CN105098883A - 充电系统 - Google Patents

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王海瑞
李新
倪漫利
王晨
牛乔万
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Abstract

本发明公开了一种充电系统。该充电系统包括移动终端和充电器,充电器用于向移动终端的电池充电,其中移动终端包括第一控制电路,充电器包括第二控制电路和充电电路,第一控制电路和第二控制电路耦接,充电电路与电池耦接,在第一控制电路与第二控制电路建立握手通信时,充电电路向电池进行充电。通过以上方式,本发明将充电电路设置在充电器,能够解决移动终端升温的问题。

Description

充电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及充电技术领域,特别是涉及一种充电系统。
背景技术
[0002] 目前,移动终端(例如手机)的充电电路设置在移动终端上。如图1所示,现有技 术中移动终端的充电系统包括:充电器11和移动终端12,移动终端12包括充电电路121、 电源管理芯片122以及电池123。电源管理芯片122分别与充电电路121和电池123连接, 用于根据电池123的电量控制充电电路121的充电电流,充电器11与充电电路121连接。
[0003] 在移动终端12进行充电时,充电电路121由于功耗导致移动终端12发热。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供了一种充电系统,将充电电路设置在充电器,能够解决移动终 端升温的问题。
[0005] 第一方面提供一种充电系统,其包括移动终端和充电器,充电器用于向移动终端 的电池充电,其中移动终端包括第一控制电路,充电器包括第二控制电路和充电电路,第一 控制电路和第二控制电路耦接,充电电路与电池耦接,在第一控制电路与第二控制电路建 立握手通信时,充电电路向电池进行充电。
[0006] 其中,充电器还包括AC/DC转换电路,AC/DC转换电路分别与第二控制电路和充电 电路耦接,用于将交流转换为直流。
[0007] 其中,第一控制电路与第二控制电路建立握手通信包括:
[0008] 第一控制电路识别充电器,并通过快充协议发送调整信息给第二控制电路;
[0009] 第二控制电路根据调整信息调整充电电路的输出电压。
[0010] 其中,移动终端包括第一 USB接口,充电器包括第二USB接口,第一控制电路和第 二控制电路通过第一 USB接口和第二USB接口耦接,充电电路与电池通过第一 USB接口和 第二USB接口耦接。
[0011] 其中,第一 USB接口和第二USB接口均包括11个端,11个端至少包括VBUS-I端、 VBUS-2 端、VCDT 端、CHG_LDD 端、VDRV 端、D+ 端、D-端、GND-I 端或 GND-2 端。
[0012] 其中,第一控制电路根据第一 USB接口的D+端和D-端所加载的电压或电流识别 充电器。
[0013] 其中,第二控制电路根据第二USB接口的D+端和D-端的电压调整充电电路的输 出电压。
[0014] 其中,第二控制电路包括第一光耦元件、第二光耦元件、第一芯片和第二芯片,第 一光耦元件和第一芯片耦接,第二光耦元件与第二芯片耦接,第一芯片和第二芯片耦接。
[0015] 其中,第二控制电路通过第一芯片与第一控制电路建立握手通信。
[0016] 其中,第一芯片和第二芯片分别通过第一光耦元件和第二光耦元件调整充电电路 的输出电压。
[0017] 通过上述方案,本发明的有益效果是:本发明的移动终端包括第一控制电路,充电 器包括第二控制电路和充电电路,第一控制电路和第二控制电路耦接,充电电路与电池耦 接,在第一控制电路与第二控制电路建立握手通信时,充电电路向电池进行充电,将充电电 路设置在充电器,能够解决移动终端升温的问题。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他 的附图。其中:
[0019] 图1本发明第一实施例的充电系统的结构示意图;
[0020] 图2是图1中所示的第二控制电路的电路图;
[0021] 图3是图1中所示的充电电路的电路图;
[0022] 图4是图1中所示的第一 USB接口或第二USB接口的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 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的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。
[0024] 请参见图1所示,图1是本发明第一实施例的充电系统的结构示意图。如图1所 示,本实施例所揭示的充电系统包括:移动终端1和充电器2,充电器2用于向移动终端1的 电池11充电。
[0025] 移动终端1包括第一控制电路12、电池11以及第一 USB接口 13,充电器2包括第 二控制电路21、充电电路22、AC/DC转换电路23以及第二USB接口 24。其中,第一控制电 路12和第二控制电路21耦接,即第一控制电路12和第二控制电路21通过第一 USB接口 13和第二USB接口 24耦接;充电电路22与电池11耦接,即充电电路22与电池11通过第 一 USB接口 13和第二USB接口 24耦接;在第一控制电路12与第二控制电路21建立握手通 信时,充电电路22向电池11进行充电。第一控制电路12还发送指令给第二控制电路21, 第二控制电路21接收到指令后调整充电电路22的输出。
[0026] 以下详细描述第一控制电路12与第二控制电路21建立握手通信的过程:
