CN113629802B - 供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供电装置，用于电连接若干充电设备，所述供电装置包括：供电单元；至少两接口，每一所述接口用以电连接至所述供电单元及相应的所述充电设备，以为所述充电设备供电；至少两控制单元，每一所述控制单元用以电连接至所述供电单元及相应的所述接口，用于当所述供电装置上的若干所述充电设备拔除至只有一个时，输出第一电压至相应的所述接口，以通过所述接口与相应的所述充电设备通信，进而控制所述供电单元输出预设电压给所述充电设备快速充电。本发明提供的供电装置有效减少操作步骤，从而提升用户体验。

Description

供电装置

技术领域

本发明涉及充电领域，尤其涉及一种供电装置。

背景技术

随着快充技术的普及，各种快充技术应用越来越广泛。移动终端(例如手机、平板电脑等)在进入快充状态时会通过快充协议向具有快充芯片的快充供电设备(例如快充移动电源或快充适配器等)申请快充电压。

另外，为了满足快充和慢充两类设备的充电需求及充电设备的安全性，目前的具有多个充电端口的快充设备，仅能实现单口快充。一旦有多个设备同时插接进行充电，则电压一律压到5V输出。当从多个设备的普通充电模式切换到单个设备的快充模式时，需要将所有设备拔除，再***单个设备，以使单个设备重新进入快充模式。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种供电装置，用于电连接若干充电设备，所述供电装置包括：

供电单元；

至少两接口，每一所述接口用以电连接至所述供电单元及相应的所述充电设备，以为所述充电设备供电；

至少两控制单元，每一所述控制单元用以电连接至所述供电单元及相应的所述接口，用于当所述供电装置上的若干所述充电设备拔除至只有一个时，输出第一电压至相应的所述接口，以通过所述接口与相应的所述充电设备通信，进而控制所述供电单元输出预设电压给所述充电设备快速充电。

本发明提供的供电装置，在供电单元与接口之间设置有控制芯片及电子开关，当所述供电装置的充电设备拔除至只有一个时，所述控制芯片通过驱动引脚向所述电子开关的第一端输出电流，以输出第一电压至所述接口，进而与所述充电设备重新进行协议握手，并由共享模式进入快速充电模式，从而减少所述充电设备从所述共享模式进入快速充电模式时的***与拔除步骤，提升用户体验。

附图说明

图1为本发明一实施方式中供电装置与充电设备的连接框图。

图2为图1所示供电装置与充电设备连接的电路框图。

图3为图1所示供电装置与充电设备连接的电路图。

主要元件符号说明

充电设备 200

连接器 210

供电装置 100

供电单元 10

电压输出引脚 VOUT

反馈引脚 FB

接口 20

电源引脚 VBUS

接地引脚 GND

控制单元 30

控制芯片 31

驱动引脚 FLAGA

控制引脚 SENA

电源电压检测引脚 VD

检测引脚 SUA

多端口控制引脚 MPC

反馈输出引脚 FBO

电子开关 32

第一端 G

第二端 D

第三端 S

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明一实施方式提供一种供电装置100，用于电连接若干充电设备200，为所述充电设备200匹配对应的充电模式并进行充电。

在本实施例中，所述供电装置100及所述充电设备200可以是支持通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)规范的设备。其中，所述供电装置100可以是具有多端口的USB设备，例如为多端口的移动电源或多端口的USB适配器。

请参考图2，所述供电装置100包括供电单元10、至少两接口20及至少两控制单元30。所述接口20与所述控制单元30一一对应连接。

其中，所述供电单元10可输出具有不同电压值的直流电压，例如5V、9V或12V等。

每一所述接口20用以电连接至所述供电单元10及相应的所述充电设备200，以为所述充电设备200供电。

在本实施例中，所述接口20为Type-A型接口。可以理解，所述充电设备200包括连接器210。所述连接器210亦为Type-A型接口。如此，所述接口20通过所述连接器210与所述充电设备200连接。

