CN114977444B

CN114977444B - 移动电源芯片、检测电路和电子设备

Info

Publication number: CN114977444B
Application number: CN202210914860.0A
Authority: CN
Inventors: 张宇清; 秦训家; 陈伟
Original assignee: Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-01
Filing date: 2022-08-01
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2042-08-01
Also published as: CN115733216A; CN114977444A

Abstract

本申请提供了一种移动电源芯片、检测电路和电子设备，移动电源芯片包括如下结构：逻辑控制模块连接DCDC功率模块、type‑c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块；DCDC功率模块连接第一引脚和电池引脚；type‑c协议模块连接输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块以及第二引脚；输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块均连接第二引脚；DPDM快充协议模块连接第三引脚和第四引脚，第五引脚用于接地。本申请实施例能够合理利用C‑LIGNTNING线材实现双向放电的功能。

Description

移动电源芯片、检测电路和电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种移动电源芯片、检测电路和电子设备。

背景技术

目前，市面上的移动电源方案，lightning母座是一个USB输入口，lightning母座和苹果解密模块形成一套完整的lightning模块，以便给移动电源充电。如果需要实现苹果方案输出，需要单独加一路苹果公头作为输出。

市面上的手机设备越来越多，方案需要集成的USB口也越来越多，目前移动电源方案上type-c能实现双向供电和正反插，lightning母座方案只能实现正反插，实现输入输出功能。无法合理利用资源。故而C-LIGNTNING线材只能给lightning母座当作充电线，无法合理利用C-LIGNTNING线材实现双向放电的功能。

发明内容

本申请实施例提供了一种移动电源芯片、检测电路和电子设备，能够合理利用C-LIGNTNING线材实现双向放电的功能。

第一方面，本申请实施例提供一种移动电源芯片，所述移动电源芯片包括：DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块，其中，所述type-c协议模块包括type-c CC SRC处理模块，其中，所述移动电源芯片包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和电池引脚；所述第二引脚为CC引脚；

所述逻辑控制模块连接所述DCDC功率模块、所述type-c协议模块、所述输出PD快充协议模块、所述输入PD快充协议模块、所述DPDM快充协议模块；

所述DCDC功率模块连接所述第一引脚和所述电池引脚；

所述type-c协议模块连接所述输出PD快充协议模块、所述输入PD快充协议模块以及所述第二引脚；

所述输出PD快充协议模块、所述输入PD快充协议模块均连接所述第二引脚；

所述DPDM快充协议模块连接所述第三引脚和所述第四引脚，所述第五引脚用于接地。

第二方面，本申请实施例提供一种检测电路，所述检测电路包括如第一方面所述的移动电源芯片，所述检测电路还包括：lightning母座和电池，所述移动电源芯片通过所述电池引脚连接所述电池；

所述lightning母座的第一引脚连接所述移动电源芯片的第一引脚；

所述lightning母座的第二引脚连接所述移动电源芯片的第一引脚；

所述lightning母座的第三引脚连接所述移动电源芯片的第二引脚；

所述lightning母座的第四引脚连接所述移动电源芯片的第三引脚；

所述lightning母座的第五引脚连接所述移动电源芯片的第四引脚；

所述lightning母座的第六引脚连接所述移动电源芯片的第六引脚。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括如第一方面所描述的移动电源芯片，或者，如第二方面所述的检测电路。

实施本申请实施例，具备如下有益效果：

可以看出，本申请实施例中所描述的移动电源芯片、检测电路和电子设备，该移动电源芯片包括：DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块，其中，type-c 协议模块包括type-c CC SRC处理模块，其中，移动电源芯片包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和电池引脚；第二引脚为CC引脚；逻辑控制模块连接DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块；DCDC功率模块连接第一引脚和电池引脚；type-c协议模块连接输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块以及第二引脚；输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块均连接第二引脚；DPDM快充协议模块连接第三引脚和第四引脚，第五引脚用于接地，通过以上模块的协调工作，由逻辑控制模块统筹控制管理，切换type-c协议模块DRP属性为UFP或者DFP，能够合理利用C-LIGNTNING线材实现双向放电的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1是本申请实施例提供的一种移动电源芯片的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种DCDC功率模块的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种type-c协议模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为了本技术领域人员更好理解本申请的技术方案，下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的部分实施例，而并非全部的实施例。基于本申请实施例的描述，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是还包括没有列出的步骤或单元，或还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图对本申请实施例进行介绍，附图中相交导线的交叉处有圆点表示导线相接，交叉处无圆点表示导线不相接。

