R7的第一端与所述主控模块200的控制端AMP_EN连接。

所述电平转换单元501，用于接收所述主控模块200发送的高电平信号，并根据所述高电平信号导通所述隔离单元502与接地端GND之间的通路。

易于理解的是，在接受到高电平信号AMP_EN时，所述三极管Q4的基极为高电平，触发三极管Q4的集电极与发射极导通，则形成了第五电阻R5、第六电阻R6及接地端GND之间的通路。

所述隔离单元502，在所述电平转换单元501导通时，导通所述升压模块300与所述功放模块400之间的通路。

易于理解的是，隔离单元502未导通时，所述升压模块300已经开始工作，输出升压后电压至所述第二电容C2、所述第五电阻R5的第一端，在电平转换单元501导通时，由于第五电阻R5及第六电阻R6的分压作用，使得第三MOS管Q3的栅极电压达到了MOS管的导通电压，则第三MOS管Q3的源极与栅极之间的通路导通，使得升压后的电压输出到后端器件。

所述电路还包括电解电容CE，所述电解电容C1的第一端与所述功放模块400的输入端连接，所述电解电容C1的第二端接地GND，由于电解电容CE的存在，使得电容在短时间内可以释放大的能量。

本实施例中，通过与适配器进行通信，调整适配器输出的电能信息，并根据调整后的电能信息对升压模块进行功率配置，在升压稳定后导通隔离模块，防止了适配器过载或适配器功率过小，使得适配器供电更稳定。具体实施中，可以将同等功率TYPE C充电器应用于音箱获得更大输出功率，最终实现音箱无需配套适配器进行出货，节省成本与资源。

参照图3，图3为本发明功率自适应电路控制方法一实施例的流程示意图。

所述方法基于如上所述功率自适应电路，所述方法包括：

步骤S10：所述检测模块在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出。

需要说明的是，所述接口为TYPE C接口，所述检测模块100为USB PD芯片(PowerDelivery，电量传输)，具有识别TYPE C接口接入的适配器的能力。所述USB PD至少支持如下USB充电协议：BC1.2，APPLE2.4A(苹果)，Samsung2A(三星)，TYPE C PD3.0或更高版本，USB快充协议QC2.0(高通)，QC3.0或更高版本，AFC，FCP。无论TYPE C接口还是TYPE A接口输出都能通过USB PD芯片识别。

进一步地，所述检测模块100，还用于在所述接口600接入适配器时，通过与所述适配器建立通信获取所述适配器的供电信息。

需要说明的是，当适配器为TYPE C接口的适配器，所述检测模块100与所述适配器通过CC1，CC2进行握手通信，从而获取插入的TYPE C接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的预设功率。当适配器为TYPE A接口的适配器，所述检测模块100与所述适配器通过USB D+、USB D-与所述适配器进行通信，从而获取插入的TYPE A接口适配器的供电信息，所述供电信息包括：适配器的预设供电电压与适配器的供电电流。

进一步地，所述检测模块100，还用于向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息对所述供电信息进行调整，并根据调整后的供电信息进行电能输出。

需要说明的是，USB PD芯片获取插入的适配器的供电信息后，根据系统功率的配置，发送设备需求的功率和电压到USB适配器。所述系统功率的配置也即所述预设电能信息。

具体实施中，所述适配器根据接收到的预设电能信息对供电信息进行调整，例如：所述适配器输出的初始供电电压为5V(安全电压)，接收到所述预设电能信息后，根据所述预设电能信息中包含的功率信息，将输出电压调整为12V。则，当前供电电压为12V。

步骤S20：所述检测模块检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块。

进一步地，所述检测模块100，还用于对所述适配器输出的当前供电电压进行检测，并在所述当前供电电压等于第一预设电压时，导通所述适配器与所述升压模块300之间的通路，并向所述主控模块200发送启动电信号，以使所述主控模块200进行工作。

易于理解的是，所述检测模块100内包含开关管，在所述适配器输出的电压达到设备供电所需的额定电压时，导通适配器至后端器件的通路，使得适配器的当前供电电压输出到所述主控模块200、所述升压模块300等。基于上述举例，所述第一预设电压可以设置为12V，在所述当前供电电压达到12V时，所述检测模块100向所述主控模块200发送启动电信号SYS_EN，所述主控模块200中包含BUCK电路，所述BUCK电路接收到所述启动电信号并输出系统电压使得所述主控模块200进入工作状态。而后，所述检测模块200通过I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)发送所述适配器输出的当前功率与当前电压至所述主控模块200。所述电能信息为当前功率与当前电压。

