CN203813501U - 充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种充电器。所述充电器包括：通信控制器、控制开关及通用串行总线USB接口，其中，所述控制开关设置在所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口之间；所述通信控制器与所述控制开关连接；所述通信控制器分别与所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口连接。本实用新型通过在充电器中增设通信控制器和所述控制开关，实现了充电器与外部设备之间的数据通信，避免了现有技术中模拟信号通信存在的缺陷，进而降低了误触发的可能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电器设备，特别是涉及一种充电器。
背景技术
随着充电器技术的不断发展，充电器的输出功率可根据用户需求进行切换，以加快或减慢充电速度。现有充电器输出功率切换技术，大多都是通过USB数据传输端提供的模拟信号（即电压信号），发送给充电器，充电器根据该模拟信号将当前输出功率切换为所述模拟信号对应的输出功率。
模拟信号主要缺点在于：抗干扰能力差，模拟信号在沿线路传输过程中容易受到外界和/或内部的各种噪声干扰。现有技术中，充电器根据接收到的模拟信号进行切换，容易出现误触发的情况，即用户本不想切换输出功率的，因为噪声干扰误切换了输出功率的情况。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种新型结构的充电器，所要解决的技术问题是降低误触发的可能性。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的充电器，其包括：通信控制器、控制开关及通用串行总线USB接口，其中，
所述控制开关设置在所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口之间；
所述通信控制器与所述控制开关连接；
所述通信控制器分别与所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口连接。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的充电器，还包括：第一复位控制器，其中，所述第一复位控制器分别与所述控制开关及所述USB接口的第二信号端口连接。
优选的，前述地充电器，其中，所述第一复位控制器与所述通信控制器为同一控制器。
优选的，前述的充电器，还包括：交/直流管理器，其中，所述交/直流管理器与所述通信控制器连接。
优选的，前述的充电器，还包括：输出保护器，其中，所述输出保护器分别与所述通信控制器和所述交/直流管理器连接。
优选的，前述地充电器，还包括：第二复位控制器，其中，所述第二复位控制器分别与所述交/直流管理器、所述输出保护器及所述USB接口的第二信号端口连接。
优选的，前述地充电器，其中，所述第二复位控制器与所述通信控制器为同一控制器。
借由上述技术方案，本实用新型支撑座至少具有下列优点：
本实用新型通过在充电器中增设通信控制器和所述控制开关，所述控制开关可在所述通信控制器的控制下断开所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口的短路连接，进而实现所述通信控制器与外部设备之间的数据通信，从而所述通信控制器可根据所述外部设备发送的数字信号，生成相应的控制指令以控制相关部件进行相应的功能切换。由此可知，本实用新型提供的所述充电器，实现了充电器与外部设备之间的数据通信，避免了现有技术中模拟信号通信存在的缺陷，进而降低了误触发的可能性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的充电器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的充电器增设第一复位控制器的结构示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的充电器的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的支撑座其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本实用新型实施例一提供的充电器的结构示意图。如图1所示，本实施例一所述的充电器包括：通信控制器10、控制开关20及通用串行总线USB接口30。其中，所述控制开关20设置在所述USB接口30的第一信号端口D+和第二信号端口D-之间。所述通信控制器10与所述控制开关20连接。所述通信控制器10分别与所述USB接口30的第一信号端口D+和第二信号端口D-连接。
本实施例一提供的所述充电器的工作原理如下：
充电器接入电源（如充电器的插头插入插座中），外部设备通过USB数据线接入所述充电器。所述外部设备与所述充电器中的通信控制器的通信方式可初始化为设定通信方式，如可初始化为通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART）通信方式。其中，所述外部设备与所述充电器的通信方式初始化过程可参见现有技术，此处不再作详细说明。所述充电器实现充电输出功率切换的工作过程如下，包括：
首先，所述外部设备基于所述设定通信方式，向所述充电器的通信控制器发送切换指示信息。
其中，所述切换指示信息可以是用于切换输出功率的指示信息，或者是用于开关充电器的指示信息，或者是其他智能切换或操作的指示信息。具体地，所述外部设备可以是手机、平板电脑等设备。
