CN113036862A - 电源提供装置、电源提供方法以及电源提供系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及充电技术领域，具体涉及一种电源提供装置、电源提供方法以及电源提供系统，电源提供装置中的数字信号处理器接收电池的属性信息；充电控制器连接于数字信号处理器、适配器以及电池；协议物理层连接于数字信号处理器和适配器，用于根据预设协议将属性信息传输至适配器以使得适配器能够根据属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器反馈属性信息的传输完成信号，以使得数字信号处理器生成闭合控制信号；硬件检测模块，集成于数字信号处理器，用于在属性信息不满足第一预设条件时，控制充电控制器生成关断控制信号；保护模块连接于适配器、电池以及协议物理层，响应闭合控制信号，将输出信号传输至电池或响应关断控制信号关断。

Description

电源提供装置、电源提供方法以及电源提供系统

技术领域

本公开涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种电源提供装置、电源提供方法和电源提供系统。

背景技术

随着例如笔记本电脑、手机等便携式电子设备被广泛使用，便携式电子设备采用电池称作为电力系统，如何方便快捷的给电池充电的技术就变得较为重要。

现有技术中的电源提供装置需要独立的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)处理器，成本较高，且占用面积较大。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电源提供装置和电源提供方法，进而至少在一定程度上克服现有技术中电源提供装置需要独立的MCU处理器，成本较高，成本较高，且占用面积较大。

根据本公开的第一方面，提供一种电源提供装置，所述电源提供装置基于待充电设备，所述待充电设备与外部适配器连接；所述电源提供装置包括：

数字信号处理器，接收电池的属性信息；

充电控制器，连接于所述处理器、所述适配器以及所述电池；

协议物理层，连接于所述数字信号处理器和所述适配器，用于根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器以使得所述适配器能够根据所述属性信息调整输出信号，并向处理器反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器根据所述传输完成信号控制所述充电控制器生成闭合控制信号；

硬件检测模块，集成于所述数字信号处理器，用于在所述属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号；

保护模块，连接于所述适配器、所述电池以及所述协议物理层，用于响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池，或所述保护模块响应所述关断控制信号关断。

根据本公开的第二方面，提供一种电源提供方法，包括：

通过数字信号处理器接收电池的属性信息；

通过集成于充电控制器的协议物理层根据预设协议将所述属性信息传输至适配器以使得所述适配器能够根据所述属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器根据所述传输完成信号控制充电控制器生成闭合控制信号；

通过集成与所述集成于所述数字信号处理器的硬件检测模块在所述属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号；

通过保护模块响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池；或通过保护模块响应所述关断控制信号关断。

根据本公开的第三方面，提供一种电源提供系统，包括相互连接的待充电设备和适配器，其中，所述待充电设备包括上述任一项所述的电源提供装置。

本公开的一种实施例所提供的电源提供装置、电源提供方法和电源提供系统，由数字信号处理器接收电池的属性信息并通过集成于充电控制器的协议物理层将属性信息传输至适配器，适配器根据属性信息调整适配器的输出信号，并向数字信号处理器反馈属性信息的传输完成信号，以使得处数字信号理器根据传输完成信号控制充电控制器生成闭合控制信号，由集成于数字信号处理器的硬件检测模块在属性信息不满足第一预设条件时，生成关断控制信号，生成关断控制信号，保护模块连接于适配器、电池以及充电控制器，用于响应闭合控制信号，将输出信号传输至电池或响应关断控制信号关断。相较于现有技术，一方面，无需采用独立的MCU来完成数据的处理，只需要在充电控制器一侧集成一协议物理层完成通讯即可，数据处理过程由待充电设备中的数字信号处理器执行，简化了电源提供装置的复杂度，降低了成本，减少了电源提供装置的占用面积。另一方面，利用集成于数字信号处理器的硬件检测模块，在属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号，能够保证带充电设备充电的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1示出相关技术中电源提供装置的示意图；

