CN105098945B - 一种可直充电源适配器 - Google Patents

一种可直充电源适配器 Download PDF

Info

Publication number
CN105098945B
CN105098945B CN201510473312.9A CN201510473312A CN105098945B CN 105098945 B CN105098945 B CN 105098945B CN 201510473312 A CN201510473312 A CN 201510473312A CN 105098945 B CN105098945 B CN 105098945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
voltage
current
charge
mobile terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510473312.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105098945A (zh
Inventor
张新涛
胡二勐
皮建民
杜文娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Original Assignee
Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd filed Critical Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority to CN201510473312.9A priority Critical patent/CN105098945B/zh
Publication of CN105098945A publication Critical patent/CN105098945A/zh
Priority to US15/065,324 priority patent/US10056779B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN105098945B publication Critical patent/CN105098945B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可直充电源适配器，所述可直充电源适配器采用UART通信方式与作为充电对象的移动终端进行定时通信，以获取移动终端内部电池的电压变化，继而根据电池电压的变化动态地调整其输出的充电电压的伏值，并利用所述充电电压对移动终端的内置电池进行直充，由此实现了充电电流的大幅提升，加快了电池的充电速度，缩短了移动终端单次充电所需的时间，由此便可以降低因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的不便，在很大程度上提升了用户使用的满意度。

Description

一种可直充电源适配器
技术领域
本发明属于直流充电技术领域，具体地说，是涉及一种为移动终端内部的电池进行快速充电的电源适配器。
背景技术
目前，便携式电子产品（或称移动终端）已经深入到人们生活的方方面面，成为引领半导体产业前进的主导力量。而且，随着科技的不断进步，便携式电子产品的种类也日益繁多，例如MP3、MP4、PMP、MID、移动电视终端、平板电脑等，不仅能够提供音频、视频播放等娱乐功能，而且还可以提供导航、上网、商务、疾病诊断等多种服务功能，极大方便了人们的生活。
为了达到便于携带的目的，对于这种便携式电子产品来说，都是通过在产品内部设置可充电电池，利用可充电电池为产品的系统电路供电。随着便携式电子产品所支持的功能日渐繁多，其系统电路的耗电量也随之增大，在电池容量有限的情况下，产品充电后的续航时间逐渐缩短，导致充电操作变得越来越频繁。
目前，广泛采用的电池充电方式主要有两种：一种是利用专门的电源适配器（充电器）为电池充电，即标准DCP充电方式，这种电源适配器一般仅支持5V/9V/12V等固定电压输出，输出电压的选择性相对较小，充电时间较长，例如一块手机电池从耗尽到充满电所需的时间一般在3-4小时；另一种是利用主机（例如计算机等）为电池充电，即SDP充电方式，这种充电方式，由于通过主机输出的充电电压恒定，且充电电流较小，因此需要比标准DCP充电方式更长的充电时间。较长的充电时间严重影响着用户对便携式电子产品的日常使用，在很大程度上降低了用户使用的满意度。
发明内容
本发明为了解决采用现有的常规电源适配器和主机为移动终端的内置电池充电所存在的充电时间长的问题，提出了一种可直充电源适配器，可以动态地调整其输出的充电电压，以加快充电速度，缩短充电时间，方便用户的使用。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种可直充电源适配器，设置有充电接口、交直流转换单元和控制单元；所述充电接口用于外接移动终端，包括电源引脚、接地引脚和两个彼此断开的通信引脚；所述交直流转换单元用于将外部的交流输入电源转换成移动终端所需的充电电压，并通过所述充电接口输出；所述控制单元连接所述的充电接口，在所述充电接口与移动终端连接后，通过所述通信引脚与移动终端进行UART通信，以调节所述交直流转换单元输出的充电电压。
为了对可直充电源适配器输出的充电电压进行调节，以满足电池在不同电芯电压下的充电要求，本发明提出以下两种优选设计方案：
方案一，所述控制单元接收移动终端发送过来的目标充电电压值Vout，根据所述目标充电电压值Vout调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压达到所述的目标充电电压值Vout；
方案二，所述控制单元接收移动终端发送过来的电池电压，若所述电池电压在预设的直充阈值的范围内，则根据所述电池电压查找其预设的对照表，获得当前电池电压所对应的目标充电电压值Vout，反馈给移动终端，并调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压到达所述的目标充电电压值Vout；若所述电池电压在预设的直充阈值的范围以外，则所述控制单元控制所述交直流转换单元输出默认状态下的恒定充电电压。
为了克服因电池内阻、线上阻抗可能随着温度、老化等因素发生变化所导致的实际充电电流值Ichg偏离目标充电电流值较多的情况，以便于在允许的范围内尽可能地提升充电电流，进一步加快充电速度，本发明设计所述控制单元在移动终端的电池电压在预设的直充阈值的范围内时，接收移动终端发送过来的目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax，或者采用查找所述对照表的方式获得当前电池电压所对应的目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax；所述控制单元检测通过充电接口输出的充电电流Ichg，若Itarg-Ie≤Ichg<Itarg，则控制所述交直流转换单元逐次上调其输出的充电电压ΔV，使通过充电接口输出的实际充电电流Ichg接近目标充电电流值Itarg；若Ichg与Itarg的差值的绝对值大于Ie或者Ichg大于Imax，则停止向所述充电接口输出充电电压；其中，Ie表示所述可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围。
作为所述交直流转换单元和控制单元的一种优选电路组建方案，本发明在所述交直流转换单元中设置有整流电路、变压器单元、同步整流控制器和PWM控制器；在所述控制单元中设置有控制器和数字电位器；所述整流电路将交流输入电源整流成直流电源，输出至变压器单元以转换成充电电压；所述控制器通过其UART接口连接所述的通信引脚，进而与外部的移动终端进行UART通信，根据移动终端所需的充电电压生成电压调整指令发送至所述的数字电位器，以改变数字电位器的有效电阻的阻值；所述数字电位器的电阻体与一限流电阻串联后，连接在变压器单元的次级线圈的正极与地之间，所述电阻体的中间抽头连接同步整流控制器的参考电压引脚；所述同步整流控制器根据数字电位器的有效电阻的阻值变化调节PWM控制器输出的PWM信号的占空比，利用所述PWM信号控制变压器单元的开关时序，进而调节通过变压器单元转换输出的充电电压的伏值。
