一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器与流程

本发明涉及充电保护技术领域，尤指一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器。

背景技术：

随着便携式设备的越来越普及，比如手机，电话手表，平板电脑等设备，这些便携式设备充电过程中遇到充电回路微短路的情况越来越多。

微短路的危害很大，轻则造成充电系统损坏，充电接口烧黑等，重则有可能造成过温起火。所以解决充电回路微短路这个问题很重要。

但是现在市面上，能做充电回路微短路检测的便携式设备非常少，因为现有的方案成本高，实现复杂，而且不通用，不能做到所有的便携式设备都适用。目前市面上只有少数手机厂家在高端旗舰机型上加入充电回路微短路的解决方案，而且是这个方案只能适用于单一机型，无法做到通用。

具体是做法是：

1.制作专用的充电适配器，在充电适配器和便携式设备中同时加入mcu，实现充电器和便携式设备能够实时通信。

2.充电适配器中集成了mos开关，可以关闭充电电压输出。充电适配器中mcu要求带有adc检测，支持电流检测功能。

3.若充电适配器和便携式设备连接完成后，mcu开始握手通信，便携式设备中的mcu通知充电适配器中的mcu，先关闭充电，然后控制充电适配器输出5v的充电电压，或者便携式设备需要的充电电压，此时去检测充电适配器的输出电流。若检测到此时充电适配器的输出电流大于一定值时比如200ma或者300ma，则判断充电适配器和便携式设备之间的充电回路存在微短路。因为便携式设备已经关闭了充电，此时充电适配器输出电流应该很小或者为0。

目前的这种方案的缺点如下：

1.成本很高，需要在充电适配器和便携式设备中加入mcu等硬件。

2.实现难度高，需要定制专门的握手通信协议来实现充电适配器和便携式设备的通信。

3.需要为充电适配器配置支持通信功能的专用数据线，进一步提高成本。

4.不通用，只能用于专用便携式设备，无法对所有的便携式设备均实现微短路检测。

5.占用空间，需要在便携式设备中加入mcu等相关硬件，这对于小型化的便携式设备实现难度很大，比如电话手表，手环等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器，实现低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种充电短路保护电路，包括：

供电单元，用于接入交流供电电压；

电压转换单元，与所述供电单元连接，用于将所述交流供电电压进行转换并输出直流电压；

控制检测单元，与所述电压转换单元连接，用于若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制所述电压转换单元切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。

进一步的，所述充电短路保护电路还包括：设于电源适配器与所述便携式设备之间连接线路处的开关单元；所述控制检测单元包括：

接入检测模块，用于检测是否存在便携式设备接入充电；

控制模块，用于控制所述电压转换单元切换输出大小为第一预设电压值或第二预设电压值的直流电压；

电流检测模块，用于在所述电压转换单元切换输出直流电压的大小，且检测到存在便携式设备接入充电时检测充电回路是否出现短路现象；

所述控制模块，还用于若确定充电回路出现短路现象时，控制所述开关单元从连通状态切换为断开状态，使得所述连接线路为断开以停止充电；若确定充电回路未出现短路现象时，控制所述开关单元保持连通状态，并控制所述电压转换单元切换输出直流充电电压，以向所述便携式设备充电。

进一步的，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻，且所述电源适配器的充电接口母座设有id引脚；所述id引脚为所述充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；所述接入检测模块包括：第一接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；

所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出预设直流电压；

所述接入检测子模块，用于若检测所述id引脚与所述便携式设备的接地引脚短接，确定存在便携式设备接入充电；

所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述预设直流电压且存在便携式设备接入充电时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第一预设电流值；

所述计时子模块，用于判断输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；

所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

进一步的，所述充电短路保护电路还包括：电流检测电阻；所述接入检测模块包括：第二接入检测子模块；所述电流检测模块包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；

所述控制模块，用于在检测便携式设备是否接入充电前，控制所述电压转换单元默认输出直流充电电压；

所述接入检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元默认输出所述直流充电电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备接入充电；

所述控制模块，用于在确定存在便携式设备接入充电时，控制所述电压转换单元将输出电压由所述直流充电电压切换为预设直流电压；

所述电流检测子模块，与所述电流检测电阻连接，用于在所述电压转换单元输出所述预设直流电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第二预设电流值；

