一种充电线材充电控制方法、充电线材与流程

1.本发明涉及充电线材控制技术领域，具体涉及一种充电线材充电控制方法、充电线材。


背景技术：

2.现有的充电线材生产方案是不同的线材型号，使用不同的硬件方案和软件方案。对于快充型号线材，在与充电设备连接时，线材硬件电路中烧制的控制软件启动与充电设备之间的快充认证过程，在快充认证通过后为充电设备充电；对于普充型号线材，在与充电设备连接时，线材硬件电路中烧制的控制软件启动与充电设备之间的普充认证过程，在普充认证通过后为充电设备充电。
3.这样就会存在如下两个问题：1、厂家需要准备两套线材硬件电路，并烧录不同软件到芯片上，其生产与管理控制复杂；2、在出现生产错误型号或者需要替换已经生产的型号，需要拆除芯片进行替换，其成本也比较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种充电线材充电控制方法、充电线材，该目的是通过以下技术方案实现的。
5.本发明的第一方面提出了一种充电线材，包括主控模块和型号检测模块；
6.其中，所述主控模块，用于在所述充电线材与充电设备连接后，检测所述型号检测模块的特性参数，根据所述特性参数判断所述充电线材的型号，进而根据所述充电线材的型号与所述充电设备进行认证交互，并为所述充电设备进行充电。
7.在本技术的一些实施例中，所述型号检测模块包括谐振电路、第一节点和第二节点；其中，所述第一节点和所述第二节点分别与所述主控模块的两个io口连接。
8.在本技术的一些实施例中，所述谐振电路为电阻与电容组成的rc回路；其中，所述第一节点位于所述电阻的远离所述电容的一端，所述第二节点位于所述电阻与所述电容之间。
9.在本技术的一些实施例中，所述谐振电路为电感与电容组成的lc回路；其中，所述第一节点位于所述电感的远离所述电容一端，所述第二节点位于所述电感与所述电容之间。
10.在本技术的一些实施例中，所述主控模块，具体用于通过向所述两个io口均输出低电平之后，向与所述第一节点连接的io口输出高电平，并测量与所述第二节点连接的io口的电平反转时间作为所述特性参数。
11.本发明的第二方面提出了一种充电线材充电控制方法，所述充电线材包括主控模块和型号检测模块，所述方法应用于所述主控模块，所述方法包括：
12.在所述充电线材与充电设备连接后，检测所述型号检测模块的特性参数；
13.根据所述特性参数判断所述充电线材的型号；
14.根据所述充电线材的型号与所述充电设备进行认证交互，并为所述充电设备充电。
15.在本技术的一些实施例中，所述型号检测模块包括第一节点和第二节点，所述第一节点和所述第二节点分别与所述主控模块的两个io口连接；所述检测所述型号检测模块输出的特性参数，包括：
16.向所述两个io口输出低电平后，将与所述第一节点连接的io口切换为输出模式，与所述第二节点连接的io口切换为输入模式；向与所述第一节点连接的io口输出高电平，并测量与所述第二节点连接的io口的电平反转时间作为所述特性参数。
17.在本技术的一些实施例中，在快充型号的充电线材的电平反转时间小于普充型号的充电线材的电平反转时间时，所述根据所述特性参数判断所述充电线材的型号，包括：
18.将所述特性参数与预设阈值比较；若所述特性参数小于预设阈值，则确定所述充电线材为快充型号；若所述特性参数大于预设阈值，则确定所述充电线材为普充型号。
19.在本技术的一些实施例中，在快充型号的充电线材的电平反转时间大于普充型号的充电线材的电平反转时间时，所述根据所述特性参数判断所述充电线材的型号，包括：
20.将所述特性参数与预设阈值比较；若所述特性参数大于预设阈值，则确定所述充电线材为快充型号；若所述特性参数小于预设阈值，则确定所述充电线材为普充型号。
21.在本技术的一些实施例中，所述根据所述充电线材的型号与所述充电设备进行认证交互，并为所述充电设备进行充电，包括：
22.若所述充电线材为快充型号，则在接收到所述充电设备发送的线材型号读取命令时，将快充型号的数据返回至所述充电设备，以使所述充电设备进入快充认证过程；若所述充电线材为普充型号，则在接收到所述充电设备发送的线材型号读取命令时，将普充型号的数据返回至所述充电设备，以使所述充电设备进入普充认证过程。
23.基于上述第一方面和第二方面所述的充电线材充电控制方法、充电线材，本发明至少具有如下有益效果或优点：
24.本专利将各种型号线材使用同一种硬件方案，同一个软件，并在硬件上增加一个型号检测模块，通过检测型号检测模块的特性参数实现线材型号的区分，进而区分快充和普充，从而改变了传统方法中不同型号线材生产中控制复杂的问题，方便了充电线材的量产需求，并且也减少了生产出错或生产切换时返工与维护成本高的问题。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种充电线材硬件结构示意图；
27.图2a为本发明根据一示例性实施例示出的一种型号检测模块具体结构示意图；
28.图2b为本发明根据图2a所示实施例示出的不同rc值与反转时间对比示意图；
29.图3为本发明根据一示例性实施例示出的另一种型号检测模块具体结构示意图；
30.图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种充电线材充电控制方法实施例流程图.
