CN110247443A - 充电系统 - Google Patents
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Abstract
一种充电系统，包含：一输入电压提供电路；一控制电路，耦接该输入电压提供电路，根据一目标电池的一电池电压来控制该输入电压提供电路产生一输入电压；以及一充电电路，耦接该控制电路，接收该输入电压并提供一充电电流来对该目标电池进行充电。其中输入电压是根据一函数来产生，函数以电池电压为一参数，输入电压与电池电压为正相关且输入电压大于电池电压。
Description
技术领域
本发明有关于充电系统，特别有关于可减少充电电路所产生的电能消耗以及热能的充电系统。
背景技术
由于可移动式电子装置(例如手机、平板电脑)越来越普及，能对可移动式电子装置的电池充电的充电系统也越来越重要。图1绘示了习知技术中的充电系统的方块图。如图1所示，习知的充电系统100包含一输入电压提供电路101以及一充电电路103。输入电压提供电路101用以提供输入电压V_in。充电电路103接收输入电压V_in，并根据输入电压V_in产生充电电流I_cha来对电池105充电。电池电压V_BAT会随着电池105被充电的时间而逐渐升高。
然而，输入电压V_in通常为固定的值(例如5v)，因此在电池电压V_BAT较小时，充电电路103两端的输入电压V_in和电池电压V_BAT会有相当大的电压差。此状况下，充电电路103中的等效电阻(例如电晶体产生的等效电阻)会有较大的电流流过，造成较大的电能损耗，也容易让充电电路103有过热的问题。
发明内容
因此，本发明一目的为提供一种可降低充电电路电能损耗以及热能的充电系统。
本发明另一目的为提供一种可降低充电电路电能损耗以及热能的可移动式电子系统。
本发明一实施例揭露一种充电系统，包含：一输入电压提供电路；一控制电路，耦接该输入电压提供电路，根据一目标电池的一电池电压来控制该输入电压提供电路产生一输入电压；以及一充电电路，耦接该控制电路，接收该输入电压并提供一充电电流来对该目标电池进行充电。其中该输入电压是根据一函数来产生，该函数以该电池电压为一参数，该输入电压与该电池电压为正相关且该输入电压大于该电池电压。
本发明一实施例揭露一种可移动式电子系统，包含一电池盒以及一可移动式电子装置。电池盒包含：一输入电压提供电路；一电能提供电池，耦接该输入电压提供电路；以及一控制电路，耦接该输入电压提供电路，根据一目标电池的一电池电压来控制该输入电压提供电路汲取该电能提供电池所储存的电能来产生一输入电压。可移动式电子装置包含该目标电池并包含：一充电电路，耦接该控制电路，接收该输入电压并提供一充电电流来对该目标电池进行充电。其中该输入电压是根据一函数来产生，该函数以该电池电压为一参数，该输入电压与该电池电压为正相关且该输入电压大于该电池电压。
根据前述实施例，本发明所提供的充电系统可以减少充电电路两端的电压差，进而减少充电电路的电能损耗和热能。当本发明所提供的充电系统使用在包含电池盒的可移动式电子系统时，可将电池盒中所储存的电能有效率的转移到欲充电的电池上，可增加电池盒能将欲充电的电池充满电的次数。
附图说明
图1绘示了习知技术中的充电系统的方块图。
图2绘示了根据本发明一实施例的充电系统的方块图。
图3绘示了图2所示的充电系统的动作示意图。
图4绘示了根据本发明另一实施例的充电系统的方块图。
符号说明：
200 充电系统
201 输入电压提供电路
203 控制电路
205 充电电路
207 目标电池
400 可移动式电子系统
401 可移动式电子装置
403 电池盒
405 电池电压侦测电路
407 电能提供电池
具体实施方式
以下将以多个实施例说明本发明的技术内容。以下实施例中的各个元件可藉由硬体方式实施(例如电路或装置)，也可藉由轫体方式实施(例如处理器中写入软体)。此外，以下描述中的耦接，可为直接的电性连接，也可为间接的电性连接。
