CN106712157B - 一种充电管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电管理系统，包括充电终端及移动终端，充电终端内设有：充电终端输入端；电流芯片组，与输入端连接，包括至少一个电流芯片单元，提供充电电流；控制芯片，与电流芯片组内的每一电流芯片单元连接，用于激活任意一个或多个电流芯片单元；开关单元，设于控制芯片与输入端与电流芯片组间，用于开启或关断电流芯片组；充电终端输出端，与控制芯片连接，向与充电终端连接的移动终端供电；移动终端内设有：移动终端输入端，与充电终端输出端电连接；开关组，与移动终端输入端连接，根据移动终端输入端接收的电压大小切换移动终端内的充电通道。采用上述技术方案后，充电时移动终端温度不再升高，充电时的充电电流可实现多档位调节输出。

Description

一种充电管理系统

技术领域

本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种充电管理系统。

背景技术

随着智能设备的普及，便携式智能设备的续航能力越发受到使用者的重视，因此，使用者对便携式智能设备的充电速度提出了进一步的要求。目前便携式智能设备的充电技术主要分为两大类：低压快充及高压快充。高压快充的方式会在充电过程中增大电压，从而引发高热量，加速电池老化的同时可能带来安全隐患。若采用低压快充的方式，智能设备端也将引起温度升高的问题，且充电速度无法比拟高压快充的方式。

因此，需要一种可同时保证充电速度与温度升高问题的对智能设备的充电方式，充电时智能设备温度不再升高，充电时的充电电流可实现多档位调节输出。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种充电管理系统，对智能设备充电时避免了大电流引发的过烫问题。

本发明公开了一种充电管理系统，包括充电终端及移动终端，其特征在于，所述充电终端内设有：充电终端输入端，自市电接收电能；电流芯片组，与所述输入端连接，包括至少一个电流芯片单元，提供充电电流；控制芯片，与所述电流芯片组内的每一电流芯片单元连接，用于激活任意一个或多个所述电流芯片单元；开关单元，设于所述控制芯片与所述输入端与电流芯片组间，用于开启或关断所述电流芯片组；充电终端输出端，与所述控制芯片连接，向与所述充电终端连接的所述移动终端供电；所述移动终端内设有：移动终端输入端，与所述充电终端输出端电连接；开关组，与所述移动终端输入端连接，根据所述移动终端输入端接收的电压大小切换所述移动终端内的充电通道。

优选地，所述电流芯片组包括7个电流芯片单元，每一所述电流芯片单元的充电电流为1.5A，使所述充电电流在0-10.5A之间。

优选地，所述开关单元包括第一MOS管Q1及第二MOS管Q2；所述第一MOS管Q1设于所述充电终端输入端、电流芯片组和控制芯片间；所述第二MOS管Q2设于一电流芯片单元、充电终端输出端与控制芯片间；所述第一MOS管Q1及所述第二MOS管Q2交错导通和关断。

优选地，所述控制芯片内预设一电压阈值；当所述充电终端的充电电压小于所述电压阈值时，所述控制芯片控制所述第二MOS管Q2导通，使所述充电终端输出标准充电电流；当所述充电终端的充电电压大于或等于所述电压阈值时，所述控制芯片控制所述第一MOS管Q1导通，使所述充电终端输出多个所述电流芯片单元的充电电流。

优选地，所述充电终端输出端为USB接口；所述控制芯片为GPIO芯片；所述GPIO芯片的SDA及SCL信号线与所述USB接口的USB_D+及USB_D-连接。

优选地，所述开关组包括第三MOS管Q3及第四MOS管Q4；所述第三MOS管Q3设于所述移动终端输入端与移动终端充电电路间；所述第四MOS管Q4设于所述移动终端输入端与移动终端电池间；其中所述第三MOS管Q3与第四MOS管Q4交错开启或关断。

优选地，所述第三MOS管Q3与第四MOS管Q4并联至一处理单元；所述处理单元设于所述移动终端内，控制所述第三MOS管Q3及第四MOS管Q4的开启和关断。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.充电终端可自识别移动终端是否具有快充充电功能，以切换非标充电模式及快速充电模式；

