CN106130127A - 电子设备及充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子设备及充电方法,属于电子设备领域。电子设备包括充电接口、充电电路、电池和负载器件,充电电路包括第一电压调节模块、控制模块和晶体管;控制模块与晶体管的控制端连接,用于控制晶体管的开关状态;第一电压调节模块的输入端与充电接口连接,第一电压调节模块的输出端与电池连接,并与晶体管的第一端连接;晶体管的第二端与电子设备的负载器件连接。本发明通过将第一电压调节模块的输出端与电池直接相连,使得充电时无需经过晶体管,节省了功率损耗,提高了充电效率,节省了充电时间。而且,电池或者第一电压调节模块还可以经过晶体管为负载器件供电,保证了负载器件的正常工作。

Description

电子设备及充电方法
技术领域
本发明涉及电子设备领域,特别涉及一种电子设备及充电方法。
背景技术
随着智能手机、平板电脑和摄像机等电子设备的不断普及,人们对电子设备的要求与日俱增,对电子设备充电时间的要求也越来越高。如何提高充电效率,节省充电时间已成为用户非常关心的一个问题。
目前的电子设备的结构示意图如图1所示,该电子设备包括电压调节模块101、晶体管102、控制模块103、负载器件104和电池105,控制模块103与晶体管的控制端连接,电压调节模块101的输出端与晶体管102的第一端连接,并与电子设备上的负载器件104连接,晶体管102的第二端与电池105连接。
充电过程中,控制模块103控制晶体管102导通,电压调节模块101对输入电压Vin进行调节后,提供充电电流Ichg,充电电流Ichg经过晶体管102后为电池104充电,使得电池104的电压Vbat增大。而且,在充电过程中,电压调节模块101的输出端能够为负载器件104提供工作电流Iload,为负载器件104供电,当充电完成后,由电池105通过晶体管102为负载器件104提供工作电流。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:充电过程中充电电流需要经过晶体管,在晶体管上会产生功率损耗,降低了充电效率。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种电子设备及充电方法。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括充电接口、充电电路、电池和负载器件,所述充电电路包括第一电压调节模块、控制模块和晶体管;
所述控制模块与所述晶体管的控制端连接,用于控制所述晶体管的开关状态;
所述第一电压调节模块的输入端与所述充电接口连接,所述第一电压调节模块的输出端与所述电池连接,并与所述晶体管的第一端连接;
所述晶体管的第二端与所述电子设备的负载器件连接。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能实现方式中,所述充电接口用于提供输入电压;
所述第一电压调节模块用于对所述输入电压进行调节后,为所述电池的输入端提供充电电流,为所述电池充电。
结合第一方面,在第一方面的第二种可能实现方式中,所述控制模块用于检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述第一电压调节模块用于在所述充电接口提供输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流,所述晶体管的第二端用于为所述负载器件提供工作电流。
结合第一方面,在第一方面的第三种可能实现方式中,所述控制模块用于检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述电池用于在所述充电接口未提供输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流,所述晶体管的第二端用于为所述负载器件提供工作电流。
结合第一方面,在第一方面的第四种可能实现方式中,所述电子设备还包括第二电压调节模块,所述第二电压调节模块的输入端与所述充电接口连接,所述第二电压调节模块的输出端与所述负载器件连接;
所述充电接口用于为所述第二电压调节模块提供输入电压;
所述控制模块用于检测所述电池的电压,当确定所述电池的电压不大于预设电压时,控制所述晶体管断开;
所述第二电压调节模块用于对所述输入电压进行调节后,为所述负载器件提供工作电流。
结合上述任一种可能实现方式,在第一方面的第五种可能实现方式中,所述晶体管为场效应晶体管MOS或者互补型场效应晶体管CMOS。
第二方面,提供了一种充电方法,所述方法应用于第一方面所述的电子设备中,所述方法包括:
充电接口提供输入电压;
第一电压调节模块对所述输入电压进行调节后,为电池的输入端提供充电电流,为所述电池充电。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能实现方式中,所述方法还包括:
控制模块检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制晶体管导通;
所述第一电压调节模块在所述充电接口提供所述输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流;
