CN115986892A - 多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置，多口检测及充放电控制电路包括：至少两个充放电支路模块、升降压电路模块、电源模块以及集成控制芯片，其中，集成控制芯片用于识别任一充放电支路模块是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。本发明通过一个升降压电路模块和集成控制芯片对至少两个充放电支路模块进行充放电控制，能够实现多口同时充电或放电、或者边充边放的功能，简化了设计、减少了芯片数量，并降低了成本。

Description

多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置。

背景技术

目前智能设备的应用越来越普及，智能设备的功能也越来越强大，但是伴随而来的问题则是智能设备电池消耗的越来越快，为了解决这种问题，智能快充产品现在也越来越普及。在智能快充产品给智能设备快速充电的同时，不同的快充标准相继提出，其中TypeC及PD快充协议是其中最流行的标准之一，同时需要多个TypeC口充放电的设备也越来越多。

如附图1所示，现有技术中对多个TypeC口的电路设计一般需要为每个TypeC设置专门的开关模块、协议芯片和升降压电路模块，其中每个升降压电路需要设置专门的驱动芯片，此外还需要一个MCU对多个TypeC的驱动控制进行管理，这种方案的成本较高、设计复杂、不利于普通消费者追求性价比的观念。

发明内容

本发明一个或多个实施例描述了一种多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置，以解决现有技术中实现多口同时充电放电功能的方案成本太高，设计复杂等问题。

根据第一方面，提供了一种多口检测及充放电控制电路，包括：至少两个充放电支路模块、升降压电路模块、电源模块以及集成控制芯片，

各个充放电支路模块的第一端并联后与所述升降压电路模块的第一端连接，所述升降压电路模块的第二端与所述电源模块连接；

所述集成控制芯片分别与所述升降压电路模块的控制端和每个所述充放电支路模块的控制端连接，用于识别任一充放电支路模块是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与所述外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。

进一步地，所述充放电支路模块包括：TypeC接口、开关模块和切换电路，所述TypeC接口与所述开关模块串联后连接于所述升降压电路模块的第一端，

进一步地，所述切换电路的第一端与所述TypeC接口连接，所述切换电路的第二端作为所述充放电支路模块的第一控制端与所述集成控制芯片连接，所述集成控制芯片通过所述切换电路判断所述TypeC接口是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；

所述开关模块的控制端作为所述充放电支路模块的第二控制端与所述集成控制芯片连接，用于在所述TypeC接口连接上外部设备后受集成控制芯片的控制而导通。

进一步地，所述切换电路包括第一Switch开关、第二Switch开关和第三Switch开关，

所述第一Switch开关的第一端与所述TypeC接口的CC1端子连接，所述第一Switch开关的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路；

所述第二Switch开关的第一端为三通道端子分别连接TypeC接口的CC1端子、CC2端子和处于悬空状态，所述第二Switch开关的第二端与集成控制芯片连接；

所述第三Switch开关的第一端与所述TypeC接口的CC2端子连接，所述第三Switch开关的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路。

进一步地，所述集成控制芯片包括驱动模块、路径管理模块和充电协议模块；

所述充电协议模块与所述切换电路的第一控制端连接，用于识别所述充放电支路模块是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；

