CN109412230A - 一种充电系统及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电能存储技术领域，公开了一种充电系统及充电方法。充电系统包括：微控制器、第一选通开关和至少一个的充电单元，充电单元中包括至少一个充电电池；其中，第一选通开关包括至少两个输出端；微控制器的第一控制端与第一选通开关的输入端连接，第一选通开关的一个输出端与一个充电单元连接；微控制器用于，获取充电指示命令，根据充电指示命令确定第一选通信号，将第一选通信号传输到第一选通开关；第一选通开关用于，获取第一选通信号，根据第一选通信号确定对应的第一充电单元，对第一充电单元中的充电电池进行充电。使得该充电系统为多个充电电池充电，且不受微控制器的输出端口的数量限制。

Description

一种充电系统及充电方法

技术领域

本发明实施例涉及电能存储技术领域，特别涉及一种充电系统及充电方法。

背景技术

随着科技的发展，智能手机的使用量日益增加。因此智能手机的出货量也极大影响了手机制造公司的效益。在生产出一部手机后，会对手机进行充电，使得手机在出售过程中，可以让消费者在试机时有一部分电量。但由于航运规定手机这类电子产品在空运时，手机电量不得充满。因为考虑到手机电池在充满时最容易产生爆炸或者自燃事故，因此手机在封装前的充电过程一般会将手机充电到电池容量的30％～50％。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的智能手机的充电时间的设置一般是靠工作人员先凭经验设定，然后对一部分剩余电量没有达到要求的手机再进行充电。而现有的充电柜由于微控制器中的输入输出端口的数量有限，只能够根据输出端口的数量确定手机电池的数量，并对手机电池进行充电，影响出货效率。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种充电系统及充电方法，使得该充电系统为多个充电电池充电，且不受微控制器的输出端口的数量限制。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种充电系统，包括：微控制器、第一选通开关和至少一个的充电单元，充电单元中包括至少一个充电电池；其中，第一选通开关包括至少两个输出端；

微控制器的第一控制端与第一选通开关的输入端连接，第一选通开关的一个输出端与一个充电单元连接；

微控制器用于，获取充电指示命令，根据充电指示命令确定第一选通信号，将第一选通信号传输到第一选通开关；其中，第一选通信号用于确定处于充电状态的第一充电单元；

第一选通开关用于，获取第一选通信号，根据第一选通信号确定对应的第一充电单元，对第一充电单元中的充电电池进行充电。

本发明的实施方式还提供了一种充电方法，包括：

微控制器获取充电指示命令，

微控制器根据充电指示命令确定第一选通信号，并传输第一选通信号到第一选通开关；

第一选通开关根据第一选通信号控制一个充电单元处于充电状态。

本发明实施方式相对于现有技术而言，微控制器与第一选通开关连接，第一选通开关与至少一个的充电单元电连接，每个充电单元中包括至少一个的充电电池，使得通过微控制器为充电电池充电时，不必根据微控制器的输出端口确定，增加了微控制器可控制的充电电池的数量，使得一个微控制器能够控制为多个充电电池的进行充电且不必局限于微控制器的输出端口的数量，提高了充电系统的利用率。

另外，充电单元还包括第二选通开关、至少一个的继电器开关和至少一个的控制开关，第二选通开关包括至少两个输出端，第二选通开关的一个输出端与一个继电器开关的控制端连接，一个继电器开关的第一输出端与一个控制开关的控制端连接，控制开关串联在充电器与一个充电电池之间；

第二选通开关的第一信号输入端与第一选通开关的第一输出端连接，第二选通开关的第二信号输入端与微控制器的第二控制端连接；

微控制器若确定充电指示命令中包括充电时间，根据充电时间确定充电信号，微控制器通过第二控制端传输充电信号到第二选通开关，通过第二选通开关控制控制开关处于导通状态或关闭状态。

该实施方式中，充电单元中设置第二选通开关，用于根据微控制器的控制信号对充电电池进行充电，第二选通开关仅占用微控制器的一个控制端能够控制多个充电电池的充电，进一步提高了充电系统的利用率。

