本發(fā)明涉及一種快充技術(shù)，尤其涉及一種兼容多種充放電協(xié)議的快充設(shè)備及協(xié)議識別和充放電方法。

背景技術(shù)：

隨著快充技術(shù)越來越普及，快充技術(shù)本身的充放電協(xié)議也越來越多，這必然會帶來快充協(xié)議兼容問題。目前市場上的快充協(xié)議有聯(lián)發(fā)快充協(xié)議MTK PE/PE+、高通快充協(xié)議QC2.0/3.0、USBBC1.2、蘋果快充協(xié)議Apple等等，如果協(xié)議不兼容，充電和放電時導(dǎo)致充電效率低下，容易對電池產(chǎn)生損壞。因此需要一種兼容多種快充協(xié)議的快充設(shè)備，在充放電之前查詢各個協(xié)議的特點，識別充放電設(shè)備協(xié)議，使設(shè)備更有效和方便的充電和放電，以免快充設(shè)備上的電池因充放電協(xié)議不同造成損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種通過軟件查詢各個協(xié)議的特點而識別充放電設(shè)備協(xié)議的兼容多種充放電協(xié)議的快充設(shè)備及協(xié)議識別和充放電方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一方面，提供一種快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法。該方法包括如下步驟：

檢測充電端口是否連接有對快充設(shè)備進(jìn)行充電的充電器；

如果檢測到連接有充電器，則識別充電器的充電協(xié)議類型是QC協(xié)議、STK協(xié)議和Apple協(xié)議中哪一種協(xié)議，如果這三種協(xié)議都不是則是USBBC1.2協(xié)議；

根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型從充電器獲取對應(yīng)的充電電流以對快充設(shè)備進(jìn)行充電。

對于上述快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法，識別充電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括Apple充電協(xié)議識別：如果VDP>2.5V和VDM>1.8V或者VDP>1.8V和VDM>2.5V，則連接的充電器為Apple充電協(xié)議。

對于上述快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法，識別充電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括QC充電協(xié)議識別：如果VBUS>8V，則連接的充電器為QC充電協(xié)議。

對于上述快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法，識別充電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括MTK充電協(xié)議識別：如果VBUS提升200mV，則連接的充電器為MTK充電協(xié)議。

另一方面，提供一種兼容多種充電協(xié)議的快充設(shè)備。該快充設(shè)備包括連接檢測模塊、充電協(xié)議識別模塊、以及充電模塊。其中，

連接檢測模塊用于檢測是否有充電器連接到快充設(shè)備的充電端口上，

充電協(xié)議識別模塊用于在連接檢測模塊檢測到有充電器連接到快充設(shè)備的充電端口上時識別充電器的充電協(xié)議的類型，

充電模塊用于根據(jù)充電協(xié)議識別模塊識別出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的充電協(xié)議控制快充設(shè)備的充電器對快充設(shè)備進(jìn)行充電。

又一方面，提供一種快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法。該方法包括如下步驟：

檢測放電端口是否連接有待充電設(shè)備；

如果檢測到連接有待充電設(shè)備則識別適合向待充電設(shè)備放電的放電協(xié)議類型是OC協(xié)議、STK協(xié)議和Apple協(xié)議中哪一種協(xié)議，如果這三種協(xié)議都不是則是USBBC1.2協(xié)議；

根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的放電協(xié)議對待充電設(shè)備進(jìn)行充電。

對于上述快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法，識別放電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括Apple放電協(xié)議識別：如果IBUS>2A，則向待充電設(shè)備放電選擇Apple放電協(xié)議。

對于上述快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法，識別放電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括QC放電協(xié)議識別：如果VDP和VDM電壓符合高通設(shè)備，則向待充電設(shè)備放電選擇QC放電協(xié)議。

對于上述快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法，識別放電協(xié)議的步驟進(jìn)一步包括MTK放電協(xié)議識別：如果100mA<IBUS<150mA，則向待充電設(shè)備放電選擇MTK放電協(xié)議。