所述计时子模块，用于判断输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

所述处理子模块，还用于若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

进一步的，所述电压转换单元包括：交流直流转换模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块；

所述交流直流转换模块，用于将所述交流供电电压转换为直流输出电压；

所述第一电压转换模块，与所述交流直流转换模块连接，用于将所述直流输出电压进行降压处理输出预设直流电压；

所述第二电压转换模块，与所述交流直流转换模块连接，用于将所述直流输出电压进行降压处理输出直流充电电压；

其中，所述预设直流电压的电压值小于所述直流充电电压的电压值。

本发明还提供一种充电短路保护方法，包括步骤：

检测是否存在便携式设备接入充电；

若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象；

根据检测结果控制输出的直流电压的电压值大小，以及控制电源适配器与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电。

进一步的，所述电源适配器包括：电流检测电阻，且所述电源适配器的充电接口母座设有id引脚；所述id引脚为所述充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；所述检测是否存在便携式设备接入充电之前包括步骤：

控制自身默认输出预设直流电压；

所述检测是否存在便携式设备接入充电包括步骤：

检测所述id引脚与所述便携式设备的接地引脚是否短接；

若所述id引脚与所述便携式设备的接地引脚短接，确定存在便携式设备接入充电；

所述若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象包括步骤：

检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第一预设电流值，且判断所述输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；

若所述输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；

若所述输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

进一步的，所述电源适配器包括：电流检测电阻；所述检测是否存在便携式设备接入充电之前包括步骤：

控制自身默认输出直流充电电压时，检测所述电流检测电阻处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

若所述输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备接入充电；

所述若存在便携式设备接入时，检测充电回路中是否存在短路现象包括步骤：

切换输出预设直流电压后再次检测所述电流检测电阻处的输出电流是否达到第二预设电流值；

判断切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

若切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；

若切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

进一步的，所述根据检测结果控制输出的直流电压的电压值大小，以及控制电源适配器与所述便携式设备之间连接线路的连接状态，以便向所述便携式设备进行充电或停止充电包括步骤：

若确定所述充电回路出现短路现象时，控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得所述连接线路为断开以停止充电；

若确定所述充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制输出直流充电电压，以向所述便携式设备充电；

其中，所述开关单元设于电源适配器与所述便携式设备之间连接线路处。

本发明还提供一种电源适配器，包括：pcb板和充电器本体；所述pcb板集成有上述的充电短路保护电路。

通过本发明提供的一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器，能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种充电短路保护电路、方法以及电源适配器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种充电短路保护电路的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一种充电短路保护电路的另一个实施例的结构示意图；

图3是本发明一种充电短路保护电路的另一个实施例的结构示意图；

图4是本发明一种充电短路保护电路的另一个实施例的结构示意图；

图5是本发明一种充电短路保护电路的另一个实施例的结构示意图；

图6是本发明一种充电短路保护方法的一个实施例的流程图；

图7是本发明一种充电短路保护方法的另一个实施例的结构示意图；

图8是本发明一种充电短路保护方法的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应若清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应若理解，若在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应若进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

具体实现中，本申请实施例中描述的移动客户端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其他便携式设备。

移动客户端支持各种应用程序，例如以下中的一个或多个：绘图应用程序、演示应用程序、网络创建应用程序、文字处理应用程序、盘刻录应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时消息收发应用程序、锻炼支持应用程序、照片管理应用程序、数码相机应用程序、数字摄像机应用程序、web浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种充电短路保护电路，包括：

供电单元u0，用于接入交流供电电压；

具体的，输入的交流供电电压为设定电压数值的交流电。输入的交流供电电压一般为220v的市电。供电单元u0的第一电源输入接口与火线连接，第二电源输入端口与零线连接。

电压转换单元u2，与供电单元u0连接，用于将交流供电电压进行转换并输出直流电压；

控制检测单元u1，与电压转换单元u2连接，用于若存在便携式设备u3接入时，检测充电回路中是否存在短路现象，根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电。

具体的，本实施例中，电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。通过控制检测单元u1进行检测充电回路中是否存在短路现象，不需要在待充电的便携式设备u3中加入mcu等相关硬件。也不需要通过定制专门的握手通信协议来实现电源适配器和待充电的便携式设备u3建立通信后，控制电源适配器输出所需要的充电电压。

