一种基于PD协议的适配器装置及充电方法与流程

本发明属于适配器
技术领域：
，特别涉及一种适配器装置及充电方法，该传统适配器及充电方法特别适用于pd适配器电源给传统的笔记本电脑充电。
背景技术：
：在我们的生活中，一直存在笔记本电源不通用的问题。有的笔记本电源输出是16.5v，有的笔记本电源输出是19v。导致我们工作或者生活中资源不能得到有效共享。当usb-if发布了usb-typec统一接口和pd协议后，将来的笔记本肯定都是以type-c接口和pd协议作为标准，电脑之间的适配器都可以相互共享利用。但是，对于目前市面上存在的数亿台传统笔记本，对于pd2.0协议里面标准的电压点有5v，12v，20v，对于pd3.0协议里面标准的电压点5v，9v，15v，20v，市面上的pd适配器输出一般都是pd2.0和pd3.0里面所规定的电压点。但是对于传统的笔记本所需要的充电电压有12v，15v，16.5v，18.5v，19v，19.5v，20v，24v，pd2.0和pd3.0里面所规定的电压点无法覆盖传统笔记本所需要的充电电压，另外，pd协议里面还有规定，source_cap中包含的pdo不能超过7个，而且电压范围是3v～21v，并不能达到24v。由此，目前的pd适配器并不能与传统笔记本进行有效地沟通。如专利申请201310198902.6公开了一种电源适配器、电源适配器的控制方法及笔记本，该电源适配器包括pfc模块、第一dc-dc变换器模块、设备充电模块，pfc模块和第一dc-dc变换器模块分别具有输入端和输出端，pfc模块的输入端与一ac电源连接，pfc模块的输出端与第一dc-dc变换器模块的输入端连接，第一dc-dc变换器模块的输出端连接有第一外接端口，设备充电模块包括储能元件及至少一个第二dc-dc变换器模块，储能元件与第一dc-dc变换器模块的输出端连接，接收来自第一dc-dc变换器模块输出端的电能，或者向第一外接端口输出电能，至少一个第二dc-dc变换器模块与储能元件连接，接收来自储能元件的电能。然而该适配器通过dc-dc变换器实现多种电压变化，仍然存在上述的问题。因此，迫切需要一个能够兼容传统适配器与pd适配器电源的装置，该装置能够通过pd协议进行沟通协商，输出传统笔记本所需要的电压点给到我们的传统笔记本充电。技术实现要素：基于此，因此本发明的首要目地是提供一种基于pd协议的适配器装置及充电方法，该装置及方法解决现有的pd适配器不能兼容传统笔记本充电问题，实现pd适配器电源输出传统笔记本所需要的特定电压给到传统笔记本充电。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于pd协议的适配器装置，其特征在于包括有装置入口、主控mcu、ldo供电模块、vbus电压检测、装置出口，其中，所述装置入口接于pd适配器电源，所述装置出口接于传统笔记本；所述装置入口和装置出口之间具有主控mcu，所述主控mcu通过cc1和cc2(cc是configurationchannel)两路连接于装置入口；所述ldo供电模块、vbus电压检测连接于主控mcu，并接于vbus电压；通过这种结构形式，能够解决现有的pd适配器不能兼容传统笔记本充电问题，实现pd适配器电源输出传统笔记本所需要的特定电压给到传统笔记本充电。所述的pd适配器电源可以支持pd协议，输出电压可以3v～24v之间50mv一挡任意特定电压点输出。所述的特定电压点包括以下的任意一种电压值：12v，15v，16.5v，18.5v，19v，19.5v，20v，24v。所述的装置入口模块为type-c母座。所述装置输出模块为dc端子，包括以下任意一种规格：5.5mm*1.7mm、5.5mm*2.5mm、4.8mm*1.7mm、2.5mm*0.7mm、7.4mm*5.0mm、7.9mm*5.5mm、6.3mm*3.0mm、6.0mm*4.4mm。所述ldo供电模块输出电压包括3.3v和5v。进一步，所述ldo供电模块与主控muc之间还设置有输出电压选择模块，所述输出电压选择模块包括分压电阻r1和分压电阻r2。