CN212965358U - 一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝，所述电路包括：检测模块，包括至少一个上拉电阻以及第一控制开关；上拉电阻的一端与电源输出端口的供电端连接，另一端经第一控制开关与控制芯片的A/D检测端连接；A/D检测端与第一控制开关之间通过第一分压电阻接地；输出模块，包括第二控制开关，第二控制开关连接于供电端以及充电宝的VBUS输出端口之间；以及控制芯片，通过I/O1与第一控制开关以及第二控制开关连接，以控制第一控制开关、第二控制开关的开闭；控制开关包括上拉电平输出端，上拉电平输出端连接至供电端与第二控制开关之间。本申请实施例可以在确保具备断线检测功能的前提下实现负载接入自动唤醒功能。

Description

一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝

技术领域

本申请涉及电子检测领域，特别涉及一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝。

背景技术

在现有的充电宝市场中，特别是在共享充电宝的市场中，因为共享充电宝需要反复共享使用，若充电线可拆卸，则容易被少数用户盗取，进而提高共享充电宝运营商的运营成本。因此，厂家会将充电线固定在充电宝中形成一体，以降低充电线被盗的问题。

可是，因为充电线处于反复使用的状态，经常会被用户扭转或拉拔，其与充电宝内部电路的接线容易因上述扭转或拉拔动作造成损坏，使得用户在使用前无法获知接线损坏而被误用。为了检测接线是否损坏，当采用现有的断线检测电路时，会造成充电宝在与终端连接后无法唤醒的情况，需要手动对充电宝进行启动后才能正常使用，影响了用户的使用便利性。

实用新型内容

本申请公开了一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝，不仅可以实现充电线的断线检测功能，还能同时兼备充电宝负载接入后的自动唤醒功能。

本申请实施例提供了一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，所述断线检测电路应用于充电宝中，所述充电宝包括至少一条充电线，所述充电线包括电源输出端口，所述电路包括：

检测模块，包括至少一个上拉电阻以及第一控制开关；所述上拉电阻的一端与所述电源输出端口的供电端连接，另一端经所述第一控制开关与控制芯片的A/D检测端连接；所述A/D检测端与所述第一控制开关之间通过第一分压电阻接地；

输出模块，包括第二控制开关，所述第二控制开关连接于所述供电端以及所述充电宝的VBUS输出端口之间；以及

控制芯片，通过I/O1与所述第一控制开关以及第二控制开关连接，以控制所述第一控制开关、第二控制开关的开闭；所述控制开关包括上拉电平输出端，所述上拉电平输出端连接至所述供电端与所述第二控制开关之间。

可选的，所述充电宝包括两条充电线；

所述电源输出端口包括第一电源输出端口以及第二电源输出端口；

所述第一电源输出端口通过第一上拉电阻与所述A/D检测端连接，

所述第二电源输出端口通过第二上拉电阻与所述A/D检测端连接；

所述第一上拉电阻与所述第二上拉电阻并联。

可选的，所述第一上拉电阻、所述第二上拉电阻与同一所述A/D检测端连接，且所述第一上拉电阻的阻值与所述第二上拉电阻的阻值不同。

可选的，所述第一控制开关包括第一MOS管；

所述第一MOS管的源极与所述第一分压电阻连接，所述第一MOS管的漏极与所述上拉电阻连接，所述第一MOS管的栅极与所述第二控制开关连接，并与所述控制芯片的I/O1连接。

可选的，所述第一MOS管的漏极与所述上拉电阻之间设有第二分压电阻。

可选的，所述第二控制开关包括：

第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述开关三极管的集电极连接，所述第二MOS管的源极与所述充电宝的VBUS输出端口连接；以及

开关三极管，所述开关三极管的集电极与所述第二MOS管的栅极连接，所述开关三极管的发射极接地，所述开关三极管的基极与所述第一控制开关连接，并与所述控制芯片的I/O1连接。

可选的，所述第二MOS管的栅极与源极之间设有第一电阻；

所述第二MOS管的栅极与所述开关三极管的集电极之间设有第二电阻。

本申请还公开了一种充电宝，包括：

电源；

至少一条充电线，与所述电源电连接，集成有协议端口及电源输出端口；以及

连接于所述电源与充电线之间的断线检测电路；

其中，所述断线检测电路为如上任意一项所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路。

由上可知，本申请中的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路及充电宝，通过断线检测电路的检测模块及上拉电平输出端的配合，可以在确保具备断线检测功能的前提下实现负载接入自动唤醒功能。

