一种电子设备的制作方法

1.本技术涉及充放电技术领域，特别涉及一种电子设备。


背景技术：

2.随着快充技术的发展，为电子设备的电池进行充电的电压越来越高，从而电子设备的充电接口中用于传输充电电压的管脚承载的电压越来越大，以充电接口是type-c为例，目前用于传输充电电压的vbus管脚的最大电压可以达到约20v。
3.但是，随着该管脚承载的电压的增大，电子设备中与充电接口相连接的设备器件被击穿的情况也随之增加，从而导致电子设备中器件的损坏。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电子设备，能够减少电子设备中与充电接口相连接的设备器件被击穿的情况，减少电子设备中器件的损坏。
5.第一方面，本技术实施例提供电子设备，电子设备包括接口、电压检测电路以及处理器，其中，接口用于连接供电设备，接口包括第一管脚和第二管脚，第一管脚用于传输数据信号，第二管脚用于传输充电电压信号；电压检测电路分别与第一管脚以及处理器连接；电压检测电路用于：检测第一管脚的电压；处理器用于：在供电设备向第二管脚传输第一电压值的充电电压信号且供电设备支持快充时，根据第一管脚的电压确定第二电压值；将第二电压值发送至供电设备，用于供电设备将充电电压信号的电压值调整为第二电压值。
6.该电子设备中，在供电设备向第二管脚传输第一电压值的充电电压信号且所述供电设备支持快充时，根据第一管脚的电压确定第二电压值，从而可以防止在第一管脚与第二管脚短路的情况下第二管脚传输电压值过大的充电电压信号，进而可以减少由于充电电压信号的电压值过大导致的第一管脚后级器件被击穿的情况，减少电子设备中器件的损坏。
7.在一种可能的实现方式中，实现根据第一管脚的电压确定第二电压值，处理器具体用于：在第一管脚的电压不小于预设第一阈值时，确定第二电压值为第一数值；在第一管脚的电压小于预设第一阈值时，确定第二电压值为第二数值；第一数值小于第二数值，第一阈值小于等于第一电压值，大于第一管脚传输的数据信号的最大电压值。
8.在一种可能的实现方式中，电子设备还包括协议处理电路，协议处理电路分别连接接口的第三管脚以及处理器，第三管脚用于传输数据信号；实现将第二电压值发送至供电设备，处理器具体用于：将第二电压值发送至协议处理电路，协议处理电路用于：将第二电压值通过接口
的第三管脚发送至供电设备。
9.在一种可能的实现方式中，电压检测电路包括：第一模数转换器adc模块以及第一电阻，其中，电压检测电路的输入端用于连接第一管脚，输出端用于连接处理器；电压检测电路的输入端通过第一电阻连接第一adc模块的输入端；第一adc模块的输出端作为电压检测电路的输出端；第一adc模块用于：将接收到的模拟电压信号转换为数字电压信号，将数字电压信号发送至处理器。
10.在一种可能的实现方式中，电压检测电路的输入端通过第一电阻连接第一adc模块的输入端，包括：电压检测电路的输入端通过串联的第二电阻和第三电阻接地，第二电阻和第三电阻的连接端通过第一电阻连接第一adc模块的输入端。
11.在一种可能的实现方式中，电压检测电路的输入端通过第一电阻连接第一adc模块的输入端，包括：电压检测电路的输入端通过串联的开关和第一电阻连接第一adc模块的输入端；开关的控制端连接处理器；处理器用于：在确定供电设备支持快充时，控制开关导通；在确定第二电压值后，控制开关关断。
12.在一种可能的实现方式中，第一adc模块位于电子设备的电源管理单元pmu中，或者，位于处理器中。
13.在一种可能的实现方式中，实现检测第一管脚的电压，电压检测电路具体用于：比较第一管脚的电压与预设第一阈值，将比较结果发送至处理器。
14.在一种可能的实现方式中，电压检测电路包括：电压检测电路的输入端用于连接第一管脚，输出端用于连接处理器；电压检测电路的输入端通过第四电阻连接比较器的第一输入端，比较器的第二输入端连接参考电压端，参考电压端的电压为第一阈值，比较器的输出端作为电压检测电路的输出端；比较器用于：比较第一输入端和第二输入端接收到的电压，输出比较结果。
