CN209658964U - 一种qc协议电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种QC协议电路，应用于电子设备，与一适配器连接，以通过电子设备内的DC‑DC模块给电子设备的MCU供电，且包括有一QC模拟电路，所述QC模拟电路包括第一分压电阻电路、第二分压电阻电路以及下拉电路，所述下拉电路受控于MCU，且其输出端连接适配器D‑引脚，以在MCU的控制下拉低D‑引脚的电压，所述DC‑DC模块的一输出端通过第一分压电阻电路连接适配器D+引脚，以为D+引脚提供第一检测电压，且该输出端还通过第二分压电阻电路连接适配器D‑引脚，以为D‑引脚提供第二检测电压，以使得适配器根据第一检测电压和第二检测电压给MCU供电。可知，本实用新型不需特定的协议芯片，电路结构简易，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及协议电路，更具体地涉及一种QC协议电路。
背景技术
随着电子设备的功率需求越来越大，且USB/TYPE-C等接口广泛普及，越来越多的电子设备开始采用快充方案，各大公司也针对快充方案分别推出了自身的QC(QuickCharge，快速充电)协议，其中以高通的QC系列协议最为常用。
QC协议是通过信号引脚D+和D-上的电压变化来与适配器完成握手，达到输出不同的电压(5V、9V、12V、20V)的目的。而目前基于QC协议的快充方案需通过特定的协议芯片实现快充协议识别，如图1所示，即其是由设备端支持QC协议的集成IC 204与适配器201的IC通过D+、D-信号脚交互实现握手过程的，适配器201再根据检测到的D+、D-信号脚的电压通过升压/降压电路203给设备供电(例如可给设备内MCU 202供电)，然而IC成本高，且其电路相对复杂，需要较大的PCB布局空间，对于小型化的电子设备不适用。
鉴于此，有必要提供一种简易且成本较低的QC协议电路以解决上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简易且成本较低的QC协议电路。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种QC协议电路，应用于电子设备，与一适配器连接，以通过电子设备内的DC-DC模块给电子设备的MCU供电，且还包括有一QC模拟电路，所述QC模拟电路包括第一分压电阻电路、第二分压电阻电路以及下拉电路，所述下拉电路受控于MCU，且其输出端连接适配器D-引脚，以在MCU的控制下拉低D-引脚的电压，所述DC-DC模块的一输出端通过第一分压电阻电路连接适配器D+引脚，以为D+引脚提供第一检测电压，且该输出端还通过第二分压电阻电路连接适配器D-引脚，以为D-引脚提供第二检测电压，以使得适配器根据第一检测电压和第二检测电压给MCU供电。
其进一步技术方案为：所述下拉电路包括一MOS管，所述MOS管的漏极连接适配器D-引脚，该MOS管的栅极连接至MCU，且其源极接地。
其进一步技术方案为：所述下拉电路还包括一第五电阻，所述第五电阻一端连接MOS管的栅极，另一端接地。
其进一步技术方案为：所述下拉电路包括一NPN三极管，所述NPN三极管的集电极连接适配器D-引脚，该NPN三极管的基极连接至MCU，且其发射极接地。
其进一步技术方案为：所述下拉电路还包括一第六电阻，所述第六电阻一端连接NPN三极管的基极，另一端接地。
其进一步技术方案为：所述第一分压电阻电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接第二电阻的一端及适配器D+引脚，所述第一电阻的另一端连接DC-DC模块的一输出端，所述第二电阻的另一端接地。
其进一步技术方案为：所述第一分压电阻电路中第一电阻为40.2KΩ、第二电阻为24KΩ。
其进一步技术方案为：所述第二分压电阻电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接第四电阻的一端及适配器D-引脚，所述第三电阻的另一端连接DC-DC模块的一输出端，所述第四电阻的另一端接地。
其进一步技术方案为：所述第二分压电阻电路中第三电阻为40.2KΩ、第四电阻为24KΩ。
与现有技术相比，本实用新型QC协议电路中当适配器将其D+引脚和D-引脚断开时，电子设备中的MCU控制下拉电路工作，以将适配器D-引脚的电压拉低，以告知适配器电子设备支持QC协议，随后下拉电路不工作时，适配器D-引脚的电压可被重新拉高，适配器根据检测到的D+引脚和D-引脚的第一检测电压和第二检测电压给设备供电，即适配器根据协议规定输入的不同电压值，经过电子设备内部DC-DC模块转换后给MCU供电，可知，本实用新型不需特定的协议芯片，利用硬件电路模拟QC快充协议，实现了电子设备与适配器的握手，达到快充的目的，电路结构简易，成本较低。
附图说明
图1是现有技术中QC协议电路的电路框图示意图。
图2是本实用新型QC协议电路的电路框图示意图。
