CN105896670A - 一种充电装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种充电装置及移动终端，属于电池充电技术领域。充电装置包括充电接口、充电电路、电池组、第一切换模块以及控制模块，其中：所述电池组包括至少两个充电电池；所述充电电路串联在所述充电接口与所述电池组之间；所述第一切换模块与所述电池组电连接；所述控制模块连接所述第一切换模块，并控制所述第一切换模块将所述充电电池之间的连接状态切换为并联状态或串联状态。本发明实施例不会造成因电池流通电流过大而带来的电池发热的问题。所以，本实施例提供的充电装置，能够在为电池提供快速充电的同时，有效解决电池本体上因电流提升而造成的电池发热的问题。

Description

一种充电装置及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种充电装置及移动终端。

背景技术

随着通讯技术的发展，移动终端(如手机、个人数字助理和平板电脑等)的功能越来越多且功能逐渐融合。例如，手机除了具有传统的通话功能外，还具有相机、导航和游戏等功能。由于移动终端的功能越来越多，因此耗电单元越来越多，移动终端的充电问题也成为了人们关注的一个热点。

现有移动终端采用单电池设计，为了加快充电速度，需要提高移动终端的充电电流。在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术的单电路电池，单纯的提高充电电流，容易引起充电电池发热，不仅影响充电电池的使用寿命，降低了用户体验，而且存在安全隐患。

因此，有必要提供一种充电装置及移动终端，解决现有技术移动终端在快充时容易因电流过大引起的发热问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种充电装置及移动终端，用以解决现有技术移动终端在快充时容易因电流过大引起的发热问题。

本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括充电接口、充电电路、电池组、第一切换模块以及控制模块，其中：

所述电池组包括至少两个充电电池；

所述充电电路串联在所述充电接口与所述电池组之间；

所述第一切换模块与所述电池组电连接；

所述控制模块连接所述第一切换模块，并控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态或串联状态。

优选的，上述充电装置中，所述控制模块通过如下方式实现所述至少两个充电电池之间的连接状态的切换：

当检测到所述电池组正在充电时，控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态；

当检测到所述电池组正在供电时，控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

优选的，上述充电装置中，所述充电电路包括并联的快速充电电路、常规充电电路；

所述充电装置还包括设于所述充电电路与所述控制模块之间的第二切换模块；

所述控制模块通过如下方式实现所述至少两个充电电池之间的连接状态的切换：在检测到所述充电接口输入的充电信号为快速充电信号时，控制所述第二切换模块接通所述快速充电电路，并且控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态，在检测到所述充电接口输入的充电信号为常规充电信号时，控制所述第二切换模块接通所述常规充电电路，并且控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

优选的，上述充电装置中，所述充电装置还包括DC电压转换模块，所述电池组通过所述DC电压转换模块向移动终端供电。

优选的，上述充电装置中，所述充电装置还包括充电均衡控制模块，所述充电均衡控制模块包括：均衡电路、电压监控电路和微控制器，其中，每个充电电池均并联一个所述均衡电路和一个所述电压监控电路，所述微控制器接收所述电压监控电路的信号，并控制所述均衡电路进行均衡充电控制。

优选的，上述充电装置中，所述均衡电路包括由多个电阻和三极管组成的分流控制电路。

优选的，上述充电装置中，所述电压监控电路包括光耦输出电路、光耦反馈电路和放大电路，所述放大电路包括前置放大器和输出放大器，所述前置放大器的输出端连接所述光耦输出电路，所述光耦输出电路的输出端连接所述输出放大器，所述光耦输出电路的输出端与所述光耦反馈电路的输入端连接，所述光耦反馈电路的输出端连接所述前置放大器的输入端。

优选的，所述充电电池还设有保护电路。

优选的，所述充电装置还设有温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制模块电连接并用于检测所述充电电池的温度，所述控制模块用于在所述温度超过预设阈值时，切断所述充电电路。

本发明实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括处理器、存储器以及如上所述的充电装置，所述充电装置的电池组与所述处理器及所述存储器分别电连接。

