CN217590243U - 过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质，该过压保护电路包括：输入端检测电路，包括第一开关和两个电阻，第一开关接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通；两个电阻分别与第一开关连接，通过控制两个电阻的分压来调节预设导通电压；输出控制电路，包括第二开关和第三开关，并在两个开关均导通时向充电设备输出较高的第一电压；在第二开关断开且第三开关导通时向充电设备输出较低的第二电压；微处理单元，分别与输入端检测电路和输出控制电路连接，控制第二开关和第三开关的通断导通；并能够与充电设备通信，用于对充电设备进行快充认证。本申请可使得快充线材的成本更低、体积更小，精度更高。

Description

过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质

技术领域

本申请属于数据线技术领域，具体涉及一种过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质。

背景技术

在快充线材中，通常情况下，适配器提供的正常待机电压和普通充电电压都是5V。在确认进行快充后，适配器才会向被充电设备(如手机、平板电脑、智能手表、智能家电等移动终端)提供比5V更大的电压，例如9V，12V，15V，20V，被充设备也才进行接收比5V更大电压的准备。

为了防止在没有确认快充之前，或没有命令交互的情况下，适配器异常供电，或者其他原因的电压突然升高，以保护被充电设备，需要在快充线材中加进行过压保护设计。

现有的过压保护设计方案中，会用到比较器、AD(模拟信号转换为数字信号)元件等成本较高的电子元件，来进行电压检测和快充认证，使得快充线材的成本也较高。且该些电子元件的体积通常较大，不能放入体积较小的充电线材内部。

发明内容

本申请提出一种过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质，可使得快充线材的成本更低、体积更小，精度更高。

本申请第一方面实施例提出了一种过压保护电路，应用于快充线材，包括：

输入端检测电路，包括第一开关、第一电阻和第二电阻，所述第一开关在接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通；所述第一电阻和所述第二电阻分别与所述第一开关连接，通过控制所述第一电阻和所述第二电阻的分压来调节所述预设导通电压；

输出控制电路，包括第二开关和第三开关，并在所述第二开关和所述第三开关均导通时向充电设备输出第一电压；在所述第二开关断开且所述第三开关导通时向充电设备输出第二电压；所述第二电压小于所述第一电压；

微处理单元，分别与所述输入端检测电路和所述输出控制电路连接，控制所述第二开关和第三开关的通断导通；并能够与所述充电设备通信，用于对所述充电设备进行快充认证。

在本申请一些实施例中，所述第一电阻的一端连接所述供电设备，另一端分别连接所述第二电阻和所述第一开关；

所述第二电阻的一端分别连接所述第一电阻和所述第一开关，另一端分别接地和连接所述第一开关；

所述第一开关接地。

在本申请一些实施例中，所述输入端检测电路还包括第三电阻、第四电阻及第五电阻；

所述第三电阻的一端分别连接所述第一电阻和所述第一所述供电设备，另一端分别连接所述第一开关和所述第四电阻；

所述第四电阻的一端分别连接所述第三电阻和所述第一开关，另一端分别连接所述第五电阻和所述微处理单元；

所述第五电阻的一端分别连接所述第四电阻和所述微处理单元，另一端接地。

在本申请一些实施例中，所述第一开关导通时，所述第一开关与所述供电设备连接的一端发生电平反转；

所述微处理单元通过检测所述第一开关与所述供电设备连接的一端是否发生电平反转，来检测所述第一开关是否导通。

在本申请一些实施例中，所述第一开关包括第一MOS管，所述第一MOS管的漏极分别连接所述第三电阻和所述第四电阻，所述第一MOS管的栅极分别连接所述第一电阻和所述第二电阻，所述第一MOS管的源极分别接地和连接所述第二电阻。

在本申请一些实施例中，所述第一开关还包括稳压管，所述稳压管与所述第一MOS管并联。

在本申请一些实施例中，所述第二开关和所述第三开关并联，且所述第二开关的输入端和所述第三开关的输入端均连接所述供电设备；所述第二开关的输出端和所述第三开关的输出端均连接所述充电设备。

在本申请一些实施例中，所述第二开关包括第二MOS管，所述第三开关包括第三MOS管，所述第二MOS管的源极和所述第三MOS管的源极分别连接所述供电设备，所述第二MOS管的漏极和所述第三MOS管的漏极分别连接所述充电设备，所述第二MOS管的栅极和所述第三MOS管的栅极分别连接所述微处理单元。