本发明的概念之一为减少前述的输入电压V_in和电池电压V_BAT的电压差，以改善充电电路的电能消耗以及过热的问题。图2绘示了根据本发明一实施例的充电系统200的方块图。如图2所示，充电系统200包含一输入电压提供电路201，一控制电路203，以及一充电电路205。控制电路203根据一目标电池207的一电池电压V_BAT来控制输入电压提供电路201产生一输入电压V_in。在一实施例中，控制电路203是耦接至目标电池207以自行取得电池电压V_BAT的值。
充电电路205接收输入电压V_in并据以提供一充电电流I_cha来对目标电池207进行充电。充电电路205可为各种形态的充电电路，例如线性充电电路(linear chargingcircuit)或是开关充电电路(switch charging circuit)。输入电压V_in是根据一函数来产生，此函数以电池电压V_BAT为其中一参数。输入电压V_in与电池电压V_BAT为正相关，亦即，电池电压V_BAT越大，输入电压V_in会越大。而且输入电压V_in大于电池电压V_BAT。藉由这样的做法，可在充电电路205能正常运作的情况下，减少输入电压V_in和电池电压V_BAT的电压差。
在一实施例中，前述的函数为V_in＝M×V_BAT+N×R_on×I_cha+K，V_in即为前述的输入电压，而V_BAT为前述的电池电压，R_on为充电电路205的等效电阻，I_cha为前述的充电电流。
图3绘示了当M和N为1而k为0时，图2所示的充电系统200的动作示意图。如图3所示，当电池电压V_BAT小于临界电压V_th时，充电电流I_cha为一恒定值，此时电池电压V_BAT会以较快的速度上升。当电池电压V_BAT大于临界电压V_th时(例如目标电池207被充饱时)，充电电流I_cha便会下降，避免损坏目标电池207。在此情况下，根据前述函数V_in＝V_BAT+R_on×I_cha，可得到如图3所示的输入电压V_in的曲线。如图3所示，由于R_on为充电电路205的等效电阻，可为固定值。而充电电流I_cha会是一个已知的曲线，在电池电压V_BAT小于临界电压V_th时为固定值，而在电池电压V_BAT大于临界电压V_th时会变小。因此输入电压V_in的曲线在电池电压V_BAT小于临界电压V_th时与电池电压V_BAT的差距为固定的，而在电池电压V_BAT大于临界电压V_th时与电池电压V_BAT的差距会逐渐变小。如此输入电压V_in会跟电池电压V_BAT保持正相关的关系，但会一直大于电池电压V_BAT直到充电电流I_cha为零。然请留意，不同形态的充电电路，其电流曲线可能与图3所示的电流曲线有所不同，因此电池电压V_BAT的曲线和输入电压V_in也会相对应的与图3所示的曲线有所不同。
前述的函数不限于V_in＝M×V_BAT+N×R_on×I_cha+K。举例来说，在一实施例中，函数为V_in＝M×V_BAT+K，M和K为正数。由于特定的充电电路其等效电阻可能会落在某一个已知的区间，因此不一定要以充电电路确切的等效电阻R_on做为函数的参数，也可以藉由设定适当的M和K，来让输入电压V_in与电池电压V_BAT为正相关，且输入电压V_in大于电池电压V_BAT而且充电电路205可以正常运作。如此在电路的设计上可更为简便。依据同样的原理，在一实施例中，函数为V_in＝M×V_BAT，M为大于1的正数。可藉由设定适当的M，来让输入电压V_in与电池电压V_BAT为正相关，而且充电电路205可以正常运作。
然请留意，本发明中的函数不限于前述例子，只要是输入电压V_in与电池电压V_BAT为正相关，而且充电电路205可以正常运作并降低输入电压V_in与电池电压V_BAT电压差的函数，均应在本发明所涵盖的范围内。
图2中所示的充电系统200可使用在任何形态的电子装置上。在一实施例中，充电系统200用以对可移动式电子装置中的电池充电，可移动式电子装置可包含行动电子装置(mobile device，例如手机、平板电脑)和穿戴式装置(wearable device，例如耳机、智能眼镜、智能手表)。
图4绘示了根据本发明另一实施例的充电系统的方块图。如图4所示，充电系统200是使用在可移动式电子系统400上，可移动式电子系统400包含了可移动式电子装置401以及电池盒403。图2中所述的充电电路205以及目标电池207位于可移动式电子装置401中，而图2中所述的输入电压提供电路201和控制电路203位于电池盒403中。