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
32.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
33.应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
34.以苹果设备的充电线材lighting线材为例，lighting线材主要有两种型号：快充型号和普充型号。
35.在现有方案中，对于不同型号的lighting线材，采用不同的硬件方案和软件方案，其存在的缺陷为：
36.1厂家需要准备两套线材硬件电路和烧录不同软件芯片，其生产与管理比较复杂；
37.2一旦出现生产错误或者需要替换已经生产的型号，其工序需要拆除芯片进行替换，其成本较高。
38.为解决上述技术问题，本发明提出一种改进的充电线材设计，将各种型号的线材均使用同一个硬件方案，同一个软件，并在硬件上增加一个型号检测模块，参见图1所示的充电线材硬件结构，包括主控模块和型号检测模块。其中，主控模块在与充电设备连接并上电之后，便检测型号检测模块的特性参数，然后根据特性参数判断出充电线材的型号，进而根据充电线材的型号与充电设备进行认证交互，并为充电设备进行充电。
39.在一种可选的实施例中，型号检测模块可以由谐振电路实现，并向外提供第一节点和第二节点分别与主控模块的两个io口连接，从而主控模块通过两个io口检测型号检测模块的特性参数。
40.具体地，针对检测型号检测模块的特性参数过程，主控模块可以通过向两个io口均输出低电平之后，向与第一节点连接的io口输出高电平，并测量与第二节点连接的io口的电平反转时间作为型号检测模块的特性参数。
41.可以理解的是，型号检测模块可以外加在充电线材的电路板上，也可以集成在电路板上，本技术对此不进行具体限定。
42.下面介绍两种不同的谐振电路实现：
43.第一种是由电阻和电容组成的rc回路，参见图2a所示，第一节点与主控模块的io1口连接，也即第一节点位于电阻r4的远离电容c8的一端，第二节点与主控模块的io2口连接，也即第二节点位于电阻r4与电容c8之间。
44.其中，通过不同的电阻值和电容值的组合，可以构成不同谐振频率的rc回路，通过
检测此时rc回路中电容c8一端上第二节点的电平反转时间来区分线材型号。
45.参见图2b所示，其中的图(a)中电阻r4取值为20k，电容c8取值为680nf，其构成的谐振频率为1/(r4*c8)＝1/(20000*0.00068)＝1/13.6，在向io1口和io2口均输出低电平，使得电容c8里的余电彻底放尽之后，将io1口拉高，并测量io2口由低电平到高电平的反转时间为69.11ms。
46.图(b)中电阻r4取值为10k，电容c8取值为100nf，其构成的谐振频率为1/(10000*0.0001)＝1/10，在向io1口和io2口均输出低电平，使得电容c8里的余电彻底放尽之后，将io1口拉高，并测量io2口由低电平到高电平的反转时间为4.3ms。
47.图(c)中电阻r4取值为10k，电容c8取值为470nf，其构成的谐振频率为1/(10000*0.00047)＝1/4.7，在向io1口和io2口均输出低电平，使得电容c8里的余电彻底放尽之后，将io1口拉高，并测量io2口由低电平到高电平的反转时间为17.36ms。
48.由此可见，电阻和电容的取值与io2口的电平反转时间之间呈正相关，电阻和电容的取值与谐振频率呈反相关，也即电阻或电容的取值越高，io2口的电平反转时间越长。通过在快充型号线材和普充型号线材上设置不同电阻和电容取值的方式，可以实现这两种型号线材的区分。
49.第二种是电感与电容组成的lc回路，参见图3所示，第一节点与主控模块的io1口连接，也即第一节点位于电感l1的远离电容c8的一端，第二节点与主控模块的io2口连接，也即第二节点位于电感l1与电容c8之间。
50.其中，通过不同的电感值和电容值的组合，可以构成不同谐振频率的lc回路，通过检测此时lc回路中电容c8一端上第二节点的电平反转时间来区分线材型号。
51.由上述给出的实施例可知，在硬件上增加一个型号检测模块之后，通过检测型号检测模块的特性参数实现线材型号的区分，进而区分快充和普充，从而改变了传统方法中不同型号线材生产中控制复杂的问题，方便了充电线材的量产需求，并且也减少了生产出错或生产切换时返工与维护成本高的问题。
52.为了使本领域技术人员更好的理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
53.图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种充电线材充电控制方法实施例流程图，该充电方法应用于如上述图1所示的充电线材中的主控模块。在本技术实施例中，以苹果lightning线材为例，其使用的是单线通信协议，发送和接收均在同一根线上进行，在充电认证过程中，所有的命令都需要正确识别和回复，否则将不能充电。
