CN104659867A - 电源装置及调变便携式装置的电源装置充电电流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式装置的电源装置以及一种调变便携式装置的电源装置充电电流的方法。便携式装置的电源装置在充电的过程中，由电源装置的控制单元或固件依据随时测得的充电电流值以及充电电压值的变化，以逐步调升充电电流值的方式，使电源装置可以在不过度汲取充电器的电流而造成充电电压过低的安全条件下，正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而让不同的充电器均可对电源装置以充电效能优化的方式进行充电。

Description

电源装置及调变便携式装置的电源装置充电电流的方法

技术领域

本发明涉及一种充电控制方法以及电源装置，特别是有关一种依据充电器的充电能力自动调变便携式装置的电源装置充电电流的充电控制方法以及电源装置。

背景技术

目前便携式装置的充电方式，例如平板计算机、移动电话或移动电源装置，都是以定电压电流的方式充电。由于过去便携式装置的电池容量较小，其所配合的充电器的额定充电电流也较小。随着便携式装置的电池容量加大，随其附的充电器的额定充电电流也随之加大。因此市面上即有许许多多可提供大电流（如1500毫安、2000毫安甚至更大）或是小电流（如1000毫安以下）的充电器。这些充电器除了可对各自的平板计算机、移动电话等进行充电外，由于连接接口的一致（例如目前多以USB、Micro USB或mini USB等规格作为连接器），因此常常也可以拿来连接其他便携式装置的电源装置，以对所述电源装置充电，例如对移动电源充电。

目前每一种便携式装置的电源装置都有其可接受的最大充电电流，而每一个充电器也有其可提供的最大充电电流。由于电源装置在充电时，会尽可能对充电器汲取电源装置所需的充电电流（直到充电器可提供的最大充电电流）。当充电器可提供的最大充电电流不小于电源装置可接受的最大充电电流时，充电器足以以电源装置可接受的最大充电电流来对电源装置充电。然而当充电器可提供的最大充电电流小于电源装置的最大充电电流，也就是说电源装置搭配了不足安培数的充电器时（例如电源装置的最大充电电流是2安培，而充电器仅能提供1安培的最大充电电流），可能发生电源装置会不断尝试自充电器提取高于充电器可提供的大电流，而使得充电器因其自身的保护机制而间歇性地停止充电。这整个过程即造成充电过程的不稳定。在某些情况下，充电器甚至被迫以超规的方式提供电流给电源装置，虽然充电器仍可提供超规的充电电流，但对充电器而言，提供这样的电流量已经超出其内部的硬件元件、线路原先设计的安全规范，长期使用下来容易产生充电器硬件的损坏甚至发生危险。

发明内容

有鉴于此，为改善上述缺点，本发明公开了一种调变便携式装置的电源装置充电电流的方法，以及应用这个方法的电源装置。

依据本发明的其中一种实施方式，本发明公开了一种调变便携式装置的电源装置充电电流的方法，由充电器对电源装置充电。所述方法包含有：在所述充电器对所述电源装置充电时，侦测所述电源装置的充电电压值以及充电电流值，并判断所述充电电压值是否大于预定电压值；当所述充电电压值大于所述预定电压值，且所述充电电流值尚未达到最大电流值时，将所述充电电流值增加一个增加量；当所述充电电压值小于所述预定电压值时，将所述充电电流值减少所述增加量，并以更新后的所述充电电流值对所述电源装置充电；以及当所述充电电压值大于所述预定电压值，且所述充电电流值达到所述最大电流值时，以所述充电电流值对所述电源装置充电。

在本发明的实施方式中，其中所述方法进一步包含步骤：设定起始电流值，且在所述充电器连接上所述电源装置时，所述充电器以所述起始电流值开始对所述电源装置充电。

在本发明的实施方式中，其中所述方法的侦测所述电源装置的所述充电电压值以及所述充电电流值为侦测所述电源装置端的所述充电电压值以及所述充电电流值。

在本发明的实施方式中，其中所述方法进一步包含步骤：在将所述充电电流值增加所述增加量后，停止侦测所述电源装置的所述充电电压值以及所述充电电流值一段预定时间。

依据本发明其中另一种实施方式，本发明另外公开了一种电源装置，包含有充电连接端、储能单元以及控制单元。所述充电连接端用来连接充电器，所述储能单元用来在所述充电连接端连接上所述充电器后储存电能。所述控制单元连接所述充电连接端以及所述储能单元之间，所述控制单元用来侦测充电电压值以及充电电流值、用来当所述充电电压值大于预定电压值且所述充电电流值尚未达到最大电流值时，将所述充电电流值增加一个增加量、用来当所述充电电压值小于所述预定电压值时，将所述充电电流值减少所述增加量并以更新后的所述充电电流值对所述储能单元充电、以及用来当所述充电电压值大于所述预定电压值且所述充电电流值达到所述最大电流值时，以所述充电电流值对所述储能单元充电。

