一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器技术

本发明专利技术提供了一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器，其电路包括：供电单元，用于接入交流供电电压；电压转换单元，与所述供电单元连接，用于将所述交流供电电压进行转换并输出直流电压；控制检测单元，与所述电压转换单元连接，用于若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制所述电压转换单元切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。本发明专利技术低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

A charging short circuit protection circuit, method and power adapter

【技术实现步骤摘要】
一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器
本专利技术涉及充电保护
，尤指一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器。
技术介绍
随着便携式设备的越来越普及，比如手机，电话手表，平板电脑等设备，这些便携式设备充电过程中遇到充电回路微短路的情况越来越多。微短路的危害很大，轻则造成充电系统损坏，充电接口烧黑等，重则有可能造成过温起火。所以解决充电回路微短路这个问题很重要。但是现在市面上，能做充电回路微短路检测的便携式设备非常少，因为现有的方案成本高，实现复杂，而且不通用，不能做到所有的便携式设备都适用。目前市面上只有少数手机厂家在高端旗舰机型上加入充电回路微短路的解决方案，而且是这个方案只能适用于单一机型，无法做到通用。具体是做法是：1.制作专用的充电适配器，在充电适配器和便携式设备中同时加入MCU，实现充电器和便携式设备能够实时通信。2.充电适配器中集成了mos开关，可以关闭充电电压输出。充电适配器中MCU要求带有ADC检测，支持电流检测功能。3.若充电适配器和便携式设备连接完成后，MCU开始握手通信，便携式设备中的MCU通知充电适配器中的MCU，先关闭充电，然后控制充电适配器输出5V的充电电压，或者便携式设备需要的充电电压，此时去检测充电适配器的输出电流。若检测到此时充电适配器的输出电流大于一定值时比如200mA或者300mA，则判断充电适配器和便携式设备之间的充电回路存在微短路。因为便携式设备已经关闭了充电，此时充电适配器输出电流应该很小或者为0。目前的这种方案的缺点如下：1.成本很高，需要在充电适配器和便携式设备中加入MCU等硬件。2.实现难度高，需要定制专门的握手通信协议来实现充电适配器和便携式设备的通信。3.需要为充电适配器配置支持通信功能的专用数据线，进一步提高成本。4.不通用，只能用于专用便携式设备，无法对所有的便携式设备均实现微短路检测。5.占用空间，需要在便携式设备中加入MCU等相关硬件，这对于小型化的便携式设备实现难度很大，比如电话手表，手环等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器，实现低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种充电短路保护电路，包括：供电单元，用于接入交流供电电压；电压转换单元，与所述供电单元连接，用于将所述交流供电电压进行转换并输出直流电压；控制检测单元，与所述电压转换单元连接，用于若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制所述电压转换单元切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。进一步的，所述充电短路保护电路还包括：设于电源适配器与所述便携式设备之间连接线路处的开关单元；所述控制检测单元包括：接入检测模块，用于检测是否存在便携式设备接入充电；控制模块，用于控制所述电压转换单元切换输出大小为第一预设电压值或第二预设电压值的直流电压；电流检测模块，用于在所述电压转换单元切换输出直流电压的大小，且检测到存在便携式设备接入充电时检测充电回路是否出现短路现象；所述控制模块，还用于若确定充电回路出现短路现象时，控制所述开关单元从连通状态切换为断开状态，使得所述连接线路为断开以停止充电；若确定充电回路未出现短路现象时，控制所述开关单元保持连通状态，并控制所述电压转换单元切换输出直流充电电压，以向所述便携式设备充电。进一步的，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻，且所述电源适配器的充电接口母座设有ID引脚；所述ID引脚为所述充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；所述接入检测模块包括：第一接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出预设直流电压；所述接入检测子模块，用于若检测所述ID引脚与所述便携式设备的接地引脚短接，确定存在便携式设备接入充电；所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述预设直流电压且存在便携式设备接入充电时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第一预设电流值；所述计时子模块，用于判断输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。进一步的，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻；所述接入检测模块包括：第二接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出直流充电电压；所述接入检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述直流充电电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备接入充电；所述控制模块，用于在确定存在便携式设备接入充电时，控制所述电压转换单元将输出电压由所述直流充电电压切换为预设直流电压；所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元输出所述预设直流电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第二预设电流值；所述计时子模块，用于判断输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。进一步的，所述电压转换单元包括：交流直流转换模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块；所述交流直流转换模块，用于将所述交流供电电压转换为直流输出电压；所述第一电压转换模块，与所述交流直流转换模块连接，用于将所述直流输出电压进行降压处理输出预设直流电压；所述第二电压转换模块，与所述交流直流转换模块连接，用于将所述直流输出电压进行降压处理输出直流充电电压；其中，所述预设直流电压的电压值小于所述直流充电电压的电压值。本专利技术还提供一种充电短路保护方法，包括步骤：检测是否存在便携式设备接入充电；若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象；根据检测结果控制输出的直流电压的电压值大小，以及控制电源适配器与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。进一步的，所述电源适配器包括：电流检测电阻，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电短路保护电路，其特征在于，包括：/n供电单元，用于接入交流供电电压；/n电压转换单元，与所述供电单元连接，用于将所述交流供电电压进行转换并输出直流电压；/n控制检测单元，与所述电压转换单元连接，用于若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制所述电压转换单元切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电短路保护电路，其特征在于，包括：
供电单元，用于接入交流供电电压；
电压转换单元，与所述供电单元连接，用于将所述交流供电电压进行转换并输出直流电压；
控制检测单元，与所述电压转换单元连接，用于若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制所述电压转换单元切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。


2.根据权利要求1所述的充电短路保护电路，其特征在于，所述充电短路保护电路还包括：设于电源适配器与所述便携式设备之间连接线路处的开关单元；所述控制检测单元包括：
接入检测模块，用于检测是否存在便携式设备接入充电；
控制模块，用于控制所述电压转换单元切换输出大小为第一预设电压值或第二预设电压值的直流电压；
电流检测模块，用于在所述电压转换单元切换输出直流电压的大小，且检测到存在便携式设备接入充电时检测充电回路是否出现短路现象；
所述控制模块，还用于若确定充电回路出现短路现象时，控制所述开关单元从连通状态切换为断开状态，使得所述连接线路为断开以停止充电；若确定充电回路未出现短路现象时，控制所述开关单元保持连通状态，并控制所述电压转换单元切换输出直流充电电压，以向所述便携式设备充电。


3.根据权利要求2所述的充电短路保护电路，其特征在于，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻，且所述电源适配器的充电接口母座设有ID引脚；所述ID引脚为所述充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；所述接入检测模块包括：第一接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；
所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出预设直流电压；
所述接入检测子模块，用于若检测所述ID引脚与所述便携式设备的接地引脚短接，确定存在便携式设备接入充电；
所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述预设直流电压且存在便携式设备接入充电时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第一预设电流值；
所述计时子模块，用于判断输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；
所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。


4.根据权利要求2所述的充电短路保护电路，其特征在于，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻；所述接入检测模块包括：第二接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；
所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出直流充电电压；
所述接入检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述直流充电电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备接入充电；
所述控制模块，用于在确定存在便携式设备接入充电时，控制所述电压转换单元将输出电压由所述直流充电电压切换为预设直流电压；
所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元输出所述预设直流电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第二预设电流值；
所述计时子模块，用于判断输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；
所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建明，
申请(专利权)人：广东小天才科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44