优选的，在所述同步整流控制器与PWM控制器之间优选连接一光耦，将通过同步整流控制器输出的控制信号经光耦进行光电隔离后，再传输至所述的PWM控制器，以提高PWM控制器的安全性。
为了解决利用整流二极管对变压器单元输出的充电电压进行整流所存在的导通压降大、功耗大的问题，本发明采用功率MOS管代替整流二极管连接在所述变压器单元的次级线圈的负极，利用同步整流控制器控制所述功率MOS管通断，以实现对充电电压的整流处理，提高充电电压的稳定性。
为了在发生充电异常时，能够及时地切断充电电源，保证移动终端充电的安全性，本发明在所述控制单元中还设置有电流监测单元和开关电路；所述电流监测单元实时监测通过所述充电接口输出的充电电流Ichg，并反馈至所述的控制器；所述开关电路连接在所述交直流转换单元与充电接口之间；所述控制器在检测到所述充电电流Ichg异常时，控制所述开关电路切断所述交直流转换单元与充电接口之间的充电电压传输线路，停止充电电压的对外输出。
优选的，在所述电流监测单元中设置有电流采样电阻和电流监测芯片；所述电流采样电阻串联在充电电压的传输线路中；所述电流监测芯片连接电流采样电阻的两端，检测电流采样电阻两端的电压差，并对所述电压差进行放大处理后，输出采样电压，传输至所述的控制器。
进一步的，在所述电流监测单元中还设置有分压电路，连接所述电流监测芯片，对所述电流监测芯片输出的采样电压进行分压，以调整到所述控制器所能接受的接口电压范围，传输至所述控制器的ADC接口，以用于检测通过充电接口输出的电流值。
优选的，在所述开关电路中设置有开关管和升压电路；所述开关管支持大电流通过，其开关通路连接在充电电压的传输线路中；所述升压电路连接所述的控制器，在接收到控制器输出的有效使能信号时，输出比所述充电电压的伏值更高的开关电压，传输至所述开关管的控制极，控制所述开关管连通所述充电电压的传输线路；所述控制器在检测到通过所述充电接口输出的电流值超过所允许的电流范围时，向所述升压电路输出无效的使能信号，控制升压电路停止输出所述的开关电压，继而控制所述开关管切断所述充电电压的传输线路，停止充电电压的对外输出。
优选的，在所述控制单元中还可以进一步设置无线通信模块，连接所述的控制器，由此可以采用无线通信的方式实现可直充电源适配器与移动终端的数据交互，以进一步增强通信的稳定性。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过改变常规电源适配器输出电压恒定的固有模式，设计了一种支持输出电压动态可调的可直充电源适配器。通过在所述可直充电源适配器中设计通信功能，使其与作为充电对象的移动终端进行定时通信，以获取移动终端内部电池的电压变化，继而根据电池电压的变化动态地调整电源适配器输出的充电电压的伏值，由此便可实现充电电流的大幅提升。利用所述充电电压对移动终端内部的电池进行大电流直充，可以加快电池的充电速度，缩短移动终端单次充电所需的时间，由此便可以降低因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的影响，在很大程度上提升了用户使用的满意度。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
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为本发明所提出的可直充电源适配器与移动终端连接的一种实施例的电路原理框图；
图2为图1中可直充电源适配器的一种实施例的具体电路原理图；
图3为针对图1所示移动终端所设计的一种充电方法的处理流程图；
图4为图1所示移动终端与可直充电源适配器进行通信检测的一种实施例的流程图；
图5为图1所示移动终端与可直充电源适配器之间的定时通信检测机制的一种实施例的流程图；
图6为采用查表式直充控制策略的一种实施例的控制流程图；
图7为采用电压跟随式直充控制策略的一种实施例的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
本发明针对内置有可充电电池的移动终端使用常规电源适配器进行充电时，由于通过常规电源适配输出的充电电压恒定，充电电流在电源管理芯片的控制下不能太高，通常在1.5A以下，从而导致电池从耗尽到充满电所需的时间较长的问题，提出了一种输出电压动态可调的可直充电源适配器。所述可直充电源适配器优选采用UART（通用串行异步收发）通信方式与移动终端进行数据交互，根据电池在充电过程中的电压变化适时地调整其输出的充电电压的伏值，并利用所述动态变化的充电电压对移动终端内部的电池进行直充，由此可以使得充电电流维持在一个较高的电流值上，通常可以达到4A左右，利用该大电流直接对电池进行充电，可以显著提升充电速度，大幅缩短充电时间。
下面首先对所述可直充电源适配器以及支持所述可直充电源适配器充电的移动终端的硬件配置情况进行具体阐述。
如图1所示，为了保留移动终端既有的传统充电功能，保证移动终端能够与现有的主机和常规电源适配器正常插接、充电，本实施例保持移动终端现有的充电接口不变，即兼用于充电和传输数据的复用接口，例如目前广泛采用的USB接口Ji，以满足其与目前市面上绝大多数厂家生产的常规电源适配器和计算机主机的插接充电要求。对于USB接口Ji中的电源引脚VBUS，本实施例将其一路连接至移动终端内部的电源管理芯片，另一路通过直充开关连接至电池，所述直充开关可以是导通阻抗小且支持大电流通过的任意类型的可控开关元件，例如可控硅、MOS管等，接收移动终端内部微处理器输出的开关控制信号，实现常规充电模式与快速充电模式的选择切换。对于USB接口Ji中的接地引脚GND，保证其与移动终端的系统地良好接通，在移动终端与外部设备插接时，保证移动终端与外部设备共地。对于USB接口Ji中的差分数据引脚D+、D-，设计其通过选通开关连通所述的微处理器，所述选通开关可以选用双刀双掷开关，接收微处理器输出的控制信号，在默认状态下，通过所述选通开关将USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-与微处理器的差分数据接口DP、DN连通；在检测到外接的充电设备不是主机和常规电源适配器时，通过微处理器控制所述选通开关将USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-切换至与微处理器的UART接口TXD、RXD连通，采用UART通信的方式，来识别插入的外部设备是否为可直充电源适配器。
具体来讲，可以设计移动终端中的微处理器在切换至其UART接口TXD、RXD与USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-的连通后，采用UART通信的方式向外接的充电设备主动发起通信命令，若接收到外部充电设备反馈的有效命令，则判定插入的是可直充电源适配器；若无有效命令反馈，则断开微处理器的UART接口TXD、RXD与USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-的连通，不启动充电模式，或可进一步输出“插入设备不能识别”的提示信息。
本实施例配置可直充电源适配器采用UART通信方式，而不选用I2C总线通信方式，其原因是：UART通信采用异步通信方式，其通信量小、速率低、抗干扰能力强，可以有效解决移动终端与电源适配器之间的通信由于电流、阻抗、电压等信号的干扰而造成的二者之间通信极其不稳定的情况出现，由此可以保证可直充电源适配器能够对移动终端执行稳定的大电流快充，提高了移动终端充电的安全性。
当然，若不考虑上述影响，也可以采用除UART以外的其他通信方式（如I2C总线通信方式等）进行移动终端与可直充电源适配器之间的通信设计，本实施例对此不进行具体限制。