[0027] 首先,第一控制电路12通过BCL 2的协议识别充电器2,即第一控制电路12根据 第一 USB接口 13的D+端和D-端所加载的电压或电流识别充电器2,检测第一 USB接口 13 的D+/D-端电压来识别充电2 ;
[0028] 然后,第一控制电路12和第二控制电路21进行快充协议,第一控制电路12通过 快充协议发送调整信息给第二控制电路21,第二控制电路21根据调整信息调整充电电路 22的输出电压,其中快充协议包括高通的QC2. 0协议或MTK的Pump express协议;
[0029] 高通的QC2. 0协议,即第一控制电路12识别充电器2之后,在D+/D-端上加载电 压,第二控制电路21检测第二USB接口 24的D+/D-端的电压,根据第二USB接口 24的D+/ D-端的电压控制充电电路22输出相应的电压,即第二控制电路21根据第二USB接口 24的 D+端和D-端的电压调整充电电路22的输出电压,如表1所示;
[0030] 表 1
[0031]
Figure CN105098883AD00051
[0032] 如表1所示,当D+端电压为0. 6V,D-端电压为0. 6时,第二控制电路21控制充电 电路22输出的电压为12V。
[0033] MTK的Pump express协议,与高通的QC2. 0协议类似,不同之处在于:第二控制电 路21通过电流的大小和电流脉冲的个数代表不同的模式,并通过检测加载的电流信号大 小和脉冲个数输出对应的电压。
[0034] AC/DC转换电路23分别与第二控制电路21和充电电路22耦接,用于将交流转换 为直流。如图2所示,第二控制电路21包括第一光耦元件211、第二光耦元件212、第一芯 片213和第二芯片214,第一光耦元件211和第一芯片213耦接,第二光耦元件212与第二 芯片214耦接,第一芯片213和第二芯片214耦接,第二控制电路21通过第一芯片213与 第一控制电路12建立握手通信。第一芯片213和第二芯片214分别通过第一光耦元件211 和第二光耦元件212调整充电电路22的输出电压。
[0035] 进一步参见图2,第二控制电路21的具体电路连接如下:
[0036] 整流桥Dl的输入端通过电阻Rl与交流电AC连接,电容Cl的一端和电感Ll的 一端与整流桥Dl的输出端连接,电容Cl的另一端与电感L2的一端和地连接,电容C2的一 端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C3的一端以及电感L3的一端均与电感Ll的另一 端连接,电容C2的另一端与电感L2的另一端和地连接,电阻R2的另一端与第二芯片214 的端口 8连接,电阻R4的一端与电阻R3的另一端和电容C3的另一端连接,电阻R4的另一 端与二极管D2的负极连接,电感L3的另一端与二极管D2的正极和MOS管Ml的漏极连接, MOS管Ml的栅极与第二芯片214的端口 1连接,MOS管Ml的源极通过电阻R7接地,电阻R6 的一端与第二芯片214的端口 9连接,电阻R6的另一端与MOS管Ml的源极连接,第二芯片 214的端口 7通过电阻R8接地,第二光耦合元件212和电容C4并列在第二芯片214的端口 6和地之间,第二芯片214的端口 4、端口 5以及端口 10接地,第二芯片214的端口 2通过 电容C4接地,第二芯片214的端口 3与电容C6的一端、电阻R9的一端和电阻RlO的一端 连接,电容C6的另一端和电阻RlO的另一端接地,电阻R9的另一端通过电感L4接地,二极 管D3的正极与电阻R9的另一端连接,二极管D3的负极与第二芯片214的端口 2连接;
[0037] 电感L5与电感L3、电感L4耦合,电感L5的一端与电阻Rll的一端和二极管D4的 正极连接,电感L5的另一端通过电阻R14接地,第一芯片213的端口 10与电感L5的另一 端连接,第一芯片213的端口 9接地,电阻Rll的另一端通过电容C7与二极管D4的负极连 接,二极管D4的负极还通过电容C8接地,二极管D4的负极为端V0,电阻R12的一端与二极 管D4的负极连接,电阻R12的另一端与第一光親元件211的一端连接,第一光親元件211的 另一端通过电容ClO和电阻R15与第一芯片213的端口 4连接,电阻R13与第一光耦元件 211并联,第一光耦元件211的另一端与第一芯片213的端口 3、端口 5、电阻R16的一端连 接,电阻R16的另一端通过电容Cll与第一芯片213的端口 6连接,第一芯片213的端口 6 通过电阻R20接地,第一芯片213的端口 18通过电容C8与第一芯片213的端口 19连接,第 一芯片213的端口 17和端口 16之间连接C9,二极管D5的正极与第一芯片213的端口 16 连接,二极管D5的负极与第一芯片213的端口 17连接,第一芯片213的端口 7、端口 11、 端口 15以及端口 18接地,第一芯片213的端口 8通过电阻R17接地,电容C12与电阻R17 并联,第一芯片213的端口 2通过电阻R18与二极管D4的负极连接,第一芯片213的端口 1 与二极管D4的负极连接,第一芯片213的端口 1还通过电阻R19和电阻R20接地,第一芯 片213的端口 12为第二USB接口 24的D+端,第一芯片213的端口 13为第二USB接口 24 的D-端。
[0038] 优选地,第一芯片213的型号为FAN6110,第二芯片的型号为FAN501A,第一光耦元 件211为发光二极管,第二光耦元件212为光电三极管。当第一芯片213从第一控制电路 12获取调整信息,第一芯片213通过第一光耦元件211控制第二光耦元件212导通,进而控 制调制波(PWM)的波形,改变调制波的波形占宽比,进而改变输出电压。