步骤S30：所述主控模块根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压。

进一步地，所述主控模块200，还用于根据所述电能信息及预设声学EQ曲线、预设音量表、预设DRC生成功率配置信号，并将所述功率配置信号输出至所述升压模块300。

易于理解的是，所述主控模块200根据所述电能信息，能够获取到所述适配器的能力，从而根据所述电能信息启用预先储存的不同的预设声学EQ曲线(Equalizer，均衡器)、预设音量表、预设DRC(Dynamic Range Control，动态范围规划调整)，所述功率配置信号CTRL也即PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号。

需要说明的是，由于USB PD芯片实时检测适配器输出的供电电压、供电电流，主控模块200可以根据供电电压下降的电压确认当前插入的适配器是否有瞬态拉载的能力，设置一个最大的升压输入限流值。

所述升压模块300，还用于根据所述功率配置信号进行电能参数配置。

易于理解的，所述升压模块300根据所述PWM信号进行参数配置，而不是在接收到所述PWM信号时开始升压工作，具体实施中，所述升压模块300根据所述PWM信号设置可输入的最大电流。所述可输入的最大电流为所述升压输入限流值。

所述升压模块300，还用于在接收到所述主控模块200发送的启动电信号时，根据所述电能参数对所述适配器输出的供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述隔离模块500。

易于理解的是，接收到启动电信号BOOST_EN后，所述升压模块300开始工作，对接收到的当前供电电压进行升压。

步骤S40：所述主控模块在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。

进一步地，所述主控模块200，还用于在所述升压模块300对所述供电电压进行升压时，向所述隔离模块500发送高电平信号，以使所述隔离模块500导通所述升压模块300与所述功放模块400之间的通路；

需要说明的是，所述主控模块200在所述升压模块300进入工作状态时，输出高电平信号AMP_EN，使得隔离模块500逐渐导通，如果未在升压模块300与功放模块400之间设置隔离模块500，那么即使升压模块300未进入工作状态，所述供电电压也会直接输入到功放模块400，导致功放模块400附近设置的电容(图中未示出，但并不影响解释说明)被充电，使得检测模块100中的USB PD芯片进行通信时，适配器输出的初始供电电压由安全电压调整到额定电压的时间变长，导致USB PD通信失败。

所述功放模块400，用于接收所述升压后的供电电压，并根据所述升压后的供电电压进行功率输出。

易于理解的，通过对适配器的输出进行调整，同时根据适配器的输出进行升压，本电路已经实现了根据插入不同的适配器，可以自适应调整功放的输出功率。

应当理解的是，本实施例中，适配器输出的供电电压经过升压模块300的升压作用，使得功放模块400接收到的供电电压高于传统的USB电压。具体地，可以结合如下公式(1)进行理解：

其中，P_THD为功放模块400的输出功率，所述V_AMP为功放模块400接收的升压后的供电电压，所述R_load为负载电阻值。可知，接收到的所述升压后的供电电压越大，所述功放模块400的输出功率越大。

具体实施中，例如：适配器型号为5V/1A，假设适配器输出到TYPE C接口的最大功率为4W，经过升压后就是3.4W；升压模块300的输出电压V₁为15V，升压模块300接收到的电压为V₂，功放模块400附近设置的电解电容的电容值C_CE1为3300uF，那么升压模块300从15V下降到8V在t＝10mS时间内释放的峰值平均功率P_CE1对应的公式为：

代入具体的数值，可得到P_CE1为26.56W。

则，进一步地，可以得到功放模块400接收到的输入总功率P_{AMP_IN}(峰值平均功率P_CE1与升压后的接口功率之和)为29.96W。

则，功放模块400的输出功率P_SPEAKER对应的公式为：

P_SPEAKER＝P_{AMP_IN}×η_AMP÷2

其中，η_AMP为比例系数。代入具体的数值，可知输出功率P_SPEAKER为12.43W，实际应用中，由于适配器的输入功率为5W，不可能长期维持12.43W，但是将本实施例电路应用在音箱中，音乐原本就是瞬态功率是平均功率的5倍不止。

具体实施中，若功放模块400的输入电压从15V下降到8V，可以选用闭环功放，闭环功放用于80dB的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，PSRR)，放大倍数取决于功放内部的负反馈系数，和功放的电压无关。因此，虽然功放电压波动，但是不会影响功放的工作。

