基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，包括：用于控制USB接口DP、DM的通斷、控制DP、DM上電壓輸出且實現充電器與設備之間通訊的模式識別電路；檢測流過設備的電流信號的電流檢測電路；將電流檢測電路輸出信號轉換為用于充電識別的數字信號的轉換電路；調節輸出電壓高低以實現設備高效安全充電的輸出電壓調節電路；根據模式識別電路、電流檢測電路的信號對設備進行識別并控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓的控制電路；控制電路根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路的信號對設備類型進行識別從而控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓，達到高效安全充電的目的。

【技術實現步驟摘要】
基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置
本專利技術涉及設備充電識別領域，具體涉及一種基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置。
技術介紹
充電識別是一種在充電設備與被充電設備之間通過通訊及檢測的方法互相識別對方的技術，其基本目的是為了保障充電的安全可靠和充電參數的匹配，以便于被識別的充電與被充電端口之間建立安全、高效的充電。尤其是現在逐漸流行的各類移動設備的快充方案，由于需要通過大電流、高電壓等方式來實現快速充電，其對充電的安全可靠性提出了更高的要求，所有快充方案均帶有相應的充電識別協議以保障充電的安全和充電參數的匹配，必須相互識別的充電端口之間才能建立起協議規定的安全可靠、參數匹配的快速充電連接；否則，充電將以傳統的慢速方式進行。然而，現有的設備類型很多，不同的廠商采用不同的識別方式和充電技術，造成了設備充電的兼容性問題，即負責為設備充電的充電設備，尤其是第三方廠商的充電設備，由于無法與特定廠商的被充電設備間互相識別而無法為該設備安全高效的充電，甚至可能造成無法充電。或者，不同廠商生產的充電設備與被充電設備之間亦不兼容。由于設備只能使用該廠商的原裝充電設備才能安全高效充電，致使設備的使用者無形之中亦被該設備制造廠商“綁架”消費。現有的充電設備增多，其大多采用USB接口進行充電，在設備接入充電后，怎樣識別設備并按其充電協議所規定的電流電壓高低進行充電是值得研究的事情。
技術實現思路
本專利技術為了解決上述技術問題提供一種基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置。專利技術人在對各款設備的研究過程中發現，根據充電器與設備通訊方式的不同，其電壓或電流信號總是有類似的規律。而充電器與設備通訊方式包括在DP和DM上通訊、在Vbus上通訊或在其他信號線上通訊，其中，在DP和DM上通訊可分為由設備在DP和DM上主動發起的通訊和由充電器在在DP和DM上主動發起的通訊。根據對電流、電壓信號的分析判斷，可判斷手機類型，調節輸出電壓高低至手機充電協議規定電壓即可實現手機高效安全充電。基于上述方法總結，專利技術人研發了實現該方法的裝置。本專利技術通過下述技術方案實現：基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，包括：用于控制USB接口DP、DM的通斷以及控制DP、DM上電壓輸出且實現充電器與設備之間通訊的模式識別電路；檢測流過設備的電流信號的電流檢測電路；將電流檢測電路輸出信號轉換為用于充電識別的數字信號的轉換電路；調節輸出電壓高低以實現設備高效安全充電的輸出電壓調節電路；分別對專用信號線上的信息進行解碼和編碼的解碼器和編碼器；根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、解碼器和編碼器的信號對設備進行識別并控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓和充電電流的控制電路。在對DP、DM加電壓實現通訊的設備，如支持QC2.0的設備，需要連接USB接口的DP、DM端口并對端口之間的電壓進行采集判斷從而識別。對DP、DM加載脈沖信號實現通訊的設備，如支持VOOC的設備，需要充電器與設備通過模式識別電路通訊從而識別。對DP、DM上加載電壓并且加載脈沖信號實現通訊的設備，如支持QC3.0和FCP的設備，需要通過模式識別電路檢測電壓和通訊從而實現識別。蘋果的手機識別過程其需要在DP、DM接口上輸出電壓且需要對其電流進行檢測從而實現識別。模式識別電路、電流檢測電路為此類手機識別過程提供硬件基礎；且電流檢測電路采集的數據不僅可以判斷是否為小電流、是否為手機充電電流、也可判斷充電異常，對手機提供保護。MTK類設備在充電時其在電流信號有一定的規律，故在識別過程中利用轉換電路對電流信號進行判斷并轉化為可識別的數字信號，為此類手機識別過程提供硬件基礎。對專用信號線上加載脈沖信號實現通訊的設備，如USBPD設備，則需要通過解碼器和編碼器讀寫脈沖信號從而實現識別。本方案的控制電路根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、解碼器和編碼器的信號對手機類型進行識別從而控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓，達到高效安全充電的目的。本方案的硬件可對現有市面上所有手機識別提供硬件基礎。作為優選，所述模式識別電路包括連接在USB接口DP、DM之間的開關器件、連接在開關器件上在控制電路的控制下驅動開關器件通斷的第二驅動電路、在控制電路的控制下分別給DP、DM接口施加電壓的加壓電路。進一步的，所述開關器件包括兩個MOS管，兩個MOS管的源極相連且兩漏極分別與USB接口DP、DM接口相連。