图2示意性示出了本公开示例性实施例中一种电源提供装置的示意图；

图3示意性示出了本公开示例性实施例中对数字信号处理器进行细化后的电源提供装置的示意图；

图4示意性示出了本公开示例性实施例中一种电源提供装置整体细化后的示意图；

图5示意性示出了本公开示例性实施例中根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器的数据流向图；

图6示意性示出了本公开示例性实施例中初始化硬件检测模块的流程图；

图7示意性示出了本公开示例性实施例中硬件检测模块与软件检测模块对属性信息进行检测的流程图；

图8示意性示出了本公开示例性实施例中对适配器进行细化后的电源提供装置的示意图；

图9示意性示出了本公开示例性实施例中适配器的具体结构示意图；

图10示意性示出了本公开示例性实施例中一种电源提供方法的流程图；

图11示意性示出了本公开示例性实施例中根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在相关技术中，随着手机行业充电技术不断发展，涌现一大批如PD、QC、VOOC/SUPERVOOC的直充技术，参照图1所示，相关技术中的电源提供装置通过独立的MCU130以及数据采集模块150检测电池160的状态并与核心处理器200通讯，即检测电池160的属性信息，根据电池160状态与适配器110进行通讯，调整适配器110的输出电压和输出电流，控制电荷泵121启动开关晶体管，使得晶体管导通，来对电池160进行充电，在检测电池160的属性信息时，是由独立的MCU130以及待充设备中的核心处理器200中同时完成的。同时配置有充电控制器120，充电控制器通过PMIC(Power Management Integrated Circuit，电源管理集成电路)170与核心处理器200连接，适配器110通过通用异步收发传输线路连接于核心处理器200，采用USB开关来控制线路的切换，在充电控制器120中设置有充电类型判断模块124来确定是否需要启动适配器110输出信号的信号流向。

相关技术中的电源提供装置采用独立的MCU处理器成本较高，需要单独的固件维护，成本较高，且占用面积较大。

基于上述缺点，本公开首先提供一种电源提供装置，能够在一定程度上解决上述一个或多个问题，参照图2所示，电源提供装置基于待充电设备，待充电设备与外部适配器110连接；电源提供装置可以包括数字信号处理器140、充电控制器120、集成于充电控制器120的协议物理层122、集成于数字信号处理器140的硬件检测模块143，保护模块180。其中数字信号处理器140接收电池160的属性信息；充电控制器120连接于数字信号处理器140、适配器110以及电池160；协议物理层122集成于充电控制器120，且与数字信号处理器140和适配器110连接，用于根据预设协议将属性信息传输至适配器110以使得适配器110能够根据属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器140反馈属性信息的传输完成信号，以使得数字信号处理器140根据传输完成信号控制充电控制器120生成闭合控制信号；硬件检测模块143集成于所述数字信号处理器140，用于在所述属性信息不满足第一预设条件时，生成关断控制信号；保护模块180连接于适配器110、电池160以及协议物理层122，用于响应闭合控制信号，将输出信号传输至电池160，或者响应关断控制信号关断。

相较于现有技术，一方面，无需采用独立的MCU来完成数据的处理，只需要在充电控制器一侧集成一协议物理层完成通讯即可，数据处理过程由待充电设备中的数字信号处理器执行，简化了电源提供装置的复杂度，降低了成本，减少了电源提供装置的占用面积。另一方面，利用集成于数字信号处理器的硬件检测模块143，在属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号，能够保证带充电设备充电的安全性。。

在本公开的一种示例实施方式中，参照图3所示，数字信号处理器140集成于待充电设备中，待充电设备可以是笔记本电脑、手机、个人数字助理(PDA)等便携式电子设备。数字信号处理器140可以包括模数转换模块142和协议处理模块141，其中模数转换模块142用于对接收到的属性信息进行模数转换，协议处理模块141用于接收协议物理层122的通讯信号根据预设协议将属性信息传输至适配器110。

在本公开的一种示例实施方式中，上述电管提供装置还可以包括核心处理器200，与上述数字信号处理器140连接，用于数字信号处理器140发送的信息，控制待充电设备的显示内容，例如，在数字信号处理器140与上述适配器110适配且建立通讯，开始直充，数字信号处理器140向核心处理器200发送开始直充信号，核心处理器200根据上述开始直充信号控制塞充电设备显示直充标识。其中，上述核心处理器200可以与上述数字信号处理器140用过GLINK总线连接。

在本公开的一种示例实施方式中，上述电源提供装置还可以包括数据采集模块150，上述数据采集模块150集成于上述待充电设备，用于采集电池160的属性信息并传输至数字信号处理器140。其中，属性信息可以包括电池160电压、电流、温度等信息，数据采集模块150可以包括电量计，还可以包括温度传感器、电压表、电流表等检测设备，在本示例实施方式中不做具体限定，随着需要检测的属性信息的数量的改变，可以数据采集模块150中设置与属性信息中的信息对应的检测设备，例如，需要检测电池160的剩余电量时，可以增加一个库仑计来检测。

在本示例实施方式中，上述数据采集模块150可以通过I2C总线与上述数字信号处理器140连接，以用于将上述属性信息传输至数字信号处理器140。

在本示例实时方式中，数据采集模块150可以每隔一个预设时间便采集一次电池160的属性信息，上述预设时间可以为5毫秒、10毫秒等，也可以根据用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本示例实施方式中，数字信号处理器140接收数据采集模块150采集的属性信息后利用上述模数转换模块142对属性信息进行模数转换，且数字信号处理器140可以保存预设次数的属性信息，预设数量可以是5次，即第六次采集到属性信息时，释放第一次采集的属性信息，预设数量还可以是10次、15次等，也可以根据用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本公开的一种示例实施方式中，协议物理层122连接于上述数字信号处理器140和适配器110，用于根据预设协议将属性信号传输至适配器110，以使得所述适配器110能够根据所述属性信息调整输出信号，同时向数字信号处理器140反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器140根据所述传输完成信号控制充电控制器120生成闭合控制信号，其中，上述协议物理层122可以通过数字电路状态机实现。

