CN111431221B - 一种充电装置、电阻检测方法及电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电装置，该充电装置包括：充电电路、充电端子、检测端和处理电路；充电端子设有第一端和第二端，第一端连接于充电电路的输出端，第二端用于与外部负载的输入端连接，以向外部负载输出充电电路产生的充电信号；检测端用于连接于外部负载的输入端；处理电路连接于充电端子的第一端和检测端，并利用所获取的负载电压、充电电压和充电电流计算得到充电端子的接触电阻；和/或用于在向外部负载充电时，通过利用所获取的负载电压及充电电流计算得到外部负载的负载电阻。通过本申请所提供的充电装置，可实现求得更加准确的充电端子的接触电阻和外部负载的负载电阻。本申请还提供一种电阻检测方法及检测电路。

Description

一种充电装置、电阻检测方法及电路

技术领域

本申请涉及充电设备领域，特别是涉及一种充电装置、电阻检测方法及电路。

背景技术

随着终端行业的发展，对于终端的充电成为必不可少的一部分。而现有终端的充电中，座充占较大的比例。在传统的座充技术中，只是简单检测电池或终端是否在位，检测电池电压确定是否启用充电。但是，当座充与电池接触不良或接触电阻偏大时，由于充电回路要保证恒流充电，造成接触点很高的发热功率，这样就会大大增加烧毁座充及充电线路的风险。而当座充接触电阻大到一定程度，充电回路电流无法达到对讲机要求的电流，会出现电池电量越充越少甚至导致关机，会影响用户体验。故现在需要一种可以解决上述技术问题的方案，实现准确检测出充电回路中的电阻，减少充电风险。

发明内容

本申请提供一种充电装置、电阻检测方法及电路，能够实现准确检测到接触电阻和负载电阻。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种充电装置，所述充电装置包括：充电电路、充电端子、检测端和处理电路；其中，所述充电端子设有第一端和第二端，所述第一端连接与所述充电电路的输出端，所述第二端用于与外部负载的输入端连接，以向所述外部负载输出所述充电电路产生的充电信号；

所述检测端用于连接于所述外部负载的输入端；

所述处理电路连接与所述充电端子的第一端和所述检测端，用于在向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电压和充电电流，并利用所述负载电压、充电电压和充电电流计算得到所述充电端子的接触电阻；和/或用于在向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电流，并利用所述负载电压和充电电流计算得到所述外部负载的充电电阻。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电阻检测方法，所述电阻检测方法应用与充电装置中，所述充电装置包括充电电路、充电端子和检测端，其中，所述充电端子的第一端通过开关元件连接于所述充电电路的输出端，所述充电端子的第二端用于连接外部负载的输入端，用于向所述外部负载输出所述充电电路产生的充电信号；所述检测端用于连接所述外部负载的输入端；所述方法包括：

在向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电压和充电电流；

利用所述负载电压、充电电压和充电电流计算得到所述充电端子的接触电阻；和/或利用所述负载电压和充电电流计算得到所述外部负载的负载电阻。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电阻检测电路，所述电阻检测电路用于运行所述计算机程序以执行如上所述的电阻检测方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种包括充电电路、充电端子、检测端和处理电路的充电装置。充电装置通过用于连接于外部负载的输入端的检测端，以及连接于充电端子的第一端和检测端的处理电路，在检测端获取外部负载的负载电压后，处理电路获取第一端的充电电压和充电电流，并利用负载电压、充电电压和充电电流准确求得充电端子的接触电阻，又或者在充电电路向外部负载充电时，检测端可获取外部负载的输入端的负载电压以及第一端的充电电流，处理电路通过负载电压和充电电流精确求得外部负载当前的负载电阻，即本申请所提供的充电装置，通过获得准确的外部负载的负载电压、充电端子第一端的充电电压和充电电流，从而得到准确的接触电阻；同理，在充电电路向外部负载充电时，获取到准确的外部负载的输入端的负载电压及第一端的充电电流，从而得到准确的负载电阻，从而实现为安全充电提供准确的接触电阻和负载电阻检测数据。

