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一种电子设备、充电方法及系统

文献发布时间:2023-06-19 11:57:35


一种电子设备、充电方法及系统

技术领域

本申请涉及充电技术领域,尤其涉及一种电子设备、充电方法及系统。

背景技术

随着电子市场的发展,越来越多的电子设备具备了反向充电功能。电子设备(例如手机),可以通过USB活动式(on the go,OTG)连接设备为另一个电子设备(例如平板电脑)充电。其中,提供充电的电子设备可以作为主设备(host device),被充电的电子设备可以作为从设备(slave device)。

具体来说,在目前的OTG充电过程中,OTG连接设备包括主设备接口和从设备接口。OTG连接设备的主设备接口与主设备的通用串行总线(universal serial bus,USB)接口连接,OTG连接设备的从设备接口与从设备的USB接口连接。主设备在确定接入OTG连接设备的主设备接口后,可以通过OTG连接设备向从设备提供充电电能。从设备在确定接入OTG连接设备的从设备接口后,可以通过OTG连接设备,识别主设备的USB接口的类型。

对于支持反向充电功能的电子设备,在电子设备被充电时,电子设备的USB接口可以与OTG连接设备的从设备接口连接,在电子设备向外供电时,电子设备的USB接口可以与OTG连接设备的主设备接口连接。也就是说,对于支持反向充电功能的电子设备,其USB接口既可以与OTG连接设备的主设备接口连接,也可以与OTG连接设备的从设备接口连接。

目前,支持反向充电功能的电子设备中,USB接口多为标准下行端口(standarddownstream port,SDP)。因此,从设备可以将主设备的USB接口识别为SDP,从而基于SDP协议,接收主设备提供的充电电能。

然而,在电池充电(battery charging,BC)1.2协议中规定了SDP所传输的充电电流的最大值为500mA,因此从设备会将充电电流限制在500mA之内,致使反向充电速度较低。因此,现有的反向充电技术还有待进一步研究。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供一种电子设备、充电方法及系统,在该电子设备为主设备时,可以使从设备将电子设备中类型为SDP的USB接口,识别为CDP,进而可以实现大电流的反向充电,从而有利于提高反向充电速度。

第一方面,本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备可以作为主设备为其它电子设备反向充电。示例性的,该电子设备可以包括通用串行总线USB接口、控制单元和接口电路,其中,控制单元可以执行标准下行端口SDP协议,也就是说,该电子设备的USB接口为SDP。其中,接口电路,分别与USB接口的数字负DM引脚和控制单元连接。控制单元可以在确定USB接口接入USB活动式OTG连接设备的主设备接口后,控制接口电路向DM引脚提供DM电压,该DM电压可以指示从设备将该电子设备的USB接口识别为充电下行端口CDP。

主设备和从设备通过OTG连接设备连接后,主设备的USB接口的DM引脚可以通过OTG连接设备,与从设备的USB接口的DM引脚耦合,主设备的USB接口的DP引脚可以通过OTG连接设备,与从设备的USB接口的DP引脚耦合。从设备可以执行BC1.2协议,通过其USB接口的DM引脚的电压变化和DP引脚的电压变化,识别出主设备的USB接口的类型。具体来说,从设备会向其USB接口中DP引脚施加DP电压,若其USB接口中DM引脚的电压未被随之上拉,则从设备可以确定主设备的USB接口为SDP接口。反之,若从设备的USB接口中DM引脚的电压被随之上拉,则从设备会转而向DM引脚施加DM电压,若其DP引脚的电压被随之上拉,则从设备可以确定主设备的USB接口为DCP,反之,若从设备的USB接口中的DP引脚未被随之上拉,则从设备可以确定主设备的USB接口为CDP。

在本申请实施例中,控制单元在确定USB接口接入OTG连接设备的主设备接口后,意味着本电子设备作为主设备。因此,控制单元可以控制接口电路向DM引脚提供DM电压。由于主设备的DM引脚被施加了第一电压,因此从设备的DM引脚的电压被随之上拉。进而使得,从设备在识别主设备的USB接口时,在为DP引脚施加DP电压后,从设备可以检测到其USB接口的DM引脚的电压被上拉,使得从设备不会将主设备的USB接口识别为SDP。从设备转而向DM引脚施加DM电压,由于主设备的USB接口实际上为SDP,主设备的接口电路中DP引脚和DM引脚之间互为断路,因此从设备的DP引脚的电压并不会被随之上拉,从而使得从设备可以将主设备的USB接口识别为CDP,进而可以实现大电流反向充电。

