CN218498860U - 一种多口快充充电电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多口快充充电电源，所述多口快充充电电源通过多个充电控制模块同步各自充电接口的状态，然后基于充电接口的状态控制光电耦合器的光耦信号变化，进一步控制交直流转换模块的输出电压，从而为相应的充电接口提供快充电压。其中，本实用新型只需一个光电耦合器，即多个充电控制模块共用一路光电耦合器的光耦信号便可实现多口快充，且无需通过额外的MCU进行充电接口的插拔监测以及对不同的接口状态进行功率分配，简化了电路结构以及功率分配流程。此外，本实用新型只需一个电压控制模块就可以实现多口快充，进一步简化了电路结构，大大降低了BOM成本。

Description

一种多口快充充电电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种多口快充充电电源。

背景技术

随着快充技术的普及，以及用户手中智能设备数量的增多，多口快充充电器已经成为了时下热门的充电配件。多口快充之所以受到消费者的青睐，是因为只需要一个充电适配器便可以同时为多个智能设备充电，为消费者带来了极大的便利。

在多口快充技术下，2C1A方案、2C方案(或者1C1A、2C2A等双口及以上方案)都是目前十分受市场青睐的多口方案。但是，实现2C1A方案或者2C方案的技术方法参差不一，且电路结构复杂，例如 CN215378538U，除了协议芯片外还需要MCU(微控制单元)和多个降压BUCK，或者需要两个及以上独立的 AC-DC模块(交流转直流模块)，或者需要两个及以上的OPTO(光电耦合器)才能实现，BOM(物料清单) 成本比较高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种多口快充充电电源，只需一个光电耦合器便可以实现多口快充，且无需借助MCU进行功率分配，大大降低了BOM成本。本实用新型的具体技术方案如下：

一种多口快充充电电源，包括交直流转换模块、光电耦合器和充电控制模块，若干充电控制模块之间相互连接，以同步各自的充电接口状态；若干充电控制模块共同连接至一个光电耦合器的一端，并基于充电接口状态控制光电耦合器的光耦信号变化；光电耦合器的另一端则连接至交直流转换模块，交直流转换模块根据光电耦合器的光耦信号变化改变输出电压，使充电接口输出快充电压。

进一步地，所述多口快充充电电源还包括电压控制模块，其与交直流转换模块连接，用于将所述交直流转换模块的输出电压转换成预设电压并提供给充电接口。

进一步地，所述充电控制模块包括主充电控制模块和从充电控制模块，其中，主充电控制模块和从充电控制模块均与电压控制模块连接，如果主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化，那么主充电控制模块输出控制信号使能电压控制模块以提供电压给从充电控制模块的充电接口。

进一步地，所述从充电控制模块通过第一MOS管与交直流转换模块连接，当第一MOS管打开时，交直流转换模块为从充电控制模块的充电接口提供电压，当第一MOS管关闭时，电压控制模块为从充电控制模块的充电接口提供电压。

进一步地，所述主充电控制模块与第一MOS管连接，当主充电控制模块使能电压控制模块时，通过第二驱动引脚发送控制信号关闭第一MOS管。

进一步地，所述从充电控制模块包括一区分主从的引脚，根据区分主从的引脚是否处于上拉状态来区分主充电控制模块和从充电控制模块。

进一步地，所述充电接口包括第一充电接口、第二充电接口和第三充电接口，其中，第一充电接口和第二充电接口与从充电控制模块连接，第三充电接口与主充电控制模块连接。

进一步地，所述第一充电接口为USB-C1接口，所述第二充电接口为USB-A接口，其中，USB-C1接口包括电源引脚、接地引脚、第一快充配置通道、第二快充配置通道、正数据引脚和负数据引脚，其中，电源引脚跟从充电控制模块的第二电压引脚连接，电源引脚通过第二MOS管跟电压控制模块的输出引脚连接，电源引脚通过第二MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第二MOS管由从充电控制模块的第一驱动引脚发送的控制信号进行控制，接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第一电流侦测引脚连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第二电流侦测引脚连接，第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟从充电控制模块相应的快充配置通道连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚连接，USB-A接口包括电源引脚、接地引脚、正数据引脚和负数据引脚，其中，电源引脚通过第三 MOS管跟电压控制模块的输出引脚连接，电源引脚通过第三MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第三MOS管由从充电控制模块的第二驱动引脚发送的控制信号进行控制，接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第三电流侦测引脚连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第四电流侦测引脚连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚连接。