此外，本发明只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

基于前述实施例，充电短路保护电路还包括：设于电源适配器与便携式设备u3之间连接线路处的开关单元；如图2所示，控制检测单元u1包括：

接入检测模块210，用于检测是否存在便携式设备u3接入充电；

控制模块220，用于控制电压转换单元u2切换输出大小为第一预设电压值或第二预设电压值的直流电压；

电流检测模块230，用于在电压转换单元u2切换输出直流电压的大小，且检测到存在便携式设备u3接入充电时检测充电回路是否出现短路现象；

控制模块220，还用于若确定充电回路出现短路现象时，控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电；若确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。

具体的，本实施例中与上述实施例相同的部分不再一一赘述。开关单元包括接触开关或者mos开关(即n型mos管q1)等等，可以根据信号实现在断开状态以及导通状态之间进行切换的开关。

具体的，本实施例中，电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，如果确定充电回路出现短路现象时，控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。如果确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

基于前述实施例，如图3所示，充电短路保护电路还包括：电流检测电阻r1，且电源适配器的充电接口母座设有id引脚；id引脚为充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；接入检测模块210包括：第一接入检测子模块；电流检测模块230包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；

控制模块220，用于在检测便携式设备u3是否接入充电前，控制电压转换单元u2默认输出预设直流电压；

接入检测子模块，用于若检测id引脚与便携式设备u3的接地引脚短接，确定存在便携式设备u3接入充电；

电流检测子模块，与电流检测电阻r1连接，用于在电压转换单元u2默认输出预设直流电压且存在便携式设备u3接入充电时，检测电流检测电阻r1处的输出电流是否达到第一预设电流值；

计时子模块，用于判断输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；

处理子模块，还用于若输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

具体的，如图3所示，左侧为电源适配器端，右侧为待充电的便携式设备u3。

目前大部分的便携式设备u3，比如手机、平板，电话手表，手环，充电宝等等，其充电电压(vbus)一定要高于一定值才能充电，目前业界对于便携式设备u3的最低的充电电压(vbus)是3v，要高于3.5v时电源适配器才能向接入的便携式设备u3进行充电。换句话说，如果电源适配器输出的充电电压(vbus)低于3.5v的电压，比如3v时。电源适配器不会向所接入的待充电的便携式设备u3的内部电池充电的，利用这个要求我们对电源适配器进行改造。

在电源适配器端加入控制检测单元u1，n型mos管q1，电流检测电阻r1。

n型mos管q1的作用：可以实现电源适配器输出的关断。一般情况下默认导通，电源适配器检测到出现微短路现象时可以由控制检测单元u1控制关闭。

电流检测电阻r1的作用：控制检测单元u1通过检测电流检测当前时刻电阻r1两端的第一压差，根据第一压差与检测电流检测电阻r1的阻值进行计算，实现检测电源适配器当前时刻的输出电流。

控制检测单元u1的作用：可以通过控制线控制电源适配器的输出电压，检测电源适配器的输出电压、控制n型mos管q1的开和关，读取电源适配器的输出电流。同时还可以通过id引脚检测是否有待充电的便携式设备u3接入。

优选的，充电短路保护电路还包括：温敏电阻r2(温敏电阻r2的阻值随着温度的上升而增大)。控制检测单元u1通过检测当前时刻温敏电阻r2两端的第二压差，根据第二压差和温敏电阻r2的阻值获得电源适配器当前时刻的温度。一旦电源适配器当前时刻的温度大于预设温度值时，也可以控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。这样，能够保护电源适配器充电温度过高，提升电源适配器和待充电的便携式设备u3的使用寿命。

控制模块220控制电源适配器默认输出预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)。当有待充电的便携式设备u3插入时，可以通过检测id引脚是否被拉到接地引脚(gnd)，即检测id引脚与接地引脚短接，如果是则确定检测到有设备接入。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，立马开启检测电源适配器的输出电流，如果在一定时间内小于一定值，即存在便携式设备u3接入充电，且电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长未超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都小于300ma(或者200ma)，则认为充电回路未出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1导通，即控制n型mos管q1保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压(例如5v的直流电压)，开启正常充电以向便携式设备u3充电。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，立马开启检测电源适配器的输出电流，如果在一定时间内大于等于一定值时，即存在便携式设备u3接入充电，且电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都大于等于300ma(或者200ma)，则认为充电回路出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1关闭，即控制n型mos管q1从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。

