基于usb接口的電池充電方法、適配器、用電設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電池充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及基于USB接口的電池充電方法、適配器、 用電設(shè)備和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電池容量越來(lái)越大，小電流充電需要數(shù)小時(shí)才能將電池充滿。另外因?yàn)榇蟛糠值?用電設(shè)備為了減少接口，只有通過(guò)USB端口進(jìn)行充電，而用電設(shè)備USB端口通過(guò)USB的DCP 端口值edicatedchargerport)進(jìn)行充電的最大電流也只有1.8A。所W假如使用5V電 壓，則最大輸入功率是9W，此輸入功率無(wú)法滿足5V2A，甚至是5V3A快速充電的需求。所W 在不改變USB接口的情況下，一般通過(guò)提高適配器的輸出電壓到9V或是12V來(lái)實(shí)現(xiàn)增加適 配器的輸出功率的目的。同時(shí)為了兼容目前的USB5V輸入要求，在非快速充電階段輸出5V 電壓，但是進(jìn)入快速充電階段，需要提高USB端口的供電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)增加輸入功率的目的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中有使用普通USB端口進(jìn)行供電，適配器輸出電壓的提高動(dòng)作觸發(fā)需要 利用USB接口中的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行通信，或是通過(guò)改變適配器的負(fù)載電流，同時(shí)在適配器的 副邊檢測(cè)適配器輸出電流，當(dāng)負(fù)載改變方式滿足預(yù)先設(shè)定模式后，再將適配器的輸出電壓 抬局，如圖1所不。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)具有如下缺陷：適配器輸出電壓的提高動(dòng)作需要利用USB接口中的數(shù)據(jù) 接口進(jìn)行通信。此方法實(shí)現(xiàn)提高輸入功率需要利用USB接口的數(shù)據(jù)線D+和D-，并且適配器 端需要配合識(shí)別D+和D-信息，并且調(diào)整適配器的輸出電壓。另外，一般適配器需要隔離高 壓端和低壓端，而D+和D-在低壓端，所W需要在低壓端有檢測(cè)和控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓 的改變，該樣額外增加了適配器的成本。
[0005]另外一種方法，假如通過(guò)改變適配器的負(fù)載電流，同時(shí)在適配器的副邊檢測(cè)負(fù)載 電流的方法實(shí)現(xiàn)通信，此方法需要在適配器的副邊增加負(fù)載電流檢測(cè)模塊，檢測(cè)完之后通 過(guò)調(diào)節(jié)適配器的反饋電壓或是參考電壓，來(lái)改變適配器的輸出電壓。在適配器副邊需要增 加電流檢測(cè)模塊和輸出電壓調(diào)節(jié)模塊，該樣增加了適配器的電路復(fù)雜性和成本。W上兩種 方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖見(jiàn)圖1。
[0006] 另外通過(guò)改變適配器的輸出負(fù)載的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)適配器輸出電壓調(diào)節(jié)，此通信方法 缺少雙向確認(rèn)機(jī)制，當(dāng)負(fù)載電流波形正好滿足預(yù)先設(shè)定的模式的時(shí)候，適配器的輸出電壓 就會(huì)抬高，此時(shí)假如電池充電電路不能接受9V或是12V充電輸入，則有可能燒壞電池充電 電路。
[0007]另外，一般為降低適配器的空載功耗，適配器的副邊的假負(fù)載的阻抗較大，該樣會(huì) 導(dǎo)致適配器電壓從9V或是12V降低到5V的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。假如適配器快速?gòu)闹С挚斐涞脑O(shè)備 上拔出，并且迅速插入不支持快充的設(shè)備上。假如不支持快充的設(shè)備輸入不能耐高壓，則有 可能燒壞不支持快充的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引為此，需要提供基于USB接口的電池充電方案，解決現(xiàn)有適配器在升壓時(shí)可能會(huì) 造成用電設(shè)備損壞的問(wèn)題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了基于USB接口的電池充電方法，應(yīng)用于適配器和 用電設(shè)備，包括如下步驟：
[0010] 用電設(shè)備通過(guò)改變負(fù)載電流向適配器發(fā)送握手信號(hào)；
[0011] 適配器通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流變化識(shí)別握手信號(hào)；
[0012] 適配器接收握手信號(hào)并通過(guò)改變輸出電壓向用電設(shè)備發(fā)送握手響應(yīng)信號(hào)；
[0013] 用電設(shè)備通過(guò)檢測(cè)輸出電壓變化識(shí)別握手響應(yīng)信號(hào)；
[0014] 用電設(shè)備接收握手響應(yīng)信號(hào)并通過(guò)改變負(fù)載電流向適配器發(fā)送握手確認(rèn)信號(hào)；
[0015] 適配器通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流變化識(shí)別握手確認(rèn)信號(hào)；
[0016] 適配器接收握手確認(rèn)信號(hào)并改變輸出電壓；
[0017] 用電設(shè)備檢測(cè)到適配器電壓改變后，改變用電設(shè)備的輸入功率。
[0018] 進(jìn)一步地，所屬握手響應(yīng)信號(hào)與握手確認(rèn)信號(hào)為邏輯相反的信號(hào)。
