一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，包括USB主輸入端口、端口類型識(shí)別單元A、電源管理單元、控制單元、USB輸出端口和內(nèi)部供電單元；USB主輸入端口數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元A輸入端連接，端口類型識(shí)別單元A輸出端數(shù)據(jù)線與電源管理單元輸入端連接，電源管理單元輸出端數(shù)據(jù)線與USB輸出端口數(shù)據(jù)線連接；USB主輸入端口電源線依次串聯(lián)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A、電壓波動(dòng)測(cè)量單元和電源管理單元后與USB輸出端口電源線連接；控制單元分別與端口類型識(shí)別單元A、電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A、電壓波動(dòng)測(cè)量單元、電源管理單元連接。本發(fā)明的充電優(yōu)化裝置，通過(guò)電源管理單元模擬與充電設(shè)備相匹配的充電接口，使充電設(shè)備處于最佳充電狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】—種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于便攜式電子設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的便攜式電子產(chǎn)品成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋仨毱?，例如MP3播放器、智能手機(jī)、平板電腦等，尤其是智能手機(jī)，功能各式各樣，種類繁多，品牌也多。不同的便攜式電子產(chǎn)品，其充電器也不一樣。不同種類，不同品牌的便攜式電子產(chǎn)品，盡管都是采用USB接口進(jìn)行充電，物理接口相同，但USB接口電氣種類較多，常常會(huì)造成充電器與充電設(shè)備的不匹配。充電器與充電設(shè)備的不匹配時(shí)，使充電設(shè)備不能在最佳充電狀態(tài)下進(jìn)行充電。充電電流小于充電設(shè)備的額定充電電流值，會(huì)使得充電時(shí)間加長(zhǎng)，給使用者造成困擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中充電器種類繁多，充電器與充電設(shè)備不匹配而導(dǎo)致充電設(shè)備不能在最佳充電狀態(tài)下進(jìn)行充電的問(wèn)題，提供一種充電優(yōu)化裝置，通過(guò)對(duì)充電端口的模擬，使充電設(shè)備在最佳充電狀態(tài)下進(jìn)行充電，提高充電效率的同時(shí)，保護(hù)充電設(shè)備。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，包括USB主輸入端口、端口類型識(shí)別單元A、電源管理單元、控制單元、USB輸出端口和內(nèi)部供電單元；
[0006]USB主輸入端口數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元A輸入端連接，端口類型識(shí)別單元A輸出端數(shù)據(jù)線與電源管理單元輸入端連接，電源管理單元輸出端數(shù)據(jù)線與USB輸出端口數(shù)據(jù)線連接；
[0007]USB主輸入端口電源線依次串聯(lián)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A、電壓波動(dòng)測(cè)量單元和電源管理單元后與USB輸出端口電源線連接；
[0008]控制單元分別與端口類型識(shí)別單元A、電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A、電壓波動(dòng)測(cè)量單元、電源管理單元連接。
[0009]優(yōu)選地,還設(shè)置有LED顯示單元,所述LED顯示單元與控制單元連接。
[0010]優(yōu)選地，還設(shè)置有觸控單元，所述觸控單元一端與觸控按鈕連接，另一端與控制單元連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述的控制單元具有藍(lán)牙通信模塊，天線單元與控制單元連接。
[0012]優(yōu)選地，還設(shè)置有USB副輸入端口、端口類型識(shí)別單元B和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B, USB副輸入端口數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元B輸入端連接；USB副輸入端口電源線與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B輸入端連接，電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B輸出端與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A輸出端并聯(lián)；端口類型識(shí)別單元B和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B同時(shí)與控制單元連接。
[0013]優(yōu)選地，控制單元采用CC2541芯片。
[0014]優(yōu)選地，所述的電源管理單元采用UCS1002芯片。
[0015]優(yōu)選地，所述的端口類型識(shí)別單元A和端口類型識(shí)別單元B采用MAX14656芯片。