在本申请一些实施例中，所述输出控制电路还包括第四开关，所述第四开关的一端与所述第三开关连接，另一端接地；所述微处理单元通过控制所述第四开关的通断，来控制所述第三开关断开。

在本申请一些实施例中，所述第四开关包括第四MOS管，所述第四MOS管的栅极连接所述微处理单元，所述第四MOS管的漏极连接所述第三MOS管的栅极，所述第四MOS管的源极接地。

在本申请一些实施例中，所述第四开关还包括与所述MOS管并联的二极管，所述二极管的正极连接所述第四MOS的源极，所述二极管的负极连接所述第四MOS的漏极。

在本申请一些实施例中，所述输出控制电路还包括多个限流器件，各所述限流器件分别与所述第二开关、所述第三开关及所述第四开关串联。

本申请第二方面的实施例提供了另一种过压保护电路，应用于快充线材，包括：

输入端检测电路，包括电阻和第一开关，所述第一开关在接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通，所述电阻用于调节所述预设导通电压；

输出控制电路，包括第二开关和第三开关，并在所述第二开关和所述第三开关均导通时向充电设备输出第一电压；在所述第二开关断开且所述第三开关导通时向充电设备输出第二电压；所述第二电压小于所述第一电压；

微处理单元，分别与所述输入端检测电路和所述输出控制电路连接，控制所述第二开关和第三开关的通断导通；并能够与所述充电设备通信，用于对所述充电设备进行快充认证。

本申请第三方面的实施例提供了一种芯片，其上集成有第一方面或第二方面任一项所述的过压保护电路。

本申请第四方面的实施例提供了一种快充线材，包括第一方面或第二方面任一项所述的过压保护电路。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的过压保护电路，在快充命令认证通过时，才控制该过压保护电路整体导通。而在快充命令认证未通过，或者未进行快充命令认证时(第一开关未导通)，使该过压保护电路输出基本电压(5V)，避免此时向充电设备提供较高的电压，可以实现对充电设备的过压保护；且本实施例提供的过压保护电路，其输入端检测电路的第一开关在入的电压大于或等于预设导通电压(即门限电压)时自动导通，所以通过检测第一开关是否导通便可准确检测供电设备的供电电压是否达到门限电压，即通过引脚较少的开关和电阻便可实现对输入的供电电压的检测，无需成本较高、体积较大的比较器、模数转换器等器件，使得该过压保护电路的成本更低、体积更小。且通过两个电阻来调节第一开关的预设导通电压，可以精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的过压保护电路的框架示意图；

图2示出了本申请实施例提供的过压保护电路的电路原理示意图；

图3示出了本申请实施例中输入端检测电路的放大结构示意图；

图4示出了本申请实施例中输出端控制电路的放大结构示意图；

图5示出了本申请实施例中一种过压保护方法的流程示意图；

图6示出了本申请实施例中快充认证步骤的流程示意图；

图7示出了本申请实施例中另一种过压保护方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

下面结合附图来描述根据本申请实施例提出的一种过压保护电路、快充线材、芯片及存储介质。该过压保护电路应用于快充线材，在快充命令认证通过时，才控制该过压保护电路整体导通。而在快充命令认证未通过，或者未进行快充命令认证时，控制该过压保护电路整体断开，避免此时向充电设备提供较高的电压，可以实现对充电设备的过压保护。且本实施例提供的过压保护电路，通过的开关和电压调节器件便可实现对输入的供电电压的检测，无需成本较高、体积较大的比较器、模数转换器等器件，使得该过压保护电路的成本更低、体积更小。且通过两个电压调节器件来调节第一开关的预设导通电压，可以精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等。

实施例1

如图1所示，为本申请实施例提供的过压保护电路，应用于快充线材，包括输入端检测电路、输出控制电路及微处理单元。

其中，输入端检测电路包括第一开关、第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2，第一开关在接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通；第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2分别与第一开关连接，通过控制第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2的分压来调节预设导通电压。

输出控制电路包括第二开关和第三开关，并在第二开关和第三开关均导通时向充电设备输出第一电压；在第二开关断开且第三开关导通时向充电设备输出第二电压；第二电压小于第一电压。