還有一方面，提供一種兼容多種放電協(xié)議的快充設(shè)備。該快充設(shè)備包括連接檢測模塊、放電協(xié)議識別模塊、以及放電模塊。其中，

連接檢測模塊用于檢測是否有待充電設(shè)備連接到快充設(shè)備的放電端口上，

放電協(xié)議識別模塊用于在連接檢測模塊檢測到有待充電設(shè)備連接到快充設(shè)備的放電端口上時識別適用于連接上的待充電設(shè)備的放電協(xié)議的類型，

放電模塊用于根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的放電協(xié)議對待充電設(shè)備進(jìn)行充電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案主要的優(yōu)點如下：

1)通過MCU軟硬件的高效架構(gòu)設(shè)計，能夠快速識別市場主流的快充協(xié)議。

2)通過軟件實現(xiàn)協(xié)議識別，便于擴(kuò)展新的快充標(biāo)準(zhǔn)，并且降低了系統(tǒng)級成本。

3)兼容多種快充協(xié)議，實現(xiàn)對電池的保護(hù)，避免了快充設(shè)備上的電池因充放電協(xié)議不同造成的損失。

4)使設(shè)備更有效和方便地充電和放電，從而保證設(shè)備的正常工作。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖1所示，硬件架構(gòu)上，快充設(shè)備1可以與快充設(shè)備的充電器2相連以進(jìn)行充電。充電器2包括連接器21，連接器21包括電壓引腳VBUS、電流引腳IBUS、數(shù)據(jù)引腳USB_D+和USB_D-。

快充設(shè)備1包括用于與充電器2的連接器21相連接的充電端口12、用于與待充電設(shè)備3相連的放電端口13、以及控制充電端口12和放電端口13的充放電的微控制單元11((Micro Controller Unit，縮寫為MCU)。微控制單元11用于檢測所連接的充電器2的端口類型并根據(jù)檢測到的端口類型從充電器2獲取與端口類型對應(yīng)的充電電流以對快充設(shè)備1進(jìn)行充電，還用于檢測所連接的待充電設(shè)備3的端口類型并根據(jù)檢測到的端口類型采用對應(yīng)的放電方式對待充電設(shè)備進(jìn)行充電?？斐湓O(shè)備1的放電端口13包括電壓引腳VBUS、電流引腳IBUS、數(shù)據(jù)引腳USB_D+和USB_D-。

快充設(shè)備充電時需要識別對其充電的電源適配器的充電協(xié)議，放電時需要識別并選用對于要充電的設(shè)備的放電協(xié)議。因此，本發(fā)明針對快充協(xié)議快速識別，一方面是快充設(shè)備對于電源適配器的充電協(xié)議識別問題，另一方面是快充設(shè)備對于待充電設(shè)備的放電協(xié)議識別問題。

本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法包括如下步驟：

首先檢測充電端口是否連接有對快充設(shè)備進(jìn)行充電的充電器，比如電源適配器；

如果檢測到連接有充電設(shè)備則檢測充電設(shè)備的充電協(xié)議類型是QC協(xié)議、STK協(xié)議、Apple協(xié)議還是USBBC1.2協(xié)議；

根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的充電協(xié)議控制快充設(shè)備的充電器對快充設(shè)備進(jìn)行充電。

上述快充設(shè)備的充電協(xié)議識別和充電方法具體流程如圖2所示。

步驟S401，檢測充電端口是否連接有快充設(shè)備充電器，如果檢測到連接有充電器則執(zhí)行步驟S402，否則經(jīng)過第一預(yù)定時長后返回步驟S401；

步驟S402，讀取充電端口上的VBUS電壓；

步驟S403，判斷VBUS電壓是否大于4.5V，如果大于4.5V則經(jīng)過第二預(yù)定時長例如100MS后執(zhí)行步驟S405，如果不大于4.5V則執(zhí)行步驟S404；

步驟S404，檢測key：放電或者手電筒；

步驟S405，判斷VDP>2.5V和VDM>1.8V或者VDP>1.8V和VDM>2.5V是否成立，如果成立則當(dāng)前連接的充電器是Apple協(xié)議充電器并且選擇Apple協(xié)議控制充電器充電，流程結(jié)束，如果不成立執(zhí)行步驟S406；