本发明实施例的技术方案具有以下优点：在进行快速充电时，电池组的各充电电池被切换至串联状态，由快速充电电路提供倍压即高于现有的普通充电电压几倍的电压进行充电，能够提升电池组的充电速度。并且，由于电池组中的各电池串联，虽然充电电压提升，但是依然不会提升每块电池上所流通的电流值，因此，不会造成因电池流通电流过大而带来的电池发热的问题。所以，本实施例提供的充电装置，能够在为电池提供快速充电的同时，有效解决电池本体上因电流提升而造成的电池发热的问题。

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为本发明实施例提供的一种充电装置的模块结构示意图：

图2为图1所示充电装置的一个可选方案的模块结构示意图；

图3为具有两个充电电池的电池组的充电装置的模块结构示意图；

图4为图1所示充电装置的一个可选方案的充电均衡控制模块的电路示意图；

图5为带保护电路的充电电池的内部结构示意图。

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。

本发明实施例提供了一种移动终端，其包括处理器、存储器以及充电装置。请参阅图1，该充电装置包括：充电接口101、充电电路102、电池组103、第一切换模块104以及控制模块105。

该电池组103包括至少两个充电电池；

该充电电路102串联在该充电接口101与该电池组103之间；

第一切换模块104与所述电池组103电连接；

该控制模块105连接第一切换模块104，并控制该第一切换模块104将该至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态或串联状态。

在一个可选的方案中，该控制模块105通过如下方式实现该至少两个充电电池之间的连接状态的切换：

当检测到该电池组103正在充电时，控制该第一切换模块104将该至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态；

当检测到该电池组103正在供电时，控制该第一切换模块104将该至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

请参阅图2，在一个可选的方案中，该充电电路102包括并联的快速充电电路1021、常规充电电路1022；

该充电装置还包括设于该充电电路102与该控制模块105之间的第二切换模块106；

该控制模块105通过如下方式实现该至少两个充电电池之间的连接状态：在检测到该充电接口101输入的充电信号为快速充电信号时，控制该第二切换模块106接通该快速充电电路1021并控制该第一切换模块104将该至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态，在检测到该充电接口101输入的充电信号为常规充电信号时，控制该第二切换模块106接通该常规充电电路1022并控制该第一切换模块104将该至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

实际应用中，该装置还可以包括DC电压转换模块，如果该电池组的充电电池在供电状态下也维持串联，可以通过该DC电压转换模块向移动终端供电。需要说明的是该DC电压转换模块不是必须的，如果该电池组的充电电池在供电状态下也维持串联，可以直接对移动终端的通路采用符合高压的线路。

请继续参阅图3，以设有两个充电电池1031、1032的电池组为例，进行对充电过程详细说明。

充电电路中的快速充电电路1021和常规充电电路1022分别与充电端口101相连，常规充电电路1022分别与处理器、存储器、电池组103相连，快速充电电路1021也与电池组103相连。具体地，充电电池1031正极与快速充电电路1021的正极、以及常规充电电路1022的正极之间设置有第一切换开关；充电电池1031的负极与充电电池1032正极以及充电电池1032负极之间设置有第二切换开关；充电电池1032的负极与快速充电电路1021的负极、以及常规充电电路1022的负极相连。充电电池1032的正极与常规充电电路1022的正极之间设置有第三切换开关。并且，在充电电池1032的正极与常规充电电路1022的正极之间设置有三极管，且三极管与第三切换开关并联。其中，第一切换开关与第二切换开关可以为单刀双掷开关，第三切换开关为单刀单掷开关。第一切换模块即包括上述切换开关。

当进行快速充电时，通过调节第一切换开关使充电电池1031的正极与快速充电电路1021的正极导通，通过调节第二切换开关使充电电池1031的负极与充电电池1032的正极导通，通过调节第三切换开关使充电电池1032的正极与常规充电电路1022的正极断开。