附图说明

图1为本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的另一结构示意图。

图3为本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的另一结构示意图。

图4为本申请实施例提供的充电宝的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

在本申请中，该充电宝包括至少一条充电线，该充电线与充电宝之间不可拆卸连接。

该充电线的端口中集成了电源输出端口。

请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的结构。

如图1所示，该具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路包括检测模块1、输出模块2及控制芯片3。

该检测模块1，包括至少一个上拉电阻以及第一控制开关11；该上拉电阻的一端与电源输出端口的供电端连接，另一端经第一控制开关11与控制芯片3的A/D检测端连接；该A/D检测端与第一控制开关11连接后通过第一分压电阻接地。

其中，该第一控制开关11用于控制是否执行检测操作。该检测模块1可以是通过上拉电阻与其他电阻配合实现分压，利用控制芯片3的A/D检测端获取到该电阻的电压变化来得知是否有发生断线情况。

输出模块2，包括第二控制开关21，该第二控制开关21连接于充电线的电源输出端口以及充电宝的VBUS输出端口之间，该第二控制开关21的一端与第一控制开关11的一端连接。该输出模块2主要为充电宝的充电线提供电能输出。

其中，该VBUS设置于充电宝的主板上，并与充电宝的电池、接地端GND组成供电回路，以实现充电宝的电源输出。

当充电宝与充电线连接时，控制芯片3通过获得检测模块1电压值的变化，可以判断是否出现断线情况。

控制芯片3，通过I/O端口与第一控制开关11以及第二控制开关21连接，以控制第一控制开关11、第二控制开关21的开闭；该控制开关包括上拉电平输出端，该上拉电平输出端连接至供电端与第二控制开关21之间。

具体的，上拉电平输出端与充电线的供电端Vout连接，可以通过连接至供电端的控制芯片3的上拉电平输出端Load_DET对供电端Vout进行弱上拉去识别负载接入。在充电线未接入终端时，第二控制开关21关闭，充电线的供电端处于悬空状态，供电端Vout的电平等于上拉电平；当负载接入时，接入负载的充电线的供电端Vout的电平会被负载拉低。控制芯片3的上拉电平输出端Load_DET检测电平的变化，实现充电线外部负载接入时的唤醒检测功能。。

该控制芯片3，可以是带A/D检测端以及I/O端口的MCU芯片，该MCU的型号可以采用本领域常见的MCU型号来进行控制，不同型号之间不影响本申请的技术效果实现。

若需要检测充电报的第二充电线是否断线，此时通过控制芯片3控制第一控制开关11以及第二控制开关21开启，利用电源输出端口的供电端为外部负载进行供电，然后通过控制芯片3的A/D检测端检测该检测模块11的电压情况，从而确定充电线是否出现断线情况。

在一些实施例中，当控制芯片3通过A/D检测端检测检测到断线，可以通过提醒组件进行提醒，例如通过LED灯进行亮灭控制，或者通过通讯接口将断线信息发送给其他终端，以起提醒作用。

请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的另一结构。

如图2所示，在一些实施例中，该充电宝可以包括两条充电线；该电源输出端口包括第一电源输出端口以及第二电源输出端口。其中，该第一电源输出端口为Type-C端口，该第二电源输出端口为Micro-B端口。该第一电源输出端口通过第一上拉电阻R1与A/D检测端连接，该第二电源输出端口通过第二上拉电阻R2与A/D检测端连接；第一上拉电阻R1与所述第二上拉电阻R2并联。该第一控制开关包括第一MOS管Q1，该第二控制开关包括第二MOS管Q2。

其中，该第一MOS管Q1的源极与第一分压电阻R3连接，该第一MOS管Q1的漏极与第一上拉电阻R1、第二上拉电阻R2连接，该第一MOS管Q1的栅极与第二控制开关连接，并与控制芯片的I/O1连接。利用第一MOS管Q1的控制能力，提高控制芯片对检测电路的开闭控制。

具体的，该第一上拉电阻R1以及第二上拉电阻R2并联的方式，利用在充电线处于断线状态时，检测因电阻值变化导致的不同分压电压值，可以判断是否出现断线的情况。具体的，该A/D检测端可以是同一个，也可以是两个，具体的数量可以依据实际需求而进行设计。

