CN113872280A - 充电系统及充电设备 - Google Patents

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CN113872280A CN202111123400.8A CN202111123400A CN113872280A CN 113872280 A CN113872280 A CN 113872280A CN 202111123400 A CN202111123400 A CN 202111123400A CN 113872280 A CN113872280 A CN 113872280A
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Abstract

本申请技术方案提供一种充电系统及充电设备，其中所述充电系统包括第一输出端，用于输出供电电压；第一感应电阻，包括第一端和第二端，且所述第一端连接所述第一输出端；第二输出端，用于接收所述供电电压并对目标负载充电；控制电路，被配置为检测所述第一感应电阻两端的电压差，并基于所述电压差向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。本申请技术方案的充电系统及充电设备能够解决拔出传输线的端口时产生的电弧损坏传输线和电子设备的问题。

Description

充电系统及充电设备
技术领域
本申请涉及电学领域，尤其涉及一种充电系统及充电设备。
背景技术
电子设备上通常会设置用于传输电能或数据信号的端口。将充电设备的端口与传输线的一个端口连接，而受电设备与传输线的另一个端口连接即可实现电能和数据信号的传输。
但是，在进行电能传输拔出传输线的端口时，容易产生电弧放电现象，而电弧放电现象会损坏传输线和电子设备。目前最新的USB-PD规范已将运行功率从20V增加至48V，最大电流为5A。若应用该USB-PD规范后，电弧放电现象会更加严重。
发明内容
本申请要解决的技术问题是拔出传输线时产生的电弧损坏传输线和电子设备。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种充电系统，包括：第一输出端，用于输出供电电压；第一感应电阻，包括第一端和第二端，且所述第一端连接所述第一输出端；第二输出端，用于接收所述供电电压并对目标负载充电，且包括：第一子输出端，连接所述第二端和第一子输出引脚，且所述第一子输出引脚用于连接所述目标负载；第二子输出端，连接所述第一输出端和第二子输出引脚，且所述第二子输出引脚用于连接所述目标负载，其中所述第一子输出引脚的长度小于所述第二子输出引脚的长度；控制电路，被配置为检测所述第一感应电阻两端的电压差，并基于所述电压差向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。
在本申请实施例中，当所述第一感应电阻两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并控制所述供电电压为第一预设值，且所述第一预设值小于所述供电电压的大小。
在本申请实施例中，所述控制电路被配置为检测到所述第一感应电阻两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并减小所述供电电压的大小至所述第一预设值。
在本申请实施例中，所述第一预设值的大小不超过5V。
在本申请实施例中，当所述第一感应电阻两端的电压差不为0时，向所述目标负载发送继续充电信号，并控制所述供电电压为第二预设值，且所述第二预设值与所述供电电压的大小相等。
在本申请实施例中，所述控制电路包括：第一检测端和第二检测端，分别连接所述第一感应电阻的第一端和第二端；第一比较模块，与所述第一检测端和第二检测端连接，用于检测所述第一感应电阻两端的电压差并输出检测结果；数字控制模块，与所述第一比较模块相连，被配置为接收所述检测结果，并基于所述检测结果向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。
在本申请实施例中，所述第一比较模块包括比较器，其中所述比较器的正极连接所述第一检测端，所述比较器的负极连接所述第二检测端。
在本申请实施例中，所述比较器输出的检测结果为所述电压差为0或者所述电压差不为0。
在本申请实施例中，所述控制电路还包括CC端口，且所述CC端口与所述数字控制模块相连，所述数字控制模块通过所述CC端口向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号。
在本申请实施例中，所述控制电路还包括电流检测电路，所述电流检测电路被配置为检测所述目标负载的充电状态并将检测结果发送至所述数字控制模块，所述充电状态为正常充电或停止充电。
