一种充电线缆和充电装置的制作方法

1.本实用新型实施例涉及充电线缆技术领域，特别涉及一种充电线缆和充电装置。


背景技术：

2.串行总线(英语：universal serial bus，缩写：usb)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。
3.随着移动设备对传输速率，充电功率，接口尺寸越来越严苛的要求，新一代的usb接口usb type-c应运而生。usb type-c，简称type-c，是一种通用串行总线(usb)的硬件接口规范。为了支持最高100w的输出功率，相配套的usb power delivery specification(usb pd)也随后推出。usb pd协议能支持3a或5a的电流，输出电压最高到20v，同时接口中定义了用于功率传输协议通讯的专有通道，提升充电效率。
4.然而，随着传输功率增大，线缆的安全越来越受到重视。如果在线材的连接端口处，存在污渍或者碎屑时有可能导致供电回路短路，产生的短路电流会导致线缆温度升高，此时容易造成线缆烧坏。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种充电线缆和充电装置，可实现过温保护，提高充电线缆的安全性。
6.本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种充电线缆，该充电线缆包括：两个连接端口；各所述连接端口包括接口和电子标签芯片，各所述电子标签芯片包括温度检测单元和控制单元；各所述接口的第一供电引脚、信号引脚和接地引脚分别对应连接，所述充电线缆中的一个所述接口用于连接外部电源，所述充电线缆中的另一个所述接口用于连接外部设备；在各所述连接端口中，各所述接口的第一供电引脚连接对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚，各所述接口的第二供电引脚连接对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚，各所述接口的信号引脚连接对应的所述电子标签芯片的信号引脚，各所述接口的接地引脚连接对应的所述电子标签芯片的接地引脚，各所述控制单元分别连接对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚、对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚、对应的所述电子标签芯片的信号引脚和对应的所述温度检测单元；其中，各所述温度检测单元用于检测对应的所述连接端口的温度，并输出所述温度至对应的所述控制单元；各所述控制单元用于在所述温度大于第一温度值时，输出复位信号至所述外部电源，以使所述外部电源停止为所述外部设备供电。
7.在一些实施例中，所述控制单元还用于在对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚有电时、与所述外部电源通信。
8.在一些实施例中，各所述电子标签芯片还包括第一电压检测单元；各所述第一电
压检测单元的第一端连接对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚，各所述第一电压检测单元的第二端连接对应的所述控制单元；其中，各所述第一电压检测单元用于检测对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚的第一电压，并将所述第一电压输出至对应的所述控制单元；各所述控制单元还用于根据所述第一电压确定对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚是否有电。
9.在一些实施例中，各所述电子标签芯片还包括第二电压检测单元；各所述第二电压检测单元的第一端连接对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚，所述第二电压检测单元的第二端连接对应的所述控制单元；其中，各所述第二电压检测单元用于检测对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚的第二电压，并将所述第二电压输出至对应的所述控制单元；各所述控制单元还用于在所述第二电压大于第一电压值时、输出所述复位信号至所述外部电源。
10.在一些实施例中，各所述电子标签芯片还包括第一二极管和第二二极管；各所述第一二极管的阳极连接对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚，各所述第一二极管的阴极分别连接对应的所述第二电压检测单元的第一端、以及对应的所述第二二极管的阴极，各所述第二二极管的阳极分别连接对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚、以及对应的所述第一电压检测单元的第一端。
11.在一些实施例中，各所述电子标签芯片还包括第一电阻；各所述第一电阻连接在对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚与地之间。
12.在一些实施例中，各所述电子标签芯片还包括开关；各所述开关连接在对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚与对应的所述第一电阻之间。
