CN103683387A - 充电器、充电方法、装置和控制芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电器、充电方法、装置和控制芯片，属于供电技术领域。所述充电器包括：控制芯片以及与所述控制芯片电性相连的整流电路；所述控制芯片，用于获取电池的电池电压，根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号；所述整流电路，用于根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。本公开通过控制芯片获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，通过整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

Description

充电器、充电方法、装置和控制芯片

技术领域

本公开涉及供电技术领域，特别涉及一种充电器、充电方法、装置和控制芯片。

背景技术

随着手机、平板电脑等电子设备的爆炸式增长，其功能在满足用户各类需求的同时，对这些电子设备的电池的续航时间也有了新的要求。研发人员通过扩大电池容量来增加电池的续航时间，但在电池容量扩大的情况下，电池的充电时间也会相应增加。

研发人员为了缩短电池的充电时间，通常通过提高充电电压来实现。以手机为例，正常情况下手机电池的充电电压为恒定5V。由欧姆定律可知：在充电电路的电阻不变的情况下，通过提高充电电压可以增大充电电流，而充电电流增大之后，充电时间将会缩短。因此，研发人员将5V的充电电压提高至9V左右，以此来缩短充电时间。

发明人在实现本公开的过程中，发现上述方式至少存在如下缺陷：由于充电器的充电效率的计算方法为输入功率除以输出功率，也即充电效率y=（电池电压U_电池×充电电流I）/（充电电压U_充电×充电电流I）=U_电池/U_充电，所以当充电电压U_充电增大时，充电效率y会相应减小。另外，当充电效率y减小时，充电电路的发热损耗就会增大。由此可见，上述充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题。

发明内容

为了解决上述充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题，本公开实施例提供了一种充电器、充电方法、装置和控制芯片。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种充电器，所述充电器包括：控制芯片以及与所述控制芯片电性相连的整流电路；

所述控制芯片，用于获取电池的电池电压，根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号；

所述整流电路，用于根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。

在第一种可能的实施方式中，所述整流电路包括：变压器、选择开关和桥式整流电路；

所述变压器的初级线圈与所述输入电源相连，所述变压器的次级线圈的一端与所述桥式整流电路的一个输入端电性相连，所述变压器的次级线圈的另一端通过所述选择开关与所述桥式整流电路的另一个输入端电性相连；

所述选择开关包括控制端、主接入端和至少2个可选接入端，所述控制端与所述控制芯片电性相连，所述主接入端与所述桥式整流电路的另一个输入端电性相连，所述至少2个可选接入端分别与所述次级线圈的不同匝数的线圈电性相连；

所述选择开关，用于根据所述控制端接收到的所述控制信号将所述主接入端与所述至少2个可选接入端中的一个可选接入端电性相连。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，

所述控制芯片，用于在所述期望充电效率为预定值时，将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；或者，

所述控制芯片，用于在所述期望充电效率为预定范围时，根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

第二方面，提供了一种充电方法，用于如第一方面所述的控制芯片中，所述方法包括：

获取电池的电池电压；

根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

在第二方面的第一种可能的实施方式中，所述根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，包括：

若所述期望充电效率为预定值，则将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；

或者，

若所述期望充电效率为预定范围，则根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压，包括：

若所述预定策略为充电时间优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将所述电池电压与所述最小的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

若所述预定策略为充电效率优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将所述电池电压与所述最大的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

若所述预定策略为权重优化策略，则根据获取到的所述电池电压，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将所述期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率乘以所述充电时间所占的权重a与所述期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率乘以所述充电效率所占的权重b相加得到所述期望充电效率；将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到所述期望充电电压；其中，所述预定对应关系为不同的所述电池电压与不同的所述充电时间所占的权重a以及所述充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

第三方面，提供了一种充电装置，用于如第一方面所述的控制芯片中，所述装置包括：

电压获取模块，用于获取电池的电池电压；

信号生成模块，用于根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

在第三方面的第一种可能的实施方式中，所述信号生成模块，包括：第一计算单元和信号生成单元；或者，第二计算单元和所述信号生成单元；

所述第一计算单元，用于若所述期望充电效率为预定值，则将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；所述信号生成单元，用于根据所述期望充电电压产生所述控制信号；