在本申请实施例中，所述充电系统还包括GND引脚，所述GND引脚用于连接所述目标负载；所述电流检测电路包括：第二感应电阻，一端连接所述GND引脚，另一端接地；第三检测端和第四检测端，分别连接所述第二感应电阻的两端；第二比较模块，与所述第三检测端和第四检测端连接，用于检测所述第二感应电阻两端的电压差并输出模拟信号；数字转换模块，连接所述第二比较模块和所述数字控制模块，用于将所述模拟信号转换成数字信号并发送至所述数字控制模块。
在本申请实施例中，当所述第二感应电阻两端的电压差为0时，所述充电状态为停止充电。
在本申请实施例中，所述充电系统还包括用于提供供电电压的ACDC转换电路；所述控制电路还包括OPTO端口，且所述OPTO端口连接所述ACDC转换电路和所述数字控制模块，所述数字控制模块通过所述OPTO端口控制所述ACDC转换电路，以调节供电电压的大小。
在本申请实施例中，所述第一子输出引脚和所述第二子输出引脚的长度差为所述第二子输出引脚长度的15％～45％。
本申请还提供一种充电设备，包括前述任一项所述的充电系统。
本申请技术方案的第一子输出引脚的长度短于第二子输出引脚的长度，并增加控制电路且在第一子输出引脚所在电路上增加用于感应电流的第一感应电阻，控制电路对第一感应电阻两端的电压差进行监控，在进行拔出操作时，势必第一子输出引脚最先拔出，那么此时控制电路检测到第一感应电阻两端的电压差为0，随后在第二子输出引脚拔出之前响应保护机制，将供电电压降低至预设的安全电压值，并向目标负载发送停止充电的信号。由此便可有效减弱第二子输出引脚拔出时产生电弧的能量，解决了拔出传输线时电弧损坏传输线和电子设备的问题。
附图说明
以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：
图1为一种传输线的结构示意图；
图2为本申请实施例的充电系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”和“设备”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本申请中使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而不是限制性的。比如，除非上下文另有明确说明，这里所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“含有”意思是指所关联的整数，步骤、操作、元素和/或组件存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组。在本说明书中描述不同组件发生关联时，可以是直接的关系也可以是间接的关系。比如，“A在B上”意思可以是A直接与B相邻(之上或者之下)，也可以指A与B间接相邻(即A与B之间还隔了一些物质)；“A在B内”意思可以是A全部在B里面，也可以是A部分的在B里面；“A同B连接”可以是A同B直接连接，也可以是A同B通过其他组件间接发生连接。
考虑到以下描述，本说明书公开的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图，所有这些形成本说明书公开的一部分。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书公开的范围。本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
下面结合实施例和附图对本申请技术方案进行详细说明。
图1是一种传输线10的结构示意图。所述传输线10可以用于在供电设备和受电设备之间传输电能，当供电设备为具有通讯能力的电子设备时，所述传输线10还可以在供电设备和受电设备之间传输通讯信号。其中所述供电设备可以是充电器、电池或者装配有电池的电子设备等，例如移动电源、电脑或者手机等，所述受电设备可以是电脑、移动终端或者可穿戴手表等。所述传输线10包括第一端口11和第二端口12以及连接所述第一端口11和第二端口12的传输线主体13，图1中所述第一端口11左侧和所述第二端口12右侧的矩形框为各种功能引脚。所述传输线主体13可以包括线管以及封装在所述线管中的多个单根导线或者排线等，例如电缆(Cable)。所述第一端口11和所述第二端口12中分别集成有协议芯片21和协议芯片22，所述协议芯片21和协议芯片22是一种用于设备之间识别、协商并进行信息交互的芯片。例如所述协议芯片21和协议芯片22可以采用USB PD(USB Power Delivery)协议，所述USB PD协议作为一种通信协议，允许USB设备间传输最高至100W(20V/5A)的功率，并可以改变端口的属性，也可以使端口在下行端口(DFP，Downstream Facing Port)与上行端口(UFP，Upstream Facing Port)之间切换，此外还可以与电缆通信，获取电缆的属性。所述第一端口11和所述第二端口12可以是Type-A、Type-B、TYPE Micro-B、Type-C等类型。若所述第一接口11和所述第二接口12均为Type-C型时，则所述第一接口11和所述第二接口12均可作为source端和sink端，当所述第一接口11和所述第二接口12中的其中一个接口连接供电设备时，那么另一个接口便连接受电设备。