在本示例实施方式中，电池160是蓄电池160，可以使用适配器110提供的充电电压对其进行再充电，电池160还可以由具有特定的电子电压的至少一个电池160单元形成，并能够输出电压。电池160供应关于电池160的数据信息，数据信息可以包含在上述属性信息中，数据信息可以包括电池160的完全充电比特，电池160的完全充电容量等。

在本示例实施方式中，参照图4所示，协议物理层122可以与上述数字信号处理器140通过数据传输线420以及中断线410连接；协议物理层122可以与上述适配器110通过通用串行总线连接。其中数据传输线420可以是I2C总线、SPI总线(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)或SPMI总线，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本示例实施方式中，接收数字信号处理器140发出的握手信号，将协议物理层122调整为空闲状态；接收适配器发送的协议发送指令，将协议物理层122调整为数据接收状态；在接收到适配器发送的协议内容时，将协议物理层122调整为等待数据发送状态，并像数字信号处理器140发送数据获取指令；接收数字信号处理器140根据数据获取指令发送的属性信息，并将协议物理层122调整为数据发送状态；将属性信息发送至适配器，并将协议物理层122调整为空闲状态。

在本公开的一种示例实施方式中，在协议物理层122为数据接收状态时，且第二预设时间内未接收数字信号处理器140根据数据获取指令发送的属性信息，则协议物理层122向数字信号处理器140反馈属性信息的传输失败信号，以使得数字信号处理器140根据传输失败信号控制充电控制器生成关断控制信号。其中第二预设时间可以是100ms，也可以根据用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本公开的一种示例实施方式中，在协议物理层122为数据接收状态时，且在第三预设时间内接收数字信号处理器140根据数据获取指令发送的属性信息不满足第二预设条件时，则协议物理层122向数字信号处理器140反馈属性信息的传输失败信号，以使得数字信号处理器140根据传输失败信号控制充电控制器生成关断控制信号。例如，监控一帧数据的完整性，一帧的数据是18个bit 1个bit是600us，且两帧之间的时间会大于25ms，那么监控一帧的完整性就是从收到一帧的第一个1bit算起始时刻，如果在25ms内没有收到18个bit，则认为该帧不是完整的帧，此时，协议物理层122向数字信号处理器140反馈属性信息的传输失败信号。

在协议物理层122为数据空闲状态时，且第四预设时间内未接收适配器发送的协议发送指令，则协议物理层122向数字信号处理器140反馈属性信息的传输失败信号，以使得数字信号处理器140根据传输失败信号控制充电控制器生成关断控制信号。其中所述第四预设时间可以是200ms、210ms等，也可以根据用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。例如，就是从收到该帧数据结束时开始算起始时刻，如果200ms还没有收到适配器发过来的数据，则认为适配器在硬件上拔出，即第四预设时间内未接收适配器发送的协议发送指令，则协议物理层122向数字信号处理器140反馈属性信息的传输失败信号。

具体而言，参照图5所示，可以首先执行步骤S510，处理器140发送握手信号，在协议物理层122接收到处理器140发送来的握手信号时，即表示充电接口已经连接在待充电设备，此时，可以执行步骤S520，可以将协议物理层122跳转至空闲状态(IDLE状态)准备数据传输，同时，将握手信号发送给适配器110，适配器110接收到握手信号，后发出协议发送指令，在协议物理层122接收到协议发送指令后，可以执行步骤S530，协议物理层122跳转至数据接收状态(RECV_DATA状态)，然后适配器110发送协议内容，其中该协议内容可以是需要接收的数据，即需要接收的数据包括上述属性信息中的一种或多种，协议内容中还可以为需要接收数据的位数，例如，接收8位数据、9位数据等，此时协议物理层在接收属性信息是包括接收数据计数功能。

在协议物理层122接收到协议内容之后，可以执行步骤S550，协议物理层122跳转至等待数据发送状态(WAIT_TX_DATA状态)，并向数字信号处理器140发送数据获取指令；数字信号处理器140在接收到数据获取指令之后，根据数据获取指令将属性信息发送至协议物理层122，此时的属性信息中包括协议内容中所需的所有属性信息，例如，电池160电流，电池160温度等。在协议物理层122接收到属性信息后，可以执行步骤S560，协议物理层122跳转至数据发送状态(SEND_DATA状态)，然后将属性信息发送至适配器110，然后跳转至空闲状态(IDLE状态)。

在本示例实施方式中，在上述协议物理层122没有接收到数字信号处理器140发送的属性信息，或者接收的属性信息不完整时，即数据接收出错时，可以执行步骤S540，将所述协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)，其中接收的属性信息不完整时，可以例如，协议内容中需要获取的数据包括电池160的电压、电流以及温度，但是接收到的属性信息只包括电池160的电压以及电流，没有温度信息，此时判定接收到的属性信息不完整。再例如，协议内容中需要接收的数据为8位数据，但是，协议物理层122接收到的上述属性信息不够8位数据，例如6位数据、7位数据等，则可以执行步骤S540，将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。