图2示出了一种支持UART通信的可直充电源适配器的电路组建示意图，主要包括充电接口Jo、控制单元和交直流转换单元（AC-DC单元）三部分，结合图1所示。其中，在所述充电接口Jo中设置有电源引脚Vbus、接地引脚Gnd和两个通信引脚Tx、Rx。所述电源引脚Vbus用于传输充电电源，连接AC-DC单元，将AC-DC单元转换输出的直流电源传输至移动终端的USB接口Ji的电源引脚VBUS，为移动终端充电。所述接地引脚Gnd连接可直充电源适配器的系统地，在将可直充电源适配器与移动终端插接后，所述接地引脚Gnd与移动终端的USB接口Ji的接地引脚GND连通，实现二者的共地。充电接口Jo的两个通信引脚Tx、Rx连接控制单元的UART接口，在可直充电源适配器与移动终端插接时，与移动终端的USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-对应连通，实现二者的UART通信，并根据接收到的控制信息，调整AC-DC单元输出的充电电压的伏值，以满足移动终端在不同阶段的不同充电需求。
为了对通过AC-DC单元输出的充电电压实现动态调整，本实施例在所述AC-DC单元中设计了整流电路、变压器单元、同步整流控制器、PWM控制器、光耦和功率MOS管等部分；在所述控制单元中设计了控制器、数字电位器、电流监测芯片和升压电路等部分，参见图2所示。其中，所述整流电路接收市电电网提供的交流输入电源AC_IN，并将其整流成直流电源，输出至变压器单元以转换成用于给移动终端充电的充电电压。所述控制器通过其UART接口TX2、RX2连接充电接口Jo的通信引脚Tx、Rx，用于与移动终端中的微处理器进行UART通信，交互握手指令，并在握手成功后，接收移动终端发送的控制信息，以根据移动终端中电池电压的变化，动态地调整通过AC-DC单元输出的充电电压的伏值。
为了实现对AC-DC单元输出电压的调节，本实施例在控制单元中设计数字电位器，连接所述的控制器。控制器根据接收到的控制信息，生成电压调整指令，发送至数字电位器，以改变数字电位器的有效电阻的阻值。在本实施例中，所述控制器优选采用I2C总线的方式与数字电位器连接通信，如图2所示，传输所述的电压调整指令。为了保证信号传输的稳定性，本实施例在所述I2C总线上还进一步连接有电压上拉电路，例如，将I2C总线的时钟线SCL和数据线SDA分别通过上拉电阻R2、R3连接至直流电源VDD，以提高信号在传输过程中的抗干扰能力。
所述直流电源VDD可以采用在变压器单元中单独设计一组小电磁线圈的方式生成。通过配置所述小电磁线圈中初级线圈与次级线圈的匝数比，以将整流电路整流输出的直流电源变压成所需要的直流电源VDD，为可直充电源适配器中需要直流工作电压的部件供电，例如为所述的控制器、数字电位器、电流监测芯片等部件供电，以满足其工作需求。
所述数字电位器是一种阻值可调的电阻器件，内置有一电阻体。本实施例将所述电阻体与一限流电阻R1串联后，连接在变压器单元中另外一组电磁线圈（以下简称为电磁线圈）的次级线圈的正极与地之间。具体来讲，可以将电阻体的一端P0A通过串联的限流电阻R1连接至所述电磁线圈的次级线圈的正极，将电阻体的另一端P0B接地。将所述电阻体的中间抽头P0W连接至同步整流控制器的参考电压引脚VREF，当数字电位器的有效电阻的阻值发生变化时，为了保持同步整流控制器的参考电压引脚VREF上的参考电压不变，需要调整通过变压器单元中所述电磁线圈输出的充电电压的伏值。为了调整充电电压的伏值，同步整流控制器根据数字电位器的有效电阻的阻值变化调节其输出的控制信号，并经光耦对所述控制信号进行光电隔离处理后，传输至PWM控制器，以调节PWM控制器输出的PWM信号的占空比。将所述PWM信号传输至所述的变压器单元，具体可以传输至与所述电磁线圈中的初级线圈相串联的开关管，通过控制所述开关管通断，来调节所述电磁线圈的开关时序，进而调整通过其次级线圈转换输出的充电电压的伏值，以达到充电电压动态调整的设计目的。
在本实施例中，通过变压器单元转换输出的充电电压可以在3.6V-12V的范围内实现精细调整，以满足不同移动终端的实际充电需求。
为了使通过变压器单元转换输出的充电电压稳定，本实施例摒弃传统在充电电压传输线路上串联二极管的整流方式，采用在所述充电电压传输线路中连接功率MOS管的方式，利用同步整流控制器输出的开关量信号控制功率MOS管通断，以实现对变压器单元输出的充电电压波形的整形。
在本实施例中，所述功率MOS管优选采用NMOS管，连接在所述电磁线圈的次级线圈的负极与充电接口Jo的接地引脚Gnd之间。由于所述可直充电源适配器支持大电流输出，若采用二极管对变压器单元输出的充电电压进行整形，会由于二极管的导通压降大而导致可直充电源适配器的功耗升高，降低充电效率。本实施例采用功率MOS管对充电电压进行整形，由于功率MOS管的内阻小且支持大电流通过，因此可以有效降低可直充电源适配器的系统功耗，提高对移动终端的充电效率。
为了对通过变压器单元输出的充电电流进行实时检测，以提高充电的安全性，本实施例在所述可直充电源适配器中还设置有电流监测单元，实时监测通过充电接口Jo输出的充电电流Ichg，并反馈至所述的控制器。在所述电流监测单元中进一步的包括采样电阻R6和电流监测芯片，如图2所示。所述采样电阻R6串联在充电电流的传输线路中，优选串联在变压器单元中所述电磁线圈的次级线圈的正极与充电接口Jo的电源引脚Vbus之间。将电流监测芯片的输入端-IN、+IN连接至采样电阻R6的两端，采集电阻R6两端的压降，并对所述压降进行放大处理后，结合采样电阻R6的阻值计算出充电电流的大小。所述电流监测芯片根据计算出的充电电流的大小生成与之对应的采样电压，通过其输出端OUT传输至控制器的ADC接口AD1，经控制器进行模数转换后，获得充电电流值，实现控制器对充电电流的实时监测。
若通过电流监测芯片输出的采样电压的幅值范围超出了控制器的ADC接口AD1所规定的接口电压范围，则会对控制器的ADC接口造成损坏。为了保护控制器，可以采用在电流监测芯片的输出端OUT与控制器的ADC接口AD1之间增设分压电路的方式，如由电阻R4、R5组成的电阻分压电路，来将电流监测芯片输出的电压信号调整到所述控制器的AD1接口所能接受的接口电压范围内，以避免输入电压过高对控制器的ADC接口AD1造成的损坏。
为了提高充电的安全性，使可直充电源适配器在发生充电异常时能够迅速地切断充电电源，避免对移动终端造成损害，本实施例在可直充电源适配器的充电电源传输线路中还设置有支持大电流通过的开关管Q1，利用升压电路产生足以驱动开关管Q1导通的开关电压，传输至开关管Q1的控制极，通过控制开关管Q1导通或者截止，来实现充电电源传输线路的连通或者切断。
在本实施例中，所述开关管优选采用内置有反向并联的寄生二极管的NMOS对管Q1，如图2所示。将所述NMOS对管Q1的开关通路串联在充电电源的传输线路中，具体可以将NMOS对管Q1中的两个NMOS管的源极对接，两个NMOS管的漏极分别与变压器单元中所述电磁线圈的次级线圈的正极以及充电接口Jo的电源引脚Vbus一对一连通；然后将两个NMOS管的栅极连接至升压电路。将所述升压电路的使能端连接至控制器，接收控制器输出的使能信号。在充电过程中，当控制器检测到充电电流正常时，输出有效的使能信号控制升压电路使能运行，将变压器单元输出的直流电源升压到比充电电压的伏值更高的开关电压，输出至NMOS对管Q1的栅极，控制NMOS对管Q1导通，连通充电电源的传输线路，使充电电源可以输出至外接的移动终端，为移动终端内部的电池充电。当控制器检测到充电电流异常或者接收到移动终端发出停止充电的控制信息时，输出无效的使能信号，控制升压电路停止运行。此时，NMOS对管Q1因其栅极电压消失而进入截止状态，切断充电电源的传输线路，阻断充电电源的对外输出，控制可直充电源适配器停止向移动终端供电。
在移动终端一侧，为了使内置有可充电电池的移动终端能够自动、准确地识别出当前插入的外部设备是何种类型，以便根据不同外部设备的不同充电特性调用不同的充电管理模式，实现充电资源的合理化利用，本实施例除了对移动终端的硬件配置进行如图1所示的电路改造外，还针对主机、常规电源适配器以及本实施例所提出的可直充电源适配器设计了一种充电方法，下面进行具体阐述。
如图3所示，所述充电方法主要涉及以下步骤：
S301、移动终端对外部设备的插入状态进行检测，并在检测到有外部设备插入时，执行后续步骤。