或者，

所述第二计算单元，用于若所述期望充电效率为预定范围，则根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；所述信号生成单元，用于根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述第二计算单元，包括：时间优先子单元；和/或，效率优先子单元；和/或，权重优化子单元；

所述时间优先子单元，用于若所述预定策略为充电时间优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将所述电池电压与所述最小的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

所述效率优先子单元，用于若所述预定策略为充电效率优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将所述电池电压与所述最大的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

所述权重优化子单元，用于若所述预定策略为权重优化策略，则根据获取到的所述电池电压，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将所述期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率乘以所述充电时间所占的权重a与所述期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率乘以所述充电效率所占的权重b相加得到所述期望充电效率；将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到所述期望充电电压；其中，所述预定对应关系为不同的所述电池电压与不同的所述充电时间所占的权重a以及所述充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

第四方面，提供了一种控制芯片，所述控制芯片包括：

一个或多个控制器；

存储器；和

一个或多个模块，所述一个或多个模块存储于所述存储器中并被配置成由所述一个或多个控制器执行，所述一个或多个模块具有如下功能：

获取电池的电池电压；

根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

本公开实施例提供的技术方案的一些有益效果可以包括：

通过控制芯片获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，通过整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例，下面将对实施例描述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公开的一些实施例，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他的附图。

图1是本公开一个实施例提供的充电器的示例性结构示意图；

图2A是本公开另一实施例提供的充电器的示例性结构示意图；

图2B是本公开一个实施例提供的充电器所涉及的整流电路的示例性结构示意图；

图3是本公开一个实施例提供的充电方法的示例性方法流程图；

图4是本公开另一实施例提供的充电方法的示例性方法流程图；

图5是本公开一个实施例提供的充电装置的示例性结构方框图；

图6是本公开另一实施例提供的充电装置的示例性结构方框图；

图7是本公开各个实施例中所涉及的控制芯片的示例性结构示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。

请参考图1，其示出了本公开一个实施例提供的充电器的示例性结构示意图，该充电器10包括：控制芯片110以及与控制芯片110电性相连的整流电路120。

控制芯片110，用于获取电池20的电池电压，根据电池电压和期望充电效率产生控制信号。

整流电路120，用于根据控制信号将输入电源30的电源电压转换为充电电压后输出。

综上所述，本实施例提供的充电器，通过控制芯片获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，通过整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

请参考图2A，其示出了本公开另一实施例提供的充电器的示例性结构示意图，该充电器10包括：控制芯片110以及与控制芯片110电性相连的整流电路120。

控制芯片110，用于获取电池20的电池电压。

控制芯片110可以采用带有ADC（一种将模拟信号转换为数字信号的转换器）检测接口的单片机，该控制芯片110通过ADC检测接口与电池20相连。ADC检测接口采集得到电池电压的模拟量之后，通过AD转换将该模拟量转换为数字量，将电池电压的数字量传送给控制芯片110中的控制器进行计算。

控制芯片110，还用于根据电池电压和期望充电效率产生控制信号。

假设期望充电效率为y₀、期望充电电压为U₀，由充电效率y=U_电池/U_充电可知，U₀=U_电池/y₀。控制芯片110根据电池电压U_电池和期望充电效率y₀计算出期望充电电压U₀，之后控制芯片110产生与计算得到的期望充电电压U₀相对应的控制信号。

具体来讲，控制芯片110根据电池电压U_电池和期望充电效率y₀产生控制信号有如下两种可能的实现方式：

在第一种可能的实现方式中，控制芯片110用于在期望充电效率y₀为预定值时，将电池电压U_电池与期望充电效率y₀相除得到期望充电电压U₀；根据期望充电电压U₀产生控制信号。

当期望充电效率y₀为预定值时，由公式U₀=U_电池/y₀可知，将电池电压U_{电 池}与期望充电效率y₀相除可以直接得到期望充电电压U₀。比如，当获取到的电池电压U_电池=3.3V，且期望充电效率y₀=66%时，期望充电电压U₀=U_电池/y₀=3.3/0.66=5V。

另外，当期望充电效率y₀为预定值时，该预定值可以是在时域上的某一固定值，也可以是在时域上变化的值。

在第二种可能的实现方式中，控制芯片110用于在期望充电效率y₀为预定范围时，根据电池电压U_电池、期望充电效率y₀和预定策略得到期望充电电压U₀；根据期望充电电压U₀产生控制信号。