13.在一些实施例中，各所述控制单元包括协议层和物理层；各所述协议层分别连接对应的所述电子标签芯片的第一供电引脚、对应的所述电子标签芯片的第二供电引脚、对应的所述温度检测单元和对应的所述物理层，各所述物理层还连接对应的所述电子标签芯片的信号引脚。
14.第二方面，本实用新型实施例提供一种充电装置，该充电装置包括：充电母座、以及如第一方面任意一项所述的充电线缆；所述充电母座用于电连接外部电源，所述充电线缆用于分别电连接所述充电母座和所述外部设备。
15.本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供一种充电线缆和充电装置，包括两个连接端口；各连接端口包括接口和电子标签芯片，各电子标签芯片包括温度检测单元和控制单元；各接口的第一供电引脚、信号引脚和接地引脚分别对应连接，充电线缆中的一个接口用于连接外部电源，充电线缆中的另一个接口用于连接外部设备；在各连接端口中，各接口的第一供电引脚连接对应的电子标签芯片的第一供电引脚，各接口的第二供电引脚连接对应的电子标签芯片的第二供电引脚，各接口的信号引脚连接对应的电子标签芯片的信号引脚，各接口的接地引脚连接对应的电子标签芯片的接地引脚，各控制单元分别连接对应的电子标签芯片的第一供电引脚、对应的电子标签芯片的第二供电引脚、对应的电子标签芯片的信号引脚和对应的温度检测单元；其中，各温度检测单元用于检测对应的连接端口的温度，并输出温度至对应的控制单元；各控制单元用于在所述温度大于第一温度值时，输出复位信号至外部电源，以使外部电源停止为外部设备供电。在该充电线缆中，通过温度检测单元检测对应的连接端口的温度，各控制单
元在温度大于第一温度值时时发送复位信号至外部电源，使外部电源停止为外部设备供电，实现过温保护，提高充电线缆的安全性和可靠性。
附图说明
16.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
17.图1是本实用新型实施例提供的一种充电线缆的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例提供的另一种充电线缆的结构框图；
19.图3是本实用新型实施例提供的一种电子标签芯片的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
21.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
23.为了提高充电线缆的安全性，可在充电线缆两端的type-c公头的vbus引脚之间的连接线上串联正温度系数热敏电阻(positive temperature coefficient，ptc)，如图1所示，这样，当充电线缆的温度升高时，ptc的电阻值随着温度升高而升高，能减小vbus连接线上的电流，从而使温度逐步降低。然而，采用上述方式，当充电线缆处于常温状态时、ptc会增加阻抗，带来额外功耗，可能会超过usb协会的要求，且过温保护时响应速度慢。
24.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供一种充电线缆和充电装置，能快速响应过温保护，且符合usb协会要求。
25.第一方面，本实用新型提供一种充电线缆，请参阅图2，该充电线缆包括：两个连接端口10。
26.各连接端口10包括接口11和电子标签芯片12，各电子标签芯片12包括温度检测单元122和控制单元121；各接口11的第一供电引脚vbus、信号引脚cc、接地引脚gnd分别对应连接，充电线缆中的一个接口11用于连接外部电源，充电线缆中的另一个接口11用于连接外部设备；在各连接端口10中，各接口11的第一供电引脚vbus连接对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus，各接口11的第二供电引脚vconn连接对应的电子标签芯片12的第二
供电引脚vconn，各接口11的信号引脚cc连接对应的电子标签芯片12的信号引脚cc，各接口11的接地引脚gnd还连接对应的电子标签芯片12的接地引脚gnd。各控制单元121分别连接对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus、对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn、对应的电子标签芯片12的信号引脚cc和对应的温度检测单元122。其中，各温度检测单元122用于检测对应的连接端口10的温度，并输出温度至对应的控制单元121。各控制单元121用于在所述温度大于第一温度值时，输出复位信号至外部电源，以使外部电源停止为外部设备供电。
27.其中，电子标签芯片12可以是e-marker芯片，通过该芯片可以读取充电线缆的各种属性，包括生产商、通流能力、耐压等级等具有标识功能的信息。充电线缆可以是type-c线缆，接口11可以是是type-c线缆的公头。温度检测单元122可以采用现有技术中一切合适的温度检测电路，可以包括ntc、ptc、半导体器件或者是其他一切合适的电路器件，其具体电路结构可以参照现有技术进行设置，在此不做限定。第一温度值可根据实际需要进行设置，在此不做限定。外部电源可以为充电器等，外部设备可以为手机、平板电脑或手提电脑等。接地引脚gnd可以作为电路中的地线参考，如各控制单元还分别连接对应的电子标签芯片的接地引脚。