在本示例实施方式中，在协议物理层122向适配器110发送属性信息时，当属性信息发送时，检测是否出现发送完成信号，即电信号在一定时间内为相同的电平信号，例如，在50毫秒内为低电平信号、40毫秒内容为高电平信号等。其中一定时间可以是50毫秒、40毫秒、60毫秒等，也可以根据用户需求进行自定义，相同的电平信号可以是高电平信号，也可以是低电平信号，在本示例实施方式中不做具体限定。

在检测到出现发送完成信号时，表示数据发送正常且数据发送完成，则可以执行步骤S520，将协议物理层122调跳转至空闲状态(IDLE状态)，等待下一轮数据的接收。若在数据发送结束后，未接收到发送完成信号，即在发送相应位数的数据后，协议物理层122还在发送数据，此时判定为发送属性信息异常，则可以执行步骤S540，将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。

在本示例实施方式中，协议物理层122可以接收数字信号处理器140发送的关闭信号，直接将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。在协议物理层122处于关闭状态(DISABLE状态)时，可以响应数字信号处理器140发送的使能信号，将协议物理层122跳转至空闲状态(IDLE状态)。

在本示例实施方式中，若上述属性信息的传输过程不存在异常，即适配器110接收到了完整的属性信息，则协议物理层122向数字信号处理器140发送属性信息传输完成信号，并由数字信号处理器140控制充电控制器120生成闭合控制信号，若上述协议物理层122出现关闭状态(DISABLE状态)时，协议物理层122生成属性信息的传输失败信号，数字信号处理器140根据传输失败信号生成关断控制信号，停止充电以防止适配器110输出电压过高对电池160造成损坏。

在本公开的一种示例实施方式中，硬件检测模块143集成与上述数字信号处理器，用于在上述属性信息不满足预设条件时，生成关断控制信号。

在本示例实施方式中，上述属性信息可以包括电池的电子电压、电池的电流、适配器的输出电压与电子电压的差值以及适配器输出端口的温度中的一种或多种，在本示例实施方式中不做具体限定。

其中，上述第一预设条件可以是对各个属性信息设定的硬件阈值，例如，其中上述第一预设条件是以上述硬件阈值为边界的范围，例如，设定适配器输出端口的温度的温度硬件阈值，若上述硬件阈值为82摄氏度，则上述关于温度的第一预设条件可以为小于82摄氏度，若上述硬件阈值为85摄氏度，则上述关于温度的第一预设条件可以为小于85摄氏度等，其中上述硬件阈值的设定可以根据用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。再例如，上述第一预设条件可以包括适配器的输出电压与所述电子电压的差值大于等于100mv小于等于200mv，第一预设条件的设定可以根据不同的电池以及不同的场景进行设定，在本示例实施方式中不做具体限定。

上述硬件检测模块143可以包括比较器，硬件检测模块143可以连接于上述模数转换模块和位于充电控制器的电荷泵，以使得在上述根据比较器的输出信号，控制电荷泵的输出以生成上述关断控制信号。

在本示例实施方式中，硬件检测模块143在检测到上述属性信息不满足第一预设条件时，还可以生成中断信号。

在本公开的一种示例实施方式中，参照图6所示，可以首先执行步骤S610，直充终端注册，设定上述中断信号与上述软件检测模块144的控制逻辑，具体而言，该中断信号生成条件是直充打开并且其中至少一个属性信息不满足上述第一预设条件。具体可以首先执行步骤S620，将直充进行去使能，在直充打开时，会使能直充和设置上述第一预设条件，并使得上述硬件检测模块143工作；因为硬件监控是硬件行为，因此需要在软件检测模块144上设置寄存器，用于执行步骤S630，使能模数转换模块。

在本公开的一种示例实施方式中，上述电源提供装置还包括软件检测模块144，集成与数字信号处理器，连接于模数转换模块和硬件检测模块143，用于在检测到上述中断信号时，计算预设时间内属性信息的平均值，在平均值满足第二预设条件时，生成闭合控制信号。

在本示例实施方式中，软件检测模块144可以在上述硬件检测模块143检测到上述属性信息不满足第一预设条件后，软件检测模块144读取模数转换模块转换的属性信息，并持续预设时间，然后计算读取到的预设时间内的属性信息的平均值，并判断上述平均值是否满足第二预设条件，若满足上述第二预设条件，则可以由上述软件检测模块144控制上述充电控制器生成闭合控制信号，重新启动待充电设备的直充功能。其中，上述预设时间可以是50ms、60ms等，也可以更具用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本示例实施方式中，上述第二预设条件相较于第一预设条件可以具有较大的范围，例如，第一预设条件可以为小于82摄氏度，时第二预设条件可以为小于85摄氏度。上述第一预设条件可以包括适配器的输出电压与所述电子电压的差值大于等于100mv小于等于200mv时，第二与第二预设条件可以是大于等于90mv小于等于210mv。

