充电器及USB充电系统的充电方法与流程

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种充电器及USB充电系统的充电方法。

背景技术：

随着智能手机的普及和用户对手机使用续航时间需求的提高，在受限于锂电池技术无法取得突破而做大能量密度的情况下，智能手机电池快速充电技术得以迅速普及。快充技术本质上是提高充电器的输出功率，因此需要匹配对应的快速充电器以及数据线，数据线相比以前要能承受更高的功率以及更低的损耗，需要定制化。然而当前许多普通数据线阻抗较大，大电流充电时，数据线上会有较大的压降，无法承受较大的功率，无法满足快充要求。在数据线内阻过大的情况下，强行进行大功率充电，会导致数据线过流烧坏的风险。

因此，有必要在充电前获知数据线内阻，从而避免上述情况发生。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种充电器及USB充电系统的充电方法，能够获取USB数据线的阻值，以判断其是否适合快速充电，从而有效防止USB数据线过流烧坏。

本发明提供一种USB充电系统的充电方法，USB充电系统包括被充电设备、充电器，被充电设备通过USB数据线与充电器可插拔连接，该方法包括：被充电设备在被充电设备的VBUS端口加载第一电压；充电器在充电器的VBUS端口检测到第一电压对应的第一电流；被充电设备在被充电设备的VBUS端口加载与第一电压的电压值不相同的第二电压；充电器在充电器的VBUS端口检测到第二电压对应的第二电流；充 电器根据第一电压、第二电压、第一电流以及第二电流获取USB数据线的内阻值。

其中，充电器根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，V1为第一电压的电压值，V2为第二电压的电压值，i1为第一电流的电流值，i2为第二电流的电流值。

其中，该方法还包括：充电器将内阻值与预设电阻值进行比较，若电阻值小于预设电阻值，判断USB数据线适合快速充电，并选择与内阻值相匹配的充电电流，并在充电器的VBUS端口加载充电电流以对被充电设备进行充电。

其中，该方法还包括：若电阻值大于或等于预设电阻值，充电器判断USB数据线不适合快速充电，提示用户更换USB数据线。

本发明还提供一种USB充电系统的充电方法，USB充电系统包括被充电设备、充电器，被充电设备通过USB数据线与充电器可插拔连接，该方法包括：被充电设备在被充电设备的VBUS端口加载第三电流；充电器在充电器的VBUS端口检测到第三电流对应的第三电压；被充电设备在被充电设备的VBUS端口加载与第三电流的电流值不相同的第四电流；充电器在充电器的VBUS端口检测到第四电流对应的第第四电压；充电器根据第三电压、第四电压、第三电流以及第四电流获取USB数据线的内阻值。

其中，充电器根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，U1为第三电压的电压值，U2为第四电压的电压值，I1为第三电流的电流值，I2为第四电流的电流值。

其中，该方法还包括：充电器将内阻值与预设电阻值进行比较，若电阻值小于预设电阻值，判断USB数据线适合快速充电，并选择与内阻 值相匹配的充电电流，并在充电器的VBUS端口加载充电电流以对被充电设备进行充电。

其中，该方法还包括：若电阻值大于或等于预设电阻值，充电器判断USB数据线不适合快速充电，提示用户更换USB数据线。

本发明进一步提供一种充电器，包括：第一USB接口，通过USB数据线与被充电设备的第二USB接口可插拔连接；电流检测单元，依次在第一USB接口的VBUS端口检测第一电流和第二电流，其中第一电流由被充电设备在第二USB接口的VBUS端口加载的第一电压产生，第二电流由被充电设备在第二USB接口的VBUS端口加载的第二电压产生，第一电压与第二电压的电压值不相同；处理芯片，根据第一电压、第二电压、第一电流以及第二电流获取USB数据线的内阻值。

