CN105244963A - 充电装置及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电装置及充电方法，该充电装置包括处理单元、测量单元和电流配置单元；测量单元用于测量待充电设备的电池电压；处理单元获取电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，映射表包括电池电压值和电池电压值对应的恒流电流值；电流配置单元基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。本发明是针对具有较小空间的待充电设备的散热问题而做出的改进，将待充电设备在恒流充电阶段的充电电流根据测量的实时电流值或充电装置的输入电压变化，选择相应的恒流充电阶段的充电电流，这样既加快了充电速度，又不至于让待充电设备过热。

Description

充电装置及充电方法

技术领域

本发明涉及一种快速充电装置，特别涉及一种充电装置及充电方法，目的是为了优化系统在充电过程产生热量较大的问题。

背景技术

目前的充电装置的一般包括预充电、恒流充电和恒压充电三个阶段。但有些系统中由于空间很小，其散热设计无法做到很好，例如蓝牙耳机、蓝牙音箱的便携设备。恒流充电阶段中，充电电流越大，充电速度越快。但当充电电流过大时，由于系统散热不好，可能导致系统温度太高，过高温度可能烫伤用户、烫坏塑料外壳，严重时可能导致芯片损坏。目前的充电电路所设置的恒流充电电路都是固定值。但实际中当电池电压不同或充电器输入电压不同时，充电电路产生的热量是不同的。因此通过改进，可能实现更快的充电速度，且又不至于过热。实现更快充电速度(恒流充电阶段)，同时又避免系统过热，这就是本发明的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决较小空间的待充电设备在恒流充电阶段，由于恒流充电阶段的充电电流较大，产生较高的热量，且散热系统不好，可能导致系统温度过高，严重时会影响系统的性能的问题。本发明的目的是根据电池电压或充电装置的输入电压的不同，改变恒流充电阶段的充电电流值，这样既加快了充电速度，又避免了系统过热。

实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种充电装置，该充电装置包括：处理单元、测量单元和电流配置单元；其中，

测量单元用于测量待充电设备的电池电压；

处理单元获取电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，映射表包括电池电压值和电池电压值对应的恒流电流值；

电流配置单元基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

优选地，测量单元具体用于，测量待充电设备的实时的电池电压。

优选地，处理单元具体用于：

将映射表中的恒流电流值与用户预先设定的恒流电流值进行比较；

当用户设定的恒流电流值小于映射表中的恒流电流值时，将用户设定的恒流电流值确定为恒流充电阶段的充电电流值；或者

当用户设定的恒流电流值大于映射表中的恒流电流值时，根据待充电设备的电池电压，从映射表中确定相应的恒流充电阶段的充电电流值；其中，映射表中电池电压值增大，电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理电池电压值减小时，电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

第二方面，本发明提供了一种充电装置，该充电装置包括：读取单元、处理单元、测量单元和电流配置单元；其中，

读取单元用于读取充电装置的输入电压；

测量单元用于测量待充电设备的电池电压；

处理单元根据充电装置的输入电压和待充电设备的电池电压，确定恒流充电阶段的充电电流值；

电流配置单元基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

优选地，处理单元具体用于：

根据充电装置的输入电压和待充电设备的电池电压，通过以下公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为充电装置的输入电压，VBAT为待充电设备的电池电压。

优选地，测量单元具体用于，测量待充电设备的实时的电池电压。

第三方面，本发明提供了一种充电方法，该方法包括以下步骤：

测量待充电设备的电池电压；

获取电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，映射表包括电池电压值和电池电压值对应的恒流电流值；

基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

优选地，获取电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值步骤具体包括：

将映射表中的恒流电流值与用户预先设定的恒流电流值进行比较；当用户设定的恒流电流值小于映射表中的恒流电流值时，将用户设定的恒流电流值确定为恒流充电阶段的充电电流值；或者

当用户设定的恒流电流值大于映射表中的恒流电流值时，根据待充电设备的电池电压，从映射表中确定相应的恒流充电阶段的充电电流值；其中，映射表中电池电压值增大，电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理电池电压值减小时，电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

第四方面，本发明提供了一种充电方法，该方法包括以下步骤：

读取充电装置的输入电压；

测量待充电设备的电池电压；

根据充电装置的输入电压和待充电设备的电池电压，确定恒流充电阶段的充电电流值；

基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

优选地，根据充电装置的输入电压和待充电设备的电池电压，获取恒流充电阶段的充电电流值步骤具体包括：

根据充电装置的输入电压和待充电设备的电池电压，通过以下公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为充电装置的输入电压，VBAT为待充电设备的电池电压。

