CN215009656U - 一种检测受电设备接入供电设备的电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种检测受电设备接入供电设备的电路，用于降低供电设备对受电设备的接入检测的难度。本申请实施例包括：控制器、电压输入端、第一充电开关、第二充电开关、第一充电接口和第二充电接口；电压输入端分别与第一充电开关、第二充电开关和控制器耦合；第一充电开关与控制器和第一充电接口的V2电压输出端连接；第二充电开关与控制器和第二充电接口的V3电压输出端连接；控制器设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与第一充电接口的V2电压输出端连接，控制器输入输出口IO1连接于电阻R2和二极管之间，控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。

Description

一种检测受电设备接入供电设备的电路

技术领域

本申请实施例涉及充电领域，尤其涉及一种检测受电设备接入供电设备的电路。

背景技术

近年来，随着受电设备日渐更新，受电设备的充电功能逐渐受到重视，尤其是受电设备的快充功能以及多口充电功能。快充是指能够缩短受电设备充电时间的充电方式，而多口充电功能是指一个充电器可连接多个线缆，为多个受电设备进行充电的充电方式。

当前随着Type-C接口的普及，市场上的充电接口出现Type-C、lightning和Micro并立的情况，市场上的充电线缆从单输入单输出衍生出为单输入多输出，即多口充电功能。拥有多口充电功能的供电设备在多受电设备进行同时充电时，可以根据每一个受电设备的请求充电能力为每一个充电接口提供对应的输出电压，以使得充电接口上的受电设备得到充电。

只有当多口充电功能的供电设备检测到受电设备接入时，才能根据受电设备的请求充电能力提供输出电压。但是，由于多口充电功能的供电设备通常需要设置充电类型的充电接口，不同的充电接口检测受电设备接入的方式不同，导致供电设备对受电设备的接入检测的难度增加。

实用新型内容

本申请实施例第一方面提供了一种检测受电设备接入供电设备的电路，其特征在于，包括：

控制器、电压输入端、第一充电开关、第二充电开关、第一充电接口和第二充电接口；

所述电压输入端分别与所述第一充电开关、第二充电开关和所述控制器耦合；

所述第一充电开关分别与所述控制器以及所述第一充电接口的V2电压输出端连接，所述第一充电开关用于连接待检测设备，并获取所述连接待检测设备发送的电信号；

所述第二充电开关分别与所述控制器以及所述第二充电接口的V3电压输出端连接；

所述控制器设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，所述控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与所述第一充电接口的V2电压输出端连接，所述控制器输入输出口IO1连接于所述电阻R2和所述二极管之间，所述控制器输出口IO2处于持续输出高电平状态，所述控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。

可选的，所述电路还包括通讯接口D+和通讯接口D-；

所述通讯接口D+与所述第一充电接口的D+端连接，所述通讯接口D-与所述第一充电接口的D-端连接。

可选的，所述电路还包括管脚CC1和管脚CC2；

所述管脚CC1与所述第一充电接口的CC1端连接，所述管脚CC2与所述第一充电接口的CC2端连接。

可选的，所述电路还包括控制器充电电流检测口IO3；

所述控制器充电电流检测口IO3与所述第一充电接口的充电电流检测端连接。

可选的，所述电压输入端还包括接地电容C1；

所述接地电容C1一端分别与所述第一充电开关、第二充电开关和所述控制器耦合，另一端接地。

可选的，所述控制器充电电流检测口IO3还包括电阻R1；

所述电阻R1一端与所述第一充电接口的充电电流检测端连接，另一端接地。

可选的，所述第一充电开关包括第一开关电阻和第一mos管。

可选的，所述第二充电开关包括第二开关电阻和第二mos管。

可选的，所述第一充电接口为Type-C接口、lightning接口或Micro接口。

可选的，所述Type-C接口包括Type-C线缆接口和Type-C端子接口。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本实施例中，电压输入端分别与第一充电开关、第二充电开关和控制器耦合，第一充电开关与控制器和第一充电接口的V2电压输出端连接，第二充电开关与控制器和第二充电接口的V3电压输出端连接，控制器设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与第一充电接口的V2电压输出端连接，控制器输入输出口IO1连接于电阻R2和二极管之间，控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。首先通过电路中的控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2获取供电设备的第一充电接口信息，由于控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态，在输入浮空检测状态下获取到的第一充电接口信息，可以用于判断供电设备的充电接口是否有目标受电设备从接入，若是有新的目标受电设备接入，则确定供电设备上正在进行充电的受电设备。再确定正在进行充电的受电设备与目标受电设备的请求充电能力，最后根据正在进行充电的受电设备与目标受电设备的请求充电能力为供电设备调整输出电压，并开启目标受电设备接入供电设备的充电接口所对应的充电开关。通过控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2来检测充电接口处是否存在电信号，在输入浮空检测状态下获取到的第一充电接口信息，可确定是否有受电设备接入，对于不同的充电接口都具有同样的检测效果，降低了供电设备对受电设备的接入检测的难度。