以下均以所述第一端口11和所述第二端口12为Type-C端口且所述第一端口11连接供电设备、所述第二端口12连接受电设备为例进行说明。所述第一端口11和所述第二端口12中还包括各种功能引脚，其中所述第二端口12中包括两个用于为受点设备传输电压的功能引脚，分别为Vbus1和Vbus2，且这两个引脚的长度相等。将所述第一端口11插入供电设备的输出端口，将所述第二端口12插入受电设备的输入端口，且所述第二端口12的Vbus1和Vbus2分别与所述输入端口中用于接收电压的引脚相连，即可为受电设备充电。若充电完成时，通常拔出所述第二端口12即可。
但是在拔出所述第二端口12时，也即Vbus1和Vbus2不连接所述输入端口中用于接收电压的引脚时，供电电压并不能及时移除，因此会产生电弧现象，容易损坏传输线，甚至受电设备。而且，随着USB技术的发展，USB PD允许USB设备间传输的功率将由100W(20V/5A)提高至240W(48V/5A)，那么电弧现象将更为严重。
鉴于此，本申请实施例提供一种充电系统，通过对两个电压输出引脚进行设计，使两个电压输出引脚之间存在长度差，且在较短的电压输出引脚的电路上增加感应电流的第一感应电阻，并增加控制电路用于检测所述第一感应电阻两端的电压差，同时基于所述第一感应电阻两端的电压差对供电电压进行控制。若控制电路检测到第一感应电阻两端的电压差为0，且当前的充电电流不应为0时，即代表较短的电压输出引脚为拔出状态，便可在较长的电压输出引脚未拔出前启动充电保护机制，降低供电电压并通知受电设备停止充电，由此可以有效降低传输线完全拔出时的电弧能量和USB PD电子设备日常使用时的应用故障率及损坏率。
图2是本申请实施例的充电系统的结构示意图。本申请实施例的充电系统可以用于采用供电设备向目标负载供电，所述系统包括：第一输出端221、第二输出端、第一感应电阻Rs1及控制电路。具体而言，所述第一输出端221(也可称为“Vbus”)用于输出供电电压，且可以位于协议芯片210上。本申请实施例的协议芯片210既可以作为供电端(如充电器端)的协议芯片，也可以作为受电端(如手机端)的协议芯片。所述协议芯片210在分别作为供电端和受电端的协议芯片时，不同之处在于保护的控制信号不同。
所述供电电压可以通过ACDC转换电路400提供，所述ACDC转换电路400的结构可以采用现有的ACDC转换电路中的任意一种结构。在一些实施例中，所述ACDC转换电路400可以包括ACDC控制芯片410、开关Q1及变压器420，所述ACDC控制芯片410与所述开关Q1相连并控制所述开关Q1的开合状态，所述开关Q1与所述变压器420相连。所述ACDC控制芯片410上还具有FB端口(Feed back pin)，本申请实施例的FB端口结构可以采用常规的FB端口结构，且与常规的FB端口的作用基本相同，所述ACDC控制芯片410会根据FB端口上的电压大小，控制源边开关的频率和占空比，以达到调整功率和电压输出的要求。所述ACDC转换电路400还具有接地的GND端口。
所述协议芯片210上还可以设置OPTO端口，所述OPTO端口与ACDC转换电路400相连，所述协议芯片210通过所述OPTO端口控制所述ACDC转换电路400，进而控制供电电压的大小。所述协议芯片210还具有GATE端口，与开关300相连，用于发送对开关300的控制命令，所述开关300用于控制供电设备和受电设备之间电路的通断。所述开关300可以为常见的MOSFET开关。当充电过程中遇到突发状况，所述协议芯片210处理并判定需要停止供电时，所述协议芯片210上的GATE端口向所述开关300发送打开命令，则停止供电；若所述协议芯片210判定继续供电时，所述GATE端口向所述开关300发送闭合命令，则继续供电。此外，所述协议芯片210上还可以设置输入端VIN，且所述输入端ViN与所述ACDC转换电路400相连，一方面用于为所述协议芯片210供电，另一方面用于检测输入的供电电压的大小是否符合要求。
所述第一感应电阻Rs1包括第一端和第二端，其中所述第一端连接所述第一输出端221。所述第一感应电阻Rs1用于感应所在电路上电流的存在。在一些实施例中，所述第一感应电阻Rs1可以同所述协议芯片210一起集成在PCB板上。
