CN107171375A - 充电设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电设备及系统，其中，该充电设备包括：检测电路，用于检测充电设备的被输入和输出的被输入的电流和输出的电流；储电电路，用于在被输入的电流大于输出的电流时，接收电源对充电设备输入的电能；控制电路，用于在电源与充电设备断开连接时，控制开关电路以使通过储电电路对待充电设备充电，或在电源与充电设备连接时，依据被输入的电流和输出的电流控制开关电路以使电源直接对待充电设备充电；通过本发明，解决了相关技术中充电器在同时对充电宝充电和终端充电时，需要经过降压再升压导致发热量大效率低的问题。

Description

充电设备及系统

技术领域

本发明涉及充电领域，具体而言，涉及一种充电设备及系统。

背景技术

随着科技的发展，终端的功能越来越多，导致人们使用终端的频率也越来越高，例如购物、出行、旅行、美食等等，人们都可以通过终端应用来解决；与此同时，正因为使用终端的频率越来越高，终端的耗电量也越来越快。对此在不方便充电的情况下，人们都会随身携带一个充电器用于对终端进行充电；相关技术中存在两类充电器，一类是充电器先给充电宝充电，充满之后用充电宝给手机充电，这类充电宝手机和充电器不是同时存在的。另一类是充电器的电压通过充电芯片降压，然后通过后端升压电路进行升压，然后给手机充电。这两类充电器，第一类充电宝在同时连接充电器和手机时，容易漏电，会对充电宝和手机带来损害，只有一个充电器的时候不方便同时对手机和充电宝充电，使用起来不方便。而第二类充电器电压经过降压再升压，发热量大，效率低。

针对相关技术中充电器在同时对充电宝充电和终端充电时，需要经过降压再升压导致发热量大效率低的问题，目前尚未有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种充电设备及系统，以至少解决相关技术中电器在同时对充电宝充电和终端充电时，需要经过降压再升压导致发热量大效率低的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种充电设备，包括：开关电路、检测电路、控制电路、储电电路；所述检测电路，一端与电源和所述储电电路连接的公共端连接，另一端与所述控制电路和所述开关电路连接的公共端连接，用于检测所述充电设备的被输入和输出的被输入的电流和输出的电流；所述储电电路，一端与所述电源和所述检测电路连接的公共端连接，另一端与所述控制电路和所述开关电路连接的公共端连接，用于在被输入的电流大于输出的电流时，接收所述电源对所述充电设备输入的电能；所述控制电路，用于在所述电源与所述充电设备断开连接时，控制所述开关电路以使通过所述储电电路对待充电设备充电，或在电源与所述充电设备连接时，依据所述被输入的电流和输出的电流控制所述开关电路以使所述电源直接对所述待充电设备充电。

进一步地，所述检测电路包括：第一检测电路和第二检测电路；所述第一检测电路，用于检测电源输入所述充电设备以对所述充电设备充电的第一电流；所述第二检测电路，用于检测所述充电设备输出到所述待充电设备以对所述待充电设备充电的第二电流。

进一步地，所述开关电路包括：一端与所述第二检测电路连接，另一端与所述待充电设备连接的第一开关电路、以及一端与所述储电电路连接，另一端与所述待充电设备连接的第二开关电路。

进一步地，所述储电电路包括：充电芯片电路和升压电路；所述充电芯片电路，一端与所述第一检测电路和所述第二检测电路连接的公共端连接，另一端与所述升压电路连接，用于接收所述电源对所述充电设备输入的电能；升压电路，一端与所述充电芯片电路连接，另一端与第二开关电路连接，再一端与所述控制电路连接，用于在所述电源向所述充电设备输入电流时，接收所述控制电路发送的高电平信号；在所述电源对所述充电设备充电时，接收所述控制电路发送的低电平信号。

进一步地，所述第一开关电路与所述第二开关电路还分别与所述控制电路连接；所述控制电路，用于在所述电源未对所述充电设备输入电流时，关断所述第一开关电路，并向所述升压电路发送高电平信号以使能所述升压电路进而导通所述第二开关电路。

进一步地，所述控制电路，还用于在所述电源对所述充电设备输入电流时，导通所述第一开关电路，并向所述升压电路发送低电平信号以不使能所述升压电路进而关断所述第二开关电路。

