TW201328111A - 充電控制電路 - Google Patents

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Jui-Lin Ke
Lei Wang
Huai-Long Wang
Yang Liu
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Abstract

一種充電控制電路包括識別電路、開關電路、第一充電電路和機械開關，機械開關連接在識別電路的第一檢測點與第二檢測點之間。當接入電子設備時，第一檢測點和第二檢測點與該電子設備的第一偵測引腳和第二偵測引腳分別連接，切換機械開關使第一檢測點與第二檢測點產生電壓值，該電子設備根據該電壓值啟動其第二充電電路，開關電路根據該電壓值產生電平訊號，處理器根據該電平訊號控制第一充電電路通過第二充電電路對電子設備充電。利用本發明，通過切換機械開關形成匹配的充電電路對電子設備充電，通過同一充電控制電路對不同電子設備充電。

Description

充電控制電路
本發明涉及電源電路，尤其涉及一種能夠對具有不同充電介面的電子設備進行充電的充電控制電路。
目前，大部分消費類電子產品由於其具有的充電介面的不同都具有對應匹配的充電器，例如，Apple的充電器會在USB介面處附加4個貼片電阻，當接入外置電源時，4個電阻分壓後輸出電壓到USB介面的D+和D-引腳上，電子設備通過檢測到D+和D-引腳的電壓符合預定電壓值時，才會啟動充電電路對電子設備進行正常充電。而Android的電子設備當檢測到D+和D-引腳短路時才會啟動充電電路對電子設備進行正常充電。
因此，對於具有不同充電介面的電子設備需要各自的充電器，而過多的充電器往往會造成用戶的使用不便及資源的浪費。
有鑒於此，有必要提供一種充電控制電路，可解決現有技術中存在的一種充電控制電路無法給具有不同充電介面的電子設備充電的缺點，同時方便用戶使用。
本發明提供一種充電控制電路，設置於一充電器，用於為與該充電器連接的電子設備充電，該充電控制電路包括識別電路、開關電路、第一充電電路和電源介面，該電源介面用於連接電子設備，該開關電路連接於一電源輸入端，該電子設備包括第一偵測引腳、第二偵測引腳及第二充電電路，該識別電路包括第一檢測點及第二檢測點，該充電控制電路還包括機械開關，連接在該第一檢測點與該第二檢測點之間。當該充電控制電路接入電子設備時，該第一檢測點和第二檢測點與該第一偵測引腳和第二偵測引腳分別連接，切換該機械開關使該第一檢測點與該第二檢測點分別產生一電壓值，該電子設備判斷該第一檢測點及第二檢測點的電壓值以啟動該第二充電電路，該開關電路根據該第一檢測點及第二檢測點產生的電壓相應地產生一電平訊號，該處理器根據該電平訊號控制該第一充電電路通過該第二充電電路對該電子設備進行充電。
相對於現有技術，本發明提供的充電控制電路，通過切換機械開關以形成與接入的電子設備充電電路，CPU根據形成的電路控制充電電路對相應地電子設備進行充電，使充電器能夠通過設置同一充電控制電路以對具有不同充電介面的電子設備進行充電，方便用戶使用。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
請參見圖1，為本發明一具體實施方式的充電控制電路工作模組圖。該充電控制電路1可實施於一充電器，用於為具有不同充電介面的第一電子設備及第二電子設備（圖未示）進行充電。該充電控制電路1包括識別電路10、開關電路11、機械開關12、CPU 20以及充電電路30。其中，該識別電路10包括第一檢測點100和第二檢測點101，當該充電控制電路1接入該第一電子設備或第二電子設備時，該第一檢測點100和第二檢測點101與電子設備40的偵測引腳41和42分別連接，設置於電子設備40內部的電源管理單元43根據第一檢測點100和第二檢測點101所產生的電壓值以啟動相應的充電電路44。開關電路11用於根據第一檢測點100和第二檢測點101所產生的電壓值導通或關閉以產生相應的第一電平訊號或第二電平訊號，CPU 20根據該開關電路11產生的第一電平訊號或第二電平訊號備控制充電電路30通過電子設備40的充電電路44相應地對電子設備40進行充電。