更进一步，所述分压电阻r1接于ldo供电模块，所述分压电阻r2接于分压电阻r1和接地端之间，且所述主控mcu接于分压电阻r1和分压电阻r2之间。所述主控mcu模块可以支持type-c协议和pd协议phy层。进一步，所述主控mcu模块还连接有led灯显示模块，所述led灯显示模块包括一个红色led灯和一个蓝色led灯，所述红色led灯和蓝色led灯并联于主控mcu。本发明提供的一种基于pd协议的适配器装置充电方法，包含以下步骤：步骤s1：构造适配器装置sink_cap：ldo的输出电压经过r1和r2电阻分压给到mcu采集，mcu通过检测r1和r2之间的电压值进行重构自身的sink_cap信息。不同的r2阻值对应不同的sink_cap信息。建立以下信息表格：ldo输出电压r1阻值r2阻值mcu采集到的电压值sink_cap信息5v10k1k0.45v12v5v10k2k0.83v15v5v10k3k1.15v16.5v5v10k4k1.43v18.5v5v10k5k1.67v19v5v10k6k1.875v19.5v5v10k7k2.06v20v5v10k8k2.22v24v步骤s2：适配器装置与pd适配器电源建立连接：双方建立type-c连接后，pd适配器电源会主动发送source_cap给老化测试系统，包含信息有pd电源的pdo个数，pdo的电压值以及带载能力信息。适配器装置检测source_cap信息中是否与自身sink_cap电压一致的pdo，如果有则选取相应的pdo挡位。否则默认选取第一挡的pdo，并把request信息中mismatch标志位置1，发送request给pd适配器电源。步骤s3：pd适配器电源准备相应的pdo电压输出：pd适配器电源接收到适配器装置的request指令后，评估自身的带载能力后发送accept指令给适配器装置，并在一定时间内准备好相应的pdo电压，最后发送ps_ready指令给适配器装置。步骤s4：输出特定的电压值：如果pd适配器电源监测到适配器装置返回的request信息中的mismatch标志位为1，pd适配器电源会主动发送get_sink_cap指令给适配器装置；适配器装置接收到get_sink_cap指令后发送上电时准备好的sink_cap信息给pd适配器电源，pd适配器电源根据适配器装置的sink_cap要求重构source_cap发送给适配器装置。这时，适配器装置选取与自身sink_cap一致电压点的pdo，发送request给pd适配器电源，pd适配器电源接收到适配器装置的request指令后，评估自身的带载能力后发送accept指令给适配器装置，并在一定时间内准备好相应的pdo电压，最后发送ps_ready指令给适配器装置。步骤s5：输出灯指示：pd通信完成后，mcu检测到vbus电压与自身的sink_cap电压值偏差不超过5％时，点亮led蓝灯，表示电压输出正常。否则，检测到vbus电压与自身的sink_cap电压值偏差超过5％时，点亮led红灯，表示电压输出异常。本发明通过对pd适配器及充电方法的设计，解决现有的pd适配器不能兼容传统笔记本充电问题，实现pd适配器电源输出传统笔记本所需要的特定电压给到传统笔记本充电。附图说明图1是本发明所实施的基于pd协议的适配器装置系统框图。图2是本发明所实施基于pd协议的适配器装置构造自身sink_cap控制流程图。图3是本发明所实施基于pd协议的适配器装置与pd适配器电源pd通信控制流程图。图4是本发明所实施基于pd协议的适配器装置完成19.5v电压输出过程示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示：本发明所实现的适配器装置包括装置入口模块1、ldo供电模块2、输出电压选择模块电阻r1和r2、主控mcu模块5、vbus电压检测模块6、led灯显示模块7、装置输出模块8。其中，所述装置入口模块1和装置出口模块8之间具有主控mcu模块5，所述主控mcu模块5通过cc1和cc2两路连接于装置入口模块1；所述ldo供电模块2和vbus电压检测模块6连接于主控mcu模块5，并接于vbus电压。