CN203014451U - 一种usb充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种USB充电器，包括：用于与电脑或USB集线器的USB接口电连接的输入部；用于与待充电设备电连接的输出部；以及用于识别待充电设备的充电模式并控制输出相适应电流的控制芯片；所述输入部和输出部分别与所述控制芯片电连接。本实用新型所提供的USB充电器，通过输入部输入来自电脑USB接口的电压，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，将电脑USB接口转变为只充电的USB接口，实现为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电。输入部还可连接普通电源适配器，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，使得普通电源适配器均能为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电器，尤其涉及一种用于为数码设备充电的USB充电器。
背景技术
目前的平板电脑或智能手机等数码设备可以通过带有USB插头的线缆（通常称为数据线）与电脑的USB接口相连，实现与电脑的数据连接，进行数据交换、同步等操作，以扩展使用。然而电脑USB接口的第2脚D-和第3脚D+并不提供充电所需的电压，因此只能用于传输数据而不能用于充电，无法满足使用者期望通过电脑的USB接口为平板电脑或智能手机供电的需求。
另外，平板电脑或智能手机等数码设备通常也配有电源适配器来连接市电进行充电。这种电源适配器一端通过电源插头连接市电，另一端也提供USB接口，但不同的数码设备所适用的电源适配器却不尽相同，各种电源适配器之间不能通用，无法用不同的电源适配器对同一数码设备进行充电，不仅造成电源适配器冗余浪费，也给使用者带来不便。
由上可知，提供一种能通过电脑USB接口或不同的电源适配器来给平板电脑或智能手机等数码设备进行充电的USB充电器是业界亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能通过电脑USB接口或不同的电源适配器来给平板电脑或智能手机等数码设备进行充电的USB充电器。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种USB充电器，包括：
用于与电脑或USB集线器的USB接口电连接的输入部；
用于与待充电设备电连接的输出部；以及
用于识别待充电设备的充电模式并控制输出相适应电流的控制芯片；
所述输入部和输出部分别与所述控制芯片电连接。
进一步地，所述输入部为USB插头或直流DC接口，所述输出部为USB接口。
进一步地，所述控制芯片包括：
识别单元，与所述输出部电连接，用于向待充电设备发出探测信号，根据返回的信号识别出待充电设备所适用的充电模式；以及
控制单元，与所述识别单元电连接，用于根据所述识别单元识别出的充电模式，控制输出相适应的电流为待充电设备充电。
进一步地，所述识别单元进一步包括：
信号侦测单元，与所述输出部电连接，用于向待充电设备的USB信道中D+、D-脚位发出探测信号；以及
判断单元，与所述信号侦测单元电连接，用于根据返回信号中所携带的D+、D-脚位电压信息判断待充电设备适用的充电模式。
本实用新型所提供的USB充电器，通过输入部输入来自电脑USB接口的电压，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，将电脑USB接口转变为只充电的USB接口，实现为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电。输入部还可连接普通电源适配器，输入直流5V电压，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，使得普通电源适配器均能为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电，解决了电源适配器不能相互使用的问题，减少电源适配器的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
图1是本实用新型实施例USB充电器的原理框图。
图2是本实用新型实施例USB充电器的立体结构示意图。
图3是本实用新型实施例USB充电器的另一立体结构示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本实用新型的优选实施例进行描述。
请参照图1所示，本实用新型实施例提供一种USB充电器，包括用于与电脑或USB集线器的USB接口电连接的输入部2；用于与待充电设备电连接的输出部3；以及用于识别待充电设备的充电模式并控制输出相适应电流的控制芯片1；输入部2和输出部3分别与控制芯片1电连接。
市场上的USB充电器大多须符合USB-IF协会电池充电规格（Battery_Charging_Specification-1.2，简称BC1.2）。除此之外，一些数码设备厂商会订立自家产品所适用的充电模式，例如苹果公司对于iPhone、iPad等产品采用其专用充电模式。
BC1.2规格中，定义了两种充电模式，一是普通充电模式（Standard Downstream Port，简称SDP），一是全速充电模式（Dedicated Charging Port，简称DCP）。SDP是标准下行接口，此接口采用USB 2脚位定义。这种模式的充电速度慢，只需USB第1脚接电源5V和第4脚接地。DCP是专注充电接口，此模式只能用来充电，采用USB 4脚位定义。这种模式充电速度快，要求USB第1脚接5V电压，第4脚接地，在第2脚D-和第3脚D+线路上要求将D+线路接至D-线路上，D+和D-线路上均有电压。
而苹果产品的充电模式中，也是采用USB 4脚定义，要求分别在USB 第1脚接5V第4脚接地，第2脚D-和第3脚D+线路上应用为2.7V和2.0V电压或者为D+和D-线路上为2.0V和2.7V电压。
三星平板电脑产品的充电模式中，要求USB第1脚接5V电压，第4脚接地，在第2脚D-和第3脚D+线路上要求将D+线路接至D-线路上，D+和D-线路上的电压均为3V到3.3V。