所述路径管理模块与所述充放电支路模块的第二控制端连接，用于控制连接有外部设备的充放电支路模块导通；

所述驱动模块与所述升降压电路模块的控制端连接，用于控制所述升降压电路模快根据所述外部设备的冲放电协议完成与所述外部设备的电压电流适配。

第二方面，提供了一种应用上述多口检测及充放电控制电路的控制方法，所述方法包括：

实时检测是否有外部设备连接到任一充放电支路模块中，

当检测到充放电支路模块有外部设备连接时，获取所述外部设备的充放电协议并与所述外部设备实现充电协议握手；

根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。

进一步地，所述根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换包括：

当连接的外部设备为DFP时，控制所述TypeC接口的CC1端子连接和CC2端子均连接至UFP下拉支路，或，

当连接的外部设备为UFP时，控制所述TypeC接口的CC1端子连接和CC2端子均连接至DFP上拉支路，或，

当连接的外部设备为DFP时，通过协商控制所述TypeC接口的CC1端子连接和CC2端子连接至UFP下拉支路或DFP上拉支路。

进一步地，所述根据所述充电协议握手的信息控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配包括：

当连接的外部设备为DFP时，控制所述升降压电路模块将外部设备的供电电压转化为电源模块的充电电压，实现电源模块的充电；

当连接的外部设备为UFP时，控制所述升降压电路模块将电源模块的输出电压转化为与所述外部设备的充电需求想适配的电压幅值以为所述外部设备充电。

第三方面，提供了一种快充装置，所述快充装置包括上述各实施例所述的多口检测及充放电控制电路。

本发明实施例提供的多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置，包括：至少两个充放电支路模块、升降压电路模块、电源模块以及集成控制芯片，其中，各个充放电支路模块的第一端并联后与所述升降压电路模块的第一端连接，所述升降压电路模块的第二端与所述电源模块连接；所述集成控制芯片分别与所述升降压电路模块的控制端和每个所述充放电支路模块的控制端连接，用于识别任一充放电支路模块是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与所述外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。

本发明通过一个升降压电路模块和集成控制芯片对至少两个充放电支路模块的进行充放电控制，能够实现多口同时充电或放电、或者边充边放的功能，简化了设计、减少了芯片数量，并降低了成本。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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，下面描述中的附图是本说明书的一些实施例，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是现有技术中多口检测及充放电控制电路的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中多口检测及充放电控制电路的结构示意图；

图3是本发明另一个实施例中多口检测及充放电控制电路的结构示意图；

图4是本发明实施例中切换电路的结构示意图；

图5是本发明一个实施例中多口检测及充放电控制电路的控制方法的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图2为本发明实施例提供的多口检测及充放电控制电路的结构示意图，参照图2，本发明实施例提供的一种多口检测及充放电控制电路包括：至少两个充放电支路模块20、升降压电路模块30、电源模块以及集成控制芯片10，其中，各个充放电支路模块20的第一端并联后与所述升降压电路模块30的第一端连接，所述升降压电路模块30的第二端与所述电源模块连接；所述集成控制芯片10分别与所述升降压电路模块30的控制端和每个所述充放电支路模块20的控制端连接，用于识别任一充放电支路模块20是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与所述外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块20完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块30完成与所述外部设备的电压电流适配。

本发明实施例利用集成控制芯片10实现对多路充放电支路模块20的控制，并且仅需要一个升降压电路模块30便能满足多个充放电支路模块20连接的外部设备的电压电流需求。其中，本发明实施例的充放电类型包括DPF、UPF或DFP等类型，集成控制芯片10在判定外部设备的充放电类型之后，通过与外部设备实现充电协议握手，当外部设备为UFP时，判断外部设备的电压电流需求，控制升降压电路模块30实现将电源模块的输出电压变压至外部设备的充电电压和充电电流。当外部设备为UPF是，根据外部设备的电压，控制升降压电路模块30通过变压实现对电池模块40的充电，当外部设备为DFP时根据协商实现外部设备与电池模块40的电压电流适配。

进一步地，图3为本发明实施例提供的多口检测及充放电控制电路的结构示意图，参照图3，本发明实施例的充放电支路模块20具体包括：TypeC接口201、开关模块203和切换电路202，所述TypeC接口201与所述开关模块203串联后连接于所述升降压电路模块30的第一端，所述切换电路202的第一端与所述TypeC接口201连接，所述切换电路202的第二端作为所述充放电支路模块20的第一控制端与所述集成控制芯片10连接，所述集成控制芯片10通过所述切换电路202判断所述TypeC接口201是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；所述开关模块203的控制端作为所述充放电支路模块20的第二控制端与所述集成控制芯片10连接，用于在所述TypeC接口201连接上外部设备后受集成控制芯片10的控制而导通。

其中，通过TypeC接口201是否连接有外部设备，并根据外部设备传输的信号判断所述外部设备的充放电协议为本领域的现有技术，对比本发明实施例不再赘述。

进一步地，本发明实施例的集成控制芯片10具体包括：驱动模块101、路径管理模块102和充电协议模块103；所述充电协议模块103与所述切换电路202的第一控制端连接，用于识别所述充放电支路模块20是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；所述路径管理模块102与所述充放电支路模块20的第二控制端连接，用于控制连接有外部设备的充放电支路模块20导通；所述驱动模块101与所述升降压电路模块30的控制端连接，用于控制所述升降压电路模块30根据所述外部设备的冲放电协议完成与所述外部设备的电压电流适配。