示例性的,对于支持反向充电的电子设备,其本身也可以作为从设备接收充电电能,因此本申请实施例所提供的电子设备的接口电路中也可以包括DM电压源,该DM电压源可以在电子设备作为从设备时,用于识别主设备的USB接口的类型。有鉴于此,本申请实施例中,可以利用电子设备的接口电路中本身便具有的DM电压源,也就是说,在该电子设备作为主设备时,控制单元可以开启接口电路中的DM电压源,由DM电压源向DM引脚提供DM电压。

在本申请实施例中,控制单元可以通过USB接口中的触发引脚,确定是否接入了OTG连接设备的主设备接口。示例性的,接口电路中可以包括触发比较器,该触发比较器分别与USB接口的触发引脚和控制单元连接;触发比较器可以在触发引脚的引脚电压低于触发参考电压时,向控制单元发送第一检测信号;控制单元可以在接收到第一检测信号后,确定USB接口接入OTG连接设备的主设备接口。

由于在从设备识别主设备的USB接口的过程中,还有可能同时进行其它识别过程。为了降低主设备的DM引脚的引脚电压对其它识别过程的影响,在一种可能的实现方式中,接口电路中可以包括DP检测电路,该DP检测电路分别与控制单元和DP引脚连接;DP检测电路可以在DP引脚的引脚电压大于DP参考电压时,向控制单元输出第二检测信号;控制单元可以在USB接口接入USB活动式OTG连接设备的主设备接口后,开启DP检测电路;控制单元在接收到第二检测信号后,再控制接口电路向DM引脚提供DM电压。

控制电路在接收到第二检测信号后,说明此时DP引脚的引脚电压被上拉。如前述,从设备在识别主设备的USB接口的过程中,会开启从设备的接口电路中的DP电压源,为从设备的DP引脚施加DP电压。因此,主设备的控制电路在接收到第二检测信号后,说明从设备已经开启了DP电压源,也就是说,从设备已经开始识别主设备的USB接口。在此情况下,主设备的控制电路再开启DM电压源,有利于实现更为精确的控制,进而有利于降低对其它识别过程的影响。

本申请实施例中,电子设备还包括充电管理单元。主设备在USB接口接入USB活动式OTG连接设备的主设备接口后,还可以控制充电管理单元向USB接口的VBUS引脚输出充电电压。一般来说,从设备只有在检测到VBUS引脚的引脚电压被上拉之后,才会开始识别主设备USB接口的类型。有鉴于此,主设备的控制单元可以在USB接口接入OTG连接设备的主设备接口后,控制充电管理单元向USB接口的VBUS引脚输出充电电压;在充电管理单元输出充电电压的时长达到第一时长后,再开启DP检测电路。采用该实现方式,可以缩短开启DP检测电路的时间,有利于进一步降低对其它识别过程的影响。

示例性的,控制单元可以周期性开启DP检测电路,直至接收到第二检测信号,或者,直至开启DP检测电路的次数达到次数阈值。

在一种可能的实现方式中,控制单元还可以在控制接口电路向DM引脚提供DM电压的时长达到第二时长之后,控制接口电路停止向DM引脚提供所述DM电压。其中,第二时长一般不小于从设备检测DM引脚的引脚电压所需的时长。也就是说,主设备的控制单元可以在从设备识别完DM引脚的引脚电压之后,控制接口电路停止向DM引脚提供DM电压,从而有利于进一步降低对其它识别过程的影响。

第二方面,本申请实施例提供一种充电方法,第二方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果,重复之处不予详述。本申请实施例所提供的充电方法可以应用于电子设备中的控制单元,控制单元可以执行SDP协议。该电子设备可以作为主设备为其它电子设备反向充电。该电子设备中还包括通用串行总线USB接口和接口电路,其中,该USB接口为SDP。示例性的,本申请实施例所提供的充电方法主要包括:在USB接口接入USB活动式OTG连接设备的主设备接口后,控制接口电路向DM引脚提供DM电压,该DM电压可以指示从设备将该电子设备的USB接口识别为充电下行端口CDP。

示例性的,对于支持反向充电的电子设备,其本身也可以作为从设备接收充电电能,因此本申请实施例所提供的电子设备的接口电路中也可以包括DM电压源,该DM电压源可以在电子设备作为从设备时,用于识别主设备的USB接口的类型。有鉴于此,本申请实施例中,可以利用电子设备的接口电路中本身便具有的DM电压源,也就是说,在该电子设备作为主设备时,控制单元可以开启接口电路中的DM电压源,由DM电压源向DM引脚提供DM电压。

在本申请实施例中,控制单元可以通过USB接口中的触发引脚,确定是否接入了OTG连接设备的主设备接口。示例性的,控制单元可以在USB接口的触发引脚的引脚电压大于触发参考电压时,确定USB接口接入OTG连接设备的主设备接口。

