CN103633719B - 一种充电系统及其充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电系统及其充电控制方法，包括充电器和移动终端。所述充电器包括：电源接口、充电输出接口、变压器模块、变压器参数设置模块和电流检测模块；所述移动终端包括：充电输入接口、充电模块和充电器检测模块。在充电过程中，由电流检测模块检测充电输出接口的电流，当电流下降超过预设值时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压，通过增加充电电压的方式快速将电池充满。本发明在电池充电过程中，根据电池充电电流的变化自动升高充电电压，实现对电池快速充电。

Description

一种充电系统及其充电控制方法

技术领域

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种充电系统及其充电控制方法。

背景技术

近年来，手机等智能终端发展迅速，基本达到了人手一部的地步。由于智能终端的发展朝向更智能、大屏化，所以就需要智能终端的CPU（centralprocessingunit，中央处理器）处理速度更快，使其功耗较大，而且屏幕大其功耗也大，因此现有智能终端一般采用大容量电池，以此来提高智能终端的续航能力，然而电池容量越大，其充电时间就越长，使用户的使用体验不佳。

现有技术中，移动终端使用的充电器的输出电压是一定，因此，无论移动终端电池的电压是多少，当移动终端连接充电器时能够获取的最大电流都是固定的（最大电流=输出功率/输出电压）。

然而，当电池电压较低时，完全可以升高充电器输出电压，使功率较小的充电器也能快速的对终端电池充电。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进的地方。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种充电系统及其充电控制方法，在充电过程中，能够电池电压变化自动控制充电器输出电压，用以达到小功率充电器输出较大电流的目的。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种充电系统，包括充电器和移动终端；

所述充电器包括：

电源接口；

充电输出接口；

变压器模块，连接电源接口，用于将交流电转换成直流电；

变压器参数设置模块，用于设置变压器模块输出的电压；

电流检测模块，用于检测充电输出接口输出的电流是否下降，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压；

所述移动终端包括：

充电输入接口；

充电模块，用于给移动终端的电池充电；

充电器检测模块，用于检测移动终端与充电器的连接状态，当移动终端与充电器连接时，通知充电模块获取充电器输出的充电电流给电池充电。

所述的充电系统中，所述充电器还包括稳压模块，用于对变压器模块输出的电压进行稳压处理。

所述的充电系统中，所述电流检测模块包括电阻，电流获取单元和电流比较单元；所述电流获取单元用于获取流过所述电阻的电流，并将电流值反馈给电流比较单元；所述电流比较单元，用于比较电流获取单元连续两次反馈的电流值，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。

所述的充电系统中，所述电流检测模块还包括定时器，用于定时触发电流获取单元获取流过电阻的电流。

所述的充电系统中，所述移动终端还包括充电电流设置模块，用于设置充电模块的初始充电电流；

所述充电模块，还用于当充电输出接口输出的充电电流大于所述初始充电电流时，按所述初始充电电流给电池充电。

一种采用所述充电系统的充电控制方法，包括：

A、电源接口连接电源后，由变压器模块将交流电转换成直流电，并由变压器参数设置模块设置变压器模块输出的电压；

B、当充电器检测模块检测移动终端与充电器的连接时，通知充电模块获取充电器输出的充电电流给电池充电；

C、当电流检测模块检测充电输出接口输出的电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。

所述的充电控制方法中，所述步骤A还包括：通过稳压模块对变压器模块输出的电压进行稳压处理。

所述的充电控制方法中，所述步骤C具体包括：

C1、电流获取单元用于获取流过电阻的电流，并将电流值反馈给电流比较单元；

C2、由电流比较单元比较电流获取单元连续两次反馈的电流值，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。

所述的充电控制方法，所述步骤C1还包括：由定时器定时触发电流获取单元获取流过电阻的电流。

所述的充电控制方法中，所述步骤B还包括：

B1、由充电电流设置模块设置充电模块的初始充电电流；

B2、当充电输出接口输出的充电电流大于所述初始充电电流时，充电模块按所述初始充电电流给电池充电

相较于现有技术，本发明提供的一种充电系统及其充电控制方法，包括充电器和移动终端。所述充电器包括：电源接口、充电输出接口、变压器模块、变压器参数设置模块、电流检测模块；所述移动终端包括：充电输入接口、充电模块、充电器检测模块。在开始充电时，充电器接通电源，通过变压器模块将交流电转换成直流电，由变压器参数设置模块设置变压器模块输出的电压，通过充电输出接口输出充电电压和充电电流给移动终端充电。在充电过程中，由电流检测模块检测充电输出接口的电流，当电流下降超过预设值时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出充电电压，从而快速将电池充满。本发明在电池充电过程中，根据电池充电电流的变化自动控制充电器输出较高的电压，对电池快速充电。

附图说明

图1为本发明提供的充电系统中充电器的结构框图。

图2为本发明提供的充电系统中移动终端的结构框图。

图3为本发明提供的充电系统中充电器的输出电流检测模块的结构框图。

图4为本发明提供的充电控制方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种充电系统及其充电控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1和图2，图1为本发明提供的充电系统中充电器的结构框图，图2为本发明提供的充电系统中移动终端的结构框图。