本发明进一步提供一种充电器，包括：第一USB接口，通过USB数据线与被充电设备的第二USB接口可插拔连接；模数转换器，依次在第一USB接口的VBUS端口检测第三电压和第四电压，其中第三电压由被充电设备在第二USB接口的VBUS端口加载的第三电流产生，第四电压由被充电设备在第二USB接口的VBUS端口加载的第四电流产生，第三电流与第四电流的电流值不相同；处理芯片，根据第三电压、第四电压、第三电流以及第四电流获取USB数据线的内阻值。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的USB充电器及USB充电系统的充电方法中，利用被充电设备分别在VBUS端口中分两次施加预设的电压或电流，并在充电器的VBUS端口获取对应的电流或电压，根据电流、电压的对应关系获取USB数据线的内阻的阻值，以根据阻值判断USB数据线是否适合快速充电，从而有效防止USB数据线过流烧坏。

附图说明

图1是本发明的充电系统的原理框图；

图2是本发明的充电方法第一实施例的流程图；

图3是本发明的充电方法第一实施例的另一流程图；

图4是本发明的充电系统第一实施例的系统结构示意图；

图5是本发明的充电方法第二实施例的流程图；

图6是本发明的充电系统第二实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

首先请参见图1，图1是本发明的充电系统的原理框图，如图1所示，本发明的充电系统包括被充电设备20和充电器10，充电器10通过USB数据线与被充电设备20可插拔连接。

以下请参见图2，图2是本发明的充电方法第一实施例的流程图，如图2所示，本发明的充电方法包括如下步骤：

步骤S11：被充电设备20在被充电设备20的VBUS端口加载第一电压；

步骤S12：充电器10在充电器10的VBUS端口检测到第一电压对应的第一电流；

步骤S13：被充电设备20在被充电设备20的VBUS端口加载与第一电压的电压值不相同的第二电压；

步骤S14：充电器10在充电器10的VBUS端口检测到第二电压对应的第二电流；

步骤S15：充电器10根据第一电压、第二电压、第一电流以及第二电流获取USB数据线的内阻值。

具体地，在步骤S15中，充电器10可根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，V1为第一电压的电压值，V2为第二电压的电压值，i1为第一电流的电流值，i2为第二电流的电流值。

在本实施例中，利用被充电设备20分别在VBUS端口中分两次施加预设的电压，并在充电器10的VBUS端口获取对应的电流，根据电流、电压的对应关系即可获取USB数据线的内阻的阻值，

值得注意的是，在获取阻值之后，充电器10可进一步根据阻值判 断USB数据线是否适合快速充电，从而有效防止USB数据线过流烧坏。具体可参见图3，图3是本发明的充电方法第一实施例的另一流程图，其中图3的步骤S16可在图2的步骤S15之后执行。如图3所示，本发明的充电方法还包括如下步骤：

步骤S16：充电器10将内阻值与预设电阻值进行比较，以判断内阻值是否小于预设电阻值，如果是，则执行步骤S18，如果否，则执行步骤S17。

步骤S18：充电器10判断到USB数据线适合快速充电，并选择与内阻值相匹配的充电电流。

步骤S19：充电器10在充电器10的VBUS端口加载充电电流以对被充电设备20进行充电。

步骤S17：充电器10判断USB数据线不适合快速充电，提示用户更换USB数据线。

通过上述方式，本实施例更可根据不同种类的USB数据线选择对应的充电电流来对被充电设备20进行充电，可进一步提高充电效率。

并且，在判断USB数据线不适合快速充电时，自动提示用户更好USB数据线，更可提高系统安全性。

其中，充电器10可以LED显示灯闪烁显示的方式进行提示，或通过语音、震动等方式进行提示，本发明对此不作限定。

为了进一步清楚说明，可进一步参见图4，图4是本发明的充电系统第一实施例的系统结构示意图。

如图4所示，被充电设备20包括充电芯片201、电池203、第二USB接口202，充电器10包括处理芯片101、电流检测单元104、第一USB接口103。

第一USB接口103通过USB数据线与第二USB接口202可插拔连接。

电流检测单元104，依次在第一USB接口103的VBUS端口检测第一电流和第二电流，其中第一电流由被充电设备20在第一USB接口202的VBUS端口加载的第一电压产生，第二电流由被充电设备20在第一 USB接口202的VBUS端口加载的第二电压产生，第一电压与第二电压的电压值不相同；处理芯片101，根据第一电压、第二电压、第一电流以及第二电流获取USB数据线的内阻值。