进一步地，所述第三充电接口为USB-C2接口，其中，USB-C2接口包括电源引脚、接地引脚、第一快充配置通道、第二快充配置通道、正数据引脚和负数据引脚，其中，电源引脚跟主充电控制模块的第二电压引脚连接，电源引脚通过第四MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第四MOS管由主充电控制模块的第一驱动引脚发送的控制信号进行控制，接地引脚通过一电阻跟主充电控制模块的第一电流侦测引脚连接，接地引脚还跟主充电控制模块的第二电流侦测引脚连接，第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟主充电控制模块相应的快充配置通道连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟主充电控制模块相应的数据引脚连接。

进一步地，所述电压控制模块的数量为1个，电压控制模块包括输入引脚、使能引脚、接地引脚和输出引脚，其中，输入引脚跟交直流转换模块的输出引脚连接，使能引脚跟主充电控制模块上的IO口连接，输出引脚通过第二MOS管跟第一充电接口的电源引脚连接，输出引脚通过第三MOS管跟第二充电接口的电源引脚连接，输出引脚还跟一滤波电容的一端连接，该滤波电容的另一端跟接地引脚连接。

进一步地，所述光电耦合器的数量为1个，其输入端跟交直流转换模块的输出引脚连接、输出端分别跟主充电控制模块的光耦信号引脚和从充电控制模块的光耦信号引脚连接。

本实用新型的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型所述的多口快充充电电源通过多个充电控制模块同步各自充电接口的状态，然后基于充电接口的状态控制光电耦合器的光耦信号变化，进一步控制交直流转换模块的输出电压，从而为相应的充电接口提供快充电压。其中，本实用新型只需一个光电耦合器，即多个充电控制模块共用一路光电耦合器的光耦信号便可实现多口快充，且无需通过额外的MCU进行充电接口的插拔监测以及对不同的接口状态进行功率分配，简化了电路结构以及功率分配流程。此外，本实用新型只需一个电压控制模块就可以实现多口快充，进一步简化了电路结构，大大降低了BOM成本。

附图说明

图1为本实用新型另一种实施例所述多口快充充电电源的电路结构示意图。

图2为本实用新型一种实施例所述多口快充充电方法的流程图示意图。

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详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，以便不在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如在本申请中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

随着快充技术的普及，以及用户手中智能设备数量的增多，多口快充充电器已经成为了时下热门的充电配件。多口快充之所以受到消费者的青睐，是因为只需要一个充电适配器便可以同时为多个智能设备充电，为消费者带来了极大的便利。

在多口快充技术下，2C1A方案、2C方案(或者1C1A、2C2A等双口及以上方案)都是目前十分受市场青睐的多口方案。但是，实现2C1A方案或者2C方案的技术方法参差不一，且电路结构复杂，例如 CN215378538U，除了协议芯片外还需要MCU(微控制单元)和多个降压BUCK，或者需要两个及以上独立的 AC-DC模块(交流转直流模块)，或者需要两个及以上的OPTO(光电耦合器)才能实现，BOM(物料清单) 成本比较高。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种多口快充充电电源，只需一个光电耦合器便可以实现多口快充，且无需借助MCU进行功率分配，大大降低了BOM成本。如图1所示，本实用新型实施例提供一种多口快充充电电源，包括交直流转换模块、光电耦合器和充电控制模块，其中，若干充电控制模块之间相互连接，以同步各自的充电接口状态；若干充电控制模块共同连接至一个光电耦合器的一端，并基于充电接口状态控制光电耦合器的光耦信号变化；光电耦合器的另一端则连接至交直流转换模块，交直流转换模块根据光电耦合器的光耦信号变化改变输出电压，使充电接口输出快充电压。多口快充充电电源还包括电压控制模块，其与交直流转换模块连接，用于将所述交直流转换模块的输出电压转换成预设电压并提供给充电接口。其中，交直流转换模块用于将交流电转换为直流电，所述交流电为市电交流电。