另外，充电单元还包括指示灯；指示灯与控制开关电连接；指示灯用于，获取控制开关的开关状态，在控制开关处于导通状态时，指示灯处于第一状态，在控制开关处于关闭状态时，指示灯处于第二状态。

该实施方式中，设置指示灯用于指示充电电池的充电状态，使得操作人员能够根据指示灯的状态及时了解到充电电池的充电状态，提高用户体验。

另外，微控制器还用于，若确定第一充电单元中的充电电池充电完成，将第一选通信号更改为第二选通信号，并将第二选通信号传输到第一选通开关；第一选通开关还用于，获取第二选通信号，根据第二选通信号确定对应的第二充电单元，对第二充电单元中的充电电池进行充电。

另外，第一选通开关为译码器，第二选通开关为数据分配器。

另外，第一选通开关根据第一选通信号控制一个充电单元处于充电状态之后，充电方法还包括：微控制器若确定充电指示命令中包括充电时间，根据充电时间确定充电信号，将充电信号传输到第二选通开关；第二选通开关接收充电信号，并控制对应的控制开关处于导通状态或关闭状态。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式中充电系统的结构图；

图2是本发明第二实施方式中充电系统的结构图；

图3是本发明第三实施方式中充电方法的流程图；

图4是本发明第四实施方式中充电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种充电系统。其结构如图1所示，包括：微控制器10、第一选通开关20和至少一个的充电单元，充电单元中包括至少一个充电电池；其中，第一选通开关包括至少两个输出端；微控制器10的第一控制端与第一选通开关20的输入端连接，第一选通开关20的一个输出端与一个充电单元连接。

需要说明的是，图1中第一选通开关20分别与六个充电单元连接，包括第一充电单元30、第二充电单元40、第三充电单元50、第四充电单元60、第五充电单元70和第六充电单元80，第一充电单元中包括第一充电电池31和第二充电电池32，其中，此处仅是示例，对于充电单元的数量和充电单元中的充电电池的数量不做限制。

微控制器10用于，获取充电指示命令，根据充电指示命令确定第一选通信号，将第一选通信号传输到第一选通开关20；其中，第一选通信号用于确定处于充电状态的第一充电单元30。

第一选通开关20用于，获取第一选通信号，根据第一选通信号确定对应的第一充电单元30，对第一充电单元30中的充电电池进行充电。

其中，微控制器10获取充电指示命令，充电指示命令中可能包括充电时间和预设的充电电量等，有些情况下不需要对充电电池充满电，微控制器10根据充电指示命令发出第一选通信号对充电电池进行充电，该充电指示命令可以是操作人员直接输入的指令，可以是充电系统中预存有一些类型充电电池的充电指令，操作人员直接选择对应的充电电池的类型即可对充电电池充电。

具体地说，微控制器10的第一控制端与第一选通开关20的输入端连接，并通过第一控制端发出第一选通信号，其中，第一选通信号用于确定与第一选通开关20连接的一个充电单元进入充电状态，其他的充电单元处于等待状态，将多个充电单元通过第一选通开关20连接在一个微控制器10控制的充电系统中，使得该充电系统为多个充电单元进行充电，具体实现为：微控制器10还用于，若确定第一充电单元30中的充电电池充电完成，将第一选通信号更改为第二选通信号，并将第二选通信号传输到第一选通开关20；第一选通开关20还用于，获取第二选通信号，根据第二选通信号确定对应的第二充电单元40，对第二充电单元40中的充电电池进行充电。

其中，微控制器10在通过第一选通开关20为第一充电单元30进行充电时，微控制器10能够获取第一充电单元30的充电状态，若确定第一充电单元30中的充电电池均完成充电，则对第二充电单元40进行充电，如此循环，直至全部的充电单元均完成充电。