预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

具体地，当预定策略为充电时间优先策略时，在期望充电效率y₀的预定范围内选取最小的期望充电效率y_0min；将电池电压U_电池与最小的期望充电效率y_0min相除得到期望充电电压U₀。

当预定策略为充电时间优先策略时，需要控制充电电压U₀尽可能的大，所以在期望充电效率y₀的预定范围内选取最小的期望充电效率y_0min。假设获取到的电池电压U_电池=3.3V，期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为充电时间优先策略的情况下，期望充电电压U₀=U_电池/y_0min=3.3/0.5=6.6V。

当预定策略为充电效率优先策略时，在期望充电效率y₀的预定范围内选取最大的期望充电效率y_0max；将电池电压U_电池与最大的期望充电效率y_0max相除得到期望充电电压U₀。

当预定策略为充电效率优先策略时，需要控制充电电压U₀尽可能的小，所以在期望充电效率y₀的预定范围内选取最大的期望充电效率y_0max。仍然假设获取到的电池电压U_电池=3.3V，期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为充电时间优先策略的情况下，期望充电电压U₀=U电池/y_0max=3.3/0.7=4.7V。

当预定策略为权重优化策略时，根据获取到的电池电压U_电池，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率y_0min乘以充电时间所占的权重a与期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率y_0max乘以充电效率所占的权重b相加得到期望充电效率y₀；将电池电压U_电池与期望充电效率y₀相除得到期望充电电压U₀。其中，预定对应关系为不同的电池电压U_电池与不同的充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

权重优化策略是指充电过程既要考虑将充电时间尽可能地缩短，又要考虑将充电效率尽可能地提高。上述预定对应关系可以根据不同的电池电压U_电池，在权衡充电时间以及充电效率的情况下预先设定。在本实施例中，假设电池电压U_电池=3.3V所对应的充电时间所占权重a=0.6，充电效率所占权重b=0.4。仍然假设期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为权重优化策略的情况下，期望充电电压U₀=U_电池/y₀=U_电池/（y_0min×a+y_0max×b）=3.3/（0.5×0.6+0.7×0.4）=5.7V。

需要说明的是，上述实施例中提供的权重优化策略仅仅是一种实现方式，通过分配充电时间以及充电效率各自所占的权重计算期望充电效率，其它所有能够在缩短充电时间的前提下尽可能地提高充电效率的实现方式也均属于权重优化策略。

控制芯片110计算得到期望充电电压U₀之后，根据期望充电电压U₀产生控制信号，并将该控制信号发送给整流电路120。

整流电路120，用于根据控制信号将输入电源30的电源电压转换为充电电压后输出。

如图2B所示，整流电路120包括：变压器T、选择开关K和桥式整流电路。

变压器T的初级线圈L1与输入电源30相连，变压器T的次级线圈L2的一端与桥式整流电路的一个输入端S₁电性相连，变压器T的次级线圈L2的另一端通过选择开关K与桥式整流电路的另一个输入端S₂电性相连。

由于输入电源30通常为居民用标准电压220V，所以变压器T用于将输入电源30的电源电压降压输出为交流的充电电压。

选择开关K包括控制端c、主接入端m和至少2个可选接入端n，控制端c与控制芯片110电性相连，主接入端m与桥式整流电路的另一个输入端S₂电性相连，至少2个可选接入端n分别与次级线圈L2的不同匝数的线圈电性相连。

选择开关K，用于根据控制端c接收到的控制信号将主接入端m与至少2个可选接入端n中的一个可选接入端n电性相连。

控制芯片110发送的控制信号控制选择开关K选择不同匝数的次级线圈L2接入变压器T的输出端，使得变压器T降压输出为不同的充电电压。

桥式整流电路可以是由四个二极管或者晶闸管构成，用于将交流的充电电压转换为直流的充电电压后输出。

需要说明的是，在实际应用中，当整流电路120中的选择开关K为滑动开关时，整流电路120可以输出为与期望充电电压U₀相同的充电电压；当整流电路120中的选择开关K为多路选择开关时，则控制整流电路120输出最接近期望充电电压U₀的充电电压。

另外，本领域技术人员应当清楚，充电器10还可以包括与桥式整流电路电性相连的DC-DC（一种直流变压电路）变换电路，桥式整流电路输出的充电电压经DC-DC变换电路进行稳压或者电流控制之后再输出给电池20。