微处理单元(MCU)与充电设备通信，分别与输入端检测电路和输出控制电路连接，控制第二开关和第三开关的通断导通；并能够与充电设备通信，用于对充电设备进行快充认证。并可以在快充认证通过时，控制第二开关导通；在快充认证未通过，且第一开关导通时，控制第三开关断开。

其中，预设导通电压即该过压保护电路的门电压，其通常为大于5伏的较高电压，如6V，6.3V，6.5V，7V等。第一电压通常为大于5V的高电压，例如9V，12V，20V等。第一电压通常为5V的基础电压，也可以为小于5V的低电压。本领域技术人员可根据需要对第一电压、第二电压和预设导通电压进行具体设定，本实施例对此不做具体限定。

上述供电设备可以为适配器、电脑、移动充电设备等电源产品。充电设备可以为手机、电子手表，平板电脑等移动终端设备。

本实施例提供的过压保护电路，在快充命令认证通过时，才控制该过压保护电路整体导通。而在快充命令认证未通过，或者未进行快充命令认证时(第一开关未导通)，使该过压保护电路输出基本电压(5V)，避免此时向充电设备提供较高的电压，可以实现对充电设备的过压保护；且本实施例提供的过压保护电路，其输入端检测电路的第一开关在输入的电压大于或等于预设导通电压(即门限电压)时自动导通，所以通过检测第一开关是否导通便可准确检测供电设备的供电电压是否达到门限电压，即通过引脚较少的开关和两个电压调节器件便可实现对输入的供电电压的检测，无需成本较高、体积较大的比较器、模数转换器等器件，使得该过压保护电路的成本更低、体积更小。且通过电压调节器件调节第一开关的预设导通电压，可以精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等。

本实施例可以在快充命令认证未通过，且第一开关导通时，控制第三开关断开，以切断该过压保护电路，对充电设备进行过压保护。

如图2(省略部分连接线及部件，具体可根据图中所示线路的标注，将相同标注的连接线进行连接，图中与Vin连接均可表示连接供电设备，与Vout连接均可表示连接充电设备)和图3所示，第一电压调节器件R1的一端连接供电设备，另一端分别连接第二电压调节器件R2和第一开关。第二电压调节器件R2的一端分别连接第一电压调节器件R1和第一开关，另一端分别接地和连接第一开关。且第一开关接地。

本实施中，第一开关分别和第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2构成两个并联的回路，且一个回路与供电设备连接，另一个回路接地，通过设置第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2，便可控制第一开关的预设导通电压，通过调节第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2的阻值，可精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等，也是该过压保护电路的门限电压。

进一步地，该输入端检测电路还包括第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5。其中，第三电压调节器件R3的一端分别连接第一电压调节器件R1和第一供电设备，另一端分别连接第一开关和第四电压调节器件R4。第四电压调节器件R4的一端分别连接第三电压调节器件R3和第一开关，另一端分别连接第五电压调节器件R5和微处理单元。第五电压调节器件R5的一端分别连接第四电压调节器件R4和微处理单元，另一端接地。

如图2和图3所示，在第一开关和供电设备之间还设有第三电压调节器件R3，第一开关和微处理单元之间还设有第四电压调节器件R4，且微处理单元和第四电压调节器件R4通过第五电压调节器件R5接地，如此，通过设置第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5，不仅可进一步对第一开关的导通电压进行调节，还可以对微处理单元检测到的电压进行调节，以提高微处理单元检测到的电压精度。

其中，第一电压调节器件R1、第二电压调节器件R2、第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5，均可以但不限于为电阻元件，只要能对第一开关的预设导通电压进行调节即可，例如，还可以是电容元件等具有一定电阻的元件。(以下第一电压调节器件R1、第二电压调节器件R2、第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5均以电阻元件为例进行说明)。

本实施例通过设置第一电阻R1和第二电阻R2，并将第一开关的第二引脚与第一电阻R1和第二电阻R2之间的连接线连接，使得第一开关分别与两个电阻构成两个并联的回路，通过设置第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，便可实现对预设导通电压的精确调整。实践证明，本实施例可根据第一电阻R1和第二电阻R2的阻值将预设导通电压的精度调整到0.2V以内。