2.控制芯片设于充电终端内，将避免大电流充电时移动终端过热发烫；

3.充电电流具有档位调节，实现多档位电流输出。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例中充电终端的电路示意图；

图2为符合本发明一优选实施例中移动终端的电路示意图。

附图标记：

10-电流芯片单元、20-控制芯片。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

参阅图1及图2，分别示出了符合本发明一优选实施例中组成充电管理系统的充电终端与移动终端的电路示意图。具体地，充电终端内包括有以下单元或部件：

-充电终端输入端

充电终端输入端与市电连接，接收电能进而进行转化。

-电流芯片组

与输入端连接，在充电终端输入端对市电转化为5V的充电电压时，电流芯片组内包括的一个或多个电流芯片单元10运作，以进一步提供电流。

-控制芯片20

与电流芯片组连接，且电流芯片组内的每一电流芯片单元10与控制芯片20并联，使得控制芯片20可控制每一电流芯片单元10的启动或关闭。当充电电压合适时，控制芯片20将根据电压大小决定激活电流芯片组内电流芯片单元10的数量。例如，当充电电压5V时，控制芯片20控制激活一个或多个电流芯片单元10。在该优选实施例中，电流芯片单元10包括7个，每个电流芯片单元10的充电电流为1.5A，则每激活一个电流芯片单元10，可使得充电终端多输出1.5A的电流，最大输出电流可为10.5A，充电终端将具有极快的充电速度。

-开关单元

开关单元设置在控制芯片20与输入端和电流芯片组间。如前文所述的，控制芯片20用于确定激活的电流芯片单元10的个数，而开关单元则确定充电终端接收的市电是否需要自电流芯片组流过以产生大电流。

开关单元的设置，在于实现非标充电器与快速充电的切换。例如，开关单元关闭电流芯片组的通路时，充电终端则以普通充电器运作，而开关单元开启电流芯片组的通路时，充电终端则向移动终端提供快速充电功能。

-充电终端输出端

与控制芯片20连接，当控制芯片20接收充电电流时，将该充电电流传输至充电终端输出端并继续输出。

通过上述配置，开关单元可控制电流芯片组的工作状态，而控制芯片20可控制电流芯片组输出的电流大小，使得充电终端既可在普通充电与快速充电两种充电方式间切换，还可控制快速充电的电流大小，实现多档位充电电流的输出。

移动终端包括有以下部件：

-移动终端输入端

为直接与充电终端输出端连接的部件，从而建立与充电终端的电连接。

-开关组

与移动终端输入端连接，在移动终端处同样根据接收的电压大小工作。具体地，当接收的电压为满足普通充电的电压范围内时，开关组将切换至移动终端输入端直接与移动终端的电池端V_BATTERY连接的充电通道，而当接收的电压为满足快速充电的电压范围内时，开关组将切换至移动移动终端输入端直接与移动终端充电电路VBUS-PMU连接的充电通道。

移动终端具有上述配置后，取消了用于控制充电电流的芯片，原该芯片所产生的热量将转嫁至充电终端处。此外，也可针对不同的充电终端采用不同的充电方式，适配性更强。

继续参阅图1，该实施例中，开关单元由第一MOS管Q1及第二MOS管Q2组成。第一MOS管Q1的源极与充电终端输入端的普通充电通道VBUS连接，漏极与充电终端输入端的快速充电通道VCHARGER及电流芯片组连接，基极则与控制芯片20连接。而第二MOS管Q2的源极与控制芯片20连接，漏极与普通充电通道VBUS连接，源极则与每一电流芯片的VBAT连接。第一MOS管Q1与第二MOS管Q2交错导通和关断，当第一MOS管Q1导通而第二MOS管Q2关断时，充电电路连接至VCHARGER快速充电，并建立了各电流芯片单元10的通路；当第一MOS管Q1关断而第二MOS管Q2导通时，充电终端的充电电路为电流芯片单元10的VBAT与VBUS通过第二MOS管Q2连接，充电终端呈普通型充电终端。

