CN110311438A - 充电装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电装置，包括：充电器；第一可充电电池，电性连接所述充电器；第一连接器，用于连接电子装置，电子装置包括第二可充电电池；升压电路，设置于第一可充电电池与第一连接器之间；切换电路；第一控制器，电性连接切换电路，第一控制器判断第一可充电电池的电压是否比第二可充电电池的电压高于预定电位差，当第一可充电电池的电压比第二可充电电池的电压高于预定电位差时，第一控制器控制切换电路以电性连接第一可充电电池与第一连接器，使第一可充电电池与第一连接器电性隔离升压电路。上述充电装置及其操作方法，提升了充电装置的充电效率，增长了电子装置的使用时间。

Description

充电装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及充电技术领域，特别是涉及一种充电装置及其操作方法。

背景技术

可充电电池泛指所有在电量用到一定程度之后可以被再次充电、反复使用的化学能电池。充电器是一种用于通过强制电流通过它来将能量输入可充电电池的装置。

然而，传统充电装置中的升压电路的转换效率并非百分之百(如：约80％)，所以有部分的的电被浪费掉。因此，如何有效减少损失，便成为一个重要课题。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提供一种充电装置及其操作方法，提升充电装置的充电效率，增长电子装置的使用时间。

一种充电装置，包括：

一充电器；

一第一可充电电池，电性连接所述充电器；

一第一连接器，用于连接一电子装置，所述电子装置包括一第二可充电电池；

一升压电路，设置于所述第一可充电电池与所述第一连接器之间；

一切换电路；

一第一控制器，电性连接所述切换电路，所述第一控制器判断所述第一可充电电池的一电压是否比所述第二可充电电池的一电压高于一预定电位差，当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述切换电路以电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器，使所述第一可充电电池与所述第一连接器电性隔离所述升压电路。

在其中一个实施例中，当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述切换电路将所述升压电路电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器。

在其中一个实施例中，所述切换电路包括：

一第一开关，设置于所述第一可充电电池与所述升压电路之间；以及

一第二开关，设置于所述升压电路与所述第一连接器之间。

在其中一个实施例中，所述第一开关具有一第一端、一第二端与一第三端，所述第一端电性连接所述第一可充电电池，所述第二端电性连接所述升压电路，所述第二开关具有一第五端、一第六端与一第七端，所述第五端电性连接所述升压电路，所述第六端电性连接所述第三端，所述第七端电性连接所述第一连接器，

其中当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第三端并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第六端，使所述第一端与所述第二端电性隔离，所述第五端与所述第七端电性隔离，

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第二端并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第五端，使所述第一端与所述第三端电性隔离，所述第六端与所述第七端电性隔离。

在其中一个实施例中，所述电子装置还包括

一第二连接器，用于连接所述第一连接器；

一充电电路，电性连接所述第二连接器与所述第二可充电电池；以及

一第二控制器，将所述第二可充电电池的电压的信息透过所述第二连接器传送给所述第一控制器。

在其中一个实施例中，所述预定电位差系关联于所述充电电路的转换效率。

一种充电装置的操作方法，所述充电装置包括一充电器、一第一可充电电池、一第一连接器与一升压电路，所述第一可充电电池电性连接所述充电器，所述第一连接器用于连接一电子装置，所述电子装置包括一第二可充电电池，所述操作方法包括：

判断所述第一可充电电池的一电压是否比所述第二可充电电池的一电压高于一预定电位差；以及

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，将所述第一可充电电池电性连接所述第一连接器，并将所述第一可充电电池与所述第一连接器电性隔离所述升压电路。

在其中一个实施例中，还包括：

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，将所述升压电路电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器。

在其中一个实施例中，所述充电装置还包括一第一开关与一第二开关，第一开关具有一第一端、一第二端与一第三端，所述第一端电性连接所述第一可充电电池，所述第二端电性连接所述升压电路，第二开关具有一第五端、一第六端与一第七端，所述第五端电性连接所述升压电路，所述第六端电性连接所述第三端，所述第七端电性连接所述第一连接器，所述操作方法还包括：

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第三端，并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第六端，使所述第一端与所述第二端电性隔离，所述第五端与所述第七端电性隔离；以及

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第二端，并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第五端，使所述第一端与所述第三端电性隔离，所述第六端与所述第七端电性隔离。

在其中一个实施例中，所述电子装置还包括一第二连接器与一充电电路，所述第二连接器用于连接所述第一连接器，所述充电电路电性连接所述第二连接器与所述第二可充电电池，所述操作方法还包括：

透过所述第一连接器以接收所述电子装置所传送的所述第二可充电电池的电压的信息。

在其中一个实施例中，所述预定电位差系关联于所述充电电路的转换效率。

上述充电装置及其操作方法，当第一可充电电池的电压比第二可充电电池的电压高于预定电位差时，充电路径可不通过升压电路，有效减少损失，借此提升充电装置的充电效率，增长电子装置的使用时间。