在本申请一些实施方式中，第一开关连接供电设备的一端分别与上述第三电阻R3和微处理单元连接，第一开关导通时，第一开关连接供电设备的一端发生电平反转；微处理单元通过检测第一开关与供电设备连接的一端是否发生电平反转来检测第一开关是否导通，如此，微处理单元只需检测该第一开关与供电设备连接的一端是否发生电平反转，便可实现检测供电设备的供电电压是否达到门限电压，操作过程简单，更易于实现。

其中，电平反转可以是高电平转变为低电平，也可是低电平转变为高电平，本实施例对此不做具体限定。

具体地，如图2和图3所示，第一开关包括第一MOS管，第一MOS管的漏极分别连接第三电阻R3和第四电阻R4，第一MOS管的栅极分别连接第一电阻R1和第二电阻R2，第一MOS管的源极分别接地和连接第二电阻R2。

本实施例的第一开关采用第一MOS管，且第一MOS管的漏极连接第三电阻R3，而第三电阻R3连接供电设备连接，源极接地，栅极分别连接第一电阻R1和第二电阻R2，所以当供电设备提供的电压达到预设导通电压时，第一MOS管自动导通。此时，由于第一MOS管的源极接地，可以将第一MOS管的漏极拉低，从而使得与该端发生高电平到低电平的电平反转。如此，既可以实现开关功能，又能实现多端控制，以便于通过检测第一开关与供电设备连接的一端发生电平反转来实现过压点检测。且MOS管的引脚较少，可进一步减小该过压保护电路的体积，便于设置于更小的快充线材内。

具体地，以第一电压调节器件R1、第二电压调节器件R2、第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5均为电阻为例，本实施例不限定各电阻的具体阻值和数量。基于图2和图3所示的电路结构，第三电压调节器件R3与第一MOS管的漏极连接，不会影响第一MOS管的导通状态，其主要起到限流保护和降低能耗的作用当没有发生过压情况时(该过压保护电路整体导通)，假设预设导通电压为V0，则第一MOS管的漏极电压在0-V0之间变动。而微处理单元作为单片机，其IO口的耐受电压可能小于预设导通电压V0，当实际检测电压高于微处理单元的IO口耐受电压时，则可能会烧坏微处理单元。而本实施例设置第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5进行分压，可以降低微处理单元检测到额电压值，使微处理单元能够检测到其IO口的可耐受的电压，从而可以对微处理单元进行过电压保护，防止微处理单元被烧坏。

假设与第一MOS管的预设导通电压对应的Vin处电压(即供电设备提供的总电压)为VI，将此时第一MOS管的栅极相对源极的电压差(因为源极接地，即栅极电压)设置为VS，即第一MOS管的预设导通电压，也即门限电压，则基于图2和图3所示的电路结构，根据戴维南定理可以得处出：VS*(R1/(R1+R2))＝VI。如此，通过设置第一电压调节器件R1和第二电压调节器件R2的阻值，便可实现对第一MOS管门限电压的精度控制。

假设微处理单元可检测到的电平范围为V1～V2，假设供电设备提供的正常待机电压为VA，门限电压为VB，则基于图2和图3所示的电路结构，根据戴维南定理可以得处出：VA*(R5/(R4+R5))>V1，以及VB*(R5/(R4+R5))>V1。所以，可通过设置第三电压调节器件R3、第四电压调节器件R4及第五电压调节器件R5的各阻值，来调节微处理单元可检测到的电压，使其处于微处理单元可检测到的电平范围为V1～V2。

进一步地，第一开关还包括稳压管，稳压管与第一MOS管并联。通过设置稳压管，可以对第一开关进行保护，防止第一开关被击穿。

在另一些实施例中，第二开关和第三开关并联，且第二开关的输入端和第三开关的输入端均连接供电设备；第二开关的输出端和第三开关的输出端均连接充电设备。

本实施例将第二开关和第三开关并联，且第二开关为常开(断开)状态，只有当快充认证通过后才会打开。第三开关也为常闭(导通)状态，当快充认证未通过，即第二开关断开的情况下，可以向充电设备传输5V的基础电压。当快充认证未通过时，若供电设备提供的电压大于上述预设导通电压，则将第三开关断开，使该过压保护电路整体断开，从而对充电设备进行过压保护。