所述晶体管的第二端为负载器件提供工作电流。
结合第二方面,在第二方面的第二种可能实现方式中,所述方法还包括:
控制模块检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述电池在所述充电接口未提供所述输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流;
所述晶体管的第二端为所述负载器件提供工作电流。
结合第二方面,在第二方面的第三种可能实现方式中,所述方法还包括:
所述充电接口为第二电压调节模块提供输入电压;
所述控制模块检测所述电池的电压,当确定所述电池的电压不大于预设电压时,控制所述晶体管断开;
所述第二电压调节模块对所述输入电压进行调节后,为所述负载器件提供工作电流。
结合上述任一种可能实现方式,在第二方面的第四种可能实现方式中,所述晶体管为场效应晶体管MOS或者互补型场效应晶体管CMOS。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供的电子设备及充电方法,通过将第一电压调节模块的输出端与电池直接相连,而将晶体管连接于第一电压调节模块与负载器件之间,使得充电时第一电压调节模块能够直接为电池充电,而无需经过晶体管,节省了功率损耗,提高了充电效率,节省了充电时间。而且,电池或者第一电压调节模块还可以经过晶体管为负载器件供电,保证了负载器件的正常工作。
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。
图1是现有技术提供的一种电子设备的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种充电电流示意图;
图4是本发明实施例提供的一种负载器件的工作电流示意图;
图5是本发明实施例提供的一种负载器件的工作电流示意图;
图6是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种充电方法的流程图。
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围。
图2是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图,参见图2,该电子设备包括:充电接口201、电池202、负载器件203以及充电电路,充电电路包括第一电压调节模块204、控制模块205和晶体管206。
控制模块205与晶体管206的控制端连接,用于控制晶体管206的开关状态。第一电压调节模块204的输入端与充电接口201连接,第一电压调节模块204的输出端与电池202连接,并与晶体管206的第一端连接;晶体管206的第二端与电子设备的负载器件203连接。
该电子设备可以为手机、平板电脑等设备,本实施例对此不做限定。该第一电压调节模块204包括但不限于BUCK(降压式变换)拓扑架构或者LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器)拓扑架构的DC-DC转换电路,本发明实施例对此也不做限定。
该晶体管为MOS(Metal Oxid Semiconductor,场效应晶体管)或CMOS(Complementary Metal Oxid Semiconductor,互补型场效应晶体管),或者还可以包括其他类型的晶体管,且可以为增强型场效应晶体管或者耗尽型场效应晶体管,还可以为N沟道场效应晶体管或者P沟道场效应晶体管,本发明实施例对此不做限定。该晶体管的开关状态可以包括导通状态和断开状态,其中,当晶体管导通时,晶体管所在的支路导通,第一电压调节模块204通过晶体管与负载器件203形成通路,此时,晶体管相当于一个电阻元件,具有一定的阻值。而当晶体管断开时,晶体管所在的支路断路。
该控制端可以为晶体管的栅极,该第一端可以为晶体管的源极,则该第二端为晶体管的漏极,或者该第一端可以为晶体管的漏极,则该第二端为晶体管的源极。本发明实施例对此不做限定。
例如,以N沟道晶体管为例,该控制模块205的输出端与晶体管206的栅极连接,当该控制模块205控制该输出端输出高电平时,使得晶体管206导通,而当该控制模块205控制该输出端输出低电平时,使得晶体管206断开。
现有技术中的电压调节模块的输出端需要通过晶体管才能为电池充电,在晶体管上的功率损耗为其中,Ichg表示经过晶体管的充电电流,R表示晶体管的阻抗。而本发明实施例针对于现有配置电源路径管理的充电系统的电子设备存在的缺陷,提出了一种架构,第一电压调节模块的输出端可以直接为电池充电,可以去掉充电过程中在晶体管上的功率损耗,节省了在晶体管上的功率损耗,可以最大程度地提高充电效率,提高能源利用率。
本发明实施例提供的电子设备,通过将第一电压调节模块的输出端与电池直接相连,而将晶体管连接于第一电压调节模块与负载器件之间,使得充电时第一电压调节模块能够直接为电池充电,而无需经过晶体管,节省了功率损耗,提高了充电效率,节省了充电时间。而且,电池或者第一电压调节模块还可以经过晶体管为负载器件供电,保证了负载器件的正常工作。