可以理解，当所述连接器210与所述接口20插接时，所述供电单元10通过所述接口20及所述连接器210与所述充电设备200形成电流回路。此时，所述供电单元10通过所述接口20及所述连接器210为所述充电设备200的电池组220(参图3)供电。

每一所述控制单元30用以电连接至所述供电单元10及相应的所述接口20。所述控制单元30用于当所述供电装置100上的若干所述充电设备200拔除至只有一个时，输出第一电压至相应的接口20，以通过所述接口20与相应的充电设备200通信，进而控制所述供电单元10输出预设电压给所述充电设备200快速充电。

请继续参阅图3，在本实施例中，所述供电单元10用于接收输入电压，例如交流电压，并输出具有预设电压值的直流电压，以为所述充电设备200提供电能。在一可选实施例中，所述供电单元10可以是型号为PL2733C的芯片。所述供电单元10包括电压输出引脚VOUT及反馈引脚FB。

所述供电单元10为一电压转换芯片。

在一可选实施例中，所述控制单元30包括控制芯片31及电子开关32。

其中，所述控制芯片31可以为多口充电协议芯片。在一实施例中，所述控制芯片31可为型号为FP6601AA或型号为FP6601A的快充芯片。

所述控制芯片31包括驱动引脚FLAGA、控制引脚SENA、电源电压检测引脚VD、检测引脚SUA、多端口控制引脚MPC及反馈输出引脚FBO。

所述电子开关32包括第一端G、第二端D及第三端S。在本实施例中，所述电子开关32为NMOS管。所述电子开关管212的第一端G为栅极(Gate)，所述电子开关管212的第二端D为漏极(Drain)，所述电子开关管212的第三端S为源极(Source)。

在一可选实施例中，所述接口20包括电源引脚VBUS及接地引脚GND。

可以理解，所述连接器210亦包括电源引脚VBUS及接地引脚GND。所述连接器210的电源引脚VBUS与所述接口20的电源引脚VBUS对应连接，所述连接器210的接地引脚GND与所述接口20的接地引脚GND对应连接。

其中，所述接口20的电源引脚VBUS电连接至所述供电单元10的电压输出引脚VOUT，用于接收所述供电单元10输出的电能。

每一所述控制芯片31的驱动引脚FLAGA通过一电阻R1电连接至所述电子开关32的第一端G。所述控制引脚SENA电连接至所述电子开关32的第一端G与所述电阻R1之间。每一所述电子开关32的第二端D电连接至相应的所述接口20的接地引脚GND。每一所述电子开关32的第三端S接地。

所述驱动引脚FLAGA用于输出电压，所述控制引脚SENA用于输出第一电流。可以理解，当所述驱动引脚FLAGA输出电压至所述电子开关32的第一端G时，以驱动所述电子开关32。所述控制芯片31可通过控制所述控制引脚SENA输出所述第一电流，且所述第一电流为变化的电流，如此，以使所述电子开关32的第一端G上的电压随所述控制引脚SENA输出的第一电流的变化发生变化，进而使所述电子开关32的第二端D上的电压产生变化。又由于所述电子开关32的第二端D连接至所述接口20的接地引脚GND，故所述控制引脚SENA可用于驱动所述电子开关32，以使所述电子开关32的第二端D电压产生变化，以向所述接口20输出电压。

在本实施例中，当所述驱动引脚FLAGA输出电压至所述电子开关32的第一端G时，所述控制芯片31可通过控制所述控制引脚SENA输出第一电流，以使所述电子开关32的第一端G上的电压下降。由于所述电子开关32为NMOS管，故所述电子开关32的导通电阻增大，导通电流下降，所述电子开关32的第二端D上的电压升高。又由于所述电子开关32的第二端D连接至所述接口20的接地引脚GND，故所述接口20的接地引脚GND的电压升高。

也就是说，在本实施例中，所述控制芯片31通过所述控制引脚SENA在所述电子开关32的第一端G输出第一电流，以使所述电子开关32的第二端D输出所述第一电压至对应的所述接口20的接地引脚GND。