由于在从设备识别主设备的USB接口的过程中,还有可能同时进行其它识别过程。为了降低主设备的DM引脚的引脚电压对其它识别过程的影响,在一种可能的实现方式中,控制单元在USB接口接入USB活动式OTG连接设备的主设备接口后,可以先通过接口电路检测DP引脚的引脚电压;在DP引脚的引脚电压大于DP参考电压后,再向DM引脚提供DM电压。从而有利于降低对其它识别过程的影响。

示例性的,控制单元可以在USB接口接入OTG连接设备的主设备接口后,向USB接口的VBUS引脚输出充电电压;在输出充电电压的时长达到第一时长后,再通过接口电路检测DP引脚的引脚电压。

示例性的,控制单元在通过接口电路检测DP引脚的引脚电压时,可以通过接口电路,周期性检测DP引脚的引脚电压,直至DP引脚的引脚电压大于DP参考电压,或者,检测DP引脚的引脚电压的次数达到次数阈值。

在一种可能的实现方式中,控制单元在控制接口电路向DM引脚提供DM电压之后,还可以在控制接口电路向DM引脚提供DM电压的时长达到第二时长之后,控制接口电路停止向DM引脚提供DM电压。

第三方面,本申请实施例提供一种充电系统,第三方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果,重复之处不予详述。示例性的,该充电系统包括主设备、OTG连接设备和从设备;主设备的USB接口与OTG连接设备的主设备接口连接,从设备的USB接口与OTG连接设备的从设备接口连接;主设备为上述第一方面中任一项所提供的电子设备,该主设备可以通过OTG连接设备,为从设备充电。

在一种可能的实现方式中,主设备还可以通过OTG连接设备,与从设备传输数据。具体来说,由于在本申请实施例中从设备会将主设备的USB接口识别为CDP,而CDP不仅支持大电流充电,还支持通讯。因此,本申请实施例所提供的电子设备在作为主设备时,不仅可以实现大电流反向充电,还可以同时与从设备进行通讯。

本申请的这些方面或其它方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本申请一些实施例适用的一种充电场景示意图;

图2为本申请一些实施例适用的一种电子设备结构示意图;

图3为本申请一些实施例适用的一种电子设备结构示意图;

图4a为本申请一些实施例适用的一种主设备局部结构放大图;

图4b为本申请一些实施例适用的一种从设备局部结构放大图;

图5为一种从设备识别主设备的USB接口的流程示意图;

图6为本申请一些实施例提供的一种充电方法流程示意图;

图7为本申请一些实施例提供的一种充电方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是,在本申请的描述中“至少一个”是指一个或多个,其中,多个是指两个或两个以上。鉴于此,本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外,需要理解的是,在本申请的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。

需要指出的是,本申请实施例中“接入”指的是两个接口之间实现了电气连接,且两个接口中互相对应的引脚一一连接,但本申请实施例对两个接口之间具体的连接方式并不多作限制。例如,该连接可以是插入、对接等等。以插入为例,接口1接入接口2,既可以是接口1插入了接口2,又可以是接口2插入了接口1。

目前,反向充电技术在电子设备中的应用日趋成熟。所谓反向充电,指的是电子设备(例如手机、平板电脑等)可以通过有线/无线方式从其他设备获取电能,也可以利用自身电池中存储的电能,为另一个电子设备(例如另一台手机)充电(例如通过有线或者无线方式提供电能)。一般来说,反向充电多为有线形式,即需要借助于活动式(on the go,OTG)连接设备,以实现反向充电。

示例性的,如图1所示,OTG连接设备300主要包括A接口和B接口,其中A接口也可以称为主设备接口,B接口也可以称为从设备接口。在进行反向充电之前,用户可以将OTG连接设备300的A接口与电子设备100的USB接口101连接,将OTG连接设备300的B接口与电子设备200的USB接口201连接。

电子设备100可以从USB接口101向OTG连接设备300的A接口输出电能,OTG连接设备300的A接口接收到的电能被传输至OTG连接设备300的B接口,并通过USB接口201输入电子设备200。电子设备200进而可以利用USB接口201输入的电能工作或充电。

需要指出的是,本申请实施例中OTG连接设备300的形状既可以是线形,也可以是方形、圆形等非线形形状,本申请实施例对OTG连接设备300的形状并不多作限制。

图2示例性示出了本申请实施例所适用的电子设备结构,该电子设备可以是支持反向充电的智能手机、平板电脑等电子设备。如图2所示,电子设备100主要包括通用串行总线USB接口101、控制单元102、接口电路103。