然后，所述通信控制器判断所述切换指示信息是否正确，若正确，向与所述通信控制器连接的其他功能部件发送所述切换指示信息对应的控制指令，以使所述其他功能部件根据所述控制指令切换为相应的工作模式，同时向所述外部设备返回确认信息。
其中，在实际应用中，所述通信控制器可通过判断所述切换指示信息是否与预设的切换指示信息相同来判断所述切换指示信息是否正确。例如，所述切换指示信息为“11”，预设的切换指示信息为“12”，则所述通信控制器可判断出所述切换指示信息不正确；若所述切换指示信息为“12”，则判断其正确。若本实施例所述充电器的智能控制仅限于充电输出功率的切换，则上述与所述通信控制器连接的其他功能部件，可以是能切换相应输出功率工作模式的交/直流管理器和对应不同输出功率工作模式用于保护充电电流和/或电压不超过额定值的输出保护器。
这里需要补充的是：现有充电器在给外部设备充电时，充电器的USB接口中的第一信号端口D+和第二信号端口D-是短路连接状态，此时，若用户通过设备上的切换功能开关或切换软件切换充电器的充电输出功率时，充电器中的用于控制输出功率切换的控制器可通过USB接口接收到该设备发送的切换信号，该切换信号通常为模拟信号，如电压信号。但由于所述USB接口中的第一信号端口D+和第二信号端口D-是短路连接状态，所述充电器中用于控制输出功率切换的控制器是无法通过所述USB接口向所述设备发送信号的。本实施例在充电器中增设了所述通信控制器和控制开关，所述通信控制器在接收到外部设备发送的切换指示信息时，会向所述控制开关发送相应的控制指令，以使所述控制开关根据所述控制指令切断所述USB接口中的第一信号端口D+和第二信号端口D-的短路连接。所述USB接口中的第一信号端口D+和第二信号端口D-的短路连接断开后，所述通信控制器即可与所述外部设备进行数据通信，这样所述充电器即可根据与所述外部设备的通信信息，实现相应的智能切换或其他智能操作。由此可知，本实施例提供的充电器通过所述通信控制器和控制开关可建立充电器和外部设备的通信平台，通过这个通信平台可实现功率切换，也可以是其它的需要充电器与外部设备之间交互通信去实现的功能，比如通过通信平台实现充电输出功率切换或开关充电器。
本实施例提供的所述充电器，实现了充电器与外部设备之间的数据通信，避免了现有技术中模拟信号通信存在的缺陷，进而降低了误触发的可能性。
进一步地，如图2所示，上述实施例一所述的充电器还包括：第一复位控制器40。其中，所述第一复位控制器40与所述控制开关20连接。所述第一复位控制器40与所述USB接口30的第二信号端口D-连接。所述第一复位控制器40用于监测所述USB接口30的第二信号端口D-的输出电平，若所述第二信号端口D-的输出电平为高电平，则所述第一复位控制器40不向所述控制开关20发送复位指令；若所述二信号端口D-的输出电平不为高电平，则所述第一复位控制器40向所述控制开关20发送复位指令，以使所述控制开关恢复至默认状态。例如，假设所述控制开关的默认状态是保持所述USB接口的第一信号端口D+和第二信号端口D-的短路连接。若所述控制开关20根据所述通信控制器10发送的控制指令切断了所述USB接口的第一信号端口D+和第二信号端口D-的短路连接，当所述第一复位控制器40监测到所述USB接口30的第二信号端口D-的电平不为高电平时，所述第一复位控制器40向所述控制开关20发送复位指令，以使所述控制开关20恢复至默认状态。
具体地，上述第一复位控制器与所述通信控制器可以是同一控制器。即所述通信控制器具有上述第一复位控制器的功能。
如图3所示，本发明实施例二提供的充电器的结构示意图。本实施例二所述的充电器为充电输出功率可切换的充电器。本实施例二基于上述实施例一所述的充电器的结构，还包括：交/直流管理器50。如图3所示，所述交/直流管理器50与所述通信控制器10连接。所述交/直流管理器50用于接收所述通信控制器10发送的控制指令，并根据所述控制指令将工作模式切换为相应输出功率工作模式。例如，所述通信控制器10根据接收到的外部设备发送的切换指示信息，生成相应的控制指令，如第一控制指令或第二控制指令。所述通信控制器10将所述控制指令发送至所述交/直流管理器50，若所述交/直流管理器50接收到的控制指令为第一控制指令，则将自身的工作模式确定为所述第一控制指令对应的第一输出功率工作模式。若所述交/直流管理器50接收到的控制指令为第二控制指令，则将自身的工作模式确定为所述第二控制指令对应的第二输出功率工作模式。
本实施例通过在充电器中增设通信控制器和所述控制开关，所述控制开关可在所述通信控制器的控制下断开所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口的短路连接，进而实现所述通信控制器与外部设备之间的数据通信，从而所述通信控制器可根据所述外部设备发送的数字信号，生成相应的控制指令以控制交/直流管理器切换为相应输出功率工作模式。由此可知，本实用新型提供的所述充电器，实现了充电器与外部设备之间的数据通信，避免了现有技术中模拟信号通信存在的缺陷，进而降低了误触发的可能性。