所述第二输出端用于接收所述供电电压并对目标负载(未示出)充电，且包括第一子输出端222和第二子输出端223，其中所述第一子输出端222连接所述第一感应电阻Rs1的第二端和第一子输出引脚Vbus1，所述第一子输出引脚Vbus1用于连接目标负载，所述第一感应电阻Rs1用于感应所述第一子输出引脚Vbus1所在电路中电流的存在。所述第二子输出端223连接所述第一输出端221和第二子输出引脚Vbus2，所述第二子输出引脚Vbus2也用于连接目标负载，所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2共同为所述目标负载供电。
在本申请实施例中，还使所述第一子输出引脚Vbus1的长度小于所述第二子输出引脚Vbus2的长度。设置长度差的原因是，当拔出传输线的Type C端口时，由于所述第一子输出引脚Vbus1较短，因此其率先失去接触，所以所述第一子输出引脚Vbus1所在电路上的电流为0，此时所述第一感应电阻Rs1便感应不到电流的存在，所述控制电路检测到所述第一感应电阻Rs1两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时(也即此时PD命令的充电电流不为0)，随即向所述目标负载发送停止充电信号并控制供电电压降至安全值，再当所述第二子输出引脚Vbus2失去接触时(也即彻底拔出传输线)，由于此时的供电电压和供电电流已经被降低至安全值，即便无法及时撤走供电电压，也可以大幅度削弱电弧的能量。也就是说，通过使所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2之间存在长度差，为保护机制提供响应的时间。本申请实施例的第一子输出引脚Vbus1和第二子输出引脚Vbus2的结构不仅可以适用于供电端(例如充电器)的Type-C端口中，也可以应用于负载端(例如手机)的Type-C端口中。
所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2之间的长度差既要能够保证触发保护机制并完成响应，还要考虑所述第一子输出引脚Vbus1是否可以与目标负载连接。在一些实施例中，所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2的长度差为所述第二子输出引却Vbus2长度的15％～45％，例如为15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％或是这些端点之间的任意百分比。作为示例，所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2之间的长度差为0.6mm，根据经验典型的拔出速度约为100mm/s，那么将有6ms的时间来触发保护机制并完成响应。
本申请实施例的所述第一子输出引脚Vbus1和所述第二子输出引脚Vbus2可以位于Type C端口(也可称接口)中。所述Type C端口还可以具有其他的功能引脚，例如图2示出的GND引脚、CC1引脚、CC2引脚，其他功能引脚可以根据实际情况进行设置，在此不再展开说明。所述Type C端口中的GND引脚、CC1引脚、CC2引脚可以与目标负载中的相应功能引脚相连。
本申请实施例的控制电路被配置为检测所述第一感应电阻Rs1两端的电压差，并基于所述第一感应电阻Rs1两端的电压差向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电信号，并控制所述供电电压为当时的预设值。所述输入端VIN可以检测所述供电电压是否达到当时的预设值。
具体地，当所述第一感应电阻Rs1两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并控制所述供电电压为第一预设值，且所述第一预设值小于所述供电电压的大小。相应的，将所述控制电路配置为检测到所述第一感应电阻Rs1两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并减小所述供电电压的大小至所述第一预设值。也就是说，当所述控制电路检测到所述第一感应电阻Rs1两端的电压差为0，而此时PD命令的充电电流不为0时，代表着所述第一子输出引脚Vbus1刚拔出，此时所述第二子输出引脚Vbus2还属于连接状态，便触发保护机制，将所述供电电压的大小降低至所述第一预设值，所述第一预设值可以根据实际情况确定。在一些实施例中，所述第一预设值的大小不超过5V，例如可以为PD规定的不大于5V的电压值，如3.3V，1.5V等。由于在未完全拔出时，便降低了供电电压及供电电流，因此大大削弱了完全拔出时产生的电弧能量。
而当所述第一感应电阻Rs1两端的电压差不为0时，代表着未拔出，则无需触发保护机制，继续向所述目标负载发送继续充电信号，并控制所述供电电压为第二预设值，且所述第二预设值与所述供电电压的大小相等，也即保持所述供电电压的大小不变，继续向所述目标负载充电。