为了提高断线检测效果，在一实施例中，该第一上拉电阻R1、第二上拉电阻R2与同一所述A/D检测端连接，且第一上拉电阻R1的阻值与第二上拉电阻R2的阻值不同。

当两条充电线均没有断线时，第一上拉电阻R1与第二上拉电阻R2呈并联关系，并与第一分压电阻R3之间形成分压关系，此时A/D检测端检测到的电压值为V1；

当两条充电线的一条出现断线时，如第一充电线，则仅有第一上拉电阻R1与第一分压电阻R3之间形成分压关系，此时A/D检测端检测到的电压值为V2；

当两条充电线的另一条出现断线时，如第二充电线，则仅有第二上拉电阻R2与第一分压电阻R3之间形成分压关系，此时A/D检测端检测到的电压值为V3。

因第一上拉电阻R1的阻值与第二上拉电阻R2的阻值不同，所以V1、V2、V3均不相同，通过控制芯片所检测到的不同的电压值，可以判断具体是哪条线出现断线情况。

由上可知，本申请中的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，通过断线检测电路的检测模块及上拉电平输出端的配合，可以在确保具备断线检测功能的前提下实现负载接入自动唤醒功能。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路的再一结构。

如图3所示，在一实施例中，除了如图1所示的结构以外，还包括以下结构。

该第一MOS管Q1的漏极与上拉电阻之间设有第二分压电阻R4。该第二分压电阻R4可以对第一MOS管Q1进行ESD(Electro-Static discharge，静电释放)防护。

另外，在一实施例中，第二控制开关包括第二MOS管Q2以及开关三极管Q3。

该第二MOS管Q2的漏极与充电线的电源输出端口连接，该第二MOS管Q2的栅极与开关三极管Q3的集电极连接，该第二MOS管Q2的源极与充电宝的VBUS输出端口连接。该开关三极管Q3的集电极与第二MOS管Q2的栅极连接，该开关三极管Q3的发射极接地，该开关三极管Q3的基极与第一控制开关连接，并与控制芯片的I/O1连接。

具体的，该第二MOS管Q2的栅极与源极之间设有第一电阻。该第二MOS管Q2的栅极与开关三极管Q3的集电极之间设有第二电阻。

利用开关三极管Q3作为开关元件以控制第二MOS管Q2的通断，可以有效提高控制芯片对第二MOS管Q2的控制能力。

在如图3实施例的工作过程中，以安卓系统厂商的充电线为例，该充电宝包括两条充电线，其中该充电线的电源输出端可以包括Type-C端口以及Micro-B端口，该控制芯片为图中的MCU，当充电线的电源输出端口与外部负载连接时，此时可以包括以下情况：

1)该MCU的I/O1的连接端DSG_Ctrl切换为高电平，使开关三极管Q3和第一MOS管Q1同时导通。开关三极管Q3导通后，通过第一电阻R5和第二电阻R6对VBUS的分压将第二MOS管导通，给Type-C端口和Micro-B端口的供电端VOUT供电。第一上拉电阻R1和第二上拉电阻R2通过VOUT和DET端并联，与第一分压电阻R3、第二分压电阻R4对供电端VOUT的电压进行分压。MCU通过A/D检测端的连接端DET_AD检测到的不同电压值，判断Type-C端口和Micro-B端口的断线情况，具体如下：

1、当Type-C端口和Micro-B端口都没有断线时，A/D检测端检测到的电压V_{DET_AD}。

V_{DET_AD}＝V_OUT*R3/[R3+R4+R1*R2/(R1+R2)]；

2、当Type-C端口断线，但Micro-B端口没有断线时，A/D检测端检测到的电压为V_{DET_AD}。

V_{DET_AD}＝V_OUT*R3/[R3+R4+R2]；

3、当Micro-B端口断线，但Type-C端口没有断线时，A/D检测端检测到的电压为V_{DET_AD}；

V_{DET_AD}＝V_OUT*R3/[R3+R4+R1]；

4、当Type-C端口和Micro-B端口都断线时，A/D检测端检测到的电压为V_{DET_AD}；

V_{DET_AD}＝0；

2)在平常待机时，MCU控制I/O1关闭第二MOS管Q2，此时V_OUT端悬空，MCU通过上拉电平输出端Load_DET内部上拉电平的方式或者使用充电管理IC的输出检测口(本图未画出)检测负载接入。负载未接入时，供电端V_OUT电平等于上拉电平，当负载接入后，上拉电平输出端Load_DET的弱上拉电平被拉低，MCU的上拉电平输出端Load_DET检测到电平变化，控制I/O1打开第二MOS管Q2，对负载进行放电(即对终端进行充电)。