[0039] 如图3所示,充电电路22的电路图的具体电路连接如下:电容C13的一端为VBUS 端,电容C13的另一端接地,电阻R21的一端与电容C13的一端连接,电阻R21的另一端通 过电阻R22接地,电阻R21的另一端为V⑶T端,电阻R23的一端与电容C13的一端连接,电 阻R23的另一端与场效应管Q402的端口 1连接,电阻R23的另一端为CHR_LD0端,集成芯 片Q401的端口 5与电容C13的一端连接,集成芯片Q401的端口 4与场效应管Q402的端口 3连接,场效应管Q402的端口 2为VDRV端,集成芯片Q401的端口 3、2、1连接至电阻R24的 一端,集成芯片Q401的端口3、2、1、6、7、8为ISENSN端,电阻R24的另一端为VBAT端,电阻 R25与电阻R24并联连接,电阻R24的另一端还与采样电阻R26的一端连接,采样电阻R26 的另一端为BATSNS端,集成芯片Q401包括三极管Ql。其中,V⑶T端、CHR_LD0端、VDRV端、 BATSNS端、ISENSE端均为PMU(电源管理单元)端口;V⑶T端用于充电器2检测,检测充 电器2输入电压是否过压或者欠压;CHR_LD0端和VDRV端用于控制三极管Ql的基极电流; BATSNS端用于检测电池11的电压;BATSNS端和ISENSE端检测采样电阻R26之间的电压, 用于计算出充电电流;充电电路22通过检测电池11的电压和充电电流来调整三极管Ql 基极电流,即控制充电电流22给电池11充电的电流。
[0040] 可选地,第一 USB接口 13和第二USB接口 24均包括11个端,11个端至少包括 VBUS-I 端、VBUS-2 端、VCDT 端、CHG_LDD 端、VDRV 端、D+ 端、D-端、GND-I 端或 GND-2 端,如 图4所示。其中,V⑶T端用于识别充电器2 ;CHG_LD0端为充电开关控制端口;VDRV端为充 电电流控制端口。
[0041] 值得注意的是,移动终端1优选为手机、平板电脑或者iPAD等移动设备。
[0042] 综上所述,本发明的移动终端包括第一控制电路,充电器包括第二控制电路和充 电电路,第一控制电路和第二控制电路耦接,充电电路与电池耦接,在第一控制电路与第二 控制电路建立握手通信时,充电电路向电池进行充电,将充电电路设置在充电器,能够解决 移动终端升温的问题。
[0043] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技 术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 一种充电系统,其特征在于,所述充电系统包括移动终端和充电器,所述充电器用于 向所述移动终端的电池充电,其中所述移动终端包括第一控制电路,所述充电器包括第二 控制电路和充电电路,所述第一控制电路和所述第二控制电路耦接,所述充电电路与所述 电池耦接,在所述第一控制电路与所述第二控制电路建立握手通信时,所述充电电路向所 述电池进行充电。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述充电器还包括AC/DC转换电路,所述 AC/DC转换电路分别与所述第二控制电路和所述充电电路耦接,用于将交流转换为直流。
3. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述第一控制电路与所述第二控制电路 建立握手通信包括: 所述第一控制电路识别所述充电器,并通过快充协议发送调整信息给所述第二控制电 路; 所述第二控制电路根据所述调整信息调整所述充电电路的输出电压。
4. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述移动终端包括第一 USB接口,所述充 电器包括第二USB接口,所述第一控制电路和所述第二控制电路通过所述第一 USB接口和 所述第二USB接口耦接,所述充电电路与所述电池通过所述第一 USB接口和所述第二USB 接口耦接。
5. 根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述第一 USB接口和所述第二USB接口均 包括11个端,所述11个端至少包括VBUS-I端、VBUS-2端、VCDT端、CHG_LDD端、VDRV端、 D+ 端、D-端、GND-I 端或 GND-2 端。
6. 根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述第一控制电路根据所述第一 USB接口 的D+端和D-端所加载的电压或电流识别所述充电器。
7. 根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述第二控制电路根据所述第二USB接口 的D+端和D-端的电压调整所述充电电路的输出电压。
8. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第二控制电路包括第一光耦元件、第 二光耦元件、第一芯片和第二芯片,所述第一光耦元件和所述第一芯片耦接,所述第二光耦 元件与所述第二芯片耦接,所述第一芯片和所述第二芯片耦接。
9. 根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述第二控制电路通过所述第一芯片与 所述第一控制电路建立握手通信。
10. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第一芯片和所述第二芯片分别通过 所述第一光耦元件和所述第二光耦元件调整所述充电电路的输出电压。
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