具体地，第二开关包括第二MOS管，第三开关包括第三MOS管，第二MOS管的源极和第三MOS管的源极分别连接供电设备，第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极分别连接充电设备，第二MOS管的栅极和第三MOS管的栅极分别连接微处理单元。

与第一开关的设置类似，将第二开关和第三开关也均设置为MOS管，既可以实现开关功能，又能实现多端控制，且MOS管的引脚较少，可进一步减小该过压保护电路的体积，便于设置于更小的快充线材内。

在另一些实施例中，输出控制电路还包括第四开关，第四开关的一端与第三开关连接，另一端接地；微处理单元通过控制第四开关导通，来拉高第三开关的使能电平，使第三开关断开。这里默认第三开关在低电平时导通，本实施例也可默认第三开关在高电平时导通，则需控制第四开关断开来控制第三开关断开，从而拉低第三开关的使能电平，使第三开关断开。

如图2和图4所示，当微处理单元检测到快充命令未通过，而供电电压Vin超过预设导通电压的门限电压时，将控制switch2点拉低，使第四开关的脚3出电压升高，从而把第三开关的脚1处拉高，使第三开关截止，从而关断充电系统Vin到Vout的小电阻通路，此时第二开关也断开(第二开关是常断开状态)，即切断该过压保护电路，可保护整个充电系统及充电设备。当检测到门限电压恢复到预设导通电压以下时，将控制switch2点拉高，使第四开关导通，使得第三开关的1处拉低，使第三开关导通，恢复小电流通路，保证正常充电(不是快充)功能。

具体地，第四开关包括第四MOS管，第四MOS管的栅极(脚1)连接微处理单元，第四MOS管的漏极(脚3)连接第三MOS管的栅极，第四MOS管的源极(脚2)接地。

在本实施例中，第四MOS管具体可以为NMOS管，微处理单元控制switch2点拉低，则第四MOS管的栅极电压降低，使第四MOS管截止，把第三开关的脚1处拉高，使第三开关截止，从而关断充电系统Vin到Vout的小电阻通路，此时第二开关也断开(第二开关是常断开状态)，即切断该过压保护电路，可保护整个充电系统及充电设备。且与第一开关的设置类似，将第四开关也均设置为MOS管，既可以实现开关功能，又能实现多端控制，且MOS管的引脚较少，可进一步减小该过压保护电路的体积，便于设置于更小的快充线材内。

在另一些实施例中，第四开关还包括与MOS管并联的二极管，二极管的正极连接第四MOS的源极，二极管的负极连接第四MOS的漏极。通过设置二极管，当输出电压过高时，可以是将二极管反向击穿，将多余电荷接地，从而可以对充电设备进行过高压保护，防止充电设备被烧坏。

可以理解的是，上述各MOS管的连接方式仅是本实施例的较佳实施方式，本实施例并不以此为限，也不限定各MOS管是PMOS管还是NMOS管，只要能实现各开关的上述关断功能即可。

在另一些实施例中，输出控制电路还包括多个限流器件，各限流器件分别与第二开关、第三开关及第四开关串联，并分别连接供电设备。通过上设置多个限流器件，可以对压保护电路的电流进行调节，使得整体过压保护电路更加稳定。

另外，本实施例还可以包括如图2所示的输入端连接端子、输出端连接端子，以及微处理单元的供电电源等辅助元器件。

需要说明的是，本实施例中该过压保护电路的各元件连接供电设备或充电设备，实际可理解为用于连接供电设备或充电设备，其可不表示实际连接状态，且可表示与快充线材上连接供电设备或充电设备的连接端子连接。

在另一些实施例中，微处理单元在快充认证通过时，向第二开关发送导通信号，控制第二开关导通；在快充认证未通过，且第一开关导通时，向第三开关发送断开信号，控制第三开关导通断开。

如图2和图4所示，本实施例中，第二开关处于常开(断开)状态，只有快充认证通过时，才向第二开关发送信号使第二开关导通。第三开关发通常为常闭(导通)状态，以能够实现基本的数据传输或普通充电功能，并且在快充认证未通过，且第一开关导通时，向第三开关发送断开信号，控制第三开关断开，如此，通过信号控制开关的通断，使得该过压保护电路的反应更加灵敏，且可减少电路的复杂度，更有利于实施操作。

