CN209860606U - 快充协议转换电路及快充协议转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种快充协议转换电路，包括识别单元和处理单元。识别单元电连接于充电输入接口及处理单元。处理单元设置有第一通信引脚、第二通信引脚和目标通信引脚。处理单元还用于控制识别单元识别适配器的充电协议是否为第一快充协议或第二快充协议之一。当识别出适配器的充电协议为第一快充协议或者第二快充协议之一时，将适配器当前所支撑的快充协议转换为目标快充协议，并根据目标快充协议控制适配器和移动终端进入快速充电模式。本实用新型还公开一种快充协议转换装置。本实用新型能够解决移动终端和适配器之间的快充协议兼容的问题。

Description

快充协议转换电路及快充协议转换装置

技术领域

本申请涉及充电技术领域，尤其涉及一种快充协议转换电路及快充协议转换装置。

背景技术

为了满足人们对移动终端的快速充电需求，快充技术应运而生，目前市场上应用最普遍的快充技术为高电压的快充方式。例如，常用的高电压的快充技术有高通QC(QuickCharge)协议、联发科PE(Pump Express)协议、华为Super Charge(超级快充)协议和USB PD(Power Delivery)协议等，但是现有的快充协议之间不兼容，移动终端端的快充协议必须与适配器端的快充协议匹配时才能实现快充，即必须移动终端与适配器相匹配，否则无法实现快充。因此，现有的移动终端端的快充协议和适配器端的快充协议之间不兼容的问题已经成为人们日常生活中亟待解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型实施例公开一种快充协议转换电路及快充协议转换装置以解决上述问题。

第一方面，本实用新型实施例公开一种带快充协议转换电路，应用于快充协议转换装置，所述快充协议转换装置包括充电输入接口和充电输出接口，所述快充协议转换电路连接于所述充电输入接口和所述充电输出接口之间，并分别通过所述充电输入接口和所述充电输出接口与适配器和移动终端相连；所述快充协议转换电路包括：

处理单元，设置有第一通信引脚、第二通信引脚和目标通信引脚；其中，所述第一通信引脚供所述充电输入接口和所述适配器通过第一快充协议进行数据交互；所述第二通信引脚供所述充电输入接口和所述适配器通过第二快充协议进行数据交互；所述目标通信引脚供所述充电输出接口和所述移动终端通过目标快充协议进行数据交互；以及

识别单元，电连接于所述充电输入接口及所述处理单元；

所述处理单元还用于控制所述识别单元识别所述适配器的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议之一；

当识别出所述适配器的充电协议为所述第一快充协议或者所述第二快充协议之一时，将所述适配器当前所支撑的快充协议转换为所述目标快充协议，并根据所述目标快充协议控制所述适配器和所述移动终端进入快速充电模式。

第二方面，本实用新型实施例公开一种带快充协议转换装置，包括：

充电输入接口，用于与适配器相连；

充电输出接口，用于与移动终端相连；以及

如第一方面所述的快充协议转换电路；所述快充协议转换电路连接于所述充电输入接口和所述充电输出接口之间，并分别通过所述充电输入接口和所述充电输出接口与适配器和移动终端相连。

本实用新型的协议转换电路及装置，能够对适配器的快充协议进行识别，并当识别出所述适配器的快充协议与所述第一快充协议或者所述第二快充协议其中之一相适配时，将适配器的快充协议换成目标快充协议，并根据所述目标快充协议控控制所述适配器和所述移动终端进入快速充电模式，进而解决了移动终端和适配器之间的快充协议兼容的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本申请一实施例中的快充协议转换装置的方框示意图。