电源适配器的充电接口母座包括usb充电接口和type-c接口。为了使id引脚做到通用，如图4所示，对电源适配器的充电接口母座进行改造，把充电接口母座(例如usb母座)的接地引脚分出一个小引针，使得充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔，被分隔出去的引针用做id引脚，当外部待充电的便携式设备u3接入时，使得id引脚和便携式设备u3的接地引脚短接，则确定外部待充电的便携式设备u3接入充电检测的功能。

具体的，本实施例中，电源适配器端检测到id引脚和便携式设备u3的接地引脚短接，则确定检测到存在便携式设备u3接入，然后，电源适配器端就进行短路现象的检测，如果电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象，那么控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。如果电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。

而且，只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

基于前述实施例，如图5所示，充电短路保护电路还包括：电流检测电阻r1；接入检测模块210包括：第二接入检测子模块；电流检测模块230包括：电流检测子模块、计时子模块和处理子模块；

控制模块220，用于在检测便携式设备u3是否接入充电前，控制电压转换单元u2默认输出直流充电电压；

接入检测子模块，与电流检测电阻r1连接，用于在电压转换单元u2默认输出直流充电电压时，检测电流检测电阻r1处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备u3接入充电；

控制模块220，用于在确定存在便携式设备u3接入充电时，控制电压转换单元u2将输出电压由直流充电电压切换为预设直流电压；

电流检测子模块，与电流检测电阻r1连接，用于在电压转换单元u2输出预设直流电压时，检测电流检测电阻r1处的输出电流是否达到第二预设电流值；

计时子模块，用于判断输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

处理子模块，还用于若输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；若输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。

具体的，如图5所示，左侧为电源适配器端，右侧为待充电的便携式设备u3。本实施例中与上述实施例相同的部分在此不再一一赘述。

控制模块220控制电源适配器默认输出充电直流电压(例如5v)。当有待充电的便携式设备u3插入时，可以通过检测是否有充电电流(即电源适配器是否连续一段时间内都有输出电流)来判断是否有外部充电设备接入，即检测电流检测电阻r1处的输出电流达到第二预设电流值(大于0ma的电流值)的持续时长超过第二预设时长时，则判断有被充电的便携式设备u3接入。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，控制模块220控制电源适配器将输出电压由直流充电电压切换为预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)，然后在电源适配器输出直流充电电压时，且电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长未超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都小于300ma(或者200ma)，则认为充电回路未出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1导通，即控制n型mos管q1保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压(例如5v的直流电压)，开启正常充电以向便携式设备u3充电。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，控制模块220控制电源适配器将输出电压由直流充电电压切换为预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)，然后在电源适配器输出直流充电电压时，且电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都大于等于300ma(或者200ma)，则认为充电回路出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1关闭，即控制n型mos管q1从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。

具体的，本实施例中，电源适配器端在存在便携式设备u3接入充电时检测到充电电流，则确定检测到存在便携式设备u3接入，然后，电源适配器端就进行短路现象的检测，如果电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象，那么控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。如果电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。

而且，只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。此外，本实施例不需要对电源适配器的充电接口母座进行改造，由于不需改造电源适配器的充电接口母座，使得短路保护的实现成本更低。

基于前述实施例，电压转换单元u2包括：交流直流转换模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块；

交流直流转换模块，用于将交流供电电压转换为直流输出电压；

第一电压转换模块，与交流直流转换模块连接，用于将直流输出电压进行降压处理输出预设直流电压；

第二电压转换模块，与交流直流转换模块连接，用于将直流输出电压进行降压处理输出直流充电电压；

其中，预设直流电压的电压值小于直流充电电压的电压值。

当充电保护电路的输出端短路时，充电回路中流经电流检测电阻r1的电流值增大，从而使得电流检测电阻r1两端电压增大，从而导致充电保护电路中n型mos管q1的栅源电压差迅速拉低，由于n型mos管q1的栅源电压差迅速拉低从而导致n型mos管q1截止即断开充电保护电路与便携式设备u3之间的连接线路断开以停止充电。当充电保护电路的输出端未出现短路时，充电保护电路的输出电压为充电工作时的电压，使得n型mos管q1导通，从而控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。

上述充电保护电路出现短路时，通过控制n型mos管q1截止，电源适配器停止充电。因此在充电保护电路出现短路时能有效保护电源适配器实现短路保护，简单可靠并且响应速度快，也能有效节省电路成本，使得电源适配器不会因为短路而损坏，延长了电源适配器的使用寿命，节省了维修费用。

