CN109088456A - 一种移动终端充电保护系统 - Google Patents
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Abstract
一种移动终端充电保护系统，包括：充电电池，通过其电流输出接口能够向移动终端内的负载进行供电；充电模块，能够通过电流输入接口向充电电池进行充电；温度检测模块，用于检测移动终端的温度数据；电流检测模块，用于检测充电电池的输入电流以及输出电流；温度预估模块，间隔第一周期给出第二周期后移动终端的预估温度数据；控制模块，在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据温度变化率数据给出第一切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够自动切换的充电保护系统，尤其是涉及一种移动终端充电时能够自动切换的充电保护系统。
背景技术
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，移动终端的应用越来 越广泛，人们越来越依赖各种移动终端，移动终端日益成为人们不可或 缺的工具。移动终端例如收集的功能也在不断的推陈出新，除了通话、短信外，智能移动终端可以由用户自行安装软件、游戏及导航等第三方服务商提供的程序，用于看电影、游戏、上网等各种休闲娱乐，导致移动终端的耗电速度非常快。然而移动终端的长时间频繁使用，为使用户得到更好的体验，智能终端显示屏幕越来越大，根据更加增大了移动终端的耗电量，为了让用户有更好的操作体验，智能移动终端需要配备一个强大的电池，保证用户的使用。
随着手机电池容量越做越大，漫长的充电时间成为用户的痛点。为了加快手机的充电时间，需要提升充电电流，但大电流充电时又会增加智能移动终端的表面温度，同时用户在充电的时候不断操作智能移动终端，会使智能移动终端发热问题进一步恶化，使手机局部变得烫手，降低了用户体验，在极端情况下可能会导致智能移动终端的性能下降甚至烧毁。
为了解决上述问题，TCL移动通信公司在CN201510199432.4的发明中提出了一种移动终端充电保护系统，其中通过对移动终端的温度以及电池的输入电流和输出电流进行测量，在温度超过阈值并且输出超过阈值时，降低输出电流，提醒用户暂停移动终端的操作，从而避免温度过高影响电池寿命以及对于移动终端的损害。然而，尽管该方法能够避免温度过高，但是其需要暂停用户操作，影响用户对于移动终端的使用。
本发明作为CN201510199432.4发明的进一步改进，提出一种移动终端充电保护系统，能够避免温度过高对于移动终端的影响，不会影响用户在充电过程中对于移动终端的使用。
发明内容
作为本发明的一个方面，提供一种移动终端充电保护系统，包括：充电电池，其包括电流输出接口以及电流输入接口，通过其电流输出接口能够向移动终端内的负载进行供电；充电模块，其与充电电池的电流输入接口相连，能够通过电流输入接口向充电电池进行充电；温度检测模块，其用于检测移动终端的温度数据；电流检测模块，其用于检测充电电池的输入电流以及输出电流；温度预估模块，其基于温度检测模块的检测结果，间隔第一周期给出第二周期后移动终端的预估温度数据；存储模块，其存储充电电池输入电流以及输出电流对应的温度变化率数据；控制模块，在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据存储模块存储的温度变化率数据给出第一切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值。
优选的，所述温度阈值设置为60~80度之间。
优选的，所述充电电池为锂电池。
优选的，所述温度预估模块基于下式给出第二周期后移动终端的预估温度数据：Te=T+t2＊(T-Tf)/t1,其中T为移动终端当前时刻的温度，Tf为移动终端距离当前时刻第一周期前时刻的温度，t1为第一周期，t2为第二周期。
优选的，所述第一周期小于第二周期的1/2。
优选的，所述第一周期为60s，所述第二周期为300s。
优选的，所述控制模块在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，计算期待温度变化率v=（Ty-T）/t2,其中Ty为温度阈值，在温度变化率数据表中查询当前输出电流以及期待温度变化率对应的输入电流，将充电电池的输入电流调整为该查询给出的输入电流。
优选的，如果温度变化率数据表中零输入电流以及当前输出电流对应的温度变化率大于期望温度变化率，则控制模块给出第二切换信号，关闭充电电池的输入电流。
