CN112421138A - 充电方法、充电系统以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种充电方法、充电系统及电子设备，属于电子设备技术领域。该方法包括：通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电，该目标供电组的供电电压大于当前电池电压。这样，通过动态调控预设充电输入单元的连接状态形成目标供电组，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率。

Description

充电方法、充电系统以及电子设备
技术领域
本发明属于电子设备领域，具体涉及一种充电方法、充电系统以及电子设备。
背景技术
随着新能源技术的发展，在电子设备上设置新能源发电模块如太阳能电池等变得越来越普遍，利用新能源发电模块作为充电输入单元对电子设备进行充电，能够提升电子设备的使用时长。
现有的新能源电池由于物理特性的限制导致输出电压较低，现有技术中往往需要使用升压转换模块进行电压转换，但这种充电方法造成的功率损失较大，电能损耗较多。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种充电方法、充电系统以及电子设备，能够解决现有技术中充电输入单元充电功率损失较大、电能损耗较多的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种充电方法，应用于充电系统，所述充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，所述m为不小于2的整数；所述控制单元分别与所述开关单元及所述电压检测单元连接，所述电压检测单元及所述开关单元与所述预设充电输入单元连接；所述方法包括：
通过所述电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；
通过所述控制单元根据所述当前电池电压以及所述当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；通过所述控制单元控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
第二方面，本申请实施例提供了一种充电系统，该充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，所述m为不小于2的整数；所述控制单元分别与所述开关单元及所述电压检测单元连接，所述电压检测单元及所述开关单元与所述预设充电输入单元连接；
所述电压检测单元用于检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；
所述控制单元用于根据所述当前电池电压以及单个预设充电输入单元的当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；
所述控制单元用于控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括第二方面所述的充电系统。
在本申请实施例中，通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电。这样，本发明实施例中，通过动态调控充电输入单元的连接状态形成目标供电组，无需使用升压电路，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率。
附图说明
图1示出了本发明的一种充电方法的步骤流程图；
图2示出了本发明的另一种充电方法的步骤流程图；
图3示出了本发明的一种开关单元连接示意图；
图4示出了本发明的另一种开关单元连接示意图；
图5示出了本发明的一种充电方法的流程示意图；
图6示出了本发明的一种充电系统的结构框图；
图7示出了本发明的一种充电系统的连接示意图；
图8示出了本发明的一种电子设备的结构示意图；
图9示出了本发明的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种充电方法、充电系统以及电子设备进行详细地说明。
参照图1，示出了本发明的一种充电方法的步骤流程图，该方法可以应用于充电系统，该充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，所述m为不小于2的整数；控制单元分别与开关单元及电压检测单元连接，电压检测单元及开关单元与预设充电输入单元连接。
