CN106100028A

CN106100028A - 充电设备和充电电路

Info

Publication number: CN106100028A
Application number: CN201610485589.8A
Authority: CN
Inventors: 李新; 倪漫利; 王晨
Original assignee: Shenzhen Tinno Wireless Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tinno Wireless Technology Co Ltd
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明公开一种充电设备和充电电路，该充电电路包括：充电芯片，包括充电端口、第一模数转换端口、第二模数转换端口、第三模数转换端口，充电端口输出充电电压至电池的正极；充电线路；电流测量电阻，电流测量电阻的第一端与充电端口和第一模数转换端口连接，电流测量电阻的第二端与第二模数转换端口连接，电池的正极与第三模数转换端口连接，且电流测量电阻的第二端通过充电线路与电池的正极连接；充电芯片获取充电线路的线损阻抗，并根据线损阻抗调整充电电压。通过以上技术方案，本发明能够对线损产生的压降进行补偿，从而提高充电效率。

Description

充电设备和充电电路

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种充电设备和充电电路。

背景技术

随着智能手机的普及和用户对手机使用续航时间需求的提高，在受限于锂电池技术无法取得突破而做大能量密度的情况下，智能手机电池快速充电技术得以迅速普及。快充技术本质上是提高充电芯片的充电电流，包括预充阶段、恒流充电阶段以及恒压充电阶段。

具体可参见图1，图1为现有技术的电池在理想状态下的充电过程示意图，在图1中，横坐标代表时间轴，纵坐标代表充电芯片输出的充电电压和充电电流，较粗的实线段表示充电电流，较细的实线段表示充电电压，在现有技术中，假设Vbat为电池的实时电压，且电池的满充电压是V3＝4.2V，由充电芯片对电池进行充电，由于电池本身特性所致，电池充电一般分为图1所示的三个阶段：

预充阶段T1：Vbat<3.2V，充电芯片输出至电池的充电电流I1为0.1C，输出至电池充电电压V1＝3.2～3.6V。

恒流充电阶段T2：3.2V<Vbat<4.2V，充电电流I2为0.4C～1.5C(取其中一固定值)，充电电压V2逐渐增大至满充电压V3，恒流充电阶段的持续时间较短，约占总充电时间的百分之二十至百分之三十，且充入的电量较多。

恒压充电阶段T3：充电电压为满充电压V3＝4.2V，充电电流I3逐渐减少，当充电电流I3达到0.05C～0.1C(取其中一固定值)时，电池充满，恒压充电阶段持续时间较长，约占总充电时间的百分之七十至百分之八十，充入的电量较少。

从图1可知，恒流充电阶段的充电电流最大，由于充电路径本身具有一定电阻，故恒流充电阶段充电路径上的线损压降也较大，使得V2中有一部分电压被线损压降所消耗，使得充电芯片在输出的充电电压是V3时，电池的正极实际获得的充电电压是V3减去线损压降，但是充电芯片并不会对此作出考虑，从而导致充电过程较早的进入恒压充电阶段，由于恒压充电时间较长，但是充入的电量较少，因此会延长充电时间。另外，在恒压充电阶段，由于线损压降的存在，会导致实际到达电池的正极的充电电压实际上低于电池满充电压，导致电池充不满。

综上，现有技术由于线损的存在而导致充电效率较低的技术问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种充电设备和充电电路，能够对线损产生的压降进行补偿，从而提高充电效率。

本发明提供一种充电电路，充电电路用于向电池进行充电，充电电路包括：充电芯片，包括充电端口、第一模数转换端口、第二模数转换端口、第三模数转换端口，充电端口输出充电电压至电池的正极；充电线路；电流测量电阻，电流测量电阻的第一端与充电端口和第一模数转换端口连接，电流测量电阻的第二端与第二模数转换端口连接，电池的正极与第三模数转换端口连接，且电流测量电阻的第二端通过充电线路与电池的正极连接；充电芯片根据第一模数转换端口测得的第一电压值、第二模数转换端口测得的第二电压值、第三模数转换端口测得的第三电压值以及电流测量电阻的电阻值获取充电线路的线损阻抗，并根据线损阻抗调整充电电压。

其中，充电芯片根据以下等式获取充电线路的线损阻抗：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

其中，R为线损阻抗，V₁为第一电压值，V₂为第二电压值，V₃为第三电压值。

其中，充电芯片进一步根据第一模数转换端口测得的第一电压值、第二模数转换端口测得的第二电压值、以及电流测量电阻的电阻值获取充电线路的电流值。

其中，充电芯片根据电流值和线损阻抗获取充电线路的压降值。

其中，充电芯片将压降值作为增量增加至充电电压。

本发明进一步提供一种充电设备，充电设备包括充电电路和电池，充电电路用于向电池进行充电，充电电路包括：充电芯片，包括充电端口、第一模数转换端口、第二模数转换端口、第三模数转换端口，充电端口输出充电电压；充电线路；电流测量电阻，电流测量电阻的第一端与充电端口和第一模数转换端口连接，电流测量电阻的第二端与第二模数转换端口连接，电池的正极与第三模数转换端口连接，且电流测量电阻的第二端通过充电线路与电池的正极连接；充电芯片根据第一模数转换端口测得的第一电压值、第二模数转换端口测得的第二电压值、第三模数转换端口测得的第三电压值以及电流测量电阻的电阻值获取充电线路的线损阻抗，并根据线损阻抗调整充电电压。

其中，充电芯片根据以下等式获取充电线路的线损阻抗：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

其中，充电芯片将压降值作为增量增加至充电电压。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的充电设备和充电电路，设置第三模数转换端口与电池的正极连接，充电芯片更可检测电池的正极的电压，从而结合电流测量电阻两端的电压获取线损压降，因此对线损压降进行精确的补偿，从而可有效地提高充电效率。。

