CN214380155U - 双接口同时充电装置及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种双接口同时充电装置及设备，该装置包括：第一充电接口模块、第二充电接口模块、第一充电控制模块和第二充电控制模块；第一充电接口模块包括Type‑C接口，第二充电接口模块包括直流接口。通过在双接口同时充电装置中设置包括具有Type‑C接口的第一充电接口模块和具有直流接口的第二充电接口模块的两种充电控制电路，实现了当Type‑C接口和直流接口同时输入的功率之和与只通过直流接口输入的功率相同时，Type‑C接口和直流接口同时输入的充电功率更高的效果，进而实现了通过两种充电接口同时为待充电设备充电时充电速度更快的效果，并且本技术方案电路简单，制作成本低。

Description

双接口同时充电装置及设备

技术领域

本实用新型涉及充电装置技术领域，尤其涉及一种双接口同时充电装置及设备。

背景技术

随着便携式储能设备的兴起，便携式储能设备的容量也是越做越大，在满足对携式储能设备的容量的需求的同时，携式储能设备的容量过大也会导致充电时间越来越长，而解决这一问题的一般方法是通过加大直流输入功率，进而减少便携式储能设备的充电时间，与此同时，要想获得较大直流输入功率，就需要匹配高功率的充电器或者适配器。但是，目前直流大功率输入的缺点是：设备成本高、电路复杂以及充电效率低，直流大功率输入的充电效率一般只能达到85％；而且储能设备本身有Type-C功能，若只开放了输出功能，会造成资源的浪费。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出一种双接口同时充电装置及设备，本实用新型目的是通过在双接口同时充电装置中设置包括第一充电接口模块和第二充电接口模块的两种充电控制电路，实现了通过两种充电接口同时为待充电设备充电时充电功率更高的效果，进而提高了充电速度，节省了充电时间，并且本技术方案电路简单，制作成本低。

在第一方面，本申请提供了一种双接口同时充电装置，所述装置包括：第一充电接口模块、第二充电接口模块、第一充电控制模块和第二充电控制模块；

所述第一充电控制模块包括：第一控制芯片模块和第一控制电路，所述第一控制芯片模块与所述第一控制电路电连接；

所述第一充电接口模块包括：Type-C接口、Type-C充电接口电路和快充协议芯片，所述Type-C接口通过所述Type-C充电接口电路同时与所述第一控制电路和所述快充协议芯片电连接，所述快充协议芯片还与所述第一控制芯片模块电连接；

所述第二充电控制模块包括：第二控制芯片模块和第二控制电路，所述第二控制芯片模块与所述第二控制电路电连接；

所述第二充电接口模块包括：直流接口和直流充电接口电路，所述直流接口通过所述直流充电接口电路同时与所述第二控制电路和所述第二控制芯片模块电连接；

所述第一控制电路还与所述第二控制电路电连接，并且所述第一控制电路与所述第二控制电路的电连接处为所述双接口同时充电装置的输出端，所述双接口同时充电装置的输出端用于与待充电设备电连接。