在图4所示的实施例中，电池盒403包含一电能提供电池407，而可移动式电子装置401包含一电池电压侦测电路405。电能提供电池407可为不可充电的电池(例如干电池)，或可充电的电池。若电能提供电池407为可充电的电池，则电池盒403可更包含一充电电路(未绘示)来对电能提供电池407进行充电。电池电压侦测电路405用以将电池电压V_BAT的值传送给控制电路203。在一实施例中，电池电压侦测电路405为可移动式电子装置401的处理器，也就是说，电池电压侦测电路405除了可执行将电池电压V_BAT的值传送给控制电路203的动作外，也可用以控制可移动式电子装置401的其他动作。
控制电路203根据所收到的电池电压V_BAT的值来控制输入电压提供电路201产生输入电压V_in。在图4的实施例中，输入电压提供电路201汲取电能提供电池407所储存的电能来产生输入电压V_in。充电电路205接收输入电压V_in并提供充电电流I_cha来对目标电池207进行充电。输入电压V_in是根据一函数来产生，此函数以电池电压V_BAT为一参数。输入电压V_in与电池电压V_BAT为正相关，亦即，电池电压V_BAT越大，输入电压V_in会越大。而且输入电压V_in大于电池电压V_BAT。藉由这样的做法，可在充电电路205能正常运作的情况下，减少输入电压V_in和电池电压V_BAT的电压差。
如前所述，若输入电压V_in和电池电压V_BAT的电压差降低，则可减少充电电路205所产生的电能消耗。因此，在电能提供电池407所储存的电能有限的情况下，充电电路205所产生的电能消耗越低，则电能提供电池407所储存的电能越能有效率的转移到目标电池207上，可增加电能提供电池407满电时能将目标电池207充满电的次数。
根据前述实施例，本发明所提供的充电系统可以减少充电电路两端的电压差，进而减少充电电路的电能损耗和热能。当本发明所提供的充电系统使用在包含电池盒的可移动式电子系统时，可将电池盒中所储存的电能有效率的转移到欲充电的电池上，可增加电池盒能将欲充电的电池充满电的次数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种充电系统，包含：
一输入电压提供电路；
一控制电路，耦接该输入电压提供电路，根据一目标电池的一电池电压来控制该输入电压提供电路产生一输入电压；以及
一充电电路，耦接该控制电路，接收该输入电压并提供一充电电流来对该目标电池进行充电；
其中该输入电压是根据一函数来产生，该函数以该电池电压为一参数，该输入电压与该电池电压为正相关且该输入电压大于该电池电压。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其中该函数为V_in＝M×V_BAT+N×R_on×I_cha+K，该V_in为该输入电压，该V_BAT为该电池电压，该R_on为该充电电路的等效电阻，该I_cha为该充电电流。
3.根据权利要求1所述的充电系统，其中该函数为V_in＝M×V_BAT+K，该V_in为该输入电压，该V_BAT为该电池电压，该M和该K为正数。
4.根据权利要求1所述的充电系统，其中该函数为V_in＝M×V_BAT，该V_in为该输入电压，该V_BAT为该电池电压，该M为大于1的正数。
5.根据权利要求1所述的充电系统，其中该控制电路以及该输入电压提供电路位于一电池盒中，该电池盒更包含一电能提供电池，该输入电压提供电路汲取该电能提供电池所储存的电能来产生该输入电压。
6.根据权利要求5所述的充电系统，其中该充电电路以及该目标电池位于一可移动式电子装置中。
7.根据权利要求6所述的充电系统，其中该可移动式电子装置包含一电池电压侦测电路，用以将该电池电压的值传送到该控制电路。
8.根据权利要求1所述的充电系统，其中该充电电路为一线性充电电路。
9.根据权利要求1所述的充电系统，其中该充电电路为一开关充电电路。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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