图2为本申请一实施例中的快充协议转换电路的原理框图。

图3为本申请另一实施例中的快充协议转换电路的原理框图。

图4为本申请再一实施例中的快充协议转换电路的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，图1为本申请一实施例中的快充协议转换装置100的方框示意图。所述快充协议转换装置100用于分别与适配器300以及移动终端500相连，并能够分别与所述适配器300和所述移动终端500进行通信以识别所述适配器300和所述移动终端500的充电协议。当所述快充协议转换装置100识别出所述适配器300和所述移动终端500均为快充协议时，所述快充协议转换装置100将所述适配器300的快充协议转换成移动终端500的所需的目标快充协议以控制所述适配器300和移动终端500进入快速充电模式。当所述快充协议转换装置100识别出所述适配器300和所述移动终端500的其中一个不满足快充协议时，所述快充协议转换装置100控制所述适配器300及所述移动终端500进入普通充电模式。

其中，在所述移动终端500需要获得相同电量的情况下，所述快速充电模式的充电时间小于普通模式的充电时间。

在本实施方式中，所述适配器300为电源适配器。所述移动终端500包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑等。

需要说明的是，所述快速充电模式可以是高电压的充电方式，也可以是高电流的充电方式，在此不做限定。

所述快充协议转换装置100包括快充协议转换电路10、充电输入接口20以及充电输出接口30。所述协议转换电路10电连接于所述充电输入接口20和充电输出接口之间，并分别通过所述充电输入接口20和所述充电输出接口30与所述适配器300和所述移动终端500建立充电连接。另外，所述协议转换电路10还能够通过所述充电输入接口20与所述适配器300进行通信，并能够通过所述充电输出接口30与所述移动终端500进行通信。

其中，所述充电输入接口20和充电输出接口30包括数据引脚，可通过数据引脚进行通信。

其中，所述充电输入接口20和所述充电输出接口30均为连接器。示例地，所述充电输入接口20可以为USB Type-C接口或者Micro USB接口。所述充电输出接口30也可以为USBType-C接口或者Micro USB接口。

优选地，所述充电输入接口20为USB Type-C母接口或者Micro USB母接口，插接于所述适配器300的充电输出接口。所述充电输出接口20为USB Type-C公接口或者Micro USB公接口，用于与移动终端500的充电输入接口插接。

请再参阅图2，图2为本申请一实施方式中的快充协议转换电路10的原理框图。如图2所示，所述快充协议转换电路10包括识别单元11以及处理单元12。其中，所述识别单元11电连接于所述充电输入接口20及所述处理单元12。所述处理单元12设置有第一通信引脚121、第二通信引脚122和目标通信引脚123。其中，所述第一通信引脚121供所述充电输入接口20和所述适配器300通过第一快充协议进行数据交互。所述第二通信引脚122供所述充电输入接口20和所述适配器300通过第二快充协议进行数据交互。所述目标通信引脚123供所述充电输出接口30和所述移动终端500通过目标快充协议进行数据交互。所述处理单元12还用于控制所述识别单元11识别所述适配器300的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议其中之一。当识别出所述适配器300的充电协议为所述第一快充协议或者所述第二快充协议其中之一时，所述处理单元12将所述适配器300当前所支撑的快充协议转换为所述目标快充协议，并根据所述目标快充协议控制所述适配器300和所述移动终端500进入快速充电模式。

本申请公开的协议转换电路10及协议转换装置100能够对适配器300的快充协议进行识别，并当识别出所述适配器300的快充协议与所述第一快充协议或者所述第二快充协议其中之一相适配时，将适配器300当前所支撑的快充协议换成目标快充协议，并根据所述目标快充协议控制所述适配器300和所述移动终端500进入快速充电模式，进而解决了移动终端500和适配器300之间的快充协议兼容的问题。

其中，处理单元12可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理单元12是所述快充协议转换装置100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述快充协议转换装置100的各个部分。

请再参阅图3，其为本申请另一实施方式中的快充协议转换电路10的原理框图。如图3所示，所述所述快充协议转换电路还包括转换单元13。所述转换单元13电连接于所述充电输入接口20和所述充电输出接口30之间，并电连接所述处理单元12。所述根据所述目标快充协议控制所述适配器300和所述移动终端500进入快速充电模式，包括：根据所述目标快充协议控制所述转换单元13输出目标充电电压和目标充电电流，进而使得所述适配器300和所述移动终端500进入快速充电模式。