本申请实施例中，预设充电输入单元可以为待充电电池进行充电，具体可以是充电系统中用于存储电能的电池，可以是不可充电的一次电池如锂锰电池等，或者可充电的二次电池如太阳能电池等；该预设充电输入单元也可以是充电板等，本申请实施例对于预设充电输入单元的具体类型不作限定。该预设充电输入单元的数量为不小于2的整数，例如可以是2、3、5等。电压检测单元可以用于检测电压值。开关单元可以用于控制电路的通断，可以采用半导体开关管，例如金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、双极结型晶体管(Bipolar JunctionTransistor，BJT)等，本申请实施例对于开关的具体类型也不作限定。控制单元可以是充电系统的主控器件，例如可以是中央处理器(Central Process Unit，CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、应用处理器(Application Processor，AP)等。
该充电方法具体可以包括：
步骤101、通过所述电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压。
本申请实施例中，待充电电池可以是指电子设备的电池，具体可以是锂离子电池或者镍氢电池等。当前电池电压可以是指电子设备电池的当前电压Vbat，例如，对于电子设备的锂离子电池，当前电池电压通常在3.4V～4.4V之间。
当前输出电压可以是指预设充电输入单元当前状态的输出电压。以太阳能电池为例，太阳能电池的工作原理是依据光电效应，当入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度时，半导体材料价带上的电子被激发到导带上去，形成的电子-空穴对被半导体材料PN结形成的内建电场收集，从而产生光生电压。受限于太阳能电池材料的禁带宽度、光生载流子的浓度梯度、温度、PN结厚度等原因，太阳能电池的输出电压一般较低，常见的硅太阳能电池如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池等，其输出电压通常在0.6V～0.8V左右。
步骤102、通过所述控制单元根据所述当前电池电压以及所述当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n。
本申请实施例中，在对待充电电池进行充电时，只有充电电压大于电池电压才能形成电势差，产生充电电流。在一种充电方法中，采用预设充电输入单元为待充电电池充电时，通常需要一个升压电路，将预设充电输入单元的输出电压升高，实现为电池充电的目的。该升压电路包括升压二极管、升压电容等电子元件，在电压转换的过程中存在一定的功率损失，电能损耗较大。
本步骤中，目标数量n为待充电电池充电所需要的电池数目。例如，假设检测到待充电电池的当前电池电压Vbat为3.8V，预设充电输入单元的当前输出电压为0.6V，则目标数量n可以为n＝3.8/0.6＝6.333，n向上取整，n为7。即，为待充电电池充电至少需要7块预设充电输入单元。这样，确定出待充电电池充电所需要的预设充电输入单元的目标数量n，后续通过调控开关连接方式，能够达到待充电电池所需要的充电电压，省去了升压电路的设计，可以减少功率损失。
步骤103、通过所述控制单元控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
本发明实施例中，目标供电组可以是为待充电电池的充电的一组预设充电输入单元。具体的，控制单元控制开关单元中各开关的通断，将n个预设充电输入单元通过一定方式连接为目标供电组，之后将目标供电组与待充电电池导通连接，从而开始预设充电输入单元为待充电电池的充电过程。本发明实施例中只需保证目标供电组的供电电压大于待充电电池的电池电压、建立充电回路即可，对于目标供电组中各预设充电输入单元的具体连接方式，本发明实施例中对此不作限定。
综上所述，本申请实施例提供的一种充电方法，通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电。这样，本发明实施例中，通过动态改变预设充电输入单元的连接状态形成目标供电组，无需使用升压电路，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率。
参照图2，示出了本发明另一种充电方法的步骤流程图，该方法可以应用于充电系统，该充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，m为不小于2的整数；控制单元分别与开关单元及电压检测单元连接，电压检测单元及开关单元与预设充电输入单元连接。该充电方法具体可以包括：
步骤201、通过所述电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压。
具体的，本步骤的实现方式可以参照前述步骤101，本发明实施例在此不做赘述。
步骤202、通过所述控制单元根据所述当前电池电压以及所述当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n。
具体的，本步骤的实现方式可以参照前述步骤102，本发明实施例在此不做赘述。