在本實施例中，該開關電路11是半導體元件開關電路，開關電路也可以是其他種類的開關電路。該機械開關12設置於一充電器外部，用以實現用戶根據需要充電的電子設備進行相應地切換操作，且該機械開關12連接在該識別電路10的第一檢測點100及第二檢測點101之間，該開關電路11與識別電路10的檢測訊號輸出端102連接。
該充電電路30包括電源介面31以及控制電路32，該電源介面31用於與需要充電的電子設備連接，控制電路32用於回應CPU 20的控制並通過電源介面31為需要充電的電子設備進行充電。
本發明實施例的充電控制電路1的一般工作原理為：當該充電控制電路1接入第一電子設備時，第一檢測點100和第二檢測點101與電子設備40的偵測引腳41和42分別連接。撥動機械開關12使其位於第一狀態，此時，該識別電路10的第一檢測點100及第二檢測點101均產生一電壓值，使開關電路11處於導通狀態，同時電源13通過該導通的開關電路11輸出第一訊號。第一電子設備40的電源管理單元43判斷第一檢測點100和第二檢測點101所產生的電壓值符合預定電壓值時，啟動相應的充電電路44。CPU 20根據檢測到的該開關電路11輸出的第一訊號控制充電電路30的控制電路32關閉之後並再次打開，從而通過第一電子設備40的充電電路44為該第一電子設備40進行充電。
當該充電控制電路1接入第二電子設備時，第一檢測點100和第二檢測點101與電子設備40的偵測引腳41和42分別連接。撥動機械開關12使其位於第二狀態，此時，該識別電路10的第一檢測點100及第二檢測點101短路，使開關電路11處於截止狀態，同時該開關電路11產生第二訊號。第二電子設備40的電源管理單元43判斷第一檢測點100和第二檢測點101短路時，啟動相應的充電電路44。CPU 20根據檢測到的該開關電路11產生的第二訊號控制充電電路30的控制電路32關閉之後並再次打開，從而通過第二電子設備40的充電電路44為該第二電子設備40進行充電。
由於該充電控制電路1在為一電子設備充電時，該充電電路30的控制電路32均處於開啟的狀態。因此，需要通過CPU 20控制該控制電路32先關閉，以重定該控制電路32，然後再次打開以為另一電子設備充電。
在本實施方式中，該第一訊號為高電平訊號，該第二訊號為低電平訊號。
請參見圖2，為本發明的充電控制電路的電路圖。其中，TP351、TP352為電源介面31，用於連接一需要充電的電子設備。VCC1是電源供電端口，CPU 20（圖未示）包括LOAD_EN（電平訊號輸出端口）和S_DET（控制訊號輸入端口）兩個引腳。
該開關電路11包括P溝道型場效應管Q1、N溝道型場效應管Q2以及電阻R1-R4，其中，串聯的電阻R1和R2與串聯的電阻R3和R4並聯，該場效應管Q1的基極與一三極管U1的集電極連接，柵極與電阻R1、R3的一端連接，源極與一電源供電端口VCC2連接。場效應管Q2的柵極與電阻R2、R4的一端連接，源極接地，基極與源極之間通過一電阻R5相互連接以形成節點110，該節點110與S_DET引腳連接。
SW為機械開關12，在本實施方式中，該機械開關12為一三相開關，包括第一端口120、第二端口121、第三端口122和切換端子123。該第一端口120端子120a連接在電阻R1和R2之間以形成第一檢測點D-並與電子設備40的偵測引腳41（圖未示）連接，第二端口121的端子121a連接在R3和R4之間以形成第二檢測點D+並與電子設備40的偵測引腳42（圖未示）連接，端子120b接地，端子121b與S_DET引腳連接，端子122b通過一電阻R6與一電源供電端口VCC3連接。
上述充電控制電路1的工作原理如下：
當需要為第一電子設備充電時，第一檢測點D-和第二檢測點D+與電子設備40的偵測引腳41和42分別連接。撥動機械開關12的切換端子123至第二端口121和第三端口122之間，使端子121a和122a導通連接，端子121b和122b導通連接，使S_DET產生高電平訊號，根據N溝道型場效應管的開關原理，場效應管Q2導通，促使場效應管Q1導通，在第一檢測點D-和第二檢測點D+處分別產生一電壓值。從而，使開關電路11中的電阻R1-R4與第一電子設備40的充電電路44連接，第一電子設備40的電源管理單元43判斷第一檢測點D-和第二檢測點D+所產生的電壓值符合預定電壓值，並啟動相應的充電電路44（圖未示）。CPU 20通過S_DET引腳獲得該開關電路11輸出的高電平訊號，相應地產生一控制命令並通過LOAD_EN引腳輸入至控制電路32中。該控制電路32回應該命令重定並再次啟動以將一電源通過電源供電端口VCC1提供的電能傳送到與其連接的第一電子設備以進行充電。在本實施方式中，該控制電路32為集成IC，連接在電源供電端口VCC1與電源介面TP351和TP352之間。