如图1所示，在本发明的充电系统中，其充电器包括：电源接口110、充电输出接口120、变压器模块130、变压器参数设置模块140、电流检测模块150。

其中，所述电源接口110用于和220V市电连接，包括端：火线、零线和地线三个接头。在其它实施例中，所述电源接口110也可仅包括火线和零线两个接头。所述充电输出接口120包括VDD端和GND端，充电器的充电电压和充电电流由VDD端输出给移动终端。

所述变压器模块130连接电源接口110，用于将交流电转换成直流电，而转化的直流电的电压大小，则由变压器参数设置模块140设置变压器模块130的参数来决定。

所述变压器参数设置模块140用于设置变压器模块130输出的电压和电流。该变压器参数设置模块140中包含多套变压器参数，例如可控制变压器模块130将市电220V转换为4V直流电，也可以控制变压器模块130将市电220V转换为4.5V直流电。本实施例中，变压器参数设置模块140中包含三套变压器参数：220V交流电压转换成3.8V直流电、220V交流电压转换成4.0V直流电、220V交流电压转换成4.2V直流电，并且在升高充电器输出的充电电压时，相应降低充电电流，通过增加充电电压的方式对电池快速充电。如充电器输出的充电电压为3.8V，充电电流为1A时，变压器模块130可将充电电压升高为4.0V，而此时输出的充电电流为3.8*1/4.0A。

所述电流检测模块150用于检测充电输出接口120输出的电流是否下降，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块140升高变压器模块130的输出电压，相应降低充电输出接口120输出的充电电流。所述预设范围的预设值为100mA、80mA或者50mA，具体可根据移动终端的硬件配置进行设置。

如图2所示的移动终端包括：充电输入接口210、充电模块220、充电器检测模块230和电池240。所述充电输入接口210、充电器检测模块230、充电模块220和电池240依次连接。

其中，充电输入接口210与充电输出接口120对接，其同样包括VDD端和GND端，充电器输出的充电电压和充电电流从该充电输入接口210输入。本发明中，所述充电输出接口120和充电输入接口210均可采用USB接口。

所述充电模块220用于给移动终端的电池240充电；所述充电器检测模块230用于检测移动终端与充电器的连接状态，其检测方法为：检测充电输入接口210的VDD端的电压是否超过2V，如果是则认为充电器与移动终端连接充电，否则认为充电器未与移动终端连接。当移动终端与充电器连接时，通知充电模块220获取充电器输出的充电电流给电池240充电。

在充电时，充电器中电源接口110连接在220V交流电压上，然后通过与电源接口110连接的变压器模块130将220V交流电转换成3.8V直流电，然后充电器通过充电输出接口120的VDD端向移动终端的充电输入接口210的VDD端供电，此时，移动终端中充电器检测模块230检测到充电输入接口210有充电器接入，向充电模块220发送信号，充电模块220从充电输入接口210的VDD端获取电流，给电池240充电，同时充电器中电流检测模块150周期性检测充电输出接口120的VDD端的输出电流，并在所述输出电流下降超过100mA时，向变压器参数设置模块140发送信号，使变压器参数设置模块140改变变压器参数，升高变压器模块130的输出电压。

进一步的实施例中，所述充电器充电器中，在变压器模块130和电流检测模块150之间还设置有稳压模块160，用于对变压器模块130输出的电压进行稳压处理，可以更好稳定变压器模块130转化后的直流电，用于保护充电设备。

请参阅图3，图3为本发明提供的充电系统中充电器的输出电流检测模块150的结构框图。如图3所示的电流检测模块150包括：电阻R0、电流获取单元151和电流比较单元152，其中，所述电流获取单元151用于周期性获取流过所述电阻R0的电流，并将电流值反馈给电流比较单元152；所述电流比较单元152用于比较电流获取单元151连续两次反馈的电流值，当电流下降超过100mA时，控制变压器参数设置模块140升高变压器模块130的输出电压，相应降低充电电流。

其中，电阻R0为电压采样电阻，电流获取单元151可获取采用电阻两端的压降，然后根据采用电阻的阻值计算得到流过采用电阻的电流，该电流即为充电器输出的充电电流。

为保证电流获取单元151的周期性工作，所述电流检测模块150还包括定时器，用于定时触发电流获取单元151获取流过电阻R0的电流。本实施例中，定时器每5分钟控制电流获取单元151获取一次电流数据。

进一步的实施例中，为了保证移动终端的安全、正常充电，所述移动终端还包括充电电流设置模块250，用于设置充电模块220的初始充电电流；此时，所述充电模块220还用于当充电输入接口210接入的充电电流大于所述初始充电电流时，按所述初始充电电流给电池240充电。

具体的，充电电流设置模块250设置充电模块220的初始电流为1500mA，当充电输入接口210接入的电流大于1500mA时，充电模块220以1500mA的电流给电池240充电；当充电输入接口210接入的电流小于1500mA时，则以充电器输出电流的大小对电池240充电。

