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WO2015180015A1 - 电源适配器、线缆和充电器 - Google Patents

电源适配器、线缆和充电器 Download PDF

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Publication number
WO2015180015A1
WO2015180015A1 PCT/CN2014/078411 CN2014078411W WO2015180015A1 WO 2015180015 A1 WO2015180015 A1 WO 2015180015A1 CN 2014078411 W CN2014078411 W CN 2014078411W WO 2015180015 A1 WO2015180015 A1 WO 2015180015A1
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WO
WIPO (PCT)
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terminal
voltage
charging
power adapter
ground
Prior art date
Application number
PCT/CN2014/078411
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
赵春江
解峰
Original Assignee
华为技术有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 华为技术有限公司 filed Critical 华为技术有限公司
Priority to PCT/CN2014/078411 priority Critical patent/WO2015180015A1/zh
Priority to CN201480036684.9A priority patent/CN105409087A/zh
Priority to US15/314,387 priority patent/US10063160B2/en
Publication of WO2015180015A1 publication Critical patent/WO2015180015A1/zh

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
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    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • H01R31/065—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter with built-in electric apparatus
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter

Definitions

  • the present invention relates to the field of electronic device technologies, and in particular, to a power adapter, a cable, and a charger. Background technique
  • chargers for mobile terminals such as mobile phones, chargers for tablet computers, etc.
  • a universal charger that is, a universal serial bus (Universa l Ser ia l Bus, USB) data.
  • the line is in the form of a power adapter with a USB port to solve the problem of incompatible chargers between various mobile terminals.
  • the current power adapter is connected to the USB Type A plug of the standard USB interface through the USB type A socket, and the other end of the USB interface is usually connected to the mobile terminal in the form of a Micro USB interface.
  • the power adapter When charging, the power adapter is used to output a fixed voltage of, for example, about 5V (this voltage is converted from alternating current, and is usually used as the rated charging voltage of the charged mobile terminal), and the mobile terminal is charged through the connected USB interface.
  • a fixed voltage of, for example, about 5V this voltage is converted from alternating current, and is usually used as the rated charging voltage of the charged mobile terminal
  • the mobile terminal is charged through the connected USB interface.
  • the charging voltage finally reaching the mobile terminal is much lower than the rated charging voltage, and the charging time is much longer than the theoretical charging time. Summary of the invention
  • Embodiments of the present invention provide a power adapter, a cable, and a charger, which can ensure that the charging voltage finally reaching the charged device is the same as the rated charging voltage of the device to be charged, thereby shortening the charging time of the device to be charged.
  • an embodiment of the present invention provides a power adapter, where the power adapter includes:
  • the output port includes a first voltage output terminal, a first signal feedback terminal, a first ground terminal, and a second ground terminal;
  • the comparison circuit is electrically connected to the first signal feedback terminal, and is configured to compare a charging input voltage of the charged device fed back from the first signal feedback terminal with a reference voltage to obtain a comparison voltage, and compare the comparison Voltage output to voltage control and shaping circuit;
  • the voltage control and shaping circuit is electrically connected to the first voltage output terminal and the comparison circuit, respectively, for processing an input alternating current signal into a charging output voltage, and passing the voltage from the comparison
  • the first voltage output terminal outputs to charge the charged device; wherein the reference voltage is a rated charging voltage of the charged device.
  • the first signal feedback terminal is disposed at one end of the first voltage output terminal; and the second ground terminal is disposed at one end of the first ground terminal.
  • the output port further includes a first differential signal terminal and a second differential signal terminal.
  • an embodiment of the present invention provides a cable, where the cable includes:
  • a first connector comprising a voltage input terminal and a third ground terminal; the first connector being used for being connected to the device to be charged;
  • a second connector comprising a second voltage output terminal, a second signal feedback terminal, a fourth ground terminal and a fifth ground terminal, wherein the second connector is used for connecting to an output port of the power adapter;
  • the transmission line includes a charging transmission line, a detection signal transmission line, a first ground line, and a second ground line; wherein, one end of the charging transmission line is electrically connected to the voltage input terminal, and the other end is electrically connected to be powered; the signal detecting one end of the transmission line Electrically connecting the voltage input terminal, and the other end is electrically connected to the second signal feedback terminal, wherein the power adapter obtains an input voltage of the charged device through the signal detection transmission line; the fourth ground terminal The fifth ground terminal is connected to the third ground terminal through the first ground line and the second ground line, respectively.