所述充电控制模块包括主充电控制模块和从充电控制模块，其中，主充电控制模块和从充电控制模块均与电压控制模块连接，如果主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化，那么主充电控制模块输出控制信号使能电压控制模块以提供电压给从充电控制模块的充电接口。

需要注意的是，主充电控制模块和从充电控制模块可以集成在一颗快充协议芯片上，也可以是主充电控制模块集成在一颗快充协议芯片上，而从充电控制模块集成在另一颗快充协议芯片上。不变的是，主充电控制模块和从充电控制模块之间通过通信接口同步各自的充电接口状态。优选地，主充电控制模块和从充电控制模块采用一微星公司生产的CV656。

具体地，所述从充电控制模块通过第一MOS管与交直流转换模块连接，当第一MOS管打开时，交直流转换模块为从充电控制模块的充电接口提供电压，当第一MOS管关闭时，电压控制模块为从充电控制模块的充电接口提供电压。其中，从充电控制模块包括第一电压引脚VIN，交直流转换模块或电压控制模块通过该引脚为从充电控制模块提供工作电压。进一步地，主充电控制模块与第一MOS管连接，当主充电控制模块使能电压控制模块时，通过第二驱动引脚DRVA发送控制信号关闭第一MOS管。

所述从充电控制模块包括一区分主从的引脚，根据区分主从的引脚是否处于上拉状态来区分主充电控制模块和从充电控制模块。具体地，所述区分主从的引脚在电源初始化时被上拉，表示将具有该引脚的充电控制模块识别为从充电控制模块，而另一充电控制模块则识别为主充电控制模块。可选地，将从充电控制模块上的FB引脚(反馈环路的驱动输出端)充当GPIO口(通用输入输出口)用，当FB引脚为高电平时表示上拉，以区分主从。主充电控制模块和从充电控制模块之间能互相通信，但负责的内容不同。从充电控制模块主要是将自身的充电接口状态实时报告给主充电控制模块，而主充电控制模块则根据从充电控制模块的充电接口状态和自身的充电接口状态进行相应的操作。另外，主充电控制模块还具有管理电压控制电路的开关(即第一MOS管)等功能。作为一种实施方式，主充电控制模块和从充电控制模块通过复用 NTC/GPIO0IO口进行串口通信，无需通过额外的MCU进行充电接口的插拔监测以及对不同的接口状态进行功率分配，简化了电路结构以及功率分配流程。作为另一种实施方式，主充电控制模块和从充电控制模块之间通过I2C总线进行通信，或者通过单线协议发送固定脉冲的方式进行通信。

如图1所示，在本实施例中，所述充电接口包括第一充电接口、第二充电接口和第三充电接口，其中，第一充电接口和第二充电接口与从充电控制模块连接，第三充电接口与主充电控制模块连接。

作为其中一种实施方式，所述第一充电接口为USB-C1接口，所述第二充电接口为USB-A接口。其中， USB-C1接口包括电源引脚VBUS、接地引脚GND、第一快充配置通道CC1、第二快充配置通道CC2、正数据引脚D+和负数据引脚D-。

具体地，电源引脚跟从充电控制模块的第二电压引脚VBUS连接，第二电压引脚用于检测当前提供给第一充电接口的电压的大小，以判断是否过压或欠压。电源引脚通过第二MOS管跟电压控制模块的输出引脚VOUT连接，当第二MOS管打开且电压控制模块使能时，电压控制模块可为第一充电接口供电。电源引脚通过第二MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚VIN连接，当第二MOS管和第一MOS管同时打开时，交直流转换模块可为第一充电接口供电并且实现快充。该第二MOS管由从充电控制模块的第一驱动引脚DRV发送的控制信号进行控制。需要说明的是，从充电控制模块会先通过其第一电压引脚检测当前的电压是否满足第一充电接口所提供的申请电压，如果不满足，会进行一个调压过程，待稳压后再通过第一驱动引脚打开第二MOS管，以保证第一充电接口的正常充电。接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第一电流侦测引脚CSN连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第二电流侦测引脚CSP连接，以实现电流的侦测，保证充电安全。第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟从充电控制模块相应的快充配置通道 CC1和CC2连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚C连接，均用于与充电设备进行通信，比如获取充电设备所需的快充电压或快充功率，不同的快充协议使用不用的引脚进行通信，此处不赘述。

