CN104638711A - 移动设备的充电***及使用其的移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动设备的充电***，包括：支持充电和数据传输复用的第一接口和第二接口、以及连接电池的充电芯片；当其中一个接口外接电源输入时，该接口与充电芯片导通、另一个断开；当两个接口均外接电源输入时，两个接口择一导通。本***分别通过第一接口或第二接口单独外接电源给电池充电，也可以通过一个接口为电池充电，另一个接口只进行数据传输，且两个接口分别位于移动设备的两个不同方向的端部，从而使用户可以调整充电线的位置，方便手持。本发明还公开了一种移动设备，使用如上所述的充电***。

Description

移动设备的充电***及使用其的移动设备

技术领域

本发明涉及移动设备技术领域，尤其涉及一种移动设备的充电***及使用其的移动设备。

背景技术

随着移动设备技术的不断发展，移动设备的娱乐和上网等应用越来越多，导致其使用频率高、耗电快。用户在使用过程中，难免出现在对移动设备进行操作的同时给其充电，例如边充电边通电话、边充电边玩游戏、边充电边上网等等。

现有技术中，当手机上插着充电器的时候，充电线的位置会影响用户手持的舒适性。竖着握持移动设备的时候，用户习惯充电线接口在端面（顶端或底端），例如当边充电变打电话或浏览网页的时候，充电线最好在手机的下端；横着握持移动设备的时候，用户习惯充电接口在手机的侧端，例如边充电边横屏玩游戏的时候。而目前手机只有一个充电接口，用户不能调整充电线的位置，从而不方便手持。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种移动设备的充电***及使用其的移动设备，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种移动设备的充电***，包括：支持充电和数据传输复用的第一接口和第二接口、以及连接电池的充电芯片；

当所述第一接口和所述第二接口中的其中一个通过充电器或数据线外接电源输入时，外接电源输入的一个与所述充电芯片导通、另一个与所述充电芯片断开；

当所述第一接口和所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通。

优选地，当所述第一接口和所所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通，具体包括：

当所述第一接口和所述第二接口分别通过充电器和数据线外接电源输入时，通过充电器外接电源输入的其中一个与所述充电芯片导通、通过数据线外接电源输入的另一个与所述充电芯片断开。

优选地，当所述第一接口和所所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通，具体包括：

当所述第一接口和所述第二接口均通过充电器或数据线外接电源输入时，根据外接电源与所述充电芯片导通的先后顺序，由率先导通的接口与所述充电芯片保持导通，后导通的接口与所述充电芯片保持断开。

优选地，本发明实施例的充电***还包括：设备检测模块；

所述设备检测模块检测第一接口和第二接口的电源输入状态、并控制所述第一接口和所述第二接口与所述充电芯片的导通及断开。

优选地，所述第一接口和所述第二接口均通过接口总线与所述设备检测模块直连，并且，所述设备检测模块分别通过对应于所述第一接口的第一开关组和对应于所述第二接口的第二开关组连接至所述充电芯片、并利用所述第一开关组和所述开关组分别控制所述第一接口和所述第二接口与所述充电芯片的导通及断开。

优选地，所述第一开关组和所述第二开关组互锁。

优选地，所述设备检测模块连接所述第一开关组和所述第二开关组的控制线中串联有反向器、以实现所述第一开关组与所述第二开关组之间的所述互锁。

优选地，所述第一开关组包括两个第一开关，所述第二开关组包括两个第二开关，

两个所述第一开关与两个所述第二开关成对地互锁。

优选地，所述第一总线与所述设备检测模块之间以及所述第二总线与所述设备检测模块之间均连接有过压保护芯片。

优选地，所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有控制线。

优选地，所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有应用处理器。

优选地，所述第一接口为USB接口、所述第二接口为MHL接口。

本发明实施例还提供一种移动设备，使用如上所述的移动设备充电***。

优选地，所述第一接口位于所述移动设备的端部、所述第二接口位于所述移动设备的侧部。

本发明的有益效果为，本移动设备的充电***可以分别通过第一接口或第二接口单独外接电源给电池充电，也可以通过一个接口为电池充电，另一个接口只进行数据传输，且第一接口和第二接口分别位于移动设备的两个不同方向的端部，从而使用户在充电使用移动设备时，可以调整充电线的位置，从而方便手持。