其中,USB接口101可以是符合USB标准规范的接口,例如USB接口101可以是微(Micro)B型的USB接口等。USB接口101可以用于连接充电器或OTG连接设备的B接口,从而可以为电子设备100充电,USB接口101也可以用于连接OTG连接设备300的A接口,使电子设备100可以为其它电子设备充电。应理解,USB接口101皆可以在电子设备100被充电时,接收外界提供的电能。在电子设备向外供电,也就是对外反向充电时,USB接口101也可以向外输出电能。

控制单元102可以包括一个或多个处理单元,可以是电子设备100的中央处理器(central processing unit,CPU),也可以是电子设备100的片上系统(system on chip,SOC)。示例性的:控制单元102可以包括应用处理器(application processor,AP),控制器,存储器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。

其中,控制器可以是电子设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生控制信号。示例性的,本申请实施例中控制单元102内的控制器可以产生控制信号,控制单元102可以通过控制信号控制充电管理单元105的工作。

控制单元102中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,控制单元102中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存控制单元102刚用过或循环使用的指令或数据。如果控制单元102需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。

在一些实施例中,控制单元102可以包括一个或多个接口。接口可以包括控制总线接口,通用输入输出(general-purpose input/output,GPIO)接口等。

其中,控制总线接口可以是集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口、串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)、系统电源管理接口(system powermanagement interface,SPMI)等,本申请实施例对此并不多作限制。

此外,控制单元102还可以执行端口协议,控制单元102所执行的端口协议限定了USB接口101的类型。具体来说,目前的BC 1.2协议规定了,USB接口主要存在以下三种类型:标准下行端口(strandard downstream port,SDP)、专用充电端口(dedicated chargingport,DCP)和充电下行端口(charge downstream port,CDP)。在本申请实施例中,控制单元101可以执行SDP协议,从而限定了USB接口101为SDP。

接口电路103具有与USB接口101的类型相适配的电路结构,控制单元102可以通过接口电路103实现对USB接口101的检测及控制。

可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图2所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图2所示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。

例如,电子设备100还可以包括中央处理器,外部存储器接口,内部存储器,天线,移动通信模块,无线通信模块,音频模块,扬声器,受话器,麦克风,耳机接口,传感器模块,按键,马达,指示器,摄像头,显示屏,以及用户标识模块(subscriber identificationmodule,SIM)卡接口等。其中,传感器模块可以包括压力传感器,陀螺仪传感器,气压传感器,磁传感器,加速度传感器,距离传感器,接近光传感器,指纹传感器,温度传感器,触摸传感器,环境光传感器,骨传导传感器等。

又例如图3所示,电子设备100还可以包括充电管理单元105和电池104。充电管理单元105,可以通过USB接口101接收充电电能,并将接收到的充电电能存入电池104。在充电管理单元105为电池104充电的同时,还可以向电源管理电路103供电,使得电源管理电路103可以同时为电子设备中的其它电路结构供电。在电子设备作为无线充电中的主设备时,控制单元102可以控制充电管理单元105向USB接口101输出充电电压,充电电压一般为5V。示例性的,充电管理单元105,也可以称为充电集成电路(charger integrated circuit,charger IC)。

应理解,电子设备200可以具有类似的电路结构,如电子设备200也可以包括控制单元202、接口电路203、充电管理单元205、电池204等,本申请实施例对此不再一一列举。

接下来,以图3为例,对USB接口101作进一步说明。示例性的,USB接口101主要包括接地(GND)引脚1、触发引脚1(图中未示出)、数据正(DP)引脚1、数据负(DM)引脚1和供电总线(VBUS)引脚1。其中,DP引脚1也可以称为D+引脚,DM引脚1也可以称为D-引脚。

USB接口101中的引脚分别具有不同的功能。应理解,USB接口1中各个引脚的功能一般是需要依赖于接口电路103才能实现的。接下来,本申请实施例结合接口电路103,分别对USB接口101中的各个引脚,以及接口电路103的电路结构作进行的示例性进一步说明。

应理解,电子设备200的USB接口201可以具有与USB接口101相同的引脚。因此,USB接口201可以包括VBUS引脚2、DP引脚2、DM引脚2、ID引脚2和GND引脚2。USB接口201中的各个引脚,可以通过OTG连接设备300,与USB接口101中对应的引脚连接。

需要指出的是,本申请实施例仅是以电子设备100为主设备、电子设备200为从设备的具体场景为例进行说明。对于支持反向充电的电子设备,其本身也可以作为从设备接收其它电子设备提供的充电电能。也就是说,电子设备100的接口电路103中也可以包括接口电路203中的元件,电子设备100也可以执行从设备所执行的方法。与之同理,电子设备200的接口电路203中也可以包括接口电路103中的元件,电子设备200也可以执行主设备所执行的方法。