所述USB-A接口包括电源引脚VBUS、接地引脚GND、正数据引脚D+和负数据引脚D-。具体地，电源引脚通过第三MOS管跟电压控制模块的输出引脚连接，电源引脚通过第三MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第三MOS管由从充电控制模块的第二驱动引脚DRVA发送的控制信号进行控制。接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第三电流侦测引脚CSAN连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第四电流侦测引脚CSAP连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚DPA和DPM 连接。

作为其中一种实施方式，所述第三充电接口为USB-C2接口。其中，USB-C2接口包括电源引脚VBUS、接地引脚GND、第一快充配置通道CC1、第二快充配置通道CC2、正数据引脚D+和负数据引脚D-。

具体地，电源引脚跟主充电控制模块的第二电压引脚VBUS连接，电源引脚通过第四MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第四MOS管由主充电控制模块的第一驱动引脚DRV发送的控制信号进行控制，接地引脚通过一电阻跟主充电控制模块的第一电流侦测引脚CSN连接，接地引脚还跟主充电控制模块的第二电流侦测引脚CSP连接，第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟主充电控制模块相应的快充配置通道CC1和CC2连接，正数据引脚和负数据引脚分别跟主充电控制模块相应的数据引脚CC1和CC2连接。各个引脚的功能或使用方式与从充电控制模块上对应的引脚一致，不再赘述。

需要说明的是，在本实施例中，三个充电接口依次为USB-C1接口、USB-A接口和USB-C2接口，也就是所谓的2C1A方案。但是，本实用新型并不局限于2C1A方案，也可以应用于2C方案或者2C2A方案，USB-C 口可以替换成USB-A口，反之也可以，同时也可以适应性地改变充电接口的数量。为描述方便，下文将以 USB-C1接口、USB-A接口和USB-C2接口为例进行说明。

作为一种较优的实施方式，所述电压控制模块的数量为1个。电压控制模块包括输入引脚VIN、使能引脚EN、接地引脚GND和输出引脚VOUT。具体地，输入引脚跟交直流转换模块的输出引脚连接，使能引脚跟主充电控制模块上的IO口连接，输出引脚通过第二MOS管跟第一充电接口的电源引脚连接，输出引脚通过第三MOS管跟第二充电接口的电源引脚连接，输出引脚还跟一滤波电容的一端连接，该滤波电容的另一端跟接地引脚连接，滤波电容可使得电压控制模块输出的电压更加稳定。可选地，当电压控制模块为降压BUCK模块时，电压控制模块输出预设电压5V，即主充电控制模块在进行快充时，电压控制模块输出 5V电压给所述从充电控制模块。优选地，降压BUCK模块采用拓尔微公司生产的TIM2286。在本实用新型实施例中，只需要一个电压控制模块便可实现多口快充，简化了快充充电电路的结构，大大降低了BOM成本。需要说明的是，根据需要，电压控制模块也可以替换为升压BOOST模块或者升降压BUCK-BOOST模块。

作为一种较优的实施方式，所述光电耦合器的数量为1个，其输入端跟交直流转换模块的输出引脚连接、输出端分别跟主充电控制模块的光耦信号引脚(即OPTO引脚)和从充电控制模块的光耦信号引脚连接，主充电控制模块和从充电控制模块通过光电耦合器控制交直流转换模块的输出电压。光电耦合器是跨接在交直流转换模块中初级和次级之间的元器件(图1未示出光电耦合器的全部电路)，其产生的信号是从次级反馈到初级的关键信号，该信号可以控制交直流转换模块的输出电压。由于主充电控制模块和从充电控制模块共用一路光电耦合器的光耦信号，如果同时使用，充电控制模块均无法进行快充。也就是说，在同一时间，光电耦合器的光耦信号只能被一个充电控制模块使用。因此，充电控制模块需要根据充电接口情况决策光耦信号的控制权，只有获得光耦信号的控制权的充电控制模块才有进行快充的权利。