进一步地，所述充电芯片电路，还用于在所述电源未对所述充电设备输入电流时，判断所述第一电流是否大于所述第二电流；在所述第一电流大于所述第二电流时，存储所述第一电流除去所述第二电流后的剩余部分。

进一步地，所述第一开关电路和所述第二开关电路由mos管和/或晶体管组成。

进一步地，还包括：与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接的输出接口。

根据本发明的另一个方面，提供了一种充电系统，包括上述任一项的充电设备、用于向所述充电设备输入电流的电源、以及接收所述充电设备输出电流的待充电设备。

通过本发明，在电源与充电设备连接时，可以通过依据被输入的电流和输出的电流控制开关电路以使电源直接对待充电设备充电，而在电源与充电设备断开连接时，控制开关电路以使通过储电电路对待充电设备充电；可见，在充电设备在与电源连接时，可以对待充电设备进行充电，在待充电设备所需要的电流小于输入该充电设备的电流时，还可以对充电设备进行充电，只需要电源与充电宝连接，无需升压或降压就能同时对待充电设备和充电设备充电，解决了相关技术中充电器在同时对充电宝充电和终端充电时，需要经过降压再升压导致发热量大效率低的问题，达到了提高安全性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的充电设备的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的充电设备的可选结构示意图一；

图3是根据本发明实施例的充电设备的可选结构示意图二；

图4是根据本发明可选实施例的充电系统的结构示意图；

图5是根据本发明可选实施例的充电宝的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种充电设备，图1是根据本发明实施例的充电设备的结构示意图，如图1所示，该充电设备100包括：开关电路102、检测电路104、控制电路106、储电电路108；

其中，检测电路104，一端与电源和储电电路108连接的公共端连接，另一端与控制电路106和开关电路102连接的公共端连接，用于检测充电设备100的被输入和输出的被输入的电流和输出的电流；

储电电路108，一端与电源和检测电路104连接的公共端连接，另一端与控制电路106和开关电路102连接的公共端连接，用于在被输入的电流大于输出的电流时，接收电源对充电设备100输入的电能；

控制电路106，用于在电源与充电设备100断开连接时，控制开关电路102以使通过储电电路108对待充电设备100充电，或在电源与充电设备100连接时，依据被输入的电流和输出的电流控制开关电路102以使电源直接对待充电设备充电。

通过本实施例的充电设备，在电源与充电设备100连接时，可以通过依据被输入的电流和输出的电流控制开关电路102以使电源直接对待充电设备充电，而在电源与充电设备100断开连接时，控制开关电路102以使通过储电电路108对待充电设备充电；可见，在充电设备在与电源连接时，可以对待充电设备进行充电，在待充电设备所需要的电流小于输入该充电设备的电流时，还可以对充电设备100进行充电，只需要电源与充电宝连接，无需升压或降压就能同时对待充电设备和充电设备充电，解决了相关技术中充电器在同时对充电宝充电和终端充电时，需要经过降压再升压导致发热量大效率低的问题，达到了提高安全性的效果。

图2是根据本发明实施例的充电设备的可选结构示意图一，如图2所示，该检测电路104包括：第一检测电路1042和第二检测电路1044；其中，第一检测电路，用于检测电源输入充电设备以对充电设备充电的第一电流；第二检测电路，用于检测充电设备输出到待充电设备以对待充电设备充电的第二电流。

另外，该开关电路102包括：一端与第二检测电路1044连接，另一端与待充电设备连接的第一开关电路1022、以及一端与储电电路108连接，另一端与待充电设备连接的第二开关电路1024。

需要说明的是，本实施例中涉及到的第一开关电路1022和第二开关电路1024由mos管和/或晶体管组成。

此外，还包括：与第一开关电路1022和第二开关电路1024连接的输出接口。

图3是根据本发明实施例的充电设备的可选结构示意图二，如图3所示，储电电路108包括：充电芯片电路1082和升压电路1084；其中，充电芯片电路1082，一端与第一检测电路1042和第二检测电路1044连接的公共端连接，另一端与升压电路1084连接，用于接收电源对充电设备输入的电能；升压电路1084，一端与充电芯片电路1082连接，另一端与第二开关电路1024连接，再一端与控制电路106连接，用于在电源向充电设备输入电流时，接收控制电路发送的高电平信号；在电源对充电设备充电时，接收控制电路发送的低电平信号。

