CN102324762A - 一种手机充电控制电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种手机充电控制电路，包括依次相互连接的功率管及电池，且功率管外接充电器，在功率管的输入端和输出端连接有功率管电压检测电路，在功率管的输入端连接有充电电压检测电路，在功率管的输出端连接有电池电压检测电路，在电池的输入端连接有充电电流检测电路，充电电流检测电路的输出端连接CPU，CPU的输出端连接充电电流控制电路后连接到功率管的输入端。利用充电控制电路的充电控制电路及其控制方法，包括功率管电压检测模块、处理器CPU模块、充电电流控制模块、充电电流检测模块。通过对功率管上电压的实时监测，对充电电流进行动态控制，从而在不影响充电效果的同时降低功率管耗散功率，保护功率管不被损坏。

Description

一种手机充电控制电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种手机电源管理电路及其方法，特别是涉及一种降低功率管耗散功率的手机充电控制电路及其控制方法。

背景技术

目前，随着手机功耗的不断增加，手机电池的续航能力愈显不足，为了保证用户体验不受影响，充电电流也随之增加以减少充电时间。但是充电电流的增加将直接导致功率管耗散功率的上升，特别当用户所用的适配器输出电压偏高时，功率管耗散功率将大幅增加以至于可能超过功率管所能承受的极限耗散功率，导致发生异常。随着手机小型化进程加快，对器件小型化要求也越来越高，功率管的散热空间也越来越小，这就会直接降低功率管所能承受的最大耗散功率，有些手机方案为节省成本直接使用芯片内部功率管，功率管最大耗散功率更低。所以降低功率管耗散功率使其不超过最大耗散功率以保证功率管正常工作，有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种手机充电控制电路及其控制方法，在不影响充电效果的前提下，降低功率管耗散功率，保护功率管不被损坏。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种手机充电控制电路，包括依次相互连接的功率管及电池，且功率管外接充电器，在功率管的输入端和输出端连接有功率管电压检测电路，电压检测电路包括充电电压检测电路和电池电压检测电路，在功率管的输入端连接有充电电压检测电路，在功率管的输出端连接有电池电压检测电路，在电池的输入端连接有充电电流检测电路，充电电流检测电路的输出端连接CPU，CPU的输出端连接充电电流控制电路后连接到功率管的输入端，充电电压检测电路和电池电压检测电路的输出端接CPU的输入端。

一种利用手机充电控制电路的手机充电控制方法，其步骤如下：

步骤1、首先当手机判断有充电器插入后，对是否满足充电条件进行判断，

当充电电压小于手机内部设定的最大充电电压时，进入步骤2；

当电池电压小于手机内部设定的电池饱和电压时，进入步骤2；

步骤2、通过功率管电压检测电路检测功率管电压，并通过预先设定的功率管最大耗散功率P，计算出对应的充电电流级别A=FLOOR(P/U/50)，确定充电电流，然后进入步骤3；

步骤3、处理器CPU通过充电电流控制电路设置充电电流I，并通过充电电流检测电路检测充电电流I，因为P=UI，所以通过检测功率管电压U和调整充电电流I，完成对耗散功率P的控制。

本发明所述的手机充电控制方法，包括功率管电压检测模块、处理器CPU模块、充电电流控制模块、充电电流检测模块，其中功率管电压检测模块由充电电压检测子模块和电池电压检测子模块构成。

功率管电压检测模块的步骤如下：

S201、判断CPU指令是否到达，判断CPU是否从功率管检测电路读取数据，收到读取的指令则执行S202，否则继续执行S201；

S202、充电电压检测电路检测充电电压M，将其发送给处理器CPU； 

S203、电池电压检测子电路检测电池电压N，将其发送给处理器；

S204、功率管电压检测电路计算功率管电压U=M-N，并将数据传至处理器处理。

CPU的主控制程序的步骤如下：

S301、判断是否有充电器插入,如果有则执行S302，否则执行S301；

S302、处理器通过接收充电电压M和电池电压N，并分别判断M是否小于手机设置的最大充电电压，N是否小于电池饱和电压。如果上述均成立，则执行S303，否则执行S301；