另外，用户通过数据线边充电边使用移动设备时，因为数据线的电流很小，容易出现耗电电流大于充电电流的情况。通过本发明的充电***，用户可以在通过数据线使用移动设备的同时使用充电器充电，从而避免上述情况的发生。

另外，本发明的有益效果还包括：

1、设备检测模块检测第一接口和第二接口的电源输入状态，并区分外设，以控制第一接口和第二接口与充电芯片的导通及断开。

2、应用处理器分别与设备检测模块和充电芯片连接，可以读取设备检测模块的状态、配置设备检测模块、接受来自设备检测模块的中断并处理；另一方面可以根据设备检测模块的状态，控制充电芯片给电池充电。

3、设备检测模块和充电芯片直接通过控制线连接，当移动设备处于关机或深睡眠状态时，应用处理器停止工作，充电芯片由设备检测模块直接控制给电池充电。

4、过压保护芯片的设置，可以防止移动设备被高电压损坏。

5、两个第一开关分别和两个第二开关成对地通过反相器连接，且分别由设备检测模块通过一根控制线来控制。例如当第一接口与充电芯片的电路接通时，就需要使两个第一开关闭合，那么在一根逻辑线上的高电平信号使第一开关闭合，高电平信号经由反相器转换成低电平信号，使与其连接的第二开关断开，从而实现第一开关和第二开关的互锁。

附图说明

图1为本发明实施例的移动设备充电***的电路框图；

图2为本发明实施例的移动设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供一种移动设备的充电***，如图1所示，包括：支持充电和数据传输复用的第一接口S1和第二接口S2、以及连接电池的充电芯片；

本实施例中，第一接口S1通过第一总线VBUS1与充电芯片连接，第二接口S2通过第二总线VBUS2与充电芯片连接；

当所述第一接口S1和所述第二接口S2中的其中一个外接电源输入时，外接电源输入的一个与所述充电芯片导通、另一个与所述充电芯片断开；

当所述第一接口S1和所述第二接口S2均外接电源输入时，所述第一接口S1和所述第二接口S2择一导通。具体而言，包括：当所述第一接口S1和所述第二接口S2分别通过充电器和数据线外接电源输入时，通过充电器外接电源输入的其中一个与所述充电芯片导通、通过数据线外接电源输入的另一个与所述充电芯片断开；当所述第一接口S1和所述第二接口S2均通过充电器或数据线外接电源输入时，根据外接电源与所述充电芯片导通的先后顺序，由率先导通的接口与所述充电芯片保持导通，后导通的接口与所述充电芯片保持断开。

为了检测第一接口S1和第二接口S2的电源输入状态，本实施例的充电***还包括设备检测模块。设备检测模块分别与所述第一接口S1和所述第二接口S2以及充电芯片相连接。

为了控制第一接口S1和第二接口S2与充电芯片的导通与断开，所述设备检测模块分别通过对应于所述第一接口S1的第一开关组和对应于所述第二接口S2的第二开关组连接至所述充电芯片。

具体而言，第一接口S1和第二接口S2除去传输电流的主线与设备检测模块连接外，还有三个管脚与设备检测模块电连接。当有外设***时，设备检测模块首先检测到第一总线VBUS1或第二总线VBUS2的主线有电流通过，并进一步通过第一接口S1或第二接口S2的管脚状态区分外设是充电器还是数据线，进而控制第一开关组和第二开关组的通断。

第一开关组和第二开关组的结构如下：

所述第一开关组连接于所述设备检测模块与所述充电芯片之间，并设置于第一总线VBUS1上，以控制所述第一总线VBUS1电路的通断；所述第二开关组连接于所述设备检测模块与所述充电芯片之间，并设置于第二总线VBUS2上，以控制所述第二总线VBUS2电路的通断。