在本实施例中，对于外部设备是否插入的检测可以沿用现有的方式，例如，可以采用检测移动终端的USB接口Ji的电源引脚VBUS是否有直流电源接入的方式实现判别。对于采用传统的主机充电方式SDP和常规电源适配充电方式DCP而言，通过主机和常规电源适配器输出的充电电压通常为5V；对于可直充电源适配器来说，可以设置可直充电源适配器在默认情况下输出与主机和常规电源适配器相同的恒定充电电压，例如5V恒定充电电压，以实现移动终端对其插入状态的有效判别。
当然，这里的5V恒定充电电压仅是一个实施例而已，对于某些要求其他伏值恒压充电的移动终端来说，只需设置可直充电源适配器在默认情况下输出的恒定充电电压与采用常规电源适配器为该类移动终端充电时，常规电源适配器输出的充电电压一致即可。
S302、检测插入的外部设备的类型。
在本实施例中，移动终端默认工作在非直充状态，即移动终端中的微处理器在默认状态下控制直充开关断开，将USB接口Ji的电源引脚VBUS与电源管理芯片连通。同时，微处理器控制选通开关保持默认状态，使USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-与微处理器的差分数据接口DP、DN连通。
对于插入的外部设备是主机还是常规电源适配器，可以采用现有的BC1.2充电类型检测技术进行识别。当然，也可以采用以下具体判别方式：
当移动终端检测到其充电接口上有外部设备插入时，首先判断其差分数据引脚D+、D-是否短接，若短接，则判定插入的是常规电源适配器，因为目前的常规电源适配器，其通信引脚基本上都是以短接方式配置的；若未短接，则通过微处理器与外部设备进行USB通信，若通信成功，则判定插入的是主机，因为目前的主机（特别是计算机主机）大多都是通过USB数据线与移动终端连接通信并兼为其充电的；若通信失败，则有可能插入的是可直充电源适配器。为了判断插入的是否为可直充电源适配器，微处理器首先控制选通开关动作，将USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-切换至与微处理器的UART接口TXD、RXD连通。然后，微处理器采用UART通信方式与外部设备通信，若通信成功，则判定插入的是可直充电源适配器；否则，不启动充电模式，或可以进一步输出“插入设备不能识别”的提示信息。
为了获得更好的切换机制和容错机制，对于移动终端与可直充电源适配器的通信检测流程，本实施例优选采用以下方式，结合图4所示：微处理器在将其通信接口从差分数据接口DP、DN切换至UART接口TXD、RXD上后，主动向外部的电源适配器发起通信命令A，同时记录下通信次数。当可直充电源适配器成功接收到通信命令A后，会执行相应的应答处理，向移动终端发送通信命令B，如果移动终端没有接收到有效的通信命令B，则会首先判断此时的通信次数，如果通信次数小于2，则会重新发送通信命令A，进行第二次的通信尝试；如果大于等于两次，则认为通信失败，断开其USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-与微处理器的UART接口TXD和RXD的连接，恢复到原始状态，即USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-与微处理器的差分数据接口DP、DN连通。如果移动终端成功接收到通信命令B，则认为通信成功，通信次数清零，之后便启动定时通信的检测机制，参见图5所示。
在定时通信检测的机制中，移动终端会定时向可直充电源适配器发送握手指令，例如发送通信指令C，同时通信次数加1；如果可直充电源适配器成功接收，便会立刻反馈应答指令到移动终端，例如发送通信指令D到所述移动终端。如果移动终端成功接收到通信执行D，则握手成功，判定二者通信正常，保持当前的充电进程，并将通信次数清零，等待到达下一个定时检测时段时再发起通信指令C。如果移动终端没有接收到通信指令D，则移动终端会再次向可直充电源适配器发送通信指令C，如果两次通信均失败，则判定与其插接的可直充电源适配器出现异常。为保证移动终端的安全，此时，微处理器将切断移动终端的USB接口Ji与其内部系统电路之间的连接线路，并提示用户外接的电源适配器异常，对用户进行告警提醒。
S303、根据检测到的外部设备类型，进入相应的充电模式。
在本实施例中，当检测到插入的外部设备为主机或者常规电源适配器时，采用电源管理芯片为电池充电，执行标准SDP充电模式（针对插入的是主机的情况）或者标准DCP充电模式（针对插入的是常规电源适配器的情况）。
具体来讲，微处理器控制直充开关保持默认的断开状态，同时启动电源管理芯片接收主机或者常规电源适配器输入的充电电压，并根据电池当前的电芯电压，进入不同的充电阶段。举例说明：对于一块4.2V的可充电电池来说（所述4.2V为电池充满电时的电芯电压），当电芯电压小于3.5V时，电源管理芯片进入小电流预充阶段，输出500mA的充电电流，对电池进行小电流预充。当电池的电芯电压处于3.5V至4.1V之间时，电源管理芯片进入恒流充电阶段，输出1A或者1.5A的充电电流对电池进行恒流充电。电池在整个充电过程中，绝大部分时间是处于恒流充电阶段的，通常来讲，电池的电芯电压从3.5V上升到4.1V所需的时间大约占到整个充电时间的90%。当电池的电芯电压上升到4.1V以上时，电源管理芯片进入恒压充电阶段，即输出恒定的电压为电池充电，此时充电电流会随着电池电压的升高而逐渐减小，直至充满。
当检测到插入的外部设备为可直充电源适配器时，执行后续的快速充电模式。
S304、判断电池的电芯电压是否落在直充阈值的范围内，若是，则执行后续的大电流直充过程；否则，利用电源管理芯片为电池充电。
在本实施例中，所述直充阈值（低压阈值S1、高压阈值S2）可以根据电池的实际情况具体确定，优选与标准DCP充电模式下的恒流充电阶段所对应的电池电压范围一致。例如上述4.2V的可充电电池，可以设定其低压阈值S1=3.5V、高压阈值S2=4.1V。当电池的电芯电压Vbat_real<3.5V或者Vbat_real>4.1V时，微处理器控制直充开关保持默认的断开状态，同时启动电源管理芯片接收可直充电源适配器输入的恒定充电电压，例如直流5V充电电压，对电池进行小电流预充（针对Vbat_real<3.5V的情况）或者恒压充电（针对Vbat_real>4.1V的情况），即采用与主机和常规电源适配器相同的充电方式为电池充电。当检测到电池的电芯电压Vbat_real在直充阈值[3.5V, 4.1V]的范围内时，则进入后续的直充过程。
S305、移动终端通过其UART接口与可直充电源适配器通信，根据电池的电芯电压变化动态地调整可直充电源适配器输出的充电电压，并控制直充开关导通，短路掉电源管理芯片，使电源管理芯片停止运行，将充电电压直接输送至电池，对电池进行直充。
在本实施例中，对于充电电压的动态调整，可以采用以下三种优选设计方式中的任意一种：
第一种设计方式：在移动终端中预设电池的电芯电压与目标充电电压之间的关系对照表，通过检测电池的电芯电压，根据电芯电压查找所述对照表，获取该电芯电压所对应的目标充电电压，以控制可直充电源适配器的电压输出。
具体说明，可以根据设定的直充阈值[S1,S2]，针对电池的电芯电压划分出若干个区间段，例如以100mV为跨度，划分出N个区间段，N=(S2-S1)/100mV。针对每一个区间段事先确定出每一个区间段的电芯电压所对应的目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax，形成所述的对照表，保存在微处理器中，或者保存在移动终端中与微处理器连接的存储器中，供微处理器调用。
在进入直充过程后，结合图6所示，所述微处理器定时检测电池的电芯电压Vbat_real，根据检测到的电芯电压Vbat_real查找所述的对照表，判断电芯电压Vbat_real所落入的电芯电压区间段，然后根据确定出的区间段，查找该区间段所对应的目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax。而后，微处理器与可直充电源适配器进行UART通信，将所述目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax发送至可直充电源适配器。
