CN2833985Y - 便携式电子设备及其充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于通用串行总线迷你B(USBMINI－B)接口的充电装置。一种充电装置包括适配器，该适配器输入端接交流电，输出为直流充电电源；还包括至少为5针的USB MINI－B连接头，连接所述适配器的输出端，且充电电源正极与USB MINI－B连接头身份识别引脚相连，其负极与USB MINI－B连接头的地线引脚相连。本实用新型还提供一种配合该充电装置的便携式电子设备。另一种充电装置包括装配于便携式电子设备的USB MINI－B连接座和电源管理器；该连接座的USB电源引脚(VBUS)与该电源管理器的通用串行总线充电引脚(USB_CHARGE)相连接。本实用新型利用USB MINI－B接口向电子设备供电，可免去专设充电端口，对于实现电子设备的小型化有积极意义。

Description

便携式电子设备及其充电装置

技术领域

本实用新型涉及便携式电子设备充电技术，尤其是涉及利用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口的充电装置及便携式电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，轻便的便携式电子设备得到了广泛的应用，其体积不断减小，给使用者带来了很大的便利。

许多便携式电子设备都以充电电池作为电源，使用中经常需要充电。因此该类设备一般具有专用充电端口，适配器通过该端口对便携式电子设备内部的充电电池充电。

此外，便携式电子设备一般具有与其它电子设备进行数据交换的数据传输接口，其中通用串行总线USB(Universal Serial Bus)接口得到了普遍应用。USB接口是应用在PC领域的新型接口技术。这项技术连接方便，并具有支持高速的通信速率，独立供电等优势，因此得到了广泛应用。USB接口已经在PC机的多种外设上得到应用，包括扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器、输入设备等等。在移动终端中添加USB通信功能已成为一种趋势。

目前越来越多的电子设备向小型化发展，充电端口和数据传输接口占据的空间对小型化的影响显现出来。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型解决的技术问题是：提供一种便携式电子设备及其充电装置，可以去除便携式电子设备的专用充电端口，节省空间，为其体积进一步减小提供可能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的充电装置利用许多便携式电子设备具有的迷你B型通用串行总线接口(USB MINI B型接口)，使其兼作充电端口，以达到节省空间的目的。

虽然许多设备都采用USB接口，但是其形式并不相同。最常用的是MiniB型的USB连接器。这种USB连接器的特点是连接器所占空间较少，特别适合于数码相机、MP3等小型数码设备对空间的苛刻要求。该种USB接口又有多种形式，最常用的是5针式的连接器，该种接口包括+5V、D-、D+和Ground4根USB信号用线，其第四引脚为身份识别引脚ID，主要用于两个USB OTG(On-The-Go)设备通信时确认双方角色即主/从(Master/Slave)用的。对于非OTG设备，该身份识别引脚未用。所述OTG技术是两个USB接口间直接传送文件的规范。

其它还有5针以上的USB Mini B连接器，其各引脚功能和使用情况与5针式USB Mini B连接器相同，其多余引脚为屏蔽线或空置。由于目前大多数USB设备并非OTG设备，因此目前大多数Mini B型接口的身份识别引脚空置。

本实用新型提供的技术方案之一基于上述5针式USB-Mini B连接器，利用其空置的身份识别引脚实现利用USB-Mini B接口充电的功能。

该便携式电子设备的充电装置，包括适配器，其输入为交流电，输出为直流充电电源；还包括：

至少为5针的通用串行总线迷你B型连接头，连接所述适配器的输出端；其身份识别引脚连接所述直流充电电源正极，地线引脚连接所述直流充电电源负极。

配合上述充电装置的便携式电子设备，包括与所述通用串行总线迷你B型连接头相匹配的连接座，其身份识别引脚与该电子设备的充电端正极相连接，地线引脚与该电子设备的地线相连接。

所述的便携式电子设备的充电端是指该便携式电子设备的电源管理器的充电端。

所述的便携式电子设备的电源管理器检测到通用串行总线迷你B型连接头接入，且其身份识别引脚的电压大于其要求的充电门槛电压时，即可输出充电电流对设备电池充电。

所述的便携式电子设备的充电端正极也可以是指该便携式电子设备内部电池的正极。

本实用新型提供的另一技术方案基于USB-Mini B接口，利用其VBUS引脚与便携式电子设备的电源管理器相配合，实现利用USB-Mini B接口充电。

该便携式电子设备的充电装置，包括电源管理器，具有通用串行总线充电引脚(USB_CHARGE)和向电池提供充电电流的引脚；还包括通用串行总线迷你B型连接座，其电源引脚(VBUS)连接外部电源与所述电源管理器的通用串行总线充电引脚(USB_CHARGE)。

所述的便携式电子设备的电源管理器，检测到通用串行总线充电引脚电平大于其所要求的充电门槛电压时，其对外提供充电电源的引脚输出充电电源。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：使USB MINI-B接口作为通信接口的同时，作为充电端口。减少数码设备的端子数，有助于数码设备的小型化。