本实施例通过充电保护电路出现短路时，通过控制n型mos管q1截止，电源适配器停止充电，从而能够在发生短路时，及时停止电源适配器对便携式设备u3的充电，大大提高了安全性，避免了财产的损失。

本发明的一个实施例，如图6所示，一种充电短路保护方法包括：

s100检测是否存在便携式设备u3接入充电；

具体的，输入的交流供电电压为设定电压数值的交流电。输入的交流供电电压一般为220v的市电。供电单元u0的第一电源输入接口与火线连接，第二电源输入端口与零线连接。

s200若存在便携式设备u3接入时，检测充电回路中是否存在短路现象；

s300根据检测结果控制输出的直流电压的电压值大小，以及控制电源适配器与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电。

具体的，本实施例中，电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。通过控制检测单元u1进行检测充电回路中是否存在短路现象，不需要在待充电的便携式设备u3中加入mcu等相关硬件。也不需要通过定制专门的握手通信协议来实现电源适配器和待充电的便携式设备u3建立通信后，控制电源适配器输出所需要的充电电压。

此外，本发明只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

本发明的一个实施例，如图7所示，一种充电短路保护方法包括：电源适配器包括：电流检测电阻r1，且电源适配器的充电接口母座设有id引脚；id引脚为充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；

s010控制自身默认输出预设直流电压；

s111检测id引脚与便携式设备u3的接地引脚是否短接；

s121若id引脚与便携式设备u3的接地引脚短接，确定存在便携式设备u3接入充电；

s211检测电流检测电阻r1处的输出电流是否达到第一预设电流值，且判断输出电流达到第一预设电流值的持续时长是否超过第一预设时长；

s221若输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象；

s231若输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象；

s310若确定充电回路出现短路现象时，控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电；

s320若确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电；

其中，开关单元设于电源适配器与便携式设备u3之间连接线路处。

具体的，开关单元包括接触开关或者mos开关(即n型mos管q1)等等，可以根据信号实现在断开状态以及导通状态之间进行切换的开关。本实施例中与上述实施例相同的部分不再一一赘述。如图3所示，左侧为电源适配器端，右侧为待充电的便携式设备u3。

目前大部分的便携式设备u3，比如手机、平板，电话手表，手环，充电宝等等，其充电电压(vbus)一定要高于一定值才能充电，目前业界对于便携式设备u3的最低的充电电压(vbus)是3v，要高于3.5v时电源适配器才能向接入的便携式设备u3进行充电。换句话说，如果电源适配器输出的充电电压(vbus)低于3.5v的电压，比如3v时。电源适配器不会向所接入的待充电的便携式设备u3的内部电池充电的，利用这个要求我们对电源适配器进行改造。

控制模块220控制电源适配器默认输出预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)。当有待充电的便携式设备u3插入时，可以通过检测id引脚是否被拉到接地引脚(gnd)，即检测id引脚与接地引脚短接，如果是则确定检测到有设备接入。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，立马开启检测电源适配器的输出电流，如果在一定时间内小于一定值，即存在便携式设备u3接入充电，且电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长未超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都小于300ma(或者200ma)，则认为充电回路未出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1导通，即控制n型mos管q1保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压(例如5v的直流电压)，开启正常充电以向便携式设备u3充电。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，立马开启检测电源适配器的输出电流，如果在一定时间内大于等于一定值时，即存在便携式设备u3接入充电，且电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都大于等于300ma(或者200ma)，则认为充电回路出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1关闭，即控制n型mos管q1从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。

电源适配器的充电接口母座包括usb充电接口和type-c接口。为了使id引脚做到通用，如图4所示，对电源适配器的充电接口母座进行改造，把充电接口母座(例如usb母座)的接地引脚分出一个小引针，使得充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔，被分隔出去的引针用做id引脚，当外部待充电的便携式设备u3接入时，使得id引脚和便携式设备u3的接地引脚短接，则确定外部待充电的便携式设备u3接入充电检测的功能。

具体的，本实施例中，电源适配器端检测到id引脚和便携式设备u3的接地引脚短接，则确定检测到存在便携式设备u3接入，然后，电源适配器端就进行短路现象的检测，如果电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象，那么控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。如果电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。