S303、CPU向功率管电压检测电路发送读取数值命令，并读取功率管电压数值U；

S304、CPU通过接收的功率管电压U及手机内部设定的功率管最大耗散功率P，计算出电流级别A=FLOOR（P/U/50）；

S305、CPU将设置充电电流指令及充电电流数据发送至充电电流控制电路；

S306、CPU向充电电流检测电路发送检测充电电流指令并接收充电电流数据；

S307、CPU判断电流是否异常，如果异常执行S308，不异常执行S303；

S308、CPU通过内部指令暂停充电。

步骤S304中的FLOOR是取整函数，取小于或等于目标值的最大整数，充电电流I=50A，其中A为1到20的整数，I 的取值范围是50到1000，单位mA，调整级别为50mA。

充电电流控制电路控制程序，其步骤如下：

S401、是否收到CPU充电电流控制指令，接收指令，则执行S402，否则执行S401；

S402、接收CPU设置充电电流数据，并通过控制功率管基极电流调整充电电流大小，执行S401。

充电电流检测电路的控制程序，其步骤如下：

S501、充电电流检测命令是否到达，有命令到达，则执行S502，否则执行S501；

S502、通过充电电流检测电路检测充电电流，并将数据传送至处理器，然后执行S501。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对功率管上电压的实时监测，对充电电流进行动态控制，从而在不影响充电效果的同时降低功率管耗散功率，保护功率管不被损坏。

附图说明

图1是本发明功率管耗散功率控制电路示意图；

图2是功率管电压检测模块的控制程序流程示意图；

图3是CPU的主控制程序流程示意图；

图4是充电电流控制模块的控制程序流程示意图；

图5是充电电流检测模块的控制程序流程示意图。

具体实施方式

本发明的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种手机充电控制电路及其控制方法，在不影响充电效果的前提下，降低功率管耗散功率，保护功率管不被损坏。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。

本发明的手机功率管耗散功率控制电路示意图，一种手机充电控制电路，包括依次相互连接的功率管及电池，且功率管外接充电器，在功率管的输入端和输出端连接有功率管电压检测电路，电压检测电路包括充电电压检测电路和电池电压检测电路，在功率管的输入端连接有充电电压检测电路，在功率管的输出端连接有电池电压检测电路，在电池的输入端连接有充电电流检测电路，充电电流检测电路的输出端连接CPU，CPU的输出端连接充电电流控制电路后连接到功率管的输入端，充电电压检测电路和电池电压检测电路的输出端接CPU的输入端。

通过插入电源适配器触发手机内部功率管电压检测电路检测功率管电压；根据所述功率管上承受的电压调整手机充电电流，以保证功率管上的耗散功率不超过功率管的最大耗散功率：功率管上承受的电压越大，充电电流越小，功率管上承受的电压越小，充电电流越大；通过USB数据线的插入触发功率管电压的检测；根据对充电电压和电池电压的测量，计算充电电压与电池电压的差值，即为功率管电压。

所述功率管功率调节包括但不限于以下的函数:

A=FLOOR(P/U/50)    I=50A

其中P是功率管最大耗散功率，单位毫瓦mW，U是功率管两端的电压单位伏特V，A是充电电流的级别，FLOOR是取整函数，取小于或等于目标值的最大整数，I是设置的充电电流，A是取值为1到20的整数。I 的取值范围是50到1000，单位mA。调整级别为50mA。

一种利用手机充电控制电路的手机充电控制方法，其步骤如下：

步骤1、首先当手机判断有充电器插入后，对是否满足充电条件进行判断，

当充电电压小于手机内部设定的最大充电电压时，进入步骤2；

当电池电压小于手机内部设定的电池饱和电压时，进入步骤2；

步骤2、通过功率管电压检测电路检测功率管电压，并通过预先设定的功率管最大耗散功率P，计算出对应的充电电流级别A=FLOOR(P/U/50)，确定充电电流，然后进入步骤3；