附图说明

图1为本申请实施例中检测受电设备接入供电设备的电路的一个实施例流程示意图；

图2为本申请实施例中检测受电设备接入供电设备的电路的另一个实施例流程示意图；

图3为本申请实施例中控制器输入输出口IO1的一个检测波形示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请中的附图，对申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种检测受电设备接入供电设备的电路，用于降低供电设备对受电设备的接入检测的难度。

请参阅图1至图2，本申请实施例提供了一种检测受电设备接入供电设备的电路，包括：

控制器1、电压输入端2、第一充电开关3、第二充电开关4、第一充电接口5和第二充电接口6；

所述电压输入端2分别与所述第一充电开关3、第二充电开关4和所述控制器1耦合；

所述第一充电开关2分别与所述控制器1以及所述第一充电接口5的V2电压输出端连接，所述第一充电开关2用于连接待检测设备7，并获取所述连接待检测设备7发送的电信号；

所述第二充电开关3分别与所述控制器1以及所述第二充电接口6的V3电压输出端连接；

所述控制器1设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，所述控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与所述第一充电接口的V2电压输出端连接，所述控制器输入输出口IO1连接于所述电阻R2和所述二极管之间，所述控制器输出口IO2处于持续输出高电平状态，所述控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态；

所述控制器1设置有通讯接口D+和通讯接口D-，所述通讯接口D+与所述第一充电接口的D+端连接，所述通讯接口D-与所述第一充电接口的D-端连接；

所述控制器1设置有管脚CC1和管脚CC2，所述管脚CC1与所述第一充电接口的CC1端连接，所述管脚CC2与所述第一充电接口的CC2端连接；

所述控制器1设置有控制器充电电流检测口IO3，所述控制器充电电流检测口IO3与所述第一充电接口的充电电流检测端连接。

图2中所仅有两个输出端，是为了方便描述其功能，理论上可存在两个以上的输出端。并且，为了描述接入检测的过程，仅对第一充电接口5描绘出通讯接口D+和通讯接口D-、管脚CC1和管脚CC2、控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2以及控制器充电电流检测口IO3。

下面对一种检测受电设备接入供电设备的电路的结构及其功能进行说明：

电压输入端2包括电压输入口V1和电容C1，电压输入端2主要用于根据控制器1的指示输入电压，以使得控制器1对输出电压进行调节。

充电开关3与充电开关4主要由电阻以及mos管组成，第一充电开关包括第一开关电阻和第一mos管，第二充电开关包括第二开关电阻和第二mos管，并且第一充电开关和第二充电开关都受到控制器1调节，主要用于在接入受电设备或拔出受电设备时进行接通与断开的功能。

充电接口5与充电接口6适配受电设备的充电口，主要通过受电设备的充电口获取信息，并通过控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2、通讯接口D+和通讯接口D-以及管脚CC1和管脚CC2等端口将电信号传输到控制器1中。

控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2是检测受点设备接入的结构，其中，控制器输出口IO2处于持续输出高电平状态，控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。在检测过程中，存在一个电阻Rz，Rz为充电线缆、受电设备或充电线缆线缆+受电设备的正负漏电流等效阻抗。而Lightning线材的Rz有特征值，通过这个Rz可计算产生一个检测电压范围，该检测电压范围可描述为VL1-lth与VL1-hth。在控制器输入输出口IO1在输入浮空检测模式下，未接受电设备时，所检测到的电压的范围会落在VL1-lth与VL1-hth上，当供电设备的充电接口5接入充电线缆与受电设备时，由于受电设备的接入，导致整个电路结构发了改变，控制器输入输出口IO1在输入浮空检测模式下，通过电压输入输出口V2测量到的电压，会大于VL1-hth或是小于VL1-lth，这时即可确定存在受电设备的接入。其中，大于VL1-hth或是小于VL1-lth取决于受电设备与充电接口5是否产生翻转。