每一所述控制芯片31的电源电压检测引脚VD电连接至相应的所述接口20的电源引脚VBUS，用于检测所述接口20的电源引脚VBUS上的电压值。所述控制芯片31根据所述电源引脚VBUS上的电压值控制所述第一电流的电流值，以使所述第一电压与所述电源引脚VBUS上的电压值相同。

每一所述控制芯片31的检测引脚SUA电连接相应的所述接口20的接地引脚GND，用于检测相应的所述接口20的接地引脚GND的电压。

可以理解，当所述充电设备200与所述接口20插接的瞬间，所述检测引脚SUA上可产生一较高的瞬时电压。如此，所述充电设备200及所述控制芯片31可确认所述充电设备200已连接至相应的所述接口20，继而进行通信，以确认对应的充电参数，例如充电电压等。即当所述控制芯片31检测到所述检测引脚SUA上产生一较高的瞬时电压时，所述控制芯片31可确认对应的所述接口20刚刚插接一所述充电设备200。

可以理解，当所述充电设备200连接至相应的所述接口20后，所述供电单元10、所述控制芯片31、所述电子开关32、所述接口20及所述充电设备200形成电回路。如此，当所述控制芯片31通过所述检测引脚SUA输出第二电流至所述电子开关32的第二端D及所述接地引脚GND之间，如此，对应的所述电子开关32的第二端D及对应的所述接口20的接地引脚GND将会产生第二电压。所述检测引脚SUA可用于检测相应的所述接口20的接地引脚GND的第二电压，当所述控制芯片31通过所述检测引脚SUA检测到所述第二电压超过预设阈值(例如0.8V)时，所述控制芯片31确定相应的所述接口20与一所述充电设备200连接；当所述控制芯片31通过所述检测引脚SUA检测到所述第二电压小于所述预设阈值时，所述控制芯片31确定相应的所述接口20未与充电设备200连接。

在本实施例中，所述第二电流为恒定电流，且所述第二电流小于所述第一电流。所述第二电压小于所述第一电压。

每一所述控制芯片31的多端口控制引脚MPC电连接至相邻的所述控制芯片31的多端口控制引脚MPC。所述多端口控制引脚MPC用以当所述供电装置100仅有一所述接口20与所述充电设备200连接时，输出第一电平(例如低电平，0.2V)。所述多端口控制引脚MPC还用以当所述供电装置100的至少两所述接口20与所述充电设备200连接时，输出第二电平(例如高电平，所述第一电平大于等于0.4V)。如此，每一所述控制芯片31通过检测所述多端口控制引脚MPC上的电压，确定与所述供电装置100连接的所述充电设备200的数量。

例如，当所述控制芯片31检测到所述多端口控制引脚MPC上的电压为所述第一电平时，所述控制芯片31确认所述供电装置100仅电连接一所述充电设备200。当所述控制芯片31检测到所述多端口控制引脚MPC上的电压为所述第二电平时，所述控制芯片31确认至少两所述充电设备200电连接至所述供电装置100。

可以理解，在本实施例中，其中一所述多端口控制引脚MPC还通过电阻R2接地，用于在各所述多端口控制引脚MPC产生所述第一电平或所述第二电平。可以理解，由于各所述多端口控制引脚MPC先互相并联，再通过所述电阻R2接地，故当所述供电装置100仅有一所述接口20与所述充电设备200连接时，与所述接口20对应的多端口控制引脚MPC将输出电流至所述电阻R2，如此，所述电阻R2的两端将产生所述第一电平，又由于各所述多端口控制引脚MPC均与所述电阻R2连接，故每一所述多端口控制引脚MPC均检测到所述第一电平。可以理解，当所述供电装置100的至少两所述接口20与所述充电设备200连接时，与至少两所述接口20对应的至少两多端口控制引脚MPC将输出电流至所述电阻R2，如此，所述电阻R2的两端将产生所述第二电平，且所述第二电平的电压值为所述第一电平的至少两倍。又由于各所述多端口控制引脚MPC均与所述电阻R2连接，故每一所述多端口控制引脚MPC均检测到所述第二电平。