为了更好地理解本申请实施例的方案，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种移动电源芯片的结构示意图，如图所示，所述移动电源芯片包括：DCDC功率模块、type-c协议模块（双角色端口（dual roleport，DRP））、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块，其中，所述type-c协议模块包括type-c CC SRC处理模块，其中，所述移动电源芯片包括第一引脚VBUS、第二引脚CC、第三引脚DP、第四引脚DM、第五引脚GND和电池引脚BAT；所述第二引脚为CC引脚；

所述DCDC功率模块连接所述第一引脚VBUS和所述电池引脚BAT；

所述type-c协议模块连接所述输出PD快充协议模块、所述输入PD快充协议模块以及所述第二引脚CC；

所述输出PD快充协议模块、所述输入PD快充协议模块均连接所述第二引脚CC；

所述DPDM快充协议模块连接所述第三引脚DP和所述第四引脚DM，所述第五引脚GND用于接地。

其中，BAT可以包括BAT+引脚和BAT-引脚。BAT+引脚为电池输入正极；BAT-引脚为电池输入负极；VBUS为移动电源芯片的输入输出功率引脚；CC即CC引脚，用来握手type-c协议和PD协议；DP为DPDM快充协议识别的DP引脚；DM为DPDM快充协议识别DM引脚；GND为移动电源芯片的输入输出功率GND回路引脚。

可选的，如图2所示，所述DCDC功率模块包括：PMOS管、NMOS管和驱动模块，所述驱动模块连接所述PMOS管的栅极和所述NMOS管的栅极；

所述PMOS管的漏极连接所述移动电源芯片的第一引脚和所述PMOS管的源极连接所述移动电源芯片的电池引脚；

所述NMOS管的漏极连接所述PMOS管的源极和所述移动电源芯片的电池引脚，所述NMOS管的源极接地。

其中，驱动模块用于实现升压，和/或，充电器驱动功能，该驱动模块又可以被称之为升压/充电器驱动器（Boost/Charger driver）。

可选的，如图3所示，所述type-c协议模块还包括：第一开关、第二开关、下拉电阻Rd、第一恒流源Ip1、第一比较器、第二比较器和第三比较器；

所述第一开关连接电源和所述第一恒流源Ip1的一端，所述第一恒流源Ip1的另一端连接所述第一比较器、所述第二比较器、所述第三比较器、所述下拉电阻Rd的一端和所述移动电源芯片的第二引脚；所述下拉电阻Rd的另一端连接所述第二开关；

所述type-c CC SRC处理模块包括第三开关和第二恒流源，所述第三开关的一端连接电源，所述第三开关的另一端连接所述第二恒流源的一端，所述第二恒流源的另一端连接所述第一恒流源和所述移动电源芯片的第二引脚。

其中，第一开关用于控制第一恒流源Ip1，第二开关用于控制下拉电阻Rd，第三开关用于控制第二恒流源Ip2。第一比较器对应参考电压VREF1，第二比较器对应参考电压VREF2，第三比较器对应参考电压VREF3，通过三个比较器可以实现相应的标准type-c协议选择。

可选的，所述type-c协议模块用于实现标准type-c协议；由所述逻辑控制模块对所述type-c协议模块进行控制使能产生第一使能信号；

所述输出PD快充协议模块用于实现输出PD协议的申请，由所述逻辑控制模块对所述输出PD快充协议模块进行控制使能产生第二使能信号；

所述输入PD快充协议模块用于实现输入PD协议的申请，由所述逻辑控制模块对所述输入PD快充协议模块进行控制使能产生第三使能信号；

所述DPDM快充协议模块用于实现DPDM协议的申请和握手，由所述逻辑控制模块对所述DPDM快充协议模块进行控制使能产生第四使能信号；

所述type-c CC SRC处理模块，用于当CC作为下行端口（downstream facingport，DFP）时，提高上拉电平，实现2个IP的电流源工作，由所述逻辑控制模块对所述type-cCC SRC处理模块进行控制使能产生第五使能信号；