其中，装置入口模块1为type-c母座。装置输出模块8为dc端子，包括以下任意一种规格：5.5mm*1.7mm、5.5mm*2.5mm、4.8mm*1.7mm、2.5mm*0.7mm、7.4mm*5.0mm、7.9mm*5.5mm、6.3mm*3.0mm、6.0mm*4.4mm。ldo供电模块2输出电压包括3.3v和5v。在主控mcu模块5与ldo供电模块之间还设置有输出电压选择模块，输出电压选择模块包括分压电阻r1(3)和分压电阻r2(4)。分压电阻r1(3)接于ldo供电模块，所述分压电阻r2(4)接于分压电阻r1(3)和接地端之间，且所述主控mcu接于分压电阻r1(3)和分压电阻r2(4)之间。主控mcu模块5可以支持type-c协议和pd协议phy层。led灯显示模块7包括一个红色led灯和一个蓝色led灯，红色led灯和蓝色led灯并联于主控mcu模块5。另一方面，结合图2～4所示，本发明提供一种基于pd协议的传统适配器装置充电方法，该方法包含以下步骤：步骤s1：构造传统适配器装置sink_cap：ldo的输出电压经过r1和r2电阻分压给到mcu采集，mcu通过检测r1和r2之间的电压值进行重构自身的sink_cap信息。不同的r2阻值对应不同的sink_cap信息。建立以下信息表格：ldo输出电压r1阻值r2阻值mcu采集到的电压值sink_cap信息5v10k1k0.45v12v5v10k2k0.83v15v5v10k3k1.15v16.5v5v10k4k1.43v18.5v5v10k5k1.67v19v5v10k6k1.875v19.5v5v10k7k2.06v20v5v10k8k2.22v24v步骤s2：传统适配器装置与pd适配器电源建立连接：双方建立type-c连接后，pd适配器电源会主动发送source_cap给老化测试系统，包含信息有pd电源的pdo个数，pdo的电压值以及带载能力信息。传统适配器装置检测source_cap信息中是否与自身sink_cap电压一致的pdo，如果有则选取相应的pdo挡位。否则默认选取第一挡的pdo，并把request信息中mismatch标志位置1，发送request给pd适配器电源。步骤s3：pd适配器电源准备相应的pdo电压输出：pd适配器电源接收到传统适配器装置的request指令后，评估自身的带载能力后发送accept指令给传统适配器装置，并在280ms内准备好相应的pdo电压，最后发送ps_ready指令给传统适配器装置。步骤s4：输出特定的电压值：如果pd适配器电源监测到传统适配器装置返回的request信息中的mismatch标志位为1，pd适配器电源会主动发送get_sink_cap指令给传统适配器装置。传统适配器装置接收到get_sink_cap指令后发送上电时准备好的sink_cap信息给pd适配器电源。pd适配器电源根据传统适配器装置的sink_cap要求重构source_cap发送给传统适配器装置。这时，传统适配器装置选取与自身sink_cap一致电压点的pdo，发送request给pd适配器电源，pd适配器电源接收到传统适配器装置的request指令后，评估自身的带载能力后发送accept指令给传统适配器装置，并在280ms内准备好相应的pdo电压，最后发送ps_ready指令给传统适配器装置。，步骤s5：输出灯指示：pd通信完成后，mcu检测到vbus电压与自身的sink_cap电压值偏差不超过5％时，点亮led蓝灯，表示电压输出正常。否则，检测到vbus电压与自身的sink_cap电压值偏差超过5％时，点亮led红灯，表示电压输出异常。本发明通过对pd适配器及充电方法的设计，解决现有的pd适配器不能兼容传统笔记本充电问题，实现pd适配器电源输出传统笔记本所需要的特定电压给到传统笔记本充电。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12