其中，所述转换单元13用于将所述适配器300输出的充电电压转换为移动终端500需要的充电电压，在本实施方式中，所述转换单元16为DC-DC转换器。

在一些实施方式中，所述识别单元11为开关。所述开关电连接于所述充电输入接口20、所述第一通信引脚121和所述第二通信引脚122。所述控制所述识别单元11识别所述适配器300采用的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议其中之一，具体包括：当所述开关建立所述充电输入接口20与所述第一通信引脚121之间的电性连接时，判断通过所述充电输入接口20与所述第一通信引脚121进行通信的所述适配器300的充电协议是否为所述第一快充协议；或者，当所述开关建立所述充电输入接口20与所述第二通信引脚122之间的电性连接时，判断通过所述充电输入接口20与所述第二通信引脚122进行通信的所述适配器300的充电协议是否为所述第二快充协议。

可以理解，所述第一通信引脚121和所述第二通信引脚122可分别通过所述充电输入接口20的D+和D-数据引脚与所述适配器300进行握手通信，若通信成功，则表明适配器300的充电协议与所述第一快充协议或者所述第二快充协议相适配。

在另一些实施方式中，所述控制所述识别单元11识别所述适配器300采用的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议其中之一，具体包括：控制所述开关建立所述充电输入接口20与所述第一通信引脚121之间的电连接，判断所述适配器300的充电协议与所述第一快充协议是否适配；当判断所述适配器300的充电协议与所述第一快充协议不适配时，控制所述开关建立所述充电输入接口20和所述第二通信引脚122之间的电连接以判断所述适配器300的充电协议与所述第二快充协议是否适配。

在一些实施方式中，为了使得所述快充协议转换装置100能够兼容更多不同的快充协议，所述处理单元12还设置第三通信引脚123，所述第三通信引脚123供所述充电输入接口20和所述适配器300通过第三快充协议进行数据交互；所述开关还与所述第三通信引脚123电连接。当判断所述适配器300的充电协议与所述第二快充协议不适配时，所述处理单元12控制所述开关建立所述充电输入接口20和所述第三通信引脚123之间的电连接以判断所述适配器300的充电协议与所述第三快充协议是否适配。

需要说明的是，所述快充协议转换装置100所能兼容的适配器300的快充协议的种类的数量可以根据具体的设计需求而设定。例如，当需要识别四种不同的快充协议时，所述处理单元12还可以设置第四通信引脚，并供所述充电出入接口20和所述适配器300通过第四快充协议进行数据交互，在此不做限定。

示例地，所述开关可以为二选一开关或者三选一开关。当然，当所述处理单元12设置有N个通信引脚时，所述开关应为N选一开关。优选的，所述开关可以是模拟开关。其中，模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点。在其他实施方式中，所述识别单元11还可以为多路复用器，在此不做限定，只要能实现分别建立或者断开所述充电输入接口20和各个通信接口之间的电性连接即可。

在一些实施方式中，当所述适配器300的充电协议与所述第一快充协议或者所述第二快充协议适配时，所述处理单元12控制所述适配器300将输出电压提高至符合其快充协议的充电电压。当所述适配器300的快充协议与所第一快充协议、所述第二快充协议和所述第三快充协议均不适配时，所述处理单元12控制所述适配器300以及所述移动终端500进入普通充电模式。

在一些实施方式中，所述第一快充协议、所述第二快充协议及所述第三快充协议为高电压快充协议，例如，充电电压为9V且充电电流为2A的快充协议。其中，所述第一快充协议、所述第二快充协议及所述第三快充协议可以分别为高通QC(Quick Charge)协议、联发科PE(Pump Express)协议、华为Super Charge(超级快充)协议和USB PD(PowerDelivery)协议中的一种。所述目标快充协议为低电压高电流快充协议，例如，充电电压为4.4V充电电流为5A的快充协议。在本实施方式中，所述目标快充协议为柔充协议。在其他实施方式中，所述目标快充协议还可以是其他高电流快充协议，在此不做限定。