15.在一种可能的实现方式中，接口是type-c接口，第二管脚是vbus管脚，第一管脚是type-c接口中任一数据管脚。
16.第一方面，提供了一种充电系统，包括供电设备和上述的电子设备。
附图说明
17.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它的附图。
18.图1a为type-c接口的管脚结构示意图；图1b为vbus管脚与sbu管脚发生短路时的电路结构示例图；图1c为vbus管脚与d+/d-管脚发生短路时的电路结构示例图；图2为本技术电子设备适用的充电场景的充电系统电路结构示意图；
图3为本技术电子设备中处理器一个实施例的处理流程示意图；图4为本技术电子设备中电压检测电路一个实施例的结构示意图；图5为本技术电子设备中电压检测电路另一个实施例的结构示意图；图6a为本技术电子设备中电压检测电路第三个实施例的结构示意图；图6b为本技术电子设备中电压检测电路第四个实施例的结构示意图；图6c为本技术电子设备中电压检测电路第五个实施例的结构示意图；图7为本技术电子设备中电压检测电路第六个实施例的结构示意图；图8为本技术电子设备中电压检测电路第七个实施例的结构示意图。
具体实施方式
19.本技术的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释，而非旨在限定本技术。
20.随着快充技术的发展，为电子设备的电池进行充电的电压越来越高，从而电子设备的充电接口中用于传输充电电压的管脚承载的电压越来越大，目前最大可以达到约20v。
21.以充电接口是type-c为例，图1a示出了type-c接口的管脚结构示意图，其中的vbus管脚是用于传输充电电压的管脚， sbu1、sbu2、cc1、cc2、tx1+、tx1-、tx2+、tx2-、rx1+、rx1-、rx2+、rx2-、d+、d-等管脚一般用于传输数据信号，为便于描述，以下将上述用于传输数据信号的管脚统称为数据管脚。
22.上述vbus管脚在普通充电模式（未使用快充）下，传输的充电电压一般不大于5v，在快充模式下，传输的充电电压最高可以达到约20v。
23.上述数据管脚传输的数据信号的最大电压值一般在5v以下，其后级连接的电子设备的部分器件一般耐压为6v左右。
24.正常情况下，vbus管脚与type-c接口中的各个数据管脚之间相互独立传输信号，因此在数据管脚正常传输数据信号的情况下，其后级连接的器件（以下简称为后级器件）一般不会出现因为击穿引起的损坏。
25.但是，在某些场景下，vbus管脚可能会与type-c接口中的其他数据管脚之间出现短路的情况。举例来说：type-c接口中的vbus管脚和/或数据管脚（例如，cc1管脚、tx1-管脚等）可能会发生倾斜，从而导致vbus管脚与相邻的数据管脚之间出现短路；或者，type-c接口中产生进液或者进入异物等异常状况，导致type-c接口中的某一个或者多个数据管脚与vbus管脚之间出现短路。
26.这时，如果与vbus管脚短路的数据管脚连接的后级器件的耐受电压低于vbus管脚传输的充电电压，会击穿该后级器件，导致该后级器件的损坏。举例来说：参见图1b所示，vbus管脚传输的充电电压的最高电压约20v，type-c接口的sbu管脚所连接的模拟开关（例如耳机模拟开关）的耐受电压仅为6v，当type-c接口出现进液或者异物等问题导致vbus管脚与sbu管脚短路时，vbus管脚上20v的高压可击穿该模拟开关，导致该模拟开关失效，同时该高压还可能在击穿模拟开关后导致后级连接的其他后级器件（例如codec）失效；如图1c所示，type-c接口的数据管脚d+/d-后级连接共模电感，共模电感的通路阻抗约3ohm，通流能力100ma，峰值500ma，主板后级tvs钳位电压8.5v，当vbus管脚与数据管脚d+/d-短路且vbus管脚传输电压达到20v高压时，高压可导致该共模电感因为过流而烧断，甚至还可能导
致type-c接口无法使用。
27.为此，本技术提出一种电子设备，能够减少电子设备中与充电接口相连接的设备器件被击穿的情况，减少电子设备中器件的损坏。