[0019] 進(jìn)一步地，所述握手信號(hào)、握手響應(yīng)信號(hào)、握手確認(rèn)信號(hào)為數(shù)字邏輯信號(hào)。
[0020] 進(jìn)一步地，適配器發(fā)送握手響應(yīng)信號(hào)包括適配器發(fā)送隨機(jī)的握手響應(yīng)信號(hào)。
[0021] 進(jìn)一步地，適配器改變輸出電壓包括適配器根據(jù)握手確認(rèn)信號(hào)改變輸出電壓。
[0022] 進(jìn)一步地，還包括步驟：
[0023] 適配器檢測(cè)到負(fù)載電流小于設(shè)定值，并且維持大于預(yù)設(shè)時(shí)間后；
[0024] 適配器將輸出電壓改變?yōu)?V。
[0025] W及本發(fā)明還提供基于USB接口的適配器，用于與用電設(shè)備連接，包括相互連接 的電壓轉(zhuǎn)換模塊和變壓控制模塊；其中：
[0026] 電壓轉(zhuǎn)換模塊用于轉(zhuǎn)換電壓并輸出電壓；
[0027] 變壓控制模塊用于控制電壓的轉(zhuǎn)換；
[002引變壓控制模塊還用于通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流變化識(shí)別握手信號(hào)并且還用于通過(guò)改變 輸出電壓向用電設(shè)備發(fā)送握手響應(yīng)信號(hào)；
[0029] 變壓控制模塊還用于通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流變化識(shí)別握手確認(rèn)信號(hào)并改變輸出電壓。
[0030] 還包括高壓放電電路；所述高壓放電電路與電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓端連接。
[0031] 所述高壓放電電路包括相互連接的穩(wěn)壓管和電阻。
[0032] 所述高壓放電電路還包括LED。
[0033] 所述變壓控制模塊包括隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊，所述隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生隨機(jī)的握 手響應(yīng)信號(hào)。
[0034] W及本發(fā)明還提供基于USB接口的用電設(shè)備，用于與適配器連接，包括相互連接 的充電模塊和充電控制模塊，
[0035] 充電模塊用于實(shí)現(xiàn)適配器的輸出電壓轉(zhuǎn)化為與充電模塊連接的蓄電池的充電電 壓或充電電流；
[0036] 充電控制模塊用于通過(guò)控制充電模塊改變充電模塊的輸入電流向適配器發(fā)送握 手信號(hào)；
[0037] 充電控制模塊還用于通過(guò)檢測(cè)適配器輸出電壓變化識(shí)別握手響應(yīng)信號(hào)并通過(guò)控 制充電模塊改變充電模塊的輸入電流向適配器發(fā)送握手確認(rèn)信號(hào)；
[0038] 充電控制模塊還用于通過(guò)檢測(cè)適配器輸出電壓的變化，改變充電模塊的輸入功率 大小。
[0039] 基于上述的適配器和用電設(shè)備，本發(fā)明還提供基于USB接口的電池充電系統(tǒng)，包 括適配器和用電設(shè)備，所述適配器為上述的適配器，所述用電設(shè)備為上述的用電設(shè)備。
[0040] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案通過(guò)適配器與用電設(shè)備之間的電壓變化和電流變 化實(shí)現(xiàn)雙向通信交互，避免了適配器電壓的不正常上升造成用電設(shè)備的損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1為【背景技術(shù)】所述電池充電方案的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的方法流程圖；
[0044] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式的時(shí)序圖；
[0045] 圖5為本發(fā)明另一實(shí)施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式的適配器電路圖；
[0047] 圖7為本發(fā)明一實(shí)施方式的變壓控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖8為本發(fā)明一實(shí)施方式的用電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0050] 200 (300)、適配器；
[0化1] 201、電壓轉(zhuǎn)換模塊；
[0化2] 203、變壓控制模塊；
[0化3] 204、隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊；
[0054]206、高壓放電電路；
[0055] 220 (320)、用電設(shè)備；
[0056] 222、充電模塊；
[0057] 224、充電控制模塊；
[0化引 240、蓄電池。
【具體實(shí)施方式】
[0化9] 為詳細(xì)說(shuō)明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，W下結(jié)合具體實(shí) 施例并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0060] 請(qǐng)參閱圖1到圖8,本實(shí)施例首先提供一種基于USB接口的電池充電方法，可W應(yīng) 用于如圖2中的適配器200和用電設(shè)備220。其中，適配器200(或稱電源適配器）即用于 將市電電壓轉(zhuǎn)換為充電接口電壓的設(shè)備，如在中國(guó)大陸的市電電壓為220V的交流電，充電 接口可W是5V直流電壓的USB接口，則適配器200即用于將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電 的設(shè)備。用電設(shè)備220為需要使用適配器200轉(zhuǎn)換后的電壓的設(shè)備。如適配器轉(zhuǎn)換后的電 壓是5V的直流電，則用電設(shè)備220為需要使用5V直流電的設(shè)備，具體的使用方式包括給蓄 電池240充電或者給用電設(shè)備220