其中，本实用新型提供的利用VBUS引脚的充电装置还具有附带的效果，即USB MINI-B接口可在通信的同时进行充电，节省时间。

附图说明

图1是本实用新型基于5针以上USB MINI-B接口的充电装置的第一实施例的电路框图；

图2是本实用新型基于USB MINI-B接口的充电装置的第二实施例的电路框图。

具体实施方式

图1示出本实用新型提供的基于USB MINI-B接口的充电装置的第一实施例。

适配器110输入交流市电例如交流AC 220V，通过变压整流或其它方式，获得适当电压(例如为+5V或其它合适电压)的充电电流并通过导线输出。

USB MINI-B连接头120的身份识别引脚ID与适配器110输出的充电电压正极通过导线相连，其第5引脚地线GND与所述充电电压负极通过导线相连。

安装于便携式电子设备的USB MINI-B连接座130与上述连接头120插配使用。其身份识别引脚ID接该便携式电子设备内的电源管理器140的适配器充电端AC，其地线GND与该便携式电子设备的地线相连接。该连接座130的其它引脚按用于数据传输的USB MINI-B接口要求连接。

该连接座130与适配器的USB MINI-B连接头120插配时，适配器110可对该设备充电。该连接座30与其它电子设备例如计算机的USB接口(图未示)通过数据线进行插配时，用于数据交换。

电源管理器是手机及其它一些便携式电子设备通用器件，本实用新型只涉及电源管理器充电管理部分140，其功能是对充电过程进行控制。其将AC_CHARGE或USB_CHARGE端输入的电压变换为合适的充电电流，按预处理阶段(小电流充电)、电流调节阶段(大电流恒流充电)、电压调节阶段(电流衰减恒压充电)对电池充电。本实施例中，适配器充电端AC_CHARGE接收来自适配器110的电压，当该电压高于预设的门槛电压时，其输出端VBATA及VBATB输出充电电流VBAT，对电池充电。

TS管脚为电池温度检测输入端，与电池温度检测端连接，检测电池温度。

ISET管脚为外部充电电流设置电阻连接端，其外接电阻R1，用于适配器充电时调节外部充电电流。

nPG管脚用于表明有效电压(如大于电池电压100mV的电压)已加于电源管理器充电管理部分140的AC_CHARGE或USB_CHARGE端。此时可以配置nPG管脚，来控制D1发光的不同状态，用于提示充电进行状态。电阻R2为该二极管限流电阻。

电容C用于滤去充电电流中的交流成分。

J1为端子排。其端子1用于连接TS端与电池温度检测端；其端子2连接电源管理器充电电流输出端VBATA及VBATB与电池正极；端子3接电池负极与地。

充电时，所述USB MINI-B接口120与所述被充电设备USB MINI-B接口130插接。此时，适配器110提供的充电电压加于设备的电源管理器充电管理部分140的AC_CHARGE端，当该电压大于其充电门槛电压如+2.5V时，则由电源管理器充电管理部分140的电池充电端VBATA及VBATB输出充电电流，对电池充电。

以上仅为本实用新型用于具有电源管理器的数码设备时的使用方式，对于无电源管理器的低端手机，本实用新型亦可适用。此时可以将被充电设备USBMINI-B连接座的身份识别引脚ID应连接于设备内部充电电路输入端。

图2是本实用新型提供的基于USB MINI-B接口的充电装置的第二实施例。

被充电的便携式电子设备具有USB MINI-B连接座220，其内部微处理器230通过4个标准的USB信号端子USB_VBUS、USB_DM、USB_DP和GND，可以与外部的USB主机设备210(如PC)连接，实现USB数据通信，进行高速数据同步。

该便携式电子设备的电源管理器充电管理部分240，与第一实施例的充电装置的电源管理器充电管理部分140功能相似。本实施例中，其通用串行总线充电USB_CHARGE端与USB MINI-B连接座的VBUS引脚相连接，当加于该端的电压高于预设的门槛电压时，其输出端通过VBATA及VBATB端向电池提供充电电流VBAT。

本装置工作过程为：进行数据通信时，一方面USB数据线的VBUS引脚向内部微处理器230提供插入检测电压，内部微处理器230检测到该电压，即获知USB接口有电缆接入，于是作数据通信的准备。另一方面，该VBUS电压同时加于电源管理器充电管理部分240的USB_CHARGE端，当该电压VBUS高于预设的门槛电压，即开始对电池充电。

图中电源管理器外围所接器件的功能与图1中的相同。

该装置可以实现USB数据通信的同时，对设备进行充电。因此，该装置不仅有助于充分利用数码设备的空间，而且可以节约时间。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1、一种便携式电子设备的充电装置，包括适配器，其输入为交流电，输出为直流充电电源；其特征在于，还包括：

至少为5针的通用串行总线迷你B型连接头，连接所述适配器的输出端；其身份识别引脚连接所述直流充电电源正极，地线引脚连接所述直流充电电源负极。

2、一种与权利要求1所述的充电装置匹配的便携式电子设备，其特征为：包括与所述通用串行总线迷你B型连接头相匹配的连接座，其身份识别引脚与该电子设备的充电端正极相连接，地线引脚与该电子设备的地线相连接。

3、根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征为：所述充电端是指该便携式电子设备的电源管理器的充电端。

4、根据权利要求3所述的便携式电子设备，其特征在于：所述电源管理器为检测到通用串行总线迷你B型连接头接入，且其身份识别引脚的电压大于其要求的充电门槛电压时，即可输出充电电源对设备电池充电的电源管理器。

5、根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征为：所述充电端正极是指该便携式电子设备内部电池的正极。

6、一种便携式电子设备的充电装置，包括电源管理器，具有通用串行总线充电引脚和向电池提供充电电流的引脚；其特征在于，还包括通用串行总线迷你B型连接座，其电源引脚连接外部电源与所述电源管理器的通用串行总线充电引脚。

7、根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于：所述便携式电子设备的电源管理器为检测到通用串行总线充电引脚电平大于其所要求的充电门槛电压时，其对外提供充电电源的引脚输出充电电源的电源管理器。

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