如前所述，现有通过数据线连接到电脑USB接口进行充电的方式中，由于电脑USB接口的第2脚D-和第3脚D+并不提供充电所需的电压，因此无法为平板电脑产品进行充电；即使其满足SDP规格（第1脚接5V电压，第4脚接地），由于DCP和SDP充电模式完全不同，有的待充电智能手机只支持SDP充电模式，有的只支持DCP充电模式，如果不加以区分地混用，会对待充电设智能手机的电池带来不同程度的损耗和损坏。
本实施例中，控制芯片1对充电模式具有识别和控制的功能，可智能识别待充电设备的充电模式并相应充电。控制芯片1包括识别单元11和控制单元12，识别单元11与USB输出部3电连接，用于向待充电设备发出探测信号，根据返回的信号识别出待充电设备所适用的充电模式；控制单元12与识别单元11电连接，用于根据识别单元11识别出的充电模式，控制输出相适应的电流为待充电设备充电。
具体来说，以将本实施例所提供的USB充电器插入电脑USB接口对平板电脑进行充电为例，请参照图2所示，输入部2为一USB插头20，与电脑USB接口相适配，插入电脑USB接口后，实现电脑与本实施例USB充电器的电连接，输入部20从电脑USB接口获得5V电压输入。输出部3为一USB接口30，采用4脚位定义，输入部20从电脑USB接口获得的5V电压经由控制芯片1控制输出至输出部30，输出部30的第1脚还是有5V电压输出，第4脚接地，第2脚D-和第3脚D+的输出电压则将根据待充电平板电脑所适用的电压而定。
由于本实施例中输出部30为USB接口，待充电的平板电脑可以通过带有USB插头的线缆电连接到输出部3上（该USB插头插接到输出部30），控制芯片1的识别单元11向该USB插头信道中D+、D-脚位发出信号主动探测。如果为苹果ipad，其第2脚D-和第3脚D+线路上适用电压分别2.7V和2.0V（或者相反）；如果是三星平板电脑，其第2脚D-和第3脚D+线路上适用电压均为3.0V到3.3V。因此，返回的信号中将携带该USB插头第2脚D-和第3脚D+的电压信息，识别单元11据此识别出待充电平板电脑适用哪种充电模式，再由控制单元12向输出部30的第2脚D-和第3脚D+输出相适应的电流（电压），通过USB插头电连接在输出部30上的平板电脑即可进行充电。
对于待充电设备为智能手机的情形，由于控制芯片1可以控制输出到输出部30的第2脚D-和第3脚D+上的电压，就为适用DCP充电模式或苹果自定义充电模式提供了可能。例如，待充电的智能手机通过带有USB插头的线缆电连接到输出部30上（该USB插头插接到输出部30），控制芯片1的识别单元11向该USB插头信道中D+、D-脚位发出信号主动探测。如果为苹果iphone，其第2脚D-和第3脚D+线路上适用电压分别2.7V和2.0V（或者相反）；如果是其他智能手机，则其D+和D-线路上的适用均有电压。因此，返回的信号中将携带该USB插头第2脚D-和第3脚D+的电压信息，识别单元11据此识别出待充电智能手机适用哪种充电模式，再由控制单元12向输出部30的第2脚D-和第3脚D+输出相适应的电流（电压），通过USB插头电连接在输出部3上的智能手机即可进行充电。
由上可知，本实施例的识别单元11进一步包括信号侦测单元和判断单元，信号侦测单元与输出部3电连接，用于向待充电设备的USB 信道中D+、D-脚位发出探测信号；判断单元与信号侦测单元电连接，用于根据返回信号中所携带的D+、D-脚位电压信息判断待充电设备适用的充电模式。
再请参照图3所示，以将本实施例所提供的USB充电器电连接普通电源适配器来对平板电脑进行充电为例，输入部2为一直流DC接口21，与电源适配器4的DC插头41相适配，电源适配器的另一端为电源插头，用于与市电电连接。DC插头41插入DC接口21后，实现电源适配器4与本实施例USB充电器的电连接，输入部21从电源适配器获得5V直流电压输入。输出部3仍为一USB接口30，采用4脚位定义，输入部21从电源适配器4获得的5V电压经由控制芯片1控制输出至输出部30，输出部30的第1脚还是有5V电压输出，第4脚接地，第2脚D-和第3脚D+的输出电压则将根据待充电平板电脑所适用的电压而定。具体的识别过程及原理，包括待充电设备为智能手机的情形均与前述图2一致，不再赘述。
本实用新型实施例的USB充电器，通过输入部输入来自电脑USB接口的电压，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，将电脑USB接口转变为只充电的USB接口，实现为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电。当然，电脑USB接口仅是一种举例，目前有很多USB集线器产品，可以对电脑USB接口数量进行扩展，将本实施例的USB充电器连接到这些集线器，也可将其转变为只充电的USB接口，实现为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电。
另外，输入部还可连接普通电源适配器，输入直流5V电压，由控制芯片进行充电模式识别并控制施加在输出部第2脚D-和第3脚D+的电流，使得普通电源适配器均能为平板电脑充电，以及快速为智能手机充电，解决了电源适配器不能相互使用的问题，减少电源适配器的浪费。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种USB充电器，其特征在于，包括：
用于与电脑或USB集线器的USB接口电连接的输入部；
用于与待充电设备电连接的输出部；以及
用于识别待充电设备的充电模式并控制输出相适应电流的控制芯片；
所述输入部和输出部分别与所述控制芯片电连接。
2.根据权利要求1所述的USB充电器，其特征在于，所述输入部为USB插头或直流DC接口，所述输出部为USB接口。
3.根据权利要求1或2所述的USB充电器，其特征在于，所述控制芯片包括：
识别单元，与所述输出部电连接，用于向待充电设备发出探测信号，根据返回的信号识别出待充电设备所适用的充电模式；以及
控制单元，与所述识别单元电连接，用于根据所述识别单元识别出的充电模式，控制输出相适应的电流为待充电设备充电。
4.根据权利要求3所述的USB充电器，其特征在于，所述识别单元进一步包括：
信号侦测单元，与所述输出部电连接，用于向待充电设备的USB信道中D+、D-脚位发出探测信号；以及
判断单元，与所述信号侦测单元电连接，用于根据返回信号中所携带的D+、D-脚位电压信息判断待充电设备适用的充电模式。
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