步骤3、处理器CPU通过充电电流控制电路设置充电电流I，并通过充电电流检测电路检测充电电流I，因为P=UI，所以通过检测功率管电压U和调整充电电流I，完成对耗散功率P的控制。

本发明所述的手机充电控制方法，包括功率管电压检测模块、处理器CPU模块、充电电流控制模块、充电电流检测模块，其中功率管电压检测模块由充电电压检测子模块和电池电压检测子模块构成。

所述的功率管耗散功率控制系统包括以下功能测试程序：

处理器CPU根据用户的操作和设置，在需要的时候从功率管电压检测电路读取功率管电压值U，然后结合内部设定的功率管最大耗散功率P，设置充电电流I，并检测充电电流的数值，以保证功率管耗散功率不大于内部设定的最大耗散功率。

功率管电压检测电路程序功率管电压检测电路中根据充电电压检测子电路和电池电压检测子电路读取的充电电压M及电池电压N判断此时是否满足充电条件并计算出功率管电压U=M-N。同时将功率管电压U传送至处理器。

充电电流控制电路根据接收到的CPU设置电流的数据，转换为功率管基极电流值，通过对功率管基极电流的控制，控制充电电流大小。

充电电流检测电路根据CPU传输过来的数据和控制信号，充电电流检测电路检测充电电流大小。

图2是功率管电压检测模块的控制程序流程示意图，功率管电压检测模块的步骤如下：

S201、判断CPU指令是否到达，判断CPU是否从功率管检测电路读取数据，收到读取的指令则执行S202，否则继续执行S201；

S202、充电电压检测电路检测充电电压M，将其发送给处理器CPU； 

S203、电池电压检测子电路检测电池电压N，将其发送给处理器；

S204、功率管电压检测电路计算功率管电压U=M-N，并将数据传至处理器处理。

图3是CPU的主控制程序流程示意图，CPU的主控制程序的步骤如下：

S301、判断是否有充电器插入,如果有则执行S302，否则执行S301；

S302、处理器通过接收充电电压M和电池电压N，并分别判断M是否小于手机设置的最大充电电压，N是否小于电池饱和电压。如果上述均成立，则执行S303，否则执行S301；

S303、CPU向功率管电压检测电路发送读取数值命令，并读取功率管电压数值U；

S304、CPU通过接收的功率管电压U及手机内部设定的功率管最大耗散功率P，计算出电流级别A=FLOOR（P/U/50）；

S305、CPU将设置充电电流指令及充电电流数据发送至充电电流控制电路；

S306、CPU向充电电流检测电路发送检测充电电流指令并接收充电电流数据；

S307、CPU判断电流是否异常，如果异常执行S308，不异常执行S303；

S308、CPU通过内部指令暂停充电。

步骤S304中的FLOOR是取整函数，取小于或等于目标值的最大整数，充电电流I=50A，其中A为1到20的整数，I 的取值范围是50到1000，单位mA，调整级别为50mA。

图4是充电电流控制模块的控制程序流程示意图，充电电流控制电路控制程序，其步骤如下：

S401、是否收到CPU充电电流控制指令，接收指令，则执行S402，否则执行S401；

S402、接收CPU设置充电电流数据，并通过控制功率管基极电流调整充电电流大小，执行S401。

图5是充电电流检测模块的控制程序流程示意图，充电电流检测电路的控制程序，其步骤如下：

S501、充电电流检测命令是否到达，有命令到达，则执行S502，否则执行S501；

S502、通过充电电流检测电路检测充电电流，并将数据传送至处理器，然后执行S501。

尽管本发明通过具体实施例对怎样降低功率管耗散功率电路及充电方法作出了清晰而完整的描述，但是本发明不仅仅限于所述实施例，并且对本领域的技术人员来说，基于本发明而作出的所有的改进和选择，是可能发生的并且都包括在本发明之中。

