[发明专利]支持用电/供电模式自动切换的装置及包含该装置的设备

说明书

本发明公开了一种支持用电/供电模式自动切换的装置及包含该装置的设备。该装置包括：接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。本发明通过建立基于电气参数进行单侧判断的机制，可以确保在用电和供电共用同一物理接口的场景下，自动设定设备的供电或供电状态，从而降低了接口的复杂程度和设备对软硬件环境的依赖和不必要的电能消耗。

技术领域

本发明涉及用电和供电技术，具体地说，是一种支持在用电和供电模式间自动切换的装置，以及包含有这种装置的设备。

背景技术

当前，以手机、平板电脑、智能手表、运动手环、便携式计算机、电动车辆、电动船舶、数码相机、数码摄像机、无人机以及其它电动飞行器等为代表的大量携带电池的终端设备，迅速普及在消费者生活中的各个领域，并呈现快速增长的趋势。因此充电成为消费者日常必需进行的操作和应用，同时在充电这一使用场景下，也出现了各种各样的问题和困难。比如，设备有时需要被充电，而有时需要作为供电设备，为其它设备进行供电；同时，由于设备的体积大小会直接影响到设备的质量、能耗以及被消费者的接受程度，因此将设备的充电和供电接口合一，已经成为很现实的需求。比如手机通过其USB接口，有时需要进行充电操作，而有时需要输出电流和电压，驱动外接设备；又比如电动汽车目前的供电接口均设置在其车厢内部，为车载设备进行供电，而其充电接口位于车厢外，以便于使用充电桩进行充电。而通过充电和供电接口的合一，则可以完成电动车辆对车辆，在车厢外的直接充电。同样的使用场景也可以用于无人机时电力的“空中加油”，从而极大地改善无人机的航程和运营效率。

现有技术中，对充电放电的模式选择依赖于数据通信，以及支持数据通信所必须的软硬件环境。比如苹果公司生产的MAC Book电脑，采用了充电和放电接口合一与USBType-C接口的设计。在其使用场景中，如果计算机处于关机状态，其USB 接口只能进行对电脑的充电，无法进行对外供电。而在计算机处于运行状态，则其USB接口采用于USB组织规定的Battery Charge 1.2 及其后续版本的Power Delivery协议，和接入的设备进行通信，即通过检测D+和D-的输入输出和通信来进行判断接入设备类型，从而选择充电或供电。对于充电这一个场景来说，为了判断对外供电这一本应在毫秒级完成的任务，需要启动计算机并带来额外的功耗和能耗以及时间的浪费。

类似USB组织规定的Battery Charge 1.2以及作为其后续版本的Power Delivery协议等等，都基于用电设备和供电设备之间进行通信这一基本要求。因此也需要单独的通信物理接口，即除去电力传输物理接口外，还需要额外的通信接口，这也在无形中增加了接口的复杂程度和不需要的硬件开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不依赖于通信，而直接对设备的用电或供电状态进行判断和切换的装置，以及包含有这种装置的设备。从而能够在不依赖设备间通信的前提下，进行用电和供电的模式判断，并对用电或供电进行自动控制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支持用电/供电模式自动切换的装置，包括：

接口模块，用于连接充电器或负载，从所述充电器接收电能或向所述负载输出电能；

判断模块，用于判断所述接口模块连接的是充电器还是负载，并根据判断结果控制所述接口模块在用电模式和供电模式间切换；

能源模块，连接到所述接口模块，用于管理所述接口模块接收到的电能，或者向所述接口模块提供电能以供所述接口模块向所述负载输出。

进一步地，所述接口模块包括外部接口单元和内部接口单元，其中：

所述外部接口单元至少包括正极端子和负极端子，以与所述充电器或负载连接；