在可直充电源适配器一侧，所述可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值Vout，调整其数字电位器的有效电阻的阻值，继而改变其AC-DC单元输出的充电电压，以达到所述的目标充电电压值Vout。待调整结束后，可直充电源适配器发送信息E给移动终端，并通过电流监测芯片实时检测通过其AC-DC单元输出的实际充电电流Ichg，若|Ichg-Itarg|>Ie（所述Ie为可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围，本实施例优选设定Ie=500mA），或者Ichg>Imax，则判定充电异常。此时，为了保证充电安全，可直充电源适配器通过其内部的控制器输出无效的使能信号，结合图2所示，控制升压电路停止输出开关电压，继而控制NMOS对管Q1关断，将AC-DC部分输出的充电电源阻断，停止向移动终端输送。若|Ichg-Itarg|≤Ie且Ichg≤Imax，则可直充电源适配器结束此次调整过程，并利用调整后的充电电压对移动终端的内部电池进行大电流直充，这里的充电电流可以达到3500mA以上，由此实现了充电速度的大幅提升。
对于所述对照表的具体生成方式，本实施例提出以下优选方案：
针对范围在[S1,S2]区间内的电芯电压设置i个区间段，记为xi1~xi2；
针对每一个所述的区间段[xi1，xi2]，分别计算出该区间段所对应的目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax，即，
Vout=Vbat_real+Itarg*（Rline+Rboard+Rbat） （1）
Itarg=Imax-ΔI （2）
Imax=min（（Vbat_max-Vbat_real）/Rbat,Iallow） （3）
其中，Rline为充电线上的电阻阻值；Rboard为移动终端的电路板上的电阻阻值；Rbat为电池的内阻阻值，可以通过实验测量出来；Vbat_max为所述电池支持的最大端子电压值，应根据移动终端所基于的硬件平台确定，且应小于所规定的电池端子电压的安全值Vbat_safe；Iallow是在保证电池充电安全的前提下选取的最大安全充电电流值；ΔI为设定的电流差值，优选在[150mA,250mA]之间取值；
根据参数Vbat_real、Vout、Itarg、Imax，即可生成所述的对照表。
在本实施例中，为了省去Rline、Rboard的测量工作，可以利用以下公式：
Rline+Rboard=（Vout-Vbat）/Ichg （4）
计算出充电线上的电阻阻值Rline与移动终端的电路板上的电阻阻值Rboard之和。其中，Vbat为电池的端子电压。即，可以采用实际测量不同目标充电电压值Vout下的电池端子电压Vbat和充电电流Ichg，并代入公式（4）的方式来计算出所述的Rline与Rboard之和，代入公式（1）用于目标充电电压值Vout的计算。
作为本实施例的一种优选设计方案，在计算每一个区间段[xi1，xi2]所对应的目标充电电压值Vout和充电电流最大值Imax时，优选利用每一个所述区间段的电芯电压的低临界值xi1作为Vbat_real，代入公式（1）计算出该区间段所对应的目标充电电压值Vout；利用每一个所述区间段的电芯电压的高临界值xi2作为Vbat_real，代入公式（3）计算出该区间段所对应的充电电流最大值Imax，继而根据计算出的Imax利用公式（2）获得目标充电电流值Itarg，形成所述的对照表。
举例说明：仍以4.2V的可充电电池为例，对于电池供电的系统，从器件供电电压的安全角度考虑，电池的端子电压Vbat不能大于一个定值Vbat_max，该定值Vbat_max与平台有关，且小于所规定的电池端子电压的安全值Vbat_safe。假设所述电池的端子电压的安全值Vbat_safe=4500mV，则可以取Vbat_max=4470mV，由此，电池的端子电压Vbat=Vbat_real+Ichg*Rbat≤4470。
从电池的安全角度考虑，假设选取最大安全充电电流值Iallow=4000mA，结合公式（3），充电电流最大值Imax为：
Imax =min（（4470-Vbat_real）/Rbat,4000） （5）。
假设电池的内阻Rbat=100mΩ，其他阻抗Rline+Rboard=100mΩ，设定电池的直充阈值范围在[3500mV,4100mV]，以100mV为跨度，则可以将直充阈值范围[3500mV,4100mV]划分成6个区间段，将每个区间段的电芯电压的高临界值代入公式（5），计算出充电电流最大值Imax；结合计算出的Imax代入公式（2）计算出目标充电电流值Itarg，本实施例取ΔI=200mA；将每个区间段的电芯电压的低临界值代入公式（1），并结合计算出的Itarg计算出目标充电电压值Vout，由此形成所需的对照表如下：
Vbat_real（mV） Vout（mV） Itarg（mA） Imax（mA）
3500-3600 4260 3800 4000
… … … …
4000-4100 4700 3500 3700
该对照表在一定程度上反应了电池的电芯电压与适配器输出的充电电流以及充电电压的对应关系，但可能会与实际情况略有出入，可以进行充电试验，记录不同充电电流下的充电电压的变化，对上述对照表的参数值进行调整，例如采用求取平均值的方式，将对照表中的各参数值调整到理想状态。
由于通过查表法获得的目标充电电压是理论值，而实际上电池内阻、线上阻抗可能会随着温度、老化等因素发生变化，由此导致通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值Ichg在一定程度上偏离目标充电电流值Itarg，从而对充电速度产生一定程度的影响。为了在允许的范围内尽可能地提升充电电流，以进一步加快充电速度，本实施例在可直充电源适配器端引入自调整充电电流算法，即，可直充电源适配器将输出电压调整到Vout后，若Itarg-Ie≤Ichg<Itarg，则采用逐次调整Vout= Vout+ΔV的方式，使得通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值Ichg逐渐接近目标充电电流值Itarg。
本实施例优选允许5次调整，调整幅度可以通过公式（1）估算，假设Vbat_real、R（包括电池内阻、线阻等所有阻抗）是不变的，则ΔV=ΔI*R。本实施例优选设定ΔV=10mV。
第二种设计方式：在可直充电源适配器端预设电池的电芯电压与目标充电电压之间的关系对照表，根据接收到的电芯电压（由移动终端检测并提供）查找所述的对照表，获得该电芯电压所对应的目标充电电压值。而后，可直充电源适配器调整其输出电压到达所述的目标充电电压值，以对移动终端的内置电池进行大电流直充。
所述对照表的生成方式可以参见上述第一种设计方式中的相关描述。
具体说明：在进入直充过程后，在移动终端一侧，微处理器定时检测电池的电芯电压Vbat_real，并与可直充电源适配器进行UART通信，将检测到的电芯电压Vbat_real定时发送至可直充电源适配器。
在可直充电源适配器一侧，可直充电源适配器根据接收到的电芯电压Vbat_real查找其保存的对照表，判断电芯电压Vbat_real所落入的电芯电压区间段，然后根据确定出的区间段，查找该区间段所对应的目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax。然后，控制器通过调整数字电位计的有效电阻的阻值，继而改变其AC-DC单元输出的充电电压，直至达到所述的目标充电电压值Vout。待调整结束后，可直充电源适配器发送信息E给移动终端，并将所述的Itarg和Imax发送给移动终端，以用于充电异常的检测判断。与此同时，可直充电源适配器通过其电流监测芯片实时检测通过AC-DC单元输出的实际充电电流值Ichg，若|Ichg-Itarg|>Ie或者Ichg>Imax，则判定充电异常，切断充电电源的输出，停止向移动终端充电。若|Ichg-Itarg|≤Ie且Ichg≤Imax，则可直充电源适配器结束此次调整过程。
