CN102957193A - 一种充电管理方法、装置和系统 - Google Patents

一种充电管理方法、装置和系统 Download PDF

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刘嘉俊
韩正渭
吴继文
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Abstract

本发明公开了一种充电管理方法、装置和系统,所述方法包括:适配器在接入移动终端时,判断是否检测到移动终端侧下发的快速充电标识符,若是,则基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;否则,基于标准充电模式为所述移动终端充电。本发明实现了在不增加专用充电接口的前提下,既能给特定移动终端进行快速充电,缩短充电时间,又能保证安全的情况下给非特定终端产品充电,极大提高了适配器的通用性。

Description

一种充电管理方法、装置和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种充电管理方法、装置和系统。
背景技术
[0002] 移动终端产品越来越受到消费者的青睐,包括智能手机,UFI类产品,而这两类产品的电池容量也越来越大,智能手机的电池容量大多在2000MAh,而UFI类产品更是在4000MAh以上,不幸的是智能手机等产品的耗电却是越来越大,就是说用户使用很短时间就需要充电。现在主流充电充电电流约为1A,这样需要给2000MAh电池充电需要约2. 5个小时,而4000MAh电池需要4. 5个小时,电池容量还有增加的趋势,这样充电时间会更长,超过 6个小时,用户将会崩溃。然而,如果增大充电电流到3A,这样充电时间将会缩短到50分钟和I. 5小时,至少缩短三分之二的充电时间。要实现3A充电,就要给充电芯片输入5V,3A或者10V,I. 5A。如果选择5V,3A,现在移动终端使用的充电接口是标准MICR0USB接口(数据和充电复用),但是这种接口不能承受3A电流能力,如果再加一个充电接口,增加成本也影响整机的纤薄效果。所以,目前关于实现快速充电,较优的采用10V,1.5A的方案。然而,当移动终端采用10V,I. 5A的充电方案时,其对于适配器的需求也发生变化,即需要一款10V,I. 5A的适配器用以为移动终端充电,但是考虑到接口是通用接口,用户可能会使用这个适配器给别的移动终端充电,而其他移动终端一般是不能承受10V,1.5A适配器,会有烧毁的其他移动终端的严重风险。所以,目前需要一种解决方案,使得支持快速充电的适配器也可以为其他不支持快速充电的移动终端充电。
发明内容
[0003] 本发明提供一种充电管理方法、装置和系统,用以解决现有技术中支持特定充电标准的适配器只能兼容特定设备,进而导致通用性差的问题。
[0004] 为了解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:
[0005] —方面,本发明提供一种充电管理方法,包括:
[0006] 适配器在接入移动终端时,判断是否检测到移动终端侧下发的快速充电标识符,若是,则基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;否则,基于标准充电模式为所述移动终端充电。
[0007] 进一步地,本发明所述方法中,所述快速充电模式为充电参数高于标准充电参数的充电模式;所述快速充电标识符为频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波。
[0008] 另一方面,本发明还提供一种充电管理方法,包括:
[0009] 支持快速充电的移动终端在检测到适配器接入时,向适配器侧发送快速充电标识符,并根据所述适配器提供的电源为电池充电。
[0010] 进一步地,本发明所述方法中,所述移动终端通过USB接口接入所述适配器,并通过将所述快速充电标识符输出到所述USB接口的DP信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。∑ [0011] 进一步地,本发明所述方法中,所述移动终端在所述USB接口有设备接入时,向所述USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测所述USB接口的DM信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入。
[0012] 再者,本发明还提供一种适配器,该适配器支持快速充电,具体包括:
[0013] 标志检测单元,用于在适配器接入移动终端后,检测是否接收到移动终端侧下发的快速充电标识符, 并将检测结果发送至第一主控单元;
[0014] 第一主控单元,用于在所述检测结果为接收到快速充电标识符时,向电压转换单元发送快速充电指示消息;否则,向电压转换单元发送标准充电指示消息;
