CN205921407U

CN205921407U - 电子设备

Info

Publication number: CN205921407U
Application number: CN201620634267.0U
Authority: CN
Inventors: 冉岩昊; 李强
Original assignee: Shanghai Wind Communication Technologies Co Ltd
Current assignee: Shanghai Wind Communication Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2026-06-23

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，公开了一种电子设备。本实用新型中，电子设备包括：检测单元和充电芯片；检测单元用于检测连接于电子设备的充电设备的最大输出电流；其中，充电设备通过USB接口连接于电子设备；充电芯片用于根据检测单元检测到的充电设备的最大输出电流进行充电。本实用新型实施方式与现有技术相比，使得电子设备能够检测到其使用的充电设备所支持的最大充电电流，从而可以根据充电设备的最大充电电流进行充电，不仅能够物尽其用的发挥各种充电设备的最大充电效率而且也不会损坏充电设备。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

由于智能手机等的电子设备本身有限的续航能力，其充电问题一直是业内关注的重点。随着人们对充电效率要求的提高，越来越多的快速充电技术逐渐出现。

但是本申请的发明人发现：目前智能手机上的充电方案多种多样，比如，一些快速充电器的规格有5V(伏特)—1A(安培)，还有5V—2A，一些原有充电器的规格为5V—700mA(毫安)等，而通常各大厂商都有推出基于自己设计的手机产品的快充方案，比如，当其推出的充电设备的规格为5V—1A时，在其手机上会针对该种规格的充电设备进行代码优化，导致该手机在充电时对恒流阶段充电电流限制在了1A，由此导致不同厂商的手机产品无法兼容其他厂商的充电设备，进而带来两方面的问题，其一：当手机产品A使用非标充电器B进行充电时，当该非标充电器B的充电电流大于手机产品A内设定的充电电流时，手机产品A也无法以该非标充电器B的支持的充电电流进行充电，即手机产品A无法有效兼容更高效的充电方案，从而物尽其用的实现最大充电效率，其二：当手机产品A使用另一种非标充电器C进行充电时，当该非标充电器C的充电电流小于该手机产品A内设定的充电电流时，手机产品A仍旧以其设定的充电电流进行充电，导致该非标充电器C容易损坏。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种电子设备，使得电子设备能够检测到其使用的充电设备所支持的最大充电电流，从而可以根据充电设备的最大充电电流进行充电，不仅能够物尽其用的发挥各种充电设备的最大充电效率而且也不会损坏充电设备。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种电子设备，包括：检测单元和充电芯片；所述检测单元用于检测连接于所述电子设备的充电设备的最大输出电流；其中，所述充电设备通过USB接口连接于所述电子设备；所述充电芯片用于根据所述检测单元检测到的所述充电设备的最大输出电流进行充电。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，电子设备中增设有检测单元，从而通过检测单元检测电子设备的充电设备的最大充电电流，并且充电芯片可以根据检测单元检测到的充电设备的最大输出电流进行充电，从而使得电子设备在恒流充电阶段可以充电设备所支持的最大充电电流进行充电，使得电子设备可以兼容不同规格的充电设备，不仅能够物尽其用地发挥充电设备的最大充电效率，而且也不会损坏充电设备。

另外，所述检测单元包括：处理器、电子开关；其中所述电子开关包括：控制端、第一端和第二端；所述处理器的控制信号端连接于所述电子开关的控制端，所述电子开关的第一端连接于所述USB接口的电源端，所述电子开关的第二端接地。通过处理器的控制信号端输出的控制信号，对连接于USB接口的电源端的分支电路上的电流和电压进行调节，从而检测出充电设备的最大输出电流，结构简单。

另外，所述检测单元还包括：第一电阻、第二电阻和电容；所述电子开关的第一端连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述电子设备USB接口的电源端；所述电子开关的第二端连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述电容的一端连接于所述电子开关的第二端和所述第二电阻之间；所述电容的另一端接地；所述处理器的第一采集端连接于所述电子开关的第二端和所述第二电阻之间；所述处理器的第二采集端连接于所述第二电阻的接地端；其中，所述处理器的控制信号端用于发出控制信号；所述第一采集端和所述第二采集端用于将采集到的电压信号进行模数转换后给到所述处理器。通过第一电阻、第二电阻可以对电路中的电流进行限流，防止电流过大导致器件损坏，通过第一采集端和第二采集端将采集到的第二电阻上的模拟电压信号转换成数字信号给到处理器，便于处理器计算充电设备的最大输出电流，由于本实施方式利用了处理器自身的控制、计算能力，所以仅需在电子设备中增加少量的器件即可实现最大输出电流的检测功能，成本低廉，适于推广。

另外，所述电子开关为以下任意一种：NPN型三极管、PNP型三极管、场效应晶体管，从而使得设计人员可以根据实际需要灵活选型不同的器件作为电子开关。

另外，所述处理器的控制信号端用于输出脉冲宽度调制控制信号，从而可以利用处理器本身普遍具有的脉冲宽度调制控制器，实现以数字方式控制充电设备的最大输出电流检测，不仅结构简单，而且成本低、功耗低。

