支持用电/供电模式自动切换的装置及包含该装置的设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种支持用电/供电模式自动切换的装置及包含该装置的设备。该装置包括：接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。本发明专利技术通过建立基于电气参数进行单侧判断的机制，可以确保在用电和供电共用同一物理接口的场景下，自动设定设备的供电或供电状态，从而降低了接口的复杂程度和设备对软硬件环境的依赖和不必要的电能消耗。

Apparatus for supporting automatic switching of power / power supply mode and apparatus comprising the same

The invention discloses a device for automatically switching power / power supply mode and a device comprising the same. The device includes an interface module for connecting the charger or load receiving power or load to the power output from the charger; judging module used for judging whether the interface module is connected to the charger or the load, and according to the judgment result to control the interface module in the switching power mode and power supply mode; the energy module is connected to the interface module for receiving the interface management module of the power, or to the interface module to provide power for the interface module output to the load. The present invention by establishing the mechanism of unilateral judgment based on electrical parameters, can ensure that the electricity supply and share the same physical interface scenario, automatically set equipment of the power supply or power supply, thereby reducing the complexity of equipment and interface depends on the hardware and software environment and unnecessary power consumption.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用电和供电技术，具体地说，是一种支持在用电和供电模式间自动切换的装置，以及包含有这种装置的设备。
技术介绍
当前，以手机、平板电脑、智能手表、运动手环、便携式计算机、电动车辆、电动船舶、数码相机、数码摄像机、无人机以及其它电动飞行器等为代表的大量携带电池的终端设备，迅速普及在消费者生活中的各个领域，并呈现快速增长的趋势。因此充电成为消费者日常必需进行的操作和应用，同时在充电这一使用场景下，也出现了各种各样的问题和困难。比如，设备有时需要被充电，而有时需要作为供电设备，为其它设备进行供电；同时，由于设备的体积大小会直接影响到设备的质量、能耗以及被消费者的接受程度，因此将设备的充电和供电接口合一，已经成为很现实的需求。比如手机通过其USB接口，有时需要进行充电操作，而有时需要输出电流和电压，驱动外接设备；又比如电动汽车目前的供电接口均设置在其车厢内部，为车载设备进行供电，而其充电接口位于车厢外，以便于使用充电桩进行充电。而通过充电和供电接口的合一，则可以完成电动车辆对车辆，在车厢外的直接充电。同样的使用场景也可以用于无人机时电力的“空中加油”，从而极大地改善无人机的航程和运营效率。现有技术中，对充电放电的模式选择依赖于数据通信，以及支持数据通信所必须的软硬件环境。比如苹果公司生产的MACBook电脑，采用了充电和放电接口合一与USBType-C接口的设计。在其使用场景中，如果计算机处于关机状态，其USB接口只能进行对电脑的充电，无法进行对外供电。而在计算机处于运行状态，则其USB接口采用于USB组织规定的BatteryCharge1.2及其后续版本的PowerDelivery协议，和接入的设备进行通信，即通过检测D+和D-的输入输出和通信来进行判断接入设备类型，从而选择充电或供电。对于充电这一个场景来说，为了判断对外供电这一本应在毫秒级完成的任务，需要启动计算机并带来额外的功耗和能耗以及时间的浪费。类似USB组织规定的BatteryCharge1.2以及作为其后续版本的PowerDelivery协议等等，都基于用电设备和供电设备之间进行通信这一基本要求。因此也需要单独的通信物理接口，即除去电力传输物理接口外，还需要额外的通信接口，这也在无形中增加了接口的复杂程度和不需要的硬件开销。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种不依赖于通信，而直接对设备的用电或供电状态进行判断和切换的装置，以及包含有这种装置的设备。从而能够在不依赖设备间通信的前提下，进行用电和供电的模式判断，并对用电或供电进行自动控制。