CN220586153U - 一种可分配功率的智能插线板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种可分配功率的智能插线板，集成有多个输出接口，包括主控电路以及协议芯片，每个协议芯片至少连接一个输出接口；输出接口用于连接外部充电设备；协议芯片连接主控电路和输出接口中的信号线，用于通过信号线获取各个输出接口的功率信息，并根据主控电路的指令分配所处输出接口的功率；主控电路与各个协议芯片连接，用于实时监测各个协议芯片以获取功率信息，并根据功率信息以预设时间间隔向协议芯片发送分配功率的指令。本实用新型的智能插线板能够在不断充的情况下以实现多个输出接口的智能功率分配，确保设备负载均衡，满足多个充电设备的充电需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电领域，具体而言，涉及一种可分配功率的智能插线板。
背景技术
随着科技的发展和进步，各类电子产品也在不断的更新迭代，用户对电子设备的充电需求也日益丰富。插线板是人们日常生活中最常用到的电气元件，其能够完成电能交接，插线板的安全直接关系到用电安全。
插线板上集成有多个输出接口，每个输出接口上接入的设备不同，所需的功率也不同。由于每个输出接口之间不能互相沟通，无法输出相应功率，一旦抽取的功率过大，轻则使电源过热，重则烧毁损坏电源。并且当多个输出接口同时使用时，输出接口会中断2-3次后再恢复正常供电。
实用新型内容
针对现有技术中存在的弊端，提供了一种可分配功率的智能插线板，具体方案如下：
一种可分配功率的智能插线板，集成有多个输出接口，包括主控电路以及协议芯片，每个协议芯片至少连接一个输出接口；
所述输出接口用于连接外部充电设备；
所述协议芯片连接所述主控电路和输出接口中的信号线，用于通过所述信号线获取各个输出接口的功率信息，并根据所述主控电路的指令分配所处输出接口的功率；
所述主控电路与各个协议芯片连接，用于实时监测各个协议芯片以获取功率信息，并根据功率信息以预设时间间隔向协议芯片发送分配功率的指令。
在一个具体实施例中，所述功率信息包括外部充电设备的电流数据和电压数据。
在一个具体实施例中，所述输出接口包括USB Type-A接口、和/或USB Type-C接口、和/或Lightning接口。
在一个具体实施例中，所述信号线包括USB Type-C接口中的CC1+CC2信号线、USBType-A接口DPA+DMA信号线。
在一个具体实施例中，所述协议芯片分别连接第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和所述第二MOS管通过第三MOS管连接输出接口。
在一个具体实施例中，所述第一MOS管和所述第二MOS管相同，所述第一MOS管和所述第三MOS管不同。
在一个具体实施例中，还集成有两孔插孔和/或三孔插孔。
在一个具体实施例中，所述协议芯片通过所述第三MOS管连接一或两个输出接口。
在一个具体实施例中，所述主控电路中设置有用于计算和通信的CSU32P10芯片。
在一个具体实施例中，所述协议芯片为SW3516。
有益效果：本实用新型提供了一种可分配功率的智能插线板，借助协议芯片获取输出接口的功率信息，由主控电路根据功率信息进行数据处理，最终再由协议芯片分配功率信息，能够在不断充的情况下以实现多个输出接口的智能功率分配，确保设备负载均衡，满足多个充电设备的充电需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型实施例的智能插线板的模块图；
图2是本实用新型实施例的协议芯片电路示例图；
图3是本实用新型实施例的主控电路示意图；
图4是本实用新型实施例的双MOS管电路示例图；
图5是本实用新型实施例的MOS管连接两个输出接口示例图。
附图标记：1-主控电路；2-协议芯片；3-信号线；4-输出接口；5-外部充电设备。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
针对现有技术的不足，本实施例提供了一种可分配功率的智能插线板，借助协议芯片获取各个输出接口的功率信息并进行功率分配，由主控电路进行数据处理，以实现多个输出接口的智能功率分配。智能插线板的模块示意图如附图1所示，具体方案如下：
一种可分配功率的智能插线板，插线板上集成有多个输出接口4。输出接口4用于连接外部充电设备5，主要是USB接口。优选地，输出接口4包括但不限于任何一种已知的、且能获取充电设备信息的充电接口，如USB Type-A接口、USB Type-C接口、Lightning接口等。输出接口4囊括常见的充电接口，以提升智能插线板的通用性。
在一个优选例中，智能插线板上还集成有传统的充电插孔，如两孔插孔、三孔插孔等。其中，输出接口4之间能够实现功率分配，而插孔由于无法获取外部充电设备5的设备信息而无法进行功率分配。将输出接口4和插孔同时集成到智能插线板上，满足用户对不同设备的充电需求。
具体地，智能插线板包括主控电路1以及协议芯片2，协议芯片2至少连接一个输出接口4，主控电路1连接各个协议芯片2。通过协议芯片2获取输出接口4的功率信息，再通过主控电路1借助协议芯片2分配功率。当智能插线板上存在至少两种不同的外部充电设备5充电时，主控电路1会根据协议芯片2获取的电流数据、电压数据以及功率数据，通过协议芯片2分配输出接口4的功率。
当多个设备同时充电时，可能会存在设备负载不均衡的情况，如果插线板的分配机制不够智能，可能会导致某些设备断充。而在本实施例中，协议芯片2收到关于功率调节的指令后，通过内部的比较器自动调节，以此实现输出接口4的功率分配，因此无需在调节功率时进行断充。
