Usb充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法
【专利摘要】本发明公开了USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法，其USB充电系统包括充电器和移动终端；充电器包括温度反馈模块，移动终端包括处理器。本发明通过在充电器中设置温度反馈模块，在移动终端中设置处理器，充电时由处理器中的第一温度获取模块检测充电器的温度，同时由第二温度检测模块获取移动终端的温度，并通过温度比较模块比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的温度差，当所述温度差在阀值范围内时，充电控制模块开启移动终端的充电功能；当所述温度差超过所述阀值范围时，充电控制模块关闭移动终端的充电功能，从而实现了在充电器温度超过或低于预定范围时，控制移动终端停止充电，防止了充电器温度持续上升带来的危险。
【专利说明】USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备，特别涉及一种USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法。【背景技术】
[0002]目前，手机、平板电脑等移动终端一般采用USB充电器进行充电。USB充电器作为移动终端最常用的附件，必须是可靠、安全的，但由于现有的充电器电路设计简单且接口可通用，导致用户在日常使用过程中很有可能使用非标配充电器对移动终端进行充电，而非标配充电器与标配充电器之间可能存在电气参数上的差异，容易发生充电异常、损坏充电器和移动终端等情况。
[0003]另外，移动终端在充电过程中充电器一般会发热，如果长时间在高温下使用充电器也可能发生充电器爆炸的危险，目前，移动终端在充电时还没有对充电器的发热进行检测及控制其充电方式的有效方式。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法，能在充电时检测充电器的温度，并根据充电器与移动终端的温度差，控制移动终端的充电状态。
[0005]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种USB充电系统，其包括充电器和移动终端；
所述充电器包括=USB插头和充电电路；
所述USB插头包括VBUS端、DN端、DP端、GND端和用于反馈充电器的温度的温度反馈模块，所述温度反馈模块连接USB插头的供电端、所述充电电路、VBUS端、DN端、DP端和GND端;
所述移动终端包括:USB接口和处理器；
所述USB接口包括VBW端、Df端、DP ^端和GNN端；
所述处理器包括:
第一温度检测模块，用于检测充电器的温度；
第二温度检测模块，用于检测移动终端的温度；
温度比较模块，用于比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的检测结果，并判断比较结果是否在阀值范围内；
充电控制模块，用于检测充电器是否插入移动终端充电，控制第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块的工作状态，及根据温度比较模块的比较结果，控制移动终端的充电状态；
所述充电控制模块的第一端连接所述VBUS'端、充电控制模块的第二端通过第一温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第三端通过第二温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第四端连接温度比较模块；所述第一温度控制模块的第一电压采样端连接所述DN,端、第一温度控制模块的第二电压采样端连接所述DP'端。
[0006]所述的USB充电系统中，所述温度反馈模块包括第一电阻模组、第二电阻模组、第三电阻模组和热敏电阻模组；所述第一电阻模组串接在所述VBUS端与所述DN端之间，所述第二电阻模组串接在DN端和GND端之间，所述第三电阻模组串接在所述VBUS端和DP端之间，所述热敏电阻模组串接在所述DP端和GND之间，所述VBUS端连接充电电路和所述供电端、GND端接地。
[0007]所述的USB充电系统中，所述处理器还包括:定时器，用于设置定时时间，并在定时时间到达时通知所述充电控制模块启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块。
[0008]所述的USB充电系统中，所述第一温度控制模块包括:
第一 ADC单元，连接所述DN'端，用于检测DN'端的电压；
第二 ADC单元，连接所述DP'端，用于检测DP'端的电压。
[0009]—种充电器,其包括:USB插头和充电电路；
所述USB插头包括VBUS端、DN端、DP端、GND端和用于反馈充电器的温度的温度反馈模块，所述温度反馈模块连接USB插头的供电端、所述充电电路、VBUS端、DN端、DP端和GND端。