  • the first connector further includes at least two data terminals
  • the second connector further includes a third differential signal terminal and a fourth differential signal terminal
  • the transmission line further includes a first differential a signal line and a second differential signal line
  • the third differential signal terminal is connected to the at least one data terminal through the first differential signal line
  • the fourth differential signal terminal is coupled to the at least one other data terminal through the second differential signal line connection.
  • an embodiment of the present invention provides a charger, including the power adapter of the first aspect and the cable of the second aspect;
  • a second connector of the cable is inserted into an output port of the power adapter, and a first voltage output terminal of the output port and the second connector
  • the second voltage output terminals are electrically connected to each other, and the first signal feedback terminal of the output port and the second signal feedback terminal of the second interface are in contact with each other to achieve electrical connection, and the first ground of the output port is The terminal and the fourth ground terminal of the second interface are in contact with each other to achieve electrical connection, and the second ground terminal of the output port and the fifth ground terminal of the second interface are in contact with each other to achieve electrical connection.
  • An embodiment of the present invention provides a power adapter, which adds a signal feedback terminal to a power adapter to obtain an actual input charging voltage on the side of the charged device, and compares it with a rated charging voltage of the device to be charged, according to Comparing the result, the charging output voltage of the output of the power adapter is compensated by the internal circuit of the power adapter, thereby ensuring that the charging output voltage outputted by the power adapter reaches the actual input charging voltage of the charged device side and the charged device after being transmitted through the cable.
  • the rated charging voltage is the same, thereby shortening the charging time of the device being charged.
  • the cable provided by the embodiment of the present invention cooperates with the power adapter, so that the power adapter compensates the electrical output voltage through the cable adapter, thereby ensuring that the charging output voltage output by the power adapter is the same through the charging voltage.
  • the charger provided by the embodiment of the present invention includes the above power adapter and the upper The charging voltage is the same, shortening the charging time of the charged device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a power adapter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an output port of a power adapter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a cable according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a charger according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power adapter 1 and the cable 2 are included, wherein the power adapter 1 and the cable 1 are preferably disposed to be detachably plugged together.
  • the power adapter 1 includes an output port 11 that includes a first joint 21 and a second joint 22.
  • the first connector 21 of the cable 2 is inserted into a corresponding interface (not shown) of the charged device, and the second connector 22 of the cable 2 Plugged into the output port 11 of the power adapter 1, the power adapter 1 is connected to the power supply voltage through a plug (not shown), thereby converting the power supply voltage into the charging output voltage in the power adapter 1, and charging the charged device through the cable.
  • the above power adapter 1 and cable 2 can be used together, or a compatible design can be used to implement the use with the existing standard cable and power adapter.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a power adapter according to an embodiment of the present invention.
  • the power adapter 1 provided by the embodiment of the present invention includes: an output port 11, a voltage control and shaping circuit 12, and a comparison circuit 13.
  • the output port 11 includes a first voltage output terminal 111, a first signal feedback terminal 112, a first ground terminal 113 and a second ground terminal 114;
  • the comparison circuit 13 is electrically connected to the first signal feedback terminal 112 for comparing the charging input voltage V2 of the charged device fed back from the first signal feedback terminal 112 with the reference voltage V0 to obtain a comparison voltage AV, and comparing the voltage AV
  • the output is applied to the voltage control and shaping circuit 12; wherein the reference voltage V0 is the rated charging voltage of the device to be charged.
  • the charging input voltage V2 is a charging voltage that is actually received by a charging device (not shown in FIG. 2) and transmitted through a cable (not shown in FIG. 2), which will be described in detail later.
  • the voltage control and shaping circuit 12 is electrically connected to the first voltage output terminal 111 and the comparison circuit 13, respectively, for processing the input alternating current signal into the charging output voltage VI, and charging with the comparison voltage AV input from the comparison circuit 13.
  • the output voltage VI is compensated, and the compensated charging output voltage VI is output through the first voltage output terminal 111 to charge the device to be charged.