附图说明

图1是本申请一种充电装置一实施例的结构示意图；

图2是本申请一种充电装置另一实施例中的结构示意图；

图3是本申请一种电阻检测方法一实施例流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本申请一种充电装置一实施例中的结构示意图。在当前实施例中，本申请所提供的充电装置1100包括：充电电路1110、充电端子1140、检测端1130和处理电路1120。需要说明的是，图1所示仅仅用一条直线表示上述各个部件的连接关系，下文会进一步详述各个部件间细节部分的连接关系。本申请所提供的充电装置1100用于为设置有与该充电装置1100对应接触点的电池(本申请中定义为外部负载1200)进行充电，该电池设置有用于与充电电路1110连接的正负极接触点，还设置有与充电装置1100检测端1130连接的接触点，以便于充电装置1100通过检测端1130可检测到电池的在各个状态下的相关电学参数。其中，接触点为可传输电信号的接触点。在当前实施例中，充电装置1100为对讲机的座充，外部负载1200则为具有对应接触点的对讲机电池。当然，在其他实施例中，本申请所提供的技术方案还可以为其他的设备进行充电，具体在此不一一详述。

其中，充电端子1140是用于连接充电电路1110与外部负载1200(外部负载1200也可以理解成被充电装置)的连接部件，是一导体部件，用于传输充电信号至外部负载1200。在当前实施例中，充电端子1140是金属接触片或者是金属插头，充电端子1140设有第一端1141和第二端1142。第一端1141连接于充电电路1110的输出端，第二端1142用于与外部负载1200的输入端连接，以向外部负载1200输出充电电路1110产生的充电信号。

检测端1130用于连接于外部负载1200的输入端，用于检测外部负载1200的相关电压。可以理解的，检测端1130可以包括多个检测点，用于直接或间接检测整个充电回路中不同部分的电压或者是其他相关的电学数据，如电流，电阻、温度等。在不同的实施例中，检测端1130可以是与处理电路1120集成为一体的，也可以是相对于处理电路1120是完全独立的，又或者可以将部分检测端1130的检测功能集成至处理电路中，部分不容易集成至处理电路1120中功能由独立的检测端1130来执行。其中，将检测端1130与处理电路1120集成为一体主要体现是，将检测端1130的检测功能集成至处理电路1120中。在当前实施例中，充电装置1100的检测端1130的与处理电路1120是分开的，检测端1130将检测所得数据反馈至处理电路1120，用于进一步处理分析获得所需的数据。

处理电路1120是指可对检测端1130检测到的电压或电流做进一步处理分析、并基于处理结果发送指令至相关部件的电路，以控制对外部负载的充电。在当前实施例中处理电路1120可以是一微处理器，当然在其他实施例中，处理电路1120还可以是其他的部件。

其中，处理电路1120连接于充电端子1140的第一端1141和检测端1130，用于在充电电路1110向外部负载1200充电时，通过检测端1130获取外部负载1200的输入端的负载电压，并获取第一端1141的充电电压和充电电流。然后，利用所获取的负载电压、充电电压和充电电流计算得到充电端子1140的接触电阻。在当前实施例中，将充电端子1140的第二端1142看作是外部负载1200的输入端，当然也可以看作是两个独立的部分。

处理电路1120还可以用于在充电电路1110向外部负载1200充电时，通过检测端1130获取外部负载1200的输入端的负载电压，再获取第一端1141的充电电流，进一步根据欧姆定律利用所获取的负载电压和充电电流计算得到外部负载1200的负载电阻。

图1所示实施例中，充电装置1100通过检测端1130获取的外部负载1200的输入端的负载电压，并获取充电端子1140第一端1141的充电电压和充电电流，可准确求得充电端子1140当前的接触电阻，当充电电路1110向外部负载1200充电时，通过检测端1130获取外部负载1200的输入端的负载电压，第一端1141的充电电流，利用获取所得的外部负载1200的输入端的负载电压以及第一端的充电电流，从而利用所获得的负载电压和充电电流、基于相关电学原理精确计算到外部负载1200的负载电阻，可以较好地解决现有技术中无法准确计算求得充电端子1140的接触电阻及外部负载1200的负载电阻等问题，从而为判断外部负载1200与充电装置1100接触不良提供了准确的接触电阻和负载电阻的数据，进而提供了一种更为安全的充电装置1100。

同时本申请图1所示实施例中所提供的充电装置1100，通过独立计算充电端子1140的接触电阻，以及外部负载1200的负载电阻，还可以较好地根据计算所得的接触电阻阻值的大小，以及负载电阻阻值的大小，准确判断出充电回路中的接触点是否存在接触不良的现象，当发生接触不良时，可准确判断哪一个接触点存在接触不良，为安全充电提供了保障。