28.图2是本技术实施例涉及的充电场景的充电系统电路结构示意图。以下，将结合充电场景的充电系统电路结构对本技术实施例的电子设备进行示例性说明。
29.如图2所示，该充电系统可以包括：电子设备210，供电设备220，充电线缆230。其中，供电设备可以是充电头或者其他能够为电子设备充电的设备。电子设备210与供电设备220之间通过充电线缆230连接，充电线缆230具体通过type-c接口与电子设备连接。由供电设备通过充电线缆为电子设备充电的方式可以称为直充或者线充。
30.电子设备210可以包括：type-c接口211，插入检测电路212，协议处理电路213，处理器214，电源管理单元（power management unit，pmu）215，电池组216，以及电压检测电路217。其中，插入检测电路212分别连接type-c接口211的cc管脚以及处理器214。插入检测电路212用于通过检测cc管脚的电压等方式来检测是否有充电线缆的插头插入电子设备的type-c接口211，在检测到有充电线缆的插头插入电子设备的type-c接口211时，向处理器214发送第一信号，以通知处理器214有充电线缆的插头插入电子设备的type-c接口211。插入检测电路可以通过相关的type-c接口的热插拔检测技术实现，具体电路实现结构这里不赘述。
31.协议处理电路213分别连接type-c接口211的cc/d+/d-管脚以及处理器214。协议处理电路213用于通过充电协议例如usb功率传输（usb power delivery，usb-pd）协议与供电设备220通信，完成与供电设备220之间基于充电协议的通信协商流程。协议处理电路213与供电设备220的通信可以由处理器214触发。可选地，协议处理电路213与处理器214之间可以通过i2c接口进行数据通信。协议处理电路213可以使用相关的充电协议处理芯片实现，具体电路实现结构这里不赘述。
32.pmu215分别连接type-c接口211的vbus管脚、处理器214以及电池组216。pmu215用于根据从vbus管脚接收到的充电电压信号为电子设备210中的用电电路例如处理器214提供电能，并且，pmu215可以用于根据充电电压信号为电子设备的电池组216充电。pmu215可以使用相关的pmu芯片实现，具体电路实现结构这里不赘述。
33.电压检测电路217分别连接type-c接口211的目标管脚（图2中以sbu1管脚为例）以及处理器214。电压检测电路217用于检测目标管脚的电压，将检测结果发送至处理器214。电压检测电路217的具体实现结构在后文中通过图4~图8进行了更为具体的说明，这里不赘述。
34.对图2所示电路的工作原理进行示例性说明：步骤s1，插入检测电路212检测是否有充电线缆的插头插入电子设备的type-c接口211。如果插入检测电路212检测到有充电线缆的插头插入电子设备210的type-c接口211，插入检测电路212向处理器214发送第一信号，第一信号用于指示处理器214有充电线缆的插头插入电子设备的type-c接口。
35.步骤s2，处理器214响应于第一信号，向协议处理电路213发送第二信号，第二信号用于指示协议处理电路213与供电设备220通信。
36.步骤s3，协议处理电路213响应于第二信号，通过充电协议例如usb功率传输（usb power delivery，usb-pd）协议与供电设备220通信，完成与供电设备220之间基于充电协议的通信协商流程。如图2所示，协议处理电路213与供电设备220之间的通信数据可以通过type-c接口211的数据管脚（例如cc1管脚、cc2管脚、d+管脚、或者d-管脚等）以及充电线缆230中数据管脚对应的数据传输线传输。
37.步骤s4，协议处理电路213与供电设备220通信完成，供电设备220开始通过充电线缆经由充电线缆230、type-c接口211的vbus管脚为电子设备210输出充电电压信号。该充电电压信号的电压值一般是供电设备220支持的普通充电模式下的充电电压值，例如可以是5v。
