恒流输出的电源系统、受电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电源充电技术领域，具体涉及恒流输出的电源系统、受电设备。


背景技术：

2.随着充电技术的飞速发展，对于电源系统向受电设备提供的电源质量的要求越来越高。不同的充电协议对于电源的要求各有异同，其中，对于usb power delivery充电要求中，要求电源系统提供的充电电流大于受电设备申请的电流时，电源系统实现恒流输出。在现有技术中，对于电源系统实现恒流输出电流的手段通常是通过模拟电路直接控制调节电源的输出电流，但是这种调节手段存在调节不灵活、不方便，方案一致性不好的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供了恒流输出的电源系统、受电设备，通过数字控制方法调节电源的恒流输出，提高电源输出电流调节的灵活度和准确度，大幅度提高方案的一致性。本实用新型的具体技术方案如下：
4.恒流输出的电源系统，所述电源系统包括：电源模块，用于为受电设备提供电源；供电控制模块，用于提供电压调节信息以控制电源模块恒流输出；模拟数字转化模块，用于将电源模块的输出信息由模拟信号转化为数字信号；数字模拟转化模块，用于将供电控制模块提供的电压调节信息由数字信息转化为模拟信号。
5.与现有技术相比，本实用新型基于模拟数字转化模块和模拟数字转化模块实现通过数字方法对电源模块的输出信息进行精准的数字化调节，实现灵活精准的控制电源系统的恒流输出，提高恒流输出的电源系统的充电方案一致性，降低了电源系统提供的充电方案通过受电设备对应充电协议所要求的标准的难度。
6.进一步地，所述模拟数字转化模块采集电源模块的输出信息，并将所述电源模块的输出信息由模拟信号转化为数字信号，然后传输至所述供电控制模块；其中，所述电源模块的输出信息包括电源模块的输出电压和电源模块的输出电流。本实用新型技术方案利用模拟数字转化模块将电源模块的输出信息从模拟信号转化为数字信号，以便于后续供电控制模块通过数字方法实现对电源模块的输出信息的精准调节。
7.进一步地，所述供电控制模块通过对模拟数字转化模块传输的来自所述电源模块的输出电流与目标电流进行比较，所述电源模块的输出电压和目标电压进行比较，进而输出所述电压调节信息并传输至数字模拟转化模块；其中，所述电压调节信息包括电压正调节信息和电压负调节信息。本实用新型技术方案通过获取电源模块的输出信息中的输出电流与目标电流的大小关系，依据电源模块的输出信息中的输出电压与目标电压的差值，进而确定电压调节信息为电压正调节信息或者是电压负调节信息，本技术方案通过设置目标电压，供电控制模块输出电压调节信息以调节电源模块的输出信息，实现电源系统的恒流输出，降低电源系统提供的充电方案通过受电设备对应的充电协议标准的难度。
8.进一步地，所述数字模拟转化模块接收所述供电控制模块输出的电压调节信息，
并将所述电压调节信息由数字信号转化为模拟信号，然后传输至所述电源模块。本实用新型技术方案利用数字模拟转化模块将供电控制模块输出的电压调节信息由数字信号转化为模拟信号，以便于电源识别电压调节信息并相应作出调节。
9.进一步地，所述供电控制模块内部设有寄存器，所述寄存器上配置有第一预设时间和第二预设时间；其中，所述第一预设时间为所述供电控制模块输出电压正调节信息后的等待时间；所述第二预设时间为所述供电控制模块输出电压负调节信息后的等待时间。本技术方案通过预先设置第一预设时间和第二预设时间，以使得电源系统在供电控制模块输出电压调节信息，等待与电压调节信息相对应的预设时间，以供电源进行响应调节。
10.进一步地，所述电源系统还配置有供电接口，所述供电接口用于实现所述电源系统与受电设备相连接，以实现电源系统向受电设备提供恒流电源；所述供电控制模块与所述供电接口在电源系统内部相连接；所述电源模块与所述供电接口在电源系统内部相连接。本技术方案所公开的电源系统配置有供电接口实现电源系统与受电设备之间的连接接口，所述电源通过所述供电接口将电源模块的输出信息提供给受电设备。