如图4所示，本实施例中，可通过控制Mos_switch点断开来实现第二开关的常开状态，当快充认证通过时，可以控制Mos_switch点闭合，使第二开关导通。

在另一些实施例中，微处理单元根据接收到的第一认证命令，回复快充线材的基本信息，以验证快充线材的基本命令回复性能；微处理单元根据接收到的第二认证命令，导通或断开第一开关、第二开关及第三开关，以验证第一开关、第二开关及第三开关的受控性能；微处理单元根据接收到的第三认证数据，按照预设算法进行计算，并将计算结果发送至充电设备；微处理单元接收充电设备关于计算结果的反馈信息，并根据反馈信息确定快充认证是否通过。

其中，第一认证命令可主要包含线材的基本信息，如线材型号，生产信息等，MOS管与CC线路控制是否正常)。第二认证命令可包括各开关(MOS管)和总线(CC线路)的相关信息。第三验证数据可用来验证加密运算信息，以验证快充协议的交互。

实施例2

基于上述过压保护电路相同的构思，本实施例还提供另一种过压保护电路，应用于快充线材，包括：

输入端检测电路，包括电阻和第一开关，第一开关在接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通，电阻用于调节预设导通电压；

输出控制电路，包括第二开关和第三开关，并在第二开关和第三开关均导通时向充电设备输出第一电压；在第二开关断开且第三开关导通时向充电设备输出第二电压；第二电压小于第一电压；

微处理单元，与充电设备通信，对充电设备进行快充认证，并在快充认证通过时，控制第二开关导通；在快充认证未通过，且第一开关导通时，控制第三开关断开。

可以理解的是，上述实施例1中的各实施方式，即输入端检测电路、输出控制电路及微处理单元的各结构和处理逻辑，均同样应用于本实施例2，在此不再赘述。

本实施例提供的过压保护电路，在快充命令认证通过时，才控制该过压保护电路整体导通。而在快充命令认证未通过，或者未进行快充命令认证时(第一开关未导通)，使该过压保护电路输出基本电压(5V)，避免此时向充电设备提供较高的电压，可以实现对充电设备的过压保护；并在快充命令认证未通过，且第一开关导通时，控制第三开关断开，以切断该过压保护电路，对充电设备进行过压保护。且本实施例提供的过压保护电路，其输入端检测电路的第一开关在入的电压大于或等于预设导通电压(即门限电压)时自动导通，所以通过检测第一开关是否导通便可准确检测供电设备的供电电压是否达到门限电压，即通过引脚较少的开关和电阻便可实现对输入的供电电压的检测，无需成本较高、体积较大的比较器、模数转换器等器件，使得该过压保护电路的成本更低、体积更小。且通过电阻调节第一开关的预设导通电压，可以精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等。

实施例3

基于上述过压保护电路相同的构思，本实施例还提供一种过压保护方法，该方法应用上述的过压保护电路，如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1，对充电设备进行快充认证。

步骤S2，检测供电设备的供电电压。

步骤S3，在快充认证通过时控制第二开关导通，以向充电设备输出第一电压；在快充认证未通过，且第一开关导通时控制第三开关断开，以切断过压保护电路。

在实际应用中，USB系统的快充过程主要包括以下步骤：1)供电设备通过快充线材向充电设备发送充电能力包，包括充电电压，充电电流等信息；2)充电设备接收到能力包后进行选择，并通过快充线材将选择的电压电流挡位反馈给供电设备；3)供电设备收到充电设备选择后进行电压准备；4)供电设备开始供电，充电设备开始充电。

本实施例则应用于上述步骤2之后，快充电线材接收到充电设备选择的电压电流档位之后，微处理单元执行该过压保护方法，以实现对充电设备的过压保护。

lighting系统的快充认证过程如图6所示，主要包括第一认证命令回复(以验证快充线材的基本命令回复性能)、第二认证命令控制(验证第一开关、第二开关及第三开关的受控性能)及第三认证数据回复(确定快充认证是否通过)。

通常情况下，lighting线材通过SDQ线进行单线通信，第一认证命令的基本数据结构包括起始信号，bit0数据，bit1数据。

起始信号可以但不限于为：SDQ线电平拉低a时长后持续拉高。bit0数据可以但不限于为：SDQ线电平拉低b时长后拉高c时长。bit1数据可以但不限于为：SDQ线电平拉低d时长后拉高e时长。其中，a时长、b时长、c时长、d时长及e时长均可以为几微秒、十几微秒等。