请参见图2，为本申请一种充电装置2100在另一实施例中的结构示意图。在当前实施例中，充电端子2140(即图1中的1140)包括：第一充电端子2143和第二充电端子2144，检测端2130包括第一检测端2132和第二检测端2131。

其中，第一充电端子2143的第一端2141连接于充电电路2110的第一输出端C(附图2中标示的A、B、C、D四点均是表示各个线路的连接点)，第二充电端子2144的第一端2141连接于充电电路2110的第二输出端D，第一充电端子2143的第二端2142和第一检测端2132分别与外部负载2200的第一输入端A连接，第二充电端子2144的第二端2142和第二检测端2131分别与外部负载2200的第二输入端B连接。在当前实施例中，充电电路2110的第一输出端C为充电信号输出端，充电电路2110的第二输出端D为充电电路接地端。外部负载2200的第一输入端A为电源正极，外部负载2200的第二输入端B为电源负极。需要说明的是，在其他实施例中也可以将充电电路2110的充电信号输出端定义为充电电路的第二输出端，将充电电路接地端定义为充电电路的第一输出端，即本申请中的第一和第二仅用于区分并不作为特定特征限定。

由于在当前实施例中，将部分检测功能集成至处理电路2120中，所以当前实施例中处理电路2120可直接获取充电电压。处理电路2120在获取充电电压时，具体用于获取第一充电端子2143的第一端2141的第一电压和第二充电端子2144的第一端2141的第二电压，并将第一电压和第二电压之差作为充电电压。需要说明的是，处理电路2120所获取的第一电压和第二电压均是指自检测电压点(检测电压点指的是C结点和D结点)至处理电路2120接地端的电压，故求取的第一电压和第二电压的差可求得准确的充电电压，这里的充电电压是指充电电路2110用于为外部负载2200提供的充电电压，也可以理解成充电端子2140及外部负载2200在整个充电回路中所分的电压值。

在当前实施例中，处理电路2120是通过检测端2130间接获取负载电压，而处理电路2120在通过获取负载电压时，具体用于通过第一检测端2132获取外部负载2200的第一输入端A的第三电压和通过第二检测2131端获取外部负载2200的第二输入端B的第四电压，并将第三电压和第四电压之差作为负载电压。其中，第三电压和第四电压均是指自检测点(A和B)至处理电路2120接地端的电压值，而第三电压与第四电压之差则为外部负载2200(即图中所示的A结点与B结点之间的部分)在充电回路中的分压值。可以理解的，当处理电路2120集成对于外部负载的电压检测功能后，可直接通过处理电路2120直接获取第三电压和第四电压，具体不再详述。

在充电装置2100中的处理电路2120分别求得充电电压和负载电压后，求取充电电压和负载电压的差值，以准确地获得充电装置2100中的充电端子2140所分的电压值，然后根据所获取的充电电流，即可以根据欧姆定律R＝U/I准确求得当前充电端子2140的接触电阻。

在当前实施例中，本申请所提供的充电装置2100还包括电阻2151和电流检测电路2150，其中，第二充电端子2144的第一端2141通过电阻2151连接于充电电路2110的第二输出端D，电流检测电路2150的两个输入端分别连接于电阻2151两端，由于电阻2151的阻值是已知的，故结合电阻2151的电阻值，可根据两个输入端的输入信号确定第二充电端子2144的第一端2141的电流，由于在同一回路中，串联的电学部件的电流均是相等的，所以可以将流经第一端2141的电流作为充电电流，充电电流是指充电电路2110为外部负载2200进行充电的电流。

其中，电流检测电路2150具体用于根据电阻2151的两个输入端输入的电压以及电阻2151的阻值，基于欧姆定律计算得到第二充电端子2144的第一端2141的电流。具体的，在当前实施例中，电流检测电路可以是DS2438。

本申请所提供的充电装置2100还包括开关元件2152。第一充电端子2143的第一端2141通过开关元件2152连接充电电路2110的第一输出端，且开关元件2152的控制端连接于处理电路2120的输出端，处理电路2120具体用于控制开关元件2152的断开时，通过检测端2130获取外部负载2200的内部电压，并在控制开关元件2152闭合时，获取负载电压、充电电压和充电电流。在当前实施例中，开关元件2152为PMOS管。可以理解的，在其他实施例中，开关元件2152还可以是NMOS管。

