CN107706955A - 终端充电装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端充电装置，所述终端充电装置包括终端主板，所述终端主板上设有调压芯片、与所述调压芯片电连接的充电IC芯片、与所述充电IC芯片电连接的电池连接器；所述调压芯片基于数据线与充电器电连接，所述电池连接器与终端电池电连接；其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。本发明还公开了一种终端充电方法。本发明保持调压芯片的输出电压大于所述充电IC芯片的设定电压，使得终端可以快速充满电量，提高了终端充电的效率。

Description

终端充电装置和方法

技术领域

本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种终端充电装置和方法。

背景技术

目前，移动终端的充电能力主要依靠充电器的输出能力和数据线的阻抗来决定，一旦充电器的输出能力偏下限或者数据线阻抗稍大，那么到达充电侧的电压就会变小，若是充电电压小于终端中充电IC芯片的设定电压，根据充电原理充电侧就会减小充电电流来抬升这个充电电压，这个电流有可能就从原来的最大恒流(如3A或者2A、1.5A等)减小到满足充电测的充电条件(如1A.0.5A等)，导致终端一直都充不满电，从而降低了终端的充电效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种终端充电装置和方法，旨在解决现在的终端充电方式，终端的充电效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种终端充电装置，所述终端充电装置包括终端主板，所述终端主板上设有调压芯片、与所述调压芯片电连接的充电IC芯片、与所述充电IC芯片电连接的电池连接器；

所述调压芯片基于数据线与充电器电连接，所述电池连接器与终端电池电连接；

其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。

优选地，所述调压芯片的输入电压范围大于充电器的输入电压范围。

优选地，所述调压芯片的输出电压由所述充电IC芯片的设定电压确定。

优选地，所述调压芯片包括调压电路。

优选地，所述调压电路包括电压输入端、电压输出端、故障信号输出端、限流门限设置端、使能引脚以及接地引脚，所述电压输入端和所述故障信号输出端之间通过定阻电阻连接，所述限流门限设置端和所述接地引脚通过变值电阻连接。

优选地，所述电池连接器通过柔性电路板与所述终端电池电连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种终端充电方法，所述终端如上文所述的终端，所述终端充电方法包括：

调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压；

所述调压芯片将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。

优选地，所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压的步骤包括：

所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，确定调压电路的类型；

根据调压电路的类型，对所述输入电压进行调整，得到输出电压；其中，所述调压电路的类型包括升压电路和降压电路。

优选地，所述终端充电方法还包括：

在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节，以调节所述调压芯片的输出电流。

优选地，所述在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节的步骤之前，所述终端充电方法还包括：

将所述调压电路中的变值电阻调节至电阻最小值，以使所述调压芯片的输出电流保持最大。

本发明提出的终端充电装置和方法，调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压，然后将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，由于所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压，不论充电器传输的输入电压多小，经过调压芯片的调整之后，输出电压都可以大于或等于充电IC芯片的设定电压，使得充电电流可以保持一个较大的电流，终端可以快速充电，从而提高了终端的充电效率。

附图说明

图1为本发明终端充电装置较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明调压芯片中调压电路的电路图；

图3为本发明终端充电方法较佳实施例的流程示意图；

图4为本发明调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压的细化流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压，然后将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，由于所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压，不论充电器传输的输入电压多小，经过调压芯片的调整之后，输出电压都可以大于或等于充电IC芯片的设定电压，使得充电电流可以保持一个较大的电流，终端可以快速充电，以解决部分充电器或者数据线充电慢甚至不充电的情况。

现在的移动终端的应用已经非常广泛，普及程度非常高，设计厂家为了外观时尚，结构上越做越薄，留给电池的空间也就越来越小，但移动终端的功耗并未有明显下降，这就对电池提出了更高的要求，为了适应需求就产生了高压高容量电池，但同时问题也就产生了，由于充电器的标准一直未变过，于是市面上的就出现了部分充电器或部分数据线无法给高压电池充满电，即充电器的输出能力偏下限或者数据线阻抗稍大，到达充电侧的电压变小，根据充电原理充电侧就会减小充电电流来抬升这个充电电压，输出电流减小，导致终端一直都充不满电，严重影响了客户体验。

基于上述问题，本发明提供一种终端充电装置。

参照图1，图1为本发明终端充电装置较佳实施例的结构示意图。

在本实施例中，所述终端充电装置10包括终端主板11，所述终端主板11上设有调压芯片12、与所述调压芯片12电连接的充电IC芯片13、与所述充电IC芯片13电连接的电池连接器14；