图4a示例性示出了本申请实施例所适用的主设备的局部结构放大图。如图4a所示,GND引脚1可以通过接口电路103中的接地电路接地,从而可以保持在0电势状态。

触发引脚1

又可以称为标识(ID)引脚1。在本申请实施例中,ID引脚1可以触发控制单元102确定USB接口101接入了OTG连接设备300的主设备接口,也就是OTG连接设备300的A接口。

为了实现ID引脚1的功能,如图4a所示,接口电路103包括ID比较器A

ID比较器A

通过图4a所示的接口电路103,控制单元102可以在接收到ID检测信号后,确定电子设备100为主设备。

示例性的,OTG连接设备300的A接口和B接口皆可以理解为不同类型的USB接口,OTG连接设备300的A接口和B接口分别具有与电子设备100的USB接口101相适配的引脚。具体来说,当OTG连接设备300的A接口接入USB接口101后,A接口的GND引脚与USB接口101中的GND引脚连接,A接口的ID引脚与USB接口101中的ID引脚连接,A接口的DP引脚与USB接口101中的DP引脚连接,A接口的DM引脚与USB接口101中的DM引脚连接,A接口的VBUS引脚与USB接口中的VBUS引脚连接。B接口同理,不再赘述。

OTG连接设备300中A接口和B接口的区别在于,A接口中ID引脚与接地电路耦合,而B接口中ID引脚悬空。当OTG连接设备300的A接口接入电子设备100的USB接口101后,USB接口101中的ID引脚1通过OTG连接设备300的A接口的ID引脚接地,因此USB接口101中的ID引脚1的引脚电压被随之下拉,也就是ID引脚1的引脚电压降低。

当ID引脚1的引脚电压被下拉至小于ID参考电压V

OTG连接设备300的B接口中ID引脚与USB接口201中的ID引脚2连接,由于B接口中的ID引脚悬空,因此ID引脚2的电压状态保持不变,例如ID引脚2的引脚电压可以维持在ID电压。ID引脚2的电压状态保持不变,进而可以避免控制单元202确定电子设备200为主设备。

VBUS引脚

控制单元102在确定USB接口101接入了OTG连接设备300的A接口之后,可以控制充电管理单元105向VBUS引脚1输出充电电压。

其中,VBUS引脚2与VBUS引脚1连接。当充电管理单元105向VBUS引脚1输出充电电压后,VBUS引脚2的引脚电压被随之上拉,也就是VBUS引脚2的引脚电压升高。图4b示例性示出了本申请实施例所适用的从设备的局部结构放大图。如图4b所示,接口电路203包括VBUS电压比较器A

当VBUS引脚2的引脚电压大于VBUS参考电压V

控制单元202接收到VBUS检测信号后,意味着电子设备200接收到了外界提供的充电电压,因此控制单元202便可以确定电子设备200作为从设备与其它USB设备完成了连接。上述其它USB设备,既可以是充电器,也可以是反向充电的电子设备(如电子设备100),电子设备200皆可以作为从设备接收其它USB设备所提供的充电电能。

DP引脚和DM引脚

控制单元202在电子设备200作为从设备与其它USB设备完成了连接后,便可以通过DP引脚2和DM引脚2执行电池充电(battery charging,BC)1.2协议,与主设备(电子设备100)完成握手。通过基于BC 1.2协议的握手过程,控制单元202可以识别主设备的USB接口的端口类型,也就是电子设备100的USB接口101的类型。

可以理解,USB接口101的类型主要是由接口电路103的电路结构和控制单元102所执行的端口协议共同决定的。在当前的电子市场中,大多数电子设备(如智能手机、平板电脑)的USB接口皆为SDP,BC 1.2协议中规定了SDP的最大充电电流为500mA,因此SDP无法用于大电流充电。DCP可以提供更大的充电电流,一般DCP用于专用充电器。CDP也支持大电流充电,但CDP主要可以作为电脑、集线器等设备的,目前尚未大规模应用。

接下来,以图5为例,对从设备识别主设备USB接口的过程作进一步说明。如图5所示,主要包括以下步骤:

S501:从设备的控制单元开启从设备的接口电路中的DP电压源S

示例性的,如图4b所述,在电子设备200作为从设备时,接口电路203中DP电压源S

S502:从设备检测DM引脚2的引脚电压。

示例性的,如图4b所示,在电子设备200作为从设备时,接口电路203包括DM检测电路2031,DM检测电路2031的一个输入端与DM引脚2连接,另一个输入端用于接收DM参考电压V