所述DCDC功率模块用于实现功率输入输出，由所述逻辑控制模块对所述DCDC功率模块进行控制使能产生第六使能信号。

本申请实施例中，移动电源芯片中，涉及部分的有：6个使能信号、DCDC功率模块、type-c CC SRC处理模块、type-c协议模块（双角色端口（dual role part)，DRP））、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块。其中：

其中，6个使能信号：由逻辑控制模块进行逻辑判断和状态跳转。由逻辑控制模块进行控制使能。DCDC功率模块：功率输入输出模块，由逻辑控制模块进行控制使能EN6。type-c CC SRC处理模块：当CC作为DFP时，由于线材上有5.1K，并且被充电设备上也有5.1K。故需要此模块提高上拉电平，实现2个Ip（Ip1+Ip2）的电流源工作。由逻辑控制模块进行控制使能EN5。type-c协议模块（DRP）：标准type-c协议。由逻辑控制模块进行控制使能EN1。输出PD快充协议模块：输出PD协议的申请。由逻辑控制模块进行控制使能EN2。输入PD快充协议模块：输入PD协议的申请。由逻辑控制模块进行控制使能EN3。DPDM快充协议模块：DPDM协议的申请和握手。例如QC/AFC/FCP等充电协议。由逻辑控制模块进行控制使能EN4。

其中，逻辑控制模块：主控中心，负责统筹芯片各个模块的协调工作。

可以看出，本申请实施例中所描述的移动电源芯片，该移动电源芯片包括：DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块，其中，type-c 协议模块包括type-c CC SRC处理模块，其中，移动电源芯片包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和电池引脚；第二引脚为CC引脚；逻辑控制模块连接DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块；DCDC功率模块连接第一引脚和电池引脚；type-c协议模块连接输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块以及第二引脚；输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块均连接第二引脚；DPDM快充协议模块连接第三引脚和第四引脚，第五引脚用于接地，通过以上模块的协调工作，由逻辑控制模块统筹控制管理，切换type-c协议模块DRP属性为UFP或者DFP，能够合理利用C-LIGNTNING线材实现双向放电的功能。

可选的，如图4所示，图4提供一种检测电路，所述检测电路包括上述所述的移动电源芯片，所述检测电路还包括：lightning母座和电池，所述移动电源芯片通过所述电池引脚连接所述电池；

所述lightning母座的第一引脚V+连接所述移动电源芯片的第一引脚；

所述lightning母座的第二引脚DATA连接所述移动电源芯片的第一引脚；

所述lightning母座的第三引脚CC连接所述移动电源芯片的第二引脚；

所述lightning母座的第四引脚DP连接所述移动电源芯片的第三引脚；

所述lightning母座的第五引脚DM连接所述移动电源芯片的第四引脚；

所述lightning母座的第六引脚V-连接所述移动电源芯片的第六引脚。

本申请实施例中，检测电路的整体架构包括lightning母座、移动电源芯片、电池等三大部分。

其中，lightning母座的6个引脚功能，分别如下：V+为母座的输入输出正极功率引脚；V-：母座的输入输出负极功率引脚；CC为CC引脚，和移动电源芯片握手type-c协议和PD协议；DP为DPDM快充协议识别DP引脚；DM为DPDM快充协议识别DM引脚。

可选的，当开机后，在所述type-c协议模块识别到是DFP模式时，所述逻辑控制模块判断所述lightning母座为输出模式，开启所述type-c CC SRC处理模块进行对CC上拉进行提高上拉能力，以保证被充电设备能正常识别CC；