在本申请实施例中，所述控制电路可以包括第一检测端224和所述第二检测端225、第一比较模块226及数字控制模块227，所述第一检测端224与所述第一感应电阻Rs1的第一端连接，用于检测所述第一端的电流，所述第二检测端225与所述第一感应电阻Rs1的第二端连接，用于检测所述第二端的电流。所述第一检测端224和所述第二检测端225可以设于所述协议芯片210上。
所述第一比较模块226与所述第一检测端224和第二检测端225连接，用于检测所述第一感应电阻Rs1两端的电压差并输出检测结果。在一些实施例中，所述第一比较模块226可以包括比较器，其中所述比较器的正极(+)连接所述第一检测端224，所述比较器的负极(-)连接所述第二检测端225。所述比较器输出的检测结果为所述电压差为0或者所述电压差不为0。在一些实施例中，当所述检测结果为所述电压差为0时，用高电平表示，所述高电平例如是指电压高于3.2V；当所述检测结果为所述电压差不为0时，用低电平表示，所述低电平例如是指电压低于0.3V。所述高电平和低电平的标准根据实际情况确定。
所述数字控制模块227与所述比较模块226相连，被配置为接收所述检测结果，并基于所述检测结果向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。在一些实施例中，所述数字控制模块227获得检测结果后，先向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号，然后再控制所述供电电压的大小为当时的预设值。所述数字控制模块227的结构可以采用现有的数字控制模块中的任意一种结构，只要能够实现其功能即可。
本申请实施例的控制电路还包括CC端口，例如图2示出的CC1端口和CC2端口，所述CC1端口和CC2端口可以设置在所述协议芯片210上。所述CC1端口和CC2端口与所述数字控制模块227相连，同时还连接Type C端口中的CC1引脚和CC2引脚。所述数字控制模块227可以通过所述CC1端口和CC2端口向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号。
所述控制电路还可以包括电流检测电路，所述电流检测电路被配置为检测所述目标负载的充电状态并将检测结果发送至所述数字控制模块227，所述充电状态为正常充电或停止充电。在一些实施例中，所述电流检测电路包括：第二感应电阻Rs2、第三检测端CS+、第四检测端CS-、第二比较模块229及数字转换模块228。其中所述第二感应电阻Rs2一端连接所述GND引脚，另一端接地。所述第三检测端CS+和第四检测端CS-分别连接所述第二感应电阻Rs2的两端，用于检测所述第二感应电阻Rs2两端的电压差。所述第二比较模块229与所述第三检测端CS+和第四检测端CS-连接，用于检测所述第二感应电阻Rs2两端的电压差并输出模拟信号。所述数字转换模块228连接所述第二比较模块229和所述数字控制模块227，用于将所述模拟信号转换成数字信号并发送至所述数字控制模块227。其中所述数字转换模块228的具体结构不作特殊限定，只要能够起到信号转换的作用即可，所述第二比较模块229可以包括比较器。
当所述第二感应电阻Rs2两端的电压差为0时，所述充电状态为停止充电；当所述第二感应电阻Rs2两端的电压差不为0时，所述充电状态为正常充电。当本申请实施例的充电系统触发了保护机制时，也即向所述目标负载发送停止充电信号，并控制所述供电电压为当时的预设值时，如果检测到第二感应电阻Rs2两端的电压差为0，那么证明目标负载已响应停止充电信号；如果检测到第二感应电阻Rs2两端的电压差不为0，则证明目标负载还未停止充电，那么所述数字控制电路227继续通过CC1端口和CC2端口向目标负载发送停止充电的信号，直至检测到第二感应电阻Rs2两端的电压差为0。
本申请实施例的数字控制模块227还与所述OPTO端口相连，通过所述OPTO端口控制所述ACDC转换电路400，以调节供电电压的大小。具体地，所述数字控制模块227通过所述OPTO端口驱动光耦，进而控制ACDC控制芯片400，以达到设置所述第一输出端221输出的供电电压的目的。所述数字控制模块227还连接GATE端口且通过GATE端口对开关300的开合状态进行控制。
相应的，本申请实施例还提供一种充电设备，所述充电设备包括前述的充电系统。所述充电设备不仅适用于手机等消费类电子产品，也适用于未来的宽展功率段的采用了USB-PD协议的电子产品。