具体地，被充电设备20可通过充电芯片201在第二USB接口202的VBUS端口加载第一电压和第二电压。

处理芯片101可根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，V1为第一电压的电压值，V2为第二电压的电压值，i1为第一电流的电流值，i2为第二电流的电流值。

值得注意的是，V1和V2为充电器10与被充电设备20预先约定的数据，可预先记录于处理芯片101中，无需进行测量。

处理芯片101可将内阻值与预设电阻值进行比较，以判断内阻值是否小于预设电阻值，如果是，判断到USB数据线适合快速充电，并选择与内阻值相匹配的充电电流，处理芯片101在第一USB接口103的VBUS端口加载充电电流以对被充电设备20进行充电。如果否，处理芯片101判断出USB数据线不适合快速充电，提示用户更换USB数据线。

本发明进一步提供实现测量USB数据线内阻的第二种实施方式，以下请参见图5，图5是本发明的充电方法第二实施例的流程图，如图5所示，本发明的充电方法包括如下步骤：

步骤S21：被充电设备20在被充电设备20的VBUS端口加载第三电流；

步骤S22：充电器10在充电器10的VBUS端口检测到第三电流对应的第三电压；

步骤S23：被充电设备20在被充电设备20的VBUS端口加载与第三电流的电流值不相同的第四电流；

步骤S24：充电器10在充电器10的VBUS端口检测到第四电流对应的第第四电压；

步骤S25：充电器10根据第三电压、第四电压、第三电流以及第四 电流获取USB数据线的内阻值。

具体地，在步骤S25中，充电器10可根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，U1为第三电压的电压值，U2为第四电压的电压值，I1为第三电流的电流值，I2为第四电流的电流值。

在本实施例中，利用被充电设备20分别在VBUS端口中分两次施加预设的电流，并在充电器10的VBUS端口获取对应的电压，根据电压、电流的对应关系即可获取USB数据线的内阻的阻值，

值得注意的是，在获取阻值之后，充电器10可进一步根据阻值判断USB数据线是否适合快速充电，从而有效防止USB数据线过流烧坏。其具体流程可参见图3，其中图3的步骤S16也可在图5的步骤S25之后执行，于此不再赘述。

为了进一步清楚说明，可进一步参见图6，图6是本发明的充电系统第二实施例的系统结构示意图。

如图4所示，被充电设备20包括充电芯片201、电池203、第二USB接口202，充电器10包括处理芯片101、模数转换器102、第一USB接口103。

第一USB接口103通过USB数据线与第二USB接口202可插拔连接。

模数转换器102，依次在第一USB接口103的VBUS端口检测第三电压和第四电压，其中第三电压由被充电设备20在第二USB接口202的VBUS端口加载的第三电流产生，第四电压由被充电设备20在第二USB接口202的VBUS端口加载的第四电流产生，第三电流与第四电流的电流值不相同；处理芯片101，根据第三电压、第四电压、第三电流以及第四电流获取USB数据线的内阻值。

具体地，被充电设备20可通过充电芯片201在第二USB接口202的VBUS端口加载第三电流和第四电流。

处理芯片101具体可根据以下等式获取内阻值：

其中，R为内阻值，U1为第三电压的电压值，U2为第四电压的电压值，I1为第三电流的电流值，I2为第四电流的电流值。

值得注意的是，I1和I2为充电器10与被充电设备20预先约定的数据，可预先记录于处理芯片101中，无需进行测量。

处理芯片101可将内阻值与预设电阻值进行比较，以判断内阻值是否小于预设电阻值，如果是，判断到USB数据线适合快速充电，并选择与内阻值相匹配的充电电流，处理芯片101在第一USB接口103的VBUS端口加载充电电流以对被充电设备20进行充电。如果否，处理芯片101判断出USB数据线不适合快速充电，提示用户更换USB数据线。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的USB充电器10及USB充电系统的充电方法中，利用被充电设备20分别在VBUS端口中分两次施加预设的电压或电流，并在充电器10的VBUS端口获取对应的电流或电压，根据电流、电压的对应关系获取USB数据线的内阻的阻值，以根据阻值判断USB数据线是否适合快速充电，从而有效防止USB数据线过流烧坏。

值得注意的是，本发明的充电方法可在充电握手协议识别完成之后进行，可有效地提高充电安全。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。