  • the charging output voltage VI obtained by the voltage control and shaping circuit 12 after processing the input alternating current signal is also generally used as the rated charging voltage of the device to be charged. For example, if the rated charging voltage of the charged device is 5V, then the charging output voltage VI is generally about 5V. Just because of electricity The cable is charged so that the charging input voltage V2 received by the charging device is less than the charging output voltage VI and the rated charging voltage of the device to be charged, for example, 4. 8V. In the embodiment of the present invention, the charging output voltage VI is compensated by the comparison voltage AV, so that the charging input voltage of the charged device and the charging output voltage VI and the rated charging voltage of the charged device are substantially the same after the compensation.
  • the comparison circuit 13 is specifically a comparator.
  • the first signal feedback terminal 112 is connected to the forward input terminal of the comparator, and the reference voltage signal V0 is connected to the inverting input terminal of the comparator.
  • the comparison voltage AV is:
  • V V2-V0 (Formula 1)
  • the compensated charging output voltage VI which can be:
  • the power adapter provided by the embodiment of the present invention may not change the size specification of the output port of the current universal power adapter, as shown in FIG. 3 .
  • the first signal feedback terminal 112 of the power adapter 1 is disposed at one end of the first voltage output terminal 111; the second ground terminal 114 is disposed at one end of the first ground terminal 113.
  • the total length of the length of the first signal feedback terminal 112, the length of the first voltage output terminal 111, and the length of the interval between the two is the same as the total length of the VBUS terminal of the current standard power adapter.
  • the total length of the length of the second ground terminal 114, the length of the first ground terminal 113, and the length of the interval therebetween is the same as the total length of the GND terminal of the current standard power adapter.
  • the output port 11 further includes a first differential signal terminal 115 and a second differential signal terminal
  • the power adapter 1 provided by the embodiment of the present invention can be compatible with the cable of the existing common standard USB interface.
  • the power adapter 1 further includes components such as a housing, a lead, and a plug, which are not shown in Fig. 1 of the present embodiment.
  • Each terminal of the output port 1 is connected to the voltage control and shaping circuit 12 and the comparison circuit 13 through a lead drawn from the housing, and the voltage control and shaping circuit 12 is connected to the plug through a lead to convert the power supply voltage into a charging output. Voltage.
  • the power adapter 1 may include other circuits in addition to the voltage control and shaping circuit 12 and the comparison circuit 13 described above, and may be embodied in the form of a printed circuit board or the like.
  • the cable 2 provided by the embodiment of the present invention includes: a first connector 21, a second connector 22, and a plurality of transmission lines.
  • the first connector 21 includes a voltage input terminal 21 1 and a third ground terminal 212; the first connector 21 is for connecting with the device to be charged;
  • the second connector 22 includes a second voltage output terminal 221, a second signal feedback terminal 222, a fourth ground terminal 223 and a fifth ground terminal 224, and the second connector 22 is connected to the output port of the power adapter;
  • the transmission line includes a charging transmission line 231, a detection signal transmission line 232, a first ground line 233, and a second ground line 2 34;
  • the one end of the charging transmission line 231 is electrically connected to the voltage input terminal 21 1, and the other end is electrically connected to the second voltage output terminal 221 for supplying power to the device to be charged through the charging transmission line 231; the electrical connection voltage of one end of the signal detecting transmission line 2 32
  • the input terminal 21 1 and the other end are electrically connected to the second signal feedback terminal 222 for the power adapter to obtain the feedback charging input voltage of the charged device through the signal detection transmission line 232; the fourth ground terminal 223 and the fifth ground terminal 224 respectively pass the A ground line 233 and a second ground line 234 are connected to the third ground terminal 212.
  • the resistance of the charging transmission line 231 is small, and may be on the order of 10 to 1 ohm or less. Therefore, a power supply to the device to be charged through the charging transmission line 231 causes a certain voltage loss; the resistance of the detection signal transmission line 232 is large. It can be on the order of megaohms, so the voltage loss on the detection signal transmission line 232 is negligible. Similarly, the resistance of the first ground line 233 as the charging transmission signal loop is also small, and the resistance on the second ground line 234 is large, and is only used to provide the fifth connection.
  • the ground terminal 224 provides the same ground potential as the third ground terminal 212.
  • the first connector 21 further includes at least two data terminals, as shown in the figure, two data terminals 21 3 and 214;
  • the second connector 22 further includes a third differential signal terminal 225 and a fourth differential signal terminal 226;
  • 23 further includes two differential signal lines 235 and 236;
  • the third differential signal terminal 225 is connected to the data terminal 21 3 through a differential signal line 235, and the fourth differential signal terminal 226 is passed through the other differential signal line 236 and the data terminal. 214 connected.
