多端口充电设备及其协议握手实现架构和方法技术

提供了一种多端口充电设备及其协议握手实现架构和方法。该协议握手实现架构包括：端口识别模块，被配置为识别多端口充电设备的N个USB端口中连接有负载设备的USB端口，并生成端口识别信号，其中，N是大于等于2的整数；端口选通模块，被配置为在端口识别信号指示N个USB端口中的第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通第k个USB端口与I/O接口模块之间的信号连接，其中，k是大于等于1且小于等于N的整数；I/O接口模块，被配置为实现第k个USB端口与5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块之间的信号传输；以及5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块，被配置为经由I/O接口模块和第k个USB端口，完成与第k个USB端口所连接的负载设备的握手通信。的负载设备的握手通信。的负载设备的握手通信。

【技术实现步骤摘要】
多端口充电设备及其协议握手实现架构和方法


[0001]本专利技术涉及电路领域，更具体地涉及一种多端口充电设备及其协议握手实现架构和方法。

技术介绍

[0002]在具有两个以上通用串行总线(USB)端口的快充充电器或充电宝之类的充电设备中，每个USB端口都可以提供快速充电通信协议的握手，并且在两个以上USB端口连接有负载设备的情况下每个USB端口都只提供5V的充电电压和普通充电通信协议的握手。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现架构，包括：端口识别模块，被配置为识别多端口充电设备的N个通用串行总线(USB)端口中连接有负载设备的USB端口，并生成端口识别信号，其中，N是大于等于2的整数；端口选通模块，被配置为在端口识别信号指示N个USB端口中的第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通第k个USB端口与输入/输出(I/O)接口模块之间的信号连接，其中，k是大于等于1且小于等于N的整数；I/O接口模块，被配置为实现第k个USB端口与5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块之间的信号传输；以及5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块，被配置为经由I/O接口模块和第k个USB端口，完成与第k个USB端口所连接的负载设备的握手通信。
[0004]根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现方法，包括：识别多端口充电设备的N个通用串行总线(USB)端口中连接有负载设备的USB端口，并生成端口识别信号，其中，N是大于等于2的整数；在端口识别信号指示N个USB端口中的第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通第k个USB端口与输入/输出(I/O)接口模块之间的信号连接，其中，k是大于等于1且小于等于N的整数；通过I/O接口模块实现第k个USB端口与5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块之间的信号传输；以及通过5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块，经由I/O接口模块和第k个USB端口，完成与第k个USB端口所连接的负载设备的握手通信。
[0005]根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现架构和方法，通过选通连接有负载设备的USB端口与I/O接口模块之间的信号连接，可以利用一个I/O接口模块实现连接到多端口充电设备的任意一个USB端口的负载设备与多端口充电设备之间的握手通信。
附图说明
[0006]从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：
[0007]图1示出了传统的用于充电设备的协议握手实现架构的示意框图。
[0008]图2示出了根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现架构的示意
框图。
[0009]图3A至3C示出了图2所示的协议握手实现架构中的信号通路。
[0010]图4示出了图2所示的协议握手实现架构中的端口选通模块的示例实现电路的示意图。
[0011]图5示出了图2所示的协议握手实现架构中的5V电压模拟握手协议模块的示例实现电路的示意图。
[0012]图6示出了图5所示的5V电压模拟握手协议模块实现的协议握手流程图。
[0013]图7示出了图5所示的5V电压模拟握手协议模块实现协议握手过程中的相关信号的时序图。
具体实施方式
[0014]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。
[0015]图1示出了传统的用于充电设备的协议握手实现架构100的示意框图。如图1所示，在充电设备具有两个USB端口的情况下，每个USB端口通过与其连接的输入/输出(I/O)接口模块连接到5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块。也就是说，协议握手实现架构100包括两个独立的I/O接口模块，电路结构相对复杂。
[0016]鉴于图1所示的协议握手实现架构100存在的上述问题，提出了根据本专利技术实施例的多端口充电设备及其协议握手实现架构和方法，这种协议握手实现架构和方法不仅能处理具有多个USB端口的多端口充电设备的USB端口的通信问题，同时电路结构比较简单。
[0017]下面以具有两个USB端口的多端口充电设备为例，对根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现架构进行说明。