具体地说，为了保证微控制器10能够确定出充电单元的充电状态，则可在每路的充电电池的充电线路上设置电流传感器，通过电流传感器获取每个充电电池的充电量，判断该充电电池的充电量是否达到预设的充电量，若达到预设的充电量则停止对该充电电池充电。例如，一个充电单元中设置有十六路的充电电池，每个充电电池所在的电路均设置电流传感器，每一路的充电电池均需要分配一个数模转换通道(ADC通道)用于获取电流传感器的数据量，则需要分配十六个ADC通道，每一路的电流传感器分别获取对应电路的电流量，微控制器10从电流传感器获取电流量确定该路的充电电池的充电量。

其中，若设置电流传感器获取每个充电电池的充电量，则电流传感器获取到的是电流量，将电流量传输至微控制器，具体地说，由于每个充电电池的充电电路中均设置有电流传感器，则微控制器可通过扫描的方式对每个充电电池的电流量进行采样，并使用安时法累加电流值，即，根据采集的电流值以及采集电流值的时间，计算充电电池当前的充电量或充电百分比，根据充电量或充电百分比判断当前的充电电池是否充电完成。若充电完成，则微控制器发出控制信号控制所述控制开关关断，该充电电池完成充电。

值得一提的是，设置电流传感器仅是为了获取充电电池的充电量，具体还可设置其他的电路元件，或者通过其他的方式获取充电电池的充电量，例如，不设置电路元件，通过定时的方式确定充电电池的充电量，即根据充电器的输出功率计算充电电池在一定的充电时间的充电量，或者，直接与充电电池建立通讯连接，获取充电电池的充电量。因此，对于判断该充电电池是否达到预设的充电量，以及确定充电电池达到预设充电电量的具体方式此处不做具体限制。

具体地说，微控制器10发出第一选通信号控制第一充电单元进行充电，该第一选通信号可以是数字控制命令，如设置第一选通开关为译码器，微控制器10传输的第一选通信号为确定任一个充电单元进行充电，译码器可以将微控制器选择的充电单元所在的通道置1，如译码器的输出为100000，“1”对应的充电单元进入充电状态，“0”对应的充电单元进入等待状态。

需要说明的是，第一选通开关20设置为译码器仅是一种示例性说明，为了满足由于微控制器10的第一选通信号中控制一个充电单元处于充电状态，第一选通开关20还可用其他的电路元件或电路模块替代，此处不做具体限制。

具体地说，由于微控制器10上的ADC通道数量有限，微控制器10发出第一选通信号，第一选通开关20根据第选通信号控制处于充电状态的第一充电单元30，第一充电单元30占用ADC通道，若微控制器10确定第一充电单元30充电完成，将第二选通信号传输到第一选通开关20，第一选通开关20根据第二选通信号控制第二充电单元40进行充电，第二充电单元40占用ADC通道。使得在微控制器10的ADC通道有限的情况下，充电系统能够自动为多个充电电池进行充电，提高了充电系统的自动化程度。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的电路元件和可以是由逻辑单元组成的，也可以是电子元件组成的，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

相对于现有技术而言，微控制器10与第一选通开关20连接，第一选通开关20与至少一个的充电单元电连接，每个充电单元中包括至少一个的充电电池，使得通过微控制器10为充电电池充电时，不必根据微控制器10的输出端口确定，增加了微控制器10可控制的充电电池的数量，使得一个微控制器10能够控制为多个充电电池的进行充电且不必局限于微控制器10的输出端口的数量，提高了充电系统的利用率。

本发明的第二实施方式涉及一种充电系统。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第二实施方式中，具体说明了充电单元的具体结构。其结构如图2所示，充电单元中包括：第二选通开关310至少一个的继电器开关311和至少一个的控制开关312，其中，每个充电电池对应一个控制开关，每个控制开关由一个继电器开关控制，第二选通开关310包括至少两个输出端，第二选通开关310的一个输出端与一个继电器开关311的控制端连接，一个继电器开关311的第一输出端与一个控制开关312的控制端连接，一个控制开关312串联在充电器与一个充电电池之间。