具体而言，参照图7所示，当适配器根据属性信息调整输出电压之后，保护模块响应闭合控制信号导通，待充电设备开启直充功能。此时可以执行步骤S711，使能直充软件中断；步骤S712，设置模拟截止电池电子电压的第一预设条件，数字电池电子电压的第一预设条件；步骤S713，设置期望的电池电流的第一预设条件；步骤S714，设置usb口温度的第一预设条件以及btb柱的温度的第一预设条件；以及步骤S715，设置配器输出电压和电池电压差的第一预设条件。具体而言，此时需要使能直充软件中断，需要分别设置模拟截止电池电子电压的第一预设条件、数字电池电子电压的第一预设条件、期望的电池电流的第一预设条件、usb口温度的第一预设条件以及btb柱的温度的第一预设条件、适配器输出电压和电池电压差的第一预设条件。

当其中某个阈值触发时，可以执行步骤S720，触发软件上的直充的中断和步骤S730，读fautlt的故障寄存器。具体为触发软件上的直充的中断，次时在中断处理函数中去读fautlt的故障寄存器，然后逐一判断是哪个属性信息不满足上述第一预设条件。

当是模拟的截止电池电压或者是数字电池电压不满足上述第一预设条件时，执行步骤S741，软件检测模块再次去读取实际的电池电压；和步骤S751，判断实际的电池电压是否满足第二预设条件。具体而言，软件检测模块144上再次去读取实际的电池电压，并和之前设置的第二预设条件做比较，若上述实际的电池电压不满足第二预设条件，则执行步骤S760，清除所有的快充标记、主动复位协议物理层，使得协议物理层主动不接收和不回复适配器数据从而停止快充、将所有的快充过程中软件监控停止，最后是清除200ms快充通信超时的看门狗。如果实际的电池电压满足上述第二预设条件，则执行步骤S770，控制充电控制器生成闭合控制信号，重新进行直充。

当电池电流不满足第一预设条件时，执行步骤S742，软件检测模块通过I2C读取实际的电池电流；和步骤S752，判断实际的电池电流是否满足第二预设条件具体而言，软件检测模块144通过I2C读取实际的电池电流，并确定上述实际的电池电流是否满足第二预设条件。要注意的是电池电流硬件阈值是会变化的。因为充电电流是会动态调整的，因此每次调整适配器充电电流，需要重新设置电池电流的第一预设条件和第二预设条件。如果确实实际的电流值不满足第二预设条件，则执行步骤S760，清除所有的快充标记、主动复位协议物理层，使得协议物理层主动不接收和不回复适配器数据从而停止快充、将所有的快充过程中软件监控停止，最后是清除200ms快充通信超时的看门狗。如果实际的电池电流满足上述第二预设条件，则执行步骤S770，控制充电控制器生成闭合控制信号，重新进行直充。

当USB口温度或者BTB温度不满足第一预设条件时，执行步骤S743，软件检测模块会通过ADC通道读取实际温度值和步骤S753，判断实际的温度值会否满足第二预设条件。具体而言，软件检测模块144会通过ADC通道读取实际温度值并和确定上述实际温度值温度值是否满足第二预设条件。实际温度值温度值是不满足第二预设条件，则执行步骤S760，清除所有的快充标记、主动复位协议物理层，使得协议物理层主动不接收和不回复适配器数据从而停止快充、将所有的快充过程中软件监控停止，最后是清除200ms快充通信超时的看门狗。如果实际温度值满足上述第二预设条件，则执行步骤S770，控制充电控制器生成闭合控制信号，重新进行直充。

最后可以监控适配器输出信号与电池电压的差值，因为适配器输出信号与电池电压的差值符合一定范围内时开始直充。例如，适配器输出信号与电池电压的差值在100mv-200mv之间时开启直充，因此适配器输出信号与电池电压的差值不满足第一预设条件时，执行步骤S744，软件检测模块通过I2C读取适配器的输出电压与所述电子电压的差值；和步骤S754，判断实际的差值是否满足第二预设条件。软件检测模块144会去读取实际的适配器输出信号与电池电压的差值，然后判断适配器输出信号与电池电压的差值是否满足第二预设条件，需要说明的是，第一预设条件可以是适配器输出信号与电池电压的差值在100mv-200mv之间，第二预设条件也可以是在100mv-200mv之间，即第一预设条件可以和第二预设条件相同，也可以是第二预设条件的范围大于第一预设条件的范围，在本示例实施方式中不做具体限定。如果确实实际适配器输出信号与电池电压的差值不满足第二预设条件，则执行步骤S760，清除所有的快充标记、主动复位协议物理层，使得协议物理层主动不接收和不回复适配器数据从而停止快充、将所有的快充过程中软件监控停止，最后是清除200ms快充通信超时的看门狗。如果实际适配器输出信号与电池电压的差值满足上述第二预设条件，则执行步骤S770，控制充电控制器生成闭合控制信号，重新进行直充。