在所述可直充电源适配器端也可以引入上述第一种设计方式中阐述的自调整充电电流算法，以使通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值Ichg能够逐渐接近目标充电电流值Itarg，继而进一步提升充电速度。
上述查表方法属于分段式类恒流充电方式，可以减少对可直充电源适配器输出电压的调整次数，但在一段时间内输出电压是恒定的，随着电池的电芯电压的不断上升，充电电流也会逐渐减少，因此，在一定程度上会影响电池的充电速度。
为了保证充电电流能够维持在稳定的较高水平上，本实施例提出实时跟随电芯电压变化的直充充电控制方法，详细参见下述的第三种设计方式。
第三种设计方式：跟随电池的电芯电压变化实时地调整目标充电电压值的动态跟随方式。
结合图7所示，在进入直充过程后，移动终端中的微处理器定时检测电池的电芯电压Vbat_real，利用上述公式（1）-公式（4）计算出目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax，发送至可直充电源适配器。
可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值Vout调整其数字电位器的有效电阻的阻值，继而调整AC-DC单元的输出电压到达所述的目标充电电压值Vout。待调整结束后，发送信息E给移动终端，同时通过电流监测芯片检测可直充电源适配器输出的充电电流Ichg，若|Ichg-Itarg|>Ie或者Ichg>Imax，则判定充电异常，切断可直充电源适配器对外的充电电源输出，并通知移动终端充电异常。若|Ichg-Itarg|≤Ie且Ichg≤Imax，则可直充电源适配器结束此次调整过程，或者启动上述的自调整充电电流算法，对充电电压进行最多5次（也可以设定其他次数）的微调整，以使通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值Ichg逐渐接近目标充电电流值Itarg，进而最大限度地加快充电速度。
S306、检测电池的电芯电压是否超出了直充阈值范围，若未超出，则返回步骤S305继续执行；若超出，则执行后续步骤。
S307、微处理器控制直充开关断开，关闭直充通路，并通知可直充电源适配器调整其输出电压到默认的恒定充电电压，例如5V直流充电电压，并启动电源管理芯片接收所述的恒定充电电压，为电池进行恒压充电，直至充电完成。
为了保证移动终端充电的安全性，本实施例提出以下充电异常处理机制：
（一）移动终端一侧
①移动终端在检测到采用可直充电源适配器为其进行充电时，定时向可直充电源适配器发送握手指令，并在设定的时间内等待可直充电源适配器反馈的应答信息，若接收到所述的应答信息，则握手成功，继续充电；否则，判定充电异常，切断移动终端的充电接口与系统电路之间的连接线路，并提示用户电源适配器异常；
②移动终端在进入直充过程后，若检测到可直充电源适配器突然拔掉，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并将所述充电接口与电源管理芯片连通；
③移动终端在进入直充过程后，若检测到电池的端子电压超过设定的门限值（对于4.2V的可充电电池来说，其端子电压的门限值可以设定为4.6V），则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并通知可直充电源适配器切换至默认的恒定充电电压输出，例如输出5V直流电压；
④移动终端在进入直充过程后，实时检测接收到的实际充电电流值Ichg，若Ichg与Itarg的差值的绝对值大于设定的可控差异范围，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，切换至电源管理芯片为电池充电；
⑤移动终端在进入直充过程后，实时检测接收到的实际充电电流值Ichg，若Ichg大于Imax，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并提示用户电源适配器异常。
（二）可直充电源适配器一侧
①可直充电源适配器在获得目标充电电压值Vout、目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax后，实时检测其输出的实际充电电流值Ichg，若Ichg与Itarg的差值的绝对值大于设定的可控差异范围，则可直充电源适配器停止输出充电电源，并闪灯提示用户；
②可直充电源适配器在进入直充过程后，实时检测其输出的实际充电电流值Ichg，若Ichg大于Imax，则判定充电异常，切断其充电电源的输出，避免继续供电对移动终端造成损坏。
当然，所述移动终端与可直充电源适配器之间也可以采用无线通信方式进行数据交互，如图2所示，例如，可以首先采用UART通信方式进行移动终端与可直充电源适配器之间的握手通信，以实现移动终端对可直充电源适配器的准确识别。然后，为了进一步提高充电过程中各项参数传输的准确性，改由无线通信方式进行数据交互，可以提高通信的稳定性。具体来讲，可以在可直充电源适配器的控制单元中设置无线通信模块，例如蓝牙、WiFi等无线通信模块，连接所述的控制器，具体可以连接控制器的另外一路UART接口TX1、RX1；并且，在移动终端中设置与其匹配的无线通信模块，诸如蓝牙芯片，连接所述的微处理器。在移动终端需要与可直充电源适配器交互数据时，可以将微处理器和控制器生成的通信数据发送至与其连接的无线通信模块，以转换成无线信号后，再发送至对方。采用无线通信方式，可以解决在大电流充电时，由于电源适配器和移动终端之间的充电线上的压降较大，而造成的二者之间地电平的差异，这种地电平的差异会影响通信信号的波形质量，造成通信的不稳定。
本发明所提出的充电方法可以广泛应用在手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等移动终端中，以满足用户不同的充电需求。
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 (9)

1.一种可直充电源适配器，设置有：
充电接口，用于外接移动终端，包括电源引脚、接地引脚和两个彼此断开的通信引脚；
交直流转换单元，用于将外部的交流输入电源转换成移动终端所需的充电电压，并通过所述充电接口输出；
控制单元，连接所述的充电接口，在所述充电接口与移动终端连接后，通过所述通信引脚与移动终端进行UART通信，以调节所述交直流转换单元输出的充电电压；
其中，所述控制单元接收移动终端发送过来的目标充电电压值Vout，根据所述目标充电电压值Vout调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压达到所述的目标充电电压值Vout；或者，所述控制单元接收移动终端发送过来的电池电压，若所述电池电压在预设的直充阈值的范围内，则根据所述电池电压查找其预设的对照表，获得当前电池电压所对应的目标充电电压值Vout，并调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压到达所述的目标充电电压值Vout；所述控制单元在移动终端的电池电压在预设的直充阈值的范围内时，接收移动终端发送过来的目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax，或者采用查找所述对照表的方式获得当前电池电压所对应的目标充电电流值Itarg和充电电流最大值Imax；所述控制单元检测通过所述充电接口输出的充电电流Ichg，若Itarg-Ie≤Ichg<Itarg，则控制所述交直流转换单元逐次上调其输出的充电电压，上调幅度为ΔV，使通过充电接口输出的实际充电电流Ichg接近目标充电电流值Itarg；若Ichg与Itarg的差值的绝对值大于Ie或者Ichg大于Imax，则停止向所述充电接口输出充电电压；其中，Ie表示所述可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围。
2.根据权利要求1所述的可直充电源适配器，其特征在于：所述控制单元接收移动终端发送过来的电池电压，若所述电池电压在预设的直充阈值的范围以外，则所述控制单元控制所述交直流转换单元输出默认状态下的恒定充电电压。