为了避免两条总线的充电电流同时导通，必须将第一总线VBUS1的电路和第二总线VBUS2的电路设置为互锁。

所述第一开关组包括两个第一开关A、B，所述第二开关组包括两个第二开关C、D，每个所述第一开关A、B均与一个所述第二开关C、D成对地通过互锁器件互锁。本实施例中，互锁器件为反相器E和F。所述反相器E、F与所述设备检测模块电连接；每个所述反相器E、F连接于一个所述第一开关A、B与一个所述第二开关C、D之间，并分别由一根控制线与所述设备检测模块连接。

本实施例中，一个所述反相器E的导通方向为从所述第一开关A到所述第二开关D；另一个所述反相器F的导通方向为从所述第二开关C到所述第一开关B。即，如图1所示，在一根控制线上，依次串联有第一开关A—反相器E—第二开关D；在另一根逻辑线上，依次串联有第二开关C—反相器F—第一开关B，两个反相器E、F的导通方向相反。

实际工作时，例如第一开关A、B和第二开关C、D均为高电平接通，低电平断开，那么当第一总线VBUS1电路接通时，就需要使两个第一开关A、B闭合，那么在一根控制线上的高电平信号使第一开关A闭合，高电平信号经由反相器E转换成低电平信号，使与其连接的第二开关D断开；在另一根逻辑线上的低电平信号使第二开关C断开，低电平信号经由反相器F转换成高电平信号，使与其连接的第一开关B闭合，从而实现第一总线VBUS1电路和第二总线VBUS2电路的互锁。

另外，由于充电器不能吸收功率，只能发出功率，因此，当两个充电器或其他与移动设备互连的设备同时与移动设备相连，并且输出电压不等时，会发生高电压设备通过移动设备向低电压设备放电的情况，这样容易损毁充电器或其他设备，而且电压差越大，损毁越严重。通过第一总线VBUS1电路和第二总线VBUS2电路的互锁，可以避免两个外部设备的充电管脚连通。

下面以具体应用为例来进行说明：

本实施例中，第一接口S1与USB接口复用；第二接口S2与MHL接口复用。

第一接口S1有三个管脚与设备检测模块相连接，分别为USB_D+、USB_D-和USB_ID，另有一个管脚GND为接地端。其中，USB_ID为识别设备管脚，用以识别设备***。

第二接口S2有三个管脚与设备检测模块相连接，分别为MHL_D+、MHL_D-和MHL_ID，另有一个管脚GND为接地端。其中，MHL_ID为识别设备管脚，用以识别设备***。

当有外设***时，设备检测模块首先检测到有电源通过第一总线VBUS1或第二总线VBUS2输入，然后设备检测模块进入设备识别状态，通过另外三个管脚的状态进一步区分外设。

例如，如果USB_D+和USB_D-管脚短路，且USB_ID管脚未通电，则认为是充电器***；如果USB_D+和USB_D-管脚未短路，且USB_ID管脚通电，则认为是USB数据线***；

同理，如果MHL_D+和MHL_D-管脚短路，且MHL_ID管脚未通电，认为是充电器***；如果MHL_D+和MHL_D-管脚未短路，且MHL_ID管脚通电，则认为是MHL数据线***。

第一开关A、B和第二开关C、D的通断信号均由设备检测模块输入。

当检测到第一接口S1（即USB接口）有充电器***时，设备检测模块控制第一开关A、B导通，第二开关C、D断开，充电器通过充电芯片给电池充电。此后，如果将充电线从第一接口S1（即USB接口）拔出并切换到第二接口S2（即MHL接口），第二开关C、D导通，第一开关A、B断开，充电通路也随之切换到第二接口S2。充电线从第二接口S2切换到第一接口S1的插拔检测和开关控制与此相反。