[0015] 电压转换单元,用于在接收到所述快速充电指示消息时,基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;在接收到所述标准充电指示消息,基于标准充电模式为所述移动终端充电。
[0016] 进一步地,本发明所述适配器中,所述标志检测单元,具体用于在适配器接入移动终端后,检测是否接收到移动终端侧下发的频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波;
[0017] 进一步地,本发明所述适配器中,所述电压转换单元,具体用于在接收到快速充电指示消息时,基于预设的、充电参数高于标准充电参数的的充电模式为所述移动终端充电。
[0018] 进一步地,本发明所述适配器中,所述标志检测单元,还用于在检测到所述快速充电标识符时,将该标识符转化为高电平信号,并将该高电平信号作为接收到所述快速充电标识符的检测结果发送至所述第一主控单元。
[0019] 再者,本发明还提供一种移动终端,所述移动终端支持快速充电,具体包括:
[0020] 第二主控单元,用于在检测到适配器接入时,向电源管理单元发送适配器接入指示消息;
[0021] 电源管理单元,用于在接收到所述适配器指示消息后,向所述适配器发送快速充电标识符;
[0022] 充电单元,用于根据所述适配器提供的电源为电池充电。
[0023] 进一步地,本发明所述移动终端中,所述第二主控单元,具体用于通过将所述快速充电标识符输出到接入所述适配器的USB接口的DP信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。
[0024] 进一步地,本发明所述移动终端中,所述第二主控单元,还用于在所述USB接口有设备接入时,向所述USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测所述USB接口的DM信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入。
[0025] 再者,本发明还提供一种充电管理系统,该系统包括本发明所提供的适配器和移动终端。
[0026] 本发明有益效果如下:
[0027] 本发明所述方法、装置和系统,实现了在不增加专用充电接口的前提下,既能给特定移动终端进行快速充电,大大缩短充电时间(约缩短50%以上),提高产品竞争力,又能保证安全的情况下给非特定终端产品充电,可见提高了适配器的通用性。同时,本发明所述充电管理方式还具有电路设计简约,体积小巧,功能稳定等优点。附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029] 图I为本发明实施例一提供的一种充电管理方法的流程图;
[0030] 图2为本发明实施例二提供的一种充电管理方法的流程图;
[0031] 图3为本发明实施例三提供的一种适配器的结构框图;
[0032] 图4为本发明实施例四提供的一种移动终端的结构框图;
[0033] 图5为本发明实施例五提供的移动终端的结构框图;
[0034] 图6为本发明实施例五提供的适配器的结构框图;
[0035] 图7为本发明实施例五中标志检测单元的电路结构图;
[0036] 图8为本发明实施例五中标志检测电路的各点波形仿真图;
[0037] 图9为本发明实施例五提供的充电管理方法流程图;
[0038] 图10为本发明实施例六提供的一种充电管理系统的结构框图。
具体实施方式
[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0040] 本发明实施例提供一种充电管理方法、装置和系统,用以解决现有技术中支持特定充电标准的适配器只能兼容特定设备,进而导致通用性差的问题。下面通过几个具体实施例对本发明所述技术方案进行展开说明。
[0041] 实施例一
[0042] 如图I所示,本发明实施例提供一种充电管理方法,该方法应用于支持快速充电的适配器侧,具体包括如下步骤:
[0043] 步骤S101,适配器接入移动终端;
[0044] 步骤S102,适配器判断是否检测到移动终端侧下发的快速充电标识符,若是,执行步骤S103 ;否则,执行步骤S104 ;
[0045] 该步骤中,下发快速充电标识符的移动终端是指支持快速充电的移动终端。
[0046] 该步骤中,所述的快速充电标识符优选为周期方波,该周期方波可以是频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波。当然,上述快速充电标识符的具体形式只是众多实现方式中的一种,支持快速充电的移动终端和适配器间可以约定任意形式的标识符形式,只要能够实现通知目的即可,本发明实施例不作具体限定。
[0047] 步骤S103,适配器基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;
[0048] 其中,所述快速充电模式为充电参数高于标准充电参数的充电模式;例如,充电电压为10V、充电电流为I. 5Α的充电模式。
