CN104901387A - 充电装置及用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充电装置及用户设备，该充电装置包括：与电源电连接的输入电路，与所述输入电路电连接的驱动电路，以及用于对负载进行充电的多相BUCK充电处理电路；其中，任意两相BUCK充电处理电路相互并联。本发明的充电装置及用户设备有效的缩短了充电时间，提高了充电的效率。

Description

充电装置及用户设备
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种充电装置及用户设备。
背景技术
随着手机功能越来越多，其功耗也越来越大，因此，需要不断提升电池容量和体积，以满足手机的用电需求。目前，对手机的充电装置可以具体为传统的BUCK充电电路。
但是，传统的BUCK充电电路受限于手机的热性能、尺寸、过流能力，例如：手机上目前使用的小尺寸功率电感过流能力最大一般为3～4A，输出纹波以及瞬态响应等因素，从而导致充电电流较小，进而造成手机充电时间较长，即导致了手机充电效率的降低。
发明内容
本发明提供一种充电装置及用户设备，用以提高手机的充电效率。
本发明一方面提供了一种充电装置，其中，包括：与电源电连接的输入电路，与所述输入电路电连接的驱动电路，以及用于对负载进行充电的多相BUCK充电处理电路；
其中，任意两相BUCK充电处理电路相互并联。
进一步可选地，如上所述的充电装置中，对于每相BUCK充电处理电路，其包括：分别与所述驱动电路电连接的第一MOS管和第二MOS管、电感和电容；
其中，所述第一MOS管的源极与所述负载电连接，所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极和所述电感的一端电连接，所述第一MOS管的栅极与所述驱动电路电连接；
所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的漏极分别与所述第一MOS管的漏极和所述电感的一端电连接，所述第二MOS管的栅极与所述驱动电路电连接；
所述电感的另一端与所述电容的一端电连接；所述电容的另一端接地。
进一步可选地，如上所述的充电装置中，所述输入电路为数模转换器。
进一步可选地，如上所述的充电装置中，其特征在于驱动电路包括：分别与所述每相BUCK充电处理电路电连接的电压控制环路，以及电流控制环路。
进一步可选地，如上所述的充电装置中，对于每个所述电压控制环路，其包括：与电感的另一端电连接误差放大器、与所述误差放大器电连接的相加器、与所述相加器电连接的比较器，以及与所述比较器电连接的电压控制单元；
其中，所述电压控制器分别与所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极电连接。
本发明的另一方面还提供了一种用户设备，其中，包括如上述所述的充电装置。
本发明的充电装置及用户设备，通过在充电装置中设置多相BUCK充电处理电路和其电连接的驱动电路，即通过驱动电路驱动其电连接的BUCK充电处理电路对负载进行供电处理，由于采用多相BUCK充电处理电路，相较于现有传统的BUCK充电电路，降低了每一相的输出电流，且还能保证了总的输出能力不变，在现有的用户设备这些器件的尺寸、性能等情况下，获得成倍的输出能力，从而有效的缩短了充电时间，提高了充电的效率。
附图说明
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。
图1为本发明充电装置实施例一结构示意图；
图2为本发明充电装置中BUCK充电处理电路13实施例二电路图；
图3为本实施例中采用多相BUCK充电处理电路的占款比-输出纹波图；
图4为本发明充电装置实施例三电路图；
图5为本实施例中采用双相BUCK充电处理电路工作的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
图1为本发明充电装置实施例一结构示意图，如图1所示，该充电装置包括：与该电源电连接的输入电路11，与该输入电路11电连接的驱动电路12，以及用于对负载进行充电的多相BUCK充电处理电路13。
具体的，任意两相BUCK充电处理电路13相互并联。
在本实施例中，输入电路11从电源获取电流，并将电流分别输入驱动电路12，驱动电路12驱动其电连接的多相BUCK充电处理电路对负载进行供电处理。其中，该负载可以为手机等用户设备。
在本实施例中，通过在充电装置中设置多相BUCK充电处理电路和其电连接的驱动电路，即通过驱动电路驱动其电连接的BUCK充电处理电路对负载进行供电处理，由于采用多相BUCK充电处理电路，相较于现有传统的BUCK充电电路，降低了每一相的输出电流，且还能保证了总的输出能力不变，在现有的用户设备这些器件的尺寸、性能等情况下，获得成倍的输出能力，从而有效的缩短了充电时间，提高了充电的效率。
图2为本发明充电装置中BUCK充电处理电路13实施例二电路图，在上述图1所示实施例的基础上，在本实施例中，以BUCK充电处理电路13为两相为例，详细介绍本实施例的技术方案，如图2所示，对于每相BUCK充电处理电路13，其包括：分别与所述驱动电路12电连接的第一MOS管131和第二MOS管132、电感133和电容134。
其中，所述第一MOS管131的源极与所述负载电连接，所述第一MOS管131的漏极分别与所述第二MOS管132的漏极和所述电感133的一端电连接，所述第一MOS管131的栅极与所述驱动电路12电连接。
所述第二MOS管132的源极接地，所述第二MOS管132的漏极分别与所述第一MOS管131的漏极和所述电感133的一端电连接，所述第二MOS管132的栅极与所述驱动电路12电连接。