38.该充电电压信号具体传输至电子设备210的pmu215，pmu215可以根据该充电电压信号为电子设备210中的用电电路例如处理器214提供电能，并且，pmu215可以根据该充电电压信号为电子设备的电池组216充电。
39.并且，协议处理电路213与供电设备220通信完成，协议处理电路213获得供电设备220的供电能力等充电相关信息，协议处理电路213将充电相关信息发送至处理器214。供电能力可以包括：是否支持快充。
40.步骤s5，电压检测电路217检测type-c接口211中目标管脚（图2中以目标管脚是sbu1管脚为例）的电压，将检测到的电压发送至处理器214。
41.可选地，电压检测电路217可以由处理器214进行使能控制。具体的，处理器214可以在根据供电设备220的供电能力确定供电设备220支持快充后，向电压检测电路217发送第一使能信号，以控制电压检测电路217开始检测type-c接口211中目标管脚的电压。
42.步骤s6，处理器214根据供电设备220的供电能力以及电压检测电路217检测到的目标管脚的电压确定本次充电的充电电压期望值，将确定的充电电压期望值发送至协议处理电路213，再由协议处理电路213经由type-c接口211的数据管脚以及充电线缆230发送至供电设备220。
43.充电电压期望值可以是供电设备220支持的普通充电模式下的充电电压值（也即非快充时的充电电压值），例如5v，或者，供电设备220支持的快充的充电电压值，例如20v。
44.本步骤中处理器214根据供电设备220的供电能力以及目标管脚的电压确定本次充电的充电电压期望值的具体实现在下文中通过图3进行了更为具体的说明，这里不赘述。
45.可选地，处理器214在确定本次充电的充电电压期望值后，可以向电压检测电路217发送第二使能信号，以控制电压检测电路217停止检测type-c接口211中目标管脚的电压。
46.步骤s7，供电设备220根据电子设备210指示的充电电压期望值调整向电子设备210的vbus管脚传输的充电电压信号的电压值。
47.充电电压信号的电压值调整为充电电压期望值后，供电设备220的充电电压信号仍然经由充电线缆230、type-c接口211的vbus管脚传输至电子设备210的pmu215，pmu215可以根据该充电电压信号为电子设备210中的用电电路例如处理器214提供电能，并且，pmu215可以根据该充电电压信号为电子设备的电池组216充电。
48.以下，通过图3所示的流程图对步骤s6中处理器214根据供电设备220的供电能力以及目标管脚的电压确定本次充电的充电电压期望值的实现进行具体说明。
49.步骤301：处理器214根据供电设备220的供电能力判断供电设备220是否支持快充；如果支持快充，执行步骤302，如果不支持快充，执行步骤304。
50.本步骤中，通过判断供电设备220是否支持快充，可以筛选出供电设备220支持快充的情况，以便进一步在后续步骤302中筛选出vbus管脚与目标管脚之间发生短路的情况。
51.步骤302：获取目标管脚的电压，判断目标管脚的电压是否大于预设第一阈值，如果是，执行步骤304；如果否，执行步骤303。
52.可选地，第一阈值可以大于目标管脚传输的数据信号的最大电压值（例如，3.3v），小于等于供电设备220为电子设备210充电时充电电压信号的初始电压值（例如，5v）。
53.本步骤中，通过判断目标管脚的电压是否大于预设第一阈值来判断目标管脚与vbus管脚之间是否存在短路。原因在于：如果目标管脚与vbus管脚之间发生短路，那么，目标管脚的电压应该等于步骤s4中充电电压信号的电压值，而该电压值大于目标管脚传输的数据信号的最大电压值，也即是说，如果目标管脚的电压大于目标管脚传输的数据信号的最大电压值，则说明目标管脚与vbus管脚之间发生短路。
54.通过本步骤的判断，可以筛选出供电设备220支持快充且目标管脚与vbus管脚未发生短路的情况，以及供电设备220支持快充但目标管脚与vbus管脚发生短路的情况。
55.步骤303：将充电电压期望值确定为第二数值，第二数值可以是快充模式下充电电压信号的电压值。