[0049] 步骤S104,适配器基于标准充电模式为所述移动终端充电。[0050] 综上所述,可知本发明实施例所述方法中,适配器通过判断是否检测到快速充电标识符来判断接入的是否是支持快速充电的移动终端,并根据判断结果以不同模式为对应类型的移动终端充电。可见,本发明实施例中,适配器可以可以支持不同类型的充电模式,进而增强了适配器的通用性。
[0051] 实施例二
[0052] 如图2所述,本发明实施例提供一种充电管理方法,该方法应用于支持快速充电的移动终端侧,具体包括如下步骤:
[0053] 步骤S201,支持快速充电的移动终端检测到适配器接入;
[0054] 该步骤中,移动终端通过USB接口接入所述适配器,并通过将所述快速充电标识符输出到所述USB接口的DP (USB数据线的正极)信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。
[0055] 进一步地,该步骤中,移动终端检测是否是适配器接入的方式包括:移动终端在·USB接口有设备接入时,向USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测USB接口的DM(USB数据线的负极)信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入;否则,判定为USB数据线接入。
[0056] 步骤S202,所述移动终端向适配器侧发送快速充电标识符;
[0057] 该步骤中,所述快速充电标识符优选为频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波。
[0058] 步骤S203,所述移动终端根据所述适配器提供的电源为电池充电。
[0059] 综上所述,可知本发明实施例所述方法中,支持快速充电的移动终端在检测到适配器接入时,会自动向适配器发送一个标识符,用以通知适配器自身支持快速充电模式,进而使得可以实现快速充电的适配器为移动终端进行快速充电。
[0060] 实施例三
[0061] 如图3所示,本发明实施例提供一种适配器,该适配器支持快速充电,其具体包括:标志检测单元310、第一主控单元320和电压转换单元330,其中:
[0062] 标志检测单元310,用于在适配器接入移动终端后,检测是否接收到移动终端侧下发的快速充电标识符,并将检测结果发送至第一主控单元320 ;
[0063] 优选地,所述标志检测单元310中,快速充电标识符指频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波;
[0064] 进一步地,所述标志检测单元310,还用于在检测到所述快速充电标识符时,将该标识符转化为高电平信号,并将该高电平信号作为接收到所述快速充电标识符的检测结果发送至第一主控单元320。
[0065] 第一主控单元320,用于在所述检测结果为接收到快速充电标识符时,向电压转换单元330发送快速充电指示消息;否则,向电压转换单元330发送标准充电指示消息;
[0066] 电压转换单元330,用于在接收到所述快速充电指示消息时,基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;在接收到所述标准充电指示消息,基于标准充电模式为所述移动终端充电。
[0067] 优选地,所述电压转换单元中,预设的快速充电模式为充电参数高于标准充电参数的的充电模式。[0068] 综上所述,可知本发明实施例适配器,通过判断是否检测到快速充电标识符来判断接入的是否是支持快速充电的移动终端,并根据判断结果以不同模式为对应类型的移动终端充电。可见,本发明实施例中,适配器可以可以支持不同类型的充电模式,进而增强了适配器的通用性。
[0069] 实施例四
[0070] 如图4所示,本发明实施例提供一种移动终端,该移动终端支持快速充电,具体包括:第二主控单元410、电源管理单元420和充电单元430,其中:
[0071] 第二主控单元410,用于在检测到适配器接入时,向电源管理单元发送适配器接入指示消息;优选地,所述快速充电标识符优选为频率为ΙΟΚΗζ、幅值为3V、占空比为50%的周期方波。 [0072] 电源管理单元420,用于在接收到所述适配器指示消息后,向所述适配器发送快速充电标识符;
[0073] 充电单元430,用于根据所述适配器提供的电源为电池充电。
[0074] 其中,第二主控单元410,具体用于通过将所述快速充电标识符输出到接入适配器的USB接口的DP信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。
[0075] 进一步地,第二主控单元410,还用于在所述USB接口有设备接入时,向所述USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测所述USB接口的DM信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入;否则,判定为USB数据线接入。