为方便上述实施例中控制芯片20对开关单元的控制，第一MOS管Q1的基极与控制芯片20间设有一非门，则控制芯片20只需输出同一控制信号，便可控制第一MOS管Q1与第二MOS管Q2始终呈反相工作状态。

同时，由于将产生热量的控制芯片20移至充电终端处，控制芯片20需与充电终端输出端的接口匹配。具体地，充电终端输出端为USB接口，控制芯片20为GPIO芯片，GPIO芯片中取出传输SDA及SCL信号的二针信号线与USB接口的USB_D+及USB_D-连接，则当连接充电终端与移动终端的连接线插入时，虽然USB的连接线无法直接与GPIO芯片匹配，但可通过USB接口的USB_D+及USB_D-作为中间媒介连接。

继续参阅图2，开关组包括了第三MOS管Q3及第四MOS管Q4。第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的基极连接至一设置在移动终端内的处理单元；源极则与移动终端输入端的VBUS连接，漏极则分别连接至移动终端电池VBATTERY和移动终端充电电路VBUS-PMU处。且第三MOS管Q3的基极与处理单元间还设有一非门，同样可控制第三MOS管Q3和第四MOS管Q4始终处于反相状态，可交错开启或关断。当第三MOS管Q3开启时，可将移动终端接收电流的充电通道切换至移动终端充电电路处，而当第四MOS管Q4开启时，可将移动终端接收电流的充电通道切换至移动终端电池处。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种充电管理系统，包括充电终端及移动终端，其特征在于，所述充电终端内设有：

-充电终端输入端，自市电接收电能；

-电流芯片组，与所述充电终端输入端连接，包括至少一个电流芯片单元，提供充电电流；

-控制芯片，与所述电流芯片组内的每一电流芯片单元连接，用于激活任意一个或多个所述电流芯片单元；

-开关单元，设于所述控制芯片与所述充电终端输入端与电流芯片组间，用于开启或关断所述电流芯片组；

-充电终端输出端，与所述控制芯片连接，向与所述充电终端连接的所述移动终端供电；

所述移动终端内设有：

-移动终端输入端，与所述充电终端输出端电连接；

-开关组，与所述移动终端输入端连接，根据所述移动终端输入端接收的电压大小切换所述移动终端内的充电通道；

所述电流芯片组包括7个电流芯片单元，每一所述电流芯片单元的充电电流为1.5A，使所述充电电流在0-10.5A之间；

所述开关单元包括第一MOS管Q1及第二MOS管Q2；

所述第一MOS管Q1设于所述充电终端输入端、电流芯片组和控制芯片间；

所述第二MOS管Q2设于一电流芯片单元、充电终端输出端与控制芯片间；

所述第一MOS管Q1及所述第二MOS管Q2交错导通和关断。

2.如权利要求1所述的充电管理系统，其特征在于，

所述控制芯片内预设一电压阈值；

当所述充电终端的充电电压小于所述电压阈值时，所述控制芯片控制所述第二MOS管Q2导通，使所述充电终端输出标准充电电流；

当所述充电终端的充电电压大于或等于所述电压阈值时，所述控制芯片控制所述第一MOS管Q1导通，使所述充电终端输出多个所述电流芯片单元的充电电流。

3.如权利要求1所述的充电管理系统，其特征在于，

所述充电终端输出端为USB接口；

所述控制芯片为GPIO芯片；

所述GPIO芯片的SDA及SCL信号线与所述USB接口的USB_D+及USB_D-连接。

4.如权利要求1所述的充电管理系统，其特征在于，

所述开关组包括第三MOS管Q3及第四MOS管Q4；

所述第三MOS管Q3设于所述移动终端输入端与移动终端充电电路间；

所述第四MOS管Q4设于所述移动终端输入端与移动终端电池间；其中

所述第三MOS管Q3与第四MOS管Q4交错开启或关断。

5.如权利要求4所述的充电管理系统，其特征在于，

所述第三MOS管Q3与第四MOS管Q4并联至一处理单元；

所述处理单元设于所述移动终端内，控制所述第三MOS管Q3及第四MOS管Q4的开启和关断。