  • the cable provided by the embodiment of the present invention may not change the size specifications of the connector of the current universal cable, as shown in FIG. 4 .
  • the second signal feedback terminal 222 of the second connector 22 is disposed at one end of the second voltage output terminal 221; and the fifth ground terminal 224 is disposed at one end of the fourth ground terminal 223.
  • the total length of the length of the second signal feedback terminal 222, the length of the second voltage output terminal 221, and the length of the interval between the two is the same as the total length of the VBUS terminal of the current standard USB cable connector.
  • the total length of the length of the fifth ground terminal 224, the length of the fourth ground terminal 223, and the length of the interval between the two is the same as the total length of the GND terminal of the current standard USB cable connector.
  • the output port 11 of the power adapter 1 and the second connector 22 of the cable 2 are plugged together, wherein In the plugged state, the first voltage output terminal 111 is in contact with the second voltage output terminal 221, the first signal feedback terminal 112 is in contact with the second signal feedback terminal 222, and the first ground terminal 1 1 3 and the fourth ground terminal 223 are in contact.
  • the second ground terminal 114 is in contact with the fifth ground terminal 224.
  • the power adapter 1 processes the input alternating current signal into a charging output voltage VI, and transmits it to the charged device as the charging input voltage V2 through the first voltage output terminal 1 11 , the second voltage output terminal 221 , the charging transmission line 231 , and the voltage input terminal 211 . And the charging input voltage V2 of the device to be charged is detected by the voltage input terminal 211, the detection signal transmission line 232, the second signal feedback terminal 222, and the first signal feedback terminal 112, and fed back to the comparison circuit 13.
  • the power adapter 1 compares the charging input voltage V2 with the reference voltage signal V0 to obtain a comparison voltage AV, and according to the The comparison voltage AV compensates the charging output voltage VI, and outputs the compensated charging output voltage VI to the charged device for charging.