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种支持用电/供电模式自动切换的装置，包括：接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。进一步地，所述接口模块包括外部接口单元和内部接口单元，其中：所述外部接口单元至少包括正极端子和负极端子，以与所述充电器或负载连接；所述内部接口单元与所述外部接口单元电连接并耦接到所述判断模块，用于根据所述判断模块的判断结果，在用电模式和供电模式间切换。进一步地，所述判断模块与所述外部接口单元之间连接有采集模块，所述判断模块根据所述采集模块采集到的所述外部接口单元上的电气参数来判断所述外部接口单元连接的是充电器还是负载。进一步地，所述采集模块包括连接于所述外部接口单元的正极端子和/或负极端子上的负载检测单元，通过检测所述正极端子和/或负极端子上的电流以判断所述外部接口单元是否接入了负载。进一步地，所述负载检测单元包括三极管，所述三极管的基极通过第一电阻连接到所述外部接口单元的负极端子，所述三极管的发射极接地，集电极接所述判断模块。进一步地，所述采集模块包括电压电流采集单元，所述电气参数包括所述外部接口单元端子上的电压和/或电流。进一步地，所述电压电流采集单元包括：第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述判断模块，还连接所述外部接口单元的正极端子或负极端子和判断模块，另一端串接第一开关后接地，所述第一开关在所述内部接口单元的控制下连通或关断；或者检流计，所述检流计连接到所述外部接口单元的正极端子和负极端子。进一步地，所述外部接口单元的正极端子的引线上串接有二极管，所述二极管的阴极接所述正极端子，所述二极管的两端分别通过电压采集模块连接到所述判断模块；所述二极管一侧并联连接有第二开关，所述第二开关在所述内部接口单元的控制下连通或关断。进一步地，所述外部接口单元的正极端子通过第三开关连接有用电电路和供电电路，所述用电电路和供电电路分别连接所述能源模块；所述第三开关在所述内部接口单元的控制下连通用电电路或连通供电电路或与两者均断开。本专利技术还提供了一种包含有上述支持用电/供电模式自动切换的装置的设备。本专利技术的支持用电/供电模式自动切换的装置，通过建立基于电气参数进行单侧判断的机制，可以确保在用电和供电共用同一物理接口的场景下，自动设定设备的用电或供电状态，无须借助通信协议，从而降低了接口的复杂程度和设备对软硬件环境的依赖以及不必要的电能消耗，同时可以进一步减小使用该装置的设备的厚度、体积及重量。附图说明图1是本专利技术的支持用电/供电模式自动切换的装置的原理图。图2是本专利技术的支持用电/供电模式自动切换的装置采用USBType-C接口的实施例的电路图。图3是采用了图2所示USBType-C接口的移动电源实施例的电路原理图。图4是两个具备本专利技术的支持用电/供电模式自动切换的装置的设备互连的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本专利技术的支持用电/供电模式自动切换的装置，包括：接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。其中，所述用电模式包括向可充电电池中充电和直接使用电能等情况。能源模块对所述接口模块接收到的电能的管理包括：将电能存储在可充电电池中；或者将电能直接提供给设备使用；或者将一部分电能提供给设备使用，将另一部分的电能存储在可充电电池中等。其中，所述接口模块包括外部接口单元和内部接口单元，外部接口单元至少包括正极端子和负极端子，以与所述充电器或负载连接。内部接口单元与所述外部接口单元电连接并耦接到所述判断模块，用于根据所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，包括：接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。

【技术特征摘要】
1.一种支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，包括：
接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；
判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；
能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。
2.如权利要求1所述的支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，所述接口模块包括外部接口单元和内部接口单元，其中：
所述外部接口单元至少包括正极端子和负极端子，以与所述充电器或负载连接；
所述内部接口单元与所述外部接口单元电连接并耦接到所述判断模块，用于根据所述判断模块的判断结果，在用电模式和供电模式间切换。
3.如权利要求2所述的支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，所述判断模块与所述外部接口单元之间连接有采集模块，所述判断模块根据所述采集模块采集到的所述外部接口单元上的电气参数来判断所述外部接口单元连接的是充电器还是负载。
4.如权利要求3所述的支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，所述采集模块包括连接于所述外部接口单元的正极端子和/或负极端子上的负载检测单元，通过检测所述正极端子和/或负极端子上的电流以判断所述外部接口单元是否接入了负载。
5.如权利要求4所述的支持用电/供电模式自动切换的装置，其特征在于，所述负载检测单元包括三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：战炜，
申请(专利权)人：战炜，
类型：发明
国别省市：北京;11