CN220457136U - 充电控制电路、芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种充电控制电路、芯片及电子设备，充电控制电路包括：开关电路以及控制电路；开关电路连接于对应的硬件接口和电池模块之间；控制电路用于输出对应开关电路的开关控制信号。本申请为每个硬件接口配置对应的开关电路，为每个开关电路配置对应的控制电路，每个硬件接口的控制电路在其他的开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号，能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

Description

充电控制电路、芯片及电子设备

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种充电控制电路、芯片及电子设备。

背景技术

目前，诸如平板电脑及笔记本电脑等电子设备通常设置有多个Type-C接口，Type-C接口支持数据传输和功率传输，能够进行拷贝数据、投屏等数据功能，还可以进行充放电，由于电子设备通常只设置一个电池模块，当至少两个Type-C接口同时接入具有充电功能的适配器时，只能控制其中一个适配器为电池模块充电。背景技术中大多采用写入芯片的软件控制程序实现充电互斥逻辑以保证只有一个适配器为电池模块充电，不利于提高充电控制准确度，当软件控制程序出现错误时，容易出现因多路充电导致的安全问题。

发明内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一种传输路径转换电路、芯片及电子设备，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种充电控制电路，应用于包括至少两个硬件接口的电子设备，所述充电控制电路包括：与所述硬件接口对应设置的开关电路以及与所述开关电路对应设置的控制电路；

所述开关电路连接于对应的所述硬件接口和所述电子设备的电池模块之间；

所述控制电路用于输出对应的所述开关电路的开关控制信号；

所述控制电路还用于当其他的所述开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的所述开关控制信号为关断控制信号。

可选地，所述控制电路包括与运算模块和取反模块，所述取反模块的输入端与所述与运算模块的输出端连接，所述取反模块的输出端分别与其他所有控制电路的所述与运算模块的输入端连接，以实现最多只有一个所述开关电路将所述硬件接口和所述电子设备的电池模块连接。

可选地，所述开关电路包括晶体管开关单元，所述晶体管开关单元的第一端与所述硬件接口连接，所述晶体管开关单元的第二端与所述电池模块连接，所述晶体管开关单元用于控制所述硬件接口和所述电池模块是否连接。

可选地，所述开关电路还包括与所述晶体管开关单元连接的保护电路，所述保护电路的第一输入端与所述硬件接口连接以采集供电端电压，所述保护电路的第二输入端与所述电池模块连接以采集受电端电压，所述保护电路的输出端用于连接所述晶体管开关单元，所述保护电路用于当所述供电端电压大于所述受电端电压时，输出关断控制信号至所述晶体管开关单元以断开所述硬件接口和所述电池模块之间的连接。

可选地，所述晶体管开关单元包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，所述晶体管开关单元的第一端为所述第一MOS晶体管的第一端，所述晶体管开关单元的第二端为所述第二MOS晶体管的第二端，所述第一MOS晶体管的第二端与所述第二MOS晶体管的第一端连接，所述第一MOS晶体管的控制端和所述第二MOS晶体管的控制端分别用于接收对应的开关控制信号。

可选地，所述保护电路包括比较器，所述比较器的第一输入端与所述硬件接口连接，所述比较器的第二输入端与所述电池模块连接，所述比较器的输出端分别与所述第一MOS晶体管的控制端和所述第二MOS晶体管的控制端连接。

可选地，所述与运算模块包括与门，和/或，所述取反模块包括非门。

可选地，所述硬件接口的数量、所述开关电路的数量以及所述控制电路的数量分别为两个。

可选地，所述充电控制电路还包括信号输出模块，用于输出各所述开关电路的初始控制信号。

可选地，所述硬件接口为Type-C接口。

第二方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括上述的充电控制电路。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的芯片。

本申请实施例提供的充电控制电路、芯片及电子设备，包括：与所述硬件接口对应设置的开关电路以及与所述开关电路对应设置的控制电路；所述开关电路连接于对应的所述硬件接口和所述电子设备的电池模块之间；所述控制电路用于输出对应开关电路的开关控制信号。本申请为每个硬件接口配置对应的开关电路，为每个开关电路配置对应的控制电路，每个硬件接口的控制电路在其他的开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号，能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1示出了本申请实施例提供的充电控制电路的应用场景图。

图2示出了本申请实施例提供的充电控制电路的结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的充电控制电路的结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的充电控制电路中开关电路的结构示意图。

图5示出了本申请实施例提供的充电控制电路中控制电路的结构示意图。

图6示出了本申请实施例提供的充电控制电路的结构示意图。

图7示出了本申请实施例提供的芯片的结构示意图。

图8示出了本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请的方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例的描述中，“示例”或“例如”等词语用于表示举例、说明或描述。本申请实施例中描述为“举例”或“例如”的任何实施例或设计方案均不解释为比另一实施例或设计方案更优选或具有更多优点。使用“示例”或“例如”等词语旨在以清晰的方式呈现相对概念。