充电装置2100中的处理电路2120具体用于计算充电电压与负载电压的第一差，并将第一差与充电电流之间的商作为充电端子2140的接触电阻，第一差即是充电端子2140在整个充电回路中的分压值。处理电路2120还用于计算负载电压与外部负载的内部电压的第二差，并将第二差和充电电流之间的商作为外部负载的负载电阻，第二差即是外部负载2200去除内部电压的电压分压值。在当前实施例中，通过开关元件，可获取到外部负载在空载时的内部电压，并通过求得负载电压与外部负载的内部电压的第二差，再将所求得的第二差和充电电流之间的商作为外部负载的负载电阻，在这过程中去除了外部负载在没有进行充电时就存在的内部电压，可求得更为准确的外部负载的负载电阻，为更准确监测充电安全提供了准确的负载电阻数据。

需要说明的是，本申请所提供的充电装置2100中，开关元件2152用于在检测端获取到负温度系数热敏电阻2155(NTC)的电阻减少到预设阈值，并反馈至处理电路2120时，处理电路2120进一步控制开关元件2152断电，终止对外部负载2200的充电，实现保护充电装置2100和外部负载2200，为用户提供更为安全的充电体验。

本申请所提供的充电装置还包括：电阻2153和开关2154，开关2154用于在控制为处理电路供电电路的开关与闭合，电阻2153用于与热敏电阻(NTC)2155形成分压实现温度检测功能。

请参见图3，为本申请一种电阻检测方法在一实施例中的流程示意图。在当前实施例中，本申请所提供的电阻检测方法应用于充电装置中。其中，该充电装置包括充电电路、充电端子和检测端，其中，充电端子的第一端通过开关元件连接于充电电路的输出端，充电端子的第二端用于连接外部负载的输入端，用于向外部负载输出充电电路所产生的充电信号；检测端用于连接外部负载的输入端。关于充电装置的具体的细节请参见上文中的对于充电装置的详述，在此不再赘述。

本申请所供的电阻检测方法包括：

S10：在向外部负载充电时，通过检测端获取外部负载的输入端的负载电压，并获取第一端的充电电压和充电电流。当如上文所述的充电装置在向外部负载进行充电时，检测端也会实现与外部负载上的检测点连接，从而完成检测端的与被检测点间检测回路的构建。在向外部负载充电时，通过检测端获取外部负载的输入端的负载电压，具体的可以是通过分别获取外部负载的输入端与处理电路接地端之间的电压，然后再计算求的两个电压的差值，从而获取到外部负载的输入端的负载电压。

其中，第一端是指充电端子的与充电电路输出端的连接端，同理，获取第一端的充电电压是通过获取充电端子与充电电路两个连接点处至处理电路接地端之间的电压，然后根据所获取到的两个连接点的电压差值求得第一端的充电电压。这里的第一端的充电电压即是充电电路对于外部负载的充电时提供的电压。

充电电流指的是充电回路中的电流，也是充电电路在向外部负载进行充电时的电流，具体可以根据欧姆定律，在获取到某一元器件的消耗电压以及元器件的电阻值后，根据欧姆定律求得。在本申请中，可以根据充电回路中保护电阻的电压，以及该保护电阻的阻值求得充电电流。

S20：利用负载电压、充电电压和充电电流计算得到充电端子的接触电阻。当获取到充电端子两侧的负载电压和充电电压后，可直接求得充电端子的所消耗的电压，即充电端子所消耗的电压等于负载电压与充电电压之差。由于充电端子是串联与充电回路中的保护电阻是串联关系，故流经充电端子的电流等于流经保护电阻的充电电流，故可以直接根据负载电压、充电电压和充电电流求得充电端子的接触电阻。充电端子的接触电阻＝(充电电压-负载电压)/充电电流。

S30：利用负载电压、充电电流计算得到外部负载的负载电阻。

在已知负载电压和充电电流的前提下，利用欧姆定律即可求得外部负载的负载电阻。外部负载的负载电阻＝负载电压/充电电流。

进一步的，在其他实施例中，在求取负载电阻时可进一步考虑去除外部负载的内部电压，以求取更为精确的负载电阻。处理电路控制充电装置不对外部负载进行充电，此时会获取到检测端反馈的外部负载的一电压值，即外部负载的内部电压。然后在求取外部负载的负载电阻时，进一步去除该内部电压。此时，外部负载的负载电阻＝(负载电压-内部电压)/充电电流。

为准确检测到精确的接触电阻和负载电阻，本申请还提供了一种电阻检测电路。该电阻检测电路用于运行计算机程序以执行如上所述的电阻检测方法。本申请所提供的电阻检测电路包括检测与处理器。在其他实施例中，本申请所提供的电阻检测电路包括处理器，其中该处理器集成了检测端的检测功能，具体的详细检测流程请参见上文的阐述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括：充电电路、充电端子、检测端、处理电路和开关元件；其中，