在其中一种实施例中，快充适配器通过所述Type-C接口与所述第一充电接口模块电连接。

在其中一种实施例中，直流适配器通过所述直流接口与所述第二充电接口模快电连接。

在其中一种实施例中，所述第一控制芯片模块包括：第一芯片和第二芯片，所述快充协议芯片、所述第一芯片、所述第二芯片和所述第一控制电路依次电连接。

在其中一种实施例中，所述第一芯片为DC-DC控制芯片，所述第二芯片为锂电池充电管理芯片。

在其中一种实施例中，所述第一控制电路为DC-DC电路。

在其中一种实施例中，所述第二控制芯片模块包括：第三芯片和第四芯片，所述直流充电接口电路、所述第三芯片、所述第四芯片和所述第二控制电路依次电连接。

在其中一种实施例中，所述第三芯片为DC-DC控制芯片，所述第四芯片为锂电池充电管理芯片。

在其中一种实施例中，所述第二控制电路为DC-DC电路。

在第二方面，本申请提供了一种充电设备，所述充电设备包括如上所述实施例中任意一种所述双接口同时充电装置。

采用本实用新型实施例，具有如下有益效果：

采用本实用新型的一种双接口同时充电装置及设备，该装置包括：第一充电接口模块、第二充电接口模块、第一充电控制模块和第二充电控制模块；第一充电控制模块包括：第一控制芯片模块和第一控制电路，第一控制芯片模块与第一控制电路电连接；第一充电接口模块包括：Type-C接口、Type-C充电接口电路和快充协议芯片，Type-C接口通过Type-C充电接口电路同时与第一控制电路和快充协议芯片电连接，快充协议芯片还与第一控制芯片模块电连接；第二充电控制模块包括：第二控制芯片模块和第二控制电路，第二控制芯片模块与第二控制电路电连接；第二充电接口模块包括：直流接口和直流充电接口电路，直流接口通过直流充电接口电路同时与第二控制电路和第二控制芯片模块电连接；第一控制电路还与第二控制电路电连接，并且第一控制电路与第二控制电路的电连接处为双接口同时充电装置的输出端，双接口同时充电装置的输出端用于与待充电设备电连接。通过在双接口同时充电装置中设置包括具有Type-C接口的第一充电接口模块和具有直流接口的第二充电接口模块的两种充电控制电路，实现了当Type-C接口和直流接口同时输入的功率之和与只通过直流接口输入的功率相同时，Type-C接口和直流接口同时输入的充电功率更高的效果，进而实现了通过两种充电接口同时为待充电设备充电时充电速度更快的效果，并且本技术方案电路简单，制作成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本申请实施例中一种双接口同时充电装置及待充电设备114的结构框图；

图2为本申请实施例中一种双接口同时充电装置、待充电设备114、快充适配器201及直流适配器202的另一结构框图；

图3为本申请图2所示实施例中一种双接口同时充电装置、待充电设备114、快充适配器201及直流适配器202的另一结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，为本申请实施例中一种双接口同时充电装置的结构框图，该装置包括：第一充电接口模块101、第二充电接口模块103、第一充电控制模块102和第二充电控制模块104；第一充电控制模块102包括：第一控制芯片模块109和第一控制电路108，第一控制芯片模块109与第一控制电路108电连接；第一充电接口模块101包括：Type-C接口105、Type-C充电接口电路106和快充协议芯片107，Type-C接口105通过Type-C充电接口电路106同时与第一控制电路108和快充协议芯片107电连接，快充协议芯片107还与第一控制芯片模块109电连接；第二充电控制模块104包括：第二控制芯片模块113和第二控制电路112，第二控制芯片模块113与第二控制电路112电连接；第二充电接口模块103包括：直流接口110和直流充电接口电路111，直流接口110通过直流充电接口电路111同时与第二控制电路112和第二控制芯片模块113电连接；第一控制电路108还与第二控制电路112电连接，并且第一控制电路108与第二控制电路112的电连接处为双接口同时充电装置的输出端，双接口同时充电装置的输出端用于与待充电设备114电连接。

在本申请实施例中，Type-C是USB接口的一种连接介面，不分正反两面均可插入，大小约为8.3mm×2.5mm，和其他介面一样支持USB标准的充电、数据传输、显示输出等功能。快充协议芯片107为具有USB-PD(USB Power Delivery”)快充协议的一种芯片，USB-PD是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范，是目前主流的快充协议之一，Type-C是一种接口规范。USB-PD快充协议可以透过USB电缆和连接器增加电力的输送，扩展USB应用中的电缆总线供电能力，从而达到提高充电电压或电流的目的，并且可以自由改变电力的输送方向。Type-C接口105默认最大支持15W(5V/3A)，但是在实现了USB-PD协议以后，能够使输出功率最大支持到100W(20V/5A)。所以现在许多使用Type-C接口105的设备都会支持USB-PD协议。直流接口110是一种待充电设备114专用的电源相配的接口，用于给待充电设备114提供直流供电。

具体的，当Type-C接口105输入的功率为100W并且直流接口110输入的功率为120W时，第一充电控制模块102会通过第一控制芯片模块109将第一控制电路108在与第二控制电路112的电连接处的输出电压设定为待充电设备114的电池充电电压，第二充电控制模块104会通过第二控制芯片模块113将第二控制电路112在与第一控制电路108的电连接处的输出电压设定为待充电设备114的电池充电电压，此时，待充电设备114开始充电。当Type-C接口105和直流接口110同时为待充电设备114充电时，实际充电功率可以达到：204.6W-209W，因此，使用Type-C接口105和直流接口110同时为待充电设备114充电的充电功率转化率可以达到93％-95％。在为待充电设备114充电时，如果仅使用直流接口110进行充电，那么当直流接口110的输入功率为220W时，待充电设备114的实际充电功率为：182.6W-187W，仅使用直流接口110为待充电设备114充电的充电功率转化率只能达到：83％-85％。