优选地，本实施例选用的协议芯片2为SW3516，如附图2所示。SW3516是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，支持A+C口任意口快充输出，支持双口独立限流。它集成了5A高效率同步降压变换器，支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议，最大输出PD 100W，以及双口管理逻辑，可满足不同设备快速充电的需求。并且支持双口管理逻辑，可实现多个设备的同时充电。
其中，主控电路1作为智能插线板的控制核心，连接各个协议芯片2。主控电路1和协议芯片2之间是双向通信的关系，主控电路1借助各个协议芯片2获取输出接口4处的设备信息并进行功率分配。主控电路1可选用MCU等控制单元。示例性的，附图3展示了主控电路1的示例图，选用CSU32P10芯片作为核心控制芯片。CSU32P10是一种用于嵌入式系统中的微控制器单元(MCU)，可以执行各种数据计算和处理任务；内置高精度ADC，支持多种通信接口，如I2C、SPI等，可以与其他外部充电设备5进行数据交换和通信，并且具有低功耗的特点，可以在电池供电下运行，适用于各种便携式设备。
优选地，主控电路1实时监测各个协议芯片2以获取功率信息，并以预设时间间隔向协议芯片2发送分配功率的指令。实时监测各个协议芯片2，以便能够实时获取输出接口4的信息。并且每隔1分钟向各个协议芯片2发送功率分配指令，间隔时间越短则功率调节的频率越高，智能化越高，在保证充电速度的情况下，根据不同设备的需求提供最合适的充电电流和电压。
在本实施例中，协议芯片2借助输出接口4中的信号线3获取各个输出接口4的功率信息；信号线3主要用于识别设备的电源设备类型，包括USB Type-C接口中的CC1+CC2信号线、USB Type-A接口DPA+DMA信号线。在USB Type-C1中，CC1和CC2信号线用于识别设备的电源设备类型。而在USB Type-C2中，CC1和CC2信号线被用作配置通道信号，实现外部充电设备5的发现、配置和管理。此外，Type-C接口还支持一对D+和D-信号线(称为DPA和DMA)，用于提供USB 2.0数据传输功能。
优选地，协议芯片2分别连接第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管和第二MOS管通过第三MOS管连接输出接口4。第三MOS管可以连接一个输出接口4，也可以连接多个输出接口4。第一MOS管和第二MOS管可选用相同的晶体管结构，如SWT40N45，具体如附图4所示。SWT40N45是一个降压开关管，用于供电控制。它的导通电阻为4.5mΩ，最大占空比为100％，最大开关频率为500kHz，通常与电感、电容等元件一起使用，组成一个DC-DC转换器，用于将输入电压转换为所需的输出电压。当第三MOS管连接一个输出接口4时，也可选用SWT40N45。当第三MOS管连接两个输出接口4时，可选用AD30K35D3，具体如说明书附图5所示。AD30K35D3是一个双NMOS场效应管，具有30V的耐压能力和35mA的驱动能力，适用于各种数字和模拟应用，如电机驱动、电源开关和电池管理，可通过栅极电压控制漏极和源极之间的导通和关断，从而实现电流控制和电压控制。
本实用新型提供了一种可分配功率的智能插线板，借助协议芯片获取输出接口的功率信息，由主控电路根据功率信息进行数据处理，最终再由协议芯片分配功率信息，能够在不断充的情况下以实现多个输出接口的智能功率分配，确保设备负载均衡，满足多个充电设备的充电需求。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种可分配功率的智能插线板，其特征在于，集成有多个输出接口，包括主控电路以及协议芯片，每个协议芯片至少连接一个输出接口；
所述输出接口用于连接外部充电设备；
所述协议芯片连接所述主控电路和输出接口中的信号线，用于通过所述信号线获取各个输出接口的功率信息，并根据所述主控电路的指令分配所处输出接口的功率；
所述主控电路与各个协议芯片连接，用于实时监测各个协议芯片以获取功率信息，并根据功率信息以预设时间间隔向协议芯片发送分配功率的指令。
2.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，所述功率信息包括外部充电设备的电流数据和电压数据。
3.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，所述输出接口包括USB Type-A接口、和/或USB Type-C接口、和/或Lightning接口。
4.根据权利要求3所述的智能插线板，其特征在于，所述信号线包括USB Type-C接口中的CC1+CC2信号线、USB Type-A接口DPA+DMA信号线。
5.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，所述协议芯片分别连接第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和所述第二MOS管通过第三MOS管连接输出接口。
6.根据权利要求5所述的智能插线板，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管相同，所述第一MOS管和所述第三MOS管不同。
7.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，还集成有两孔插孔和/或三孔插孔。
8.根据权利要求5所述的智能插线板，其特征在于，所述协议芯片通过所述第三MOS管连接一或两个输出接口。
9.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，所述主控电路中设置有用于计算和通信的CSU32P10芯片。
10.根据权利要求1所述的智能插线板，其特征在于，所述协议芯片为SW3516。
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