而且，只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。

本发明的一个实施例，如图8所示，一种充电短路保护方法包括：电源适配器包括：电流检测电阻r1，且电源适配器的充电接口母座设有id引脚；id引脚为充电接口母座的接地引脚的任一引针与其余引针分隔得到；

s020控制自身默认输出直流充电电压；

s112检测电流检测电阻r1处的输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

s122若输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定存在便携式设备u3接入充电；

s212切换输出预设直流电压后再次检测电流检测电阻r1处的输出电流是否达到第二预设电流值；

s222判断切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长是否超过第二预设时长；

s232若切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长超过第二预设时长时，确定充电回路出现短路现象；

s242若切换输出预设直流电压后，输出电流达到第二预设电流值的持续时长未超过第二预设时长时，确定充电回路未出现短路现象；

s310若确定充电回路出现短路现象时，控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电；

s320若确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电；

其中，开关单元设于电源适配器与便携式设备u3之间连接线路处。

具体的，如图5所示，左侧为电源适配器端，右侧为待充电的便携式设备u3。与上述实施例相同的部分在此不再一一赘述。具体的，开关单元包括接触开关或者mos开关(即n型mos管q1)等等，可以根据信号实现在断开状态以及导通状态之间进行切换的开关。本实施例中与上述实施例相同的部分不再一一赘述。

控制模块220控制电源适配器默认输出充电直流电压(例如5v)。当有待充电的便携式设备u3插入时，可以通过检测是否有充电电流(即电源适配器是否连续一段时间内都有输出电流)来判断是否有外部充电设备接入，即检测电流检测电阻r1处的输出电流达到第二预设电流值(大于0ma的电流值)的持续时长超过第二预设时长时，则判断有被充电的便携式设备u3接入。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，控制模块220控制电源适配器将输出电压由直流充电电压切换为预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)，然后在电源适配器输出直流充电电压时，且电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长未超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都小于300ma(或者200ma)，则认为充电回路未出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1导通，即控制n型mos管q1保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压(例如5v的直流电压)，开启正常充电以向便携式设备u3充电。

当检测到有待充电的便携式设备u3接入后，控制模块220控制电源适配器将输出电压由直流充电电压切换为预设直流电压(包括3v或者2v或者2.5v可选)，然后在电源适配器输出直流充电电压时，且电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象。示例性的，连续1s电流检测电阻r1处的输出电流都大于等于300ma(或者200ma)，则认为充电回路出现短路现象，然后控制模块220控制n型mos管q1关闭，即控制n型mos管q1从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。

具体的，本实施例中，电源适配器端在存在便携式设备u3接入充电时检测到充电电流，则确定检测到存在便携式设备u3接入，然后，电源适配器端就进行短路现象的检测，如果电流检测电阻r1处的输出电流达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路出现短路现象，那么控制开关单元从连通状态切换为断开状态，使得连接线路为断开以停止充电。如果电流检测电阻r1处的输出电流未达到第一预设电流值的持续时长超过第一预设时长时，确定充电回路未出现短路现象时，控制开关单元保持连通状态，并控制电压转换单元u2切换输出直流充电电压，以向便携式设备u3充电。避免出现由于微短路导致的充电系统损坏，充电接口烧黑，过温起火等问题，从而大大保护了电源适配器和被充电的便携式设备u3的充电安全性。

本发明电源适配器端通过检测到存在便携式设备u3接入后，就进行短路现象的检测，并根据检测结果控制电压转换单元u2切换输出的直流电压的电压值大小，以及控制自身与便携式设备u3之间连接线路的连接状态，以便向便携式设备u3进行充电或停止充电，可以做到所有待充电的便携式设备u3都通用，解决微短路检测的通用性问题。

而且，只需要在电源适配器端加入相关器件，并在电源适配器端做处理就行，降低成本和解决待充电的便携式设备u3空间问题，无需复杂的通信协议，降低实现难度。由于不需要待充电的便携式设备u3与电源适配器进行通信以通知关闭充电，因此无需为电源适配器配置专用的数据线，只需要带正极和负极的数据线即可以实现这个微短路检测功能。本发明能够低成本的、通用的，易实现的微短路检测，以便对便携式设备u3进行充电时进行短路保护，提升充电安全性。此外，本实施例不需要对电源适配器的充电接口母座进行改造，由于不需改造电源适配器的充电接口母座，使得短路保护的实现成本更低。

上述实施例中，对于第一预设时长和第二预设时长的大小不做限定，根据需求和经验设置。

本发明的一个实施例，一种电源适配器，包括：pcb板和充电器本体；所述pcb板集成有如上述图1-图5所对应任意一个实施例的充电短路保护电路。

应若说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应若指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。