所述调压芯片12基于数据线21与充电器20电连接，所述电池连接器14与终端电池电15连接；

其中，所述调压芯片12的输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压。

在本实施例中，充电器20将输入电压通过数据线21传输至调压芯片12，本实施例中的所述数据线21优选为USB数据线，所述调压芯片12在接收到输入电压时，对所述输入电压进行调节，在本实施例中，所述调压芯片包括调压电路，而所述调压电路包括升压电路及/或降压电路，相应地，所述调压芯片12包括升压功能及/或降压功能，因此，所述调压芯片12对所述输入电压进行调节的方式就包括两种：升压和降压。在所述调压芯片12调节并得到输出电压时，将所述输出电压传输至所述充电IC芯片13，由所述充电IC芯片13传输所述输出电压对应的电流至电池连接器14，再由所述电池连接器14将所述电流传输至终端电池15中，以对所述终端电池15进行充电，其中，所述调压芯片12的输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压。

可以理解的是，由于传统的输出电压小于所述充电IC芯片13的设定电压，会导致终端电池15充电过慢或者不充电，因此，本实施例中，所述调压芯片12的输出电压必须大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压，具体地，所述调压芯片12的输出电压由所述充电IC芯片13的设定电压确定。也就是说，先确定充电IC芯片13的设定电压，才能进一步确定所述调压芯片12的输出电压，当充电IC芯片13的设定电压越大，所述调压芯片12的输出电压也应设置越大，当然，具体的数值不做限定，只要保证所述调压芯片12的输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压即可。因此，本实施例中，在设计终端充电装置时，确定了充电IC芯片13的设定电压，才选取或者设计相应的调压芯片12，以使所述调压芯片12的输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压。

而所述充电IC芯片13的设定电压实际上是指，保证所述终端正常充电的电压门限值，下文可用Vin表示。仅当所述调压芯片12的输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压，才能保证终端的充电速度满足正常的要求，不至于充电过慢，或者是充电失败。

进一步地，所述调压芯片12的输入电压范围大于充电器20的输入电压范围。

在本实施例中，所述调压芯片12需要对充电器20传输的输入电压进行调整，以使输出电压大于或等于所述充电IC芯片13的设定电压，又因为调节芯片12对电压的调节范围有限，仅当输入电压介于调压芯片12可调节的电压范围，所述调压芯片12才能对输入电压进行调节，因此，本实施例中，保证所述调压芯片12的输入电压范围大于充电器20的输入电压范围。例如，一般的充电器输入电压的范围为4V-5V，那么，本实施例中，可控制所述调压芯片12的输入电压范围为2V-6V，当然，具体数值根据具体情况进行设置，此处不做限定，保证所述调压芯片12的输入电压范围大于充电器20的输入电压范围，才能保证调压芯片12满足多种充电器的电压调整。

进一步地，所述调压芯片12对应的调压电路中，所述调压电路包括电压输入端、电压输出端、故障信号输出端、限流门限设置端、使能引脚以及接地引脚，所述电压输入端和所述故障信号输出端之间通过定阻电阻连接，所述限流门限设置端和所述接地引脚通过变值电阻连接。

在本实施例中，所述调压芯片12的调压电路可参照图2，其中，IN表示电压输入端、OUT表示电压输出端、FAULT表示故障信号输出端、ILIM表示限流门限设置端、EN表示使能引脚、GND表示接地引脚，Vx表示充电器传输的输入电压，Vy表示调压芯片12调整得到的输出电压，R1表示定值电阻，Rx表示变值电阻，从图2中可看出，所述电压输入端和所述故障信号输出端之间通过定阻电阻R1连接，所述限流门限设置端和所述接地引脚通过变值电阻Rx连接，其中，所述定值电阻R1的值不做限定，可以设置为10k，所述变值电阻Rx的调节方式优选为软件调节方式，软件调节方式指的是通过终端输入相应的调节指令对变值电阻Rx接入电路中的导线长度进行调节，由于电流范围可从75mA到1300mA，因此可选取该电阻从19.1千欧到232千欧的1％精度电阻，本方案中电流要求输出为1A，因此该电阻选取为30.366千欧的1％精度电阻。同时，在电压输入端与外界(充电器20)连接的导线上接有电容C1，所述电容C1的取值不做限定，例如设置为10uF。在电压输出端与充电IC芯片13连接的导线上接有电容C2，所述电容C2的取值也不做限定，例如设置为150uF。值得注意的是，定值电阻R1的10k、电容C1的10uF、电容C2的150uF仅仅是示例性的，可根据具体情况进行设置。而图2中的故障信号(Fault signal)指的是故障信号输出端在检测到调压芯片故障时，所输出的信号，控制信号(Control Signal)指的是使能引脚的开启信号，用于控制终端充电装置开启并工作，值得注意的是，所述终端在低频时不工作，高频时工作。