作为本发明的另外一个方面，提供一种移动终端充电保护系统，包括：充电电池，其包括电流输出接口以及电流输入接口，通过其电流输出接口能够向移动终端内的负载进行供电；充电模块，其与充电电池的电流输入接口相连以及电流输出接口相连；第一直流变压模块，其与充电模块相连，能够使充电模块以第一直流电压向充电电池进行供电；第二直流变压模块，其与充电模块相连，能够使充电模块以第二直流电压进行供电；第一开关单元，其设置于充电模块与充电电池的电流输入接口之间；第二开关单元，其为双路切换开关，设置于第一直流变压模块/第二直流变压模块与充电模块之间；第三开关单元，其为双路切换开关，设置于充电电池的电流输出接口/充电模块与移动终端内的负载之间；温度检测模块，其用于检测移动终端的温度数据；电流检测模块，其用于检测充电电池的输入电流以及输出电流；温度预估模块，其基于温度检测模块的检测结果，间隔第一周期给出第二周期后移动终端的预估温度数据；存储模块，其存储充电电池输入电流以及输出电流对应的温度变化率数据；电量检测模块，用于检测充电电池的当前电量；控制模块，其在开始充电并且温度预估模块的预估温度数据小于温度阈值时，给出第三切换信号，控制所述第一开关单元闭合，所述第二开关单元切换为第一直流变压模块与充电模块连接，所述第三开关单元切换为所述充电电磁的电流输出接口与移动终端内的负载连接；在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据存储模块存储的温度变化率数据表给出第四切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值；如果温度变化率数据表中零输入电流以及当前输出电流对应的温度变化率大于期望温度变化率，则控制模块给出第五切换信号，断开第一开关单元，关闭充电电池的输入电流；控制模块给出第五切换信号后，通过电量检测模块检测充电电池的当前电量，如果其当前的输出电流的情况下在第二周期内降为零，则控制模块给出第六切换信号，控制所述第二开关单元切换为第二直流变压模块与充电模块连接，所述第三开关单元切换为所述充电模块与移动终端的负载连接。
优选的，所述第一开关单元为二极管开关。
优选的，所述第二开关单元以及第三开关单元为并联的二极管开关。
优选的，所述温度阈值设置为60~80度之间。
优选的，所述温度预估模块基于下式给出第二周期后移动终端的预估温度数据：Te=T+t2＊(T-Tf)/t1,其中T为移动终端当前时刻的温度，Tf为移动终端距离当前时刻第一周期前时刻的温度，t1为第一周期，t2为第二周期。
优选的，所述第一周期小于第二周期的1/2。
优选的，所述第一周期为60s，所述第二周期为300s。
附图说明
图1是本发明第一实施例的移动终端充电保护系统的结构示意图。
图2是本发明第二实施例的移动终端充电保护系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明第一实施例的移动终端充电保护系统，能够用于智能移动终端的充电，移动终端为具有充电电池的智能移动终端，可以是手机或者平板电脑或者可穿戴智能设备。参见图1，移动终端充电保护系统包括充电电池，充电模块，电流检测模块，温度检测模块，温度预估模块以及存储模块。充电电池可以是移动终端常用的锂电池，用于向移动终端内的负载例如处理器、屏幕灯进行供电，其具有电流输入接口以及电流输出接口，电流输入接口用于充电，电池输出接口用于供电。充电模块与外接的充电器相连，同时与充电电池的电流输入接口相连，能够通过电流输入接口向充电电池进行充电。
温度检测模块用于检测移动终端的温度数据，其可以设置于移动终端的不同位置，主要设置于移动终端的易发热位置，其检测温度能够体现移动终端的发热程度。温度检测模块可以包括一个或者多个传感器，在具有多个传感器时，使用其检测的最大温度值作为移动终端的温度，或者将多个传感器的温度进行加权后作为移动终端的温度。
电流检测模块包括输入电流传感器以及输出电流传感器，其能够检测充电电池充电时的输入电流以及充电电池供电的输出电流。存储模块，其存储输入电流、输出电流对应的温度变化率数据表，例如输入电流200mA，输出电流200mA时，对应的温度变化率1.5度/分钟，输入电流150mA，输出电流200mA时，对应的温度变化率为1.2度/分钟。同一型号的移动终端的温度变化率数据表可以通过试验预先确定。
温度预估模块，其基于温度检测模块的检测结果，间隔第一周期给出第二周期后移动终端的预估温度数据，其中第一周期小于第二周期的至少1/2，例如可以设置第一周期为60s，所述第二周期为300s。具体的，温度预估模块基于下式给出第二周期后移动终端的预估温度数据：Te=T+t2＊(T-Tf)/t1,其中T为移动终端当前时刻的温度，Tf为移动终端距离当前时刻第一周期前时刻的温度，t1为第一周期，t2为第二周期。当温度预估模块计算出的预估温度值大于温度阈值时，其表示移动终端在第二周期后的温度将会过高。该温度阈值可以是温度阈值设置为60~80度之间，例如可以设置为70度。
控制模块，在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据存储模块存储的温度变化率数据给出第一切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值。具体的，控制模块在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，计算期待温度变化率v=（Ty-T）/t2,其中Ty为温度阈值，T为移动终端当前温度，t2为第二周期；然后，控制模块在温度变化率数据表中查询当前输出电流以及期待温度变化率v对应的输入电流，将充电电池的输入电流调整为该查询给出的输入电流；从而使移动终端在第二周期后的温度低于温度阈值，从而不需要在温度达到温度阈值时，停止用户对用移动终端的使用。由于控制模块对于输出电流不进行调整，如果温度变化率数据表中零输入电流以及当前输出电流对应的温度变化率大于期望温度变化率，则控制模块给出第二切换信号，关闭充电电池的输入电流。