[0076] 综上所述,可知本发明实施例所述的支持快速充电的移动终端,在检测到适配器接入时,会自动向适配器发送一个标识符,用以通知适配器自身支持快速充电模式,进而使得可以实现快速充电的适配器为移动终端进行快速充电。
[0077] 实施例五
[0078] 本发明实施例是对实施例一、二所述方法和实施例三、四所述装置的进一步阐述,分别从移动终端侧和适配器侧结合具体实现细节,对本发明提供的技术方案进行进一步详细说明,当然,本实施例中所述的具体实现细节仅用于解释本发明,并不唯一限定本发明,具体涉及如下内容:
[0079] 如图5所示,本发明实施例所述移动终端具体包括:第二主控单元,电源管理单元,充电单元,电池和MICRO USB接口,其中:
[0080] 第二主控单元:在USB数据线(电脑USB接口供电)或者适配器(市电供电)插入MICRO USB接口时,第二主控单元会在USB接口的DP (USB数据线的正极)信号线上加一个固定电压,然后检测DM (USB数据线的负极)信号线上是否也是这个电压,如果是适配器插入,DP、DM间是短接的,所以DP、DM上的电压是相同的。而USB数据线插入,DP、DM间是断开的,这样就可以区别是适配器插入还是USB数据线插入了。当判断出是适配器插入时,第二主控单元控制电源管理单元输出一个频率为ΙΟΚΗζ,幅值约为3V,占空比为50%的周期方波,该周期方波加到DP信号线上,作为适配器的标志检测单元检测信号。
[0081] 充电单元用于给电池充电,其受控于第二主控单元,进行不同电压,电流充电流程。
[0082] 如图6所示,本发明实施例所述适配器具体包括:第一主控单元,标志检测单元,电压转换单元,MICRO USB接口,市电接口,其中:[0083] 标志检测单元,用于检测MICRO USB接口的DP信号线,并把检测到的DP信号线上的周期信号转化为一个高电平的标志信号,提供给第一主控单元。
[0084] 如图7所示,本发明实施例给出了标志检测单元的一种实现方式,其能够把一个IOKHz,幅值约为3V,占空比为50%的周期方波转化约为IV的电平信号。下面结合图8对图7所示检测电路的处理过程进行说明,图8是标志检测电路的各点波形仿真,图中DP为输入波形,Vout为输出波形。标志检测电路具体处理过程如下:输入的周期信号V (dp)经过隔值处理后得到信号V (vb),再将该信号V (vb)进行放大处理后得到信号V (vc),再将该信号V (vc)进行整流处理后得到信号V (vout),并将V (vout)输出。 [0085] 本发明实施例中,对于支持快速充电的终端设备在插入适配器时,才会产生如上所述的周期方波信号,所以在适配器侧设计所述标志检测单元用以告知适配器现在插入的是支持快速充电的终端设备还是不支持快速充电的终端设备,进而指示适配器进行高电压充电还是按照正常方式充电。
[0086] 第一主控单元如果检测到标志检测单元发送的高电平信号后,则控制电压转换单元按着设定的快速充电模式(如10V,I. 5A)为移动终端充电;如果没有检测到所述高电平信号,则控制电压转换单元按着标准充电模式(如5V,I. 5A)为移动终端充电。
[0087] 电压转换单元基于第一主控单元的控制实现220V市电转为为5V或者IOV充电电压;同时,电压转换单元还用于为标志检测单元提供5V供电。
[0088] 市电接口为220V市电输入接口。
[0089] 基于上述原理阐述,下面结合图9详细说明本发明的充电管理过程:
[0090] 本实施例中,将移动终端分成两类,分别为支持快速充电的移动终端和不支持快速充电的移动终端,如图9所示,具体包括:
[0091] 首先移动终端插入适配器或者USB数据线插入,移动终端通过DM、DP是否短接来判断,是适配器插入还是USB数据线插入。如果是USB数据线插入,则进行5V,500MA充电,或进行数据通信。如果是适配器插入,对于支持快速充电的移动终端会在DP信号线上加ΙΟΚΗζ,幅值约为3V,占空比为50%的周期方波;对于不支持快速充电的移动终端则不作处理。
[0092] 适配器侧检测DP信号线上是否存在上述的周期方波,若检测到,适配器获知是为支持快速充电的移动终端充电,则提供10V,I. 5A给该移动终端充电。如果检测不到周期方波,则获知是为不支持快速充电的移动终端充电,不能使用10V,1. 5A给不支持快速充电的移动终端充电,而要使用5V,I. 5A这一标准模式给不支持快速充电的移动终端充电。
[0093] 综上所述,可见本发明提供了一个巧妙的充电管理方法,使得适配器能够识别支持不同充电模式的移动终端,例如,支持快速充电的移动终端,则使用10V,I. 5A(当然,如果充电芯片可以承受更高的电压、电流则适配器的输出可以增加到更高的电压、电流)充电,而如果是其他移动终端插入,则使用5V,I. 5A充电。本发明可以实现使用一根通用数据线,一个适配器和标准MICRO USB接口(还可以使用其他标准USB接口 )使移动终端进行充电和数据传输,更重要的这个适配器可以给支持快速充电的移动终端快速充电,又可以给其他不支持快速充电的移动终端充电。