本申请实施例的充电系统和充电设备通过使所述第一子输出引脚Vbus1的长度短于第二子输出引脚Vbus2的长度，并增加了保护机制，当所述比较模块226检测到所述第一感应电阻Rs1两端的电压差为0时，即所述第一子输出引脚Vbus1已拔出，则将检测结果输送至所述数字控制模块227，所述数字控制模块227将供电电压降低至预设的安全电压值，并向目标负载发送停止充电的信号，继续进行拔出操作，使所述第二子输出引脚Vbus2拔出，即便供电电压还未完全撤走，那么产生电弧的能量也被大大减弱，解决了电器在拔出时产生的电弧对于线材的损害，延长了产品的寿命，这在高压、高功率环境中的效果尤为突出。
综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。
应当理解，本实施例使用的术语″和/或″包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作″连接″或″耦接″至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。
类似地，应当理解，当诸如层、区域或衬底之类的元件被称作在另一个元件″上″时，其可以直接在另一个元件上，或者也可以存在中间元件。与之相反，术语″直接地″表示没有中间元件。还应当理解，术语″包含″、″包含着″、″包括″或者″包括着″，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标记符在整个说明书中表示相同的元件。
此外，本申请说明书通过参考理想化的示例性截面图和/或平面图和/或立体图来描述示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的与图示的形状的不同是可预见的。因此，不应当将示例性实施例解释为限于在此所示出的区域的形状，而是应当包括由例如制造所导致的形状中的偏差。例如，被示出为矩形的蚀刻区域通常会具有圆形的或弯曲的特征。因此，在图中示出的区域实质上是示意性的，其形状不是为了示出器件的区域的实际形状也不是为了限制示例性实施例的范围。

Claims (15)

1.一种充电系统，其特征在于，包括：
第一输出端，用于输出供电电压；
第一感应电阻，包括第一端和第二端，且所述第一端连接所述第一输出端；
第二输出端，用于接收所述供电电压并对目标负载充电，且包括：
第一子输出端，连接所述第二端和第一子输出引脚，且所述第一子输出引脚用于连接所述目标负载；
第二子输出端，连接所述第一输出端和第二子输出引脚，且所述第二子输出引脚用于连接所述目标负载，其中所述第一子输出引脚的长度小于所述第二子输出引脚的长度；
控制电路，被配置为检测所述第一感应电阻两端的电压差，并基于所述电压差向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，当所述第一感应电阻两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并控制所述供电电压为第一预设值，且所述第一预设值小于所述供电电压的大小。
3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述控制电路被配置为检测到所述第一感应电阻两端的电压差为0且当前的充电电流不应为0时，向所述目标负载发送停止充电信号，并减小所述供电电压的大小至所述第一预设值。
4.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述第一预设值的大小不超过5V。
5.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，当所述第一感应电阻两端的电压差不为0时，向所述目标负载发送继续充电信号，并控制所述供电电压为第二预设值，且所述第二预设值与所述供电电压的大小相等。
6.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述控制电路包括：
第一检测端和第二检测端，分别连接所述第一感应电阻的第一端和第二端；
第一比较模块，与所述第一检测端和第二检测端连接，用于检测所述第一感应电阻两端的电压差并输出检测结果；
数字控制模块，与所述第一比较模块相连，被配置为接收所述检测结果，并基于所述检测结果向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号，并控制所述供电电压的大小为当时的预设值。
7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述第一比较模块包括比较器，其中所述比较器的正极连接所述第一检测端，所述比较器的负极连接所述第二检测端。
8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述比较器输出的检测结果为所述电压差为0或者所述电压差不为0。