本发明是针对具有较小空间的待充电设备的散热问题而做出的改进，具体地是在充电装置的恒流充电阶段所做的改进，将固定不变的恒流充电阶段的充电电流根据待充电设备的电池电压或充电装置的输入电压而发生变化，在实际情况下，待充电设备的电池电压不同或充电装置的输入电压不同，不同的电池电压或输入电压会影响恒流充电阶段的充电电流，充电装置产生的热量是不同的，因此通过改进，可实现快的充电速度，同时又避免系统过热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中充电装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种充电装置及充电方法的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的一种充电装置及充电方法的另一个实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的一种充电装置及充电方法的一个实施例的结构流程图；

图5为本发明提供的一种充电装置及充电方法的另一个实施例的结构流程图。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部。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畴。

图1是现有技术中充电装置的结构流程图，如图1所示。充电过程包括预充电、恒流充电和恒压充电。

图1中恒流充电阶段的充电电流是固定值，在恒流充电阶段充电电流越大，充电速度越快，可能导致系统温度太高，过高温度可能烫伤用户、烫坏塑料外壳，严重时可能导致芯片损坏，十分不利于小空间的待充电设备。图2和图4是对图1中恒流充电阶段做了重新设计，将固定不变的恒流充电电流根据待充电设备的电池电压或充电装置的输入电压的不同而变化，选择相应的恒流充电阶段的充电电流值，这样的改进实现更快充电速度(图1中恒流充电阶段)，同时又避免系统过热，优化了系统性能。

图2为本发明提供的一种充电装置及充电方法的一个实施例的结构示意图，如图2所示。充电装置包括：测量单元、处理单元和电流配置单元。

测量单元测量待充电设备的电池电压VBAT；处理单元获取电池电压VBAT，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，映射表包括电池电压值和电池电压值对应的恒流充电阶段的恒流电流值；电流配置单元基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

处理单元具体用于：将映射表中的恒流电流值与用户预先设定的恒流电流值进行比较；当用户设定的恒流电流值小于映射表中的恒流电流值时，将用户设定的恒流电流值确定为恒流充电阶段的充电电流值；或者当用户设定的恒流电流值大于映射表中的恒流电流值时，根据待充电设备的电池电压，从映射表中确定相应的恒流充电阶段的充电电流值；其中，映射表中电池电压值增大，电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理电池电压值减小时，电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

值得注意的是的待充电设备的电池电压VBAT为实时的电池电压，而不是电池的开路电压，即已经计入充电电流和放电电流在电池内阻上形成的电压差异；选用实时的电池电压的原因是，充电装置的发热相关于实时的电池电压，而不是电池的开路电压；一般测量单元同时会测量实时的电池电压和电池的开路电压。

测量单元具体可以是电量计，用来测量待充电设备的电池电压VBAT。

配置参考电流的过程是，选择参考电流的目的是为了减小外界环境因素的影响，例如，温度，湿度等；电流配置单元选择参考电流，按照一定的比例处理参考电流，并输出与处理单元选择的恒流充电阶段的充电电流值大小相等的充电电流。

图3为本发明提供的一种充电装置及充电方法的另一个实施例的结构示意图，如图3所示。充电装置包括：读取单元、测量单元、处理单元和电流配置单元。

读取单元读取充电装置的输入电压VCHG；测量单元测量待充电设备的电池电压；处理单元获取电池电压VBAT(实时的电池电压)和输入电压VCHG，确定恒流充电阶段的充电电流值；电流配置单元基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

具体地，根据充电装置的输入电压VCHG和待充电设备的电池电压VBAT(实时的电池电压)，通过公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为充电装置的输入电压，VBAT为待充电设备的电池电压(实时的电池电压值)。

测量单元具体可以是电量计，用来测量待充电设备的电池电压VBAT。

配置参考电流的过程是，选择参考电流的目的是为了减小外界环境因素的影响，例如，温度，湿度等；电流配置单元选择参考电流，按照一定的比例处理参考电流，并输出与处理单元选择的恒流充电阶段的充电电流值大小相等的充电电流。

图4为本发明提供的一种充电装置及充电方法的一个实施例的结构流程图，如图4所示。充电方法包括：

步骤10：测量待充电设备的电池电压VBAT；

步骤11：获取电池电压VBAT，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，映射表包括电池电压值和电池电压值对应的恒流电流值；

由于考虑到较小装置在横流充电阶段时，产生热量较大，故设计出了根据实时电压来调整恒流充电阶段充电电流值的大小。考虑热量的最大恒流充电阶段的充电电流值，以500mW的散热功率为例。

VBAT	Icc
		3<＝VBAT<3.2	250mA
3.2<＝VBAT<3.4	277mA
		3.4<＝VBAT<3.6	312mA
3.6<＝VBAT<3.8	357mA
		3.8<＝VBAT	416mA

上述表格中，处理单元根据映射表中的一个恒流电流值Icc，并将恒流电流值Icc依次与用户设定恒流充电电流值进行大小比较，设置恒流充电阶段的充电电流值；当用户设定恒流充电电流值大于映射表中恒流电流值Icc时，处理单元根据待充电设备的电池电压VBAT，选择相应的横流充电阶段的充电电流值；当用户设定恒流充电电流值小于映射表中恒流电流值Icc时，嵌入式软件将用户设定的恒流充电电流值设定为恒流充电阶段的充电电流值；其中，映射表中电池电压值增大，电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理电池电压值减小时，电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

