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基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器

阅读：899发布：2023-06-10

专利汇可以提供基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及一种基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器，本发明将TYPE1 IN与供电适配器连接，通过PD1_awake连接控制中心MCU；设备插入TYPE2 OUT，通过PD2_awake连接控制中心MCU判断USB1是否有设备接入；进而发送对应的功率表；设备插入USB1时，MCU通过Monitor(I)_ADC4检测到有设备插入后，判断TYPE2 OUT上是否有设备；进而发送对应的功率表；通过MCU检测适配器是否具有PD协议，同时检测当前功率总和是否超限；充电完成，移除USB1上的设备，MCU更新功率表并能过PD2_awake发送给TYPE2 OUT上的设备；本发明解决了可以同时给多个不同电压需求设备同时高效充电，从而减少了充电头的数量节能减排，具有很强的市场应用前景。，下面是基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将TYPE1 IN与供电适配器连接，通过PD1_awake连接控制中心MCU；
S2、设备插入TYPE2 OUT，通过PD2_awake连接控制中心MCU判断USB1是否有设备接入；
进而发送对应的功率表；
S3、设备插入USB1时，MCU通过Monitor(I)_ADC4检测到有设备插入后，判断TYPE2 OUT上是否有设备；进而发送对应的功率表；
S4、通过MCU检测适配器是否具有PD协议，同时检测当前功率总和是否超限；
S5、充电完成，移除USB1上的设备，MCU更新功率表并能过PD2_awake发送给TYPE2 OUT上的设备。
2.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，MCU判断USB1未有设备接入，MCU通过判断向TYPE2 OUT上的设备输送功率并通过Monitor(I)_ADC检测TYPE1 IN输出的电压电流是否正常；
MCU判断USB1上有设备，向TYPE2 OUT上的设备发送的功率表要减掉USB1上的设备所需功率供TYPE2 OUT上的设备选择。
3.根据权利要求2所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，MCU判断USB1未有设备接入，未有异常时，TYPE2 OUT上的设备选择好后通过PD2_awake通知MCU，同时MCU通过PD1_awake通知TYPE1 IN输出TYPE2 OUT上的设备所选择的功率，MCU通过switch1打开开关，开始向TYPE2 OUT上的设备输送功率；
如有异常，通过switch1切断功率输出，重复步骤S2。
4.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，若TYPE2 OUT上没有设备，MCU通过PD1_awake通知适配器输出电压电流供USB1上的设备使用；
若TYPE2 OUT上有设备，MCU重新给TYPE2 OUT上的设备发送新的功率表，新的功率表减掉USB1上的设备所需的功率。
5.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，当TYPE2 OUT上的设备和USB1上的设备所需要功率大于TYPE1 IN上的适配器的总输出功率时，先停止TYPE2 OUT上的设备输出，保证USB1上的设备供电。
6.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，当TYPE1 IN上的适配器连USB1上的设备所需功率都无法满足时，停止所有输出。
7.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，当MCU通过PD1_awake检测到TYPE1 IN上所连接的适配器没有PD协议时，不做任何输出。
8.根据权利要求1所述的基于PD协议的自适应电源供电方法，其特征在于，所述供电适配器包括第一层级和第二层级；
所述第一层级通过一个设置一个动态电压分配器，检测到输出端口设备的不同电压需求，以及输入端电压的情况，动态分配给各输出端的充电设备；
所述第二层级通过动态电压分配器来实现动态电压的分配，设置有控制器、降压模块以及电流检测模块。
9.一种基于PD协议的自适应电源供电控制单元，当供电适配器的处理机构执行所述电源供电控制单元时，所述供电适配器执行如权利要求1至8中任一所述的方法。
10.一种基于PD协议的自适应电源供电控制器，包括处理机构以及存储有执行指令的供电控制单元，当所述处理机构执行所述供电控制单元存储的所述执行指令时，所述处理机构执行如权利要求1至8中任一所述的方法。

说明书全文

基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器

技术领域

[0001] 本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及一种基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器。

背景技术

[0002] 现有的充电线支持PD协议的较少，且多为一对一模式，也就是一个充电头对应一个待充电设备。现有技术中，充电线，是一拖多，但是输入电源是固定的，对不同的输出口是一样的，导致需要高电压的输出，以低电压充电，充电效率低，发热量大，能耗高。

[0003] 市面上也有一些是一个充电接入，多个输出头，然而多是通过一个固定的电压输出同时给多个待充电设备供电，供电效率低，且很难满足多个不同电压设备的充电需求。

[0004] 本技术方案解决了可以同时给多个不同电压需求设备同时高效充电，从而减少了充电头的数量节能减排。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于PD协议的自适应电源供电方法和控制单元以及控制器，用于解决上述技术问题。