另外，所述第一电阻的阻抗为10千欧姆，所述第二电阻的阻抗为1欧姆，从而，可以有效限制电路中的电流，对电路起到保护作用。

另外，所述电子设备还包括设备类型检测单元，所述设备类型检测单元用于检测接入所述电子设备的USB接口的外部设备是否为充电设备。从而可以方便地识别出充电设备进行充电。

另外，所述电子设备为智能手机。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式电子设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型第二实施方式电子设备的结构框图；

图3是根据本实用新型第二实施方式电子设备的结构示意图。

图4是根据本实用新型第二实施方式充电设备最大输出电流检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种电子设备。举例而言，电子设备可以为智能手机、数码相机等便携式电子设备。

如图1所示，电子设备1包括：检测单元10、充电芯片11和USB接口12。检测单元10用于检测连接于电子设备1的充电设备的最大输出电流。其中，充电设备通过USB接口12连接于电子设备1。充电芯片11用于根据检测单元检测到的充电设备的最大输出电流进行充电。

智能手机等的电子设备的充电过程大体上分为预充电、恒流充电、恒压充电等三个阶段。在这三个充电阶段中起决定性作用且影响充电效率的为恒流充电阶段。市面上常见的充电设备的规格比如有5V—700mA、5V—1A、5V—2A等。本实施方式通过在电子设备内部增设检测单元，从而可以在充电前预先检测出充电设备的最大输出电流，并将该最大输出电流动态设定为智能手机恒流充电阶段的充电电流，从而使得该电子设备能够兼容不同规格的充电设备，不仅可以物尽其用地发挥不同充电设备的最大充电效率，而且不会损坏充电设备。

本实用新型的第二实施方式涉及一种电子设备。第二实施方式在第一实施方式的基础上做出改进，主要改进之处在于：在第二实施方式中，提供了一种优选的检测单元，其不仅结构简单，成本低，而且可以有效地检测出充电设备的最大输出电流。

如图2、3所示，该电子设备1包括：检测单元10、充电芯片11、USB接口12、设备类型检测单元13。检测单元10包括：处理器100、电子开关101。其中，USB接口12的电源端VBUS连接于充电芯片11的电源输入端VBUS。处理器100的充电使能端EN连接于充电芯片11的充电使能端EN。本实施方式中的设备类型检测单元13可以为电子设备的电源管理芯片PMU(Power Management Unit，简称“PMU”)。USB接口12的数据信号DM、DP分别连接于PMU上的数据信号DM、DP。PMU通信连接于处理器100。当有外部设备接入电子设备的USB接口12时，当PMU检测到其上的数据信号DM、DP短接时，将外部设备判断为充电设备，并将外部设备类型告知处理器100。

本实施方式中，电子开关101包括：控制端、第一端和第二端。处理器100的控制信号端连接于电子开关101的控制端，电子开关101的第一端连接于USB接口11的电源端，电子开关101的第二端接地。需要说明的是，电子开关可以为以下任意一种：NPN型三极管、PNP型三极管、场效应晶体管。本实施方式中，以NPN型三极管作为电子开关的示例进行说明。然而，本领域技术人员亦可根据电子开关的具体结构设计出对应的检测电路，本实施方式对此不再赘述。

本实施方式的检测单元还包括：第一电阻R1、第二电阻R2、电容。NPN型三极管的第一端连接于第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接于电子设备的USB接口12的电源端VBUS。NPN型三极管的第二端连接于第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地。电容的一端连接于电子开关101的第二端和第二电阻R2之间，电容的另一端接地。处理器100的第一采集端ADC_1连接于电子开关101的第二端和第二电阻R2之间。处理器100的第二采集端ADC_2连接于第二电阻R2的接地端。第一采集端ADC_1和第二采集端ADC_2用于将采集到的电压信号进行模数转换后给到处理器100。

作为优选，本实施方式的第一电阻R1的阻抗为10千欧姆，第二电阻R2的阻抗为1欧姆，从而可以起到限流作用，保护电子开关不被烧毁。

处理器100的控制信号端用于发出控制信号，本实施方式中，处理器100的控制信号端用于输出脉冲宽度调制控制信号。脉冲宽度调制控制信号是以数字信号对电子开关101进行控制。

由于充电设备通常具有额定充电功率P，且P＝U*I，即充电功率P为充电电压U和充电电流I的乘积。本申请的发明人通过长期试验积累发现，对于5V标准充电接口的充电设备而言，其充电电压U可以在4.4V至6.5V之间浮动，相应地，当充电电压为4.4V时，可以将此时检测到的充电电流作为该充电设备的最大输出电流，并且该充电电压可以对设备进行安全、稳定的充电。基于此，本实施方式可以将4.4V作为充电设备的预设充电电压。为了检测到最大输出电流，本实施方式处理器的控制信号端用于输出占空比线性增加的脉冲宽度调制信号，用于逐步地逼近充电设备的预设充电电压，以便检测出最大输出电流。在处理器输出占空比逐渐增加的控制信号时，第一采集端ADC_1采集到的信号随脉冲宽度调制信号的占空比的增加而减小。处理器100用于根据第一采集端ADC_1和第二采集端ADC_2采集到的数字电压信号、以及第一电阻R1和第二电阻R2计算得到充电设备的最大输出电流。