如图1所示，光电耦合器可简化为由一个发光LED和光敏晶体管(未示出，连接在交直流转换模块的初级和次级之间)组成。发光LED同时串联和并联了一个电阻，都用于调节发光LED的电流。当当前电压过高，流进光电耦合器的电流大，则发光LED越亮，反馈到光敏晶体管就电流越大，交直流转换模块就会控制初级的输出电压的占空比，使得电压变小；反之，当当前电压过低，流进所述光电耦合器的电流小，则发光LED越暗，反馈到光敏晶体管就电流越小，交直流转换模块就会控制初级的输出电压的占空比，使得电压变大。利用光电耦合器进行调压的基本思路如上，不再赘述。另外，光电耦合器还可以隔离高压，从而保护充电设备。优选地，光电耦合器采用亿光公司生产的EL1018。优选地，交直流转换模块的初级主控芯片采用安森美公司生产的NCP4306。本实用新型实施例只需一个光电耦合器即可实现多口快充，简化了电路结构，降低了BOM成本。

如图2所示，本实用新型实施例提供一种多口快充充电方法，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S1，若干充电控制模块之间同步各自的充电接口状态；

步骤S2，基于充电接口状态，充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化；

步骤S3，交直流转换模块根据光电耦合器的光耦信号变化改变输出电压，使充电接口输出快充电压。

在所述步骤S1中，充电控制模块包括主充电控制模块和从充电控制模块，充电控制模块之间通过通信接口同步各自的充电接口状态，其中，通信接口包括IO口或I2C总线中的任一项，或者，可以自定义通信方式，比如通过单线协议发送固定脉冲的方式进行通信。优选地，主充电控制模块与从充电控制模块每隔50ms同步一次充电接口状态。需要说明的是，在电路初始化过程中，当确认主充电控制模块和从充电控制模块后，默认主充电控制模块取得光耦信号的控制权。

在执行步骤S2的过程中，基于充电接口状态，充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化的具体方法包括：

步骤S21，主充电控制模块判断第一充电接口、第二充电接口和第三充电接口是否接入外接设备，如果第三充电接口接入充电设备，则进入步骤S22，如果第一充电接口或第二充电接口接入充电设备且第三充电接口没有接入充电设备，则进入步骤S23；

步骤S22，主充电控制模块接收光电耦合器的光耦信号，同时主充电控制模块比较交直流转换模块当前的输出电压与第三充电接口所获取的充电设备的申请电压，基于电压比较结果，主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化；

步骤S23，主充电控制模块关闭其光耦信号引脚的使能，同时使得从充电控制模块打开其光耦信号引脚的使能，然后从充电控制模块比较交直流转换模块当前的输出电压与第一充电接口或第二充电接口所获取的充电设备的申请电压，基于电压比较结果，从充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化。

作为其中一种实施方式，在所述步骤S22或步骤S23中，基于电压比较结果，主充电控制模块或从充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化的具体方法包括：

当交直流转换模块当前的输出电压小于第三充电接口所获取的充电设备的申请电压时，主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变小，当交直流转换模块当前的输出电压大于第三充电接口所获取的充电设备的申请电压时，主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变大，当交直流转换模块当前的输出电压等于第三充电接口所获取的充电设备的申请电压时，主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号保持不变；或者，当交直流转换模块当前的输出电压小于第一充电接口或第二充电接口所获取的充电设备的申请电压时，从充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变小，当交直流转换模块当前的输出电压大于第一充电接口或第二充电接口所获取的充电设备的申请电压时，从充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变大，当交直流转换模块当前的输出电压等于第一充电接口或第二充电接口所获取的充电设备的申请电压时，从充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号保持不变。