综上所述，本实施例提供的充电器，通过控制芯片获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，通过整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

本实施例提供的充电器，还提供了充电时间优先策略、充电效率优先策略以及权重优化策略三种不同的预定策略，丰富了控制芯片的控制机制，且当预定策略为权重优化策略时，在尽可能缩短充电时间的情况下将充电效率最大化。

请参考图3，其示出了本公开一个实施例提供的充电方法的示例性方法流程图，该充电方法用于如图1或者图2A所示的充电器的控制芯片中。该充电方法可以包括如下步骤：

在步骤302中，获取电池的电池电压。

在步骤304中，根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。

综上所述，本实施例提供的充电方法，通过获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，该控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

请参考图4，其示出了本公开另一实施例提供的充电方法的示例性方法流程图，该充电方法用于如图1或者图2A所示的充电器的控制芯片中。该充电方法可以包括如下步骤：

在步骤401中，获取电池的电池电压。

控制芯片可以采用带有ADC（一种将模拟信号转换为数字信号的转换器）检测接口的单片机，该控制芯片通过ADC检测接口与电池相连。ADC检测接口采集得到电池电压的模拟量之后，通过AD转换将该模拟量转换为数字量，将电池电压的数字量传送给控制芯片中的控制器进行计算。

在步骤402中，根据电池电压和期望充电效率产生控制信号。

假设期望充电效率为y₀、期望充电电压为U₀，由充电效率y=U_电池/U_充电可知，U₀=U_电池/y₀。控制芯片110根据电池电压U_电池和期望充电效率y₀计算出期望充电电压U₀，之后控制芯片110产生与计算得到的期望充电电压U₀相对应的控制信号。控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。

具体来讲，在第一种可能的实施方式中，若期望充电效率为预定值，则本步骤包括如下几个子步骤：

第一，将电池电压与期望充电效率相除得到期望充电电压。

当期望充电效率y₀为预定值时，由公式U₀=U_电池/y₀可知，将电池电压U_{电 池}与期望充电效率y₀相除可以直接得到期望充电电压U₀。比如，当获取到的电池电压U_电池=3.3V，且期望充电效率y₀=66%时，期望充电电压U₀=U电池/y₀=3.3/0.66=5V。

另外，当期望充电效率y₀为预定值时，该预定值可以是在时域上的某一固定值，也可以是在时域上变化的值。

第二，根据期望充电电压产生控制信号。

在第二种可能的实施方式中，若期望充电效率为预定范围，则本步骤包括如下几个子步骤：

第一，根据电池电压、期望充电效率和预定策略得到期望充电电压。其中，预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

具体地，若预定策略为充电时间优先策略，则在期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将电池电压与最小的期望充电效率相除得到期望充电电压。

当预定策略为充电时间优先策略时，需要控制充电电压U₀尽可能的大，所以在期望充电效率y₀的预定范围内选取最小的期望充电效率y_0min。假设获取到的电池电压U_电池=3.3V，期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为充电时间优先策略的情况下，期望充电电压U₀=U电池/y_0min=3.3/0.5=6.6V。

若预定策略为充电效率优先策略，则在期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将电池电压与最大的期望充电效率相除得到期望充电电压。

当预定策略为充电效率优先策略时，需要控制充电电压U₀尽可能的小，所以在期望充电效率y₀的预定范围内选取最大的期望充电效率y_0max。仍然假设获取到的电池电压U_电池=3.3V，期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为充电时间优先策略的情况下，期望充电电压U₀=U_电池/y_0max=3.3/0.7=4.7V。

若预定策略为权重优化策略，则根据获取到的电池电压U_电池，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率y_0min乘以充电时间所占的权重a与期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率y_0max乘以充电效率所占的权重b相加得到期望充电效率y₀；将电池电压U_电池与期望充电效率y₀相除得到期望充电电压U₀。其中，预定对应关系为不同的电池电压U_电池与不同的充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

权重优化策略是指充电过程既要考虑将充电时间尽可能地缩短，又要考虑将充电效率尽可能地提高。上述预定对应关系可以根据不同的电池电压U_电池，在权衡充电时间以及充电效率的情况下预先设定。在本实施例中，假设电池电压U_电池=3.3V所对应的充电时间所占权重a=0.6，充电效率所占权重b=0.4。仍然假设期望充电效率y₀的预定范围为y₀∈[50%，70%]，则在预定策略为权重优化策略的情况下，期望充电电压U₀=U_电池/y₀=U_电池/（y_0min×a+y_0max×b）=3.3/（0.5×0.6+0.7×0.4）=5.7V。