[0016]優(yōu)選地，所述的電壓波動(dòng)測(cè)量單元采用LM25056芯片。
[0017]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)端口類型識(shí)別單元識(shí)別USB主輸入單元的輸入類型，再通過(guò)控制單元內(nèi)存儲(chǔ)或控制單元通過(guò)通訊得到充電設(shè)備的類型，最后通過(guò)電源管理單元模擬與充電設(shè)備相匹配的充電接口，最終達(dá)到充電設(shè)備處于最佳充電狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的充電優(yōu)化裝置的電路框圖。
[0019]圖中標(biāo)記:11-USB主輸入端口，12-端口類型識(shí)別單元A，21-USB副輸入端口，22-端口類型識(shí)別單元B，30-電源管理單元，40-USB輸出端口，50-控制單元，60-電壓波動(dòng)測(cè)量單元，70-電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A，80-電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B，91-內(nèi)部供電單元，92-天線單元,93-LED顯示單元,94-觸控單元,95-觸控按鈕。

【具體實(shí)施方式】
[0020]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，包括USB主輸入端口 11、端口類型識(shí)別單元A12、電源管理單元30、控制單元50、USB輸出端口 40和內(nèi)部供電單元91。USB主輸入端口 11數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元A12輸入端連接，端口類型識(shí)別單元A12輸出端數(shù)據(jù)線與電源管理單元30輸入端連接，電源管理單元30輸出端數(shù)據(jù)線與USB輸出端口 40數(shù)據(jù)線連接。USB主輸入端口 11電源線依次串聯(lián)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70、電壓波動(dòng)測(cè)量單元60和電源管理單元30后與USB輸出端口 40電源線連接?？刂茊卧?0分別與端口類型識(shí)別單元A12、電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70、電壓波動(dòng)測(cè)量單元60、電源管理單元30連接。
[0021]USB主輸入端口 11接入電源，USB輸出端口 40接入待充電的電子設(shè)備，電源管理單元30可根據(jù)插入U(xiǎn)SB輸出端口 40的電子設(shè)備自動(dòng)仿真其充電器類型，輸出適合該電子設(shè)備的電源，以達(dá)到快速充電的目的，使電子設(shè)備處于最佳的充電狀態(tài)。
[0022]充電優(yōu)化裝置還設(shè)置有USB副輸入端口 21、端口類型識(shí)別單元B22和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80，USB副輸入端口 21數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元B22輸入端連接；USB副輸入端口 21電源線與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80輸入端連接，電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80輸出端與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70輸出端并聯(lián)；端口類型識(shí)別單元B22和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80同時(shí)與控制單元50連接。
[0023]在只有USB主輸入端口 11提供電源的情況下，如果供電電流過(guò)低，達(dá)不到輸出端電子設(shè)備的用電需求，則充電優(yōu)化裝置會(huì)提示供電不足，這時(shí)需要通過(guò)將USB副輸入端口21插入輔助電源，以增加供電電流，使電子設(shè)備處于最佳的充電狀態(tài)。
[0024]本實(shí)施例中，USB主輸入端口 11和USB副輸入端口 21均采用USB公頭，當(dāng)然也可以采用其他接頭，并通過(guò)USB線纜延伸出該充電優(yōu)化裝置本體，均可以直接插入普通手機(jī)充電器或者電腦USB端口中，且每個(gè)USB輸入端口及USB線纜可獨(dú)立支持12.5W功率。
[0025]充電優(yōu)化裝置中還設(shè)置有LED顯示單元93、觸控單元94，所述LED顯示單元93與控制單元50連接。所述觸控單元94 一端與觸控按鈕95連接，另一端與控制單元50連接。所述的控制單元50具有藍(lán)牙通信模塊，天線單元92與控制單元50連接，可通過(guò)該控制單元50和終端設(shè)備的APP建立通訊，通過(guò)終端設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電優(yōu)化裝置的工作狀態(tài)。
[0026]端口類型識(shí)別單元A12和端口類型識(shí)別單元B22均采用MAX14656芯片，USB主輸入端口 11的D+/D-數(shù)據(jù)線連接到端口類型識(shí)別單元A12的MAX14656，通過(guò)MAX14656可識(shí)別到插入U(xiǎn)SB主輸入端口 11的充電器或其他供電源的類型；端口類型識(shí)別單元B22亦是如此。