具体地，以恒压环路(CVLoop)为例，如果第三充电接口接入充电设备且申请一个9V的电压(假设当前交直流转换模块的输出电压是5V)，主充电控制模块通过第一电压引脚检测来自交直流转换模块的输出电压，然后在当前电压小于充电设备申请的电压时，使得其与光电耦合器的导通被关闭。因此，光电耦合器的电流变小，流过发光LED的电流变小，反馈到光敏晶体管的电流也变小。进一步地，交直流转换模块输出比当前更大的电压，直到达到9V。然后主充电控制模块通过第一驱动引脚控制第四MOS管打开，使得交直流转换模块为第三充电接口提供快充电压。

作为其中一种实施方式，所述步骤S22还包括，在第三充电接口接入充电设备时，主充电控制模块发送控制信号打开电压控制模块的使能，同时关闭第一MOS管，以使得电压控制模块为从充电控制模块的充电接口提供电压。然后，主充电控制模块根据从充电控制模块的充电接口状态进行功率分配，如果第一充电接口和第二充电接口均空闲，则主充电控制模块根据第三充电接口所获取的充电设备的最大功率给第三充电接口分配功率，如果第一充电接口和第二充电接口任意一个接入充电设备或同时接入充电设备，则主充电控制模块降低分配给第三充电接口的功率。在本实施例中，主充电控制模块可以为第三充电接口分配的最大功率为65W，如果第一充电接口和第二充电接口连接有充电设备，则降至45W。

作为其中一种实施方式，所述步骤S23还包括，在第一充电接口或第二充电接口接入充电设备且第三充电接口没有接入充电设备时，主充电控制模块发送控制信号关闭电压控制模块的使能，同时打开第一MOS 管，以使得交直流转换模块为从充电控制模块的充电接口直接提供电压。然后，从充电控制模块根据其充电接口状态进行功率分配，如果只有第一充电接口或只有第二充电接口接入外接设备，则从充电控制模块根据第一充电接口或第二充电接口所获取的充电设备的最大功率给第一充电接口或第二充电接口分配功率，如果第一充电接口和第二充电接口均接入外接设备，则从充电控制模块给第一充电接口和第二充电接口分配预设功率。在本实施例中，当只有第一充电接口(USB-C1接口)接入充电设备时，最大功率支持 65W，当只有第二充电接口(USB-A接口)接入充电设备时，最大功率支持18W。特别的，当第一充电接口和第二充电接口均接入外接设备时，尽管从充电控制模块可以控制光电耦合器的光耦信号变化，但是由于两个接口的电压来源于同一路交直流转换模块，因此不支持快充，只能输出预设功率，比如5V3A，避免不支持快充的充电设备被损坏。需要说明的是，由于第三充电接口没有充电设备接入，因此此时主充电控制模块的功率可以不切换也不用进行电压控制。

与现有技术相比，本实用新型所述的多口快充充电电源通过多个充电控制模块同步各自充电接口的状态，然后基于充电接口的状态控制光电耦合器的光耦信号变化，进一步控制交直流转换模块的输出电压，从而为相应的充电接口提供快充电压。其中，本实用新型只需一个光电耦合器，即多个充电控制模块共用一路光电耦合器的光耦信号便可实现多口快充，且无需通过额外的MCU进行充电接口的插拔监测以及对不同的接口状态进行功率分配，简化了电路结构以及功率分配流程。此外，本实用新型只需一个电压控制模块就可以实现多口快充，进一步简化了电路结构，大大降低了BOM成本。

显然，上述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，各个实施例之间的技术方案可以相互结合。此外，如果实施例中出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等术语，其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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果实施例中出现“第一”、“第二”、“第三”等术语，是为了便于相关特征的区分，不能理解为指示或暗示其相对重要性、次序的先后或者技术特征的数量。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多口快充充电电源，包括交直流转换模块、光电耦合器和充电控制模块，其特征在于：

若干充电控制模块之间相互连接，以同步各自的充电接口状态；

若干充电控制模块共同连接至一个光电耦合器的一端，并基于充电接口状态控制光电耦合器的光耦信号变化；

光电耦合器的另一端则连接至交直流转换模块，交直流转换模块根据光电耦合器的光耦信号变化改变输出电压，使充电接口输出快充电压。

2.根据权利要求1所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述多口快充充电电源还包括电压控制模块，其与交直流转换模块连接，用于将所述交直流转换模块的输出电压转换成预设电压并提供给充电接口。