需要说明的是，上述软件检测模块144检测到的实际的温度值，实际的电池电压，实际的电池电流以及实际的适配器输出信号与电池电压的差值，均可以是上述如软件检测模块检测到预设时间内的平均值，以增加上述软件检测模块144的容错率。

其中，上述预设时间可以是50ms、60ms等，也可以更具用户需求进行自定义，在本示例实施方式中不做具体限定。

在本示例实施方式中，参照图4所示，充电控制器120也是集成于上述待充电设备内部，待充电设备与上述适配器110通过USB接口连接，且在USB接口位置包括第一USB开关190，其中过上述第一USB开关190为分路开关元件，将线路分为两路，其中一路通过通用异步收发传输线路430(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)直接连接于数字信号处理器140，用于串口数据的传输，例如，下载文件至待充电设备，或者将文件由待充电设备上传。

在本示例实施方式中，第一USB开关190的第二路连接于上述充电控制器120内部设置的第二USB开关123，第二USB开关123也可以是分路开关，分别连接于协议物理层122以及上述充电类型判断模块124，在上述充电类型判断模块124判定USB接口连接的是适配器110时，将第二USB开关123连接至协议物理层122，以完成适配器110与数字信号处理器140之间的通讯。

在本示例实施方式中，充电控制器120可以用于在适配器110与数字信号处理器140不适配时，即数字信号处理器140无法通过协议物理层122将属性信息传输至适配器110时，将适配器110的输出信号转换为预设输入信号并传输电池160，其中上述预设输入信号可以是5V、2A的电信号，也可以根据适配器110和电池160的不同来设置上述预设输入信号，例如将上述预设输入信号设置为5V、1.5A，在本示例实施方式中不做具体限定。

通过充电控制器120可以保证数字信号处理器140无法将属性信息传输至适配器110时，还能够继续对电池160进行充电，且保证了充电的安全性。

在本示例实施方式中，参照图4所示，上述充电控制器120中还可以包括一驱动信号能够模块，用于接受数字信号处理器140的指令并生成闭合控制信号或者关断控制信号，其中，上述驱动信号生成模块可以是电荷泵121，用于在数字信号处理器140接收到属性信息的传输完成信号时，控制电荷泵121生成闭合及控制信号；使得保护模块180导通，进而使得输出信号能够经过保护模块180传输至电池160。或者用于在数字信号处理器140接收到属性信息传输失败信号时，数字信号处理器140控制电荷泵121生成关控制信号，使得保护模块180无法通过电流，对电池160进行保护。

在本示例实施方式中，参照图4所示，保护模块180可以包括至少一个开关晶体管，例如两个，三个等，在本示例实施方式中不做具体限定，其中开关晶体管均具有控制端、第一端、第二端。具体的，开关晶体管的控制端可以为栅极、第一端可以为源极、第二端可以为漏极；或者开关晶体管的控制端可以栅极、第一端可以为漏极、第二端可以为源极。此外，开关晶体管可以为增强型晶体管或者耗尽型晶体管，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

在本示例实施方式中，开关晶体管连接于上述驱动信号生成模块，开关晶体管的数量为两个时，两个开关晶体管的控制端均连接于驱动信号生成模块，第一开关晶体管的第一端链接于适配器110，第二端连接于第二开关晶体管的第一端，第二开关晶体管的第二端连接于电池160。开关元件可以响应闭合控制信号，控制开关元件导通，在接收到关断控制信号时，关断开关元件。

在本示例实施方式中，参照图8所示，适配器110被提供商用AC(交流)功率，将商用AC功率转换为预定电压电平的DC(直流)功率，并向上述电池160提供DC功率。

按照本公开的一个实施例的适配器110可以包括AC/DC转换器111和适配器控制器112。

AC/DC转换器111将所输入的AC功率转换为DC功率，并且输出该DC功率。AC/DC转换器111可以按照由控制器112提供的信号来选择性地将所输入的AC功率转换为对应于多个电压电平的一个特定电平的DC功率Va，并且输出该DC功率。从AC/DC转换器111输出的DC功率被输出到电池160。

控制器112根据从协议物理层122得到的电子电压以及属性信息确定AC/DC转换器111的输出信号，即输出电压和输出电流。

参考图9，适配器110包括：控制器112和AC/DC转换器111。其中，控制器112用于接收电池160的属性信息确定输出信号控制器112。例如可以通过独立的微控制单元(MicroControl Unit，MCU)实现。

AC/DC转换器111与控制器112连接，用于根据控制器112的控制，调整适配器110的输出电压。

此外，如图9所示，适配器9还可以包括整流电路R1和电压转换模块S1。其中，整流电路R1用于将从AC接收的交流电压转换为直流电压，该直流电压如为脉动直流电压。

此外，为了获得稳定的直流电压(如恒定直流电压)，适配器110还可以进一步包括：滤波电路F1，连接于整流电路R1的输出端，用于对整流电路R1输出的直流电压进行滤波。