[0094] 总之,本发明通过简单的电路设计,实现了在不增加专用充电接口的前提下,既能给特定移动终端进行快速充电,大大缩短充电时间(约缩短50%以上),提高产品竞争力,又能保证安全的情况下给非特定终端产品充电。同时,本发明充电管理方式还具有电路设计简约,体积小巧,功能稳定等优点。
[0095] 实施例六
[0096] 如图10所示,本发明实施例还提供一种充电管理系统,该系统包括实施例三所述的适配器,以及实施例四所述的移动终端。
[0097] 该系统中,支持快速充电的移动终端,在检测到适配器接入时,会自动向适配器发送一个标识符,而在适配器侧,通过判断是否检测到快速充电标识符来判断接入的是否是支持快速充电的移动终端,并根据判断结果以不同模式为对应类型的移动终端充电。可见,本发明实施例所述系统实现了在不增加专用充电接口的前提下,既能给特定移动终 端进行快速充电,大大缩短充电时间(约缩短50%以上),提高产品竞争力,又能保证安全的情况下给非特定终端产品充电。同时,本发明充电管理系统还具有电路设计简约,体积小巧,功能稳定等优点。
[0098] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1. 一种充电管理方法,其特征在于,包括: 适配器在接入移动终端时,判断是否检测到移动终端侧下发的快速充电标识符,若是,则基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;否则,基于标准充电模式为所述移动终端充电。
2.如权利要求I所述方法,其特征在于,所述快速充电模式为充电参数高于标准充电参数的充电模式;所述快速充电标识符为频率为lOKHz、幅值为3V、占空比为50%的周期方波。
3. 一种充电管理方法,其特征在于,包括: 支持快速充电的移动终端在检测到适配器接入时,向适配器侧发送快速充电标识符,并根据所述适配器提供的电源为电池充电。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述移动终端通过USB接口接入所述适配器,并通过将所述快速充电标识符输出到所述USB接口的DP信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述移动终端在所述USB接口有设备接入时,向所述USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测所述USB接口的DM信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入。
6. 一种适配器,所述适配器支持快速充电,其特征在于,包括: 标志检测单元,用于在适配器接入移动终端后,检测是否接收到移动终端侧下发的快速充电标识符,并将检测结果发送至第一主控单元; 第一主控单元,用于在所述检测结果为接收到快速充电标识符时,向电压转换单元发送快速充电指示消息;否则,向电压转换单元发送标准充电指示消息; 电压转换单元,用于在接收到所述快速充电指示消息时,基于预设的快速充电模式为所述移动终端充电;在接收到所述标准充电指示消息,基于标准充电模式为所述移动终端充电。
7.如权利要求6所述的适配器,其特征在于, 所述标志检测单元,具体用于在适配器接入移动终端后,检测是否接收到移动终端侧下发的频率为lOKHz、幅值为3V、占空比为50%的周期方波; 所述电压转换单元,具体用于在接收到快速充电指示消息时,基于预设的、充电参数高于标准充电参数的的充电模式为所述移动终端充电。
8.如权利要求7所述的适配器,其特征在于,所述标志检测单元,还用于在检测到所述快速充电标识符时,将该标识符转化为高电平信号,并将该高电平信号作为接收到所述快速充电标识符的检测结果发送至所述第一主控单元。
9. 一种移动终端,所述移动终端支持快速充电,其特征在于,包括: 第二主控单元,用于在检测到适配器接入时,向电源管理单元发送适配器接入指示消息; 电源管理单元,用于在接收到所述适配器指示消息后,向所述适配器发送快速充电标识符; 充电单元,用于根据所述适配器提供的电源为电池充电。
10.如权利要求9所述的移动终端,其特征在于,所述第二主控单元,具体用于通过将所述快速充电标识符输出到接入所述适配器的USB接口的DP信号线上,实现向适配器发送所述快速充电标识符。
11.如权利要求10所述的移动终端,其特征在于,所述第二主控单元,还用于在所述USB接口有设备接入时,向所述USB接口的DP信号线施加一个固定电压,并检测所述USB接口的DM信号线与DP信号线上的电压是否相同,若相同,则判定为适配器接入。
12. 一种充电管理系统,其特征在于,包括权利要求6至8任一项所述的适配器,以及包括权利要求9至11任一项所述的移动终端。
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