附图说明

图1为现有技术的电池在理想状态下的充电过程示意图；

图2是根据本发明的充电电路的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参见图2，图2是根据本发明的充电电路的电路连接示意图，如图2所示，本发明所揭示的充电电路具体包括充电芯片10、充电线路S、电流测量电阻R_SNS，充电电路用于向电池BAT进行充电。具体而言：

充电芯片10包括充电端口SW、第一模数转换端口C_SIN、第二模数转换端口C_SOUT、第三模数转换端口CR，充电芯片10控制充电端口SW输出充电电压至电池BAT的正极。

电流测量电阻R_SNS的第一端与充电端口SW和第一模数转换端口C_SIN连接，电流测量电阻R_SNS的第二端与第二模数转换端口C_SOUT连接，电池BAT的正极与第三模数转换端口CR连接，且电流测量电阻R_SNS的第二端通过充电线路S与电池BAT的正极连接。

充电芯片10可根据第一模数转换端口C_SIN测得的第一电压值、第二模数转换端口C_SOUT测得的第二电压值、第三模数转换端口CR测得的第三电压值以及电流测量电阻R_SNS的电阻值获取充电线路S的线损阻抗，并根据线损阻抗调整充电电压。

具体而言，充电芯片10根据以下等式获取充电线路S的线损阻抗：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

上述等式可根据串联电路电流相等的原理获得，具体而言，在充电端口SW与电池BAT正极组成的回路中，经过电流测量电阻R_SNS的电流与经过充电路径的电流相等，即：

\frac{V_{1} - V_{2}}{R_{S N S}} = \frac{V_{2} - V_{3}}{R}

经变换可得：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

充电芯片10根据第一模数转换端口C_SIN可测得第一电压值，通过第二模数转换端口C_SOUT可测得第二电压值，而电流测量电阻R_SNS的电阻值可预先输入至充电芯片10中，因此充电芯片10根据以下等式可获取充电线路S的电流值I：

I = \frac{V_{1} - V_{2}}{R_{S N S}}

充电芯片10根据电流值I和线损阻抗R获取充电线路S的压降值U：

U＝I*R

在获取到充电线路S的压降值U(即线损压降)之后，充电芯片10将压降值作为增量增加至充电电压，从而抵消线损压降所造成的压降损耗，从而避免过早地从恒流充电阶段进入到恒压充电阶段，并且保证电池BAT的正极在恒压充电阶段所得到的充电电压为满充电压。

并请参见图2，在图2中，更示出了滤波电容C₀₁、C₀₂、C₀₃和电感L₀，其中，滤波电容C₀₁的电容值可例如为22μF，滤波电容C_CSIN和滤波电容C_CSOUT的电容值可例如为0.1μF，上述滤波电容用于过滤交流电流，以免对充电造成干扰。而电感L₀则起到电流保持的缓冲作用，电感L₀的电感值可例如为1.0μH。

本发明进一步提供一种充电设备，包括上述的充电电路和电池BAT。

由于本发明设置第三模数转换端口与电池的正极连接，充电芯片更可检测电池的正极的电压，从而结合电流测量电阻两端的电压获取线损压降，因此对线损压降进行精确的补偿，从而可有效地提高充电效率。

以上所述仅为本发明的实施方式，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

1.一种充电电路，其特征在于，所述充电电路用于向电池进行充电，所述充电电路包括：

充电芯片，包括充电端口、第一模数转换端口、第二模数转换端口、第三模数转换端口，所述充电端口输出充电电压至所述电池的正极；

充电线路；

电流测量电阻，所述电流测量电阻的第一端与所述充电端口和所述第一模数转换端口连接，所述电流测量电阻的第二端与所述第二模数转换端口连接，所述电池的正极与所述第三模数转换端口连接，且所述电流测量电阻的第二端通过所述充电线路与所述电池的正极连接；

所述充电芯片根据所述第一模数转换端口测得的第一电压值、所述第二模数转换端口测得的第二电压值、所述第三模数转换端口测得的第三电压值以及所述电流测量电阻的电阻值获取所述充电线路的线损阻抗，并根据所述线损阻抗调整所述充电电压。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电芯片根据以下等式获取所述充电线路的线损阻抗：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

其中，R为所述线损阻抗，V₁为所述第一电压值，V₂为所述第二电压值，V₃为所述第三电压值。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电芯片进一步根据所述第一模数转换端口测得的第一电压值、所述第二模数转换端口测得的第二电压值、以及所述电流测量电阻的电阻值获取所述充电线路的电流值。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述充电芯片根据所述电流值和所述线损阻抗获取所述充电线路的压降值。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述充电芯片将所述压降值作为增量增加至所述充电电压。

6.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括充电电路和电池，所述充电电路用于向所述电池进行充电，所述充电电路包括：

充电芯片，包括充电端口、第一模数转换端口、第二模数转换端口、第三模数转换端口，所述充电端口输出充电电压；

充电线路；

7.根据权利要求6所述的充电设备，其特征在于，所述充电芯片根据以下等式获取所述充电线路的线损阻抗：

R = \frac{V_{2} - V_{3}}{V_{1} - V_{2}} * R_{S N S}

8.根据权利要求6所述的充电设备，其特征在于，所述充电芯片进一步根据所述第一模数转换端口测得的第一电压值、所述第二模数转换端口测得的第二电压值、以及所述电流测量电阻的电阻值获取所述充电线路的电流值。

9.根据权利要求8所述的充电设备，其特征在于，所述充电芯片根据所述电流值和所述线损阻抗获取所述充电线路的压降值。

10.根据权利要求9所述的充电设备，其特征在于，所述充电芯片将所述压降值作为增量增加至所述充电电压。