9.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述控制电路还包括CC端口，且所述CC端口与所述数字控制模块相连，所述数字控制模块通过所述CC端口向所述目标负载发送继续充电信号或停止充电的信号。
10.根据权利要求9所述的充电系统，其特征在于，所述控制电路还包括电流检测电路，所述电流检测电路被配置为检测所述目标负载的充电状态并将检测结果发送至所述数字控制模块，所述充电状态为正常充电或停止充电。
11.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括GND引脚，所述GND引脚用于连接所述目标负载；所述电流检测电路包括：
第二感应电阻，一端连接所述GND引脚，另一端接地；
第三检测端和第四检测端，分别连接所述第二感应电阻的两端；
第二比较模块，与所述第三检测端和第四检测端连接，用于检测所述第二感应电阻两端的电压差并输出模拟信号；
数字转换模块，连接所述第二比较模块和所述数字控制模块，用于将所述模拟信号转换成数字信号并发送至所述数字控制模块。
12.根据权利要求11所述的充电系统，其特征在于，当所述第二感应电阻两端的电压差为0时，所述充电状态为停止充电。
13.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括用于提供供电电压的ACDC转换电路；所述控制电路还包括OPTO端口，且所述OPTO端口连接所述ACDC转换电路和所述数字控制模块，所述数字控制模块通过所述OPTO端口控制所述ACDC转换电路，以调节供电电压的大小。
14.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述第一子输出引脚和所述第二子输出引脚的长度差为所述第二子输出引脚长度的15％～45％。
15.一种充电设备，其特征在于，包括权利要求1至14任一项所述的充电系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI838705B (zh) 2022-01-05 2024-04-11 大陸商昂寶電子（上海）有限公司 用於ｕｓｂ介面的控制電路和其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0934594A (ja) * 1995-07-20 1997-02-07 Toshiba Corp 情報処理装置
US6353523B1 (en) * 1999-06-11 2002-03-05 Actil Ltd Hot-swap protection circuitry
US20070271403A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Honeywell International Inc. Method and apparatus for hot swap of line replaceable modules for AC and DC electric power systems
CN112397948A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 北京小米移动软件有限公司 Type-C母座、Type-C插头系统和电子系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0934594A (ja) * 1995-07-20 1997-02-07 Toshiba Corp 情報処理装置
US6353523B1 (en) * 1999-06-11 2002-03-05 Actil Ltd Hot-swap protection circuitry
US20070271403A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Honeywell International Inc. Method and apparatus for hot swap of line replaceable modules for AC and DC electric power systems
CN112397948A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 北京小米移动软件有限公司 Type-C母座、Type-C插头系统和电子系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI838705B (zh) 2022-01-05 2024-04-11 大陸商昂寶電子（上海）有限公司 用於ｕｓｂ介面的控制電路和其控制方法

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