需要说明的是，上述实施例中提供的权重优化策略仅仅是一种实现方式，通过分配充电时间以及充电效率各自所占的权重计算期望充电效率，其它所有能够在缩短充电时间的前提下尽可能地提高充电效率的实现方式也均属于权重优化策略。

第二，根据期望充电电压产生控制信号。

控制芯片计算得到期望充电电压之后，根据期望充电电压产生控制信号，并将该控制信号发送给整流电路。整流电路用于根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。

综上所述，本实施例提供的充电方法，通过获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，该控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

本实施例提供的充电方法，还提供了充电时间优先策略、充电效率优先策略以及权重优化策略三种不同的预定策略，丰富了控制芯片的控制机制，且当预定策略为权重优化策略时，在尽可能缩短充电时间的情况下将充电效率最大化。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

请参考图5，其示出了本公开一个实施例提供的充电装置的示例性结构方框图，该充电装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为图1或者图2A所示的控制芯片的部分或者全部。该充电装置可以包括：电压获取模块510和信号生成模块520。

电压获取模块510，用于获取电池的电池电压。

信号生成模块520，用于根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

综上所述，本实施例提供的充电装置，通过获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，该控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

请参考图6，其示出了本公开另一实施例提供的充电装置的示例性结构方框图，该充电装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为图1或者图2A所示的控制芯片的部分或者全部。该充电装置可以包括：电压获取模块510和信号生成模块520。

电压获取模块510，用于获取电池的电池电压。

信号生成模块520，用于根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

所述信号生成模块520，包括：第一计算单元520a和信号生成单元520b；或者，第二计算单元520c和信号生成单元520b。

所述第一计算单元520a，用于若所述期望充电效率为预定值，则将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压。

所述信号生成单元520b，用于根据所述期望充电电压产生所述控制信号。

所述第二计算单元520c，用于若所述期望充电效率为预定范围，则根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压。

具体地，所述第二计算单元520c，包括：时间优先子单元520c1；和/或，效率优先子单元520c2；和/或，权重优化子单元520c3。

所述时间优先子单元520c1，用于若所述预定策略为充电时间优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将所述电池电压与所述最小的期望充电效率相除得到所述期望充电电压。

所述效率优先子单元520c2，用于若所述预定策略为充电效率优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将所述电池电压与所述最大的期望充电效率相除得到所述期望充电电压。

所述权重优化子单元520c3，用于若所述预定策略为权重优化策略，则根据获取到的所述电池电压，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将所述期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率乘以所述充电时间所占的权重a与所述期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率乘以所述充电效率所占的权重b相加得到所述期望充电效率；将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到所述期望充电电压；其中，所述预定对应关系为不同的所述电池电压与不同的所述充电时间所占的权重a以及所述充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

综上所述，本实施例提供的充电装置，通过获取电池的电池电压，并根据电池电压和期望充电效率产生控制信号，该控制信号用于输入至整流电路，由整流电路根据控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出；解决了相关充电方式存在充电效率低，损耗较大的问题；达到了提高充电效率，降低损耗，从而避免充电器过热的效果。

本实施例提供的充电装置，还提供了充电时间优先策略、充电效率优先策略以及权重优化策略三种不同的预定策略，丰富了控制芯片的控制机制，且当预定策略为权重优化策略时，在尽可能缩短充电时间的情况下将充电效率最大化。

需要说明的是：上述实施例提供的充电装置和控制芯片在进行充电时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将控制芯片的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的充电装置和控制芯片与充电方法的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

请参考图7，其示出了本公开各个实施例中所涉及的控制芯片的示例性结构示意图。该控制芯片可以用于实施上述实施例中提供的充电方法。

在本实施例中，控制芯片700还包括有存储器710，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器710中，且经配置以由一个或者一个以上控制器720执行所述一个或者一个以上程序，包含用于执行如本公开图3或者图4所示实施例提供的充电方法所涉及的控制芯片中的指令。

此外，根据本公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接RambusRAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

公开的示例性实施例，但是应当注公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本公开的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”（“a”、“an”、“the”）旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电器，其特征在于，所述充电器包括：控制芯片以及与所述控制芯片电性相连的整流电路；