3.根据权利要求2所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述充电控制模块包括主充电控制模块和从充电控制模块，其中，主充电控制模块和从充电控制模块均与电压控制模块连接，如果主充电控制模块控制光电耦合器的光耦信号变化，那么主充电控制模块输出控制信号使能电压控制模块以提供电压给从充电控制模块的充电接口。

4.根据权利要求3所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述从充电控制模块通过第一MOS管与交直流转换模块连接，当第一MOS管打开时，交直流转换模块为从充电控制模块的充电接口提供电压，当第一MOS管关闭时，电压控制模块为从充电控制模块的充电接口提供电压。

5.根据权利要求4所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述主充电控制模块与第一MOS管连接，当主充电控制模块使能电压控制模块时，通过第二驱动引脚发送控制信号关闭第一MOS管。

6.根据权利要求3所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述从充电控制模块包括一区分主从的引脚，根据区分主从的引脚是否处于上拉状态来区分主充电控制模块和从充电控制模块。

7.根据权利要求6所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述充电接口包括第一充电接口、第二充电接口和第三充电接口，其中，第一充电接口和第二充电接口与从充电控制模块连接，第三充电接口与主充电控制模块连接。

8.根据权利要求7所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述第一充电接口为USB-C1接口，所述第二充电接口为USB-A接口，其中，

USB-C1接口包括电源引脚、接地引脚、第一快充配置通道、第二快充配置通道、正数据引脚和负数据引脚，其中，

电源引脚跟从充电控制模块的第二电压引脚连接，电源引脚通过第二MOS管跟电压控制模块的输出引脚连接，电源引脚通过第二MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第二MOS管由从充电控制模块的第一驱动引脚发送的控制信号进行控制，

接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第一电流侦测引脚连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第二电流侦测引脚连接，

第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟从充电控制模块相应的快充配置通道连接，

正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚连接，

USB-A接口包括电源引脚、接地引脚、正数据引脚和负数据引脚，其中，

电源引脚通过第三MOS管跟电压控制模块的输出引脚连接，电源引脚通过第三MOS管和第一MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第三MOS管由从充电控制模块的第二驱动引脚发送的控制信号进行控制，

接地引脚通过一电阻跟从充电控制模块的第三电流侦测引脚连接，接地引脚还跟从充电控制模块的第四电流侦测引脚连接，

正数据引脚和负数据引脚分别跟从充电控制模块相应的数据引脚连接。

9.根据权利要求7所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述第三充电接口为USB-C2接口，其中，

USB-C2接口包括电源引脚、接地引脚、第一快充配置通道、第二快充配置通道、正数据引脚和负数据引脚，其中，

电源引脚跟主充电控制模块的第二电压引脚连接，电源引脚通过第四MOS管跟交直流转换模块的输出引脚连接，该第四MOS管由主充电控制模块的第一驱动引脚发送的控制信号进行控制，

接地引脚通过一电阻跟主充电控制模块的第一电流侦测引脚连接，接地引脚还跟主充电控制模块的第二电流侦测引脚连接，

第一快充配置通道和第二快充配置通道分别跟主充电控制模块相应的快充配置通道连接，

正数据引脚和负数据引脚分别跟主充电控制模块相应的数据引脚连接。

10.根据权利要求8所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述电压控制模块的数量为1个，电压控制模块包括输入引脚、使能引脚、接地引脚和输出引脚，其中，

输入引脚跟交直流转换模块的输出引脚连接，

使能引脚跟主充电控制模块上的IO口连接，

输出引脚通过第二MOS管跟第一充电接口的电源引脚连接，输出引脚通过第三MOS管跟第二充电接口的电源引脚连接，输出引脚还跟一滤波电容的一端连接，该滤波电容的另一端跟接地引脚连接。

11.根据权利要求3所述的一种多口快充充电电源，其特征在于，所述光电耦合器的数量为1个，其输入端跟交直流转换模块的输出引脚连接、输出端分别跟主充电控制模块的光耦信号引脚和从充电控制模块的光耦信号引脚连接。

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