54.如图4所示，该充电线材充电控制方法包括如下步骤：
55.步骤401：在充电线材与充电设备连接后，检测型号检测模块的特性参数。
56.其中，充电线材与充电设备连接并上电后，主控模块便通过检测型号检测模块的特性参数来区分线材型号，以用于后续认证交互过程中的型号数据回复。
57.基于上述实施例给出的型号检测模块提供有第一节点和第二节点，且第一节点和第二节点分别与主控模块的两个io口连接，因此可以通过向两个io口输出低电平，以使谐振电路中的电容彻底放电后，将与第一节点连接的io口切换为输出模式，与第二节点连接的io口切换为输入模式，并向与第一节点连接的io口输出高电平，并测量与第二节点连接的io口的电平反转时间作为特性参数。
58.步骤402：根据该特性参数判断充电线材的型号。
59.其中，由于特性参数具体为谐振电路中电容的电平反转时间，而该电平反转时间的长短与谐振电路中元件取值有关，因此可以灵活运用库存中的元件，进行不同的组合，测试出电平反转时间，计算出合适的阈值来区分线材型号，避免材料的浪费。
60.基于上述实施例描述的谐振电路中元件取值与电平反转时间之间的关系，在一种可能的实现方式中，可以在作为快充型号的充电线材上设置谐振电路中元件取值对应的电平反转时间小于设定阈值，在作为普充型号的充电线材上设置谐振电路中元件取值对应的电平反转时间大于设定阈值，也即快充型号的充电线材的电平反转时间小于普充型号的充电线材的电平反转时间。
61.进一步地，在判断充电线材的型号时，通过将特性参数与预设阈值比较，若所述特性参数小于预设阈值，则确定充电线材为快充型号；若所述特性参数大于预设阈值，则确定充电线材为普充型号。
62.在另一种可能的实现方式中，也可以在作为快充型号的充电线材上设置谐振电路中元件取值对应的电平反转时间大于设定阈值，在作为普充型号的充电线材上设置谐振电路中元件取值对应的电平反转时间小于设定阈值，也即快充型号的充电线材的电平反转时间大于普充型号的充电线材的电平反转时间。
63.进一步地，在判断充电线材的型号时，通过将特性参数与预设阈值比较，若所述特性参数小于预设阈值，则确定充电线材为普充型号；若所述特性参数大于预设阈值，则确定充电线材为快充型号。
64.步骤403：根据充电线材的型号与充电设备进行认证交互，并为充电设备充电。
65.其中，充电线材与充电设备之间的认证交互过程为，充电线材接收充电设备发送的认证命令后，通过识别出认证命令的类型，并根据认证命令的类型执行不同的操作。
66.在具体实施时，lighting线材通过sdq线与充电设备进行单线通信，充电设备发送的认证命令的基本数据结构包括起始信号、bit0数据，bit1数据。
67.其中，起始信号具体表示形式为sdq线拉低11-15us后拉高；bit0数据的表示形式为sdq线拉低9us后又拉高5us；bit1数据的表示形式为sdq线拉低3us后又拉高7us。
68.举例来说，对于普充认证过程(也即c89认证)，主要包括7x命令，对于快充认证过程(也即c94认证)，主要包括7x命令和9x命令。其中，7x命令的回复主要包含线材的基本信息(线材型号数据、生产信息、mos与cc线路控制是否正常。9x命令主要用来验证加密运算信息，以验证快充协议的交互。
69.基于此，在步骤403中，若充电线材为快充型号，则在接收到充电设备发送的线材型号读取命令时，将快充型号的数据返回至充电设备，以使充电设备进入快充认证过程；若充电线材为普充型号，则在接收到充电设备发送的线材型号读取命令时，将普充型号的数据返回至所述充电设备，以使充电设备进入普充认证过程。
70.需要说明的是，对于lighting线材的认证过程，普充认证比较简单，快充认证比普充认证过程多一些步骤，比较复杂。
71.在一种可能的实现方式中，在将快充型号的数据返回至充电设备之后，充电设备和充电线材均进入快充认证交互流程，因此主控模块在接收到充电设备发送的加密验证命令时，可以提取加密验证命令中的随机数，并对随机数进行加密计算，以得到待验证值，然
后将待验证值返回至充电设备，以使充电设备对所述待验证值进行验证。
72.至此，完成上述图4所示的控制流程，本专利将各种型号线材使用同一种硬件方案，同一个软件，并在硬件上增加一个型号检测模块，通过检测型号检测模块的特性参数实现线材型号的区分，进而区分快充和普充，从而改变了传统方法中不同型号线材生产中控制复杂的问题，方便了充电线材的量产需求，并且也减少了生产出错或生产切换时返工与维护成本高的问题。
73.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
74.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。