步驟S406，設(shè)置USB_D+上的電源VDP＝0.6V；

步驟S407，讀取USB_D-上的VDM電壓；

步驟S408，判斷VDM電壓是否大于或等于0.5V，如果不是則是普通恒壓充電USBBC1.2協(xié)議并且選擇普通恒壓充電協(xié)議控制充電器充電，流程結(jié)束，如果是則執(zhí)行步驟S409；

步驟S409，進(jìn)入循環(huán)，設(shè)置MTK_loop變量用于記錄循環(huán)多少次，初始化為0；

步驟S410，設(shè)置IBUS的輸入電流為130mA并且持續(xù)第三預(yù)定時長例如100MS；

步驟S411，IBUS的輸入電流設(shè)置為250mA；

步驟S412，MTK_Loop加1；

步驟S413，判斷MTK_loop是否大于2，如果不大于2則經(jīng)過第三預(yù)定時長例如100ms后執(zhí)行步驟S415，如果大于2則執(zhí)行步驟S414；

步驟S414，判斷MTK_loop是否大于5，如果不大于5則經(jīng)過第四預(yù)定時長例如300MS后執(zhí)行步驟S415，如果大于5則經(jīng)過第五預(yù)定時長例如500MS后執(zhí)行步驟S418；

步驟S418，判斷VBUS是否提升200mV，如果沒有提升200mV則是普通恒壓充電并且選擇普通恒壓充電協(xié)議控制充電器充電，如果有提升200mV則是MTK2.0協(xié)議并且選擇MTK2.0協(xié)議控制充電器充電，流程結(jié)束；

步驟S415，判斷VDM是否大于或等于0.5V，如果大于或等于0.5V則返回步驟S410，如果小于0.5V則執(zhí)行步驟S416；

步驟S416，退出循環(huán)，設(shè)置VDP為3.3V且VDM為0.6V并且持續(xù)第六預(yù)定時長例如100MS；

步驟S417，檢測VBUS是否大于8V，如果大于8V則是QC協(xié)議并且選擇QC協(xié)議控制充電器充電，流程結(jié)束，如果不大于8V則是普通恒壓充電USBBC1.2并且選擇普通恒壓充電協(xié)議控制充電器充電，流程結(jié)束，。

上述實施例中各種充電協(xié)議的判斷順序只是一個例子，不起限定作用，各個充電協(xié)議的判斷順序可以改變，也可以根據(jù)各個協(xié)議對于快充設(shè)備充電端口的優(yōu)選級來確定識別順序。

本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法包括如下步驟：

首先檢測放電端口是否連接有待充電設(shè)備，比如手機(jī)、或平板電腦等設(shè)備；

如果檢測到連接有待充電設(shè)備則檢測適合向待充電設(shè)備放電的放電協(xié)議類型是OC協(xié)議、STK協(xié)議、Apple協(xié)議還是USBBC1.2協(xié)議；

根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的放電協(xié)議對待充電設(shè)備進(jìn)行充電。

上述快充設(shè)備的放電協(xié)議識別和放電方法的具體流程如圖3所示。

步驟S501，檢測放電端口是否連接有待充電設(shè)備，如果檢測到連接有待充電設(shè)備則執(zhí)行步驟S502，否則經(jīng)過第七預(yù)定時長后返回步驟S501，

步驟S502，設(shè)置VBUS為5V，進(jìn)入MTK協(xié)議判斷；

步驟S503，DP(USB_D+)和DM(USB_D-)短路；

步驟S504，判斷VDP大于0.5V且小于2V是否成立，如果成立則執(zhí)行步驟S505，如果不成立則執(zhí)行步驟S506；

步驟S505，DP(USB_D+)和DM(USB_D-)開路；

步驟S506，檢測IBUS大于100mA且小于150mA是否成立，如果成立則執(zhí)行步驟S507，如果不成立則執(zhí)行步驟S512；

步驟S507，MTK協(xié)議＝0，即當(dāng)前接收端接收到傳輸bit 0；

步驟S508，判斷IBUS大于220mA且小于280mA是否成立，如果成立則執(zhí)行步驟S509，如果不成立則執(zhí)行步驟S515；

步驟S509，MTK協(xié)議＝1，即當(dāng)前接收端接收到傳輸bit 1；

步驟S510，判斷IBUS大于100mA卻小于150mA是否成立，如果成立則放電協(xié)議為MTK協(xié)議并進(jìn)入MTK放電程序，流程結(jié)束，如果不成立則執(zhí)行步驟S511；