进一步地，所述电池连接器14通过柔性电路板与所述终端电池15电连接，也就是说，当所述充电IC芯片13传输输出电压对应的电流至所述电池连接器14时，所述电池连接器14通过柔性电路板将电流传输至与所述终端电池15中，以对所述终端电池15进行充电。

在本实施例中，相当于是将调压芯片12设置在充电器20与充电IC芯片13之间，用于将充电器20传输的输入电压进行调整，以使得输出电压符合充电要求，最终充电IC芯片13进行充电的电流也符合充电要求。

本发明是可通过选取或者设计一个合适的调压电路，让充电器20传输至调压芯片12的输入电压一直满足充电IC芯片13大电流充电条件，给终端电池15充电，确保了给终端电池15充满电，还解决了原来部分充电器或者数据线充电时间长的问题。

本实施例提出的终端充电装置，调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压，然后将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，由于所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压，不论充电器传输的输入电压多小，经过调压芯片的调整之后，输出电压都可以大于或等于充电IC芯片的设定电压，使得充电电流可以保持一个较大的电流，终端可以快速充电，从而提高了终端的充电效率。

本发明进一步提供一种终端充电方法。

参照图3，图3为本发明终端充电方法较佳实施例的流程示意图。

在本实施例中，所述终端充电方法包括：

步骤S10，调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压；

在本实施例中，调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压，所述预设的调压电路可以是升压电路和降压电路，具体地，参照图4，所述步骤S10包括：

步骤S11，所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，确定调压电路的类型；

步骤S12，根据调压电路的类型，对所述输入电压进行调整，得到输出电压；其中，所述调压电路的类型包括升压电路和降压电路。

也就是说，所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，先确定调压电路的类型，若该调压电路的类型为升压电路，那么对所述输入电压进行升压，得到输出电压；若该调压电路的类型为降压电路，那么对所述输入电压进行降压，得到输出电压。本实施例中应当理解的是，在终端进行充电时，调压芯片的输出电压已经是确定的，在组装终端充电装置时就需要确定的，具体是根据充电IC芯片的设定电压确定的，充电IC芯片的设定电压越大，调压芯片选取的输出电压越相应越大，保证调压芯片的输出电压大于或等于充电IC芯片的设定电压即可。

而调压电路的类型根据输入电压决定的。也就是说，在输出电压确定的情况下，若充电器传输的输入电压比输出电压小，所述调节芯片中的调压电路就相当于升压电路，将充电器传输的输入电压调高；若充电器传输的输入电压比输出电压大，所述调节芯片中的调压电路就相当于降压电路，将充电器传输的输入电压调低，最终实现电压的调节。

为更好理解本实施例，举例如下：

步骤1：设使用部分充电器或者数据线到达终端主板上的充电IC芯片之前的最低电压为V1；

假设使用5V标准充电器，以1A的电流给移动终端充电，阻抗偏大的数据线的阻抗为1欧姆，那么到达移动终端主板上充电IC芯片的最低电压为4V，即V1＝4V；

步骤2：设使用部分充电器或者数据线到达终端主板上的充电IC芯片之前的最高电压为V2(V2>＝V1)，

假设使用5V标准充电器，考虑到充电器的容差为±5％，所以其上限输出为5.25V，正常数据线阻抗为0.3欧姆，以1A的电流给移动终端充电，那么到达终端主板的充电IC芯片的最高电压为4.95V，即V2＝4.95V(满足条件V2>＝V1)；

步骤3：查询该移动终端的充电IC芯片的设定电压Vin；

这里以TI的充电IC芯片BQ24298为例，查询充电IC芯片的规格书充电条件Vin为4.52V，即Vin＝4.52V(由于充电器输出电压V1＝4V<Vin＝4.52V，这时会导致不充电或者充电电流减小来满足Vin＝4.52V，本方案就是为了解决该问题)；

步骤4：选取或者设计一个调压电路，设该调压电路的输入电压范围设为X1-X2，要求该范围X1小于等于V1，X2大于等于V2；设该调压电路的输出电压设为V4，要求V4大于等于Vin；

