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] 電池容量越來越大，小電流充電需要數(shù)小時才能將電池充滿。另外因?yàn)榇蟛糠值?用電設(shè)備為了減少接口，只有通過USB端口進(jìn)行充電，而用電設(shè)備USB端口通過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，一般通過提高適配器的輸出電壓到9V或是12V來實(shí)現(xiàn)增加適 配器的輸出功率的目的。同時為了兼容目前的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，或是通過改變適配器的負(fù)載電流，同時在適配器的 副邊檢測適配器輸出電流，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和控制電路來實(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，假如通過改變適配器的負(fù)載電流，同時在適配器的副邊檢測負(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)載電流檢測模塊，檢測完之后通 過調(diào)節(jié)適配器的反饋電壓或是參考電壓，來改變適配器的輸出電壓。在適配器副邊需要增 加電流檢測模塊和輸出電壓調(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)圖見圖1。
[0006] 另外通過改變適配器的輸出負(fù)載的方式實(shí)現(xiàn)對適配器輸出電壓調(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)定的模式的時候，適配器的輸出電壓 就會抬高，此時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 導(dǎo)致適配器電壓從9V或是12V降低到5V的時間過長。假如適配器快速從支持快充的設(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)有適配器在升壓時可能會 造成用電設(shè)備損壞的問題。
[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)備通過改變負(fù)載電流向適配器發(fā)送握手信號；
[0011] 適配器通過檢測負(fù)載電流變化識別握手信號；
[0012] 適配器接收握手信號并通過改變輸出電壓向用電設(shè)備發(fā)送握手響應(yīng)信號；
[0013] 用電設(shè)備通過檢測輸出電壓變化識別握手響應(yīng)信號；
[0014] 用電設(shè)備接收握手響應(yīng)信號并通過改變負(fù)載電流向適配器發(fā)送握手確認(rèn)信號；
[0015] 適配器通過檢測負(fù)載電流變化識別握手確認(rèn)信號；
[0016] 適配器接收握手確認(rèn)信號并改變輸出電壓；
[0017] 用電設(shè)備檢測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)信號與握手確認(rèn)信號為邏輯相反的信號。
[0019] 進(jìn)一步地，所述握手信號、握手響應(yīng)信號、握手確認(rèn)信號為數(shù)字邏輯信號。
[0020] 進(jìn)一步地，適配器發(fā)送握手響應(yīng)信號包括適配器發(fā)送隨機(jī)的握手響應(yīng)信號。
[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)信號改變輸出電壓。
[0022] 進(jìn)一步地，還包括步驟：
[0023] 適配器檢測到負(fù)載電流小于設(shè)定值，并且維持大于預(yù)設(shè)時間后；
[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檢測負(fù)載電流變化識別握手信號并且還用于通過改變 輸出電壓向用電設(shè)備發(fā)送握手響應(yīng)信號；
[0029] 變壓控制模塊還用于通過檢測負(fù)載電流變化識別握手確認(rèn)信號并改變輸出電壓。
[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。
[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；
[0037] 充電控制模塊還用于通過檢測適配器輸出電壓變化識別握手響應(yīng)信號并通過控 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；
[0038] 充電控制模塊還用于通過檢測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明。
[0060] 請參閱圖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