示例性的,DM检测电路2031可以包括DM电压比较器A

一般来说,DM参考电压V

在一种可能的实现方式中,如图4b所示,DM检测电路2031还可以包括DM电流源S

在另一些实施例中,如图4b所述,DM检测电路2031还可以包括一逻辑开关K

S503:若从设备的DM引脚的引脚电压大于DM参考电压V

示例性的,如图4b所述,在电子设备200作为从设备时,控制单元202可以周期性开启逻辑开关K

在另一种可能的实现方式中,控制单元202也可以在开启DP电压源S

S504:从设备的控制单元开启从设备的接口电路中的DM电压源S

如图4b所示,在电子设备200作为从设备时,接口电路203还包括DM电压源S

可以理解,在此期间,还包括关闭DP电压源S

S506:从设备检测DP引脚的引脚电压。

如图4b所示,在电子设备200作为从设备时,接口电路203中还可以包括DP检测电路2032。与DM检测电路2031类似,DP检测电路2032也可以检测DP引脚2的引脚电压是否大于DP参考电压V

在一种可能的实现方式中,DP检测电路2032中可以包括DP电流源S

S507:若从设备中DP引脚的引脚电压大于DP参考电压V

通过图5所示的过程,从设备可以确定主设备的USB接口类型。以下对判断原理作简要说明:

结果一:主设备的USB接口为DCP

在主设备的USB接口为DCP的情况下,主设备的USB接口中,DP引脚和DM引脚可以通过主设备的接口电路互连。因此,经从设备执行S501开启DP电压源后,从设备中DP电压源为从设备的DP引脚施加DP电压,主设备的DP引脚的电压被随之上拉。由于主设备的USB接口为DCP,主设备的DP引脚和主设备的DM引脚互连,则主设备的DM引脚的引脚电压被随之上拉,进而使得从设备的DM引脚的引脚电压被随之上拉至大于DM参考电压V

而经从设备执行S504开启DM电压源之后,从设备的DM电压源为从设备的DM引脚施加DM电压,主设备的DM引脚的电压被随之上拉。由于主设备的DM引脚和主设备的DP引脚互连,则主设备的DP引脚的引脚电压被随之上拉,进而使得从设备的DP引脚的引脚电压被随之上拉至大于DP参考电压V

结果二:主设备的USB接口为CDP

在主设备的USB接口为CDP的情况下,主设备的USB接口中,DP引脚可以通过接口电路中的DP下拉电阻接地,DM引脚可以通过接口电路中的DM下拉电阻接地,也就是说,CDP中DM引脚和DP引脚之间为断路。

主设备的接口电路中也包括DP检测电路和DM电压源,DP检测电路可以检测主设备的DP引脚的引脚电压。当主设备的DP引脚的引脚电压被上拉至大于DP参考电压V

而从设备经执行S504开启从设备的DM电压源之后,从设备的DM电压源为从设备的DM引脚施加DM电压,使得主设备的DM引脚的电压被随之上拉。由于主设备的USB接口为CDP,主设备的DM引脚和DP引脚之间互为断路,因此,主设备的DP引脚的电压并不会被随之上拉,进而使得从设备的DP引脚的引脚电压也不会被随之上拉。也就是说,从设备的控制单元在执行S506后,并不能接收到从设备的DP检测电路发送的DP检测信号,进而可以确定主设备的USB接口为CDP。

由上述的结果一和结果二可见,在排除了主设备的USB接口为SDP的情况下,通过S504和S506可以确定主设备的USB接口为CDP还是DCP。

结果三:主设备的USB接口为SDP

如图4a所示,为本申请实施例所提供的电子设备100的部分结构放大图。电子设备100中,USB接口101为SDP。接口电路103包括下拉电阻R

图4a所示的接口电路103为SDP的接口电路。在目前的USB接口识别过程中,当DP引脚1的引脚电压被上拉后,由于DP引脚1和DM引脚1之间为断路,因此,DM引脚1的引脚电压并不会被随之上拉,进而使得DM引脚2的引脚电压并不会被上拉。也就是说,在目前的USB接口识别过程中,在USB接口101为SDP的情况下,从设备的控制单元开启DP电压源后,从设备的DM引脚的引脚电压不大于DP参考电压V

由此可见,只有当主设备的USB接口为SDP时,在S502中DM引脚2的引脚电压不大于DM参考电压V

目前,多数支持反向充电功能的电子设备中,USB接口为SDP,如图4a所示。因此,从设备在执行S503时,一般会将主设备的USB接口识别为SDP,进而根据SDP协议进行充电。然而,SDP协议规定了充电电流的大小不能超过500mA,致使目前反向充电的速度较慢。