由上可知，本申请中的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，通过断线检测电路的检测模块及上拉电平输出端的配合，可以在确保具备断线检测功能的前提下实现负载接入自动唤醒功能。

请参阅图4，图中示出了本申请实施例提供的充电宝的结构。

在本申请中，该充电宝包括至少一条充电线，该充电线与充电宝之间不可拆卸连接。

该充电线的端口中集成了电源输出端口。

如图4所示，该充电宝，可以是共享充电宝，包括电源、充电线以及断线检测电路。

其中，该电源可以是可重复充放电的电池，如锂电池、镍氢电池等，本申请对具体的电池种类不进行限定。

该充电线包括至少一条，充电线与电源电连接，集成有电源输出端口。其中，该电源输出端口可以与终端连接并为其提供电能或进行数据传输等功能。该充电线的端口可以是如智能手机、智能平板电脑等采用Type-C协议和/或Micro-B协议的端口。

该断线检测电路，连接于电源与充电线之间。该断线检测电路可以是如图1-3所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，具体的结构及功能实现可以参考如图1-3所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，本申请在此不再赘述。

由上可知，本申请中的具有负载接入自动唤醒功能的充电宝，通过断线检测电路的检测模块及上拉电平输出端的配合，可以在确保具备断线检测功能的前提下实现负载接入自动唤醒功能。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于，所述断线检测电路应用于充电宝中，所述充电宝包括至少一条充电线，所述充电线包括电源输出端口，所述电路包括：

检测模块，包括至少一个上拉电阻以及第一控制开关；所述上拉电阻的一端与所述电源输出端口的供电端连接，另一端经所述第一控制开关与控制芯片的A/D检测端连接；所述A/D检测端与所述第一控制开关之间通过第一分压电阻接地；

输出模块，包括第二控制开关，所述第二控制开关连接于所述供电端以及所述充电宝的VBUS输出端口之间；以及

控制芯片，通过I/O1与所述第一控制开关以及第二控制开关连接，以控制所述第一控制开关、第二控制开关的开闭；所述控制开关包括上拉电平输出端，所述上拉电平输出端连接至所述供电端与所述第二控制开关之间。

2.如权利要求1所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于：

所述充电宝包括两条充电线；

所述电源输出端口包括第一电源输出端口以及第二电源输出端口；

所述第一电源输出端口通过第一上拉电阻与所述A/D检测端连接，

所述第二电源输出端口通过第二上拉电阻与所述A/D检测端连接；

所述第一上拉电阻与所述第二上拉电阻并联。

3.如权利要求2所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于，所述第一上拉电阻、所述第二上拉电阻与同一所述A/D检测端连接，且所述第一上拉电阻的阻值与所述第二上拉电阻的阻值不同。

4.如权利要求1或2所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于，所述第一控制开关包括第一MOS管；

所述第一MOS管的源极与所述第一分压电阻连接，所述第一MOS管的漏与所述上拉电阻连接，所述第一MOS管的栅极与所述第二控制开关连接，并与所述控制芯片的I/O1连接。

5.如权利要求4所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于，所述第一MOS管的漏极与所述上拉电阻之间设有第二分压电阻。

6.如权利要求1或2所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于，所述第二控制开关包括：

第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与开关三极管的集电极连接，所述第二MOS管的源极与所述充电宝的VBUS输出端口连接；以及

开关三极管，所述开关三极管的集电极与所述第二MOS管的栅极连接，所述开关三极管的发射极接地，所述开关三极管的基极与所述第一控制开关连接，并与所述控制芯片的I/O1连接。

7.如权利要求6所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路，其特征在于：

所述第二MOS管的栅极与源极之间设有第一电阻；

所述第二MOS管的栅极与所述开关三极管的集电极之间设有第二电阻。

8.一种充电宝，其特征在于，包括：

电源；

至少一条充电线，与所述电源电连接，集成有协议端口及电源输出端口；以及

连接于所述电源与充电线之间的断线检测电路；

其中，所述断线检测电路为如权利要求1-7任意一项所述的具有负载接入自动唤醒功能的断线检测电路。

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