[发明专利]基于USB Type-C接口的家用电器供电方法、受电方法及电路

说明书

本发明公开了一种基于USB Type‑C接口的家用电器供电方法、受电方法及电路。供电方法使用USB Type‑C接口中的VBUS、GND、D+和D‑四个引脚实现供电，包括：起始状态下VBUS阵脚电压VB保持5V，D+和D‑引脚短接；检测D+和D‑引脚电压VDA和VDB，当检测到VDA＝VDB且满足大于第一电压阈值并小于第二电压阈值且持续时间大于第一时间段时，断开D+和D‑引脚，否则保持状态；断开D+和D‑引脚经过第二时间段检测电压VDA和VDB，当检测到VDA＝VDB且满足大于第一电压阈值并小于第二电压阈值时，判定可对受电方供电，向受电方提供所需电压，VBUS的电压VB每隔Δt时间刷新一次。本发明可解决小功率低压直流家用电器供电电压多样、供电接口不统一的问题，降低供电成本，提高此类电器的供电安全性。

技术领域

本发明属于电源领域，具体涉及一种基于USB Type-C接口用于家庭低压直流供电的方法及在供电接口侧和用电设备侧实现该方法的低成本电路设计。

背景技术

随着新能源的大规模接入电力系统，分布式发电和柔性负荷的在成本和灵活性方面的优势逐渐显现，而直流配电系统可以以更友好的方式接入分布式电源和负荷。因此，建设和发展直流配电系统适应我国对节能减排和能源综合利用的需求，在促进再生能源接入和传统电网智能化方面具有重要意义。

相比于工业负荷和商业负荷，家庭负荷具有分布广、数量多、功率小、效率低的特点，促进家庭负荷直流化有助于直流配电系统的发展。家用电器中小功率电器数量占比多，因此采用安全特地压为家庭小功率电器供电可以在保障电器功率需求的同时最大程度地保障用电安全。

USB Type-C是一种广泛的低压供电接口形式，目前已有的基于该接口形式的快充协议和实现电路可以使电源最大可以提供5V至20V的宽电压范围自适应供电，最大提供可至100W的供电功率，覆盖低压低功率设备用电。但是这些协议多是针对手机、平板等含有电池的小功率电子设备的快速充电需求发展而来，并不适合为功率主要集中在500W以下的小功率家用电器供电。因此需要一种符合家用电器用电特性的协议及实现电路，使USB Type-C接口能够为小功率家用直流电器供电。

发明内容

发明目的：本发明是为了解决小功率低压直流家用电器供电电压多样、供电接口不统一的问题，从而降低小功率低压直流家庭电器供电成本，提高小功率低压直流家庭电器的供电安全性。

技术方案：为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种基于USB Type-C接口的家用电器供电方法，所述方法使用USB Type-C接口中的VBUS、GND、D+和D-四个引脚实现供电，包括以下步骤：

(S11)供电方起始状态下VBUS阵脚电压VB保持5V，D+和D-引脚短接；

(S12)供电方检测D+和D-引脚电压VDA和VDB，当检测到VDA＝VDB且满足大于第一电压阈值V1并小于等于第二电压阈值V2且持续时间大于第一时间段T1时，断开D+和D-引脚，否则保持状态直到VDA＝VDB＝0V；

(S13)供电方断开D+和D-引脚经过第二时间段T2后检测电压VDA和VDB，当检测到VDA＝VDB且满足大于第一电压阈值V1并小于等于第二电压阈值V2时，判定可对受电方供电，向受电方提供所需电压，并且VBUS的电压VB每隔指定时间间隔Δt刷新一次。

进一步地，所述供电方法还包括：当检测到VDA＝VDB＝第三电压阈值V3时，VBUS的电压VB降为0V，并保持状态直到VDA＝VDB＝0V。

进一步地，所述供电方法还包括：当检测到VDA＝VDB＝0V时，判定受电方已断开连接，恢复至初始状态。

进一步地，所述第一电压阈值V1为0.3V，所述第二电压阈值V2为3V+δ，所述第三电压阈值V3＝3.3V-δ，其中δ为调节参量，其取值范围在0～0.15V之间。