本发明还提供一种采用上述充电系统的充电控制方法，请参阅图4，图4为本发明提供的充电控制方法流程图。如图4所示，本发明的充电控制方法包括步骤：

S100、电源接口连接电源后，由变压器模块将交流电转换成直流电，并由变压器参数设置模块设置变压器模块输出的电压；

S200、当充电器检测模块检测移动终端与充电器的连接时，通知充电模块获取充电器输出的充电电流给电池充电；

S300、当电流检测模块检测充电输出接口输出的电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。

为了使充电器的电压稳定，进一步的，所述步骤S100中，还包括：通过稳压模块对变压器模块输出的电压进行稳压处理。其中，本实施例中变压器模块130默认220V交流电转3.8V直流电。

当然，为保证安全为移动终端的电池充电，在进一步的实施时，步骤S200中，还包括：由充电电流设置模块设置充电模块的初始充电电流；当充电输出接口输出的充电电流大于所述初始充电电流时，充电模块按所述初始充电电流给电池充电。这样，则可以保证电池的充电电流不会超过电池的承受范围。

在充电过程中，为对电池的快速充电，步骤S300具体包括：由定时器定时触发电流获取单元获取流过电阻的电流，并将电流值反馈给电流比较单元；由电流比较单元比较电流获取单元连续两次反馈的电流值，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。在本实施例中，定时器每5分钟触发一次电流获取单元获取流过电阻的电流。当然在其它实施例中，也可以实时按照电池的所需充电电流的状态调整充电器的充电电压，使电池实时处于快速充电状态。

以下结合图1、图2和图3对本发明作详细描述。

首先，将充电器的充电输出接口120和移动终端的充电输入接口210连接，然后将电源接口110连接220V交流电，经过变压器模块130转换成3.8V直流电，经过稳压器160的稳压处理后，通过电流检测模块150、充电输出接口的VDD端，输入到移动终端中的充电输入接口210的VDD端。此时充电器检测模块230检测到充电输入接口210有充电器接入并有电流流入，则通知充电模块220获取充电输入接口210的VDD端流入的充电电流，当充电电流的数值大于1500mA时，充电模块220以1500mA的电流给电池240充电，当充电电流小于1500mA时，以充电器输入充电电流的大小为电池240充电。与此同时，充电器中的电流检测模块150周期性检测充电输出接口120VDD端的输出电流，当检测到输出电流下降超过100mA时，通知变压器参数设置模块140控制变压器模块130使用变压器参数为220V交流电压转换成4.0V直流电的变压器参数，从而提高充电器的输出电压，保证对移动终端电池240的快速充电。

综上所述，本发明提供的充电系统及其充电控制方法，本发明在电池充电过程中，根据电池充电电流的变化自动控制充电器输出较高的电压以达到提高输出电压，实现对电池快速充电，达到以小功率充电器对移动终端的电池快速充电，是电子终端充电领域的一大进步。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电系统，其特征在于，包括充电器和移动终端；

所述充电器包括：

电源接口；

充电输出接口；

变压器模块，连接电源接口，用于将交流电转换成直流电；

变压器参数设置模块，用于设置变压器模块输出的电压；

电流检测模块，用于检测充电输出接口输出的电流是否下降，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压；

所述电流检测模块包括电阻，电流获取单元和电流比较单元；所述电流获取单元用于获取流过所述电阻的电流，并将电流值反馈给电流比较单元；所述电流比较单元，用于比较电流获取单元连续两次反馈的电流值，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压；

所述移动终端包括：

充电输入接口；

充电模块，用于给移动终端的电池充电；

充电器检测模块，用于检测移动终端与充电器的连接状态，当移动终端与充电器连接时，通知充电模块获取充电器输出的充电电流给电池充电。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述充电器还包括稳压模块，用于对变压器模块输出的电压进行稳压处理。

3.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述电流检测模块还包括定时器，用于定时触发电流获取单元获取流过电阻的电流。

4.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述移动终端还包括充电电流设置模块，用于设置充电模块的初始充电电流；

所述充电模块，还用于当充电输出接口输出的充电电流大于所述初始充电电流时，按所述初始充电电流给电池充电。

5.一种采用权利要求1所述充电系统的充电控制方法，其特征在于，包括：

A、电源接口连接电源后，由变压器模块将交流电转换成直流电，并由变压器参数设置模块设置变压器模块输出的电压；

B、当充电器检测模块检测移动终端与充电器的连接时，通知充电模块获取充电器输出的充电电流给电池充电；

C、当电流检测模块检测充电输出接口输出的电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压；

所述步骤C具体包括：

C1、电流获取单元获取流过电阻的电流，并将电流值反馈给电流比较单元；

C2、由电流比较单元比较电流获取单元连续两次反馈的电流值，当电流下降超过预设范围时，控制变压器参数设置模块升高变压器模块的输出电压。

6.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述步骤A还包括：通过稳压模块对变压器模块输出的电压进行稳压处理。

7.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述步骤C1还包括：由定时器定时触发电流获取单元获取流过电阻的电流。

8.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

B1、由充电电流设置模块设置充电模块的初始充电电流；

B2、当充电输出接口输出的充电电流大于所述初始充电电流时，充电模块按所述初始充电电流给电池充电。