专利名称：具有usb接口的电子设备的充电电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种充电电路，尤其是一种具有USB接口的电子设备的充电电路；本发明还涉及一种具有USB接口的电子设备的充电方法。
背景技术：
现在，USB接口广泛运用于各种手持电子设备中，这些设备与电脑相连接的时候都会用到一根连接线，该连接线一端为USB接口，这端与电脑的USB接口相连接，另一端为MINI USB接口，这端与手持电子设备相连接。为方便使用，这些电子设备一般都会被设计为用MINI USB接口充电，并配有专用的对应该接口的充电器。这些设备中，还有一些具有直接连接在电脑上，通过电脑进行充电的功能。但是根据USB协议，USB接口提供100mA和500mA两种电流，在某些情况下，USB接口只能提供其中的一种电流进行工作，但是现有的设备中没有安装任何充电电流自动切换的装置或部件，因此会造成无法正常充电的问题。另外，上述的电子设备只能通过电脑或者充电器进行充电，如果连接在其它USB接口上，例如USB集线器，就可能无法进行充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有USB接口的电子设备的充电电路，以及一种具有USB接口的电子设备的充电方法，通过上述电路及方法，使电子设备能够对充电电流进行切换，从而可以应用于任何有USB接口的场合，并且提高充电效率。
为解决上述技术问题，本发明具有USB接口的电子设备的充电电路的技术方案是，包括USB接口芯片和USB充电芯片，USB接口芯片J4的VCC端接USB接口的电源VBUS，信号端D-和D+接USB接口的信号线，充电器识别端CHG_IN与一反向器的输入端相连接，反向器的输入端经过一电阻R8接电池正极V_BAT；反向器的输出端连接一个NMOS管的栅极，该NMOS管的源极接地，漏极接另一个NMOS管的漏极，另一个NMOS管的源极接地，栅极同时接小型电子设备的CPU的控制端500mA_Charge_SET和一电阻R151，电阻R151的另一端接地；所述USB充电芯片U15的输入IN端和VCC端同接USB接口的电源VBUS以及一电容C107，电容C107的另一端接地，U15的VSS端、PWP端和CE端接地，充电电流设置端ISET同时接电阻R16、电阻R11和电容C101，电阻R16的另一端接地，电阻R11的另一端接两NMOS管的漏极，电容C101的另一端接电池正极V_BAT，U15的OUT端和BAT端接电池正极V_BAT。
本发明还包括用上述电路实现的具有USB接口的电子设备的充电方法，其技术方案是，包括如下步骤(1)侦测USB口是否有电源插入，如果没有，继续侦测；(2)如果侦测到USB口有电源插入，则查询充电器识别端CHG_IN的状态是否为低电平，如果是，以500mA的电流进行充电；
(3)充电器识别端CHG_IN的状态不为低电平，则通过USB电缆以100mA的电流为电子设备充电；(4)与所连接的具有USB接口的设备通信，询问是否可以实现500mA充电；(5)如果可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为高电平，之后以500mA的电流进行充电；如果不可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为低电平，之后以100mA的电流进行充电。
本发明电路结构简单，方法易于实现，能够使电子设备在任何有USB接口的地方进行充电，自动进行100mA和500mA电流的切换，大大的提高了充电的效率。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述图1为本发明具有USB接口的电子设备的充电电路的电路图；图2为本发明具有USB接口的电子设备的充电方法的流程图。
具体实施例方式
本发明具有USB接口的电子设备的充电电路的电路图如图1所示，包括USB接口芯片和USB充电芯片，USB接口芯片J4的VCC端接USB接口的电源VBUS，信号端D-和D+接USB接口的信号线，充电器识别端CHG_IN与一反向器的输入端相连接，反向器的输入端经过一电阻R8接电池正极V_BAT，R8阻值为1M；反向器的输出端连接一个NMOS管的栅极，该NMOS管的源极接地，漏极接另一个NMOS管的漏极，另一个NMOS管的源极接地，栅极同时接小型电子设备的CPU的控制端500mA_Charge_SET和一电阻R151，R151阻值为100K，电阻R151的另一端接地；所述USB充电芯片U15的输入IN端和VCC端同接USB接口的电源VBUS以及一电容C107，电容C107都10μF，电容C107的另一端接地，U15的VSS端、PWP端和CE端接地，充电电流设置端ISET同时接电阻R16、电阻R11和电容C101，R16阻值为8.45K±1％，电阻R11阻值为2.1K±1％，电容C101为10μF，电阻R16的另一端接地，电阻R11的另一端接两NMOS管的漏极，电容C101的另一端接电池正极V_BAT，U15的OUT端和BAT端接电池正极V_BAT。