所述充电端子设有第一端和第二端，所述第一端连接于所述充电电路的输出端，所述第二端用于与外部负载的输入端连接，以向所述外部负载输出所述充电电路产生的充电信号；

所述检测端用于连接于所述外部负载的输入端，且所述检测端与所述外部负载的输入端之间连接有热敏电阻；

所述处理电路连接于所述充电端子的第一端和所述检测端，所述充电端子的第一端通过所述开关元件连接所述充电电路的第一输出端，且所述开关元件的控制端连接于所述处理电路的输出端，所述处理电路用于在所述热敏电阻的电阻值小于预设阈值时控制关断所述开关元件，所述处理电路具体用于在控制所述开关元件的断开时，通过所述检测端获取所述外部负载的内部电压，并在控制所述开关元件闭合时，获取负载电压、充电电压和充电电流，向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电压和充电电流，计算所述充电电压与所述负载电压的第一差，并将所述第一差与充电电流之间的商作为所述充电端子的接触电阻；和/或用于在向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电流，计算所述负载电压与所述外部负载的内部电压的第二差，并将所述第二差和充电电流之间的商作为所述外部负载的负载电阻；其中，所述内部电压为所述外部负载空载时的电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电端子包括第一充电端子和第二充电端子，所述检测端包括第一检测端和第二检测端；

其中，所述第一充电端子的第一端连接于所述充电电路的第一输出端，所述第二充电端子的第一端连接于所述充电电路的第二输出端，所述第一充电端子的第二端和所述第一检测端分别与所述外部负载的第一输入端连接，所述第二充电端子的第二端和第二检测端分别与所述外部负载的第二输入端连接；

所述处理电路在获取所述充电电压时，具体用于获取所述第一充电端子的第一端的第一电压和所述第二充电端子的第一端的第二电压，并将所述第一电压和第二电压之差作为所述充电电压；

所述处理电路在获取所述负载电压时，具体用于通过所述第一检测端获取所述外部负载的第一输入端的第三电压和通过所述第二检测端获取所述外部负载的第二输入端的第四电压，并将所述第三电压和所述第四电压之差作为所述负载电压。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电阻和电流检测电路，所述充电端子包括第二充电端子，其中，所述第二充电端子的第一端通过所述电阻连接于所述充电电路的第二输出端，所述电流检测电路的两个输入端分别连接于所述电阻的两端，用于根据所述两个输入端的输入信号确定所述第二充电端子的第一端的电流，并作为所述充电电流。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流检测电路具体用于根据所述两个输入端输入的电压以及所述电阻的阻值，计算得到所述第二充电端子的第一端的电流。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关元件为PMOS管或者NMOS管。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置为对讲机的座充。

7.一种电阻检测方法，其特征在于，所述电阻检测方法应用于充电装置中，所述充电装置包括充电电路、充电端子、检测端和开关元件，其中，所述充电端子的第一端通过开关元件连接于所述充电电路的输出端，所述充电端子的第二端用于连接外部负载的输入端，用于向所述外部负载输出所述充电电路产生的充电信号，所述充电端子的第一端通过所述开关元件连接所述充电电路的第一输出端，且所述开关元件的控制端连接于处理电路的输出端，所述检测端与所述外部负载的输入端之间连接有热敏电阻，所述处理电路用于在所述热敏电阻的电阻值小于预设阈值时控制关断所述开关元件，所述处理电路具体用于在控制所述开关元件的断开时，通过所述检测端获取所述外部负载的内部电压，并在控制所述开关元件闭合时，获取负载电压、充电电压和充电电流；所述检测端用于连接所述外部负载的输入端；所述方法包括：

在向所述外部负载充电时，通过所述检测端获取所述外部负载的输入端的负载电压，并获取所述第一端的充电电压和充电电流；

计算所述充电电压与所述负载电压的第一差，并将所述第一差与充电电流之间的商作为所述充电端子的接触电阻；和/或获取所述外部负载空载时的内部电压，计算所述负载电压与所述外部负载的内部电压的第二差，并将所述第二差和充电电流之间的商作为所述外部负载的负载电阻。

8.一种电阻检测电路，其特征在于，所述电阻检测电路用于运行计算机程序以执行权利要求7所述的方法。