本发明实施例的集成控制芯片10，通过将驱动模块101、路径管理模块102和充电协议模块103集成到一起，实现了利用单个控制芯片对多个充放电支路模块20的控制。其中，通过路径管理模块102选择不同或者同时选择多个充放电支路模块20的导通，一实现对多个充电设备的同时充电，或者实现边充边放功能。具体的，路径管理模块102根据连接的外部设备的需要，选择相应的充放电支路模块20导通，或同时选择多个充放电支路模块20导论，或按时间顺序依次选择各个充放电支路20导通，对此本发明不造具体限定。

进一步地，图4是本发明实施例中切换电路202的结构示意图。参照图4，本发明实施例的切换电路202包括第一Switch开关Switch1、第二Switch开关Switch2和第三Switch开关Switch3，所述第一Switch开关Switch1的第一端与所述TypeC接口201的CC1端子连接，所述第一Switch开关Switch1的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路；所述第二Switch开关Switch2的第一端为三通道端子分别连接TypeC接口201的CC1端子、CC2端子和处于悬空状态，所述第二Switch开关Switch2的第二端与集成控制芯片10连接；所述第三Switch开关Switch3的第一端与所述TypeC接口201的CC2端子连接，所述第三Switch开关Switch3的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路。

具体地，本发明实施例的切换电路202实现了利用一个集成控制芯片10对多个充放电支路模块20的驱动控制，通过第二Switch开关Switch2建立外部设备与集成控制芯片10的CC接口端(附图中用ICCC1表示)的通信连接，以实现对外部设备的充电协议握手，本发明实施例的集成控制芯片10支持PD协议、QC协议等，通过充电协议握手获取Souce，Sink的电压和电流能力，控制升降压电路输出不同的电压输，比如5V、9V、12V、20V、28V、48V等,实现快充协议的高压输出，以及控制电流的大小。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种应用上述实施例的多口检测及充放电控制电路的控制方法，参照图5，本发明实施例的多口检测及充放电控制电路的控制方法包括如下步骤：

S1、实时检测是否有外部设备连接到任一充放电支路模块20中，

S2、当检测到充放电支路模块20有外部设备连接时，获取所述外部设备的充放电协议并与所述外部设备实现充电协议握手；

S3、根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块20完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块30完成与所述外部设备的电压电流适配。

进一步地，本发明实施例的根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块20完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换包括：当连接的外部设备为DFP时，控制所述TypeC接口201的CC1端子连接和CC2端子均连接至UFP下拉支路，或，当连接的外部设备为UFP时，控制所述TypeC接口201的CC1端子连接和CC2端子均连接至DFP上拉支路，或，当连接的外部设备为DFP时，通过协商控制所述TypeC接口201的CC1端子连接和CC2端子连接至UFP下拉支路或DFP上拉支路。其中，需要说明的是DFP上拉支路具体为通过上拉电阻连接至高电平以形成source，UFP支路具体为通过下拉电阻接地形成sink。

再进一步地，本发明实施例的根据所述充电协议握手的信息控制所述升降压电路模块30完成与所述外部设备的电压电流适配包括：当连接的外部设备为DFP时，控制所述升降压电路模块30将外部设备的供电电压转化为电源模块的充电电压，实现电源模块的充电；当连接的外部设备为UFP时，控制所述升降压电路模块30将电源模块的输出电压转化为与所述外部设备的充电需求想适配的电压幅值以为所述外部设备充电。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种快充装置，所述快充装置包括上述实施例中的多口检测及充放电控制电路，并根据上述实施例的多口检测及充放电控制电路的控制方法实现多个充放电支路模块20的充放电控制。

本说明书实施例提供的多口检测及充放电控制电路、控制方法及快充装置，包括：至少两个充放电支路模块20、升降压电路模块30、电源模块以及集成控制芯片10，其中，所述至少两个充放电支路模块20的第一端并联后与所述升降压电路模块30的第一端连接，所述升降压电路模块30的第二端与所述电源模块连接；所述集成控制芯片10分别与所述升降压电路模块30的控制端和每个所述充放电支路模块20的控制端连接，用于识别任一充放电支路模块20是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与所述外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块20完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块30完成与所述外部设备的电压电流适配。本发明通过一个升降压电路模块30和集成控制芯片10对至少两个充放电支路模块20的进行充放电控制，能够实现多口同时充电或放电、或者边充边放的功能，简化了设计、减少了芯片数量，并降低了成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、挂件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多口检测及充放电控制电路，其特征在于，包括：至少两个充放电支路模块、升降压电路模块、电源模块以及集成控制芯片，其中，