步驟S511，IBUS大于100mA卻小于150mA不成立的狀態(tài)是否持續(xù)了第八預(yù)定時長例如400ms，如果持續(xù)了第八預(yù)定時長則執(zhí)行步驟S512，否則返回步驟S510；

步驟S512，判斷VDP和VDM電壓是否符合高通設(shè)備，如果符合則是QC協(xié)議，如果不符合則進(jìn)入步驟S513；

步驟S513，判斷充電是否完成，如果完成了則流程結(jié)束，如果沒有完成則返回步驟S503；

步驟S514，IBUS大于220mA且小于280mA不成立的狀態(tài)是否持續(xù)了第九預(yù)定時長例如500ms，如果持續(xù)了第九預(yù)定時長則執(zhí)行步驟S512，否則返回步驟S508；

步驟S515，VDP大于0.5V且小于2V不成立的狀態(tài)是否持續(xù)第十預(yù)定時長例如3S，如果持續(xù)了第十預(yù)定時長則執(zhí)行步驟S516，否則返回步驟S504；

步驟S516，VDP＝2.7且VDM＝2；

步驟S517，5V放電程序；

步驟S518，判斷IBUS是否大于2A，如果大于2A則為蘋果放電程序并采用蘋果放電協(xié)議完成待充電設(shè)備的充電，如果不大于2A則執(zhí)行步驟S519；

步驟S519，判斷充電是否完成，如果完成了則流程結(jié)束，如果沒有完成則返回步驟S503。

上述實施例中各種放電協(xié)議的判斷順序只是一個例子，不起限定作用，各個放電協(xié)議的判斷順序可以改變，也可以根據(jù)各個協(xié)議對于快充設(shè)備放電端口的優(yōu)選級來確定識別順序。

上述硬件結(jié)合軟件實現(xiàn)本發(fā)明一個實施例所述的快充設(shè)備1中的連接檢測模塊101、充電協(xié)議識別模塊102、以及充電模塊103。其中，連接檢測模塊101用于檢測是否有充電器連接到快充設(shè)備的充電端口上，充電協(xié)議識別模塊102用于在連接檢測模塊檢測到有充電器連接到快充設(shè)備的充電端口上時識別充電器的充電協(xié)議的類型，充電模塊10用于根據(jù)充電協(xié)議識別模塊識別出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的充電協(xié)議控制快充設(shè)備的充電器對快充設(shè)備進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，充電協(xié)議判斷模塊包括以下單元中至少一個單元：MTK協(xié)議判斷單元、Apple協(xié)議識別單元、QC協(xié)議判斷單元、以及USBBC1.2協(xié)議識別單元。

上述硬件結(jié)合軟件實現(xiàn)本發(fā)明另一個實施例所述的快充設(shè)備中的連接檢測模塊101、放電協(xié)議識別模塊104、以及放電模塊105。其中，連接檢測模塊101用于檢測是否有待充電設(shè)備連接到快充設(shè)備的放電端口上，放電協(xié)議識別模塊104用于在連接檢測模塊檢測到有待充電設(shè)備連接到快充設(shè)備的放電端口上時識別適用于連接上的待充電設(shè)備的放電協(xié)議的類型，放電模塊105用于根據(jù)檢測出來的協(xié)議類型選擇相應(yīng)的放電協(xié)議對待充電設(shè)備進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，放電協(xié)議判斷模塊包括以下單元中至少一個單元：MTK協(xié)議判斷單元、Apple協(xié)議識別單元、QC協(xié)議判斷單元、以及USBBC1.2協(xié)議識別單元。

通過MCU軟硬件的高效架構(gòu)設(shè)計，能夠快速識別市場主流的快充協(xié)議。通過軟件實現(xiàn)協(xié)議識別，便于擴(kuò)展新的快充標(biāo)準(zhǔn)，并且降低了系統(tǒng)級成本。兼容多種快充協(xié)議，實現(xiàn)對電池的保護(hù)。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。