开启所述输出PD快充协议模块，和/或，所述DPDM快充协议模块；

开启所述DCDC功率模块以便提供协议要求的对应输出DCDC电压。

具体实现中，CC在待机的时候为DRP模式，当开机后，type-c协议模块识别到是DFP模式时，逻辑控制模块判断为lightning母座为输出（CC SRC）模式，于是开启type-c CCSRC处理模块进行对CC上拉进行提高上拉能力，以便兼容线材5.1K和被充电设备的5.1K的并联状态，保证被充电设备能正常识别CC；开启输出PD快充协议模块/DPDM快充协议模块；开启DCDC模块以便提供协议要求的对应输出DCDC电压。

其中，上述5.1K的下拉电阻是指type-c标准协议中，USB tyep-c型CC线上的Rd电阻，用于指示端口是Sink。线材上的5.1K电阻和被充电设备5.1K电阻，均是该协议上的Rd电阻。

本申请实施例中，需要把C-LIGNTNING线缆当作一个双向输出线来用。但是因为线材本身就是有一个Rd下拉电阻，因为-LIGNTNING线缆作为双向输出了，那么当连接时，被充电设备端也有一个下拉电阻，那就变成了2个下拉电阻并联，总电阻变小，所以需要把上拉电流源增大为1倍，也就是"type-c CC SRC处理模块"的作用（即通过type-c CC SRC处理模块把Ip增大1倍，为2*Ip），保证连接的电平保持正常的type-c握手连接电平。

可选的，当开机后，在所述type-c协议模块识别到是上行端口（upstream facingport，UFP）UFP模式时，所述逻辑控制模块判断为lightning母座为输入模式，开启所述输入PD快充协议模块，和/或，所述DPDM快充协议模块；

开启所述DCDC功率模块以便申请协议要求的对应输入电压，供DCDC降压后给电池充电；

其中，所述lightning母座识别为输入模式时，芯片的逻辑控制模块可以根据需求进行Try.SRC动作，优先lightning母座为输出模式。

可选的，所述检测电路还包括：解密模块，所述lightning母座的第二引脚通过所述解密模块连接所述移动电源芯片的第一引脚。

具体实现中，CC在待机的时候为DRP模式，当开机后，type-c协议模块识别到是UFP模式时，逻辑控制模块判断为lightning母座为输入模式，于是开启输入PD快充协议模块/DPDM快充协议模块；开启DCDC功率模块以便申请协议要求的对应输入电压，供DCDC功率模块降压后给电池充电。其中，lightning母座识别为输入模式时，芯片的逻辑控制模块可以根据需求进行Try.SRC动作，优先lightning母座为输出模式。

本申请实施例中，在lightning母座方案上可以实现输入输出功能，并且可以实现PD快充协议以及QC快充协议以及自动开机检测功能。结合C-LIGNTNING线材或者其他lightning公头线材可以实现双向充电。释放苹果公头的资源。

本申请实施例中，通过在CC开启DRP模式，检测上下拉状态来识别对应的设备是放电设备还是被充电设备。当检测到对方为放电设备时，lightning母座可以实现充电功能，移动电源方案中还可以通过在CC上实现Try.SRC功能，来实现尝试优先放电功能；当检测到对方为被充电设备时，lightning母座可以实现对外放电功能。

本申请实施例中，解决了旧多口方案中无法合理利用lightning母座方案作为输出路径资源，导致lightning母座方案无法重复使用问题。新方案实现兼容各种形态的多USB端口产品，同时保留了快充协议。

本申请实施例中，提出了一种lightning母座方案用作输入输出并且实现PD协议和自动开机检测的方法，解决了多口方案中资源紧张问题，实现兼容各种形态的多USB端口产品。

本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上述所述的移动电源芯片，或者，如上述所述的检测电路。

可选的，所述电子设备包括以下任一种：充电转接头、电脑扩展坞、集线器、数据线。

本申请实施例中所描述的电子设备，可以适用于充电转接头、电脑扩展坞、集线器、数据线等方案。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种移动电源芯片，其特征在于，所述移动电源芯片包括：DCDC功率模块、type-c协议模块、输出PD快充协议模块、输入PD快充协议模块、DPDM快充协议模块、逻辑控制模块，其中，所述type-c 协议模块包括type-c CC SRC处理模块，其中，所述移动电源芯片包括第一引脚VBUS、第二引脚CC、第三引脚DP、第四引脚DM、第五引脚GND和电池引脚BAT；所述第二引脚CC为CC引脚；