在图1所示的电子设备的基础上,参见图3,在充电的过程中,充电接口201提供输入电压Vin,第一电压调节模块204对输入电压Vin进行调节后,为电池202的输入端提供充电电流Ichg,从而为电池202充电,使得电池202的电压Vbat增加。
其中,该充电接口201可以为USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)接口,或者其他类型的接口,本实施例对此不做限定。该第一电压调节模块204对输入电压进行调节时,可以按照供电电压的需求提高或者降低该输入电压,本发明实施例对该第一电压调节模块204的调节方式不做限定。
当要为电池202充电时,充电接口201插入数据线,并通过该数据线连接电源,电源通过该充电接口201向该充电电路输入电压,则该充电电路向电池202输出充电电流,为电池充电。
在图1所示的电子设备的基础上,为了保证电子设备中负载器件203的正常工作,需要为负载器件203供电。因此,本发明实施例将第一电压调节模块204的输出端分别与电池202以及晶体管206的第一端连接,再将晶体管206的第二端与负载器件203连接。
可选地,在第一种可能实现方式中,参见图4,充电接口201提供输入电压Vin时,控制模块205检测电池202的电压Vbat,判断该电压Vbat是否大于预设电压,当该电压Vbat大于预设电压时,控制该晶体管206导通,此时,第一电压调节模块204为晶体管206的第一端提供电流,由晶体管206的第二端为负载器件203提供工作电流Iload
也即是,充电过程中,第一电压调节模块204的输出端输出电流后,一部分电流会流入电池202,为电池202充电,而另一部分电流会流入晶体管206的第一端,此时,晶体管206的第二端即可向负载器件203输出工作电流,从而为负载器件203供电。而且考虑到为负载器件203供电时需要保证电压足够大,控制模块205仅在电池的电压大于预设电压,即第一电压调节模块204的输出端电压大于预设电压时,才控制晶体管206导通,为负载器件203供电。
其中,该负载器件可以包括该电子设备上的任一个或多个器件,如中央处理器、显示屏幕、扬声器等,本发明实施例对该负载器件不做限定。该预设电压根据该负载器件203的电压需求确定,可以为3.8V或者5V等,本发明实施例对该预设电压的具体值不做限定。
可选地,在第二种可能实现方式中,参见图5,充电接口201未提供输入电压时,控制模块205检测电池202的电压Vbat,判断该电压Vbat是否大于预设电压,当该电压Vbat大于预设电压时,控制该晶体管206导通,此时,电池202为晶体管206的第一端提供电流,由晶体管206的第二端为负载器件203提供工作电流。
也即是,在未充电的过程中,如果电池202的电压足够大,可以为负载器件203供电时,控制模块205控制晶体管206导通,此时,电池202放电,为晶体管206提供电流,从而为负载器件203提供工作电流。
可选地,在第三种可能实现方式中,充电接口201未提供输入电压时,控制模块205检测电池202的电压,判断该电压是否大于预设电压,当该电压不大于预设电压时,控制该晶体管206断开,此时,停止为负载器件203供电。
可选地,在第四种可能的实现方式中,参见图6,该电子设备还包括第二电压调节模块207,第二电压调节模块207的输入端与充电接口201连接,第二电压调节模块207的输出端与负载器件203连接。
其中,该第二电压调节模块207包括但不限于BUCK(降压式变换)拓扑架构或者LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器)拓扑架构的DC-DC转换电路,本发明实施例对此也不做限定。
充电接口201提供输入电压Vin时,控制模块205检测电池202的电压Vbat,判断该电压Vbat是否大于预设电压,当该电压Vbat不大于预设电压时,控制晶体管206断开,由第二电压调节模块207对输入电压Vin进行调节后,为负载器件203提供工作电流Iload
这是由于在充电过程中电池202的电压逐渐增大,但还未增大到预设电压之前仍不足以为负载器件203供电,此时,可以将晶体管206断开,由第二电压调节模块207将充电接口201提供的输入电压调节至合适的电压后,为负载器件203供电。
本发明实施例提供的电子设备,通过将第一电压调节模块的输出端与电池直接相连,而将晶体管连接于第一电压调节模块与负载器件之间,将充电和放电的路径分开,使得充电时第一电压调节模块能够直接为电池充电,而无需经过晶体管,节省了功率损耗,提高了充电效率,节省了充电时间,而且,电池或者第一电压调节模块还可以经过晶体管为负载器件供电。进一步地,设置了第二电压调节模块,在电池电压过小时,还可以由第二电压调节模块为负载器件供电,保证了负载器件的正常工作。
图7是本发明实施例提供的一种充电方法的流程图。该发明实施例的执行主体为上述图1所示的电子设备,参见图7,该方法包括:
701、充电接口提供输入电压。
702、第一电压调节模块对该输入电压进行调节后,为电池的输入端提供充电电流,为该电池充电。
本发明实施例提供的方法,通过将第一电压调节模块的输出端与电池直接相连,而将晶体管连接于第一电压调节模块与负载器件之间,使得充电时第一电压调节模块能够直接为电池充电,而无需经过晶体管,节省了功率损耗,提高了充电效率,节省了充电时间。
可选地,该方法还包括:
