[發明專利]一種USB接口充電握手方法以及可快速充電的電源適配器

有效

• 申請號: 201410113868.2
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103972955A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 段崇修
• 申請（專利權）人: 西安乾易企業管理咨詢有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G06F13/38
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本發明屬于USB接口充電領域，具體涉及USB接口的充電握手方法以及可快速充電的電源適配器。

背景技術

目前基于USB接口的充電電壓有兩種。方案一是標準的5.0V電壓輸出，電壓不可變。方案二是以美國高通公司為代表的方案，輸出電壓可變，USB設備和電源適配器通過USB接口的DP、DM信號握手，確定輸出電壓是5.0V輸出還是其他高電壓值輸出，已達到高電壓輸電、快速充電的目的。

以上方案一缺點是：無法輸出高電壓以便提供大的輸入功率給充電芯片；方案二缺點是：USB設備和電源適配器需要識別不同邏輯的DP、DM信號，對硬件電路要求高，方案實現成本高。

目前通訊業內沒有統一的USB快速充電標準，以高通公司為代表的快速充電方法存在方案二的缺陷，開發一種硬件實現簡單、可靠的USB接口握手方法來滿足快速充電的需求，很有意義。

發明內容

本發明的目的是：提供一種硬件實現簡單可靠的USB接口握手方法，基于現有的USB2.0或者USB3.0接口信號，實現USB設備和電源適配器的充電握手，不改變電源適配器輸出電流的前提下，通過提高電源適配器的輸出電壓給USB設備提供更高的輸入功率，加快充電速度，實現快速充電。本發明還提供了一種可快速充電的電源適配器。

本發明的技術解決方案是：

一種USB接口充電握手方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1】通過USB線纜連接電源適配器和USB設備；

2.1】USB設備的充電管理電路按照USB設備預先固化好的約定編碼來控制VBUS的通斷，所述USB設備預先固化好的約定編碼的最后一位代表VBUS導通；

2.2】電源適配器通過識別VBUS上的電流的通斷，還原出USB設備上預先固化好的約定編碼；

如果還原出的USB設備上的約定編碼與電源適配器預先固化好的約定編碼一致，則握手成功；

如果還原出USB設備上的約定編碼與電源適配器預先固化好的約定編碼不一致，則握手失敗。

上述電源適配器包括AC/DC電路、用于控制AC/DC電路的輸出電壓值的控制電路A以及用于檢測VBUS通斷的VBUS電流檢測電路，VBUS電流檢測電路的輸出端連接至控制電路A的輸入端，控制電路A的輸出端連接至AC/DC電路的輸入端。

上述步驟2.2】中，如果握手成功，VBUS電流檢測電路輸出中斷信號給控制電路A，控制電路A收到中斷信號后，控制AC/DC電路將輸出電壓由標準電壓變為電壓值高于標準電壓的高電壓，例如9V或者12V。

上述USB設備包括電池、充電管理電路以及控制電路B，所述控制電路B按照USB設備預先固化好的約定編碼輸出控制信號給充電管理電路，充電管理電路的輸出連接至電池，控制電路B控制充電管理電路完成VBUS的通斷，所述控制信號是控制VBUS導通及關斷的信號。

一種可快速充電的電源適配器，包括AC/DC電路，其特殊之處在于：所述可快速充電的電源適配器還包括用于控制AC/DC電路的輸出電壓值的控制電路A以及用于檢測VBUS通斷的VBUS電流檢測電路，VBUS電流檢測電路的輸出端連接至控制電路A的輸入端，控制電路A的輸出端連接至AC/DC電路的輸入端。

上述VBUS電流檢測電路包括一個串聯在VBUS線路上的一個能夠產生壓降的電子器件、并聯在該電子器件兩端的ADC模數轉換電路以及與ADC模數轉換電路輸出端連接的微控制器，微控制器的輸出端接至控制電路A。

本發明的優點：

1、本方法握手成功后，可提供更高的輸出電壓和更高的輸出功率，提高USB設備對電池的充電速度；

2、本方法不改變現有的USB接口信號定義，實現方法簡單，可靠；

3、本方法不改變電源適配器輸出電流，傳輸線路上功率損耗小；

4、本發明的電源適配器，結構簡單，對硬件電路要求不高，方案實現成本低；并且向下兼容不支持快速充電的USB設備，USB設備包括各種手機、平板電腦等；

5、本發明的USB設備向下兼容不支持快速充電的電源適配器。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖；

圖2為VBUS電流檢測電路的原理圖；

其中：1-AC/DC電路、2-控制電路A、3-VBUS電流檢測電路、4-控制電路B、5-充電管理電路、6-電池。

具體實施方式