28.在该充电线缆中，当充电线缆中的一个接口11连接外部电源、另一个接口11连接外部设备时，即充电线缆中的一个接口11的第一供电引脚vbus、第二供电引脚vconn、信号引脚cc、接地引脚gnd分别对应连接外部电源的第一供电引脚、第二供电引脚、信号引脚、接地引脚，充电线缆中的另一个接口11的第一供电引脚vbus、第二供电引脚vconn、信号引脚cc、接地引脚gnd分别对应连接外部设备的第一供电引脚、第二供电引脚、信号引脚、接地引脚时，且当外部电源通过充电线缆为外部设备充电时，即此时各接口11的第一供电引脚vbus之间的连接线上带电，那么各电子标签芯片12也通过第一供电引脚vbus得到供电，各温度检测单元122将检测连接端口10的温度，并将检测的温度发送至对应的控制单元121。如果某一个连接端口10的温度大于第一温度值时，则控制单元121输出复位信号至对应电子标签芯片12的信号引脚cc上，此时，外部电源通过cc线接收到该复位信号后，将停止为外部设备供电，如关机重启，断开电流，从而确保温度不再继续上升。
29.可见，在该充电线缆中，当控制单元121根据温度检测单元122检测到温度异常时，可输出复位指令至信号引脚cc，此时，外部电源通过信号引脚cc接收到该复位指令后，停止为外部设备供电时，起到过温保护的作用，提高充电线缆的可靠性和安全性。
30.在其中一些实施例中，控制单元121还用于在对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn有电时、与外部电源通信，使外部电源读取所述电子标签芯片的标识信息，该标识信息可以是生产商、通流能力、耐压等级等具有标识功能的信息。进一步的，控制单元121还用于在对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn无电时、不与外部电源通信。应注意的是，当各电子标签芯片12的第二供电引脚vconn无电时，由于外部电源通过各接口11的第一供电引脚vbus之间的连接线为各电子标签芯片12的第一供电引脚vbus供电，那么，温度检测单元122和控制单元121还可以继续实现过温保护功能。
31.在该充电线缆中，由于各接口11分别通过第一供电引脚vbus、第二供电引脚vconn为对应的电子标签芯片12供电，而根据usb协会的pd规范，usb-c线缆中的电子标签芯片12在同一时间内只能被外部电源或外部设备其中一个的第二供电引脚供电。例如，当只有外
部电源通过第二供电引脚为靠近外部电源的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn供电、且外部设备不通过第二供电引脚为靠近外部设备的电子标签12的第二供电引脚vconn供电时，靠近外部电源的电子标签芯片12的控制单元121检测到电子标签芯片12的第二供电引脚vconn有电，此时该电子标签芯片12会与外部电源发生pd通信，外部电源可通过电子标签芯片12读取一些电子标签芯片12上的指定信息，如生产商、通流能力、耐压等级等具有标识功能的信息。通过上述方式，能够避免两个电子标签芯片12同时与外部电源发生pd通信，避免通信冲突，保证外部电源能正常读取电子标签芯片12上的信息。实际应用中，外部设备可通过与外部电源通信后、由外部设备为靠近外部设备的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn供电，而外部电源不为靠近外部电源的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn供电，由靠近外部设备的电子标签12完成与外部电源的pd通信过程，在此不需拘泥于上述实施例中的限定。
32.可见，在该充电线缆中，只有检测到第二供电引脚vconn有电时，电子标签芯片12才与外部电源实现pd通信，满足usb协会pd规范的要求，兼容标准的usb-c线材功能。
33.在其中一些实施例中，请参阅图3，各电子标签芯片12还包括第一电压检测单元123。各第一电压检测单元123的第一端连接对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn，各第一电压检测单元123的第二端连接对应的控制单元121。其中，各第一电压检测单元123用于检测对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn的第一电压，并将第一电压输出至对应的控制单元121；各控制单元121还用于根据第一电压确定对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn是否有电。
34.第一电压检测单元123可以采用现有技术中一切合适的电压检测电路，其具体电路结构可以参照现有技术进行设置，在此不做限定。在该充电线缆中，各控制单元121可根据第一电压确定第二供电引脚vconn是否有电，并在有电时与外部电源进行pd通信。
35.在其中一些实施例中，请参阅图3，各电子标签芯片12还包括第二电压检测单元124。各第二电压检测单元124的第一端连接对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus，第二电压检测单元124的第二端连接对应的控制单元121。其中，各第二电压检测单元124用于检测对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus的第二电压，并将第二电压输出至对应的控制单元121；各控制单元121还用于在所述第二电压大于第一电压值时、输出复位信号至外部电源。
