CN211015402U - 一种接口转换电路、芯片及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接口转换电路、芯片及装置，其中，所述接口转换电路包括第一开关电路、第二开关电路、稳压电路、以及主控电路，其中所述第二开关电路还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路用于连接所述稳压电路以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。本实用新型实现了一种低成本的通用适配器方案，同时满足了传统适配器笔记本DC头转PD协议的功能需求以及PD适配器给传统笔记本充电的功能需求，节省了成本，提高了用户体验。

Description

一种接口转换电路、芯片及装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种接口转换电路、芯片及装置。

背景技术

现有技术中，随着电源技术的快速发展，市面上通过USB接口充电的电子设备越来越多。但是，由于传统的笔记本设备所采用的充电接口为直流（DC）头，因此，传统笔记本设备的适配器通常只设有DC插头，使用这种适配器无法给需通过USB接口充电的电子设备充电，同时，只带有USB接口的适配器也无法给具备DC头的传统笔记本设备进行充电。

综上所述，可以看出，由于上述两类设备所采用的充电适配器在两类设备之间无法通用，传统笔记本设备的电源适配器、或者支持PD协议的电子设备的电源适配器无法得到重复利用，给用户在使用上带来较大的不便，给设备厂家带来较大的成本负担，且不利于新、旧充电方案的过渡与演进。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术缺陷，本实用新型提出了一种接口转换电路、芯片及装置，其中，所述接口转换电路包括第一开关电路、第二开关电路、稳压电路、以及主控电路，其中所述第二开关电路还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路用于连接所述稳压电路以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。

可选的，所述接口转换电路还包括DC接口电路和USB接口电路，所述DC接口电路和所述USB接口电路分别与所述第二开关电路连接，其中，所述DC接口电路用于通过所述第二开关电路连接DC接口，所述USB接口电路用于通过所述第二开关电路连接USB接口。

可选的，所述第一开关电路和所述第二开关电路分别包括至少一个开关管，且所述开关管的控制端分别与所述主控电路连接。所述第一开关电路分别与所述稳压电路以及所述主控电路连接。

可选的，所述接口转换电路还包括二极管，其中，所述二极管连接于所述USB接口与所述第一开关电路之间。

可选的，所述稳压电路包括低压差线性稳压器，其中，所述低压差线性稳压器连接于所述DC接口与所述第一开关电路之间。

可选的，所述接口转换电路还包括电阻电路，其中，所述电阻电路包括串联于所述DC接口与接地端之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点与所述主控电路连接。

可选的，所述主控电路还包括充电协议控制电路，所述充电协议控制电路与所述USB接口电路连接。

本实用新型还提出了一种芯片，其中，所述芯片包括如上所述的转换电路。

本实用新型还提出了一种接口转换装置，所述接口转换装置包括如上所述的接口转换电路和至少两种接口电路，其中所述至少两种接口电路分别与所述接口转换电路中的第二开关电路。

本实用新型通过提出一种接口转换电路、芯片及装置，其中，该接口转换电路包括第一开关电路、第二开关电路、稳压电路、以及主控电路，其中所述第二开关电路还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路用于连接所述稳压电路以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。本实用新型实现了一种低成本的通用适配器方案，同时满足了传统适配器笔记本DC头转PD协议的功能需求以及PD适配器给传统笔记本充电的功能需求，节省了成本，提高了用户体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的接口转换电路的电路图。

图2是本实用新型另一实施例的接口转换电路的电路图。

图3是本实用新型又一实施例的接口转换电路的电路图。

图4是本实用新型一实施例的接口转换电路的工作流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

请参阅图1，在一个实施例中，本实用新型提供一种接口转换电路10。该接口转换电路10包括第一开关电路111、第二开关电路112、稳压电路12、以及主控电路13，其中所述第二开关电路112还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路111用于连接所述稳压电路12以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。