當需要為第二電子設備充電時，第一檢測點D-和第二檢測點D+與電子設備40的偵測引腳41和42分別連接。撥動機械開關12的切換端子123至第一端口120與第二端口121之間，使端子120a及端子121a導通連接，第一檢測點D-和第二檢測點D+短路，端子120b和端子121b導通連接，使S_DET產生低電平訊號。此時，場效應管Q1的柵極電壓被拉低，場效應管Q1關斷，場效應管Q2的柵極電壓變低，促使場效應管Q2關斷，從而開關電路11中的電阻R1-R4並未與第二電子設備40的充電電路44連接。第二電子設備40的電源管理單元43判斷第一檢測點D-和第二檢測點D+短路，並啟動相應的充電電路44（圖未示）。CPU 20通過S_DET引腳檢測到開關電路11輸出的低電平訊號，相應地產生一控制命令並通過LOAD_EN引腳輸入至控制電路32中。該控制電路32回應該命令重定並再次啟動以將電源VCC提供電能傳送到與其連接的第二電子設備以進行充電。
請參閱圖3，在另一實施方式中，機械開關12還可以為一USB開關12’。該USB開關12’包括第一輸入端口120’和第二輸入端口121’、EN端口122’、以及第一輸出端口123’、第二輸出端口124’、第三輸出端口125’和第四輸出端口126’。其中，第一輸入端口120’和第二輸入端口121’分別與第一偵測點D-和第二偵測點D+分別連接，第一輸出端口123’和第二輸出端口124’相互連接，EN端口122’與CPU 20（圖未示）連接。
當需要為第一電子設備4充電時，第一輸出端口123’、第二輸出端口124’、第三輸出端口125’和第四輸出端口126’與電子設備40的USB充電介面的四個偵測引腳（圖未示）分別連接。用戶通過對應用該充電控制電路的充電器的操作產生一選擇訊號，CPU 20根據該選擇訊號通過EN端口122’控制使該USB開關12’的第一輸入端口120’和第二輸入端口121’與第三輸出端口125’和第四輸出端口126’分別連接。然後由如前所述，該充電控制電路10能夠為第一電子設備40充電。當需要為第二電子設備充電時，CPU 20根據該選擇訊號通過EN端口122’控制使該USB開關12’的第一輸入端口120’和第二輸入端口121’與第一輸出端口123’和第二輸出端口124’分別連接。然後由如前所述，該充電控制電路10能夠為第二電子設備40充電，在此不加贅述。
使用上述充電控制電路，通過切換機械開關以形成與接入的電子設備充電電路，CPU根據形成的電路控制充電電路對相應地電子設備進行充電，使充電器能夠通過設置同一充電控制電路以對具有不同充電介面的電子設備進行充電，方便用戶使用。
可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
R1、R2、R3、R4、R5．．．電阻
Q1、Q2．．．場效應管
1．．．充電控制電路
10．．．識別電路
100．．．第一檢測點
101．．．第二檢測點
102．．．檢測訊號輸出端
11．．．開關電路
110．．．節點
12．．．機械開關
120．．．第一端口
121．．．第二端口
122．．．第三端口
123．．．切換端子
12’．．．USB開關
120’．．．第一輸入端口
121’．．．第二輸入端口
122’．．．EN端口
123’．．．第一輸出端口
124’．．．第二輸出端口
125’．．．第三輸出端口
126’．．．第四輸出端口
120a、120b、121a、121b、122a、122b．．．端子
20．．．CPU
30．．．充電電路
31、TP351、TP352．．．電源介面
32．．．控制電路
40．．．電子設備
41、42．．．偵測引腳
43．．．電源管理單元
44．．．充電電路
圖1為本發明的充電控制電路的工作模組圖。