36.第二电压检测单元124可以采用现有技术中一切合适的电压检测电路，其具体电路结构可以参照现有技术进行设置，在此不做限定。第一电压值可根据实际需要进行设置，在此不做限定。在该充电线缆中，各控制单元121可根据第二电压确定是否存在过压，并在过压时通过信号引脚cc发送复位信号至外部电源，使外部电源停止为外部设备供电。该充电线缆中可以在过压时发送复位信号至外部电源，实现过压保护，提高电路的安全性和可靠性。
37.在其中一些实施例中，请参阅图3，各电子标签芯片12还包括第一二极管d1和第二二极管d2。各第一二极管d1的阳极连接对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus，各第一二极管d1的阴极分别连接对应的第二电压检测单元124的第一端、以及对应的第二二极管d2的阴极，各第二二极管d2的阳极分别连接对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn、以及对应的第一电压检测单元123的第一端。通过设置第一二极管d1和第二二极管
d2，可以实现电子标签芯片12的第一供电引脚vbus与电子标签芯片12的第二供电引脚vconn之间的电器隔离，避免二者发生干扰，保证充电线缆正常工作，提高充电线缆的可靠性和安全性。
38.在其中一些实施例中，请参阅图3，各电子标签芯片12还包括第一电阻r1。各第一电阻r1连接在对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn与地gnd之间。其中，地gnd可与电子标签芯片12的接地引脚gnd连接。通过设置各第一电阻r1，可以让外部电源或外部设备可通过其对应的接口11的第二供电引脚vconn检测第一电阻r1，以检测是否存在电子标签芯片12，若存在，则通过第二供电引脚vconn为电子标签芯片12提供工作电压。在实际应用中，通常将第一电阻r1的阻值设置为1kω。
39.在其中一些实施例中，请参阅图3，各电子标签芯片12还包括开关s1；各开关s1连接在对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn与对应的第一电阻r1之间。在该充电线缆中，在外部电源或外部设备检测存在电子标签芯片12后，可控制开关s1断开，从而可降低第一电阻r1造成的损耗。
40.在其中一些实施例中，请参阅图3，各控制单元121包括协议层1211和物理层1212；各协议层1211分别连接对应的电子标签芯片12的第一供电引脚vbus、对应的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn、对应的温度检测单元122和对应的物理层1212，各物理层1212还连接对应的电子标签芯片12的信号引脚cc。其中，各协议层1211可用于接收信号，并对信号处理后输出至物理层1212，以及实现电子标签功能。各物理层1212包括依据usb pd协议通信实现的标准电路，具备发送包含复位指令在内的所有pd指令。
41.下面结合图2和图3所示的实施例详细阐述本实用新型实施例提供的充电线缆的具体工作过程。
42.该充电线缆中，当充电线缆中的一个接口11连接外部电源、另一个接口11连接外部设备时，即充电线缆中的一个接口11的第一供电引脚vbus、第二供电引脚vconn、信号引脚cc、接地引脚gnd分别对应连接外部电源的第一供电引脚、第二供电引脚、信号引脚、接地引脚，充电线缆中的另一个接口11的第一供电引脚vbus、第二供电引脚vconn、信号引脚cc、接地引脚gnd分别对应连接外部设备的第一供电引脚、第二供电引脚、信号引脚、接地引脚时，外部电源可通过充电线缆为外部设备充电。
43.当只有外部电源通过第二供电引脚为靠近外部电源的电子标签芯片12的第二供电引脚vconn供电、且外部设备不通过第二供电引脚为靠近外部设备的电子标签12的第二供电引脚vconn供电时，靠近外部电源的电子标签芯片12的控制单元121检测到电子标签芯片12的第二供电引脚vconn有电，此时该电子标签芯片12会与外部电源发生pd通信，外部电源可通过电子标签芯片12读取一些电子标签芯片12上的指定信息，如生产商、通流能力、耐压等级等具有标识功能的信息。
44.完成pd通信后，外部电源和外部设备可以不通过第二供电引脚为电子标签芯片12供电，而由于外部电源一直为外部设备继续供电，此时各电子标签芯片12也通过第一供电引脚vbus一直得到供电。一方面，各温度检测单元122将检测连接端口10的温度，并将检测的温度发送至对应的控制单元121，如果某一个连接端口10的温度大于第一温度值时，则控制单元121输出复位信号至对应电子标签芯片12的信号引脚cc上，此时，外部电源通过cc线接收到该复位信号后，停止为外部设备供电。另一方面，各第二电压检测单元124检测第一
供电引脚vbus上的第二电压，并将第二电压发送至对应的控制单元121，如果第二电压大于第一电压值时，则控制单元121输出复位信号至外部电源，使外部电源停止为外部设备供电。
45.综上，通过上述方式，能够避免两个电子标签芯片12同时与外部电源发生pd通信，避免通信冲突，保证外部电源能正常读取电子标签芯片12上的信息。且该充电线缆中可以实现过温和过压保护，提高电路的安全性和可靠性。
46.第二方面，本实用新型实施例还提供一种充电装置，该充电装置包括：充电母座、以及如第一方面任意一项所述的充电线缆；所述充电母座用于电连接外部电源，所述充电线缆用于分别电连接所述充电母座和所述外部设备。在本实施例中，充电线缆具有如第一方面所述的结构和功能，在此不再赘述。
47.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。