[0010]所述的充电器中， 所述温度反馈模块包括第一电阻模组、第二电阻模组、第三电阻模组和热敏电阻模组；所述第一电阻模组串接在所述VBUS端与所述DN端之间，所述第二电阻模组串接在DN端和GND端之间，所述第三电阻模组串接在所述VBUS端和DP端之间，所述热敏电阻模组串接在所述DP端和GND之间，所述VBUS端连接充电电路和所述供电端、GND端接地。
[0011]一种移动终端，其包括:USB接口和处理器；
所述USB接口包括VBUS ’端、Df端、DP ^端和GND ’端；
所述处理器包括:
第一温度检测模块，用于检测充电器的温度；
第二温度检测模块，用于检测移动终端的温度；
温度比较模块，用于比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的检测结果，并判断比较结果是否在阀值范围内；
充电控制模块，用于检测充电器是否插入移动终端充电，控制第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块的工作状态，及根据温度比较模块的比较结果，控制移动终端的充电状态；
所述充电控制模块的第一端连接所述VBUS'端、充电控制模块的第二端通过第一温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第三端通过第二温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第四端连接温度比较模块；所述第一温度控制模块的第一电压采样端连接所述DN,端、第一温度控制模块的第二电压采样端连接所述DP'端。
[0012]所述的移动终端中，所述处理器还包括:定时器，用于设置定时时间，并在定时时间到达时通知所述充电控制模块启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块。[0013]所述的移动终端中，所述第一温度控制模块包括:
第一 ADC单元，连接所述DN'端，用于检测DN'端的电压；
第二 ADC单元，连接所述DP'端，用于检测DP'端的电压。
[0014]一种上述USB充电系统的充电控制方法，其特征在于，包括:
A、充电控制模块检测充电器插入时，启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块；
B、由第一温度检测模块分别获取USB接口的DN'端和DP'端的电压，并根据所述DN'端和DP'端的电压计算充电器的温度；同时由第二温度检测模块获取移动终端的温度；
C、由温度比较模块比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的温度差，并判断所述温度差是否在阀值范围内；
D、当所述温度差在阀值范围内时，充电控制模块开启移动终端的充电功能；当所述温度差超过所述阀值范围时，充电控制模块关闭移动终端的充电功能。
[0015]相较于现有技术，本发明提供的USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法，其USB充电系统通过在充电器中设置温度反馈模块，在移动终端中设置处理器，在充电时，由处理器中的第一温度获取模块检测充电器的温度，同时由第二温度检测模块获取移动终端的温度，并通过温度比较模块比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的温度差，当所述温度差在阀值范围内时，充电控制模块开启移动终端的充电功能；当所述温度差超过所述阀值范围时，充电控制模块关闭移动终端的充电功能，从而实现了在充电器温度超过或低于预定范围时，控制移动终端停止充电，在充电温度在预定范围时控制移动终端充电，防止了充电器温度持续上升带来的危险。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明USB充电系统中充电器的结构示意图。
[0017]图2为本发明USB充电系统中移动终端的结构示意图。
[0018]图3为本发明充电控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]本发明提供一种USB充电系统、充电器、移动终端和充电控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]本发明提供的USB充电系统包括充电器和移动终端。其中，充电器为具有USB插头的充电器，移动终端为能够通过USB接口进行充电的电子消费品，如智能手机、平板电脑等。在充电时先将充电器插入移动终端中，再将充电器接通电源便能开始充电。