通过采用如上方式调整三个切换开关，可控制充电电路通过快速充电电路1021为电池组供电，由常规充电电路1022为处理器、存储器供电，并且，使得电池组103中的充电电池1031与充电电池1032成串联状态。最终实现倍压、且不增大电池组中各充电电池上流通电流的快速充电流程。

当快速充电完毕时，通过调节第二切换开关使充电电池1031的负极与充电电池1032的负极导通，使充电电池1032与充电电池1031被切换至并联状态为处理器、存储器供电。

在充电电路中为第三切换开关并联设置三极管的目的是，当第三切换开关断开(即充电电池1032的正极与常规充电电路的正极断开时)设置常规充电电路的输出电压高于充电电池1032最高充电电压，由于常规充电电路1022的输出电压高于充电电池1032端的电压，因此，三极管不导通，这样，便可实现由常规充电电路1022为处理器、存储器供电，而不是由充电电池1032为处理器、存储器供电。

当进行常规充电时，通过调节第一切换开关使充电电池1031的正极与常规充电电路1022的正极导通，通过调节第二切换开关使充电电池1031的负极与充电电池1032的负极导通，通过调节第三切换开关使充电电池1032的正极与常规充电电路1022的正极导通。通过采用如上方式调整三个切换开关，可控制充电电路通过常规充电电路1022为电池组供电，由充电电池1032为处理器、存储器供电，并且，使得电池组中的充电电池1031与充电电池1032成并联状态。也就是说，采用常规电压为电池组进行充电，并且，电池组边充电边为处理器、存储器供电。

本实施例中的充电电路102，并没有抛弃常规充电，如果不使用专用的快速充电器，亦可启用常规充电电路来给电池进行充电。该充电电路既可满足对电池快速充电的需求，又可以满足对电池进行常规充电的需求。

请参阅图4，在一个可选的方案中，该充电装置还包括充电均衡控制模块，该充电均衡控制模块包括：均衡电路、电压监控电路和微控制器，其中，每个充电电池均并联一个该均衡电路和一个该电压监控电路，该微控制器接收该电压监控电路的信号，并控制该均衡电路进行均衡充电控制。

均衡电路包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、三极管Q6和三极管Q7组成的分流控制电路。该微处理器的输出端通过电阻R13与三极管Q6的基极连接，该三极管Q6的集电极通过电阻R2与三极管Q7的基极连接，该三极管Q7的集电极一方面通过电阻R15与三极管Q7的基极连接，另一方面通过锂电池和电阻R16与三极管Q7的发射极连接，该三极管Q6的发射极接地。

该电压监控电路包括光耦输出电路、光耦反馈电路和放大电路，该放大电路包括前置放大器U2和输出放大器U5，该前置放大器U5的输出端连接光耦输出电路U3，该光耦输出电路U3的输出端连接输出放大器U5，该光耦输出电路U3的输出端与光耦反馈电路U4的输入端连接，该光耦反馈电路U4的输出端连接前置放大器U2的输入端。

在充电过程中，当某一充电电池的电压明显高于组内其他电池时，微处理器将控制端口拉高，三极管Q6导通，三极管Q7基极电位被拉低，三极管Q7导通，部分电能从旁路电阻R16分流，降低该电池充电速率，从而实现电池组各单体电池充电速率同步，达到均衡充电的目的。

通过电压监控电路对电池组中各个充电电池的电压进行监控，能够将各个充电电池的电压转化到同一基准上，通过采用光耦隔离取样的方法可以实现电平转化，具体的，可以通过对光耦线性化连接实现电压的采集和实施监控。

实际应用中，采用多块锂电池组合成大容量电池组作为移动终端的使用电池，通过对充电电池进行均衡充电控制，使的每个充电电池的充电电压相同，防止电池块出现过充，延长电池块的使用寿命，延长手机的使用时间。