请参考图3，图3为控制器输入输出口IO1的一个检测波形示意图，其检测原理如下：首先，在检测过程中，存在一个电阻Rz，电阻Rz为充电线缆、受电设备或充电线缆线缆+受电设备的正负漏电流等效阻抗。而Lightning线材的Rz有特征值，通过这个Rz可计算产生一个检测电压范围，该检测电压范围的上限与下限可描述为两个值VL1-lth与VL1-hth。在控制器输入输出口IO1在输入浮空检测模式下，未接受电设备时，所检测到的电压的范围会落在VL1-lth与VL1-hth的范围内，当供电设备的充电接口接入充电线缆与目标受电设备时，由于受电设备的接入，控制器输入输出口IO1在输入浮空检测模式下，测量到的电压，会大于VL1-hth或是小于VL1-lth，这时即可确定存在目标受电设备的接入。

通讯接口D+与通讯接口D-是作为检测受电设备是否符合快充协议的接口，即确定接入的受电设备是否能进行快充功能的服务。当通讯接口D+与通讯接口D-接收到充电接口5信息时，控制器1即可确定有受电设备可进行快充，直接确定当前接入的设备中必然存在受电设备而不是只有充电线缆。充电线缆不具备向通讯接口D+与通讯接口D-发送充电接口5信息的能力，只有受电设备将电信号通过充电线缆传输到通讯接口D+与通讯接口D-，控制器1根据通讯接口D+与通讯接口D-得到的电信号，确定当前有可进行快充的受电设备接入。请参考图1至图2，下面对供电设备通过通讯接口D+与通讯接口D-确定受电设备接入进行举例说明：

当用户将充电线缆与受电设备接到供电设备上时，供电设备首先默认将通讯接口D+与通讯接口D-短接，这样受电设备探测到供电设备类型是专用充电端口模式，此时默认输出5V电压，受电设备正常充电。如果受电设备支持快速充电协议，则受电设备开始在通讯接口D+上加载0.325V电压，并维持1.25S以上。当供电设备上的控制器1检测到到通讯接口D+上电压0.325V并维持超过1.25S后，供电设备断开通讯接口D+与通讯接口D-的短接，由于通讯接口D+与通讯接口D-断开，故通讯接口D-上的电压不在跟随通讯接口D+变化，此时电压开始下降。受电设备检测到通讯接口D-上的电压从0.325V开始下降并维持1ms以上时，则高电压充电端口开始读取快充功能电压值，如果是9000mv，则受电设备设置在通讯接口D+上电压为3.3V，通讯接口D-上电压为0.6V，若为5000mv，则受电设备设置通讯接口D+上电压为0.6V，通讯接口D-上电压为0V。供电设备检测到通讯接口D+和通讯接口D-上的电压后，控制器1就调整供电设备的输出电压。

管脚CC1和管脚CC2主要用于检测接入的设备是否进行了翻转，也可以对某些类型的充电线缆进行检测，进而检测受点设备。其原理如下：目前供电设备的接口多为Type-C、lightning和Micro三种，Type-C接口包括Type-C线缆接口和Type-C端子接口，下面以这三种接口为基础进行说明。对应上述接口的充电线缆可以划分为以下几种：不带Emarker IC的Type-C线缆、带Emarker IC的Type-C线缆和Type-C转Lightning线缆。其中，上述充电线缆或者受电设备CC下拉电阻设为R3与R4，固定阻值为5.1KΩ。通常供电设备中的管脚CC1和管脚CC2可以在连接R3或R4时，检测受电设备或充电线缆是否进行了翻转或是是否接入了受电设备。但是由于R3与R4既可以在充电线缆中，也可以在受电设备中，所以供电设备即使检测出R3或R4，也只能确认存在设备接入，而无法确定接入的设备是否为受电设备加充电线缆还是仅有充电线缆。由于仅靠R3与R4无法确定是否接入了受电设备，所以需要通过另一个信息进行进一步的判断——带Emaker IC的充电线缆有一个特征电阻R5，固定为1KΩ。当供电设备中的管脚CC1和管脚CC2检测到特征电阻R5时，即可确定当前接入的设备中存在充电线缆，而且该线缆为带Emaker IC的充电线缆，这时，若是管脚CC1和管脚CC2检测到R3与R4，即可确定R3与R4来自与受电设备而不是充电线缆，进而确定接入供电设备的充电接口5的设备存在受电设备。