[0021]请参阅图1，其为本发明USB充电系统中充电器的结构示意图。如图1所示，所述充电器包括:USB插头200和充电电路100，所述USB插头200包括VBUS端、DN端、DP端、GND端和用于反馈充电器的温度的温度反馈模块201。其中，所述温度反馈模块201连接USB插头200的供电端VDD、所述充电电路100、VBUS端、DN端、DP端和GND端，在充电器接通电源后，由供电端VDD提供稳定的电压给充电电路100、温度反馈模块201和USB插头200供电。[0022]请参阅图2，其为本发明USB充电系统中移动终端的结构示意图。如图2所示，所述移动终端包括:USB接口 300和处理器400。所述USB接口 300包括VBW端、DNi端、DPi端和GND'端；所述处理器400包括:充电控制模块410、第一温度检测模块420、第二温度检测模块430和温度比较模块440。
[0023]所述充电控制模块410的第一端连接所述VBUS'端，充电控制模块410的第二端通过第一温度检测模块420连接所述温度比较模块440、充电控制模块410的第三端通过第二温度检测模块430连接所述温度比较模块440，用于检测充电器是否插入移动终端充电，在充电器插入移动终端中开始充电时，控制第一温度检测模块420、第二温度检测模块430和温度比较模块440的工作状态。
[0024]例如，当充电器插入移动终端且接通电源时，充电控制模块410检测VBW端由低电平变为高电平，则认为有充电器插入，此时开启第一温度检测模块420、第二温度检测模块430和温度比较模块440。
[0025]所述第一温度控制模块的第一电压采样端5连接所述DN'端、第一温度控制模块的第二电压采样端6连接所述DP'端，通过采集DN'端和DP'端的电压值。当充电器的USB插头插入USB接口中时，USB插头的VBUS端、DN端、DP端和GND端分别连接USB接口的VBUS'端、Df端、DP ^端和GND'端。也就是说，在充电时DN'端和DP'端的电压值与ND端和DP端的电压值相同，因此通过获取DN'端和DP'端的电压值便能计算出充电器的温度，其计算方式将在下文进行详细描述。
[0026]在充电时，由第一温度检测模块420检测充电器的温度，同时由第二温度检测模块430检测移动终端的温度，第一温度检测模块420和第二温度检测模块430采集的数据输入温度比较模块440中，由温度比较模块440比较第一温度检测模块420和第二温度检测模块430的检测结果(即温度差)，并判断比较结果是否在阀值范围内。
[0027]所述充电控制模块410的第四端连接温度比较模块440，用于根据温度比较模块440的比较结果，控制移动终端的充电状态。
[0028]譬如，当温度比较模块440比较第一温度检测模块420和第二温度检测模块430的温度差值在阀值范围内时，输出高电平，使充电控制模块410开启移动终端的充电功能；当温度比较模块440比较第一温度检测模块420和第二温度检测模块430的温度差值超出阀值范围时，输出低电平，使充电控制模块410关闭移动终端的充电功能。
[0029]本发明提供的USB充电系统，在充电器端加入了充电器温度检测功能，通过对比充电器的温度与移动终端的温度，若两者温度相差不大(即在阀值范围内)，则控制移动终端开启充电，否则控制移动终端关闭充电。本发明实现了在充电时检测充电器温度防止充电器过热或过冷充电带来的危险。并且对于移动终端可以通过设置阀值来实现是否兼容目前市场上的充电器，既可以将移动终端设置成仅支持具有本发明所述USB插头300的充电器，也可以将移动终端设置成支持目前市场上所有的USB插头的充电器。
[0030]请再次参阅图1，具体实施时，所述温度反馈模块201包括第一电阻模组R1、第二电阻模组R2、第三电阻模组R3和热敏电阻模组RT。所述第一电阻模组Rl串接在所述VBUS端与所述DN端之间，所述第二电阻模组R2串接在DN端和GND端之间，所述第三电阻模组R3串接在所述VBUS端和DP端之间，所述热敏电阻模组RT串接在所述DP端和GND之间，所述VBUS端连接充电电路100和所述供电端VDD，GND端接地。[0031]具体实施时，所述第一电阻模组R1、第二电阻模组R2和第三电阻模组R3为阻值固定的电阻模组，且各电阻模组中可设置一个和多个电阻。所述热敏电阻模组RT由一个或多个热敏电阻组成，其阻值随着温度的变化而变化，通过热敏电阻模组RT的阻值便能计算得知热敏电阻模组RT的温度，具体请参阅RT系列电阻的相关资料。
[0032]本实施例中，根据USB插头200的具体电路可知，DN端和DP端电压电压的计算公开为:
【权利要求】
1.一种USB充电系统，其特征在于，包括充电器和移动终端； 所述充电器包括=USB插头和充电电路； 所述USB插头包括VBUS端、DN端、DP端、GND端和用于反馈充电器的温度的温度反馈模块，所述温度反馈模块连接USB插头的供电端、所述充电电路、VBUS端、DN端、DP端和GND端; 所述移动终端包括:USB接口和处理器； 所述USB接口包括VBW端、Df端、DP ^端和GNN端； 所述处理器包括: 第一温度检测模块，用于检测充电器的温度； 第二温度检测模块，用于检测移动终端的温度； 温度比较模块，用于比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的检测结果，并判断比较结果是否在阀值范围内； 充电控制模块，用于检 测充电器是否插入移动终端充电，控制第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块的工作状态，及根据温度比较模块的比较结果，控制移动终端的充电状态； 所述充电控制模块的第一端连接所述VBUS'端、充电控制模块的第二端通过第一温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第三端通过第二温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第四端连接温度比较模块；所述第一温度控制模块的第一电压采样端连接所述DN,端、第一温度控制模块的第二电压采样端连接所述DP'端。