附图说明

图1是一个实施例中一种充电装置于第一切换状态下的电路框图；

图2是一个实施例中一种充电装置于第二切换状态下的电路框图；

图3是一个实施例中一种充电装置的操作方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1是一个实施例中一种充电装置100于第一切换状态下的电路框图。如图1所示，充电装置100可连接电子装置190(如：耳机或其他电子产品)。于使用时，充电装置100可为电子装置190进行充电。

于图1中，充电装置100包括接头110(如：USB接头)、充电器120、第一可充电电池130、第一连接器140、升压电路150、切换电路160与第一控制器170(如：微控制器)。在架构上，第一可充电电池130电性连接充电器120，升压电路150设置于第一可充电电池130与第一连接器140之间，第一控制器170电性连接可充电电池130和切换电路160。于使用时，接头110可连接外部的可供电装置(如：电源转换器、计算机…等)，第一连接器140用于连接电子装置190。

于图1中，电子装置190包括第二连接器192、充电电路194、第二可充电电池196与第二控制器198(如：微控制器)。在架构上，充电电路194电性连接第二连接器192与第二可充电电池196，第二控制器198电性连接第二可充电电池196与第二连接器192。于使用时，第二连接器192用于连接第一连接器140，第二控制器198将第二可充电电池196的电压的信息透过第二连接器192传送给第一控制器170。

第一控制器170判断第一可充电电池130的电压是否比第二可充电电池196的电压高于预定电位差。在本发明的一实施例中，预定电位差系关联于充电电路194的转换效率。举例而言，通过充电电路194的电压降为0.25V，预定电位差可约为0.25V或略大于约0.25V的数值。当第一可充电电池130的电压比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，代表第一可充电电池130当前的电压足以应付充电电路194的电压降而可对第二可充电电池196充电，而无需通过升压电路150，因此第一控制器170控制切换电路160以电性连接第一可充电电池130与第一连接器140，使第一可充电电池130与第一连接器140电性隔离升压电路150(即，第一切换状态)。由于升压电路150的转换效率并非百分之百(如：约80％)，若充电路径不通过升压电路150，便可以有效减少损失，借此提升充电装置100的充电效率。

为了对上述切换电路160的架构做更进一步的阐述，请继续参照图1，切换电路160包括第一开关161(如：开关电路)与第二开关165(如：开关电路)。在架构上，第一开关161设置于第一可充电电池130与升压电路150之间，第二开关165设置于升压电路150与第一连接器140之间。

具体而言，于图1中，第一开关161具有第一端162、第二端163与第三端164，第一端162电性连接第一可充电电池130，第二端163电性连接升压电路150；第二开关165具有第五端166、第六端167与第七端168，第五端166电性连接升压电路150，第六端167电性连接第三端164，第七端168电性连接第一连接器140。

当第一可充电电池130的电压比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，第一控制器170控制第一开关161的第一端162电性连接第三端164并控制第二开关165的第七端168电性连接第六端167(即，第一切换状态)，使第一端162与第二端163电性隔离，第五端166与第七端168电性隔离。借此，第一可充电电池130与第一连接器140电性隔离升压电路150。

图2是一个实施例中的一种充电装置100于第二切换状态下的电路框图。应了解到，图2与图1的充电装置100的硬件架构相同，故不再重复赘述。

于图2中，当第一可充电电池130的电压未比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，代表第一可充电电池130当前的电压不足以应付充电电路194的电压降，无法对第二可充电电池196充电，因此需要通过升压电路150来提升电压。举例而言，升压电路150可将电压至约为5V。此时，第一控制器170控制切换电路160将升压电路150电性连接第一可充电电池130与第一连接器140(即，第二切换状态)。借由升压电路150升压后，使充电装置100的输出电压足以应付充电电路194的电压降而可对第二可充电电池196充电。

具体而言，当第一可充电电池130的电压未比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，第一控制器170控制第一开关161的第一端162电性连接第二端163并控制第二开关165的第七端168电性连接第五端166(即，第二切换状态)，使第一端162与第三端164电性隔离，第六端167与第七端168电性隔离。借此，升压电路150电性连接第一可充电电池130与第一连接器140。

为了对上述充电装置100的运作方法做更进一步的阐述，请同时参照图1～3，图3是一个实施例中的一种充电装置100的操作方法300的流程图。如图3所示，操作方法300包括步骤S301～S304(应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。

于步骤S301，透过第一连接器140以接收电子装置190所传送的第二可充电电池196的电压的信息。

于步骤S302，判断第一可充电电池130的电压是否比第二可充电电池196的电压高于预定电位差。在本发明的一实施例中，预定电位差系关联于充电电路194的转换效率。举例而言，通过充电电路194的电压降为0.25V，预定电位差可约为0.25V或略大于约0.25V的数值。