[0027]電源管理單元30采用UCS1002，端口類型識(shí)別單元A12通過(guò)D+/D-數(shù)據(jù)線與之相連，UCS1002通過(guò)D+/D-數(shù)據(jù)線與USB輸出端口 40連接。由于UCS1002具有枚舉USB的功能，這樣，通過(guò)D+/D-數(shù)據(jù)線依次相連的USB主輸入端口 11、端口類型識(shí)別單元A12、電源管理單元30、USB輸出端口 40，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0028]UCS1002不僅具有枚舉USB的功能，還具有仿真充電器功能。因此，USB主輸入端口 11的VBUS管腳，通過(guò)電源線VBUS依次連接到電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70、電壓波動(dòng)測(cè)量單元60，再連接到電源管理單元30的UCS1002中，USC1002再通過(guò)電源線VBUS連接到USB輸出端口 40的VBUS管腳，從而實(shí)現(xiàn)充電。
[0029]USB副輸入端口 21的VBUS管腳出來(lái)的電源線VBUS經(jīng)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80后，與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70出來(lái)的電源線VBUS并聯(lián)，再接入電壓波動(dòng)測(cè)量單元60，用以輔助充電。
[0030]充電時(shí)，通過(guò)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70將電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再通入控制單元50，控制單元50采用CC2541，通過(guò)其模擬輸入通道可檢測(cè)主電源的電壓紋波。通過(guò)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80將電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再通入控制單元50的CC2541，也通過(guò)其模擬輸入通道檢測(cè)副電源的電壓紋波。通過(guò)電壓波動(dòng)測(cè)量單元60的LM25056可測(cè)量總電源的電壓波動(dòng)，然后控制單元50的CC2541分別結(jié)合電壓紋波和電壓波動(dòng)，可分別測(cè)量插入U(xiǎn)SB主輸入端口 11的充電器和插入U(xiǎn)SB副輸入端口 21的充電器是否為劣質(zhì)充電器。
[0031]電壓的紋波是利用CC2541的模擬輸入通道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A70或電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B80分別將電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后，通入CC2541的模擬輸入通道。
[0032]電壓的波動(dòng)是利用LM25056來(lái)測(cè)量的。LM25056不僅可以測(cè)量電流、電壓，還具有過(guò)流過(guò)壓保護(hù)功能。測(cè)量值會(huì)通過(guò)總線傳輸?shù)娇刂茊卧?0的CC2541，并通過(guò)控制單元50的CC2541傳送給終端設(shè)備的APP，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果過(guò)流或者過(guò)壓時(shí)，還可通過(guò)1連接線傳輸給控制單元50的CC2541，由控制單元50控制報(bào)警模塊實(shí)施報(bào)警。
[0033]如果電壓紋波超過(guò)500mV，電壓波動(dòng)大于0.5V，則會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)。通過(guò)電壓波動(dòng)測(cè)量單元60的LM25056的電源電壓超過(guò)5.5V時(shí)，也會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)。
[0034]控制單元50的CC2541還分別以總線連接的方式與端口類型識(shí)別單元A12的MAX14656、端口類型識(shí)別單元B22的MAX14656、電源管理單元30的UCS1002連接，分別檢測(cè)插入的充電器或充電電源的端口類型,配置電源管理單元30的UCS1002中的仿真配置文件。電源管理單元30的UCS1002中配置有各種充電器的仿真配置文件，并通過(guò)USB輸出端口 40插入的電子設(shè)備來(lái)配置不同的充電器的仿真配置文件。輸入端的端口類型與輸出端能否匹配，則通過(guò)控制單元50的CC2541來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果輸入端電流能夠滿足輸出端需求時(shí)，則可以實(shí)現(xiàn)仿真充電器來(lái)匹配輸出端；如果檢測(cè)到輸入端的電流不能滿足輸出端的需求時(shí)，則會(huì)通過(guò)控制單元50的CC2541來(lái)傳輸?shù)紸PP提醒或者相應(yīng)的指示燈提醒，需要在USB副輸入端口 21插入輔助電源，再插入輔助電源后，則控制單元50的CC2541則會(huì)控制電源管理單元30的UCS1002重新仿真充電器，從而實(shí)現(xiàn)快速充電。