3.根据权利要求1或2所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述交直流转换单元中设置有整流电路、变压器单元、同步整流控制器和PWM控制器；在所述控制单元中设置有控制器和数字电位器；所述整流电路将交流输入电源整流成直流电源，输出至变压器单元以转换成充电电压；所述控制器通过其UART接口连接所述的通信引脚，进而与外部的移动终端进行UART通信，根据移动终端所需的充电电压生成电压调整指令发送至所述的数字电位器，以改变数字电位器的有效电阻的阻值；所述数字电位器的电阻体与一限流电阻串联后，连接在变压器单元的次级线圈的正极与地之间，所述电阻体的中间抽头连接同步整流控制器的参考电压引脚；所述同步整流控制器根据数字电位器的有效电阻的阻值变化调节PWM控制器输出的PWM信号的占空比，利用所述PWM信号控制变压器单元的开关时序，进而调节通过变压器单元转换输出的充电电压的伏值。
4.根据权利要求3所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述交直流转换单元中还设置有
光耦，连接在所述同步整流控制器与PWM控制器之间，对通过同步整流控制器输出的信号进行光电隔离；
功率MOS管，连接在所述变压器单元的次级线圈的负极与充电接口的接地引脚之间，所述同步整流控制器通过控制所述功率MOS管通断，来对变压器单元输出的充电电压进行整流。
5.根据权利要求3所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述控制单元中还设置有
电流监测单元，实时监测通过所述充电接口输出的充电电流Ichg，并反馈至所述的控制器；
开关电路，连接在所述交直流转换单元与充电接口之间；所述控制器在检测到所述充电电流Ichg异常时，控制所述开关电路切断所述交直流转换单元与充电接口之间的充电电压传输线路，停止充电电压的对外输出。
6.根据权利要求5所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述电流监测单元中设置有
电流采样电阻，串联在充电电压的传输线路中；
电流监测芯片，连接电流采样电阻的两端，检测电流采样电阻两端的电压差，并对所述电压差进行放大处理后，输出采样电压，传输至所述的控制器。
7.根据权利要求6所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述电流监测单元中还设置有
分压电路，连接所述电流监测芯片，对所述电流监测芯片输出的采样电压进行分压，以调整到所述控制器所能接受的接口电压范围，传输至所述控制器的ADC接口，以用于检测通过充电接口输出的电流值。
8.根据权利要求5所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述开关电路中设置有
开关管，支持大电流通过，其开关通路连接在充电电压的传输线路中；
升压电路，连接所述的控制器，在接收到控制器输出的有效使能信号时，输出比所述充电电压的伏值更高的开关电压，传输至所述开关管的控制极，控制所述开关管连通所述充电电压的传输线路；所述控制器在检测到通过所述充电接口输出的电流值超过所允许的电流范围时，向所述升压电路输出无效的使能信号，控制升压电路停止输出所述的开关电压，继而控制所述开关管切断所述充电电压的传输线路，停止充电电压的对外输出。
9.根据权利要求3所述的可直充电源适配器，其特征在于：在所述控制单元中还设置有
无线通信模块，连接所述的控制器，所述控制器通过所述无线通信模块与所述移动终端进行数据交互。
CN201510473312.9A 2015-08-05 2015-08-05 一种可直充电源适配器 Active CN105098945B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510473312.9A CN105098945B (zh) 2015-08-05 2015-08-05 一种可直充电源适配器
US15/065,324 US10056779B2 (en) 2015-08-05 2016-03-09 Power source adaptor for charging directly and mobile terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510473312.9A CN105098945B (zh) 2015-08-05 2015-08-05 一种可直充电源适配器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105098945A CN105098945A (zh) 2015-11-25
CN105098945B true CN105098945B (zh) 2018-01-09

Family

ID=54578779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510473312.9A Active CN105098945B (zh) 2015-08-05 2015-08-05 一种可直充电源适配器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10056779B2 (zh)
CN (1) CN105098945B (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2715701T3 (es) * 2014-11-11 2019-06-05 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Adaptador de alimentación, terminal y sistema de carga
PL3214726T3 (pl) * 2016-01-05 2019-04-30 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Sposób szybkiego ładowania, terminal mobilny i zasilacz sieciowy
MY181704A (en) * 2016-02-05 2021-01-04 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Charge method, adapter and mobile terminal
WO2017133379A1 (zh) 2016-02-05 2017-08-10 广东欧珀移动通信有限公司 适配器和充电控制方法
US10044201B2 (en) 2016-04-11 2018-08-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Smart senses for direct charging
CN105790362A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 广东欧珀移动通信有限公司 电池充电管理方法、装置及用户设备
CN106026225B (zh) * 2016-05-20 2020-05-08 深圳维普创新科技有限公司 充电电池的快速充电电路及充电方法
CN107231013B (zh) * 2016-05-24 2019-01-15 华为技术有限公司 一种充电的方法、终端、充电器和系统
CN106026705A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 深圳创维－Rgb电子有限公司 适配器
EP3276811B1 (en) * 2016-07-26 2019-03-06 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Charging system, charging method, and power adapter
WO2018032274A1 (zh) * 2016-08-15 2018-02-22 北京小米移动软件有限公司 电子设备、充电器、充电系统及充电方法