可选地，本实施例中涉及到的第一开关电路1022与第二开关电路1024还分别与控制电路106连接；该控制电路106，用于在电源未对充电设备输入电流时，关断第一开关电路，并向升压电路发送高电平信号以使能升压电路进而导通第二开关电路1024。以及，该控制电路106，还用于在电源对充电设备输入电流时，导通第一开关电路1022，并向升压电路发送低电平信号以不使能升压电路进而关断第二开关电路1024。

可选地，充电芯片电路1082，还用于在电源未对充电设备输入电流时，判断第一电流是否大于第二电流；在第一电流大于第二电流时，存储第一电流除去第二电流后的剩余部分。

图4是根据本发明可选实施例的充电系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括本实施例中上述涉及到的充电设备100、用于向充电设备输入电流的电源200、以及接收充电设备输出电流的待充电设备300。

本可选实施例提供了一种充电宝，该充电包的原理是：充电宝同时插入充电器和手机时通过控制电路关掉充电宝的升压电路，通过设置在充电宝内的旁路电路对手机进行充电，通过充电芯片检测总的被输入的电流和输出的电流和手机所使用的充电电流，在满足手机充电所需要电流的前提下，实时的调节充电宝的充电电流，最高效率的使用充电器的最大输出能力，从而在最短的时间内完成手机和充电宝的充电；其次充电宝只连接手机时，开启充电宝内的升压电路对手机充电；最后充电宝只连接充电器时，关掉升压电路，对充电宝进行充电。

下面结合附图对本可选实施例进行说明，图5是根据本发明可选实施例的充电宝的结构示意图，如图5所示，U1是充电器(对应于上述实施例中的电源)，为充电宝提供电源，不属于该充电宝的一部分；U2(对应于上述实施例中的第一检测电路)用于采集负载总电流，U3(对应于上述实施例中的第二检测电路)是用于采集手机充电所使用电流，其中，该负载总电流就是手机充电电流和充电宝充电电流之和；

U4是控制电路(对应于上述实施例中的控制电路)，负责检测充电器是否存在，电路由晶体管、mos管等类似器件搭建而成，充电器存在时关掉充电宝的升压DC电路，充电器不存在时打开充电宝的升压DC电路，控制U5(对应于上述实施例中的第一开关电路)和U8(对应于上述实施例中的第二开关电路)电路的导通和关断；U5和U8分别是充电器给手机充电和充电宝给手机充电开关部分，电路由晶体管、mos管等类似器件搭建而成。当有充电器U1插入充电宝时，U5导通，实现充电器U1直接给手机充电，没有插入充电器U1时，U8导通，实现充电宝给手机充电，当有充电器插入充电宝时，U5导通，实现充电器U1给手机充电，没有插入充电器U1时，U8导通，实现充电宝给手机充电；U6(对应于上述实施例中的充电芯片电路)是充电芯片部分，该芯片负责检测总电流和手机充电使用电流，降压给充电宝充电等功能；U7是充电芯片内部升压DC电路；U9是充电宝的输出接口。

另外，如图5所示，1是充电器旁路输出线路，充电宝插上充电器和手机时，充电器通过U2，U3，U5对手机充电。

2和4是采集电流电路，U2负责采集负载总电流；U3采集手机充电电流，然后实时的调整充电宝的充电电流。U2和U3内部电路使用毫欧级别电阻，同时存在手机和充电器时，U6充电芯片检测U2和U3两端电压，根据设置的电阻值，通过电流计算公式I＝V/R，得到线路的总电流和手机充电使用的电流。假设充电器的输出能力不能满足手机和充电宝同时进行最大电流充电，根据电路设计，先满足手机充电所需电流，随着手机电池电压的升高，当手机从恒流充电转到恒压充电时，手机充电所需电流慢慢减小，根据手机充电电流的减少量对应的增加充电宝的充电电流。这样可以达到在最短的时间内完成手机和充电宝的充电。如果充电器可以满足手机和充电宝都进行最大电流充电，则两个同时进行最大电流充电。