11.进一步地，所述供电控制模块基于所述供电接口识别所述受电设备对应的充电协议，获取最大电流、目标电流和目标电压；其中，所述最大电流是指所述充电协议中限定的受电设备最大可接收电流值；所述目标电流是指比所述最大电流小预设阈值的电流值，同时所述目标电流是指电源系统实现恒流输出的电流值；所述目标电压是指为了实现电源模块恒定输出目标电流所对应调节的电压值。本技术方案所公开的电源系统中所述供电控制模块能够基于供电接口，对每一次连接的受电设备进行充电协议的识别，基于识别出的充电协议提供相应的供电方案，确定充电协议所允许的最大电流，设定目标电流和目标电压，电源系统灵活地且有针对性的针对不同受电设备实现相应的恒定电流输出。
12.进一步地，所述供电控制模块至少可以识别高通qc快充协议、华为fcp/scp快充协议、vooc快充协议和usb pd快充协议。本实用新型的供电控制模块至少能够识别上述多种充电协议，本实用新型公开的电源系统能够对使用上述充电协议的受电设备进行恒流供电。
13.进一步地，所述电源系统还配置有充电接口，所述充电接口用于实现所述电源系统与外部恒定电源相连接，以实现对电源系统的充电。
14.本实用新型还公开了一种受电设备，所述受电设备通过电源适配器与前述的恒流输出的电源系统的供电接口连接。
附图说明
15.图1为本实用新型一种实施例所述恒流输出的电源系统的结构示意图。
16.图2为本实用新型另一种实施例所述恒流输出的电源系统的结构示意图。
17.图3为本实用新型一种实施例所述恒流输出的电源系统的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术
和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.本实用新型一种实施例提供了一种恒流输出的电源系统，如图1所示，所述恒流输出的电源系统包括：电源模块、供电控制模块、模拟数字转化模块、数字模拟转化模块，还包括供电接口和充电接口。
21.所述电源模块用于为受电设备提供供电电源，具体地，所述电源模块被配置有输出端和输入端；所述电源模块的输出端与所述供电接口的内部连接，以使得所述所述电源模块通过所述电源系统的供电接口为受电设备提供供电电源；所述电源模块的输入端与所述充电接口内部连接，以接收外部恒定电源对所述电源系统的供电，实现所述电源系统的充电。
22.所述模拟数字转化模块用于采集所述电源模块的输出信息，然后将所述电源模块的输出信息由模拟信号转化为数字信号后传输至所述供电控制模块。所述模拟数字转化模块通过将所述电源模块的输出信息进行模拟信号和数字信号的转化，以使得供电控制模块能够通过数字方法控制所述电源模块的输出，实现更精准灵活的调节电源模块的输出信息。
23.所述供电控制模块与所述供电接口内部连接，以使得所述供电控制模块通过所述供电接口识别与所述供电接口外部连接的受电设备所对应的充电协议；所述供电控制模块基于识别的充电协议结合电源模块的输出信息，输出电压调节信息，用于控制电源模块的输出电压，进而控制电源模块恒流输出。
24.优选地，所述供电控制模块能够识别的充电协议包括但不限于高通qc快充协议、华为fcp/scp快充协议、vooc快充协议和usb pd快充协议；所述供电控制模块根据识别出的充电协议获取相应的最大电流、目标电流和目标电压；其中，所述最大电流为所述充电协议中限定的受电设备所能够接收的最大电流值；所述目标电流是所述供电控制模块根据充电协议获取的最大电流限定的比所述最大电流值小预设阈值的电流值；所述目标电压是所述电源系统为实现恒定输出目标电流所对应调节的电压值；所述预设阈值是所述电源系统在出厂前根据不同充电协议预先配置于供电控制模块内的值，用于根据充电协议对应的最大电流获取相对应的目标电流。