2.根据权利要求1所述的USB充电系统，其特征在于，所述温度反馈模块包括第一电阻模组、第二电阻模组、第三电阻模组和热敏电阻模组；所述第一电阻模组串接在所述VBUS端与所述DN端之间，所述第二电阻模组串接在DN端和GND端之间，所述第三电阻模组串接在所述VBUS端和DP端之间，所述热敏电阻模组串接在所述DP端和GND之间，所述VBUS端连接充电电路和所述供电端、GND端接地。
3.根据权利要求1所述的USB充电系统，其特征在于，所述处理器还包括:定时器，用于设置定时时间，并在定时时间到达时通知所述充电控制模块启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块。
4.根据权利要求1所述的USB充电系统，其特征在于，所述第一温度控制模块包括: 第一 ADC单元，连接所述DN'端，用于检测DN'端的电压； 第二 ADC单元，连接所述DP'端，用于检测DP'端的电压。
5.一种充电器，其特征在于，包括:USB插头和充电电路； 所述USB插头包括VBUS端、DN端、DP端、GND端和用于反馈充电器的温度的温度反馈模块，所述温度反馈模块连接USB插头的供电端、所述充电电路、VBUS端、DN端、DP端和GND端。
6.根据权利要求5所述的充电器，其特征在于，所述温度反馈模块包括第一电阻模组、第二电阻模组、第三电阻模组和热敏电阻模组；所述第一电阻模组串接在所述VBUS端与所述DN端之间，所述第二电阻模组串接在DN端和GND端之间，所述第三电阻模组串接在所述VBUS端和DP端之间，所述热敏电阻模组串接在所述DP端和GND之间，所述VBUS端连接充电电路和所述供电端、GND端接地。
7.—种移动终端，其特征在于，包括:USB接口和处理器； 所述USB接口包括VBUS ’端、Df端、DP ^端和GND ’端； 所述处理器包括: 第一温度检测模块，用于检测充电器的温度； 第二温度检测模块，用于检测移动终端的温度； 温度比较模块，用于比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的检测结果，并判断比较结果是否在阀值范围内； 充电控制模块，用于检测充电器是否插入移动终端充电，控制第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块的工作状态，及根据温度比较模块的比较结果，控制移动终端的充电状态； 所述充电控制模块的第一端连接所述VBUS'端、充电控制模块的第二端通过第一温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第三端通过第二温度检测模块连接所述温度比较模块、充电控制模块的第四端连接温度比较模块；所述第一温度控制模块的第一电压采样端连接所述DN,端、第一温度控制模块的第二电压采样端连接所述DP'端。
8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述处理器还包括:定时器，用于设置定时时间，并在定时时间到达时通知所述充电控制模块启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块。
9.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述第一温度控制模块包括: 第一 ADC单元，连接所述DN'端，用于检测DN'端的电压； 第二 ADC单元，连接所述DP'端，用于检测DP'端的电压。
10.一种如权利要求1所述USB充电系统的充电控制方法，其特征在于，包括: A、充电控制模块检测充电器插入时，启动第一温度检测模块、第二温度检测模块和温度比较模块； B、由第一温度检测模块分别获取USB接口的DN'端和DP'端的电压，并根据所述DN'端和DP'端的电压计算充电器的温度；同时由第二温度检测模块获取移动终端的温度； C、由温度比较模块比较第一温度检测模块和第二温度检测模块的温度差，并判断所述温度差是否在阀值范围内； D、当所述温度差在阀值范围内时，充电控制模块开启移动终端的充电功能；当所述温度差超过所述阀值范围时，充电控制模块关闭移动终端的充电功能。
【文档编号】H02J7/00GK103545889SQ201310510118
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】俞斌, 杨维琴 申请人:Tcl通讯（宁波）有限公司