其中，稳压电路12用于给主控电路13提供电源，还可以向一个接口电路（例如，第二接口电路30）提供电源输出；第二开关电路112一方面用于把稳压电路12的电输出到第一接口电路20和/或第二接口电路30；另一方面可用于控制第一接口电路20与第二接口电路30之间的连接通道的导通与关断；主控电路13用于对开关进行控制、以及对通信协议进行控制。在本实施例中，该第二开关电路112用于连接两种接口电路，其中，第一接口电路20和第二接口电路30可以包括以下至少一种示例：DC接口电路21和USB接口电路31、DC接口电路21和DC接口电路21、USB接口电路31和USB接口电路31、USB接口电路31和DC接口电路21。

本实施例通过主控电路13与第二开关电路112控制至少两种接口电路之间的连接，通过第一开关电路111控制稳压电路12与其中一接口电路的连接，并通过稳压电路12向所连接的接口电路供电，能够实现至少两种接口电路之间的电压转换，以便于多种电子设备之间的充电线材复用，节省了线材开销，提高了充电线材的通用性和扩展性。

在一个实施例中，如图2所示，接口转换电路10还包括DC接口电路21和USB接口电路31，DC接口电路21和USB接口电路31分别与第二开关电路112连接，其中，DC接口电路21用于通过第二开关电路112连接外部的DC接口，USB接口电路31用于通过第二开关电路112连接外部的USB接口。在本实施例中，DC接口、USB接口分别用于连接具有相应电源接口的电子设备。例如，DC接口可用于连接传统笔记本电脑或其适配器的DC接口，USB接口可用于连接带有USB A型接口、USB B型接口或TYPEC接口的电子设备，如适配器、移动电源、手机、电子秤等电子设备。其中，为了实现DC接口电路21和USB接口电路31之间的电力传输，DC接口电路21和USB接口电路31中的一者连接供电设备，另一者连接受电设备。例如，DC接口可连接笔记本电脑的适配器（供电设备），USB接口连接手机（受电设备），通过笔记本电脑的适配器为手机供电。又如，DC接口可连接笔记本电脑（受电设备），USB接口连接手机适配器或移动电源（供电设备），通过手机适配器或移动电源为笔记本电脑供电。

本实施例通过将两个接口转换电路10分别设置为DC接口电路21和USB接口电路31，使得在具备DC接口、USB接口的电子设备之间复用充电线材，节省了线材开销，提高了充电线材的通用性和扩展性。

在一个实施例中，如图2所示，第一开关电路111和第二开关电路112分别包括至少一个开关管，且该开关管的控制端分别与主控电路13连接，其中，第二开关电路112连接于DC接口与USB接口之间，并且第二开关电路112与主控电路13连接；第一开关电路111分别与稳压电路12以及主控电路13连接。在本实施例中，第一开关电路111和第二开关电路112可以是NMOS（N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体）晶体管、或者PMOS（P-Metal-Oxide-Semiconductor，P型金属-氧化物-半导体）晶体管、或者是可控硅、三极管、继电器等。其中，当电路工作在DC接口转USB接口模式时，初始状态下第一开关电路111闭合、第二开关电路112断开，稳压电路12的电压输出至USB接口电路31，当USB接口电路31所连接的电子设备端选取高档位电压后，第一开关电路111断开、第二开关电路112闭合，此时，DC接口电路21将选取的高档位电压输出至USB接口电路31。

当电路工作在USB接口转DC接口模式时，初始状态下第一开关电路111闭合、第二开关电路112断开，由主控电路13检测当前的电压输入状态，若检测到电压信号，则根据该电压信号诱骗USB接口电路31所连接的适配器，然后，第一开关电路111断开、第二开关电路112闭合，将USB接口电路31所连接的适配器的电压输出到DC接口电路21所连接的电子设备端。