每一所述控制芯片31的反馈输出引脚FBO电连接至所述供电单元10的反馈引脚FB，用于输出控制信号，以控制所述供电单元10输出一预设电压至与所述供电装置100连接的所述充电设备200。

请一并参阅图2及图3，所述供电装置100的工作原理如下：

当所述供电装置100连接至少两所述充电设备200时，连接的所有充电设备200均以共享模式充电，即所有所述充电设备200均以第一电压(例如5V)进行充电。

此时，所述控制芯片31每隔预设时间(例如4.8S)通过所述检测引脚SUA输出所述第二电流至所述电子开关32上的第二端D与所述接地引脚GND之间，以在对应的所述接口20的接地引脚GND上产生所述第二电压。所述控制芯片31通过所述检测引脚SUA检测所述第二电压是否超过所述预设阈值，以检测对应的所述接口20是否有连接所述充电设备200。可以理解，由于所述供电装置100连接至少两所述充电设备200，故所述控制芯片31检测到所述多端口控制引脚MPC上的电压为所述第二电平。

当所述供电装置100上的若干充电设备200拔除至只有一个时，所述控制芯片31检测到所述多端口控制引脚MPC上的电压为所述第一电平。同时，所述控制芯片31通过所述电源电压检测引脚VD检测到对应的所述接口20的电源引脚VBUS上的电压为所述第一电压，所述控制芯片31同时还通过所述控制引脚SENA在所述电子开关32的第一端G输出所述第一电流，以在所述预设时间(例如1.2S)内将所述电子开关32的第二端D的电压值抬升至所述第一电压，即将对应的所述接口20的接地引脚GND的电压抬升至所述第一电压。

如此，所述控制芯片31通过对应的所述接口20与相应的所述充电设备200重新通信，所述控制芯片31进而控制所述供电单元10输出预设电压(例如9V)至所述充电设备200进行快速充电，以使所述充电设备200进入快充充电模式(例如QC3.0快充模式)。

可以理解，所述充电设备200重新与所述控制芯片31通信后，所述控制芯片31通过所述反馈输出引脚FBO输出第一控制信号至所述供电单元10，以控制所述供电单元10输出所述预设电压至相应的所述充电设备200。

可以理解，在所述预设时间过后，对应的所述接口20的接地引脚GND的电压重新回落至接地点的电位。

如此，无需重新拔除、***所述充电设备200，即可使所述充电设备200从共享模式进入快充充电模式，有效减少操作步骤，提升用户体验。

可以理解，当另一所述充电设备200再次与所述接口20连接时，对应的所述控制芯片31通过所述接口20的检测引脚SUA检测到一大于0.8V的瞬时电压，所述控制芯片31确认对应的所述接口20连接有所述充电设备200。此时，所有所述控制芯片31检测到所述多端口控制引脚MPC上的电压为所述第二电平，所述控制芯片31通过所述反馈输出引脚FBO输出第二控制信号至所述供电单元10，以使所述供电单元10重新输出所述第一电压至对应的所述充电设备200，以进入共享充电模式。

可以理解，在本实施例中，所述控制芯片31通过在所述控制引脚SENA处设置第一电流源(图未示)，以输出所述第一电流。其中，所述第一电流源为可调电流源，可输出变化的所述第一电流。

可以理解，在本实施例中，所述控制芯片31通过在所述检测引脚SUA出设置第二电流源(图未示)，以输出第二电流。其中，所述第二电流源为恒流电源源，用以输出稳定的所述第二电流。