  • the charger of the embodiment of the present invention corrects the charging input voltage actually received by the charged device, and corrects the charging output voltage of the power adapter according to the sampling result, and compensates for the line with the contact impedance and the cable itself on the cable.
  • the loss causes the charging voltage of the actual input to the charged device side after being transmitted through the cable to be the same as the rated charging voltage of the charged device, thereby shortening the charging time of the terminal device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

一种电源适配器、线缆和充电器；电源适配器包括输出端口，比较电路，以及电压控制与整形电路；其中输出端口包括电压输出端子、信号反馈端子、第一接地端子和第二接地端子；比较电路与信号反馈端子电连接，用于将从信号反馈端子反馈的被充电设备的充电输入电压和基准电压进行比较，得到比较电压，并输出给电压控制与整形电路；电压控制与整形电路，与电压输出端子和比较电路分别电连接，用于将输入的交流电信号处理为充电输出电压，并以从比较电路输入的比较电压对充电输出电压进行补偿，将补偿后的充电输出电压通过电压输出端子输出，从而向被充电设备进行充电；其中，基准电压为被充电设备的额定充电电压。

Description

说 明 书 电源适配器、 线缆和充电器 技术领域
本发明涉及电子设备技术领域， 尤其涉及一种电源适配器、 线缆和充电 器。 背景技术
随着通信技术的发展， 移动终端的充电器， 比如手机， 平板电脑的充电 器等， 均釆用通用充电器的形式， 即一根通用串行总线 （Universa l Ser ia l Bus , USB )数据线加一个带有 USB端口的电源适配器的形式， 用以解决多种 移动终端之间充电器不兼容的问题。
目前的电源适配器通过 USB type A的插座与标准的 USB接口连线的 USB Type A的插头相连接， USB接口连线的另外一头通常为 Micro USB接口形式 与移动终端相连接。 充电时， 利用电源适配器输出比如 5V左右固定电压（该 电压由交流电转化而来， 也通常作为被充电的移动终端的额定充电电压） ， 通过相连接的 USB接口连线对移动终端进行充电。 而由于 USB接口连线的线 缆上存在接触阻抗与线缆自身的线损， 导致最终到达移动终端的充电电压远 低于额定充电电压， 造成充电时间要远大于理论充电时间。 发明内容
本发明实施例提供了一种电源适配器、 线缆和充电器， 可保证最终到达 被充电设备的充电电压与被充电设备的额定充电电压相同， 从而缩短被充电 设备的充电时间。
第一方面，本发明实施例提供了一种电源适配器， 所述电源适配器包括： 所述输出端口包括第一电压输出端子、 第一信号反馈端子、 第一接地端 子和第二接地端子；
所述比较电路与所述第一信号反馈端子电连接， 用于将从所述第一信号 反馈端子反馈的被充电设备的充电输入电压和基准电压进行比较， 得到比较 电压， 并将所述比较电压输出给电压控制与整形电路；
所述电压控制与整形电路， 与所述第一电压输出端子和所述比较电路分 别电连接， 用于将输入的交流电信号处理为充电输出电压， 并以从所述比较 出电压通过所述第一电压输出端子输出， 从而向所述被充电设备进行充电； 其中， 所述基准电压为所述被充电设备的额定充电电压。
在第一种可能的实现方式中， 所述第一信号反馈端子设置于所述第一电 压输出端子的一端； 所述第二接地端子置于所述第一接地端子的一端。
在第二种可能的实现方式中， 所述输出端口还包括第一差分信号端子和 第二差分信号端子。
在第二方面， 本发明实施例提供了一种线缆， 所述线缆包括：
第一接头， 包括电压输入端子和第三接地端子； 所述第一接头用于与被 充电设备相连接；
第二接头， 包括第二电压输出端子、 第二信号反馈端子、 第四接地端子 和第五接地端子， 所述第二接头用于与电源适配器的输出端口相连接；