在一个实施例中，如图3所示，主控电路13包括微处理控制单元131（Microcontroller Unit ，MCU）、接口识别电路和充电协议控制电路，其中接口识别电路和充电协议控制电路可设置在微处理控制单元131内或设置在微处理控制单元131外。主控电路13可检测DC头的输入电压并自动装载匹配的Source_Cap电压发送给电子设备端。以该电子设备具备5V电压输入为例，Source_Cap中设置至少两个电压档位，一个是5V，另一个是DC头的电压，其中，本实施例的电子设备包括笔记本、平板、手机、VR虚拟现实设备、以及显示器等。

本实施例通过检测DC头的输入电压并自动装载匹配的Source_Cap电压发送给电子设备端，使得外接的电子设备端可以根据自身所需选取相应档位的电压，实现了不同接口类型的电压转换输入。

在一个实施例中，接口转换电路10还包括二极管16，其中，该二极管16连接于USB接口电路31与第一开关电路111之间，该二极管16用于防止高压灌入到稳压电路12中。在本实施例中，该二极管16可以是肖特基二极管，可选的，该二极管16是大功率的肖特基二极管。

在一个实施例中，如图3所示，稳压电路12包括低压差线性稳压器（low dropoutregulator，LDO）121，其中，低压差线性稳压器121连接于DC接口与第一开关电路111之间，在本实施例中，该低压差线性稳压器121用于向微处理控制单元131MCU和USB接口电路31提供电源。例如，该低压差线性稳压器121可以提供5.3V的输出电压和大于100mA的电流能力。

在一个实施例中，接口转换电路10还包括电阻电路，其中，电阻电路包括串联于DC接口与接地端之间的第一电阻14和第二电阻15，第一电阻14和第二电阻15的连接节点与主控电路13连接，第一电阻14和第二电阻15用于采集DC接口电路21的输入电压值。

在一个实施例中，所述主控电路13还包括充电协议控制电路，所述充电协议控制电路与所述USB接口电路31连接。其中，通过主控电路13中的MCU检测第一电阻14和第二电阻15之间的电压信号，可实现从充电适配器端诱骗不同的电压给到DC头端。可选地，充电协议控制电路可以是PD协议控制电路、QC（Quick Charge）协议控制电路、PE（Pump Express）协议控制电路、VOOC闪充协议控制电路等。

图4示出的是上述各实施例中接口转换电路10的一个较佳的工作流程示意图。需要说明的是，以下工作流程可在上述接口转换电路10的基础上，结合已有的软件控制技术实现，软件控制部分非本申请的改进点和欲保护点。

在一个实施例中，以传统笔记本适配器接口与Type-C型的USB接口之间的转换为例，首先，由MCU的IO口检测是否有接收到相应电压信号，如果有，则进入PD转DC模式（模式1），如果没有，则进入DC转PD模式（模式2）。

其中，在模式1即PD转DC模式下，接口转换电路10的工作流程如下：

首先，由MCU的IO口检测电压输入状态；

然后，当检测到电压信号时，根据该电压信号诱骗PD适配器；

最后，开启第二开关电路112，将PD适配器的电压输出到DC端的设备。

在模式2即DC转PD模式下，接口转换电路10的工作流程如下：

首先，检测传统笔记本适配器DC头的电压输入状态；

然后，检测TYPEC口端的电子设备接入状态，若检测到TYPEC口端有电子设备接入，则开启第一开关电路111，将LDO的电压输出给电子设备端；

再然后，根据传统笔记本适配器DC头电压匹配对应的5V/0.1A、DC电压/3A的Source_Cap传输到电子设备端。

最后，由电子设备端选取高档位电压，同时，由MCU开启第二开关电路112，从而实现传统笔记本适配器DC头向支持PD协议的电子设备充电。

本实用新型还提出了一种芯片，其中，所述芯片包括如上所述的转换电路，其中，所述接口转换电路10包括第一开关电路111、第二开关电路112、稳压电路12、以及主控电路13，其中所述第二开关电路112还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路111用于连接所述稳压电路12以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。可选地，上述芯片可以为MCU芯片，即第一开关电路111、第二开关电路112、稳压电路12、以及主控电路13均集成在MCU内。或者，上述芯片还可以为SoC(System-on-a-Chip，片上系统)芯片或SIP(SystemIn a Package，系统级封装)芯片。

