[发明专利]基于USB接口的智能通用充电识别及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及设备充电识别领域，具体涉及一种基于USB接口的智能通用充电识别及控制装置。

背景技术

充电识别是一种在充电设备与被充电设备之间通过通讯及检测的方法互相识别对方的技术，其基本目的是为了保障充电的安全可靠和充电参数的匹配，以便于被识别的充电与被充电端口之间建立安全、高效的充电。尤其是现在逐渐流行的各类移动设备的快充方案，由于需要通过大电流、高电压等方式来实现快速充电，其对充电的安全可靠性提出了更高的要求，所有快充方案均带有相应的充电识别协议以保障充电的安全和充电参数的匹配，必须相互识别的充电端口之间才能建立起协议规定的安全可靠、参数匹配的快速充电连接；否则，充电将以传统的慢速方式进行。

然而，现有的设备类型很多，不同的厂商采用不同的识别方式和充电技术，造成了设备充电的兼容性问题，即负责为设备充电的充电设备，尤其是第三方厂商的充电设备，由于无法与特定厂商的被充电设备间互相识别而无法为该设备安全高效的充电，甚至可能造成无法充电。或者，不同厂商生产的充电设备与被充电设备之间亦不兼容。由于设备只能使用该厂商的原装充电设备才能安全高效充电，致使设备的使用者无形之中亦被该设备制造厂商“绑架”消费。

现有的充电设备增多，其大多采用USB接口进行充电，在设备接入充电后，怎样识别设备并按其充电协议所规定的电流电压高低进行充电是值得研究的事情。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种基于USB接口的智能通用充电识别及控制装置。

发明人在对各款设备的研究过程中发现，根据充电器与设备通讯方式的不同，其电压或电流信号总是有类似的规律。而充电器与设备通讯方式包括在DP和DM上通讯、在Vbus上通讯或在其他信号线上通讯，其中，在DP和DM上通讯可分为由设备在DP和DM上主动发起的通讯和由充电器在在DP和DM上主动发起的通讯。根据对电流、电压信号的分析判断，可判断手机类型，调节输出电压高低至手机充电协议规定电压即可实现手机高效安全充电。基于上述方法总结，发明人研发了实现该方法的装置。

本发明通过下述技术方案实现：

基于USB接口的智能通用充电识别及控制装置，包括：

用于控制USB接口DP、DM的通断以及控制DP、DM上电压输出且实现充电器与设备之间通讯的模式识别电路；

检测流过设备的电流信号的电流检测电路；

将电流检测电路输出信号转换为用于充电识别的数字信号的转换电路；

调节输出电压高低以实现设备高效安全充电的输出电压调节电路；

分别对专用信号线上的信息进行解码和编码的解码器和编码器；

根据模式识别电路、电流检测电路、转换电路、解码器和编码器的信号对设备进行识别并控制输出电压调节电路输出相应充电电压和充电电流的控制电路。

在对DP、DM加电压实现通讯的设备，如支持QC2.0的设备，需要连接USB接口的DP、DM端口并对端口之间的电压进行采集判断从而识别。对DP、DM加载脉冲信号实现通讯的设备，如支持VOOC的设备，需要充电器与设备通过模式识别电路通讯从而识别。对DP、DM上加载电压并且加载脉冲信号实现通讯的设备，如支持QC3.0和FCP的设备，需要通过模式识别电路检测电压和通讯从而实现识别。苹果的手机识别过程其需要在DP、DM接口上输出电压且需要对其电流进行检测从而实现识别。模式识别电路、电流检测电路为此类手机识别过程提供硬件基础；且电流检测电路采集的数据不仅可以判断是否为小电流、是否为手机充电电流、也可判断充电异常，对手机提供保护。MTK类设备在充电时其在电流信号有一定的规律，故在识别过程中利用转换电路对电流信号进行判断并转化为可识别的数字信号，为此类手机识别过程提供硬件基础。对专用信号线上加载脉冲信号实现通讯的设备，如USBPD设备，则需要通过解码器和编码器读写脉冲信号从而实现识别。本方案的控制电路根据模式识别电路、电流检测电路、转换电路、解码器和编码器的信号对手机类型进行识别从而控制输出电压调节电路输出相应充电电压，达到高效安全充电的目的。本方案的硬件可对现有市面上所有手机识别提供硬件基础。

作为优选，所述模式识别电路包括连接在USB接口DP、DM之间的开关器件、连接在开关器件上在控制电路的控制下驱动开关器件通断的第二驱动电路、在控制电路的控制下分别给DP、DM接口施加电压的加压电路。