[0006] 本发明通过以下技术方案予以实现：

[0007] 第一方面，本发明提供了一种基于PD协议的自适应电源供电方法，所述方法包括以下步骤：

[0008] S1、将TYPE1 IN与供电适配器连接，通过PD1_awake连接控制中心MCU；

[0009] S2、设备插入TYPE2 OUT，通过PD2_awake连接控制中心MCU判断USB1是否有设备接入；进而发送对应的功率表；

[0010] S3、设备插入USB1时，MCU通过Monitor(I)_ADC4检测到有设备插入后，判断TYPE2 OUT上是否有设备；进而发送对应的功率表；

[0011] S4、通过MCU检测适配器是否具有PD协议，同时检测当前功率总和是否超限；

[0012] S5、充电完成，移除USB1上的设备，MCU更新功率表并能过PD2_awake发送给TYPE2 OUT上的设备。

[0013] 更进一步的，MCU判断USB1未有设备接入，MCU通过判断向TYPE2 OUT上的设备输送功率并通过Monitor(I)_ADC检测TYPE1 IN输出的电压电流是否正常；

[0014] MCU判断USB1上有设备，向TYPE2 OUT上的设备发送的功率表要减掉USB1上的设备所需功率供TYPE2 OUT上的设备选择。

[0015] 更进一步的，MCU判断USB1未有设备接入，未有异常时，TYPE2 OUT上的设备选择好后通过PD2_awake通知MCU，同时MCU通过PD1_awake通知TYPE1 IN输出TYPE2 OUT上的设备所选择的功率，MCU通过switch1打开开关，开始向TYPE2 OUT上的设备输送功率；

[0016] 如有异常，通过switch1切断功率输出，重复步骤S2。

[0017] 更进一步的，若TYPE2 OUT上没有设备，MCU通过PD1_awake通知适配器输出电压电流供USB1上的设备使用；

[0018] 若TYPE2 OUT上有设备，MCU重新给TYPE2 OUT上的设备发送新的功率表，新的功率表减掉USB1上的设备所需的功率。

[0019] 更进一步的，当TYPE2 OUT上的设备和USB1上的设备所需要功率大于TYPE1 IN上的适配器的总输出功率时，先停止TYPE2 OUT上的设备输出，保证USB1上的设备供电。

[0020] 更进一步的，当TYPE1 IN上的适配器连USB1上的设备所需功率都无法满足时，停止所有输出。

[0021] 更进一步的，当MCU通过PD1_awake检测到TYPE1 IN上所连接的适配器没有PD协议时，不做任何输出。

[0022] 更进一步的，所述供电适配器包括第一层级和第二层级；

[0023] 所述第一层级通过一个设置一个动态电压分配器，检测到输出端口设备的不同电压需求，以及输入端电压的情况，动态分配给各输出端的充电设备；

[0024] 所述第二层级通过动态电压分配器来实现动态电压的分配，设置有控制器、降压模块以及电流检测模块。

[0025] 第二方面，本发明提供了一种基于PD协议的自适应电源供电控制单元，当供电适配器的处理机构执行所述电源供电控制单元时，所述供电适配器执行第一方面的方法。

[0026] 第三方面，本发明提供了一种基于PD协议的自适应电源供电控制器，包括处理机构以及存储有执行指令的供电控制单元，当所述处理机构执行所述供电控制单元存储的所述执行指令时，所述处理机构执行第一方面的方法。

[0027] 本发明的有益效果为：

[0028] 本发明解决了可以同时给多个不同电压需求设备同时高效充电，从而减少了充电头的数量节能减排，具有很强的市场应用前景。附图说明

[0029] 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。

[0030] 图1是一种基于PD协议的自适应电源供电方法的原理框图；

[0031] 图2是一种基于PD协议的自适应电源供电适配器的电路原理图；

[0032] 图3是一种基于PD协议的自适应电源供电适配器的逻辑框图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 实施例1

[0035] 本实施例公开如图1所示的一种基于PD协议的自适应电源供电方法，包括以下步骤：

[0036] S1、将TYPE1 IN与供电适配器连接，通过PD1_awake连接控制中心MCU；

[0037] S2、设备插入TYPE2 OUT，通过PD2_awake连接控制中心MCU判断USB1是否有设备接入；进而发送对应的功率表；

[0038] S3、设备插入USB1时，MCU通过Monitor(I)_ADC4检测到有设备插入后，判断TYPE2 OUT上是否有设备；进而发送对应的功率表；

[0039] S4、通过MCU检测适配器是否具有PD协议，同时检测当前功率总和是否超限；

[0040] S5、充电完成，移除USB1上的设备，MCU更新功率表并能过PD2_awake发送给TYPE2 OUT上的设备。

[0041] MCU判断USB1未有设备接入，MCU通过判断向TYPE2 OUT上的设备输送功率并通过Monitor(I)_ADC检测TYPE1 IN输出的电压电流是否正常；