25.具体地，所述电源模块的输出信息包括电源模块的输出电压和电源模块的输出电流；所述电压调节信息包括电压负调节信息和电压正调节信息；当所述电源模块的输出电流大于所述最大电流时，所述供电控制模块输出电压负调节信息；当所述电源模块的输出电流小于所述最大电流时，所述供电控制模块输出电压正调节信息；其中，所述电压负调节信息用于控制所述电源模块的输出电压降低至目标电压，进而达到降低所述电源模块的输出电流至目标电流的目的；所述电压正调节信息用于控制所述电源模块的输出电压升高至目标电压，进而达到升高所述电源模块的输出电流至目标电流的目的。
26.优选地，所述供电控制模块内部设有寄存器，所述寄存器用于为所述供电控制模块配置第一预设时间和第二预设时间，所述第一预设时间为所述供电控制模块输出电压正
调节信息后的等待时间，所述第二预设时间为所述供电控制模块输出电压负调节信息后的等待时间，以使得在所述供电控制模块输出电压调节信息后等待相应的第一预设时间或者第二预设时间，以供所述电源模块对所述电压调节信息作出相应调节。
27.所述数字模拟转化模块用于采集供电控制模块的电压调节信息，然后将所述电压调节信息由数字信号转化为模拟信号后传输至所述电源模块。所述数字模拟转化模块通过将供电控制模块输出的电压调节信息进行数字信号和模拟信号的转化，以使得供电控制模块能够通过数字方法控制所述电源模块的输出，电源模块能够接收模拟信号形式的电压调节信息，以便于所述电源模块根据电压调节信息调节电源模块的输出信息。
28.所述供电接口被配置为双向接口，所述供电接口位于电源系统内部的一端为供电接口的内部，所述供电接口位于电源系统外部的一端为供电接口的外部，所述供电接口的内部支持电源模块和供电控制模块的连接，所述供电接口的外部支持受电设备的连接。当受电设备连接于该电源系统的供电接口的外部时，所述供电控制模块通过与所述供电接口的内部连接识别该受电设备所对应的充电协议，所述电源模块的输出端通过与所述供电接口的内部连接为该受电设备提供恒流输出的电源。
29.所述充电接口被配置为双向接口，所述充电接口位于电源系统内部的一端为充电接口的内部，所述充电接口位于电源系统外部的一端为充电接口的外部，所述充电接口的内部支持电源模块的连接，所述充电接口的外部支持外部恒定电源的连接。当外部恒定电源连接于该电源系统的充电接口的外部时，所述电源模块的输入端通过与所述充电接口的内部连接以接收所述外部恒定电源的充电。
30.本实用新型实施例所公开的恒流输出的电源系统，基于模拟数字转化模块和模拟数字转化模块实现通过数字方法对电源模块的输出信息进行精准的数字化调节，实现灵活精准的控制电源系统的恒流输出，提高恒流输出的电源系统的充电方案一致性；具体地，若电源系统所输出的电路越趋近于目标电流且越稳定，则代表该电源系统所提供的充电方案一致性越高；本实用新型实施例根据识别受电设备对应充电协议的具体内容，设定目标电流以控制电源系统恒流输出，从而降低电源系统提供的充电方案通过受电设备对应充电协议所要求的标准的难度。
31.优选地，本实用新型另一种实施例提供一种恒流输出的电源系统，相较于前述实施例电源系统中配置的供电接口和充电接口，在本实施例中供电接口和充电接口被配置为同一个充放电接口，如图2所示，所述充放电接口，既能够实现电源系统的供电又能够实现电源系统的充电，还能够实现供电控制模块对受电设备所对应的充电协议的识别。所述电源系统支持目前市面上主流的快充协议，能够为各式各样的受电设备提供符合其对应充电协议的恒流电源。
32.本实用新型的一种实施例中公开了一种恒流输出的电源系统的控制方法，所述恒流输出的电源系统是前述任一实施例所述的电源系统，如图3所示，所述恒流输出的电源系统的控制方法具体包括如下步骤：