第二选通开关310的第一信号输入端与第一选通开关20的第一输出端连接，第二选通开关310的第二信号输入端与微控制器10的第二控制端连接；微控制器10若确定充电指示命令中包括充电时间，根据充电时间确定充电信号，微控制器10通过第二控制端传输充电信号到控制开关312，控制控制开关312处于导通状态或关闭状态。

值得一提的是，继电器开关是电磁继电器，为了确定第一控制信号能够准确的处于关断或闭合的状态，其中继电器开关的控制端在控制信号的作用下，能够确定控制开关处于关断或闭合的状态，并保持对应的状态。

具体地说，在充电系统对充电电池进行充电的过程中，操作人员不能直观的确定充电电池的充电量，如，使用该充电系统为手机电池进行充电，并不需要对手机电池充满，可能仅需要充电30％-50％，需要查看手机才能确定手机电池的充电量。在充电单元中设置指示灯能够方便直观的查看充电电池是否充电完成，其中，指示灯与控制开关312电连接；指示灯用于，获取控制开关312的开关状态，在控制开关312处于导通状态时，指示灯处于第一状态，在控制开关312处于关闭状态时，指示灯处于第二状态。

需要说明的是，一个控制开关312与一个充电电池连接，用于控制该充电电池是否进行充电，微控制器10获取充电电池的充电状况，根据充电电池的充电状况确定控制开关312的状态，指示灯用于指示该充电电路是否进行充电，其中，指示灯与控制开关312可以是并联或串联，控制开关312处于导通状态，指示灯显示该电路的充电电池处于充电状态；控制开关312处于关闭状态，指示灯显示该电路的充电电池处于未充电状态。

一个具体实现中，指示灯处于熄灭状态，则表示指示灯所处的电路的充电电池未接入电源，该电池还未进行充电；指示灯显示红色，则表示指示灯所处电路的充电电池已接入电源正在充电中；指示灯显示绿色，则表示指示灯所处电路的充电电池已完成充电。上述对指示灯显示状况和指示情况仅是示例性说明，具体不做限制。

本发明第三实施方式涉及一种充电方法，其流程如图3所示，包括如下实施步骤：

步骤301：微控制器获取充电指示命令。

具体地说，充电指示命令是操作人员通过与微控制器连接的输入设备输入的，该输入设备可以是带触摸功能的显示屏或键盘等，此处对于输入设备不做具体限制。

其中，操作人员输入的充电指示命令可以是充电电池的目标充电量也可以是充电时间等，此处不做具体限制。

步骤302：微控制器根据充电指示命令确定第一选通信号，并传输第一选通信号到第一选通开关。

具体地说，微控制器在获取到充电指示命令之后，根据充电指示命令确定处于充电状态的充电单元，传输第一选通信号到第一选通开关控制对应的充电单元进行充电。

具体的，微控制器与第一选通开关建立数据传输通道，用于传输第一选通信号，具体对于第一选通信号的具体形式不做限制。

步骤303：第一选通开关根据第一选通信号控制一个充电单元处于充电状态。

具体地说，由于微控制器输入/输出端口的数量限制，微控制器发出的第一选通开关控制一个充电单元处于充电状态，若微控制器输入/输出端口数量足够多，也可同时为至少两个充电单元进行充电。在实际应用中，可根据实际的电路设计做适应性的修改，此处不做限制。

需要说明的是，本实施方式是与上述第一或第二实施实施方式中的系统实施例对应的方法实施例，本实施方式中的充电方法可以应用于上述第一或第二实施方式，第一或第二实施方式中的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，此处不再赘述。相应的，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用于第一或第二实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第四实施方式涉及一种充电方法。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第四实施方式中，具体说明了若充电指示中包括充电时间的具体实现过程，其方法流程如图4所示。

需要说明的是，步骤401与第三实施方式中的步骤301相同，区别之处在于，第三实施方式并未限制充电只是命令的内容，本实施方式中，充电指示命令中包括充电时间。步骤402、步骤403分别与第三实施方式中的步骤302、步骤303相同，此处不再赘述，仅说明不同之处。