[0018]图2示出了根据本专利技术实施例的用于多端口充电设备的协议握手实现架构200的示意框图。如图2所示，协议握手实现架构200包括端口识别模块202、端口选通模块204、I/O接口模块206、以及5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块208，其中：端口识别模块202被配置为识别多端口充电设备的两个USB端口(例如，USB端口1和USB端口2)中连接有负载设备的USB端口，并生成端口识别信号PORT_EN；端口选通模块204被配置为在端口识别信号PORT_EN指示USB端口1和USB端口2中的任意一个USB端口(例如，USB端口1)连接有负载设备的情况下，选通USB端口1与I/O接口模块206之间的信号连接；I/O接口模块206被配置为实现USB端口1与5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块208之间的信号传输；快充数字握手协议模块210被配置为经由I/O接口模块206和USB端口1，完成与USB端口1所连接的负载设备的握手通信(即，完成USB端口1所连接的负载设备与多端口充电设备之间的普通充电通信协议或快速充电通信协议的握手)。
[0019]根据本专利技术实施例的协议握手实现架构200，通过选通连接有负载设备的任意一
个USB端口与I/O接口模块之间的信号连接，可以利用一个I/O接口模块实现连接到多端口充电设备的任意一个USB端口的负载设备与多端口充电设备之间的握手通信。
[0020]在一些实施例中，如图2所示，端口识别模块202的输入信号是USB端口1和USB端口2的端口电压VPORT1和VPORT2、输出信号是端口识别信号PORT_EN。这里，在USB端口1连接有负载设备、USB端口2没有连接负载设备的情况下，端口识别信号PORT_EN为01；在USB端口1没有连接负载设备、USB端口2连接有负载设备的情况下，端口识别信号PORT_EN为10；在USB端口1和2均连接有负载设备的情况下，端口识别信号PORT_EN为11；在USB端口1和2均没有连接负载设备的情况下，端口识别信号PORT_EN为00。
[0021]在一些实施例中，如图2所示，端口选通模块204包括第一端口选通单元204
‑
1和第二端口选通单元204
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多端口充电设备的协议握手实现架构，包括：端口识别模块，被配置为识别所述多端口充电设备的N个通用串行总线(USB)端口中连接有负载设备的USB端口，并生成端口识别信号，其中，N是大于等于2的整数；端口选通模块，被配置为在所述端口识别信号指示所述N个USB端口中的第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通所述第k个USB端口与输入/输出(I/O)接口模块之间的信号连接，其中，k是大于等于1且小于等于N的整数；所述I/O接口模块，被配置为实现所述第k个USB端口与5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块之间的信号传输；以及所述5V电压数字握手协议和快充数字握手协议模块，被配置为经由所述I/O接口模块和所述第k个USB端口，完成与所述第k个USB端口所连接的负载设备的握手通信。2.根据权利要求1所述的协议握手实现架构，其中，所述端口选通模块包括：第一端口选通单元，被配置为在所述端口识别信号指示所述第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通所述第k个USB端口的第一数据信号线与所述I/O接口模块之间的信号连接；以及第二端口选通单元，被配置为在所述端口识别信号指示所述第k个USB端口连接有负载设备的情况下，选通所述第k个USB端口的第二数据信号线与所述I/O接口模块之间的信号连接。3.根据权利要求2所述的协议握手实现架构，其中，所述第一端口选通单元包括分别连接在所述N个USB端口的第一数据信号线与所述I/O接口模块之间的N个第一开关，在所述端口识别信号指示所述第k个USB端口连接有负载设备的情况下，所述N个第一开关中对应于所述第k个USB端口的第k个第一开关闭合，并且所述第二端口选通单元包括分别连接在所述N个USB端口的第二数据信号线与所述I/O接口模块之间的N个第二开关，在所述端口识别信号指示所述第k个USB端口连接有负载设备的情况下，所述N个第二开关中对应于所述第k个USB端口的第k个第二开关闭合。4.根据权利要求3所述的协议握手实现架构，其中，所述第一端口选通单元还包括第一开关管，所述第一开关管的第一端子连接到所述端口选通模块的供电电压、第二端子连接到所述N个第一开关与所述I/O接口模块之间，在所述端口识别信号指示所述N个USB端口均没有连接负载设备的情况下，所述第一开关管的第二端子上的电压被上拉到所述端口选通模块的供电电压，并且所述第二端口选通单元还包括第二开关管，所述第二开关管的第一端子连接到所述端口选通模块的供电电压、第二端子连接到所述N个第二开关与所述I/O接口模块之间，在所述端口识别信号指示所述N个USB端口均没有连接负载设备的情况下，所述第二开关管的第二端子上的电压被上拉到所述端口选通模块的供电电压。5.根据权利要求1所述的协议握手实现架构，还包括：5V电压模拟握手协议模块，被配置为在所述端口识别信号指示所述N个USB端口中的两个以上USB端口连接有负载设备的情况下，利用本地的模拟电路完成与所述两个以上USB端口所连接的负载设备的握手通信。6.根据权利要求5所述的协议握手实现架构，其中，所述5V电压模拟握手协议模块进一步被配置为：
对于所述两个以上USB端口中的每个USB端口，判断该USB端口所连接的负载设备是否符合第一普通充电通信协议的要求，并在判断结果为否的情况下判断该USB端口所连接的负载设备是否符合第二普通充电通信协议的要求。7.根据权利要求5所述的协议握手实现架构，其中，所述5V电压模拟握手协议模块包括缓冲器、连接在所述N个USB端口中的每个USB端口的第一数据信...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志琴，李淼，王冠男，罗强，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：