Claims (7)

1.一种手机充电控制电路，包括依次相互连接的功率管及电池，且功率管外接充电器，其特征在于：在所述的功率管的输入端和输出端连接有功率管电压检测电路，电压检测电路包括充电电压检测电路和电池电压检测电路，在功率管的输入端连接有充电电压检测电路，在功率管的输出端连接有电池电压检测电路，在电池的输入端连接有充电电流检测电路，充电电流检测电路的输出端连接CPU，CPU的输出端连接充电电流控制电路后连接到功率管的输入端，充电电压检测电路和电池电压检测电路的输出端接CPU的输入端。

2.一种利用权利要求1所述的手机充电控制电路的手机充电控制方法，其步骤如下：

步骤1、首先当手机判断有充电器插入后，对是否满足充电条件进行判断，

当充电电压小于手机内部设定的最大充电电压时，进入步骤2；

当电池电压小于手机内部设定的电池饱和电压时，进入步骤2；

步骤2、通过功率管电压检测电路检测功率管电压，并通过预先设定的功率管最大耗散功率P，计算出对应的充电电流级别A=FLOOR(P/U/50)，确定充电电流，然后进入步骤3；

步骤3、处理器CPU通过充电电流控制电路设置充电电流I，并通过充电电流检测电路检测充电电流I，因为P=UI，所以通过检测功率管电压U和调整充电电流I，完成对耗散功率P的控制。

3.根据权利要求2所述的手机充电控制方法，其特征在于：所述的手机充电控制方法，包括功率管电压检测模块、处理器CPU模块、充电电流控制模块、充电电流检测模块，其中功率管电压检测模块由充电电压检测子模块和电池电压检测子模块构成。

4.根据权利要求3所述的手机充电控制方法，其特征在于，所述的功率管电压检测模块的步骤如下：

S201、判断CPU指令是否到达，判断CPU是否从功率管检测电路读取数据，收到读取的指令则执行S202，否则继续执行S201；

S202、充电电压检测电路检测充电电压M，将其发送给处理器CPU； 

S203、电池电压检测子电路检测电池电压N，将其发送给处理器；

S204、功率管电压检测电路计算功率管电压U=M-N，并将数据传至处理器处理。

5.根据权利要求4所述的手机充电控制方法，其特征在于，所述的CPU的主控制程序的步骤如下：

S301、判断是否有充电器插入,如果有则执行S302，否则执行S301；

S302、处理器通过接收充电电压M和电池电压N，并分别判断M是否小于手机设置的最大充电电压，N是否小于电池饱和电压，如果上述均成立，则执行S303，否则执行S301；

S303、CPU向功率管电压检测电路发送读取数值命令，并读取功率管电压数值U；

S304、CPU通过接收的功率管电压U及手机内部设定的功率管最大耗散功率P，计算出电流级别A=FLOOR（P/U/50）；

S305、CPU将设置充电电流指令及充电电流数据发送至充电电流控制电路；

S306、CPU向充电电流检测电路发送检测充电电流指令并接收充电电流数据；

S307、CPU判断电流是否异常，如果异常执行S308，不异常执行S303；

S308、CPU通过内部指令暂停充电。

6.根据权利要求5所述的手机充电控制方法，其特征在于，所述的充电电流控制电路控制程序，其步骤如下：

S401、是否收到CPU充电电流控制指令，接收指令，则执行S402，否则执行S401；

S402、接收CPU设置充电电流数据，并通过控制功率管基极电流调整充电电流大小，执行S401。

7.根据权利要求6所述的手机充电控制方法，其特征在于，所述的充电电流检测电路的控制程序，其步骤如下：

S501、充电电流检测命令是否到达，有命令到达，则执行S502，否则执行S501；

S502、通过充电电流检测电路检测充电电流，并将数据传送至处理器，然后执行S501。

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