传输线， 包括充电传输线、 检测信号传输线、 第一地线和第二地线； 其中， 所述充电传输线的一端电连接所述电压输入端子， 另一端电连接 备供电； 所述信号检测传输线的一端电连接所述电压输入端子， 另一端电连 接所述第二信号反馈端子， 用以所述电源适配器通过所述信号检测传输线获 取反馈的所述被充电设备的输入电压； 所述第四接地端子、 第五接地端子分 别通过所述第一地线、 第二地线与所述第三接地端子相连接。 在第一种可能的实现方式中， 所述第一接头还包括至少两个数据端子， 所述第二接头还包括第三差分信号端子和第四差分信号端子， 所述传输线还 包括第一差分信号线和第二差分信号线； 所述第三差分信号端子通过第一差 分信号线与至少一个数据端子相连接， 所述第四差分信号端子通过第二差分 信号线与至少另一个数据端子相连接。
在第三方面， 本发明实施例提供了一种充电器， 包括上述第一方面所述 的电源适配器和第二方面所述的线缆；
其中， 所述线缆与所述电源适配器相插接时， 所述线缆的第二接头插入 所述电源适配器的输出端口中， 所述输出端口的第一电压输出端子与所述第 二接头的第二电压输出端子相互接触而实现电连接， 所述输出端口的第一信 号反馈端子与所述第二接口的第二信号反馈端子相互接触而实现电连接， 所 述输出端口的第一接地端子与所述第二接口的第四接地端子相互接触而实现 电连接， 所述输出端口的第二接地端子与所述第二接口的第五接地端子相互 接触而实现电连接。
本发明实施例提供了一种电源适配器， 通过在电源适配器增加一个信号 反馈端子， 用以获取被充电设备侧的实际输入的充电电压， 并将其与被充电 设备的额定充电电压进行比较， 根据比较结果， 通过电源适配器的内部电路 对电源适配器的输出的充电输出电压进行补偿， 从而保证电源适配器输出的 充电输出电压经过线缆传输后到达被充电设备侧的实际输入的充电电压与被 充电设备的额定充电电压相同， 从而缩短被充电设备的充电时间。 另外， 本 发明实施例提供的电缆， 与电源适配器配合， 使得所述电源适配器通过电缆 适配器对电输出电压进行补偿， 从而保证电源适配器输出的充电输出电压经 充电电压相同。 最后， 本发明实施例提供的充电器包括上述电源适配器和上 充电电压相同， 缩短被充电设备的充电时间。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例描述中所 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。
图 1为本发明实施例提供的充电器的示意图；
图 2为本发明实施例提供的电源适配器的示意图；
图 3本发明实施例提供的电源适配器的输出端口示意图；
图 4为本发明实施例提供的线缆的示意图。
下面通过附图和实施例， 对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描 述。 具体实施方式
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做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。
为便于对本发明实施例的理解， 下面将结合附图以具体实施例做进一步 的解释说明， 实施例并不构成对本发明实施例的限定。
下面对本发明实施例提供的电源适配器、 线缆和充电器进行详细说明。 图 1为本发明实施例提供的一种充电器， 如图 1所示， 包括电源适配器 1和线缆 2， 其中电源适配器 1和线缆 1优选设置为可拆卸地插接在一起。
电源适配器 1包括输出端口 11，线缆 2包括第一接头 21和第二接头 22。 当利用本发明实施例提供的充电器对被充电设备进行充电时， 线缆 2的第一 接头 21 插入被充电设备的相应接口 （图中未示出） 中， 线缆 2 的第二接头 22插入电源适配器 1的输出端口 11， 电源适配器 1通过插头 （图中未示出） 接入电源电压， 从而将电源电压在电源适配器 1 中转换为充电输出电压， 经 过线缆向被充电设备进行充电。
在对被充电设备充电时， 上述电源适配器 1和线缆 2可以配套使用， 也 可以釆用兼容设计， 实现与现有标准线缆、 电源适配器的配合使用。
下面， 具体对电源适配器 1和线缆 2进行说明。
图 2为本发明实施例提供的一种电源适配器的示意图。
如图 2所示， 本发明实施例提供的电源适配器 1包括： 输出端口 11、 电 压控制与整形电路 12和比较电路 13。
输出端口 11， 包括第一电压输出端子 111、 第一信号反馈端子 112、 第 一接地端子 113和第二接地端子 114;
比较电路 13与第一信号反馈端子 112电连接，用于将从第一信号反馈端 子 112反馈的被充电设备的充电输入电压 V2和基准电压 V0进行比较， 得到 比较电压 A V， 并将比较电压 A V输出给电压控制与整形电路 12 ; 其中， 所述 基准电压 V0为所述被充电设备的额定充电电压。 其中， 充电输入电压 V2为 被充电设备（图 2中未示出） 实际接收到的经过线缆（图 2中未示出）传输 的充电电压， 后面会详述。
电压控制与整形电路 12， 与第一电压输出端子 111和比较电路 13分别 电连接， 用于将输入的交流电信号处理为充电输出电压 VI， 并以从比较电路 13输入的比较电压 A V对充电输出电压 VI进行补偿，将补偿后的充电输出电 压 VI，通过第一电压输出端子 111输出， 从而向被充电设备进行充电。