有鉴于此,本申请实施例对主设备(电子设备100)进行了改进,通过模拟CDP的识别过程,使得从设备可以将主设备的USB识别为CDP。而BC1.2协议中规定了CDP可以适用的充电电流为1.5-5A,因此采用本申请实施例所提供的技术方案,有利于实现大电流反向充电电流,从而有利于提高反向充电的速度。

图6示例性示出了本申请实施例所提供的一种充电方法流程示意图,该方法可以应用于主设备,或应用于主设备的控制单元。如图6所示,主要包括以下步骤:

S601:USB接口接入OTG连接设备的主设备接口。具体来说,电子设备的USB接口接入OTG连接设备的主设备接口,说明电子设备需要作为主设备为从设备充电。

S602:控制接口电路向USB接口的DM引脚提供DM电压。

以电子设备100为例,在USB接口101接入OTG连接设备300的主设备接口(A接口)后,可以控制单元102可以控制接口电路103向DM引脚1提供DM电压。电子设备200作为从设备,其DM引脚2的电压被随之上拉,使得从设备(电子设备200)在执行S503时,可以确定DM引脚2的引脚电压大于DM参考电压V

又由于USB接口101为SDP,其接口电路103与SDP适配,也就是说,USB接口101的DP引脚1和DM引脚1之间为断路,因此电子设备200在执行S504:开启DM电压源S

在此之后,电子设备200便可以根据CDP协议与电子设备100进行枚举及充电,由于CDP协议规定了充电电流可以达到1.5至5A,因此电子设备100可以以更大的充电电流(可以高达5A)进行反向充电,从而有利于提高反向充电的速度。

示例性的,本申请实施例中主设备(电子设备100)的控制单元102至少可以通过以下任一种实现方式,控制接口电路103向DM引脚1输出DM电压:

实现方式一

控制单元102可以在确定USB接口101接入OTG连接设备300的主设备接口后,立即控制接口电路103向DM引脚1输出DM电压。也可以理解为,控制单元102可以在接收到ID电压比较器A

需要指出的是,电子设备100本身可以作为从设备接收其它设备提供的充电电能。例如,电子设备100可以为智能手机,则其可以接收充电器提供的充电电能。因此,电子设备100的接口电路103中也存在DP电压源S

也就是说,虽然电子设备100中也存在DP电压源S

实现方式二

电子设备100在输出充电电压后,电子设备200有可能不会立即进行USB接口识别。而USB接口识别过程主要是由电子设备200发起的,电子设备100无法确定具体的时间点。若电子设备100在输出充电电压后,立即向DM引脚1提供DM电压,则有可能影响到其它同时进行的识别过程。

有鉴于此,在一种可能的实现方式中,控制单元102还可以在确定USB接口接入OTG连接设备300的主设备接口后,开启DP检测电路1032。如图4a所示,DP检测电路1032的工作原理可以参考DP检测电路2032,对此不再赘述。

当电子设备200开始进行USB接口识别后,电子设备200将开启DP电压源S

因此,控制单元102在接收到DP检测信号后,意味着电子设备200已经开始进行USB接口识别。在此情况下,控制单元102再控制接口电路103向DM引脚1提供DM电压。采用该实现方式可以更为精确地控制接口电路103,以降低为DM引脚1提供DM电压带来的影响。

实现方式三

一般来说,一些从设备在确定USB引脚的引脚电压被上拉后,并不会立即进行USB接口识别。例如,目前存在部分从设备在进行USB接口识别之前,还会进行非标检测,以检测主设备的USB接口是否为非标端口,其中非标端口也可以理解为BC1.2协议中未定义的端口。例如,主设备的USB接口损坏、USB接口没有连接准确、USB接口生产不合格等情况,皆有可能导致从设备将主设备的USB接口识别为非标端口。从设备可以在确定主设备的USB接口为标准端口(即BC1.2协议中定义的端口)之后,再识别主设备的USB接口类型。

有鉴于此,控制单元102还可以在控制充电管理单元105输出充电电压的时长达到第一时长后,再开启DP检测电路1032,以对接口电路103进行更为精确的控制,从而有利于进一步降低为DM引脚1提供DM电压带来的影响。

示例性的,第一时长可以不大于从设备在确定USB引脚的引脚电压被上拉后,到开始进行USB接口识别之间的时间间隔。例如上例中,从设备在确定USB引脚的引脚电压被上拉后,需要先进行非标检测,再进行USB接口识别。在此情况下,可以根据非标检测的用时确定第一时长。例如,第一时长可以是100ms。

在本申请实施例中,第一时长可以是根据BC1.2协议、数据统计、经验评估等多种方式得到,本申请实施例对此并不多作限制。

在本申请实施例中,控制单元102可以周期性开启DP检测电路1032,直至接收到DP检测信号,或者,直至开启DP检测电路1032的次数达到次数阈值。例如,每次开启DP检测电路1032的周期间隔可以为20ms,次数阈值可以为50次。