第二认证命令具体可包括MOS控制命令，发送MOS控制命令的数据格式可以但不限于(数据格式不包括连接符)：A-B-C-D。其中，“A”为发送数据命令字，“B”为MOS与CC控制字节，“C”为要求反馈的数据长度，“D”为CRC校验字节。

该MOS控制命令的反馈数据的数据格式可以但不限于(数据格式不包括连接符)：E-F，其中，“E”为反馈数据命令字，“F”为CRC校验字节。

在上述认证命令成功之后，可在充电设备和供电设备之间建立通信，即进行握手，握手成功后实现MOS与CC控制字节功能，具体为，若字节第一指定位为高电平，表示打开MOS开关；若字节第一指定位为低电平，表示关闭MOS开关；若字节第二指定位为高电平，表示拉高CC线使充电头复位；若字节第二指定位为低电平，表示释放CC线。其中第一指定位和第二指定位可以为任意比特位，本实施例对此不做具体限定。

在该验证环节，充电设备会主动发送MOS打开关闭和CC拉高复位命令，以检查线材对应的控制功能，线材应该根据命令进行打开通路和关闭通路的操作。

充电设备和供电设备之间建立通信之后，供电设备可向充电设备发送获取芯片地址(CHIP_ID)命令。获取CHIP_ID命令表示确定属于哪一种型号的端子；同一型号的端子，CHIP_ID相同。

CHIP_ID命令的具体数据格式可以但不限于：M-N-P-Q，其中，“M”为发送数据命令字，“N”为命令分支选择，“P”为要求反馈的数据长度-1，“Q”为CRC校验字节。

充电设备接收到该CHIP_ID命令之后进行相应反馈，反馈数据的格式可以但不限于：LM’-N’-P’-Q’S，其中，“L”为反馈数据命令字，“M’-N’-P’-Q’”为CHIP_ID，“S”为CRC校验字节。

供电设备读取MTP[31-33]数据，便可获取唯一ID-SN命令。

在获取上述命令之后，可进行第三认证数据的认证，具体可以为，由充电设备发送一串随机数后，线材芯片(微处理单元)对收到的随机数进行特定算法的计算，并将计算结果值返回充电设备。充电设备接收到计算结果值之后，验证此结果是否符合特定算法规则，若符合则通过算法测试认证，否则认证失败。

如图6所示，为本申请实施例提供的另一过压保护方法的流程示意图，在供电电压大于或等于或超过电压门限时，切断该过压保护电路，断开充电设备和电源(供电设备)的连接，实现对充电设备的保护之后，可以继续进行快充命令验证，若快充命令验证通过，则解除过压保护机制(即打开第三开关)，进行快充模式。

需要说明的是，上述快充认证的过程及认证命令均只是本实施例的较佳实施方式，本实施例并不以此为限，只要是能实现快充认证的方式均属于本实施例的保护范围。

本实施例提供的过压保护方法，在快充命令认证通过时，才控制该过压保护电路整体导通。而在快充命令认证未通过，或者未进行快充命令认证时(第一开关未导通)，使该过压保护电路输出基本电压(5V)，避免此时向充电设备提供较高的电压，可以实现对充电设备的过压保护；并在快充命令认证未通过，且第一开关导通时，控制第三开关断开，以切断该过压保护电路，对充电设备进行过压保护。且本实施例提供的过压保护电路，其输入端检测电路的第一开关在入的电压大于或等于预设导通电压(即门限电压)时自动导通，所以通过检测第一开关是否导通便可准确检测供电设备的供电电压是否达到门限电压，即通过引脚较少的开关和电阻便可实现对输入的供电电压的检测，无需成本较高、体积较大的比较器、模数转换器等器件，使得该过压保护电路的成本更低、体积更小。且通过电阻调节第一开关的预设导通电压，可以精确该过压保护电路的过压点，从而可以自定义门限电压，以适配不同型号的线材单片机，以及被保护的充电设备，如手机，电子手表，平板电脑等。