另外，本申请实施例中的“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本申请实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“至少一个”，可理解为一个或多个，例如理解为一个、两个或更多个。例如，包括至少一个，是指包括一个、两个或更多个，而且不限制包括的是哪几个，例如，包括A、B和C中的至少一个，那么包括的可以是A、B、C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。

需要说明的是，本申请实施例中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要指出的是，本申请实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。

本申请中实施例中所采用的各晶体管的第一极/第一端为源极和漏极中一者，各晶体管的第二极/第二端为源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的，也就是说，本申请的实施例中的晶体管的第一极/第一端和第二极/第二端在结构上可以是没有区别的。示例性地，在晶体管为P型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为源极，第二极/第二端为漏极；示例性地，在晶体管为N型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为漏极，第二极/第二端为源极。

本申请提供的充电控制电路100可以应用于图1所示的笔记本电脑200中，该笔记本电脑200包括两个硬件接口，充电控制电路100分别与两个硬件接口连接，充电控制电路100用于对两个硬件接口的充电状态进行控制。

本申请一实施例提供了一种充电控制电路100，请参阅图2所示，本实施例的充电控制电路100包括：至少两个开关电路11以及至少两个控制电路12，开关电路11与硬件接口21一一对应设置，控制电路12与开关电路11一一对应设置。

其中，开关电路11连接于对应的硬件接口21和电子设备的电池模块22之间，开关电路11用于控制对应的硬件接口21和电池模块22是否连接。

其中，控制电路12与硬件接口21一一对应设置，控制电路12输出开关控制信号，该开关控制信号用于控制对应的开关电路11的通断，进而控制对应的硬件接口21和电池模块22是否连接。在一个具体的示例中，当开关控制信号为高电平信号时，对应的开关电路11开启，硬件接口21和电池模块22连接；当开关控制信号为低电平信号时，对应的开关电路11关断，硬件接口21和电池模块22不连接。

其中，每个控制电路12还用于当其他的开关电路11的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号。

在本实施例中，每个硬件接口的控制电路在其他的开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号，能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

作为一种实施方式，每个控制电路12将对应的开关电路11的初始控制信号以及其他所有开关电路11的开关控制信号的取反信号进行与运算，输出对应的开关电路11的开关控制信号。

其中，初始控制信号可以是***产生的针对每个开关电路11的控制信号，当***确定由某个硬件接口21接入的适配器为电池模块22充电时，产生的针对与该硬件接口21连接的开关电路11的初始控制信号为开启控制信号，该开启控制信号例如为高电平信号，产生的针对其他开关电路11的初始控制信号分别为关断控制信号，该关断控制信号例如为低电平信号。在本申请中，初始控制信号可以是根据软件控制程序的控制逻辑产生的。

在本实施方式中，每个硬件接口的控制电路将对应的初始控制信号以及其他开关控制信号的取反信号进行或运算，输出对应开关电路的开关控制信号，当其他任一开关控制信号为开启控制信号时，该开启控制信号的取反信号一定为关断控制信号，无论对应的初始控制信号为开启控制信号还是关断控制信号，输出的对应开关电路的开关控制信号均为关断控制信号。例如，开启控制信号可以为高电平信号，关断控制信号可以为低电平信号。本实施例的充电控制电路能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

作为一种实施方式，请参阅图3所示，控制电路12包括与运算模块121和取反模块122，取反模块122的输入端与与运算模块121的输出端连接，取反模块122的输出端分别与其他所有控制电路12的与运算模块121的输入端连接，以实现最多只有一个开关电路11将所述硬件接口和所述电子设备的电池模块连接。在本实施方式中，取反模块122用于将开关控制信号进行取反，取反模块122的输出信号为开关控制信号的取反信号。与运算模块121用于：将对应的开关电路11的初始控制信号，以及其他所有控制电路12的取反模块122的输出信号进行与运算，输出对应的开关电路11的开关控制信号。

作为一种实施方式，请参阅图4所示，开关电路11包括晶体管开关单元11a，晶体管开关单元11a的第一端与硬件接口21连接，晶体管开关单元11a的第二端与电池模块22连接，晶体管开关单元11a用于接收对应的开关控制信号以控制硬件接口21和电池模块22是否连接。

作为一种实施方式，请继续参阅图4所示，开关电路11还包括保护电路113，保护电路113的第一输入端与所述硬件接口21连接以采集供电端电压，所述保护电路113的第二输入端与所述电池模块22连接以采集受电端电压，保护电路113的输出端用于连接晶体管开关单元11a，所述保护电路113用于当所述供电端电压大于所述受电端电压时，输出关断控制信号至晶体管开关单元11a以断开硬件接口21和电池模块22之间的连接，晶体管开关单元11a还用于接收保护电路113的关断控制信号。