33.步骤1：供电控制模块识别受电设备所对应的充电协议，然后进入步骤2；具体地，所述供电控制模块通过供电接口或者是充放电接口识别，与所述供电接口的外部或者是充放电接口的外部连接的受电设备所对应的充电协议；其中，所述供电控制模块至少可以识别高通qc快充协议、华为fcp/scp快充协议、vooc快充协议和usb pd快充协议。
34.步骤2：供电控制模块根据识别的充电协议获取最大电流、目标电流和目标电压；具体地，所述供电控制模块将充电协议中受电设备所能够接收通过的最大电流值作为最大电流，将比所述最大电流小预设阈值的电流值作为目标电流，所述目标电压是指所述电源系统为了实现恒定输出目标电流所对应调节的目标电压值。
35.步骤3：模拟数字转化模块采集电源模块的输出信息，并将电源模块的输出信息由模拟信号转化为数字信号后传输至供电控制模块，然后进入步骤4；其中，所述电源模块的输出信息包括电源模块的输出电压和电源模块的输出电流。
36.步骤4：供电控制模块判断电源模块的输出信息中的输出电流是否大于最大电流，是则进入步骤5，否则进入步骤6；本步骤通过判断电源模块的输出信息中输出电流是否大于最大电流，以达到判断电源的输出信息是否符合受电设备对应的充电协议的目的。
37.步骤5：供电控制模块输出电压负调节信息至数字模拟转化模块，然后进入步骤7；具体地，所述电压负调节信息是用于控制电源模块的输出电压降低至目标电压的调节信息，其中，所述调节信息包含电压调节值，所述电压调节值为电源模块的输出电压与目标电压的差值绝对值。
38.步骤6：供电控制模块输出电压正调节信息至数字模拟转化模块，然后进入步骤7；具体地，所述电压正调节信息是用于控制电源模块的输出电压升高至目标电压的调节信息，其中，所述调节信息包含电压调节值，所述电压调节值为电源模块的输出电压与目标电压的差值绝对值。
39.步骤7：数字模拟转化模块将电压调节信息由数字信号转化为模拟信号后输出至电源模块，然后进入步骤8；其中，所述电压调节信息包括电压正调节信息和电压负调节信息。
40.步骤8：电源模块根据电压调节信息对电源模块的输出信息进行相应调节响应，以实现电源模块按照目标电流恒定输出。
41.优选地，所述步骤3至步骤8为电源系统恒流调节流程。
42.优选地，当供电控制模块输出电压负调节信息至数字模拟转化模块后，等待第二预设时间，所述电源系统返回执行步骤3，进入新一轮的电源系统恒流调节流程。
43.优选地，当供电控制模块输出电压正调节信息至数字模拟转化模块后，等待第一预设时间，所述电源系统返回执行步骤3，进入新一轮的电源系统恒流调节流程。
44.具体地，所述第一预设时间为所述供电控制模块输出电压正调节信息后的电源系统等待响应时间；所述第二预设时间为所述供电控制模块输出电压负调节信息后的电源系统等待响应时间；所述第一预设时间和所述第二预设时间是由供电控制模块内部寄存器预先配置的，所述第一预设时间和所述第二预设时间的具体时间值是电源系统在出厂前经过多次试验得出的电源模块针对不同的充电协议输出的电压正调节信息和电压负调节信息所需要的响应时间长度决定的。
45.优选地，当供电控制模块无法识别到受电设备时，结束所述电源系统对受电设备的供电；当供电控制模块无法识别到受电设备对应的充电协议时，结束所述电源系统对受电设备的供电；当受电设备的电量充满时，结束所述电源系统对受电设备的供电。
46.本实用新型的一种实施例中提供了一种受电设备，所述受电设备对应的充电协议可以是但不限于高通qc快充协议、华为fcp/scp快充协议、vooc快充协议和usb pd快充协
议。所述受电设备通过电源适配器与前述实施例中所述的恒流输出的电源系统的供电接口或者是充放电接口连接，实现所述恒流输出的电源系统为所述受电设备提供符合其对应的充电协议的恒流输出的电源。
47.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而己，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。