CN106329662A (zh) * 2016-10-18 2017-01-11 乐视控股（北京）有限公司 充电方法、装置及系统
KR101777660B1 (ko) * 2016-10-25 2017-09-12 주식회사 티에스피글로벌 플래시 스토리지 디바이스 및 그 동작 제어 방법
CN106685003A (zh) * 2017-01-19 2017-05-17 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种基于低压直充的充电设备、充电系统及充电控制方法
GB2543225C (en) * 2017-01-25 2020-02-19 O2Micro Inc Controlling power delivery to a battery
TWI612750B (zh) * 2017-03-22 2018-01-21 華碩電腦股份有限公司 電子裝置及其充電方法
CN107579570B (zh) * 2017-09-29 2020-05-29 维沃移动通信有限公司 一种电压采样控制方法、电压采样控制电路及适配器
EP3477810A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-01 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Method of operating an electronic device, electronic device and computer program
CN111602310A (zh) * 2018-02-02 2020-08-28 深圳市柔宇科技有限公司 充电装置与充电校正方法
CN109066933B (zh) * 2018-09-11 2021-09-21 上海润欣科技股份有限公司 一种网络摄像机的无线充电方法及装置
CN109525015B (zh) * 2018-12-07 2024-09-24 集美大学 小容量电池的充电电路
CN113574762B (zh) * 2019-05-07 2024-08-27 Oppo广东移动通信有限公司 充电电流控制方法、电子设备和电源提供装置
CN112117786B (zh) * 2019-06-20 2022-05-31 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备的充电电路与电子设备
CN111509800B (zh) * 2020-04-22 2023-09-29 歌尔科技有限公司 充电方法及系统、充电盒、蓝牙耳机
CN112117814B (zh) * 2020-11-23 2021-02-23 南昌嘉信高科技有限公司 充电控制电路及可充放电的电子设备
CN113452127B (zh) * 2021-08-13 2023-07-21 广州城市理工学院 一种无线充电移动终端
CN113765181B (zh) * 2021-08-31 2024-05-14 北京中海技创科技发展有限公司 一种用于电源管理器的充电控制系统和方法
CN114614549B (zh) * 2022-04-28 2022-09-30 荣耀终端有限公司 一种充电方法及相关电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170160A (zh) * 2011-01-16 2011-08-31 吴嘉懿 可充电电池配套装置
CN104467139A (zh) * 2014-12-31 2015-03-25 展讯通信（上海）有限公司 充电方法、装置及充电器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7091697B2 (en) * 2003-11-04 2006-08-15 Sony Corporation System and method for efficiently implementing a battery controller for an electronic device
US20110309789A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Kyocera Wireless Corp Charger with data storage
US9362773B2 (en) * 2013-06-28 2016-06-07 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for determination of a non-charging operation
US9812878B1 (en) * 2015-06-19 2017-11-07 Amazon Technologies, Inc. Dynamic current redistribution for portable electronic devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170160A (zh) * 2011-01-16 2011-08-31 吴嘉懿 可充电电池配套装置
CN104467139A (zh) * 2014-12-31 2015-03-25 展讯通信（上海）有限公司 充电方法、装置及充电器

Also Published As

Publication number Publication date
CN105098945A (zh) 2015-11-25
US10056779B2 (en) 2018-08-21
US20170040814A1 (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105098945B (zh) 一种可直充电源适配器
CN104993562B (zh) 可直充电源适配器
CN104993565B (zh) 可直充电源适配器
CN104993182B (zh) 一种移动终端、可直充电源适配器及充电方法
CN105140985B (zh) 移动终端、可直充电源适配器及充电方法
CN105098900B (zh) 移动终端、可直充电源适配器及充电方法
CN104967201B (zh) 快速充电方法、移动终端及可直充电源适配器
US10110038B2 (en) Mobile terminal and rapid charging method
US10340717B2 (en) Charging system, charging method, and power adapter
US10097022B2 (en) Mobile terminal and rapid charging method
CN106026257B (zh) 一种移动终端
US20180145525A1 (en) Charging managment method and system thereof
CN103576823B (zh) 一种电压调节装置
CN105207330B (zh) 一种充电组合

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Shandong City, Qingdao Province, Jiangxi City Road No. 11

Patentee after: Qingdao Hisense Mobile Communication Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Shandong City, Qingdao Province, Jiangxi City Road No. 11

Patentee before: HISENSE MOBILE COMMUNICATIONS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China