需要说明的是，本公开不限定整流电路R1的具体电路结构，整流电路R1例如可以为通常使用的整流桥，或者也可以为其他可实现上述将交流电压转换为直流电压功能的其他电路。

综上所述，本示例性实施方式中，无需采用独立的MCU来完成数据的处理，只需要在充电控制器112一侧集成一协议物理层122完成通讯即可，数据处理过程由待充电设备中的数字信号处理器140执行，简化了电源提供装置的复杂度，降低了成本，减少了电源提供装置的占用面积。

进一步的，本公开还提供一种电源提供方法，参照图10所示，电源提供方法包括如下步骤：

步骤S1010，通过数字信号处理器接收电池的属性信息；

步骤S1020，通过集成于充电控制器的协议物理层根据预设协议将所述属性信息传输至适配器以使得所述适配器能够根据所述属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器根据所述传输完成信号控制充电控制器生成闭合控制信号；

步骤S1030，通过集成与所述集成于所述数字信号处理器的硬件检测模块在所述属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号；

步骤S1040，通过保护模块响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池；或通过保护模块响应所述关断控制信号关断。

上述方法中各步骤的具体细节在装置部分实施方式中已经详细说明，未披露的细节内容可以参见装置部分的实施方式内容，因而不再赘述。

在本公开的一种示例实施方式中，参照图11所示，根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器可以包括步骤S1110至步骤S1150，具体如下：

步骤S1110，接收数字信号处理器发出的握手信号，将协议物理层调整为空闲状态；

步骤S1120，接收适配器发送的协议发送指令，将所述协议物理层调整为数据接收状态；

步骤S1130，在接收到所述适配器发送的协议内容时，将所述协议物理层调整为等待数据发送状态，并像所述数字信号处理器发送数据获取指令；

步骤S1140，接收所述数字信号处理器根据所述数据获取指令发送的属性信息，并将所述协议物理层调整为数据发送状态；

步骤S1150，将所述属性信息发送至所述适配器，并将所述协议物理层调整为空闲状态。

具体而言，数字信号处理器140发送握手信号，在协议物理层122接收到数字信号处理器140发送来的握手信号时，即表示充电接口已经连接在待充电设备，此时，可以将协议物理层122已调整为空闲状态(IDLE状态)准备数据传输，同时，将握手信号发送给适配器110，适配器110接收到握手信号，后发出协议发送指令，在协议物理层122接收到协议发送指令后，协议物理层122跳转至数据接收状态(RECV_DATA状态)，然后适配器110发送协议内容，其中该协议内容可以是需要接收的数据，即需要接收的数据包括上述属性信息中的一种或多种，协议内容中还可以为需要接收数据的位数，例如，接收8位数据、9位数据等，此时协议物理层122在接收属性信息是包括接收数据计数功能。

在协议物理层122接收到协议内容之后，协议物理层122跳转至等待数据发送状态(WAIT_TX_DATA状态)，并向数字信号处理器140发送数据获取指令；数字信号处理器140在接收到数据获取指令之后，根据数据获取指令将属性信息发送至协议物理层122，此时的属性信息中包括协议内容中所需的所有属性信息，例如，电池160电流，电池160温度等。在协议物理层122接收到属性信息后，协议物理层122跳转至数据发送状态(SEND_DATA状态)，然后将属性信息发送至适配器110，然后跳转至空闲状态(IDLE状态)。

在本示例实施方式中，若所述适配器110未接收到所述属性信息，则向数字信号处理器140反馈所述属性信息的传输失败信号，以使得所述数字信号处理器140根据所述传输完成信号控制所述充电控制器120生成关断控制信号，具体可以包括下面的多种情况，在上述协议物理层122没有接收到数字信号处理器140发送的属性信息，或者接收的属性信息不完整时，即数据接收出错时，将所述协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)，其中接收的属性信息不完整时，可以例如，协议内容中需要获取的数据包括电池160的电压、电流以及温度，但是接收到的属性信息只包括电池160的电压以及电流，没有温度信息，此时判定接收到的属性信息不完整。再例如，协议内容中需要接收的数据为8位数据，但是，协议物理层122接收到的上述属性信息不够8位数据，例如6位数据、7位数据等，将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。

在本示例实施方式中，在协议物理层122向适配器110发送属性信息时，当属性信息发送时，检测是否出现发送完成信号，即电信号在一定时间内为相同的电平信号，例如，在50毫秒内为低电平信号、40毫秒内容为高电平信号等。其中一定时间可以是50毫秒、40毫秒、60毫秒等，也可以根据用户需求进行自定义，相同的电平信号可以是高电平信号，也可以是低电平信号，在本示例实施方式中不做具体限定。

在检测到出现发送完成信号时，表示数据发送正常且数据发送完成，将协议物理层122调跳转至空闲状态(IDLE状态)，等待下一轮数据的接收。若在数据发送结束后，未接收到发送完成信号，即在发送相应位数的数据后，协议物理层122还在发送数据，此时判定为发送属性信息异常，将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。