当第一可充电电池130的电压比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，于步骤S303，执行第一切换状态，亦即将第一可充电电池130电性连接第一连接器140，并将第一可充电电池130与第一连接器140电性隔离升压电路150。由于升压电路150的转换效率并非百分之百(如：约80％)，若充电路径不通过升压电路150，便可以有效减少损失，借此提升充电装置100的充电效率。

具体而言，当第一可充电电池130的电压比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，于步骤S303，控制第一开关161的第一端162电性连接第三端164，并控制第二开关165的第七端168电性连接第六端167，使第一端162与第二端163电性隔离，第五端166与第七端168电性隔离。借此，第一可充电电池130与第一连接器140电性隔离升压电路150。

相反地，当第一可充电电池130的电压未比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，于步骤S304，执行第二切换状态，亦即将升压电路150电性连接第一可充电电池130与第一连接器140。借由升压电路150升压后，使充电装置100的输出电压足以应付充电电路194的电压降而可对第二可充电电池196充电。

具体而言，当第一可充电电池130的电压未比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，于步骤S304，控制第一开关161的第一端162电性连接第二端163，并控制第二开关165的第七端168电性连接第五端166，使第一端162与第三端164电性隔离，第六端167与第七端168电性隔离。借此，升压电路150电性连接第一可充电电池130与第一连接器140。

本实施例中充电装置100的操作方法300，当第一可充电电池130的电压比第二可充电电池196的电压高于预定电位差时，充电路径可不通过升压电路150，有效减少损失，借此提升充电装置100的充电效率，增长电子装置190的使用时间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：

一充电器；

一第一可充电电池，电性连接所述充电器；

一第一连接器，用于连接一电子装置，所述电子装置包括一第二可充电电池；

一升压电路，设置于所述第一可充电电池与所述第一连接器之间；

一切换电路；

一第一控制器，电性连接所述切换电路，所述第一控制器判断所述第一可充电电池的一电压是否比所述第二可充电电池的一电压高于一预定电位差，当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述切换电路以电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器，使所述第一可充电电池与所述第一连接器电性隔离所述升压电路。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述切换电路将所述升压电路电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述切换电路包括：

一第一开关，设置于所述第一可充电电池与所述升压电路之间；以及

一第二开关，设置于所述升压电路与所述第一连接器之间。

4.权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述第一开关具有一第一端、一第二端与一第三端，所述第一端电性连接所述第一可充电电池，所述第二端电性连接所述升压电路，所述第二开关具有一第五端、一第六端与一第七端，所述第五端电性连接所述升压电路，所述第六端电性连接所述第三端，所述第七端电性连接所述第一连接器，

其中当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第三端并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第六端，使所述第一端与所述第二端电性隔离，所述第五端与所述第七端电性隔离，

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，所述第一控制器控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第二端并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第五端，使所述第一端与所述第三端电性隔离，所述第六端与所述第七端电性隔离。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电子装置还包括

一第二连接器，用于连接所述第一连接器；

一充电电路，电性连接所述第二连接器与所述第二可充电电池；以及

一第二控制器，将所述第二可充电电池的电压的信息透过所述第二连接器传送给所述第一控制器。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述预定电位差系关联于所述充电电路的转换效率。

7.一种充电装置的操作方法，所述充电装置包括一充电器、一第一可充电电池、一第一连接器与一升压电路，所述第一可充电电池电性连接所述充电器，所述第一连接器用于连接一电子装置，所述电子装置包括一第二可充电电池，所述操作方法包括：

判断所述第一可充电电池的一电压是否比所述第二可充电电池的一电压高于一预定电位差；以及

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，将所述第一可充电电池电性连接所述第一连接器，并将所述第一可充电电池与所述第一连接器电性隔离所述升压电路。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，还包括：

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，将所述升压电路电性连接所述第一可充电电池与所述第一连接器。

9.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，所述充电装置还包括一第一开关与一第二开关，第一开关具有一第一端、一第二端与一第三端，所述第一端电性连接所述第一可充电电池，所述第二端电性连接所述升压电路，第二开关具有一第五端、一第六端与一第七端，所述第五端电性连接所述升压电路，所述第六端电性连接所述第三端，所述第七端电性连接所述第一连接器，所述操作方法还包括：

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压高于所述预定电位差时，控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第三端，并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第六端，使所述第一端与所述第二端电性隔离，所述第五端与所述第七端电性隔离；以及

当所述第一可充电电池的电压比所述第二可充电电池的电压低于或等于所述预定电位差时，控制所述第一开关的所述第一端电性连接所述第二端，并控制所述第二开关的所述第七端电性连接所述第五端，使所述第一端与所述第三端电性隔离，所述第六端与所述第七端电性隔离。

10.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，所述电子装置还包括一第二连接器与一充电电路，所述第二连接器用于连接所述第一连接器，所述充电电路电性连接所述第二连接器与所述第二可充电电池，所述操作方法还包括：

透过所述第一连接器以接收所述电子装置所传送的所述第二可充电电池的电压的信息。

11.根据权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述预定电位差系关联于所述充电电路的转换效率。