在本发明的实施方式中，其中在所述充电器连接上所述充电连接端时，所述电源装置以起始电流值开始被所述充电器充电，且所述起始电流值是1安培。

在本发明的实施方式中，其中所述充电电压值以及所述充电电流值由所述充电连接端所侦测得。

在本发明的实施方式中，其中所述控制单元另用来在将所述充电电流值增加所述增加量后，停止侦测所述充电电压值以及所述充电电流值一段预定时间。

在本发明的实施方式中，其中所述增加量是20毫安、50毫安、100毫安及200毫安其中之一。

本发明所公开的调变便携式装置的电源装置充电电流的方法以及应用这个方法的电源装置，可以让电源装置正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而在安全的使用条件下，让不同的充电器均对电源装置以充电效能优化的方式对电源装置充电。并且，如移动电源、平板计算机等电源装置容量较大的便携式装置，确保在充电时可以获得优化的充电方式，以尽可能地缩短充电时间。

附图说明

图1是本发明在电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法的流程示意图。

图2是应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。

图3是应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。

其中，附图标记说明如下：

10        电源装置

11        充电连接端

12        储能单元

13        控制单元

20        充电器

21        输出端

100       方法

110～170  步骤

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「包含」是一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」或「连接」一词在此包含任何直接及间接的电气或结构连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接/连接一第二装置，则代表所述第一装置可直接电气/结构连接所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气/结构连接至所述第二装置。

请参考图1，图1是本发明在携带式装置的电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法100的流程示意图。其中携带式装置可以是笔记本电脑、平板计算机、移动电话、智能型手表等穿戴式装置或移动电源装置。调变电源装置充电电流的方法100的步骤如下：

步骤110：在一个电源装置中设定一个起始电流值；

步骤120：在一个充电器对所述电源装置充电时，侦测所述电源装置的一个充电电压值以及一个充电电流值，并判断所述充电电压值是否大于预定电压值，若是，则执行步骤130，若否，则执行步骤150；

步骤130：判断所述充电电流值是否达到一个最大电流值，并当所述充电电流值达到所述最大电流值时，执行步骤170；若所述充电电流值尚未达到所述最大电流值，则执行步骤140；

步骤140：将所述充电电流值增加一个增加量，接着执行步骤160；

步骤150：当所述充电电压值小于所述预定电压值时，将所述充电电流值减少所述增加量，并执行步骤170；

步骤160：停止侦测所述电源装置的所述充电电压值以及所述充电电流值一段预定时间后，执行步骤120；

步骤170：以更新后的所述充电电流值或所述最大电流值对所述电源装置充电。

请配合参考图2，图2是应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。在图2中，电源装置10包含有一个充电连接端11、一个储能单元12以及连接在充电连接端11以及储能单元12之间的一个控制单元13。充电器20则连接充电连接端11以对电源装置10充电。充电连接端11可以使用通用序列端口（universal serial bus,USB）作为连接器（包含了USB、Micro USB或mini USB等），而USB常用的充电电压是5V±5%，也就是4.75伏特～5.25伏特之间。此外，充电端11也可采用其他常用的连接接口规范，并有对应符合该规范的充电电压范围。储能单元12是充电电池，可以采用18650电池、锂离子电池、锂聚合物电池等作为主要的储能单元。

在充电器20连接上电源装置10的充电连接端11后，即可对电源装置10充电。其中电源装置10由内部的控制单元13或固件先行设定在电源装置10连接上充电器20时开始充电的起始电流值（步骤110），每当充电器20连接电源装置10后，电源装置10即以所述起始电流值开始自充电器20汲取电流，其中参考一般充电器20可供应的额定电流以及电源装置10的充电电流，起始电流值优选地可以设定为0.5安培或1安培(A)，然后依序增加充电电流（如步骤140）。然而起始电流值也可以设定为0安培，直接由零电流开始，然后在步骤140中逐步增加充电电流值。

在事先由控制单元13或固件决定好起始电流值后，接着在充电器20连接上充电连接端11以对电源装置10充电时，控制单元13会实时侦测电源装置10在充电连接端11的一个充电电压值以及一个充电电流值（步骤120），而所述充电电压值以及所述充电电流值反应了充电器20目前输出的充电电压以及充电电流的状态。特别要说明的是，步骤120侦测的是电源装置10的充电连接端11的数据，与充电器20的输出端21所输出的充电电压以及充电电流不必然相同，原因是充电器20与电源装置10之间的连接线与充电器本身存在电阻，因此在取得充电器20可用的最大电流时，以电源装置10端的充电电流以及充电电压来判断，可以将连接线以及充电器本身造成的压降一并考虑进来。因此，在步骤120中即判断电源装置10的所述充电电压值是否大于一个预定电压值（步骤120），例如若充电连接端11使用如前所述的USB端口，则USB端口的充放电电压范围应在4.75伏特～5.25伏特之间，也就是所述充电电压值必须控制在4.75伏特以上（电源装置10端），才能在符合USB规范下进行充电的动作。而此处的所述预定电压值即可设为4.75伏特。