各个充放电支路模块的第一端并联后与所述升降压电路模块的第一端连接，所述升降压电路模块的第二端与所述电源模块连接；

所述集成控制芯片分别与所述升降压电路模块的控制端和每个所述充放电支路模块的控制端连接，用于识别任一充放电支路模块是否有外部设备连接，当检测到有外部设备连接时与所述外部设备实现充电协议握手，并根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。

2.根据权利要求1所述的多口检测及充放电控制电路，其特征在于，所述充放电支路模块包括：Type C接口、开关模块和切换电路，所述Type C接口与所述开关模块串联后连接于所述升降压电路模块的第一端，

所述切换电路的第一端与所述Type C接口连接，所述切换电路的第二端作为所述充放电支路模块的第一控制端与所述集成控制芯片连接，所述集成控制芯片通过所述切换电路判断所述Type C接口是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；

所述开关模块的控制端作为所述充放电支路模块的第二控制端与所述集成控制芯片连接，用于在所述Type C接口连接上外部设备后受集成控制芯片的控制而导通。

3.根据权利要求2所述的多口检测及充放电控制电路，其特征在于，所述切换电路包括第一Switch开关、第二Switch开关和第三Switch开关，

所述第一Switch开关的第一端与所述Type C接口的CC1端子连接，所述第一Switch开关的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路；

所述第二Switch开关的第一端为三通道端子分别连接Type C接口的CC1端子、CC2端子和处于悬空状态，所述第二Switch开关的第二端与集成控制芯片连接；

所述第三Switch开关的第一端与所述Type C接口的CC2端子连接，所述第三Switch开关的第二端为两通道端子，分别连接DFP上拉支路和UFP下拉支路。

4.根据权利要求2或3所述的多口检测及充放电控制电路，其特征在于，所述集成控制芯片包括驱动模块、路径管理模块和充电协议模块；

所述充电协议模块与所述切换电路的第一控制端连接，用于识别所述充放电支路模块是否有外部设备连接，并根据外部设备传输的信号实现与外部设备的充电协议握手；

所述路径管理模块与所述充放电支路模块的第二控制端连接，用于控制连接有外部设备的充放电支路模块导通；

所述驱动模块与所述升降压电路模块的控制端连接，用于控制所述升降压电路模快根据所述外部设备的冲放电协议完成与所述外部设备的电压电流适配。

5.一种应用如权利要求1-4任一项所述的多口检测及充放电控制电路的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

实时检测是否有外部设备连接到任一充放电支路模块中，

当检测到充放电支路模块有外部设备连接时，获取所述外部设备的充放电协议并与所述外部设备实现充电协议握手；

根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换，和控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配。

6.根据权利要求5所述的多口检测及充放电控制电路的控制方法，其特征在于，所述根据充电协议握手的信息控制所述充放电支路模块完成与所述外部设备的充放电类型相对应的类型转换包括：

当连接的外部设备为DFP时，控制所述Type C接口的CC1端子连接和CC2端子均连接至UFP下拉支路，或，

当连接的外部设备为UFP时，控制所述Type C接口的CC1端子连接和CC2端子均连接至DFP上拉支路，或，

当连接的外部设备为DFP时，通过协商控制所述Type C接口的CC1端子连接和CC2端子连接至UFP下拉支路或DFP上拉支路。

7.根据权利要求5所述的多口检测及充放电控制电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述充电协议握手的信息控制所述升降压电路模块完成与所述外部设备的电压电流适配包括：

当连接的外部设备为DFP时，控制所述升降压电路模块将外部设备的供电电压转化为电源模块的充电电压，实现电源模块的充电；

当连接的外部设备为UFP时，控制所述升降压电路模块将电源模块的输出电压转化为与所述外部设备的充电需求想适配的电压幅值以为所述外部设备充电。

8.一种快充装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的多口检测及充放电控制电路。

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