本电路中使用的充电芯片，其通过调节外部反馈电阻来控制充电电流。图1中，当Charge_SET的为高时，只有R16参与了反馈电路，这时只实现了100mA的充电；而当Charge_SET为低时，R11和R16并联参与了反馈，阻值变小，就能实现了500mA的充电。通常情况下，没有充电器或USB电缆插入时，CHG_IN被R8拉高，经过反向器反向后为低，NMOS截止。同样由于系统没有侦测到USB电缆的插入或者有USB电缆的插入但协议电流为100mA，就会把500mA_Charge_SET置低，Q7 NMOS截止，这样Charge_SET就为高阻态，只能实现100mA充电。要使得Charge_SET为低而达到500mA的充电电流的情况有两种，一个是当USB接口上插入充电器时，其第4个脚会被拽低，通过一个反向器变高后打开NMOS，Charge_SET变低，实现500mA充电，或者是系统侦测到USB电缆的插入并且满足协议电流为500mA，就将500mA_Charge_SET置高，使得Q7 NMOS导通，Charge_SET变低，实现500mA充电。
本发明还包括用上述电路实现的具有USB接口的电子设备的充电方法，其流程图可参见图2，包括如下步骤首先侦测USB口是否有电源插入，如果没有，继续侦测；如果侦测到USB口有电源插入，则查询充电器识别端CHG_IN的状态是否为低电平，如果是，以500mA的电流进行充电；如果充电器识别端CHG_IN的状态不为低电平，则先通过USB电缆以100mA的电流为电子设备充电；同时与所连接的具有USB接口的设备进行通信，所述具有USB接口设备可以使电脑，也可以使诸如USB集线器的带有USB接口的其它设备，并且询问是否可以实现500mA充电；如果可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为高电平，之后以500mA的电流进行充电；如果不可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为低电平，之后以100mA的电流进行充电。
本发明中所述的具有USB接口的电子设备可以是MP3或者MP4播放器，也可以是手机，还可以是PDA。
权利要求
1.具有USB接口的电子设备的充电电路，其特征在于，包括USB接口芯片和USB充电芯片，USB接口芯片J4的VCC端接USB接口的电源VBUS，信号端D-和D+接USB接口的信号线，充电器识别端CHG_IN与一反向器的输入端相连接，反向器的输入端经过一电阻R8接电池正极V_BAT；反向器的输出端连接一个NMOS管的栅极，该NMOS管的源极接地，漏极接另一个NMOS管的漏极，另一个NMOS管的源极接地，栅极同时接小型电子设备的CPU的控制端500mA_Charge_SET和一电阻R151，电阻R151的另一端接地；所述USB充电芯片U15的输入IN端和VCC端同接USB接口的电源VBUS以及一电容C107，电容C107的另一端接地，U15的VSS端、PWP端和CE端接地，充电电流设置端ISET同时接电阻R16、电阻R11和电容C101，电阻R16的另一端接地，电阻R11的另一端接两NMOS管的漏极，电容C101的另一端接电池正极V_BAT，U15的OUT端和BAT端接电池正极V_BAT。
2.根据权利要求1所述的具有USB接口的电子设备的充电电路，其特征在于，所述电阻R8阻值为1M，电阻R151阻值为100K，电阻R16阻值为8.45K±1％，电阻R11阻值为2.1K±1％，电容C101和C107都为10μF。
3.根据权利要求1所述的具有USB接口的电子设备的充电电路，其特征在于，所述用USB接口通信的电子设备可以是MP3或者MP4播放器，也可以是手机，还可以是PDA。
4.用如权利要求1所述的电路实现为具有USB接口的电子设备充电的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)侦测USB口是否有电源插入，如果没有，继续侦测；(2)如果侦测到USB口有电源插入，则查询充电器识别端CHG_IN的状态是否为低电平，如果是，以500mA的电流进行充电；(3)充电器识别端CHG_IN的状态不为低电平，则通过USB电缆以100mA的电流为电子设备充电；(4)与所连接的具有USB接口的设备通信，询问是否可以实现500mA充电；(5)如果可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为高电平，之后以500mA的电流进行充电；如果不可以，则小型电子设备的CPU将500mA_Charge_SET端置为低电平，之后以100mA的电流进行充电。
5.根据权利要求4所述的具有USB接口的电子设备的充电方法，其特征在于，所述具有USB接口的电子设备可以是MP3或者MP4播放器，也可以是手机，还可以是PDA。
全文摘要
本发明公开了一种具有USB接口的电子设备的充电电路，其通过用连接在USB接口芯片上的引脚控制NMOS管的导通，使连接在充电芯片上的两个电阻产生不同的反馈，而实现对USB接口不同充电电流的切换。本发明还公开了一种用上述电路实现的具有USB接口的电子设备的充电方法，其通过对USB接口的探测和对USB协议的查询，完成对不同充电电流的切换。本发明电路结构简单，方法易于实现，能够使电子设备在任何有USB接口的地方进行充电，自动进行100mA和500mA电流的切换，大大的提高了充电的效率。
文档编号H01M10/44GK1967965SQ20051011046
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者夏涛, 何代水 申请人:英华达(上海)电子有限公司