[发明专利]USB Type-C接口电路及其充电方法、USB装置及电子设备

说明书

本发明实施例涉及USB接口电路技术领域，公开了一种USB Type‑C接口电路及其充电方法、USB装置及电子设备。该接口电路包括：电源电路,用于输出直流电压；电压转换电路,用于将直流电压转换成目标电压；第一Type‑C端口以及第二Type‑C端口,分别与负载连接；开关电路，分别与电源电路、电压转换电路、第一Type‑C端口及第二Type‑C端口连接；USB控制器，用于与第一Type‑C端口和第二Type‑C端口通讯，并根据与第一Type‑C端口及第二Type‑C端口连接的负载的供电电压，同时调节直流电压及目标电压，并通过控制开关电路将直流电压或目标电压施加在与对应负载连接的Type‑C端口。本发明提供的电路结构简单、巧妙，能够同时满足多端口充电需求的情况下，保持较高的器件利用率，并有效地提高系统效率。

技术领域

本发明涉及USB接口电路技术领域，特别是涉及一种USB Type-C接口电路及其充电方法、USB装置及电子设备。

背景技术

随着移动设备对传输速率、充电功率、接口尺寸等越来越严苛的要求，新一代的USB接口USB Type-C应运而生。为了支持最高100W的输出功率，相配套的USB PowerDelivery Specification(USB PD)也随后推出，根据USB PD协议，USB接口能承载3A或5A的电流，输出电压最高到20V，同时接口中定义了用于功率传输协议通讯的专有通道，可以在充电和受电设备间完成智能的自适应充电调节，提升充电效率。采用USB PD协议，一个输出Type-C端口，可以对一台设备进行充电，然而，随着支持Type-C端口的设备逐渐增多，为了同时满足多台设备的充电需求，存在多个Type-C端口的适配器应运而生。而对于一个适配器带两个Type-C端口的应用，基本的要求如下：

当外部设备单独插入任意一个Type-C端口时，均可以输出标称最大功率；

当外部设备同时插入这两个Type-C端口时，每个Type-C端口的输出电压依然可以按照外部设备的需求进行调节；

当外部设备同时插入这两个Type-C端口时，两个端口输出的总功率最大不超过标称最大功率。

现有技术一：请参阅图1，图1为现有技术中的一种USB接口电路的结构示意图。如图1所示，在该现有技术提供的技术方案中，采用了两个独立的交流转直流电路(ACDC)分别给两个Type-C端口供电，两个ACDC的输入为适配器的输入端，为交流市电。每一个Type-C端口有一个相对应的PD芯片通过CC线与设备进行协议握手，当外部设备接入Type-C端口后，通过USB PD协议确定设备需要的输出电压。PD芯片与ACDC之间通过FB连接，FB可以直接调节ACDC的输出电压VOUT，来达到设备需要的目标电压值。

现有技术一提供的技术方案能够满足上述的应用要求，但是该方案由于需要两个独立的ACDC，使得设计的功率电路为实际需求的两倍。例如，如果要实现单个端口最大60W的输出功率，就需要两个ACDC均能输出60W的输出功率，相应的，适配器的总设计功率就至少需要达到120W。因此，该方案并不能合理地利用总设计功率，使得系统效率较低。

现有技术二：请参阅图2，图2为现有技术中的另一种USB接口电路的结构示意图。如图2所示，与现有技术一不同的是，该现有技术提供的技术方案中，只采用了一个独立的ACDC，ACDC分别与两个降压变换器串联，PD芯片与降压变换器之间通过FB连接且FB直接调节降压变换器的输出电压VOUT,来达到PD握手之后的目标电压值，分别给两个Type-C端口供电。

现有技术二是对现有技术一的改进，在同样满足上述应用要求的情况下，现有技术二只采用了一个ACDC，能够明显提升功率器件的使用效率，然而，由于该方案加入了与ACDC串联的降压变换器，相当于两级电源的串联，因此，对于整个电源系统来说，一方面会降低整体的效率，另一方面会使得整个系统的功耗上升。