容易理解的是，电压控制与整形电路 12处理输入的交流电信号后得到的 充电输出电压 VI， 通常也被作为被充电设备的额定充电电压。 比如被充电设 备的额定充电电压为 5V， 那么通常充电输出电压 VI大致为 5V。 只是由于电 缆的原因，使得实际被充电设备接收到的充电输入电压 V2小于充电输出电压 VI和被充电设备的额定充电电压， 比如 4. 8V。 本发明实施例， 即通过将充电 输出电压 VI利用比较电压 A V补偿， 从而使得补偿后达到被充电设备的充电 输入电压跟充电输出电压 VI和被充电设备的额定充电电压大致相同。
在一个具体的例子中， 比较电路 13具体为一个比较器， 第一信号反馈端 子 112连接比较器的正向输入端，基准电压信号 V0接入比较器的反相输入端， 比较电压 A V为：
A V=V2-V0 (式 1 ) 补偿后的充电输出电压 VI，具体可以为：
Vl '= V1+ A V=V1+V2-V0 (式 2 ) 以上具体例子中， 仅给出了一种对补偿后的充电输出电压 VI，的计算方 法， 本领域技术人员容易想到， 还可通过其他方法计算获得补偿后的充电输 出电压 VI，， 此处不——例举。
为了与目前通用的充电器线缆兼容， 本发明实施例提供的电源适配器， 可以不改变目前通用电源适配器的输出端口的尺寸规格， 具体如图 3所示。
电源适配器 1的第一信号反馈端子 112设置于第一电压输出端子 111的 一端； 第二接地端子 114置于第一接地端子 113的一端。
第一信号反馈端子 112的长度、 第一电压输出端子 111的长度及二者之 间间隔的长度三者的总长度与目前标准的电源适配器的 VBUS 端子的总长度 相同。
第二接地端子 114的长度、 第一接地端子 113的长度及二者之间间隔的 长度三者的总长度与目前标准的电源适配器的 GND端子的总长度相同。
此外， 输出端口 11还包括第一差分信号端子 115和第二差分信号端子
116。
因此本发明实施例提供的电源适配器 1， 可以兼容现有通用的标准 USB 接口的线缆使用。 电源适配器 1还包括壳体、 引线和插头等部件， 在本实施例图 1中未示 出。输出端口 1 1的各个端子通过从壳体中引出的引线与电压控制与整形电路 12和比较电路 1 3相连接， 电压控制与整形电路 12通过引线与插头相连接， 将电源电压转换为充电输出电压。 电源适配器 1除了包括上述所述的电压控 制与整形电路 12和比较电路 1 3之外， 还可能包括其他电路， 具体可以以印 刷电路板等形式出现。
本发明实施例提供的线缆 2如图 4所示， 包括： 第一接头 21、 第二接头 22和多根传输线。
第一接头 21， 包括电压输入端子 21 1和第三接地端子 212 ; 所述第一接 头 21用于与被充电设备相连接；
第二接头 22， 包括第二电压输出端子 221、 第二信号反馈端子 222、 第 四接地端子 223和第五接地端子 224， 第二接头 22用于与电源适配器的输出 端口相连接；
传输线， 包括充电传输线 231、检测信号传输线 232、 第一地线 233和第 二地线 2 34 ;
其中， 充电传输线 231 的一端电连接电压输入端子 21 1， 另一端电连接 第二电压输出端子 221， 用以电源适配器通过充电传输线 231 向被充电设备 供电； 信号检测传输线 2 32 的一端电连接电压输入端子 21 1， 另一端电连接 第二信号反馈端子 222， 用以电源适配器通过信号检测传输线 232获取反馈 的被充电设备的充电输入电压； 第四接地端子 223、 第五接地端子 224分别 通过第一地线 233、 第二地线 234与第三接地端子 212相连接。
其中， 充电传输线 231的电阻很小， 可以在 1 0—1欧姆的数量级上或者更 小， 因此通过充电传输线 231向被充电设备供电会造成一定的电压损失； 检 测信号传输线 232的电阻很大， 可以在兆欧数量级上， 因此检测信号传输线 232 上的电压损失可以忽略不计。 同样的， 作为充电传输信号回路的第一地 线 233的电阻也很小， 而第二地线 234上的电阻很大， 仅用于提供向第五接 地端子 224提供与第三接地端子 212相同的地电位。
此外， 第一接头 21还包括至少两个数据端子，如图中所示为两个数据端 子 21 3和 214 ; 第二接头 22还包括第三差分信号端子 225和第四差分信号端 子 226 ;传输线 23还包括两根差分信号线 235和 236 ; 第三差分信号端子 225 通过一根差分信号线 235与数据端子 21 3相连接， 第四差分信号端子 226通 过另一根差分信号线 236与数据端子 214相连接。
为了与目前通用的电源适配器兼容使用， 本发明实施例提供的线缆， 可 以不改变目前通用线缆的接头的的尺寸规格， 具体如图 4所示。
第二接头 22的第二信号反馈端子 222设置于第二电压输出端子 221的一 端； 第五接地端子 224置于第四接地端子 223的一端。
第二信号反馈端子 222的长度、 第二电压输出端子 221的长度及二者之 间间隔长度的三者总长度与目前标准的 USB线缆接头的 VBUS端子的总长度相 同。