进一步地，为了对所述充电器输出的电流和电压进行保护，以避免充电器因输出电流或电压超出额定值而损坏，上述实施例一所述的充电器，如图3所示，还包括：输出保护器60。其中，所述输出保护器60分别与所述通信控制器10和所述交/直流管理器50连接。所述输出保护器60用于接收所述通信控制器10发送的控制指令，并根据所述控制指令将保护模式切换为相应输出功率对应的保护模式。例如，所述通信控制器10根据接收到的外部设备发送的切换指示信息，生成相应的控制指令，如第一控制指令或第二控制指令。所述通信控制器10将所述控制指令发送至所述输出保护器60，若所述输出保护器60接收到的控制指令为第一控制指令，则将自身的保护模式确定为第一输出功率对应的保护模式。若所述输出保护器60接收到的控制指令为第二控制指令，则将自身的保护模式确定为所述第二输出功率对应的保护模式。另外，所述输出保护器60实时监测所述充电器USB端口30输出的电压和电流（图3中未示出所述输出保护器与所述充电器USB接口30之间的具体连接，具体连接可参见现有技术），当监测到所述USB端口30输出的电压和/或电流超出当前保护模式预设的额定值时，所述输出保护器60向所述交/直流管理器50发送相应的信息，以使所述交/直流管理器50根据所述信息相应调整充电电流和/或电压。
进一步地，上述实施例二所述的充电器还包括：第二复位控制器。其中，所述第二复位控制器分别与所述交/直流管理器、所述输出保护器及所述USB接口的第二信号端口D-连接。同样地，所述第二复位控制器可以是上述实施例一中所述的第一复位控制器，或者所述第二复位控制器直接与所述通信控制器为同一控制器，即所述通信控制器具有所述第二复位控制器的功能。同第一复位控制器，所述第二复位控制器用于监测所述USB接口的第二信号端口D-的输出电平，若所述第二信号端口D-的输出电平为高电平，则所述第二复位控制器不向所述交/直流管理器和所述输出保护器发送复位指令；若所述二信号端口D-的输出电平不为高电平，则所述第二复位控制器向所述交/直流管理器和所述输出保护器发送复位指令，以使所述交/直流管理器和所述输出保护器恢复至默认状态。例如，假设所述交/直流管理器的默认工作模式为第一输出功率的工作模式，所述输出保护器的默认保护模式为第一输出功率对应的保护模块。若所述交/直流管理器根据所述通信控制器发送的控制指令切换为第二输出功率的工作模式，所述输出保护器根据所述通信控制器发送的控制指令切换为第二输出功率对应的保护模式，当所述第二复位控制器监测到所述USB接口的第二信号端口D-的电平不为高电平时，所述第二复位控制器向所述交/直流管理器和所述输出保护器发送复位指令，以使所述交/直流管理器和所述输出保护器分别恢复至默认工作模式。
本实施例提供的充电器的工作原理，如下：
步骤S1、外部设备向所述充电器的通信控制器发送第一切换指示信息。
步骤S2、所述通信控制器确认所述第一切换指示信息是否正确，若正确，执行步骤S3～S5，若不正确，执行步骤S6。
所述通信控制器确认所述第一切换指示信息正确与否的方法可参见上述实施例中描述的相关内容，此处不再赘述。
步骤S3、所述通信控制器向所述充电器的控制开关发送第一切换指令，所述控制开关根据所述第一切换指令，切断所述第一信号（D+）端口与所述第二信号（D-）端口之间的连接，并向所述通信控制器反馈第一切换响应信息。
步骤S4、所述通信控制器接收到所述第一切换响应信息后，向所述手机发送确定信息，同时向所述交/直流管理器和所述输出保护电路发送第一控制指令，以使所述交/直流管理器将工作模式确定为第一充电输出功率工作模式，所述输出保护电路将保护模式确定为所述第一输出功率工作模式对应的保护模式。
步骤S5、若所述通信控制器监测到所述第二信号（D-）端口的电平不为高电平，则所述通信控制器向所述控制开关、所述交/直流管理器及所述输出保护器发送复位指令，以使所述控制开关、所述交/直流管理器及所述输出保护器恢复至默认状态。
步骤S6、若所述外部设备在预设的时间如（100ms）内未接收到所述通信控制器发送的确定信息，则所述外部设备向所述通信控制器再次发送切换指示信息，直至所述外部设备接收到所述确定信息为止。
这里需要说明的是：所述外部设备可预设一个最大发送次数，如10次，当所述外部设备向所述通信控制器发送切换指示信息的发送次数超过预设最大发送次数，则所述外部设备停止向所述通信控制器发送切换指示信息。
这里需要补充的是：上述各实施例中所述的通信控制器可具体是：微控制单元（Micro Control Unit，简称MCU）。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种充电器，其特征在于：其包括：通信控制器、控制开关及通用串行总线USB接口，其中，
所述控制开关设置在所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口之间；
所述通信控制器与所述控制开关连接；
所述通信控制器分别与所述USB接口的第一信号端口和第二信号端口连接。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，还包括：第一复位控制器，其中，
所述第一复位控制器分别与所述控制开关及所述USB接口的第二信号端口连接。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述第一复位控制器与所述通信控制器为同一控制器。
4.根据权利要求1～3中任一所述的充电器，其特征在于，还包括：交/直流管理器，其中，
所述交/直流管理器与所述通信控制器连接。
5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，还包括：输出保护器，其中，
所述输出保护器分别与所述通信控制器和所述交/直流管理器连接。
6.根据权利要求5所述的充电器，其特征在于，还包括：第二复位控制器，其中，
所述第二复位控制器分别与所述交/直流管理器、所述输出保护器及所述USB接口的第二信号端口连接。
7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述第二复位控制器与所述通信控制器为同一控制器。
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