在本申请实施例中，通过在双接口同时充电装置中设置包括具有Type-C接口105的第一充电接口模块101和具有直流接口110的第二充电接口模块103的两种充电控制电路，实现了当Type-C接口105和直流接口110同时输入的功率之和与只通过直流接口110输入的功率相同时，Type-C接口105和直流接口110同时输入的充电功率更高的效果，进而实现了通过两种充电接口同时为待充电设备114充电时充电速度更快的效果，并且本技术方案电路简单，制作成本低。

请参阅图2，为本申请实施例中一种双接口同时充电装置、待充电设备114、快充适配器201及直流适配器202的另一结构框图，在本申请实施例中，快充适配器201通过Type-C接口105与第一充电接口模块101电连接。直流适配器202通过直流接口110与第二充电接口模快103电连接。适配器是一个接口转换器，它可以是一个独立的硬件接口设备，允许硬件或电子接口与其它硬件或电子接口相连，快充适配器201和直流适配器202是电源适配器，快充适配器201是具有快充协议的电源适配器。电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理为由交流输入转换为直流输出。

在本申请实施例中，快充适配器201通过Type-C接口105与双接口同时充电装置电连接，直流适配器202通过直流接口110与双接口同时充电装置电连接，双接口同时充电装置通过快充适配器201和直流适配器202从电源获取所需功率的直流电的输入并用于为待充电设备114充电。

请参阅图3，为本申请图2所示实施例中一种双接口同时充电装置、待充电设备114、快充适配器201及直流适配器202的另一结构框图，第一控制芯片模块109包括：第一芯片301和第二芯片302，快充协议芯片107、第一芯片301、第二芯片302和第一控制电路108依次电连接。其中，第一芯片301为DC-DC控制芯片，第二芯片302为锂电池充电管理芯片，第一控制电路108为DC-DC电路。第二控制芯片模块113包括：第三芯片303和第四芯片304，直流充电接口电路111、第三芯片303、第四芯片304和第二控制电路112依次电连接。第三芯片303为DC-DC控制芯片，第四芯片304为锂电池充电管理芯片，第二控制电路112为DC-DC电路。

其中，常见的锂电池充电管理芯片包括：SL1053、TP4056、HL7016、CS0301、LTH7、CH4054、CN3052A、SMC401和TP4057。线性锂电池充电芯片SL1053是集高精度预充电、恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示等性能于一身，可以广泛地使用于PDA、移动电话、手持设备等领域。HL7016是国内首款12V高压输入全集成的开关模式充电器，实现了高输入电压和USBOTG升压模式及I2C接口可编程，芯片内置了电压、电流、温度等多项检测和保护功能，通过I2C接口实现电压和电流参数的设置和调整，保证了锂电池充电安全性，除此以外，芯片还内置电池激活功能，解决电池短路所致的系统死机现象，与传统的充电方式相比，采用HL7016将充电时间减少了一半以上。

CS0301是一款高精度智能型电池充电管理芯片，具有功能全、价格低、集成度高，外部电路简单，调节方便，该芯片采用PWM脉宽调制方式充电，有涓流、恒流、恒压三种充电模式，内置高精度采样电路，电压判断精度高，充电饱和度高，具有多种故障保护功能，逆向漏电流小，与不同的外电路配合，可完全满足锂离子或锂聚合物电池的充电要求。

TP4056、LTH7(PL4054)、CH4054、TP4057均是一款单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器，简单的外部应用电路非常适合便携式设备应用，适合USB电源和适配器电源工作，内部采用防倒充电路，不需要外部隔离二极管，热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。高性能的线性锂电池充电管理芯片CN3052A/CN3052B/CN3056，这些器件内部集成有功率管，不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管，只需要极少的外围元器件，并且符合USB总线技术规范，可以通过USB端口为锂电池充电，因此非常适用于各种充电器及MP4播放器、蓝牙耳机、数码相机等便携式产品。SMC401的充电分为三个阶段：预充、恒流充电及恒压充电。

需要说明的是，上述仅为常见的9种锂电池充电管理芯片，并不是对本申请中的锂电池充电管理芯片类型的限定，在实际应用中，具体锂电池充电管理芯片类型按照实际需求进行选择。

在本申请实施例中，第一芯片301为DC-DC控制芯片，第三芯片303为DC-DC控制芯片，DC-DC控制芯片包括：误差放大器、温度保护模块、限流保护模块和软启动电路，其中，误差放大器作用就是将反馈电压与基准电压的差值进行放大，然后再用该信号去控制PWM输出信号的占空比；温度保护模块的作用是当温度高于限定值，芯片停止工作；限流保护模块的作用是如果电流比较器的电阻上的电流过大，输出就会降低，直到超过下限阈值，芯片就会出现打嗝现象；这个模式可以在输出发生短路的情况下很好地保护芯片，保护稳压管，一旦过流现象消除，打嗝也会消除；软启动电路用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。