步骤404：微控制器根据充电指示命令中的充电时间确定充电信号，将充电信号传输到第二选通开关。

步骤405：第二选通开关接收充电信号，并控制对应的控制开关处于导通状态或关闭状态。

需要说明的是，充电单元中还包括有第二选通开关，微控制器发出控制信号用于控制充电电池的充电状态。

具体地说，微控制器发出第一选通信号，第一选通开关根据第一选通信号确定处于充电状态的充电单元，微控制器将充电信号传输到处于充电状态的充电单元中的第二选通开关，通过第二选通开关接收充电信号，控制对应的控制开关的状态。

一个具体实现中，微控制器根据充电指示确定出对应的充电信号，在充电开始进行时，充电信号用于控制控制开关处于导通状态，微控制器进行计时，若充电时长到达充电指示命令中的充电时间，则微控制器再次传输充电信号用于控制该控制开关处于关闭状态。

本领域技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种充电系统，其特征在于，包括：微控制器、第一选通开关和至少一个的充电单元，所述充电单元中包括至少一个充电电池；其中，所述第一选通开关包括至少两个输出端；

所述微控制器的第一控制端与所述第一选通开关的输入端连接，所述第一选通开关的一个输出端与一个所述充电单元连接；

所述微控制器用于，获取充电指示命令，根据所述充电指示命令确定第一选通信号，将所述第一选通信号传输到所述第一选通开关；其中，所述第一选通信号用于确定处于充电状态的第一充电单元；

所述第一选通开关用于，获取所述第一选通信号，根据所述第一选通信号确定对应的所述第一充电单元，对所述第一充电单元中的所述充电电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述充电单元还包括第二选通开关、至少一个的继电器开关和至少一个的控制开关，所述第二选通开关包括至少两个输出端，所述第二选通开关的一个输出端与一个所述继电器开关的控制端连接，一个所述继电器开关的第一输出端与一个所述控制开关的控制端连接，所述控制开关串联在充电器与一个所述充电电池之间；

所述第二选通开关的第一信号输入端与所述第一选通开关的第一输出端连接，所述第二选通开关的第二信号输入端与所述微控制器的第二控制端连接；

所述微控制器若确定所述充电指示命令中包括充电时间，根据所述充电时间确定充电信号，所述微控制器通过所述第二控制端传输所述充电信号到所述第二选通开关，通过所述第二选通开关控制所述控制开关处于导通状态或关闭状态。

3.根据权利要求2中所述的充电系统，其特征在于，所述充电单元还包括指示灯；所述指示灯与所述继电器开关的第二输出端连接；

所述指示灯用于，获取所述控制开关的开关状态，在所述控制开关处于导通状态时，所述指示灯处于第一状态，在所述控制开关处于关闭状态时，所述指示灯处于第二状态。

4.根据权利要求2-3任一项所述的充电系统，其特征在于，

所述微控制器还用于，若确定所述第一充电单元中的所述充电电池充电完成，将所述第一选通信号更改为第二选通信号，并将所述第二选通信号传输到所述第一选通开关；

所述第一选通开关还用于，获取所述第二选通信号，根据所述第二选通信号确定对应的所述第二充电单元，对所述第二充电单元中的所述充电电池进行充电。

5.根据权利要求1-3任一项所述的充电系统，其特征在于，所述第一选通开关为译码器。

6.根据权利要求2-3任一项所述的充电系统，其特征在于，所述第二选通开关为数据分配器。

7.一种充电方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的充电系统，其特征在于，包括：

微控制器获取充电指示命令；

所述微控制器根据所述充电指示命令确定第一选通信号，并传输所述第一选通信号到所述第一选通开关；

所述第一选通开关根据所述第一选通信号控制一个所述充电单元处于充电状态。

8.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述第一选通开关根据所述第一选通信号控制一个所述充电单元处于充电状态之后，所述充电方法还包括：

所述微控制器若确定所述充电指示命令中包括充电时间，根据所述充电时间确定充电信号，将所述充电信号传输到第二选通开关；

所述第二选通开关接收所述充电信号，并控制对应的所述控制开关处于导通状态或关闭状态。