[0035]觸控按鈕95采用TTP223實(shí)現(xiàn)觸控功能，支持雙擊、三擊的識(shí)別；雙擊為數(shù)據(jù)傳輸與快充切換，三擊為開(kāi)關(guān)LED顯示單元93。觸控按鈕95原型為一塊導(dǎo)電銅箔，貼在產(chǎn)品觸控區(qū)域的內(nèi)壁上，導(dǎo)電銅箔與PCB板上觸控IC的輸入端采用彈片連接。在電壓波動(dòng)測(cè)量單元60的電源線VBUS連接端還連接有內(nèi)部供電單元91，內(nèi)部供電單元91采用3.3V的穩(wěn)壓芯片LD0，內(nèi)部供電單元91輸出端與控制單元50以及觸控芯片94連接，為控制單元50和觸控芯片94提供3.3V的穩(wěn)定電壓。
[0036]LED顯示單元93 —共5種狀體，即綠色、琥珀色、紅色、白色、藍(lán)色:
[0037]a.指示充電狀態(tài)，快速優(yōu)化充電綠色LED常亮、非優(yōu)化充電琥珀色LED常亮；
[0038]b.指示使用狀態(tài)，充電器質(zhì)量不好或輸入不正常紅色LED常亮，保護(hù)模式紅色LED閃爍，充電優(yōu)化裝置停止工作。
[0039]c.指示數(shù)據(jù)狀態(tài)白色LED常亮-數(shù)據(jù)狀態(tài)，白色LED閃爍-數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。
[0040]d.指示藍(lán)牙狀態(tài)藍(lán)色LED常亮-藍(lán)牙連接，藍(lán)色LED閃爍-藍(lán)牙通訊傳輸狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，包括USB主輸入端口(11)、端口類型識(shí)別單元A(12)、電源管理單元(30)、控制單元(50)、USB輸出端口(40)和內(nèi)部供電單元(91)； USB主輸入端口(11)數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元A(12)輸入端連接，端口類型識(shí)別單元A(12)輸出端數(shù)據(jù)線與電源管理單元(30)輸入端連接，電源管理單元(30)輸出端數(shù)據(jù)線與USB輸出端口(40)數(shù)據(jù)線連接； USB主輸入端口(11)電源線依次串聯(lián)電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A(70)、電壓波動(dòng)測(cè)量單元(60)和電源管理單元(30)后與USB輸出端口(40)電源線連接； 控制單元(50)分別與端口類型識(shí)別單元A(12)、電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A(70)、電壓波動(dòng)測(cè)量單元(60)、電源管理單元(30)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，還設(shè)置有LED顯示單元(93)，所述LED顯示單元(93)與控制單元(50)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，還設(shè)置有觸控單元(94)，所述觸控單元(94) 一端與觸控按鈕(95)連接，另一端與控制單元(50)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，所述的控制單元(50)具有藍(lán)牙通信模塊，天線單元(92)與控制單元(50)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，還設(shè)置有USB副輸入端口(21)、端口類型識(shí)別單元B (22)和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B (80)，USB副輸入端口(21)數(shù)據(jù)線與端口類型識(shí)別單元B(22)輸入端連接；USB副輸入端口(21)電源線與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B (80)輸入端連接，電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B (80)輸出端與電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元A(70)輸出端并聯(lián)；端口類型識(shí)別單元B(22)和電壓紋波測(cè)量轉(zhuǎn)換單元B (80)同時(shí)與控制單元(50)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，控制單元(50)采用CC2541芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，所述的電源管理單元(30)采用UCS1002芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，所述的端口類型識(shí)別單元A(12)和端口類型識(shí)別單元B(22)采用MAX14656芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于便攜式電子設(shè)備的充電優(yōu)化裝置，其特征在于，所述的電壓波動(dòng)測(cè)量單元(60)采用LM25056芯片。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104377768SQ201410655013
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】朱捷 申請(qǐng)人:朱捷