CN205304279U - 一种充电保护及识别电路以及待充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电保护及识别电路以及待充电设备，本实施例所提供的充电保护及识别电路通过高压检测单元和充电识别单元的配合，使充电保护及识别电路在不同的端口配置下在端口处提供相应的等效电阻，充电设备根据等效电阻的阻值以及端口配置确定是否对待充电设备进行充电。本实用新型所提供的一种充电保护及识别电路,待充电设备，克服现有技术的不足，通过高压检测单元和充电识别单元的共同作用，实现了待充电设备的高压保护以及待充电设备电池零电压下的充电识别，并且保证了待充电设备的正常工作状态下的通信要求。

Description

一种充电保护及识别电路以及待充电设备

技术领域

本发明涉及芯片接口应用领域，特别涉及一种充电保护及识别电路以及待充电设备。

背景技术

在Type-C接口应用领域中，待充电设备通过输入端口与外部充电设备连接，在满足协议规定的情况下进行对待充电设备的充电，为了保护待充电设备通常需要以下识别过程：第一，通常在电池零电压情况下，需要端口在被检测到一个阻值在特定范围内的识别电阻后，开始对待充电设备充电，而此识别电阻仅用于充电识别时与端口连接，待充电设备正常进行工作的情况下，识别电阻与端口断开；第二，为了防止直通端口的***连接误接至高电压引起输入的损毁，通常会进行高压检测以实现保护功能，并在检测到高压后直接断开端口与待充电设备的通路。但是，在某些应用场景中，例如待充电设备输入需要通过大阻值电阻与外部高电压经端口连接至待充电设备输入内部小阻值电阻时，现有技术电路设计会误触发高压保护功能而无法区分出该连接状态下输入端口是否是真正的高压状态，影响待充电设备的正常充电过程。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，实现了待充电设备的高压保护以及待充电设备电池零电压下的充电识别，并且保证了待充电设备的正常工作状态下的通信要求。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种充电保护及识别电路，端口、第一开关、内部单元、高压检测单元、充电识别单元和逻辑控制单元；其中，

内部单元用于在端口处提供第一等效电阻；端口用于接收待检测信号，以及通过第一开关与内部单元连接，形成信号通路；高压检测单元用于对待检测信号的输入电压进行检测，将输入电压与参考电压作对比产生对比结果，并根据对比结果产生第一开关信号或第二开关信号；逻辑控制单元用于根据对比结果关闭或开启；充电识别单元用于根据待检测信号的输入电压在端口处提供第二等效电阻或第三等效电阻。

优选地，逻辑控制单元能够接收待充电设备产生的控制信号，并根据控制信号与对比结果产生第一使能信号和第二使能信号；其中，第一使能信号用于控制高压检测单元的开启和关闭，第二使能信号用于控制充电识别单元的开启和关闭。

优选地，充电识别单元包括：第一电阻、第二电阻、第一电容、第二开关和第三开关；其中，

第一电阻与第二开关串联后连接在端口与地之间，第三开关与第二电阻串联后连接在端口与地之间，第一电容的正向输入端与第三开关连接，第一电容的负向输出端接地；第一电容用于稳定充电识别单元的工作电压；

若输入电压大于参考电压，则高压检测单元产生第二开关信号，第一开关根据第二开关信号断开，切断信号通路，第一电阻为第二等效电阻；

若电路无供电，第三开关闭合，第三开关的电阻及第二电阻之和为第三等效电阻。

优选地，第一开关、第二开关或第三开关由CMOS传输门或MOS管实现。

优选地，参考电压由电阻分压产生、带隙基准电路产生或MOS管产生。

优选地，充电识别单元能够在待充电设备的控制下断开或导通与端口的连接。

第二方面，本发明还提供一种待充电设备，该设备包括第一方面所述的充电保护及识别电路。

本发明所提供的一种充电保护及识别电路,待充电设备，克服现有技术的不足，通过高压检测和充电识别的共同作用，实现了待充电设备的高压保护以及待充电设备电池零电压下的充电识别，并且保证了待充电设备的正常工作状态下的通信要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种充电保护及识别电路结构示意图；

图2为图1所示电路中充电识别单元的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种端口配置电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种端口配置电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种端口配置电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种充电保护及识别电路结构示意图，如图1所示，本发明实施例充电保护及识别电路包括：端口101、第一开关K1、内部单元105、高压检测单元102、充电识别单元104和逻辑控制单元103；