控制模块检测该电池的电压,当该电池的电压大于预设电压时,控制晶体管导通;
该第一电压调节模块在该充电接口提供该输入电压时,为该晶体管的第一端提供电流;
该晶体管的第二端为负载器件提供工作电流。
可选地,该方法还包括:
控制模块检测该电池的电压,当该电池的电压大于预设电压时,控制该晶体管导通;
该电池在该充电接口未提供该输入电压时,为该晶体管的第一端提供电流;
该晶体管的第二端为该负载器件提供工作电流。
可选地,该方法还包括:
该充电接口为第二电压调节模块提供输入电压;
该控制模块检测该电池的电压,当确定该电池的电压不大于预设电压时,控制该晶体管断开;
该第二电压调节模块对该输入电压进行调节后,为该负载器件提供工作电流。
可选地,该晶体管为MOS管或者CMOS管。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本发明的可选实施例,在此不再一一赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括充电接口、充电电路、电池和负载器件,所述充电电路包括第一电压调节模块、控制模块和晶体管;
所述控制模块与所述晶体管的控制端连接,用于控制所述晶体管的开关状态;
所述第一电压调节模块的输入端与所述充电接口连接,所述第一电压调节模块的输出端与所述电池连接,并与所述晶体管的第一端连接;
所述晶体管的第二端与所述电子设备的负载器件连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述充电接口用于提供输入电压;
所述第一电压调节模块用于对所述输入电压进行调节后,为所述电池的输入端提供充电电流,为所述电池充电。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述控制模块用于检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述第一电压调节模块用于在所述充电接口提供输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流,所述晶体管的第二端用于为所述负载器件提供工作电流。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述控制模块用于检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述电池用于在所述充电接口未提供输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流,所述晶体管的第二端用于为所述负载器件提供工作电流。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括第二电压调节模块,所述第二电压调节模块的输入端与所述充电接口连接,所述第二电压调节模块的输出端与所述负载器件连接;
所述充电接口用于为所述第二电压调节模块提供输入电压;
所述控制模块用于检测所述电池的电压,当确定所述电池的电压不大于预设电压时,控制所述晶体管断开;
所述第二电压调节模块用于对所述输入电压进行调节后,为所述负载器件提供工作电流。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电子设备,其特征在于,所述晶体管为场效应晶体管MOS或者互补型场效应晶体管CMOS。
7.一种充电方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1所述的电子设备中,所述方法包括:
充电接口提供输入电压;
第一电压调节模块对所述输入电压进行调节后,为电池的输入端提供充电电流,为所述电池充电。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
控制模块检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制晶体管导通;
所述第一电压调节模块在所述充电接口提供所述输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流;
所述晶体管的第二端为负载器件提供工作电流。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
控制模块检测所述电池的电压,当所述电池的电压大于预设电压时,控制所述晶体管导通;
所述电池在所述充电接口未提供所述输入电压时,为所述晶体管的第一端提供电流;
所述晶体管的第二端为所述负载器件提供工作电流。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述充电接口为第二电压调节模块提供输入电压;
所述控制模块检测所述电池的电压,当确定所述电池的电压不大于预设电压时,控制所述晶体管断开;
所述第二电压调节模块对所述输入电压进行调节后,为所述负载器件提供工作电流。
11.根据权利要求8-10任一项所述的方法,其特征在于,所述晶体管为场效应晶体管MOS或者互补型场效应晶体管CMOS。
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