步骤12：基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

图5为本发明提供的一种充电装置及充电方法的另一个实施例的结构流程图，如图5所示。充电方法包括：

步骤20：读取充电装置的输入电压VCHG；

步骤21：测量待充电设备的电池电压VBAT；

步骤22：获取充电装置的输入电压VCHG和待充电设备的电池电压VBAT，确定恒流阶段的充电电流值；

根据充电装置的输入电压VCHG和待充电设备的电池电压VBAT(实时的电池电压)，获取恒流充电阶段的充电电流值的步骤具体为：

根据充电装置的输入电压VCHG和待充电设备的电池电压VBAT，通过公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为充电装置的输入电压，VBAT为待充电设备的电池电压(实时的电池电压值)。

步骤23：基于参考电流进行配置，输出恒流充电阶段的充电电流。

本发明是针对具有较小空间的待充电设备的散热问题而做出的改进，将待充电设备在恒流充电阶段的充电电流根据测量的实时电流值或充电装置的输入电压变化，选择相应的恒流充电阶段的充电电流，这样既加快了充电速度，又不至于让待充电设备过热。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：处理单元、测量单元和电流配置单元；

所述测量单元用于测量待充电设备的电池电压；

所述处理单元获取所述电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，所述映射表包括电池电压值和所述电池电压值对应的恒流电流值；

所述电流配置单元基于参考电流进行配置，输出所述恒流充电阶段的充电电流。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述测量单元具体用于，测量所述待充电设备的实时的电池电压。

3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：

将所述映射表中的恒流电流值与用户预先设定的恒流电流值进行比较；

当所述用户设定的恒流电流值小于所述映射表中的恒流电流值时，将所述用户设定的恒流电流值确定为恒流充电阶段的充电电流值；或者

当所述用户设定的恒流电流值大于所述映射表中的恒流电流值时，根据所述待充电设备的电池电压，从所述映射表中确定相应的恒流充电阶段的充电电流值；其中，所述映射表中所述电池电压值增大，所述电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理所述电池电压值减小时，所述电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

4.一种充电装置，其特征在于，包括：读取单元、处理单元、测量单元和电流配置单元；

所述读取单元用于读取充电装置的输入电压；

所述测量单元用于测量待充电设备的电池电压；

所述处理单元根据所述充电装置的输入电压和所述待充电设备的电池电压，确定恒流充电阶段的充电电流值；

所述电流配置单元基于参考电流进行配置，输出所述恒流充电阶段的充电电流。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：

根据所述充电装置的输入电压和所述待充电设备的电池电压，通过以下公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

所述公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为所述充电装置的输入电压，VBAT为所述待充电设备的电池电压。

6.根据权利要求4或5所述的充电装置，其特征在于，所述测量单元具体用于，测量所述待充电设备的实时的电池电压。

7.一种充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量待充电设备的电池电压；

获取所述电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值，所述映射表包括电池电压值和所述电池电压值对应的恒流电流值；

基于参考电流进行配置，输出所述恒流充电阶段的充电电流。

8.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述获取所述电池电压，并通过映射表确定相应的恒流充电阶段的充电电流值步骤具体包括：

将所述映射表中的恒流电流值与用户预先设定的恒流电流值进行比较；

当所述用户设定的恒流电流值小于所述映射表中的恒流电流值时，将所述用户设定的恒流电流值确定为恒流充电阶段的充电电流值；或者

当所述用户设定的恒流电流值大于所述映射表中的恒流电流值时，根据所述待充电设备的电池电压，从所述映射表中确定相应的恒流充电阶段的充电电流值；其中，映射表中电池电压值增大，电池电压值对应的恒流电流值也相应的增大，同理电池电压值减小时，电池电压值对应的恒流电流值也相应的减小。

9.一种充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取充电装置的输入电压；

测量待充电设备的电池电压；

根据所述充电装置的输入电压和所述待充电设备的电池电压，确定恒流充电阶段的充电电流值；

基于参考电流进行配置，输出所述恒流充电阶段的充电电流。

10.根据权利要求9所述的充电方法，其特征在于，所述根据所述充电装置的输入电压和所述待充电设备的电池电压，获取恒流充电阶段的充电电流值步骤具体包括：

根据所述充电装置的输入电压和所述待充电设备的电池电压，通过以下公式计算出恒流充电阶段的充电电流值：

所述公式为：

PS/(VCHG-VBAT)

其中，PS为芯片封装可接受的最大散热功率，VCHG为所述充电装置的输入电压，VBAT为所述待充电设备的电池电压。