图3是本实用新型QC协议电路第一实施例的电路结构示意图。
图4是本实用新型QC协议电路第二实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
参照图2，图2为本实用新型QC协议电路10一具体实施例的电路框图示意图。在附图所示的实施例中，所述QC协议电路10应用于电子设备，与一适配器101连接，以通过电子设备内的DC-DC模块103给电子设备的MCU 102供电，且其还包括有一QC模拟电路104，所述QC模拟电路104包括第一分压电阻电路1041、第二分压电阻电路1042以及下拉电路1043，所述下拉电路1043受控于MCU 102，且其输出端连接适配器101D-引脚，以在MCU 102的控制下拉低D-引脚的电压，所述DC-DC模块103的一输出端通过第一分压电阻电路1041连接适配器101D+引脚，以为D+引脚提供第一检测电压，且该输出端还通过第二分压电阻电路1042连接适配器101D-引脚，以为D-引脚提供第二检测电压，以使得适配器101根据第一检测电压和第二检测电压给MCU 102供电，即DC-DC模块103转换后的***电压通过第一分压电阻电路1041和第二分压电阻电路1042给适配器101D+引脚和D-引脚提供电压，适配器101根据协议规定输入的不同电压值，经过电子设备内部DC-DC模块103转换后给MCU供电。优选地，本实施例中，所述适配器101的输出引脚VBUS与DC-DC模块103连接，可知，该DC-DC模块103为电子设备提供稳定的直流电源。基于该设计，当适配器101将其D+引脚和D-引脚断开时，电子设备中的MCU 102控制下拉电路1043工作，以将适配器101D-引脚的电压拉低，以告知适配器101电子设备支持QC协议，随后下拉电路1043不工作时，适配器101D-引脚的电压可被重新拉高，适配器101根据检测到的D+引脚和D-引脚的第一检测电压和第二检测电压给设备供电，可知，本实用新型不需特定的协议芯片，利用硬件电路模拟QC快充协议，实现了电子设备与适配器101的握手，达到快充的目的，电路结构简易，成本较低，可应用于PCB布局空间有限或者对成本控制有严格限制的电子设备中；且即便QC协议的标准升级，也是可以适用的，提升了电子设备的性价比。
参照图3，图3为本实用新型QC协议电路10第一实施例的电路结构示意图。在本实施例中，所述适配器101输出引脚VBUS通过DC-DC模块103给MCU 102供电，所述QC协议电路10中的QC模拟电路104包括第一分压电阻电路1041、第二分压电阻电路1042以及下拉电路1043，其中，所述下拉电路1043包括一MOS管Q1，所述MOS管Q1的漏极连接适配器101D-引脚，该MOS管Q1的栅极连接至MCU 102的某一GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出)口，且其源极接地；所述第一分压电阻电路1041包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第二分压电阻电路1042包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一电阻R1的一端连接第二电阻R2的一端及适配器101D+引脚，所述第三电阻R3的一端连接第四电阻R4的一端及适配器101D-引脚，该第三电阻R3和第一电阻R1的另一端连接DC-DC模块103的一输出端，所述第四电阻R4和第二电阻R2的另一端接地。可理解地，所述DC-DC模块103转换后的***电压有多路输出，以为电子设备中的各个模块供电，以保证电子设备的正常工作，本实施例中，均为MCU 102和QC模拟电路104提供3.3V的电压。
因本实施例中电子设备的输入电压额定为12V，则本实施例中，所述第一电阻R1为40.2KΩ、第二电阻R2为24KΩ、第三电阻R3为40.2KΩ、第四电阻R4为24KΩ，可理解地，在某些其他实施例中，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4可根据电子设备的额定输入电压选用相对应阻值的电阻，例如当电子设备的额定输入电压为9V时，第一电阻R1的阻值可为2KΩ、第二电阻R2为100KΩ、第三电阻R3为40.2KΩ、第四电阻R4为24KΩ。
在某些实施例中，所述QC协议电路10还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的一端连接MOS管Q1的栅极，另一端接地，且本实施例中，所述第五电阻为10KΩ。基于该设计，第五电阻R5可泄放静电，保护MOS管Q1。