在该实施方式中，由于将适配器300的高电压的快充协议转换成低电压高电流的快充协议为所述移动终端500进行快速充电，可以减少移动终端500因快速充电而产生的热量，而将热量转移至快充协议转换装置100上。此外，由于QC、PE及PD等协议为高电压快充协议具有线缆兼容性强，成本低的优势，进而使得所述快充协议转换装置100具有高电压快充和低电压直充的双重优势，既可以降低USB线缆成本也可以降低移动终端500的发热。

请再参阅图4，其为本申请再一实施方式中的快充协议转换电路10的原理框图。如图4所示，所述快充协议转换电路10还包括采样单元14及调节单元15。所述采样单元14电连接于所述充电输出接口30与所述处理单元12之间，用于通过所述充电输出接口30对所述移动终端500的充电电流进行采样以得到采样电流。所述调节单元15电连接于所述转换单元13与所述处理单元12之间。所述处理单元12还用于将所述采样电流与基准电流进行比较，并根据比较结果控制所述调节单元15的输出，进而控制所述转换单元13对输出的目标充电电流进行调节。

其中，所述基准电流为在充电过程中所述移动终端500向所述处理单元12发送的当前所需的充电电流。由于在充电过程中，随着充电的进行充电电流会发生变化，例如，移动终端500的电池快要充满时，需要的充电电流会减小，此时，移动终端500将需要的充电电流发送至所述处理单元12。例如，当所述采样电流大于基准电流时，所述处理单元12控制所述调节单元15的输出，进而控制所述转换单元13输出的充电电流降低以使得目标充电电流与基准电流相等。

示例地，所述采样单元14可以通过采样电阻与所述充电输出接口30的接地引脚电连接，并连接一比例运算放大器，即通过采样电阻进行采样后将电流信号转换为电压信号再进行比例放大后输出至所述处理单元12的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)引脚。例如，采样的电流信号经过转换和运放的倍数放大后，输入到处理单元12的ADC引脚，处理单元12的可以根据采样的信号获得当前充电的电流值，采样电流值与目基准流值进行比较后，做输出电流的调整，例如，当充电电流过大时，可以控制转换单元13降低输出，从而可以提高对移动终端500充电的安全性。

在一些实施方式中，所述调节单元15可以为具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等优点的数字电位器。所述数字电位器的输出连接DC-DC转换器的参考(REF)引脚，进而可以调节所述DC-DC转换器的输出。例如，当充电电流过大时，则处理单元12通过控制数字电位器调节输出，使得DC-DC转换器的参考引荐获得相应的变化，DC-DC转换器的输出降低，充电电流也减小。

在一些实施方式中，所述处理单元12还与所述移动终端500进行通信以识别所述移动终端500的充电协议，并当识别出所述移动终端500的充电协议与所述目标快充协议不适配时，控制所述适配器300以及所述移动终端500进入普通充电模式。

以上所述是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种快充协议转换电路，应用于快充协议转换装置，所述快充协议转换装置包括充电输入接口和充电输出接口，所述快充协议转换电路连接于所述充电输入接口和所述充电输出接口之间，并分别通过所述充电输入接口和所述充电输出接口与适配器和移动终端建立充电连接；其特征在于，所述快充协议转换电路包括：

设置有供所述充电输入接口和所述适配器通过第一快充协议进行数据交互的第一通信引脚、供所述充电输入接口和所述适配器通过第二快充协议进行数据交互的第二通信引脚和供所述充电输出接口和所述移动终端通过目标快充协议进行数据交互的目标通信引脚的处理单元；以及

电连接于所述充电输入接口及所述处理单元且受所述处理单元控制用于识别所述适配器的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议之一的识别单元；

当所述识别单元识别出所述适配器的充电协议为所述第一快充协议或者所述第二快充协议之一时，所述处理单元还用于将所述适配器当前所支撑的快充协议转换为所述目标快充协议，并根据所述目标快充协议控制所述适配器和所述移动终端进入快速充电模式。