需要提及的是，连接充电器充电的电流一般为1～2A，连接数据线（如与电脑连接）充电的电流一般为500mA以下。那么连接充电器的一路开关会接通，并使连接设备的另一路开关断开，例如当第一接口S1先连接设备、然后第二接口S2连接充电器时，那么第二开关C、D闭合，并使第一开关A、B断开。

当检测到第一接口S1有充电器***时，第一开关A、B导通，第二开关C、D断开，充电器通过充电芯片给电池充电。此后，如果第二接口S2***另一个充电器或其他外设，设备检测模块可以正常识别，但开关状态保持不变，即仍然是连接到第一接口S1的充电器给电池充电。

当检测到第二接口S2有充电器***时，第二开关C、D导通，第一开关A、B断开，充电器通过充电芯片给电池充电。此后，如果第一接口S1***另一个充电器或其他外设，设备检测模块可以正常识别，但开关状态保持不变，即仍然是连接到第二接口S2的充电器给电池充电。

当检测到第一接口S1有USB数据线***时，第一开关A、B导通，第二开关C、D断开，USB数据线通过充电芯片给电池充电，并与移动设备传输数据。此后，如果第二接口S2***充电器，第二开关C、D导通，第一开关A、B断开，USB数据线对电池的充电被中断，连接到第二接口S2的充电器通过充电芯片给电池充电。

当检测到第二接口S2有MHL数据线***时，第二开关C、D导通，第一开关A、B断开，MHL数据线通过充电芯片给电池充电，并与移动设备传输数据。此后，如果第一接口S1***充电器，第一开关A、B导通，第二开关C、D断开，MHL数据线对电池的充电被中断，连接到第一接口S1的充电器通过充电芯片给电池充电。

当第一接口S1和第二接口S2均连接充电器时，率先***的充电器给电池充电，后***的充电器处于阻断状态。当两个接口S1、S2均连接非充电器而连接数据线时，由率先***的数据线给电池充电，后***的数据线处于阻断状态。四个开关A、B、C、D由两根控制线控制，保证同时只有一个充电设备给电池充电。

为了保证移动设备充电***的正常稳定工作，除上之外，还包括以下结构：

所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有可以直接通信的控制线。当移动设备处于关机或深睡眠状态时，应用处理器停止工作，充电芯片由设备检测模块直接控制给电池充电。当充电到一定范围内时，电量可以使应用处理器恢复工作，设备检测模块会切换回通过应用处理器控制给电池充电。

另外，如图1所示，为了防止移动设备被高电压损坏，所述第一接口S1和所述设备检测模块之间的第一总线VBUS1上以及所述第二接口S2与设备检测模块之间的第二总线VBUS2上均连接有过压保护芯片。

另外，如图1所示，所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有应用处理器。应用处理器分别与设备检测模块和充电芯片连接，可以读取设备检测模块的状态、配置设备检测模块、接受来自设备检测模块的中断并处理；另一方面可以根据设备检测模块的状态，控制充电芯片给电池充电。

本发明实施例还提供一种移动设备10，如图2所示，使用如上所述的充电***。

所述第一接口S1和所述第二接口S2分别位于所述移动设备10的不同方向上的端部，如本实施例中，第一接口S1位于所述移动设备10的长度方向上的一个端部；所述第二接口S2位于所述移动设备10的宽度方向上的一个侧部。

实际使用时，第一接口S1和第二接口S2均可以和USB接口或MHL接口复用。鉴于USB接口的使用普遍，所以第一接口S1和/或第二接口S2为和USB接口复用。本实施例中，第一接口S1与USB接口复用，第二接口S2与MHL接口复用。

两个接口S1和S2的形状和管脚排列相同，充电管脚和地管脚的定义相同。但两个接口S1和S2的其他管脚定义不同，一个接口S1用于USB数据传输，另一个接口S2用于音视频数据传输（连接显示设备）。因此，两个接口S1和S2可以用相同的线缆充电或传输数据。