[0042] MCU判断USB1上有设备，向TYPE2 OUT上的设备发送的功率表要减掉USB1上的设备所需功率供TYPE2 OUT上的设备选择。

[0043] MCU判断USB1未有设备接入，未有异常时，TYPE2 OUT上的设备选择好后通过PD2_awake通知MCU，同时MCU通过PD1_awake通知TYPE1 IN输出TYPE2 OUT上的设备所选择的功率，MCU通过switch1打开开关，开始向TYPE2 OUT上的设备输送功率；

[0044] 如有异常，通过switch1切断功率输出，重复步骤S2。

[0045] 若TYPE2 OUT上没有设备，MCU通过PD1_awake通知适配器输出电压电流供USB1上的设备使用；

[0046] 若TYPE2 OUT上有设备，MCU重新给TYPE2 OUT上的设备发送新的功率表，新的功率表减掉USB1上的设备所需的功率。

[0047] 当TYPE2 OUT上的设备和USB1上的设备所需要功率大于TYPE1 IN上的适配器的总输出功率时，先停止TYPE2 OUT上的设备输出，保证USB1上的设备供电。

[0048] 当TYPE1 IN上的适配器连USB1上的设备所需功率都无法满足时，停止所有输出。

[0049] 当MCU通过PD1_awake检测到TYPE1 IN上所连接的适配器没有PD协议时，不做任何输出。

[0050] 实施例2

[0051] 本实施例公开如图2和3所示的一种基于PD协议的自适应电源供电适配器，包括第一层级和第二层级；

[0052] 第一层级通过一个设置一个动态电压分配器，检测到输出端口设备的不同电压需求，以及输入端电压的情况，动态分配给各输出端的充电设备；

[0053] 第二层级通过动态电压分配器来实现动态电压的分配，设置有控制器、降压模块以及电流检测模块。

[0054] 通过PD协议，从一个PD协议输出接口通过一个适配器连接到电源。

[0055] TYPE1 IN与供电适配器连接，通过PD1_awake连接控制中心MCU，MCU得到供电适配器功率表以及总的输出能力，记录并保存。

[0056] 当有设备插入TYPE2 OUT时，通过PD2_awake连接控制中心MCU，MCU首先判断USB1上是否有设备，如果没有，MCU向TYPE2 OUT上的设备发送记录下来的功率表，供TYPE2 OUT上的设备选择适合此设备的功率，TYPE2 OUT上的设备选择好后通过PD2_awake通知MCU，同时MCU通过PD1_awake通知TYPE1 IN输出TYPE2 OUT上的设备所选择的功率，MCU通过switch1打开开关，开始向TYPE2 OUT上的设备输送功率。同时，MCU通过Monitor(I)_ADC检测TYPE1 IN输出的电压电流是否正常，如有异常，通过switch1切断功率输出。

[0057] 如果MCU判断USB1上有设备，向TYPE2 OUT上的设备发送的功率表是要减掉USB1上的设备所需功率(18W)供TYPE2 OUT上的设备选择。

[0058] 当有设备插入USB1时，MCU通过Monitor(I)_ADC4检测到有设备插入，首先判断TYPE2 OUT上是否有设备，如果没有，MCU通过PD1_awake通知适配器输出电压12V电流3A供USB1上的设备使用。如果TYPE2 OUT上有设备，MCU重新给TYPE2 OUT上的设备发送新的功率表，新的功率表要减掉USB1上的设备所需的功率(18W)。

[0059] 当TYPE2 OUT上的设备和USB1上的设备所需要功率大于TYPE1 IN上的适配器的总输出功率时，先停止TYPE2 OUT上的设备输出，来保证USB1上的设备供电。

[0060] 当TYPE1 IN上的适配器连USB1上的设备所需功率都无法满足时，停止所有输出。

[0061] 当MCU通过PD1_awake检测到TYPE1 IN上所连接的适配器没有PD协议时，不做任何输出。

[0062] USB1上的设备移除时，MCU更新功率表并能过PD2_awake发送给TYPE2 OUT上的设备。

[0063] 实施例3

[0064] 本实施例公开一种基于PD协议的自适应电源供电控制单元，当供电适配器的处理机构执行所述电源供电控制单元时，所述供电适配器执行实施例1的方法。

[0065] 实施例4

[0066] 本实施例公开一种基于PD协议的自适应电源供电控制器，包括处理机构以及存储有执行指令的供电控制单元，当所述处理机构执行所述供电控制单元存储的所述执行指令时，所述处理机构执行实施例1的方法。

[0067] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

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