当所述充电电压值大于所述预定电压值时，即接着判断所述充电电流值是否达到电源装置10可接受的最大电流值（步骤130），即最大充电电流。在初始充电阶段，所述充电电流值是步骤110所设的所述起始电流值，并未达到所述最大电流值，因此执行步骤140以将所述充电电流值增加一个增加量，也就是说电源装置10以较大的充电电流值自充电器20汲取电流，其中所述增加量取决于电源装置10的充电IC、线路的设计而可以是20毫安、50毫安、100毫安和200毫安其中之一或其他数值。

请一并参考图3，图3是应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。由于充电器20通常是固定功率充电，充电电流与充电电压的乘积是固定的。因此当步骤140中增加所述充电电流值时，同时所述充电电压值（相当于充电器20的供电电压）也随之下降。而控制单元13也随时侦测所述充电电流值以及所述充电电压值的变化（步骤120）。实际上，充电回路的电流变化伴随着电压变化，而会有短暂的不稳定状态，因此当增加了充电电流值（步骤140）之后，随着充电电压值短暂地跳动变化时，控制单元13停止侦测所述充电电流值以及所述充电电压值一段预定时间（例如数秒钟）（步骤160），待充电电压值维持稳定后，再取得当下的充电电流值以及充电电压值，并继续步骤120的判断。

在充电电流值一步步增加（步骤140），而充电电压值一步步下降的过程中，接着会有两种情况。其一是充电电压值降低到低于所述预定电压值。以前述实施方式为例，也就是当所述充电电压值在步骤140调升该次充电电流值后，下降至低于4.75伏特，已超出USB的规范。此时控制单元13减少所述充电电流值至尚未增加最后一个增加量前的充电电流值（步骤150）。由于前次所述充电电流值所对应的充电电压值尚未低于所述预定电压值，因此所述充电电流值即为充电器20可提供的最大充电电流值。接着即以步骤150所更新的最后的充电电流值对电源装置10充电（步骤170）。

其二是当执行上述方法的过程中，在步骤140持续增加充电电流值的过程中，控制单元13所侦测到的充电电压值均未低于所述预定电压值，直到所述充电电流值达到所述最大电流值（步骤130）。此时即表示充电器20可提供电源装置10所需的最大充电电流，因此控制单元13即以所述最大电流值作为所述充电电流值由充电器20汲取电流充电（步骤170）。

由上述的实施方式可知，本发明所公开的可自动调变携带式装置的电源装置充电电流的方法由电源装置的控制单元或固件依据随时测得的充电电流值以及充电电压值的变化，以逐步调升充电电流值的方式，使电源装置可以在不过度汲取充电器的电流而造成充电电压过低的安全条件下，正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而让不同的充电器均可对电源装置以充电效能优化的方式对电源装置充电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调变便携式装置的电源装置充电电流的方法，由充电器对电源装置充电，所述方法包含有：

在所述充电器对所述电源装置充电时，侦测所述电源装置的充电电压值以及充电电流值，并判断所述充电电压值是否大于预定电压值；

当所述充电电压值大于所述预定电压值，且所述充电电流值尚未达到最大电流值时，将所述充电电流值增加一个增加量；

当所述充电电压值小于所述预定电压值时，将所述充电电流值减少所述增加量，并以更新后的所述充电电流值对所述电源装置充电；以及

当所述充电电压值大于所述预定电压值，且所述充电电流值达到所述最大电流值时，以所述充电电流值对所述电源装置充电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含步骤：设定起始电流值，且在所述充电器连接上所述电源装置时，所述充电器以所述起始电流值开始对所述电源装置充电。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中侦测所述电源装置的所述充电电压值以及所述充电电流值为侦测所述电源装置端的充电电压值以及充电电流值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含步骤：在将所述充电电流值增加所述增加量后，停止侦测所述电源装置的所述充电电压值以及所述充电电流值一段预定时间。

5.一种电源装置，包含有：

充电连接端，用来连接充电器；

储能单元，用来在所述充电连接端连接上所述充电器后储存电能；以及

控制单元，连接所述充电连接端以及所述储能单元之间，所述控制单元用来侦测充电电压值以及充电电流值、用来当所述充电电压值大于预定电压值且所述充电电流值尚未达到最大电流值时，将所述充电电流值增加一个增加量、用来当所述充电电压值小于所述预定电压值时，将所述充电电流值减少所述增加量并以更新后的所述充电电流值对所述储能单元充电、以及用来当所述充电电压值大于所述预定电压值且所述充电电流值达到所述最大电流值时，以所述充电电流值对所述储能单元充电。

6.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，其中在所述充电器连接上所述充电连接端时，所述电源装置以起始电流值开始被所述充电器充电。

7.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，其中所述起始电流值是1安培。

8.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，其中所述充电电压值以及所述充电电流值由所述充电连接端所侦测得。

9.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，其中所述控制单元另用来在将所述充电电流值增加所述增加量后，停止侦测所述充电电压值以及所述充电电流值一段预定时间。

10.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，其中所述增加量是20毫安、50毫安、100毫安及200毫安其中之一。