可理解地，本实施例中，适配器101接入电子设备时，主动将D+引脚和D-引脚短接，此时电子设备中与D+引脚、D-引脚连接处的电压值为1.23V，输出引脚VBUS默认输出5V，保持1.25S后，适配器101主动将D+引脚、D-引脚断开，此时电子设备的MCU 102控制MOS管Q1打开，使得D-引脚的电压被MOS管Q1拉低到0V，且维持1ms以上，以便适配器101读取此电压；随后MCU 102控制MOS管Q1关断，D-引脚处的电压重新被第三电阻R3拉高，此时D+引脚和D-引脚分立，且电压值都为1.23V；适配器101读取此时D+引脚和D-引脚的电压，根据检测到的第一检测电压和第二检测电压给电子设备供电，即适配器101根据协议规定输入的不同电压值，经过电子设备内部DC-DC模块103转换后给MCU 102供电，本实施例中，适配器101根据检测到的D+引脚和D-引脚的电压输出12V电压，DC-DC模块103将12V电压转换为3.3V的***电压。可理解地，本实施例中电子设备MCU 102在整个握手过程只参与了一次，即仅控制D-引脚，通过控制MOS管Q1的导通和关断来控制D-引脚处的电压。
参照图4，图4为本实用新型QC协议电路10第二实施例的电路结构示意图。本实施例与第一实施例的不同之处在于本实施例的下拉电路1043的具体结构不同，其余结构和功能均与第一实施例相同。如图4所示，本实施例中，所述下拉电路1043包括包括一NPN三极管Q2和第六电阻R6，所述NPN三极管Q2的集电极连接适配器101D-引脚，该NPN三极管Q2的基极连接至MCU 102的某一GPIO口，且其发射极接地，所述第六电阻R6一端连接NPN三极管Q2的基极，另一端接地。可知，本实施例中当MCU 102控制NPN三极管Q2导通时D-引脚的电压可被NPN三极管Q2的发射极拉低到0V，而当NPN三极管Q2关断时，D-引脚处的电压可重新被第三电阻R3拉高，则其在QC模拟电路104所起的作用与第一实施例中MOS管Q1所起的作用相同，可理解地，本实施例QC协议电路10与第一实施例QC协议电路10的工作过程和电路信号流向相类似，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型QC协议电路中当适配器将其D+引脚和D-引脚断开时，电子设备中的MCU控制下拉电路工作，以将适配器D-引脚的电压拉低，以告知适配器电子设备支持QC协议，随后下拉电路不工作时，适配器D-引脚的电压可被重新拉高，适配器根据检测到的D+引脚和D-引脚的第一检测电压和第二检测电压给设备供电，即适配器根据协议规定输入的不同电压值，经过电子设备内部DC-DC模块转换后给MCU供电，可知，本实用新型不需特定的协议芯片，利用硬件电路模拟QC快充协议，实现了电子设备与适配器的握手，达到快充的目的，电路结构简易，成本较低。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种QC协议电路，应用于电子设备，与一适配器连接，以通过电子设备内的DC-DC模块给电子设备的MCU供电，其特征在于：包括有一QC模拟电路，所述QC模拟电路包括第一分压电阻电路、第二分压电阻电路以及下拉电路，所述下拉电路受控于MCU，且其输出端连接适配器D-引脚，以在MCU的控制下拉低D-引脚的电压，所述DC-DC模块的一输出端通过第一分压电阻电路连接适配器D+引脚，以为D+引脚提供第一检测电压，且该输出端还通过第二分压电阻电路连接适配器D-引脚，以为D-引脚提供第二检测电压，以使得适配器根据第一检测电压和第二检测电压给MCU供电。
2.如权利要求1所述的QC协议电路，其特征在于：所述下拉电路包括一MOS管，所述MOS管的漏极连接适配器D-引脚，该MOS管的栅极连接至MCU，且其源极接地。
3.如权利要求2所述的QC协议电路，其特征在于：所述下拉电路还包括一第五电阻，所述第五电阻一端连接MOS管的栅极，另一端接地。
4.如权利要求1所述的QC协议电路，其特征在于：所述下拉电路包括一NPN三极管，所述NPN三极管的集电极连接适配器D-引脚，该NPN三极管的基极连接至MCU，且其发射极接地。
5.如权利要求4所述的QC协议电路，其特征在于：所述下拉电路还包括一第六电阻，所述第六电阻一端连接NPN三极管的基极，另一端接地。
6.如权利要求1所述的QC协议电路，其特征在于：所述第一分压电阻电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接第二电阻的一端及适配器D+引脚，所述第一电阻的另一端连接DC-DC模块的一输出端，所述第二电阻的另一端接地。
7.如权利要求6所述的QC协议电路，其特征在于：所述第一分压电阻电路中第一电阻为40.2KΩ、第二电阻为24KΩ。
8.如权利要求1所述的QC协议电路，其特征在于：所述第二分压电阻电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接第四电阻的一端及适配器D-引脚，所述第三电阻的另一端连接DC-DC模块的一输出端，所述第四电阻的另一端接地。
9.如权利要求8所述的QC协议电路，其特征在于：所述第二分压电阻电路中第三电阻为40.2KΩ、第四电阻为24KΩ。
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