在本实施方式中，开关电路11配置了防倒灌功能，开关电路11开启以使接入对应硬件接口21的适配器对充电模块22进行充电时，保护电路113检测到硬件接口21一侧的供电端电压大于电池模块22一侧的受电端电压，输出关断控制信号，将晶体管开关单元11a断开，使硬件接口21和电池模块22之间的连接断开。

作为一种实施方式，晶体管开关单元11a可以为双极性结型晶体管(bipolarjunction transistor,BJT)，简称双极性晶体管，BJT晶体管或三极管。

作为一种实施方式，晶体管开关单元11a可以包括一个或多个BJT晶体管。

作为一种实施方式，晶体管开关单元11a可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)，简称MOS晶体管或MOS管或FET管。

作为一种实施方式，晶体管开关单元11a可以包括一个或多个MOS晶体管。

在一些实施方式中，所述晶体管开关单元11a包括第一MOS晶体管111和第二MOS晶体管112，所述晶体管开关单元11a的第一端为所述第一MOS晶体管111的第一端，所述晶体管开关单元11a的第二端为所述第二MOS晶体管112的第二端，所述第一MOS晶体管111的第二端与所述第二MOS晶体管112的第一端连接，所述第一MOS晶体管111的控制端和所述第二MOS晶体管112的控制端分别用于接收所述开关电路11的开关控制信号。第一MOS晶体管111和第二MOS晶体管112均处于导通状态时，硬件接口21和电池模块22之间连接；第一MOS晶体管111和第二MOS晶体管112均处于断开状态时，硬件接口21和电池模块22之间的连接断开。在本实施方式中，第一MOS晶体管111的控制端和第二MOS晶体管112的控制端分别用于接收对应控制电路12输出的开关控制信号。

在一些实施方式中，第一MOS晶体管111的控制端和第二MOS晶体管112的控制端分别还用于接收保护电路113输出的关断控制信号。

在本实施方式中，第一MOS晶体管111和第二MOS晶体管112可以分别为P型MOS晶体管或N型MOS晶体管，第一MOS晶体管111的第一端和第二MOS晶体管112的第一端可以分别为源极或漏极，第一MOS晶体管111的第二端和第二MOS晶体管112的第二端可以分别为漏极或源极，第一MOS晶体管111的控制端和第二MOS晶体管112的控制端可以分别为栅极。

本领域技术人员应当理解，虽然本实施方式以MOS晶体管为例对晶体管开关单元11a进行了具体阐释，本实施例中晶体管开关单元11a的方案还可适用于BJT晶体管，其中，PNP型BJT晶体管可以对应P型MOS晶体管，NPN型BJT晶体管可以对应N型MOS晶体管，BJT晶体管的基极可以对应MOS晶体管的栅极，BJT晶体管的发射极可以对应MOS晶体管的源极，BJT晶体管的集电极可以对应MOS晶体管的漏极。

作为一种实施方式，请继续参阅图4所示，保护电路113包括比较器，比较器的第一输入端与硬件接口21连接，比较器的第二输入端与电池模块22连接，比较器的输出端分别与第一MOS晶体管111的控制端和第二MOS晶体管112的控制端连接。

作为一种实施方式，请参阅图5所示，与运算模块121包括与门，和/或，所述取反模块122包括非门。图5所示以两个控制电路12为例进行具体说明，在图5所示实施方式中，硬件接口21的数量为两个，开关电路11的数量为两个。开关控制信号G-A和开关控制信号G-B分别控制两个开关电路11的通断，初始控制信号A为和初始控制信号B分别为***按照软件控制逻辑输出的开关电路11的控制信号，取反信号C为通过非门对开关控制信号G-A进行取反所得，取反信号D为通过非门对开关控制信号G-B进行取反所得，开关控制信号G-A为通过或门对初始控制信号A和取反信号D进行或运算所得，开关控制信号G-B为通过或门对初始控制信号B和取反信号C进行或运算所得。

下面均以开启控制信号为高电平信号，关断控制信号为低电平信号为例进行说明。

当两个硬件接口均无适配器接入时，初始控制信号A为和初始控制信号B分别为低电平信号，开关控制信号G-A和开关控制信号G-B分别为低电平信号。

当第一个硬件接口接入的适配器进行充电时，初始控制信号A为高电平信号，初始控制信号B为低电平信号，开关控制信号G-A为高电平信号，开关控制信号G-B为低电平信号。假设此时软件控制程序运行出错，***输出的初始控制信号B为高电平信号，由于取反信号C是高电平信号的取反信号，取反信号C一定为低电平信号，因此，开关控制信号G-B还是为低电平信号，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