此處利用兩個MOS管構成通斷控制器件，相比于開關管其體積較小，成本低廉。且利用兩個MOS管構成開關器件，還可實現雙向關斷，避免信號干擾。進一步的，所述加壓電路包括分別連接在控制電路與USB接口DP、DM接口的開關電路、連接在控制電路與開關電路之間的第一驅動電路。作為優選，所述電流檢測電路包括用于將設備端電流信號轉換為電壓信號的電流取樣電阻、用于對采集的電壓信號進行放大處理的信號放大電路。作為優選，所述轉換電路包括基準電壓電路、用于比較基準電壓電路與電流檢測電路輸出信號的比較器。進一步的，所述基準電壓電路的基準電壓為電流檢測電路上流過協議標準電流形成的輸出電壓。MTK是通過電流發送信號，在實現MTK類手機識別時，轉換電路將設備的電流信號轉換為可識別的數字信號，提供MTK類協議標準的基準電路，MTK類協議認為大于協議標準的電流發送的信號是1，而小于協議標準的的電流發送的信號是0，可以發送1和0，這樣就有了二進制碼。MTK的每一個Vbus電壓都對應了一串二進制碼，通過電流檢測電路對電流進行識別，轉換電路將電流信號轉換為可脈沖信號，通過對脈沖信號的識別判斷即可對MTK類手機進行識別。作為優選，所述對專用信號線上的信息進行解碼和編碼的解碼器和編碼器采用FUSB302芯片。作為優選，所述控制電路包括微處理器。采用微處理器實現控制，可根據協議更新而同步升級，更適應現代科技更新的需求。本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：1、本專利技術的控制電路根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、解碼器和編碼器的信號對設備類型進行識別從而控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓，達到高效安全充電的目的。2、本專利技術采用微處理器作為控制器件，其可根據協議更新而同步升級，更適應現代科技更新的需求。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本專利技術實施例的限定。在附圖中：圖1為實施例2中模式識別電路的原理圖。圖2為實施例2中電流檢測電路和轉換電路的原理圖。圖3為實施例2中控制電路的原理圖。圖4為實施例2中輸出電壓調節電路的原理圖。圖5為實施例2中編碼器和解碼器的原理框圖。圖6為實施例2中專用信號線識別原理圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本專利技術作進一步的詳細說明，本專利技術的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本專利技術，并不作為對本專利技術的限定。實施例1基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，包括模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、輸出電壓調節電路和控制電路、解碼器和編碼器；所述模式識別電路用于控制USB接口DP、DM的通斷以及控制DP、DM上電壓輸出且實現充電器與設備之間通訊；所述電流檢測電路檢測流過設備的電流信號；所述轉換電路將電流檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，其特征在于，包括：用于控制USB接口DP、DM的通斷以及控制DP、DM上電壓輸出且實現充電器與設備之間通訊的模式識別電路；檢測流過設備的電流信號的電流檢測電路；將電流檢測電路輸出信號轉換為用于充電識別的數字信號的轉換電路；調節輸出電壓高低以實現設備充電的輸出電壓調節電路；分別對專用信號線上的信息進行解碼和編碼的解碼器和編碼器；根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、解碼器和編碼器的信號對設備進行識別并控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓和充電電流的控制電路。

【技術特征摘要】
1.基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，其特征在于，包括：用于控制USB接口DP、DM的通斷以及控制DP、DM上電壓輸出且實現充電器與設備之間通訊的模式識別電路；檢測流過設備的電流信號的電流檢測電路；將電流檢測電路輸出信號轉換為用于充電識別的數字信號的轉換電路；調節輸出電壓高低以實現設備充電的輸出電壓調節電路；分別對專用信號線上的信息進行解碼和編碼的解碼器和編碼器；根據模式識別電路、電流檢測電路、轉換電路、解碼器和編碼器的信號對設備進行識別并控制輸出電壓調節電路輸出相應充電電壓和充電電流的控制電路。2.根據權利要求1所述的基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，其特征在于：所述模式識別電路包括連接在USB接口DP、DM之間的開關器件、連接在開關器件上在控制電路的控制下驅動開關器件通斷的第二驅動電路、在控制電路的控制下分別給DP、DM接口施加電壓的加壓電路。3.根據權利要求2所述的基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，其特征在于：所述開關器件包括兩個MOS管，兩個MOS管的源極相連且兩漏極分別與USB接口DP、DM接口相連。4.根據權利要求2所述的基于USB接口的智能通用充電識別及控制裝置，其特征在于：所述加...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱捷，蘇偉，袁超，
申請(專利權)人：成都智樸思互聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51