在本申请实施例中，第一控制电路108为DC-DC电路，第二控制电路112为DC-DC电路，凡是直流变换成直流的电路都可称为DC-DC电路，常见的有开关变换和线性变换两种方式。DC-DC电路的种类包括：升压、降压和变极性类；电流反馈和电压反馈类；隔离和非隔离类；同步和异步类。DC-DC电路由三极管或者场效应管、续流二极管、储能电感、滤波电容等构成。

在本申请实施例中，当快充适配器201插入Type-C接口105时，快充协议芯片107和快充适配器201进行握手识别，通过第一芯片301将第一控制电路108的输出电压设定到待充电设备114的充电电压，待充电设备114开始充电，同时直流适配器202插入直流接口110，通过第三芯片303识别后将第二控制电路112的输出电压设定到待充电设备114的充电电压，从而实现两个接口同时充电的功能。

在本申请实施例中，通过在双接口同时充电装置中设置包括具有Type-C接口105的第一充电接口模块101和具有直流接口110的第二充电接口模块103的两种充电控制电路，实现了双接口同时充电装置能够通过Type-C接口105与快充适配器201电连接，并通过直流接口110与直流适配器202电连接，以使得双接口同时充电装置通过快充适配器201和直流适配器202与电源电连接并获取到所需的输入功率，并且通过包括第一芯片301、第二芯片302和第一控制电路108的第一充电控制模块102使得通过快充适配器201输入的电压经过第一充电控制模块102后第一控制电路108的输出电压为待充电设备114的充电电压，通过包括第三芯片303、第四芯片304和第二控制电路112的第二充电控制模块104使得通过直流适配器202输入的电压经过第二充电控制模块104后第二控制电路112的输出电压为待充电设备114的充电电压，实现了两个接口同时为待充电设备114充电的功能。进一步地，当Type-C接口105和直流接口110同时输入的功率之和与只通过直流接口110输入的功率相同时，Type-C接口105和直流接口110同时输入的充电功率更高的效果，进而实现了通过两种充电接口同时为待充电设备114充电时充电速度更快的效果，并且本技术方案电路简单，制作成本低。

在其中一种实施例中，本申请还提供了一种充电设备，该充电设备包括如图1至3所示实施例中任意一种双接口同时充电装置。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双接口同时充电装置，其特征在于，所述装置包括：第一充电接口模块、第二充电接口模块、第一充电控制模块和第二充电控制模块；

所述第一充电控制模块包括：第一控制芯片模块和第一控制电路，所述第一控制芯片模块与所述第一控制电路电连接；

所述第一充电接口模块包括：Type-C接口、Type-C充电接口电路和快充协议芯片，所述Type-C接口通过所述Type-C充电接口电路同时与所述第一控制电路和所述快充协议芯片电连接，所述快充协议芯片还与所述第一控制芯片模块电连接；

所述第二充电控制模块包括：第二控制芯片模块和第二控制电路，所述第二控制芯片模块与所述第二控制电路电连接；

所述第二充电接口模块包括：直流接口和直流充电接口电路，所述直流接口通过所述直流充电接口电路同时与所述第二控制电路和所述第二控制芯片模块电连接；

所述第一控制电路还与所述第二控制电路电连接，并且所述第一控制电路与所述第二控制电路的电连接处为所述双接口同时充电装置的输出端，所述双接口同时充电装置的输出端用于与待充电设备电连接。

2.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，快充适配器通过所述Type-C接口与所述第一充电接口模块电连接。

3.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，直流适配器通过所述直流接口与所述第二充电接口模快电连接。

4.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第一控制芯片模块包括：第一芯片和第二芯片，所述快充协议芯片、所述第一芯片、所述第二芯片和所述第一控制电路依次电连接。

5.根据权利要求4所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第一芯片为DC-DC控制芯片，所述第二芯片为锂电池充电管理芯片。

6.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第一控制电路为DC-DC电路。

7.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第二控制芯片模块包括：第三芯片和第四芯片，所述直流充电接口电路、所述第三芯片、所述第四芯片和所述第二控制电路依次电连接。

8.根据权利要求7所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第三芯片为DC-DC控制芯片，所述第四芯片为锂电池充电管理芯片。

9.根据权利要求1所述的双接口同时充电装置，其特征在于，所述第二控制电路为DC-DC电路。

10.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括如权利要求1至9中任意一种所述双接口同时充电装置。

Images