2.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述快充协议转换电路还包括：

转换单元，电连接于所述充电输入接口和所述充电输出接口之间，并电连接所述处理单元并受所述处理单元的控制用于输出目标充电电压和目标充电电流，进而使得所述适配器和所述移动终端进入快速充电模式。

3.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述识别单元为开关；所述开关电连接于所述充电输入接口、所述第一通信引脚和所述第二通信引脚；其中，

所述识别单元识别所述适配器采用的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议之一，具体包括：

当所述开关建立所述充电输入接口与所述第一通信引脚之间的电性连接时，判断通过所述充电输入接口与所述第一通信引脚进行通信的所述适配器的充电协议是否为所述第一快充协议；或

当所述开关建立所述充电输入接口与所述第二通信引脚之间的电性连接时，判断通过所述充电输入接口与所述第二通信引脚进行通信的所述适配器的充电协议是否为所述第二快充协议。

4.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述识别单元为开关；所述开关电连接于所述充电输入接口、所述第一通信引脚和所述第二通信引脚；其中，

所述识别单元识别所述适配器采用的充电协议是否为所述第一快充协议或所述第二快充协议之一，具体包括：

控制所述开关建立所述充电输入接口与所述第一通信引脚之间的电连接，判断所述适配器的充电协议与所述第一快充协议是否适配；

当判断所述适配器的充电协议与所述第一快充协议不适配时，控制所述开关建立所述充电输入接口和所述第二通信引脚之间的电连接以判断所述适配器的充电协议与所述第二快充协议是否适配。

5.如权利要求4所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述处理单元还设置有供所述充电输入接口和所述适配器通过第三快充协议进行数据交互的第三通信引脚；所述开关还与所述第三通信引脚电连接；

当判断所述适配器的充电协议与所述第二快充协议不适配时，所述处理单元控制所述开关建立所述充电输入接口和所述第三通信引脚之间的电连接以判断所述适配器的充电协议与所述第三快充协议是否适配。

6.如权利要求3或4所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述开关为二选一开关。

7.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述第一快充协议和所述第二快充协议为高电压快充协议；所述目标快充协议为低电压高电流快充协议。

8.如权利要求7所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述第一快充协议单元及所述第二快充协议分别为高通QC协议、联发科PE协议、华为Super Charge协议和USB PD协议中的一种；所述目标快充协议为柔充协议。

9.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，当所述适配器的充电协议与所述第一快充协议或者所述第二快充协议适配时，所述处理单元控制所述适配器将输出电压提高至符合其快充协议的充电电压。

10.如权利要求2所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述快充协议转换电路还包括：

采样单元，电连接于所述充电输出接口与所述处理单元之间，用于通过所述充电输出接口对所述移动终端的充电电流进行采样以得到采样电流；以及

调节单元，电连接于所述转换单元与所述处理单元之间；

所述处理单元还用于将所述采样电流与基准电流进行比较，并根据比较结果控制所述调节单元的输出，进而控制所述转换单元对输出的目标充电电流进行调节；其中，所述基准电流为所述移动终端当前所需的充电电流。

11.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，当所述适配器的充电协议与所述第一快充协议和所述第二快充协议均不适配时，所述处理单元控制所述适配器以及所述移动终端进入普通充电模式。

12.如权利要求1所述的快充协议转换电路，其特征在于，所述处理单元还用于识别所述移动终端的充电协议与所述目标快充协议是否适配，当识别出所述移动终端的充电协议与所述目标快充协议不适配时，控制所述适配器以及所述移动终端进入普通充电模式。

13.一种快充协议转换装置，其特征在于，包括：

充电输入接口，用于与适配器相连；

充电输出接口，用于与移动终端相连；以及

如权利要求1至12中任意一项所述的快充协议转换电路；所述快充协议转换电路连接于所述充电输入接口和所述充电输出接口之间，并分别通过所述充电输入接口和所述充电输出接口与适配器和移动终端建立充电连接。