56.本步骤在步骤301中判断供电设备220支持快充、步骤302中判断目标管脚的电压不大于预设第一阈值后执行，也即在供电设备220支持快充、且目标管脚与vbus管脚未发生短路的情况下执行，通过将充电电压期望值确定为第二数值，例如快充模式下的电压值，可以提高电子设备的充电效率。
57.步骤304：将充电电压期望值确定为第一数值，第一数值可以是普通充电模式下充电电压信号的电压值。
58.本步骤可以在步骤301中判断供电设备220不支持快充后执行，由于供电设备220不支持快充，从而充电电压期望值只能确定为第一数值，也即普通充电模式下的电压值；或者，本步骤可以在步骤301中判断供电设备220支持快充、步骤302中判断目标管脚的电压大于预设第一阈值后执行，也即在供电设备220支持快充但目标管脚与vbus管脚发生短路的情况下执行，通过将充电电压期望值确定为第一数值，例如普通充电模式下的电压值，可以保证充电电压信号的电压值不会大于目标管脚的后级器件的耐受电压，从而保证充电电压信号不会对目标管脚的后级器件造成损坏。
59.接下来，通过图4~图8对上述实施例中电压检测电路217的电路实现结构进行示例性说明。需要说明的是，图4~图8中仅示出了与电压检测电路217相关联的type-c接口211以及处理器214等电路结构，省略了图3所示电路中的插入检测电路212、协议处理电路213等电路结构，并不用以限制本技术实施例电子设备的具体实现。
60.图4为本技术实施例提供的电压检测电路的一种实现结构示意图。在图4中，以目标管脚是sbu1管脚，sbu1管脚连接的后级器件是耳机模拟开关为例。需要说明的是，在实际应用中，电子设备中与sbu1管脚连接的后级器件具体是哪些器件本技术实施例不作限定。
61.参见图4，sbu1管脚的电压检测电路217可以包括：type-c接口211的sbu1管脚通过第一电阻r1连接模数转换器（adc）模块的第一信
号输入端in01，adc模块的第一输出端out01连接处理器的第一输入端in11；adc模块用于将第一信号输入端in01接收到的模拟电压信号转换为数字电压信号，将数字电压信号通过第一输出端out01输出至处理器214。
62.图4所示电压检测电路的工作原理说明如下：sbu1管脚通过第一电阻r1连接adc模块的第一信号输入端in01，从而adc模块的第一信号输入端in01可以检测到sbu1管脚的电压信号，该电压信号是模拟电压信号；adc模块将检测到的sbu1管脚的模拟电压信号转换为数字电压信号后，可以将数字电压信号传输至处理器214。
63.图5为本技术实施例提供的电压检测电路的第二种实现结构示意图。图5中仍以目标管脚是sbu1管脚，sbu1管脚连接的后级器件是耳机模拟开关为例。图5所示电压检测电路与图4所示电压检测电路的区别主要在于：type-c接口211的sbu1管脚通过串联的第二电阻r2和第三电阻r3接地，第二电阻r2和第三电阻r3的连接端a通过第一电阻r1连接adc模块的第一信号输入端in01。
64.图5所示电压检测电路的工作原理说明如下：第二电阻r2和第三电阻r3对sbu1管脚的电压进行分压，从而adc模块的第一信号输入端in01检测到的电压是sbu1管脚的分压信号；adc模块将检测到的sbu1管脚的分压信号转换为数字电压信号后，可以将数字电压信号传输至处理器214。在明确第二电阻r2和第三电阻r3阻值的情况下，处理器214可以基于数字电信号计算得到sbu1管脚的数字电压信号。
65.图5所示电压检测电路中，adc模块的检测范围可以小于上述第一阈值，通过调整第二电阻r2和第三电阻r3的电压值，可以使得输入至adc模块的模拟电压信号符合adc模块的检测范围，提高adc模块的检测精度。