所述DCDC功率模块连接所述第一引脚VBUS和所述电池引脚BAT；

2.根据权利要求1所述的移动电源芯片，其特征在于，所述DCDC功率模块包括：PMOS管、NMOS管和驱动模块，所述驱动模块连接所述PMOS管的栅极和所述NMOS管的栅极；

所述PMOS管的漏极连接所述移动电源芯片的第一引脚VBUS和所述PMOS管的源极连接所述移动电源芯片的电池引脚BAT；

所述NMOS管的漏极连接所述PMOS管的源极和所述移动电源芯片的电池引脚BAT，所述NMOS管的源极接地。

3.根据权利要求1所述的移动电源芯片，其特征在于，所述type-c协议模块还包括：第一开关、第二开关、下拉电阻、第一恒流源Ip1、第一比较器、第二比较器和第三比较器；

所述第一开关连接电源和所述第一恒流源Ip1的一端，所述第一恒流源Ip1的另一端连接所述第一比较器、所述第二比较器、所述第三比较器、所述下拉电阻的一端和所述移动电源芯片的第二引脚CC；所述下拉电阻的另一端连接所述第二开关；

所述type-c CC SRC处理模块包括第三开关和第二恒流源Ip2，所述第三开关的一端连接电源，所述第三开关的另一端连接所述第二恒流源Ip2的一端，所述第二恒流源Ip2的另一端连接所述第一恒流源Ip1和所述移动电源芯片的第二引脚CC。

4.根据权利要求3所述的移动电源芯片，其特征在于，所述type-c协议模块用于实现标准type-c协议；由所述逻辑控制模块对所述type-c协议模块进行控制使能产生第一使能信号；

所述type-c CC SRC处理模块，用于当CC作为DFP时，提高上拉电平，实现2个Ip的恒流源工作，由所述逻辑控制模块对所述type-c CC SRC处理模块进行控制使能产生第五使能信号，具体为：当CC作为DFP时，由于线材上有阻值5.1K，并且被充电设备上也有阻值5.1K，所述type-c CC SRC处理模块提高上拉电平，实现2个Ip的恒流源工作；

5.一种检测电路，其特征在于，所述检测电路包括如权利要求1-4任一项所述的移动电源芯片，所述检测电路还包括：lightning母座和电池，所述移动电源芯片通过所述电池引脚BAT连接所述电池；

所述lightning母座的第一引脚V+连接所述移动电源芯片的第一引脚VBUS；

所述lightning母座的第二引脚DATA连接所述移动电源芯片的第一引脚VBUS；

所述lightning母座的第三引脚CC连接所述移动电源芯片的第二引脚CC；

所述lightning母座的第四引脚DP连接所述移动电源芯片的第三引脚DP；

所述lightning母座的第五引脚DM连接所述移动电源芯片的第四引脚DM；

所述lightning母座的第六引脚V-连接所述移动电源芯片的第五引脚GND。

6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，当开机后，在所述type-c协议模块识别到是DFP模式时，所述逻辑控制模块判断所述lightning母座为输出模式，开启所述type-c CC SRC处理模块进行对CC上拉进行提高上拉能力，以保证被充电设备能正常识别CC；

7.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，当开机后，在所述type-c协议模块识别到是UFP模式时，所述逻辑控制模块判断所述lightning母座为输入模式，开启所述输入PD快充协议模块，和/或，所述DPDM快充协议模块；

8.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：解密模块，所述lightning母座的第二引脚通过所述解密模块连接所述移动电源芯片的第一引脚。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-4任一项所述的移动电源芯片，或者，如权利要求5-8任一项所述的检测电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括以下任一种：充电转接头、电脑扩展坞、集线器、数据线。