本实施例中，通过与适配器进行通信，调整适配器输出的电能信息，并根据调整后的电能信息对升压模块进行功率配置，在升压稳定后导通隔离模块，防止了适配器过载或适配器功率过小，使得适配器供电更稳定。具体实施中，可以将同等功率TYPE C充电器应用于音箱获得更大输出功率，最终实现音箱无需配套适配器进行出货，节省成本与资源。

此外，本发明实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括上文所述的功率自适应电路。

所述电子设备可以为音箱，所述音箱将TYPE C接口作为电源供电输入。

由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的功率自适应电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功率自适应电路，其特征在于，所述电路包括：检测模块、主控模块、升压模块、功放模块及隔离模块；其中，所述检测模块的检测端与接口连接，所述检测模块的一端与所述主控模块的一端连接，所述检测模块的另一端与所述升压模块的一端连接，所述主控模块的一控制端与所述升压模块的受控端连接，所述主控模块的另一控制端与所述隔离模块的受控端连接，所述升压模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述功放模块的输入端连接，所述功放模块的受控端与所述主控模块的一控制端连接；其中，

所述检测模块，用于在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出；

所述检测模块，还用于检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压；

所述主控模块，还用于在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。

2.如权利要求1所述的功率自适应电路，其特征在于，所述检测模块，还用于在所述接口接入适配器时，通过与所述适配器建立通信获取所述适配器的供电信息。

3.如权利要求2所述的功率自适应电路，其特征在于，所述检测模块，还用于向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息对所述供电信息进行调整，并根据调整后的供电信息进行电能输出。

4.如权利要求3所述的功率自适应电路，其特征在于，所述检测模块，还用于对所述适配器输出的当前供电电压进行检测，并在所述当前供电电压等于第一预设电压时，导通所述适配器与所述升压模块之间的通路，并向所述主控模块发送启动电信号，以使所述主控模块进行工作。

5.如权利要求4所述的功率自适应电路，其特征在于，所述主控模块，还用于根据所述电能信息及预设声学EQ曲线、预设音量表、预设DRC生成功率配置信号，并将所述功率配置信号输出至所述升压模块；

所述升压模块，还用于根据所述功率配置信号进行电能参数配置；

所述升压模块，还用于在接收到所述主控模块发送的启动电信号时，根据所述电能参数对所述适配器输出的供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述隔离模块。

6.如权利要求5所述的功率自适应电路，其特征在于，所述主控模块，还用于在所述升压模块对所述供电电压进行升压时，向所述隔离模块发送高电平信号，以使所述隔离模块导通所述升压模块与所述功放模块之间的通路；

所述功放模块，用于接收所述升压后的供电电压，并根据所述升压后的供电电压进行功率输出。

7.如权利要求1至6任一项所述的功率自适应电路，其特征在于，所述主控模块包括功率配置单元；所述功率配置单元的输出端与所述升压模块的受控端连接，所述功率配置单元包括第三电阻、第四电阻及第一电容；其中，

所述第三电阻的第一端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第四电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接，所述第四电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第一端与所述升压模块的受控端连接；

所述功率配置单元，用于将所述功率配置信号输出至所述升压模块。

8.如权利要求7所述的功率自适应电路，其特征在于，所述隔离模块包括电平转换单元与隔离单元；其中，所述电平转换单元的受控端与所述主控模块的一控制端连接，所述电平转换单元的一端接地，所述电平转换单元的另一端与所述隔离单元的受控端连接，所述隔离单元的输入端与所述升压模块的输出端连接，所述隔离单元的输出端与所述功放模块的输入端连接；

所述电平转换单元，用于接收所述主控模块发送的高电平信号，并根据所述高电平信号导通所述隔离单元与接地端之间的通路；

所述隔离单元，在所述电平转换单元导通时，导通所述升压模块与所述功放模块之间的通路。

9.一种功率自适应电路控制方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1至8任一项所述功率自适应电路，所述方法包括：

所述检测模块在所述接口接入适配器时，向所述适配器发送预设电能信息，以使所述适配器根据所述预设电能信息进行电能输出；

所述检测模块检测所述适配器输出的电能信息，并将所述电能信息发送至所述主控模块；

所述主控模块根据所述电能信息对所述升压模块输出功率配置信号，以使所述升压模块根据所述功率配置信号对所述适配器输出的供电电压进行升压；

所述主控模块在所述升压模块工作时导通所述隔离模块，以使所述功放模块根据升压后的供电电压进行工作。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8任一项所述的功率自适应电路。

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