综上所述，本移动设备10的充电***可以分别通过第一接口S1或第二接口S2单独外接电源给电池充电，也可以通过一个接口为电池充电，另一个接口只进行数据传输。且第一接口S1和第二接口S2分别位于移动设备10的两个不同方向的端部，从而使用户在充电使用移动设备10时，可以调整充电线的位置，从而方便手持。

在实际使用USB或者MHL数据线充电的时候，USB或MHL接口给移动设备的充电电流不会大于500mA，因此通过USB或者MHL数据线充电的时间会比用充电器充电的时间长，并且在充电的时候使用移动设备10，很容易出现移动设备10的耗电电流大于充电电流的情况。

通过本发明实施例的移动设备10，可以同时实现以下：

（1）USB数据线的充电电流小于500mA，因此，当USB接口工作时，MHL接口可以插充电器，实现USB传输的同时大电流充电；

（2）MHL数据线的充电电流小于500mA，当MHL接口工作时，USB接口可以插充电器，实现MHL传输的同时大电流充电；

（3）USB接口和MHL接口可以同时工作，例如，手机读取U盘的音视频数据，同时通过MHL接口播放到大尺寸显示器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种移动设备的充电***，其特征在于，包括：支持充电和数据传输复用的第一接口和第二接口、以及连接电池的充电芯片；

当所述第一接口和所述第二接口中的其中一个通过充电器或数据线外接电源输入时，外接电源输入的一个与所述充电芯片导通、另一个与所述充电芯片断开；

当所述第一接口和所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通。

2.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，当所述第一接口和所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通，具体包括：

当所述第一接口和所述第二接口分别通过充电器和数据线外接电源输入时，通过充电器外接电源输入的其中一个与所述充电芯片导通、通过数据线外接电源输入的另一个与所述充电芯片断开。

3.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，当所述第一接口和所所述第二接口均外接电源输入时，所述第一接口和所述第二接口择一导通，具体包括：

当所述第一接口和所述第二接口均通过充电器或数据线外接电源输入时，根据外接电源与所述充电芯片导通的先后顺序，由率先导通的接口与所述充电芯片保持导通，后导通的接口与所述充电芯片保持断开。

4.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，还包括：设备检测模块；

所述设备检测模块检测第一接口和第二接口的电源输入状态、并控制所述第一接口和所述第二接口与所述充电芯片的导通及断开。

5.根据权利要求4所述的充电***，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口均通过接口总线与所述设备检测模块直连，并且，所述设备检测模块分别通过对应于所述第一接口的第一开关组和对应于所述第二接口的第二开关组连接至所述充电芯片、并利用所述第一开关组和所述第二开关组分别控制所述第一接口和所述第二接口与所述充电芯片的导通及断开。

6.根据权利要求5所述的充电***，其特征在于，所述第一开关组和所述第二开关组互锁。

7.根据权利要求6所述的充电***，其特征在于，所述设备检测模块连接所述第一开关组和所述第二开关组的控制线中串联有反向器、以实现所述第一开关组与所述第二开关组之间的所述互锁。

8.根据权利要求7所述的充电***，其特征在于，所述第一开关组包括两个第一开关，所述第二开关组包括两个第二开关，

两个所述第一开关与两个所述第二开关成对地互锁。

9.根据权利要求4所述的充电***，其特征在于，所述第一接口与所述设备检测模块之间以及所述第二接口与所述设备检测模块之间均连接有过压保护芯片。

10.根据权利要求4所述的充电***，其特征在于，所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有控制线。

11.根据权利要求4所述的充电***，其特征在于，所述设备检测模块和所述充电芯片之间还连接有应用处理器。

12.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，所述第一接口为USB接口、所述第二接口为MHL接口。

13.一种移动设备，其特征在于，使用根据权利要求1—12中任一项所述的移动设备充电***。

14.根据权利要求13所述的移动设备，其特征在于，所述第一接口位于所述移动设备的端部、所述第二接口位于所述移动设备的侧部。