所述控制芯片，用于获取电池的电池电压，根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号；

所述整流电路，用于根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为充电电压后输出。

2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述整流电路包括：变压器、选择开关和桥式整流电路；

所述变压器的初级线圈与所述输入电源相连，所述变压器的次级线圈的一端与所述桥式整流电路的一个输入端电性相连，所述变压器的次级线圈的另一端通过所述选择开关与所述桥式整流电路的另一个输入端电性相连；

所述选择开关包括控制端、主接入端和至少2个可选接入端，所述控制端与所述控制芯片电性相连，所述主接入端与所述桥式整流电路的另一个输入端电性相连，所述至少2个可选接入端分别与所述次级线圈的不同匝数的线圈电性相连；

所述选择开关，用于根据所述控制端接收到的所述控制信号将所述主接入端与所述至少2个可选接入端中的一个可选接入端电性相连。

3.根据权利要求1或2所述的充电器，其特征在于，

所述控制芯片，用于在所述期望充电效率为预定值时，将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；或者，

所述控制芯片，用于在所述期望充电效率为预定范围时，根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

4.一种充电方法，用于如权利要求1所述的控制芯片中，其特征在于，所述方法包括：

获取电池的电池电压；

根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，包括：

若所述期望充电效率为预定值，则将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；

或者，

若所述期望充电效率为预定范围，则根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压，包括：

若所述预定策略为充电时间优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将所述电池电压与所述最小的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

若所述预定策略为充电效率优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将所述电池电压与所述最大的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

若所述预定策略为权重优化策略，则根据获取到的所述电池电压，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将所述期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率乘以所述充电时间所占的权重a与所述期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率乘以所述充电效率所占的权重b相加得到所述期望充电效率；将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到所述期望充电电压；其中，所述预定对应关系为不同的所述电池电压与不同的所述充电时间所占的权重a以及所述充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

7.一种充电装置，用于如权利要求1所述的控制芯片中，其特征在于，所述装置包括：

电压获取模块，用于获取电池的电池电压；

信号生成模块，用于根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号生成模块，包括：第一计算单元和信号生成单元；或者，第二计算单元和所述信号生成单元；

所述第一计算单元，用于若所述期望充电效率为预定值，则将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到期望充电电压；所述信号生成单元，用于根据所述期望充电电压产生所述控制信号；

或者，

所述第二计算单元，用于若所述期望充电效率为预定范围，则根据所述电池电压、所述期望充电效率和预定策略得到期望充电电压；所述信号生成单元，用于根据所述期望充电电压产生所述控制信号；其中，所述预定策略包括充电时间优先策略、充电效率优先策略和权重优化策略中的任一种。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，包括：时间优先子单元；和/或，效率优先子单元；和/或，权重优化子单元；

所述时间优先子单元，用于若所述预定策略为充电时间优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最小的期望充电效率；将所述电池电压与所述最小的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

所述效率优先子单元，用于若所述预定策略为充电效率优先策略，则在所述期望充电效率的预定范围内选取最大的期望充电效率；将所述电池电压与所述最大的期望充电效率相除得到所述期望充电电压；

所述权重优化子单元，用于若所述预定策略为权重优化策略，则根据获取到的所述电池电压，在预定对应关系中查询充电时间所占的权重a以及充电效率所占的权重b；将所述期望充电效率的预定范围内的最小的期望充电效率乘以所述充电时间所占的权重a与所述期望充电效率的预定范围内的最大的期望充电效率乘以所述充电效率所占的权重b相加得到所述期望充电效率；将所述电池电压与所述期望充电效率相除得到所述期望充电电压；其中，所述预定对应关系为不同的所述电池电压与不同的所述充电时间所占的权重a以及所述充电效率所占的权重b之间的对应关系，a+b=1。

10.一种控制芯片，其特征在于，所述控制芯片包括：

一个或多个控制器；

存储器；和

一个或多个模块，所述一个或多个模块存储于所述存储器中并被配置成由所述一个或多个控制器执行，所述一个或多个模块具有如下功能：

获取电池的电池电压；

根据所述电池电压和期望充电效率产生控制信号，所述控制信号用于输入至所述整流电路，由所述整流电路根据所述控制信号将输入电源的电源电压转换为所述充电电压后输出。

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