实施例4

基于上述过压保护电路相同的构思，本实施例还提供一种芯片，其上集成有上述任一实施方式的过压保护电路。

本实施例提供的芯片，基于上述过压保护电路相同的构思，故至少能够实现上述过压保护电路能够实现的有益效果，在此不再赘述。

实施例5

基于上述过压保护电路相同的构思，本实施例还提供一种快充线材，包括上述任一项的过压保护电路。

本实施例提供的快充线材，基于上述过压保护电路相同的构思，故至少能够实现上述过压保护电路能够实现的有益效果，在此不再赘述。

实施例6

基于上述过压保护电路相同的构思，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行实现上述的方法。

该计算机可读存储介质例如可以为上述微处理单元的载体芯片。

本实施例提供的计算机可读存储介质，基于上述过压保护电路相同的构思，故至少能够实现上述过压保护电路能够实现的有益效果，在此不再赘述。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种过压保护电路，其特征在于，应用于快充线材，包括：

输入端检测电路，包括第一开关、第一电阻和第二电阻，所述第一开关在接入的供电电压大于或等于预设导通电压时导通；所述第一电阻和所述第二电阻分别与所述第一开关连接，通过控制所述第一电阻和所述第二电阻的分压来调节所述预设导通电压；

输出控制电路，包括第二开关和第三开关，并在所述第二开关和所述第三开关均导通时向充电设备输出第一电压；在所述第二开关断开且所述第三开关导通时向充电设备输出第二电压；所述第二电压小于所述第一电压；

微处理单元，分别与所述输入端检测电路和所述输出控制电路连接，控制所述第二开关和第三开关的通断导通；并能够与所述充电设备通信，用于对所述充电设备进行快充认证。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电阻的一端连接供电设备，另一端分别连接所述第二电阻和所述第一开关；

所述第二电阻的一端分别连接所述第一电阻和所述第一开关，另一端分别接地和连接所述第一开关；

所述第一开关接地。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输入端检测电路还包括第三电阻、第四电阻及第五电阻；

所述第三电阻的一端分别连接所述第一电阻和所述第一所述供电设备，另一端分别连接所述第一开关和所述第四电阻；

所述第四电阻的一端分别连接所述第三电阻和所述第一开关，另一端分别连接所述第五电阻和所述微处理单元；

所述第五电阻的一端分别连接所述第四电阻和所述微处理单元，另一端接地。

4.根据权利要求2或3所述的电路，其特征在于，所述第一开关导通时，所述第一开关与所述供电设备连接的一端发生电平反转；

所述微处理单元通过检测所述第一开关与所述供电设备连接的一端是否发生电平反转，来检测所述第一开关是否导通。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一开关包括第一MOS管，所述第一MOS管的漏极分别连接所述第三电阻和所述第四电阻，所述第一MOS管的栅极分别连接所述第一电阻和所述第二电阻，所述第一MOS管的源极分别接地和连接所述第二电阻。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一开关还包括稳压管，所述稳压管与所述第一MOS管并联。

7.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二开关和所述第三开关并联，且所述第二开关的输入端和所述第三开关的输入端均连接所述供电设备；所述第二开关的输出端和所述第三开关的输出端均连接所述充电设备。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二开关包括第二MOS管，所述第三开关包括第三MOS管，所述第二MOS管的源极和所述第三MOS管的源极分别连接所述供电设备，所述第二MOS管的漏极和所述第三MOS管的漏极分别连接所述充电设备，所述第二MOS管的栅极和所述第三MOS管的栅极分别连接所述微处理单元。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述输出控制电路还包括第四开关，所述第四开关的一端与所述第三开关连接，另一端接地；所述微处理单元通过控制所述第四开关的通断，来控制所述第三开关断开。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述第四开关包括第四MOS管，所述第四MOS管的栅极连接所述微处理单元，所述第四MOS管的漏极连接所述第三MOS管的栅极，所述第四MOS管的源极接地。

11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述第四开关还包括与所述MOS管并联的二极管，所述二极管的正极连接所述第四MOS的源极，所述二极管的负极连接所述第四MOS的漏极。

12.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述输出控制电路还包括多个限流器件，各所述限流器件分别与所述第二开关、所述第三开关及所述第四开关串联。

13.一种芯片，其特征在于，其上集成有权利要求1-12任一项所述的过压保护电路。

14.一种快充线材，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的过压保护电路。

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