3是充电器给充电宝的输入线路；5是在没有充电器时，充电宝电池通过U7升压，经过U8对手机充电；6是控制电路U4检测是否有充电器，有充电器就通过8不使能升压电路，没有就使能升压电路。当有充电器插入时，6就会送到控制电路一个高电平，控制电路收到高电平信号，认为有充电器插入，就会输出一个低电平信号把充电宝的升压DC-DC的使能引脚拉低，关掉升压DC-DC；

7和9是U4控制U5和U8通断的逻辑电路。U5和U8同时只能有一个导通，防止出现电流反灌，导致检测不准等问题的发生，没有充电器时U8导通，U5断开，充电宝给手机充电。有充电器插入时U5导通，U8断开，充电器给手机充电。

通过本可选实施例，1)存在充电器时，充电宝的电池不会通过升压电路对手机充电，由充电器通过旁路电路对手机充电，降低了漏电等风险，提高了安全性。充电芯片负责检测系统的总电流和手机所使用电流，实时的调整给充电宝充电的电流，达到充电器使用最大化。2)只有一个充电器时可以同时对手机和充电宝充电，可以最大效率的利用充电器输出能力，特别适合外出旅行使用。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种充电设备，其特征在于，包括：开关电路、检测电路、控制电路、储电电路；

所述检测电路，一端与电源和所述储电电路连接的公共端连接，另一端与所述控制电路和所述开关电路连接的公共端连接，用于检测所述充电设备的被输入的电流和输出的电流；

所述储电电路，一端与所述电源和所述检测电路连接的公共端连接，另一端与所述控制电路和所述开关电路连接的公共端连接，用于在被输入的电流大于输出的电流时，接收所述电源对所述充电设备输入的电能；

所述控制电路，用于在所述电源与所述充电设备断开连接时，控制所述开关电路以使通过所述储电电路对待充电设备充电，或在电源与所述充电设备连接时，依据所述被输入的电流和所述输出的电流控制所述开关电路以使所述电源直接对所述待充电设备充电。

2.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述检测电路包括：第一检测电路和第二检测电路；

所述第一检测电路，用于检测电源输入所述充电设备以对所述充电设备充电的第一电流；

所述第二检测电路，用于检测所述充电设备输出到所述待充电设备以对所述待充电设备充电的第二电流。

3.根据权利要求2所述的充电设备，其特征在于，所述开关电路包括：一端与所述第二检测电路连接，另一端与所述待充电设备连接的第一开关电路、以及一端与所述储电电路连接，另一端与所述待充电设备连接的第二开关电路。

4.根据权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述储电电路包括：充电芯片电路和升压电路；

所述充电芯片电路，一端与所述第一检测电路和所述第二检测电路连接的公共端连接，另一端与所述升压电路连接，用于接收所述电源对所述充电设备输入的电能；

升压电路，一端与所述充电芯片电路连接，另一端与第二开关电路连接，再一端与所述控制电路连接，用于在所述电源向所述充电设备输入电流时，接收所述控制电路发送的高电平信号；在所述电源对所述充电设备充电时，接收所述控制电路发送的低电平信号。

5.根据权利要求4所述的充电设备，其特征在于，所述第一开关电路与所述第二开关电路还分别与所述控制电路连接；

所述控制电路，用于在所述电源未对所述充电设备输入电流时，关断所述第一开关电路，并向所述升压电路发送高电平信号以使能所述升压电路进而导通所述第二开关电路。

6.根据权利要求5所述的充电设备，其特征在于，

所述控制电路，还用于在所述电源对所述充电设备输入电流时，导通所述第一开关电路，并向所述升压电路发送低电平信号以不使能所述升压电路进而关断所述第二开关电路。

7.根据权利要求6所述的充电设备，其特征在于，

所述充电芯片电路，还用于在所述电源未对所述充电设备输入电流时，判断所述第一电流是否大于所述第二电流；在所述第一电流大于所述第二电流时，存储所述第一电流除去所述第二电流后的剩余部分。

8.根据权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述第一开关电路和所述第二开关电路由mos管和/或晶体管组成。

9.根据权利要求1至8任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括：与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接的输出接口。

10.一种充电系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项的充电设备、用于向所述充电设备输入电流的电源、以及接收所述充电设备输出电流的待充电设备。