本实用新型还提出了一种接口转换装置，所述接口转换装置包括如上所述的接口转换电路10包括第一开关电路111、第二开关电路112、稳压电路12、以及主控电路13，其中所述第二开关电路112还用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路111用于连接所述稳压电路12以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路；

所述接口转换电路10还包括DC接口电路21和USB接口电路31，所述DC接口电路21和所述USB接口电路31分别与所述第二开关电路112连接，其中，所述DC接口电路21用于通过所述第二开关电路112连接DC接口，所述USB接口电路31用于通过所述第二开关电路112连接USB接口。

需要说明的是，本实用新型的接口转换装置可以带有线材或不带有线材。

在一个实施例中，上述接口转换装置带有线材，例如，上述口转换装置配置有与DC设备适配器相连接的线材；或者，配置有与PD设备适配器相连接的线材；或者，同时配置与DC设备适配器相连接的线材、以及与PD设备适配器相连接的线材。

在一个实施例中，上述接口转换装置不带有线材，也即，本实用新型的接口转换装置的两端均为母座配置，分别用于连接与DC设备适配器相连接的线材、以及与PD设备适配器相连接的线材。

本实用新型通过提出一种接口转换电路10、芯片及装置，其中，通过接口转换电路10、或芯片、或装置内的主控电路13与第二开关电路112控制至少两种接口电路之间的连接，并通过稳压电路12供电，能够实现至少两种接口电路之间的电压转换，以便于多种电子设备之间的充电线材复用，节省了线材开销，提高了充电线材的通用性和扩展性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、实用新型、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、实用新型、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、实用新型、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本实用新型各个实施例所述的实用新型。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路（10）包括第一开关电路（111）、第二开关电路（112）、稳压电路（12）、以及主控电路（13），其中所述第二开关电路（112）用于连接至少两种接口电路，所述第一开关电路（111）用于连接所述稳压电路（12）以及所述至少两种接口电路中的一种接口电路。

2.根据权利要求1所述的接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路（10）还包括DC接口电路（21）和USB接口电路（31），所述DC接口电路（21）和所述USB接口电路（31）分别与所述第二开关电路（112）连接，其中，所述DC接口电路（21）用于通过所述第二开关电路（112）连接DC接口，所述USB接口电路（31）用于通过所述第二开关电路（112）连接USB接口。

3.根据权利要求1或2所述的接口转换电路，其特征在于，

所述第一开关电路（111）和所述第二开关电路（112）分别包括至少一个开关管，且所述开关管的控制端分别与所述主控电路连接。

4.根据权利要求2所述的接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路（10）还包括二极管（16），其中，所述二极管（16）连接于所述USB接口与所述第一开关电路（111）之间。

5.根据权利要求2所述的接口转换电路，其特征在于，所述稳压电路（12）包括低压差线性稳压器（121），其中，所述低压差线性稳压器（121）连接于所述DC接口与所述第一开关电路（111）之间。

6.根据权利要求2所述的接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路（10）还包括电阻电路，其中，所述电阻电路包括串联于所述DC接口与接地端之间的第一电阻（14）和第二电阻（15），所述第一电阻（14）和所述第二电阻（15）的连接节点与所述主控电路（13）连接。

7.根据权利要求6所述的接口转换电路，其特征在于，所述主控电路（13）还包括充电协议控制电路，所述充电协议控制电路与所述USB接口电路（31）连接。

8.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1-7任一项所述的接口转换电路。

9.一种接口转换装置，其特征在于，所述接口转换装置包括如权利要求1至7中任一项所述的接口转换电路（10）和至少两种接口电路，其中所述至少两种接口电路分别与所述接口转换电路（10）中的第二开关电路（112）连接。

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