圖2為本發明的充電控制電路的電路圖。
圖3為本發明另一實施方式中的充電控制電路的電路圖。
1．．．充電控制電路
10．．．識別電路
100．．．第一檢測點
101．．．第二檢測點
102．．．檢測訊號輸出端
11．．．開關電路
110．．．節點
12．．．機械開關
20．．．CPU
30．．．充電電路
31．．．電源介面
32．．．控制電路
40．．．電子設備
41、42．．．偵測引腳
43．．．電源管理單元
44．．．充電電路

Claims (8)

  1. 一種充電控制電路，設置於一充電器，用於為與所述充電器連接的電子設備充電，所述充電控制電路包括識別電路、開關電路、第一充電電路和電源介面，所述電源介面用於連接電子設備，所述開關電路連接於一電源輸入端，所述電子設備包括第一偵測引腳、第二偵測引腳及第二充電電路，其改進在於，所述識別電路包括第一檢測點及第二檢測點，所述充電控制電路還包括機械開關，連接在所述第一檢測點與所述第二檢測點之間；當所述充電控制電路接入電子設備時，所述第一檢測點和第二檢測點與所述第一偵測引腳和第二偵測引腳分別連接，切換所述機械開關使所述第一檢測點與所述第二檢測點分別產生一電壓值，所述電子設備判斷所述第一檢測點及第二檢測點的電壓值以啟動所述第二充電電路，所述開關電路根據所述第一檢測點及第二檢測點產生的電壓相應地產生一電平訊號，所述處理器根據所述電平訊號控制所述第一充電電路通過所述第二充電電路對所述電子設備進行充電。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之充電控制電路，其中，切換所述機械開關位於第一狀態時，所述第一檢測點及第二檢測點分別產生一電壓值，接入所述充電控制電路的一電子設備啟動所述第二充電電路，所述開關電路導通以產生第一電平訊號，所述處理器根據所述第一電平訊號控制所述第一充電電路通過所述第二充電電路對所述一電子設備充電；切換所述機械開關位於第二狀態時，所述第一檢測點及第二檢測點短路，接入所述充電控制電路的另一電子設備啟動所述第二充電電路，所述開關電路截止以產生第二電平訊號，所述處理器根據所述第二電平訊號控制所述第一充電電路通過所述第二充電電路對所述另一電子設備充電。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之充電控制電路，其中，所述第一電平訊號為高電平訊號，所述第二電平訊號為低電平訊號。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之充電控制電路，其中，所述處理器根據檢測到的開關電路產生的電平訊號控制所述充電電路關閉之後並再次打開，以通過所述第二充電電路為所述電子設備充電。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之充電控制電路，其中，所述識別電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻及第四電阻，所述串聯的第一電阻與第二電阻與所述串聯的第三電阻和第四電阻並聯；
    所述開關電路還包括第一開關元件及第二開關元件，所述第一開關元件的第一端與所述第一電阻和第三電阻的一端連接，第二端與所述第二開關元件的第一端連接以形成訊號輸出端口，所述第二開關元件的第二端與所述第二電阻和第四電阻的一端連接，第三端接地。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之充電控制電路，其中，所述第一開關元件和第二開關元件為場效應電晶體。
  7. 根據申請專利範圍第5項所述之充電控制電路，其中，所述第一電阻與第二電阻連接處形成所述第一檢測點，所述第三電阻與第四電阻連接處形成所述第二檢測點。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述之充電控制電路，其中，所述機械開關包括第一端口、第二端口、第三端口和切換端子，所述第一端口與所述第一檢測點連接，所述第二端口與所述第二檢測點連接，所述第三端子與所述訊號輸出端口連接。
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