具体来说,控制单元102可以每隔20ms开启DP检测电路1032,以检测DP引脚1的引脚电压。若控制单元102在开启DP检测电路1032的次数达到50次之前,接收到了DP检测信号,则控制单元102可以停止开启DP检测电路1032,并控制接口电路103向DM引脚1提供DM电压。

若控制单元102在开启DP检测电路1032的次数达到50次之后,仍未接收到DP检测信号,则停止开启DP检测电路1032。例如,当电子设备200将电子设备100的USB接口101识别为非标端口时,电子设备200便可以不识别USB接口101的类型,进而便会导致控制单元102在开启DP检测电路1032的次数达到次数阈值之后,仍未接收到DP检测信号。

控制单元102控制接口电路103向DM引脚1提供DM电压,可以使电子设备200将USB接口101识别为CDP。在一种可能的实现方式中,接口电路103可以持续为DM引脚1施加DM电压,直至电子设备200完成对USB接口101的识别。

示例性的,电子设备200在确定电子设备100的USB接口101为CDP后,控制单元202还可以再次开启DP电压源S

在另一种可能的实现方式中,控制单元102还可以在控制接口电路103向DM引脚1提供DM电压的时长达到第二时长之后,控制接口电路103停止向DM引脚提供DM电压。示例性的,第二时长不小于电子设备200识别DM引脚2的引脚电压所需要的用时。例如,第二时长可以是100ms。在本申请实施例中,第二时长可以是根据BC1.2协议、数据统计、经验评估等多种方式得到,本申请实施例对此并不多作限制。

接下来,以图7为例,对本申请实施例所提供的充电方法作进一步的示例性说明。如图7所示,主要包括以下步骤:

S701:电子设备100的USB接口101接入OTG连接设备300的主设备接口,使得ID引脚1的引脚电压被下拉。示例性的,接口电路103中的ID电压比较器A

S702:电子设备100输出充电电压。示例性的,充电电压可以是5V。示例性的,控制单元102可以充电管理单元105向VBUS引脚1输出该充电电压。

S703:电子设备200中,VBUS引脚2的引脚电压被随之上拉,接口电路203中的VBUS电压比较器A

在一种可能的实现方式中,电子设备200可以先对电子设备100的USB接口101进行非标检测,在确定USB接口101为标准接口后,再识别USB接口101的类型。例如,电子设备200可以继续执行S704:电子设备200进行非标检测。示例性的,如图4b所示,接口电路203中还包括非标检测电流源S

经S704,至少存在以下两种结果:

结果一:S705,DP引脚2的引脚电压为非标检测电压V

结果二:S706,DP引脚2的引脚电压属于标准电压范围之内,在此情况下,电子设备200可以确定USB接口101为BC1.2协议规定的标准端口。

以下进行简单分析:电子设备100在确定USB接口101接入OTG连接设备300的主设备接口后,便会开启接口电路103中的DP下拉电阻R

若USB接口101和USB接口102未正常连接,则接口电路103中的DP下拉电阻R

电子设备200在确定USB接口101为标准端口后,便可以继续识别USB接口101的类型。例如,电子设备200可以继续执行S707:电子设备200开启DP电压源S

本申请实施例对电子设备100的改进可以如图7中虚线框所示,电子设备100在开始输出充电电压(S702)后,将继续执行508:电子设备100等待第一时长之后,开启DP检测电路1032。在第一时长期间,电子设备200可以执行S703至S706,或者执行S703至S705。

S709:电子设备100检测到DP引脚1的引脚电压大于DP参考电压V

在S710中,电子设备100持续开启DM电压源S

在此情况下,电子设备200可以继续执行S712:确定USB接口101非SDP。电子设备200继而执行S713:电子设备200开启DM电压源S

由于本申请实施例中,电子设备100在作为主设备时,可以使从设备将USB接口101识别为CDP。因此,本申请实施例所提供的电子设备100可以作为USB集线器使用。

例如,图1所示的电子设备200还可以是移动硬盘200。电子设备100在对移动硬盘200进行检测时,可以使移动硬盘200将USB接口101识别为CDP。在此情况下,电子设备100可以通过USB接口101与移动硬盘200进行通讯,从而实现对移动硬盘200的检测。与此同时,电子设备100还可以通过USB接口101为移动硬盘200提供大电流供电,使得移动硬盘200无需在外接其它供电电源。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

相关技术
  • 充电设备、电子设备、电子设备充电系统及充电控制方法
  • 锂离子二次电池的充电方法及其充电控制系统、以及具备该充电控制系统的电子设备及电池组
技术分类

06120113112850