根据以上要求，调压电路的输入要小于4V，大于4.95V，输出电压要大于4.52V，电流大于1A，我们选取TI的TPS2553，改调压芯片的电压输入范围为2.5-6.5V，满足以上要求，输出为5V，1.3A满足以上要求，所以完全满足我们的需要，具体电路图可见图2；(当然这里我们还可以选取其他或者自行设计升压电路，只要满足以上条件的均可)。

步骤S20，所述调压芯片将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。

在本实施例中，所述调压芯片在得到输出电压时，即可将所述输出电压传输至充电IC芯片中，所述充电IC芯片在接收到输出电压时，即可将所述输出电压对应的电流传输至电池连接器，由所述电池连接器将电流传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，从而完成了终端的充电过程。

本发明提出的终端充电方法，调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压，然后将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，由于所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压，不论充电器传输的输入电压多小，经过调压芯片的调整之后，输出电压都可以大于或等于充电IC芯片的设定电压，使得充电电流可以保持一个较大的电流，终端可以快速充电，从而提高了终端的充电效率。

进一步地，所述终端充电方法还包括：

在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节，以调节所述调压芯片的输出电流。

也就是说，在调压芯片的调压电路中，通过调节该变值电阻可实现调压芯片中输出电流的调节，而调节变值电阻，实际上就是调节变值电阻接入电路中的有效导线长度，从而改变了电阻的阻值。

其中，所述“在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节”的步骤之前，所述终端充电方法还包括：

将所述调压电路中的变值电阻调节至电阻最小值，以使所述调压芯片的输出电流保持最大。

也就是说，在调节调压电路的电阻之前，先将所述调压电路中的变值电阻调节至电阻最小值，以使所述调压芯片的输出电流保持最大，后续，在调节电阻时，就往电阻增大，电流减小的方向进行调节。应当理解的是，本实施例中的电阻调节方式优选采用软件调节方式，即通过调节指令对调压电路的变值电阻进行调节的方式。

在本实施例中，通过对调压电路中的变值电阻进行调节，使得调压电路中的电流可变，最终实现了对终端充电的电流相应发生变化，从而提高了终端充电的灵活性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种终端充电装置，其特征在于，所述终端充电装置包括终端主板，所述终端主板上设有调压芯片、与所述调压芯片电连接的充电IC芯片、与所述充电IC芯片电连接的电池连接器；

所述调压芯片基于数据线与充电器电连接，所述电池连接器与终端电池电连接；

其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。

2.如权利要求1所述的终端充电装置，其特征在于，所述调压芯片的输入电压范围大于充电器的输入电压范围。

3.如权利要求1所述的终端充电装置，其特征在于，所述调压芯片的输出电压由所述充电IC芯片的设定电压确定。

4.如权利要求1所述的终端充电装置，其特征在于，所述调压芯片包括调压电路。

5.如权利要求4所述的终端充电装置，其特征在于，所述调压电路包括电压输入端、电压输出端、故障信号输出端、限流门限设置端、使能引脚以及接地引脚，所述电压输入端和所述故障信号输出端之间通过定阻电阻连接，所述限流门限设置端和所述接地引脚通过变值电阻连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的终端充电装置，其特征在于，所述电池连接器通过柔性电路板与所述终端电池电连接。

7.一种终端充电方法，其特征在于，所述终端如权利要求1-6任一项所述的终端，所述终端充电方法包括：

调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压；

所述调压芯片将所述输出电压传输至充电IC芯片中，以供所述充电IC芯片传输所述输出电压对应的电流至电池连接器，经由所述电池连接器传输至终端电池，以对所述终端电池进行充电，其中，所述调压芯片的输出电压大于或等于所述充电IC芯片的设定电压。

8.如权利要求7所述的终端充电方法，其特征在于，所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，根据预设的调压电路对所述输入电压进行调整，得到输出电压的步骤包括：

所述调压芯片在接收到充电器传输的输入电压时，确定调压电路的类型；

根据调压电路的类型，对所述输入电压进行调整，得到输出电压；其中，所述调压电路的类型包括升压电路和降压电路。

9.如权利要求7或8所述的终端充电方法，其特征在于，所述终端充电方法还包括：

在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节，以调节所述调压芯片的输出电流。

10.如权利要求9所述的终端充电方法，其特征在于，所述在接收到电流调节指令时，对所述调压电路中的变值电阻进行调节的步骤之前，所述终端充电方法还包括：

将所述调压电路中的变值电阻调节至电阻最小值，以使所述调压芯片的输出电流保持最大。