可以理解，在其他实施例中，所述接口20及所述连接器210可为其他类型的接口，例如Type-C接口等。

可以理解，在其他实施例中，至少两所述接口20可包括Type-A接口及Type-C接口。即所述供电装置100上可同时具有Type-A接口及Type-C接口。

可以理解，在其他实施例中，所述供电装置100及所述充电设备200不局限于所述USB设备，其也可为具有其他通信规范的供电装置及充电设备。

可以理解，本申请提供的供电装置100，在供电单元10与接口20之间设置有控制芯片31及电子开关32，当所述供电装置100的充电设备200拔除至只有一个时，所述控制芯片31通过控制引脚SENA在所述电子开关32的第一端G输出第一电流，以使所述电子开关32的第二端D的电压变化，并输出第一电压至所述接口20，进而与所述充电设备200重新进行协议握手，并由共享模式进入快速充电模式，从而减少所述充电设备200从所述共享模式进入快速充电模式时的***与拔除步骤，提升用户体验。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都将属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种供电装置，用于电连接若干充电设备，其特征在于：所述供电装置包括：

供电单元；

至少两接口，每一所述接口用以电连接至所述供电单元及相应的所述充电设备，以为所述充电设备供电；

至少两控制单元，每一所述控制单元用以电连接至所述供电单元及相应的所述接口，用于当所述供电装置上的若干所述充电设备拔除至只有一个时，输出第一电压至相应的所述接口，以通过所述接口与相应的所述充电设备通信，进而控制所述供电单元输出预设电压给所述充电设备快速充电，其中，

所述控制单元包括控制芯片及电子开关，所述控制芯片包括控制引脚，所述电子开关包括第一端、第二端及第三端，所述接口包括电源引脚及接地引脚；

所述控制引脚电连接至所述电子开关的第一端，所述电子开关的第二端电连接至对应的所述接口的接地引脚，所述电子开关的第三端接地，所述电源引脚电连接至所述供电单元；

当所述供电装置上的若干所述充电设备拔除至只有一个时，所述控制芯片通过所述控制引脚在预设时间内输出第一电流，以在所述预设时间内将所述电子开关的第二端及对应的所述接口的接地引脚的电压值抬升至所述第一电压，进而与所述充电设备重新协议握手；

所述电子开关为NMOS管，所述第一端为栅极，所述第二端为漏极，所述第三端为源极。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于：所述控制芯片还包括电源电压检测引脚，所述电源电压检测引脚电连接至相应的所述接口的电源引脚，用于检测所述接口的电源引脚上的电压值，所述控制芯片根据所述电源引脚上的电压值控制所述第一电流的电流值，以使所述第一电压与所述电源引脚上的电压值相同。

3.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于：所述控制芯片还包括检测引脚，所述检测引脚电连接至相应的所述接口的接地引脚，用以检测相应的所述接口的接地引脚的第二电压，当所述控制芯片通过所述检测引脚检测所述第二电压超过预设阈值时，所述控制芯片确定相应的所述接口与一所述充电设备连接；当所述控制芯片通过所述检测引脚检测到所述第二电压小于所述预设阈值时，所述控制芯片确定相应的所述接口未与充电设备连接。

4.如权利要求3所述的供电装置，其特征在于：所述控制芯片还包括多端口控制引脚，所述多端口控制引脚电连接至相邻的所述控制芯片的多端口控制引脚，所述多端口控制引脚用以当所述供电装置仅有一所述接口与所述充电设备连接时，输出第一电平；所述多端口控制引脚还用以当所述供电装置的至少两所述接口与所述充电设备连接时，输出第二电平，所述控制芯片通过检测所述多端口控制引脚上的电压，确定与所述供电装置连接的所述充电设备的数量。

5.如权利要求3所述的供电装置，其特征在于：所述检测引脚还用于输出第二电流，以在对应的所述接口的接地引脚上产生所述第二电压，所述第二电流小于所述第一电流，所述第二电压小于所述第一电压。

6.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于：所述供电单元还包括电源输出引脚，所述接口的电源引脚电连接至所述电源输出引脚，用于接收所述供电单元输出的供电电压。

7.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于：所述供电单元还包括反馈引脚，所述控制芯片还包括反馈输出引脚，所述反馈输出引脚电连接至所述反馈引脚，用于输出控制信号，以控制所述供电单元输出所述预设电压至相应的所述充电设备。

8.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于：所述控制芯片还包括驱动引脚，所述驱动引脚通过一电阻电连接至所述电子开关的第一端，用以输出电压。