所述电感133的另一端与所述电容134的一端电连接；所述电容134的另一端接地。
可选地，该输入电路为数模转换器。
在本实施例中，当采用双相BUCK充电处理电路13，占宽比为50％时，输出纹波为零，即电感输中的纹波电流抵消可带来比现有技术中的充电方式更低的输出电容器纹波电压。另外，由于每个输出电感中存储的能量降低，因此负载瞬态性能也随之提高。同时，电流抵消带来的纹波电压降低，从而可以实现最小输出电压过冲和下冲，进而使得纹波电流变低，其干扰也相应减小。
另外，进一步的，举例来说，图3为本实施例中采用多相BUCK充电处理电路的占宽比-输出纹波图，如图3所示，横坐标代表占宽比，纵坐标代表纹波：其中，NPH＝1表示单相BUCK充电处理电路，占宽比为50％时，纹波最大，为0.5；NPH＝2即双相BUCK充电处理电路(两个BUCK充电处理电路并联)，占宽比为25％时，纹波最大，为0.2，占宽比为50％时，纹波最小，理想状况下为0。图3中还展示了其他NPH＝3、NPH＝4和NPH＝6的情况，其原理相类似，由此可知，采用多相BUCK充电处理电路可以有效降低输出纹波。
图4为本发明充电装置实施例三电路图，在上述图2所示实施例的基础上，如图4所示，驱动电路12包括：分别与所述每相BUCK充电处理电路1电连接的电压控制环路，以及电流控制环路。
在本实施例中，对于每个电压控制环路，其包括：与电感133的另一端电连接误差放大器121、与所述误差放大器电连接的相加器122、与所述相加器电连接的比较器123，以及与所述比较器123电连接的电压控制单元124。
其中，所述电压控制器124分别与所述第一MOS管131的栅极和所述第二MOS管132的栅极电连接。
在本实施例中，电压控制环路和电流控制环路用于精确控制输出电压值和各相电感电流的值。对于电压控制环路，其与现有技术中电压控制方式原理相同，此处不再赘述。对于电流控制环路，其检测出各相的输出电流值，取两路输出电流的和值的平均值作为参考电流值，并与各相输出电流值相比较，以实现通过电流差来调节各相电流的不平衡，从而达到稳定各相输出电流值。
另外，在本实施中，双相BUCK充电处理电路开始工作时，通过误差放大器121将输出电压反馈信号与基准电压信号相比较，差值通过该误差放大器放大121。电流控制环路输出各相电流与平均电流的差值，电流差转换为电压信号，并通过比较器123结合前面的电压差放大信号，与锯齿波信号相比较，生成PWM信号，并由电压控制单元124控制电连接的BUCK充电处理电路13中的MOS管导通与关闭。
举例来说，还以双相BUCK充电处理电路为例，图5为本实施例中采用双相BUCK充电处理电路工作的原理示意图，如图5所示，以采用单相BUCK，占宽比为25％，输出电流要求达4A，工作频率为1.5MHz为例。当采用双相BUCK时(即采用两相BUCK充电处理电路)，则等效工作频率需变为3MHz，两相BUCK充电处理电路交替工作，占宽比仍为25％，每相电流为2A。由此可知，采用双相BUCK充电处理电路可以降低每相输出电流，并可以减小输出纹波。
需要说明的是，本实施例中电路图未画出输入电路，但本领域技术人员均能根据该实施例记载的技术方案获知输入电路与驱动电路的连接关系。
本发明还提供了一种用户设备，包括充电装置，该充电装置可以为上述图1、图2或图4所述的充电装置，其实现原理相类似，此处不在赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：与电源电连接的输入电路，与所述输入电路电连接的驱动电路，以及用于对负载进行充电的多相BUCK充电处理电路；
其中，任意两相BUCK充电处理电路相互并联。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，对于每相BUCK充电处理电路，其包括：分别与所述驱动电路电连接的第一MOS管和第二MOS管、电感和电容；
其中，所述第一MOS管的源极与所述负载电连接，所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极和所述电感的一端电连接，所述第一MOS管的栅极与所述驱动电路电连接；
所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的漏极分别与所述第一MOS管的漏极和所述电感的一端电连接，所述第二MOS管的栅极与所述驱动电路电连接；
所述电感的另一端与所述电容的一端电连接；所述电容的另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述输入电路为数模转换器。
4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于驱动电路包括：分别与所述每相BUCK充电处理电路电连接的电压控制环路，以及电流控制环路。
5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，对于每个所述电压控制环路，其包括：与电感的另一端电连接误差放大器、与所述误差放大器电连接的相加器、与所述相加器电连接的比较器，以及与所述比较器电连接的电压控制单元；
其中，所述电压控制器分别与所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极电连接。
6.一种用户设备，其特征在于，包括如上述权利要求1至5任一所述的充电装置。
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