上述实施例中，通过温度预估模块预估出移动终端在第二周期后的温度，从而根据预估温度对于输入电流进行调节，避免温度达到预估温度，从而不需要停止用户对于移动终端的使用。然而当移动终端的用电量很大时，需要将输入电流调整为零即暂停充电，然而此时由于用户还在使用移动终端而消耗电池电量，可能导致电池电量使用完毕而导致用户无法使用。作为本发明的第一实施例的进一步改进，本发明第二实施例提供了一种上述情况时，用户仍然能够使用的移动终端充电保护系统。
参见图2，本发明第二实施例的移动终端充电保护系统，进一步包括第一直流变压模块，第二直流变压模块，第一开关单元，第二开关单元，第三开关单元以及电量检测模块。第一直流变压模块，其与充电模块相连，能够使充电模块以第一直流电压向充电电池进行供电。第二直流变压模块，其与充电模块相连，能够使充电模块以第二直流电压进行供电。第一开关单元，其设置于充电模块与充电电池的电流输入接口之间。第二开关单元，其为双路切换开关，设置于第一直流变压模块/第二直流变压模块与充电模块之间。第三开关单元，其为双路切换开关，设置于充电电池的电流输出接口/充电模块与移动终端内的负载之间。其中，第一开关单元可以是二极管开关，第二开关单元以及第三开关单元可以是并联的二极管开关。
控制模块，其在开始充电并且温度预估模块的预估温度数据小于温度阈值时，给出第三切换信号，控制第一开关单元闭合，第二开关单元切换为第一直流变压模块与充电模块连接，第三开关单元切换为所述充电电磁的电流输出接口与移动终端内的负载连接；从而充电电池在充电的同时给移动终端的负载供电。
控制模块在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据存储模块存储的温度变化率数据表给出第四切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值。如果温度变化率数据表中零输入电流以及当前输出电流对应的温度变化率大于期望温度变化率，则控制模块给出第五切换信号，断开第一开关单元关闭充电电池的输入电流；控制模块给出第五切换信号后，通过电量检测模块检测充电电池的当前电量，如果其当前的输出电流的情况下在第二周期内降为零，则控制模块给出第六切换信号，控制第二开关单元切换为第二直流变压模块与充电模块连接，所述第三开关单元切换为充电模块与移动终端的负载连接。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种移动终端充电保护系统，包括：充电电池，其包括电流输出接口以及电流输入接口，通过其电流输出接口能够向移动终端内的负载进行供电；充电模块，其与充电电池的电流输入接口相连，能够通过电流输入接口向充电电池进行充电；温度检测模块，其用于检测移动终端的温度数据；电流检测模块，其用于检测充电电池的输入电流以及输出电流；温度预估模块，其基于温度检测模块的检测结果，间隔第一周期给出第二周期后移动终端的预估温度数据；存储模块，其存储充电电池输入电流以及输出电流对应的温度变化率数据；控制模块，在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，根据存储模块存储的温度变化率数据给出第一切换信号，切换充电电池的输入电流，使切换输入电流后，移动终端的温度在第二周期内低于温度阈值。
2.根据权利要求1所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述温度阈值设置为约60~80度之间。
3.根据权利要求2所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述温度阈值设置为约70度。
4.根据权利要求3所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述充电电池为锂电池。
5.根据权利要求4所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述第一周期小于第二周期的1/2。
6.根据权利要求5所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述第一周期为60s，所述第二周期为300s。
7.根据权利要求6所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：所述控制模块在温度预估模块的预估温度数据大于温度阈值时，计算期待温度变化率v=（Ty-T）/t2,其中Ty为温度阈值，在温度变化率数据表中查询当前输出电流以及期待温度变化率对应的输入电流，将充电电池的输入电流调整为该查询给出的输入电流。
8.根据权利要求7所述的移动终端充电保护系统，其特征在于：如果温度变化率数据表中零输入电流以及当前输出电流对应的温度变化率大于期望温度变化率，则控制模块给出第二切换信号，关闭充电电池的输入电流。
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