第五接地端子 224的长度、 第四接地端子 223的长度及二者之间间隔长 度的三者总长度与目前标准的 USB线缆接头的 GND端子的总长度相同。
再如图 1所示， 本发明实施例提供的电源适配器 1和线缆 1在相互插接 使用时， 电源适配器 1的输出端口 11与线缆 2的第二接头 22相互插接， 其 中， 在插接状态下， 第一电压输出端子 111与第二电压输出端子 221相接触、 第一信号反馈端子 112与第二信号反馈端子 222相接触、 第一接地端子 1 1 3 与第四接地端子 223相接触、第二接地端子 114与第五接地端子 224相接触。 电源适配器 1将输入的交流电信号处理为充电输出电压 VI， 通过第一电压输 出端子 1 11、 第二电压输出端子 221、 充电传输线 231和电压输入端子 211传 输至被充电设备作为充电输入电压 V2 ; 并且通过电压输入端子 211、 检测信 号传输线 232、 第二信号反馈端子 222和第一信号反馈端子 112对被充电设 备的充电输入电压 V2进行检测， 并反馈至比较电路 1 3。 电源适配器 1根据 充电输入电压 V2和基准电压信号 V0进行比较， 得到比较电压 A V， 并根据所 述比较电压 A V对充电输出电压 VI进行补偿， 将补偿后的充电输出电压 VI， 输出给被充电设备进行充电。
本发明实施例的充电器， 通过对被充电设备实际接收到的充电输入电压 进行釆样， 并根据釆样结果修正电源适配器的充电输出电压， 补偿线缆上存 在接触阻抗与线缆自身的线损， 使得经过线缆传输后到达被充电设备侧的实 际输入的充电电压与被充电设备的额定充电电压相同， 从而缩短终端设备的 充电时间。
以上所述的具体实施方式， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施方式而 已， 并不用于限定本发明的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做 的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种电源适配器， 其特征在于， 所述电源适配器包括：
输出端口， 比较电路， 以及电压控制与整形电路；
所述输出端口包括第一电压输出端子、 第一信号反馈端子、 第一接地端 子和第二接地端子；
所述比较电路与所述第一信号反馈端子电连接， 用于将从所述第一信号 反馈端子反馈的被充电设备的充电输入电压和基准电压进行比较， 得到比较 电压， 并将所述比较电压输出给电压控制与整形电路；
所述电压控制与整形电路， 与所述第一电压输出端子和所述比较电路分 别电连接， 用于将输入的交流电信号处理为充电输出电压， 并以从所述比较 出电压通过所述第一电压输出端子输出， 从而向所述被充电设备进行充电； 其中， 所述基准电压为所述被充电设备的额定充电电压。
2、 根据权利要求 1所述的电源适配器， 其特征在于， 所述第一信号反馈 端子设置于所述第一电压输出端子的一端； 所述第二接地端子置于所述第一 接地端子的一端。
3、 根据权利要求 1所述的电源适配器， 其特征在于， 所述输出端口还包 括第一差分信号端子和第二差分信号端子。
4、 一种线缆， 其特征在于， 所述线缆包括：
第一接头， 包括电压输入端子和第三接地端子； 所述第一接头用于与被 充电设备相连接；
第二接头， 包括第二电压输出端子、 第二信号反馈端子、 第四接地端子 和第五接地端子， 所述第二接头用于与电源适配器的输出端口相连接；
传输线， 包括充电传输线、 检测信号传输线、 第一地线和第二地线； 其中， 所述充电传输线的一端电连接所述电压输入端子， 另一端电连接 充电设备供电； 所述信号检测传输线的一端电连接所述电压输入端子， 另一 端电连接所述第二信号反馈端子， 用以所述电源适配器通过所述信号检测传 输线获取反馈的所述被充电设备的输入电压； 所述第四接地端子、 第五接地 端子分别通过所述第一地线、 第二地线与所述第三接地端子相连接。
5、 根据权利要求 4所述的线缆， 其特征在于， 所述第一接头还包括至少 两个数据端子， 所述第二接头还包括第三差分信号端子和第四差分信号端子， 所述传输线还包括第一差分信号线和第二差分信号线；
所述第三差分信号端子通过第一差分信号线与所述至少两个数据端子中 的一个相连接， 所述第四差分信号端子通过第二差分信号线与所述至少两个 数据端子中的另一个相连接。
6、 一种充电器， 其特征在于， 包括： 如上述权利要求 1-3任一权项所述 的电源适配器和如上述权利要求 4-5任一权项所述的线缆；
其中， 所述线缆与所述电源适配器相插接时， 所述线缆的第二接头插入 所述电源适配器的输出端口中， 所述输出端口的第一电压输出端子与所述第 二接头的第二电压输出端子相互接触而实现电连接， 所述输出端口的第一信 号反馈端子与所述第二接口的第二信号反馈端子相互接触而实现电连接， 所 述输出端口的第一接地端子与所述第二接口的第四接地端子相互接触而实现 电连接， 所述输出端口的第二接地端子与所述第二接口的第五接地端子相互 接触而实现电连接。
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