66.电子设备的很多器件中设置有adc模块，例如电子设备中的处理器芯片、pmu芯片等中都设置有adc模块，因此，为了减少电压检测电路对于pcb板面积的占用，上述图4和图5所示电压检测电路中的adc模块可以复用电子设备中已有的adc模块。从而pcb板上只需要增加走线，而无需增加新的adc模块，从而电压检测电路对于pcb板面积的占用相对更小。上述电子设备中已有的adc模块可以是单独设置的adc模块，也可以是已有器件（例如pmu，或者处理器）中包括的adc模块。上述已有器件可以是与目标管脚连接的电路支路中的器件，也可以是与目标管脚连接的电路支路以外的器件。以下通过图6a~图6b对电压检测电路中adc模块使用已有adc模块时电压检测电路的实现结构进行举例说明。
67.图6a是本技术实施例提供的电压检测电路的第三种实现结构示意图。以图4所示电压检测电路中的adc模块是pmu215中已有的adc模块为例。
68.图6b是本技术实施例提供的电压检测电路的第四种实现结构示意图。以图5所示电压检测电路中的adc模块是pmu215中已有的adc模块为例。
69.上述图6a和图6b的电路连接关系以及工作原理可以参考图4和图5中的对应说明，这里不再赘述。
70.如果电压检测电路中包括的adc模块是电子设备中已有的adc模块，电压检测电路可以与其他已有器件复用adc模块的第一信号输入端in01，此时，可以在第一电阻r1与adc模块所在支路中设置开关，由处理器在需要进行目标管脚的电压检测时才选通开关。以下
以图6c为例进行举例说明。
71.图6c是本技术实施例提供的电压检测电路的第五种实现结构示意图。以图6a所示电压检测电路增加上述开关为例。如图6c所示，在sbu1管脚与第一电阻r1之间增加第一开关k1，第一开关k1的控制端可以连接处理器214，由处理器214在需要获取sbu1管脚的电压时控制第一开关k1导通，其他时间控制第一开关k1关断。
72.以上对电压检测电路的实现结构的举例中，以目标管脚是sbu1管脚为例，该目标管脚也可以是type-c接口中的其他任一用于进行数据传输的管脚，例如cc1、cc2、sbu2、d+、d-等。以下通过图7举例说明。
73.图7是本技术实施例提供的电压检测电路的第六种实现结构示意图，以图5所示电路中的目标管脚替换为其他管脚为例。参见图7，与图5所示电路的区别仅在于：目标管脚从sbu1管脚替换为cc1或者d+或者d-管脚，相应的，目标管脚的后级器件以协议处理电路213（例如pd/soc/协议ic）为例。
74.在本技术实施例提供的电压检测电路的另一种电路实现结构中，上述adc模块可以被替换为比较器、或者逻辑门等，或者，电压检测电路也可以复用soc的io引脚，通过io引脚检测高低电平的方式来检测目标管脚的电压。以上方式同样占用pcb板的面积较少。以下通过图8举例说明。
75.图8是本技术实施例提供的电压检测电路的第七种实现结构示意图，以图4所示电压检测电路中的adc模块被替换为比较器为例。参见图8所示，电压检测电路可以包括：比较器a1的正向输入端通过第一电阻r1连接type-c接口的sbu1管脚，负向输入端接收参考电压信号，输出端连接处理器214；比较器a1用于：正相输入端的电压高于负向输入端的电压时，输出端输出高电平信号，正向输入端的电压不高于负向输入端的电压时，输出端输出低电平信号。
76.图8所示电压检测电路的工作原理说明如下：比较器a1的正向输入端可以检测sbu1管脚的电压，负向输入端的参考电压信号的电压值可以是第一阈值，从而比较器a1可以比较sbu1管脚的电压以及参考电压信号的电压，并通过输出的高电平信号或者低电平信号将比较结果发送至处理器214。
77.从而，处理器可以根据接收到的高电平信号或者低电平信号获知sbu1管脚的电压是否高于预设第一阈值。此时，电压检测电路具体可以用于：比较所述第一管脚的电压与预设第一阈值，将比较结果发送至处理器；相应的，处理器可以根据比较结果确定上述期望电压值。
78.以上实施例中以电子设备的充电接口是type-c接口为例，需要说明的是，本技术实施例电子设备的充电接口也可以是type-c接口之外的其他包括充电电压信号传输管脚以及数据管脚的充电接口，例如type-c接口之外的其他usb接口、lightning接口等，本技术实施例不作限定。
79.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。