现对本实施方式电子设备的充电过程进行说明如下：

先将充电设备连接于电子设备，此时处理器的充电使能端EN默认为0，充电芯片11尚未开始工作。电子设备执行该充电设备所支持的最大充电电流的检测过程，如图4所示为充电设备的最大输出电流的检测流程图，包括以下步骤：

步骤401：判断接入电子设备的USB接口的是否为充电设备。如果为充电设备，则执行步骤402，如果不为充电设备，则结束检测流程。步骤401中，可以通过电源管理芯片PMU检测USB接口的DM、DP引脚是否短接检测接入电子设备的设备类型，当两者短接时判定外部设备为充电设备(AC Adapter，交流适配器)，执行步骤402，当两者未短接时判定外部设备为其他USB设备，结束检测流程。

步骤402：处理器向电子开关发出占空比为初始值的脉冲宽度调制控制信号，并计算出USB接口电源端的输出电压VBUS。

步骤402中，控制信号占空比初始值可以为1％。VBUS的计算公式为：ADC_1*(R1+R2)/R2。因此，处理器根据该公式即可计算得到占空比初始值对应的VBUS电压。

步骤403：判断检测到的VBUS电压是否小于或者等于预设电压值。如果检测到的VBUS电压等于或者小于预设电压值，则执行步骤405，如果检测到的VBUS电压大于预设电压值，则执行步骤404。本实施方式中，检测单元中的预设电压值为4.4V。比如，当检测到的电压为4.6V时，PWM的占空比还需要增大，执行步骤404。

步骤404：输出增加了预设步长的占空比值的控制信号，并计算出USB接口电源端的输出电压VBUS。

步骤404中，占空比的预设步长比如可以为1％，即下一个控制信号的占空比总是等于当前占空比信号加上1％。计算得到VBUS时，返回执行步骤403。比如，当增加后的占空比等于30％时，检测得到的VBUS＝4.4V，此时，步骤403中判断出VBUS等于预设电压值，此时执行步骤405。

步骤405：计算充电设备的最大输出电流。

步骤405中，根据以下公式计算充电设备的最大输出电流I_max：

I_max＝(ADC_1-ADC_2)/R2

在检测到充电设备的最大输出电流时，使PWM控制信号占空比＝0，即关闭检测单元。接下来使处理器的充电使能端EN＝1，即使能充电芯片，开始充电。同时将该最大输出电流值动态地写入软件代码中，作为电子设备充电时恒流阶段的充电电流。

需要说明的是，上述占空比增加的预设步长值仅为示例性说明，实际应用中，占空比的预设步长可以为比1％更小的数值。由于目前处理器的处理速度很快，所以充电设备的最大输出电流的检测过程可以在几毫秒内完成，基本不会对充电效率造成影响。

本实施方式的检测单元可以利用电子设备中的处理器实现计算和控制，实际仅需在电子设备中增加一个三极管、2个电阻和一个电容，即可实现对充电设备的最大输出电流的检测，结构简单，成本低廉，适于推广实施。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：检测单元和充电芯片；

所述检测单元用于检测连接于所述电子设备的充电设备的最大输出电流；其中，所述充电设备通过USB接口连接于所述电子设备；

所述充电芯片用于根据所述检测单元检测到的所述充电设备的最大输出电流进行充电。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述检测单元包括：处理器、电子开关；其中所述电子开关包括：控制端、第一端和第二端；

所述处理器的控制信号端连接于所述电子开关的控制端，所述电子开关的第一端连接于所述USB接口的电源端，所述电子开关的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述检测单元还包括：第一电阻、第二电阻和电容；

所述电子开关的第一端连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述电子设备USB接口的电源端；

所述电子开关的第二端连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；

所述电容的一端连接于所述电子开关的第二端和所述第二电阻之间；

所述电容的另一端接地；

所述处理器的第一采集端连接于所述电子开关的第二端和所述第二电阻之间；

所述处理器的第二采集端连接于所述第二电阻的接地端；

其中，所述处理器的控制信号端用于发出控制信号；所述第一采集端和所述第二采集端用于将采集到的电压信号进行模数转换后给到所述处理器。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述电子开关为以下任意一种：NPN型三极管、PNP型三极管、场效应晶体管。

5.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述处理器的控制信号端用于输出脉冲宽度调制控制信号。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一电阻的阻抗为10千欧姆，所述第二电阻的阻抗为1欧姆。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括设备类型检测单元，所述设备类型检测单元用于检测接入所述电子设备的USB接口的外部设备是否为充电设备。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为智能手机。