端口101通过第一开关K1与内部单元105连接，形成信号通路，以及接收待检测信号Vsig；内部单元105用于在端口101处提供第一等效电阻；高压检测单元102对待检测信号Vsig的输入电压V进行检测，将输入电压V与参考电压VREF作对比产生对比结果V1，并根据对比结果V1产生第一开关信号F1或第二开关信号F2；逻辑控制单元103根据对比结果V1关闭或开启；充电识别单元104根据待检测信号Vsig在端口101处提供第二等效电阻或第三等效电阻。

需要说明的是，在本实施例中，逻辑控制单元103能够接收待充电设备产生的控制信号TR1，并根据控制信号TR1与对比结果V1产生第一使能信号Y1和第二使能信号Y2；其中，第一使能信号Y1用于控制高压检测单元102的开启和关闭，第二使能信号Y2用于控制充电识别单元104的开启和关闭。

在本实施例中，参考电压VREF能够通过电阻分压、带隙基准电路或MOS管产生。

图2为图1所示电路中充电识别单元的电路结构示意图，如图2所示，充电识别单元104包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二开关K2和第三开关K3；其中，第一电阻R1与第二开关K2串联后连接在输入端口101与地之间，第三开关K3与第二电阻R2串联后连接在输入端口101与地之间，第一电容C1的正向输入端与第三开关K3连接，第一电容C1的负向输出端接地；其中，第一电容C1用于稳定充电识别单元104的工作电压。

需要说明的是，在本实施例中，第一开关K1、第二开关K2或第三开关K3由CMOS传输门或MOS管实现。

具体地，本发明实施例所提供的一种充电保护及识别电路的工作原理如下：

当电路有供电时，高压检测单元102对待检测信号Vsig的输入电压V进行检测，将输入电压V与参考电压VREF作对比产生对比结果V1，并将对比结果V1输出至逻辑控制单元103：

(1)若对比结果V1为输入电压V小于或等于参考电压VREF，则高压检测单元102产生并输出第一开关信号F1至第一开关K1，第一开关K1根据第一开关信号F1闭合开关，导通信号通路；电路在端口101处提供第一等效电阻，该第一等效电阻有内部单元105提供；此时，充电识别单元104不工作。

(2)若对比结果V1为输入电压V大于参考电压VREF(待检测信号Vsig为高压)，则高压检测单元102产生并输出第二开关信号F2至第一开关K1，第一开关K1根据第二开关信号F2断开开关，切断信号通路；逻辑控制单元103根据对比结果V1关闭，停止工作；充电识别单元104在端口101处提供第二等效电阻；具体地，第一电阻R1为第二等效电阻。

当电路无供电时，内部单元105、高压检测单元102和逻辑控制单元103由于无供电而不工作，第一开关K1断开，信号通路切断；充电识别单元104工作，并在端口101处提供第三等效电阻；具体地，第三开关K3在待检测信号Vsig的作用下闭合，第二开关K2断开，第三开关K3的电阻及第二电阻R2之和即为第三等效电阻。

在本实施例的电路中，为满足电路要求第一电阻R1为兆欧级电阻，第二电阻R2千欧级电阻，第一电容C1需选取较大电容值的电容。优选地，本实施例中内部单元105为电路提供5.1KΩ的等效电阻，第一电阻R1的阻值为1MΩ阻，第二电阻R2的阻值为1KΩ。需要说明的是，本实施例所选的第一电阻R1、第二电阻R2和内部单元105为电路提供的等效电阻只是一种具体的实施例，若对其进行改变也可以达到本实施例的技术效果。

还需要说明的是，在本实施例中，在待充电设备正常工作时，充电识别单元104在待充电设备的控制下断开与端口101的连接，保证待充电设备的正常通信。

在实际使用过程中，待检测信号Vsig不同，本实施例所提供的充电保护及识别电路的工作状态不同，充电设备对待充电设备是否进行充电的识别条件也不完全相同，以下结合附图进行说明：

图3为本发明实施例提供的一种端口配置电路结构示意图，如图3所示，当端口101外接电流源I1(待检测信号Vsig为电流源I1)时，若检测到所述电路电阻的阻值在4KΩ～15KΩ之间，则为待充电设备充电。具体地，若电路的等效电阻的阻值在4KΩ～15KΩ之间，说明电路在端口101处提供的电阻为第一等效电阻或第三等效电阻，也就是说电路有供电且端口101接入的待检测信号Vsig的输入电压V小于或等于参考电压VREF或者电路无供电，可以为待充电设备充电。