控制器充电电流检测口IO3是供电设备上的一个电流检测口，用于检测在受电设备在充电过程中的充电电流。工作原理如下：当判定有受电设备设备进行充电时，在预设的时间内(例如5S)，如果控制器充电电流检测口IO3检测到的电流均小于最低电流阈值，可以确定当前的情况有两种，一是该充电接口5对应的受电设备充电完成，受电设备为了保护自身，使得充电电流受到受电设备的阻碍，这就使得充电电流降低；二是受电设备被外力移除，导致充电停止，进而导致充电电流下降。以上两种情况都可以当成被确定为受电设备结束充电。

本实施例中，电压输入端分别与第一充电开关、第二充电开关和控制器耦合，第一充电开关与控制器和第一充电接口的V2电压输出端连接，第二充电开关与控制器和第二充电接口的V3电压输出端连接，控制器设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与第一充电接口的V2电压输出端连接，控制器输入输出口IO1连接于电阻R2和二极管之间，控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。首先通过电路中的控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2获取供电设备的第一充电接口信息，由于控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态，在输入浮空检测状态下获取到的第一充电接口信息，可以用于判断供电设备的充电接口是否有目标受电设备从接入，若是有新的目标受电设备接入，则确定供电设备上正在进行充电的受电设备。再确定正在进行充电的受电设备与目标受电设备的请求充电能力，最后根据正在进行充电的受电设备与目标受电设备的请求充电能力为供电设备调整输出电压，并开启目标受电设备接入供电设备的充电接口所对应的充电开关。通过控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2来检测充电接口处是否存在电信号，在输入浮空检测状态下获取到的第一充电接口信息，可确定是否有受电设备接入，对于不同的充电接口都具有同样的检测效果，降低了供电设备对受电设备的接入检测的难度。

其次，还可以通过根据通讯接口D+与通讯接口D-得到的电信号，确定当前有可进行快充的受电设备接入，或是管脚CC1和管脚CC2主要用于检测接入的设备是否进行了翻转，也可以对某些类型的充电线缆进行检测，进而检测受点设备。多层度的增加了检测的方式，并且对于不同的充电接口都具有同样的检测效果，进一步降低了供电设备对受电设备的接入检测的难度。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种检测受电设备接入供电设备的电路，其特征在于，包括：

控制器、电压输入端、第一充电开关、第二充电开关、第一充电接口和第二充电接口；

所述电压输入端分别与所述第一充电开关、第二充电开关和所述控制器耦合；

所述第一充电开关分别与所述控制器以及所述第一充电接口的V2电压输出端连接，所述第一充电开关用于连接待检测设备，并获取所述连接待检测设备发送的电信号；

所述第二充电开关分别与所述控制器以及所述第二充电接口的V3电压输出端连接；

所述控制器设置有控制器输入输出口IO1和控制器输出口IO2，所述控制器输出口IO2依次与电阻R2以及二极管D1连接后，再与所述第一充电接口的V2电压输出端连接，所述控制器输入输出口IO1连接于所述电阻R2和所述二极管之间，所述控制器输出口IO2处于持续输出高电平状态，所述控制器输入输出口IO1处于输出高电平与输入浮空检测状态周期交替状态。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括通讯接口D+和通讯接口D-；

所述通讯接口D+与所述第一充电接口的D+端连接，所述通讯接口D-与所述第一充电接口的D-端连接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括管脚CC1和管脚CC2；

所述管脚CC1与所述第一充电接口的CC1端连接，所述管脚CC2与所述第一充电接口的CC2端连接。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括控制器充电电流检测口IO3；

所述控制器充电电流检测口IO3与所述第一充电接口的充电电流检测端连接。

5.根据权利要求1至4中任一项中所述的电路，其特征在于，所述电压输入端还包括接地电容C1；

所述接地电容C1一端分别与所述第一充电开关、第二充电开关和所述控制器耦合，另一端接地。

6.根据权利要求1至4中任一项中所述的电路，其特征在于，所述控制器充电电流检测口IO3还包括电阻R1；

所述电阻R1一端与所述第一充电接口的充电电流检测端连接，另一端接地。

7.根据权利要求1至4中任一项中所述的电路，其特征在于，所述第一充电开关包括第一开关电阻和第一mos管。

8.根据权利要求1至4中任一项中所述的电路，其特征在于，所述第二充电开关包括第二开关电阻和第二mos管。

9.根据权利要求1至4中任一项中所述的电路，其特征在于，所述第一充电接口为Type-C接口、lightning接口或Micro接口。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述Type-C接口包括Type-C线缆接口和Type-C端子接口。

Images