作为一种实施方式，硬件接口12为Type-C接口。

作为一种实施方式，请参阅图6所示，本实施例的充电控制电路100还包括信号输出模块13，用于输出各所述开关电路11的所述初始控制信号。信号输出模块13可以分别与各与运算模块121连接。

作为一种实施方式，硬件接口21的数量、开关电路11的数量以及控制电路12的数量分别为两个。

作为一种实施方式，本实施例的充电控制电路100还包括控制模块，所述控制模块用于：当检测到任意一硬件接口接入适配器时，确定其他硬件接口对应的开关电路的初始控制信号是否均为低电平信号；若确定结果为是，则将新接入适配器的硬件接口对应的开关电路的初始控制信号设置为高电平信号；若确定结果为否，则将新接入适配器的硬件接口对应的开关电路的初始控制信号设置为低电平信号。本实施方式通过设置控制模块，进一步确保初始控制信号只有一个为高电平信号，有利于提高充电控制准确度。

本申请一实施例提供了一种芯片300，该芯片300可以应用于包括硬件接口21的电子设备，请参阅图7所示，芯片300包括上述的充电控制电路100。芯片(IntegratedCircuit,IC)也称芯片，该芯片可以是但不限于是SOC(System on Chip，芯片级***)芯片、SIP(system in package,***级封装)芯片。

本实施例的芯片，在其他的开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号，能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

作为一种实施方式，芯片300为PD(Power Delivery，功率传输)芯片。PD芯片用于对至少一个硬件接口21进行管理。

本申请实施例还提供一种电子设备400，请参阅图8所示，该电子设备400包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的芯片300。电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、显示器、USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)扩展坞、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。

本实施例的电子设备，在其他的开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的开关控制信号为关断控制信号，能够保证最多只有一路开关控制信号为开启控制信号，最多只有一个硬件接口与电池模块连接，实现了充电互斥功能，能够避免多路充电，有利于提高充电控制准确度。

以上所述的仅是本申请的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种充电控制电路，应用于包括至少两个硬件接口的电子设备，其特征在于，所述充电控制电路包括：与所述硬件接口对应设置的开关电路以及与所述开关电路对应设置的控制电路；

所述开关电路连接于对应的所述硬件接口和所述电子设备的电池模块之间；

所述控制电路用于输出对应的所述开关电路的开关控制信号；

所述控制电路还用于当其他的所述开关电路的开关控制信号中存在开启控制信号时，输出对应的所述开关控制信号为关断控制信号。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述控制电路包括与运算模块和取反模块，所述取反模块的输入端与所述与运算模块的输出端连接，所述取反模块的输出端分别与其他所有控制电路的所述与运算模块的输入端连接，以实现最多只有一个所述开关电路将所述硬件接口和所述电子设备的电池模块连接。

3.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括晶体管开关单元，所述晶体管开关单元的第一端与所述硬件接口连接，所述晶体管开关单元的第二端与所述电池模块连接；所述晶体管开关单元用于接收对应的所述控制电路输出的所述开关控制信号，控制所述硬件接口和所述电池模块是否连接。

4.根据权利要求3所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括与所述晶体管开关单元连接的保护电路，所述保护电路的第一输入端与所述硬件接口连接以采集供电端电压，所述保护电路的第二输入端与所述电池模块连接以采集受电端电压，所述保护电路的输出端用于连接所述晶体管开关单元，所述保护电路用于当所述供电端电压大于所述受电端电压时，输出关断控制信号至所述晶体管开关单元以断开所述硬件接口和所述电池模块之间的连接。

5.根据权利要求4所述的充电控制电路，其特征在于，所述晶体管开关单元包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，所述晶体管开关单元的第一端为所述第一MOS晶体管的第一端，所述晶体管开关单元的第二端为所述第二MOS晶体管的第二端，所述第一MOS晶体管的第二端与所述第二MOS晶体管的第一端连接，所述第一MOS晶体管的控制端和所述第二MOS晶体管的控制端分别用于接收对应的所述开关控制信号。

6.根据权利要求5所述的充电控制电路，其特征在于，所述保护电路包括比较器，所述比较器的第一输入端与所述硬件接口连接，所述比较器的第二输入端与所述电池模块连接，所述比较器的输出端分别与所述第一MOS晶体管的控制端和所述第二MOS晶体管的控制端连接。

7.根据权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于，所述与运算模块包括与门，和/或，所述取反模块包括非门。

8.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述硬件接口的数量、所述开关电路的数量以及所述控制电路的数量分别为两个。

9.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括信号输出模块，用于输出各所述开关电路的初始控制信号。

10.根据权利要求1至9任一项所述的充电控制电路，其特征在于，所述硬件接口为Type-C接口。

11.一种芯片，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的充电控制电路。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求11所述的芯片。