图4为本发明实施例提供的另一种端口配置电路结构示意图，如图4所示，当端口101通过第三电阻R3接入电压源待(检测信号Vsig为电压源)时：(1)若检测到所述电路电阻的阻值在4KΩ～6KΩ之间，则为待充电设备充电。说明电路在端口101处提供的电阻为第一等效电阻，也就是说电路有供电且端口101接入的待检测信号Vsig的输入电压V小于或等于参考电压VREF，可以为待充电设备充电；(2)若检测到所述电路电阻的阻值在4KΩ～15KΩ之间，且第三电阻R3在56KΩ±10％范围内(第三电阻R3的值根据待充电设备及协议确定)时，说明此电路为电路无供电状态，符合协议中供电情况，可以为待充电设备充电。其余情况均不为待充电设备充电。

图5为本发明实施例提供的又一种端口配置电路结构示意图，如图5所示，当端口101外接电压源(检测信号Vsig为电压源)时，若检测到所述电路电阻的阻值在4KΩ～15KΩ之间，则为待充电设备充电。说明电路在端口101处提供的电阻为第一等效电阻或第三等效电阻，也就是说电路有供电且端口101接入的待检测信号Vsig的输入电压V小于参考电压VREF或者电路无供电，可以为待充电设备充电。

本实施例还提供一种待充电设备，该待充电设备包括本实施例提供的充电保护及设别电路，在具体的应用中，可以将充电保护及设别电路集成于一个单独的芯片中，后将芯片集成于待充电设备。

本实施例所提的实施例仅为本发明技术方案的一种实施方式，对于电路中相关元器件数值大小的选择并不唯一，可以根据具体待充电设备的实际情况进行设计，只要不违背本发明技术方案的设计思想，均视为本发明的实施方式。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种充电保护及识别电路，包括：端口(101)、第一开关(K1)、内部单元(105)、高压检测单元(102)、充电识别单元(104)和逻辑控制单元(103)；其中，

所述内部单元(105)，用于在所述端口(101)处提供第一等效电阻；

所述端口(101)，用于接收待检测信号(Vsig)，以及通过所述第一开关(K1)与所述内部单元(105)连接，形成信号通路；

所述高压检测单元(102)，用于对待检测信号(Vsig)的输入电压(V)进行检测，将所述输入电压(V)与参考电压(VREF)作对比产生对比结果(V1)，并根据所述对比结果(V1)产生第一开关信号(F1)或第二开关信号(F2)；

所述逻辑控制单元(103)，用于根据所述对比结果(V1)关闭或开启；

所述充电识别单元(104)，用于根据所述待检测信号(Vsig)的输入电压(V)在所述端口(101)处提供第二等效电阻或第三等效电阻。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述逻辑控制单元(103)能够接收待充电设备产生的控制信号(TR1)，并根据所述控制信号(TR1)与所述对比结果(V1)产生第一使能信号(Y1)和第二使能信号(Y2)；其中，所述第一使能信号(Y1)用于控制所述高压检测单元(102)的开启和关闭，所述第二使能信号(Y2)用于控制所述充电识别单元(104)的开启和关闭。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电识别单元(104)包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)、第二开关(K2)和第三开关(K3)；其中，

所述第一电阻(R1)与所述第二开关(K2)串联后连接在所述端口(101)与地之间，所述第三开关(K3)与所述第二电阻(R2)串联后连接在所述端口(101)与地之间，所述第一电容(C1)的正向输入端与所述第三开关(K3)连接，所述第一电容(C1)的负向输出端接地；所述第一电容(C1)用于稳定所述充电识别单元(104)的工作电压；

若输入电压(V)大于所述参考电压(VREF)，则所述高压检测单元(102)产生第二开关信号(F2)，所述第一开关(K1)根据所述第二开关信号(F2)断开，切断所述信号通路，所述第一电阻(R1)为所述第二等效电阻；

若所述电路无供电，所述第三开关(K3)闭合，所述第三开关(K3)的电阻及所述第二电阻(R2)之和为所述第三等效电阻。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一开关(K1)、所述第二开关(K2)或所述第三开关(K3)由CMOS传输门或MOS管实现。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述参考电压(VREF)由电阻分压产生、带隙基准电路产生或MOS管产生。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电识别单元(104)能够在待充电设备的控制下断开或导通与所述端口(101)的连接。

7.一种待充电设备，其特征在于，所述设备包括权利要求1所述的充电保护及识别电路。