在本示例实施方式中，协议物理层122可以接收数字信号处理器140发送的关闭信号，直接将协议物理层122跳转至关闭状态(DISABLE状态)。在协议物理层122处于关闭状态(DISABLE状态)时，可以响应数字信号处理器140发送的使能信号，将协议物理层122跳转至空闲状态(IDLE状态)。

在本示例实施方式中，则协议物理层122向数字信号处理器140发送属性信息传输完成信号，并由数字信号处理器140控制充电控制器120生成闭合控制信号，若上述协议物理层122出现关闭状态(DISABLE状态)时，协议物理层122生成属性信息的传输失败信号，数字信号处理器140根据传输失败信号生成关断控制信号，停止充电以防止适配器110输出电压过高对电池160造成损坏。

保护模块180可以响应上述关断控制信号，使得上述保护模块180停止工作并出现断路，使得适配器110的输出信号无法传输到电池160，以保证电池160的安全。

本公开还提供一种电源提供系统，电源提供装置基于待充电设备，待充电设备与外部适配器110连接；上述系统中的数字信号处理器140、适配器110、充电控制器120、协议物理层122、硬件检测模块143以及保护模块180的具体细节在装置部分的实施方式中已经详细说明，未披露的细节内容可以参见装置部分的实施方式内容，因而不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (13)

1.一种电源提供装置，其特征在于，所述电源提供装置包括：

数字信号处理器，接收电池的属性信息；

充电控制器，连接于所述数字信号处理器、适配器以及所述电池；

协议物理层，连接于所述数字信号处理器和所述适配器，用于根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器，以使得所述适配器能够根据所述属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器根据所述传输完成信号控制所述充电控制器生成闭合控制信号；

硬件检测模块，集成于所述数字信号处理器，用于在所述属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号；

保护模块，连接于所述适配器、所述电池以及所述协议物理层，用于响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池，或所述保护模块响应所述关断控制信号关断。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬件检测模块在检测到所述属性信息不满足第一预设条件时生成中断信号；

所述电源提供装置还包括：

软件检测模块，集成于所述数字信号处理器，用于在检测到所述中断信号时，计算预设时间内所述属性信息的平均值，在所述平均值满足第二预设条件时，生成闭合控制信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述属性信息包括所述电池的电子电压、所述电池的电流、所述适配器的输出电压与所述电子电压的差值以及适配器输出端口的温度中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬件检测模块包括至少一个比较器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述根据预设协议将所述属性信息传输至所述适配器，包括：

接收所述数字信号处理器发出的握手信号，将所述协议物理层调整为空闲状态；

接收适配器发送的协议发送指令，将所述协议物理层调整为数据接收状态；

在接收到所述适配器发送的协议内容时，将所述协议物理层调整为等待数据发送状态，并像所述数字信号处理器发送数据获取指令；

接收所述数字信号处理器根据所述数据获取指令发送的属性信息，并将所述协议物理层调整为数据发送状态；

将所述属性信息发送至所述适配器，并将所述协议物理层调整为空闲状态。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电控制器还包括：

电荷泵，用于生成闭合控制信号以及关断控制信号；

所述保护模块包括至少一个开关晶体管，用于响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池，或用于响应所述关断控制信号关断。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述适配器与所述数字信号处理器不适配时，通过所述充电控制器将所述适配器的输出信号调整为预设输入信号传输至所述电池。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源提供装置还包括：

数据采集模块，连接于所述数字信号处理器，用于采集所述属性信息并传输至所述数字信号处理器。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字信号处理器还包括：

模数转换模块，用于对所述属性信息进行模数转换；

协议处理模块，用于接收所述协议物理层的通讯信号，根据所述预设协议将所述属性信息传输至所述适配器。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述协议物理层包括数字电路状态机。

11.一种电源提供方法，其特征在于，包括：

通过数字信号处理器接收电池的属性信息；

通过集成于充电控制器的协议物理层根据预设协议将所述属性信息传输至适配器，以使得所述适配器能够根据所述属性信息调整输出信号，并向数字信号处理器反馈所述属性信息的传输完成信号，以使得所述数字信号处理器根据所述传输完成信号控制充电控制器生成闭合控制信号；

通过集成于所述数字信号处理器的硬件检测模块在所述属性信息不满足第一预设条件时，控制所述充电控制器生成关断控制信号；

通过保护模块响应所述闭合控制信号，将所述输出信号传输至所述电池；或通过保护模块响应所述关断控制信号关断。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述硬件检测模块在检测到所述属性信息不满足第一预设条件时生成中断信号；

所述方法还包括：

通过集成于所述数字信号处理器的软件检测模块在检测到所述中断信号时，计算预设时间内所述属性信息的平均值，在所述平均值满足第二预设条件时，生成闭合控制信号。

13.一种电源提供系统，其特征在于，包括相互连接的待充电设备和适配器，其中，所述待充电设备包括权利要求1至10任一项所述的电源提供装置。

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