请参阅图5，在一个可选的方案中，充电电池还可以设有电池保护电路。

带保护电路的充电电池的内部结构图请参阅图5。其中包括电池电芯Cell、电阻Rc、Rm、电容Cc、功率开关MN1、MN2和电池保护电路。充电时的电流方向如Ic箭头所示，从VBAT端流入，从GND端流出。充电时会在功率开关MN1、MN2上形成电压降，这样导致存在充电电流时，电池电芯Cell上的电压VBAT小于相对GND的电压，因此对充电电池进行充电时，VBAT与GND之间的电压差等于VOC电压(例如4.375V)，而电池电芯Cell的电压则等于VOC-Ic*Ron，其中VOC为电池保护电路的过充电保护电压阈值，Ic为充电电流，Ron为功率开关MN1和MN2的导通电阻之和。电池电芯的电压VOC-Ic*Ron稍小于VOC电压，不会导致误触发电池保护电路进入过充电保护状态，即避免误触发导致电池未完全充满的问题。

在一个可选的方案中，该装置还设有温度检测模块，该温度检测模块与该控制模块电连接并用于检测该至少两个充电电池的温度，该控制模块用于在该温度超过预设阈值时，切断该充电电路。

本实施例的充电电路，在进行快速充电时，电池组的各充电电池被切换至串联状态，由快速充电电路提供倍压即高于现有的普通充电电压几倍的电压进行充电，能够提升电池组的充电速度。并且，由于电池组中的各电池串联，虽然充电电压提升，但是依然不会提升每块电池上所流通的电流值，因此，不会造成因电池流通电流过大而带来的电池发热的问题。所以，本实施例提供的充电装置，能够在为电池提供快速充电的同时，有效解决电池本体上因电流提升而造成的电池发热的问题。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中该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，或者也可以分布到多个网络单元上。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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分该的方法。

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 (10)

1.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括充电接口、充电电路、电池组、第一切换模块以及控制模块，其中：

所述电池组包括至少两个充电电池；

所述充电电路串联在所述充电接口与所述电池组之间；

所述第一切换模块与所述电池组电连接；

所述控制模块连接所述第一切换模块，并控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态或串联状态。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块通过如下方式实现所述至少两个充电电池之间的连接状态的切换：

当检测到所述电池组正在充电时，控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态；

当检测到所述电池组正在供电时，控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电电路包括并联的快速充电电路、常规充电电路；

所述充电装置还包括设于所述充电电路与所述控制模块之间的第二切换模块；

所述控制模块通过如下方式实现所述至少两个充电电池之间的连接状态的切换：在检测到所述充电接口输入的充电信号为快速充电信号时，控制所述第二切换模块接通所述快速充电电路，并且控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为串联状态；在检测到所述充电接口输入的充电信号为常规充电信号时，控制所述第二切换模块接通所述常规充电电路，并且控制所述第一切换模块将所述至少两个充电电池之间的连接状态切换为并联状态。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括DC电压转换模块，所述电池组通过所述DC电压转换模块向移动终端供电。

5.根据权利要求1至4任一项所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括充电均衡控制模块，所述充电均衡控制模块包括：均衡电路、电压监控电路和微控制器，其中，每个充电电池均并联一个所述均衡电路和一个所述电压监控电路，所述微控制器接收所述电压监控电路的信号，并控制所述均衡电路进行均衡充电控制。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述均衡电路包括由多个电阻和三极管组成的分流控制电路。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述电压监控电路包括光耦输出电路、光耦反馈电路和放大电路，所述放大电路包括前置放大器和输出放大器，所述前置放大器的输出端连接所述光耦输出电路，所述光耦输出电路的输出端连接所述输出放大器，所述光耦输出电路的输出端与所述光耦反馈电路的输入端连接，所述光耦反馈电路的输出端连接所述前置放大器的输入端。

8.根据权利要求1至4任一项所述的充电装置，其特征在于，所述充电电池还设有保护电路。

9.根据权利要求1至4任一项所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还设有温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制模块电连接并用于检测所述至少两个充电电池的温度，所述控制模块用于在所述温度超过预设阈值时，切断所述充电电路。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括处理器、存储器，以及如权利要求1至9任一项所述的充电装置，所述充电装置的电池组与所述处理器及所述存储器分别电连接。