步骤203、通过所述控制单元控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
具体的，步骤203可以通过以下子步骤2031～子步骤2033实现：
子步骤2031、通过所述控制单元对所述m和所述n的比值取整，并将取整后的所述比值确定为所述目标供电组的组数p。
本申请实施例中，预设充电输入单元的数量为m，待充电电池充电所需要预设充电输入单元的目标数量为n，在m的数值大于n时，可以形成多组目标供电组同时为待充电电池充电。目标供电组的组数可以通过m、n的比值确定，该比值不为整数时可以向下取整，即选择不大于m/n的最大整数作为目标供电组的组数p。
子步骤2032、通过所述控制单元将所述m个预设充电输入单元划分为p组预设充电输入单元，并控制所述开关单元将位于同一组的所述预设充电输入单元串联，得到p个目标供电组；其中一个所述目标供电组中包括n个所述预设充电输入单元。
本申请实施例中，确定出目标供电组的组数p之后，可以将充电系统中的m个预设充电输入单元划分为p个目标供电组，若存在多余的小于数量n的预设充电输入单元可以不作处理。对于同一目标供电组内的n个预设充电输入单元，控制单元可以通过控制开关单元中各开关的通断，使得n个预设充电输入单元串联，这样，目标供电组的供电电压即为单个预设充电输入单元的输出电压与目标数量n的乘积。
子步骤2033、通过所述控制单元控制所述开关单元将所述p个目标供电组与所述待充电电池并联导通。
本申请实施例中，对于形成的p个目标供电组，控制单元可以控制开关单元的开关通断，使得p个供电组并联之后为待充电电池充电。
本申请实施例中，通过控制单元对预设充电输入单元数量m与目标数量n的比值取整，得到目标供电组的组数p，之后控制单元通过开关单元将目标供电组内的n个预设充电输入单元串联，将p个目标供电组并联之后，为待充电电池进行充电。这样，本申请实施例中，通过将预设充电输入单元进行串联，得到待充电电池所需要的供电电压，无需采用升压电路，减少了预设充电输入单元的电能损耗，同时将多个目标供电组并联后为待充电电池充电，提高了充电电流，进而提高了充电效率，也保证了预设充电输入单元的最大利用率。
可选的，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关；其中，所述第一开关连接所述预设充电输入单元的正极与所述待充电电池的正极，所述第二开关连接所述预设充电输入单元的负极与所述待充电电池的负极，所述第三开关分别连接一个所述预设充电输入单元的正极与另一个所述预设充电输入单元的负极。
本申请实施例中，开关单元可以包括多个开关，控制单元通过控制多个开关的通断状态，能够动态调控预设充电输入单元之间的连接方式，形成目标供电组以及目标供电组与待充电电池的充电回路。
示例的，图3示出了本申请实施例的一种开关单元连接示意图。如图3所示出的，预设充电输入单元有m1、m2两个，开关单元包括第一开关P1、P2，第二开关N1、N2，第三开关S1。其中，第一开关P1与预设充电输入单元m1的正极以及待充电电池的正极相连，第一开关P2与预设充电输入单元m2的正极以及待充电电池的正极相连；第二开关N1与预设充电输入单元m1的负极以及待充电电池的负极相连，第二开关N2与预设充电输入单元m2的负极以及待充电电池的负极相连；第三开关S1与预设充电输入单元m1的正极以及预设充电输入单元m2的负极相连。如图3中所示出的电路连接状态，当第一开关P1、P2导通，第二开关N1、N2导通，第三开关S1断开时，预设充电输入单元m1、m2是并联状态，两个预设充电输入单元m1、m2的供电电压等于单个预设充电输入单元的输出电压。
示例的，图4示出了本申请实施例的另一种开关单元连接示意图。如图4所示出的，预设充电输入单元有m1、m2两个，开关单元包括第一开关P1、P2，第二开关N1、N2，第三开关S1。当第一开关P1断开，第二开关N2断开，第一开关P2、第二开关N1、第三开关S1导通时，预设充电输入单元m1、m2是串联状态，两个预设充电输入单元m1、m2的供电电压等于预设充电输入单元m1、m2的输出电压之和。
相应的，所述控制开关单元将位于同一组的预设充电输入单元串联，包括：控制同一组内所述预设充电输入单元之间的所述第三开关导通。
本申请实施例中，预设充电输入单元有m个，即预设充电输入单元1～m，则第一开关包括P1～Pm，第二开关包括N1～Nm，第三开关包括S1～Sm-1。控制单元确定出预设组数为p之后，可以进行如下分组：
第1组：预设充电输入单元1～n；
第2组：预设充电输入单元n+1～2n；
第3组：预设充电输入单元2n+1～3n；
……
第p组：预设充电输入单元(p-1)n+1～pn。
本步骤中，充电系统的初始状态下默认开关单元各个开关是断开的。对于p个目标供电组，控制单元可以控制开关单元分别导通S1～Sn-1、Sn+1～S2n-1、S2n+1～S3n-1、……、S(p-1)n+1～Spn-1，使得每个目标供电组内的n个预设充电输入单元串联。目标供电组的供电电压为串联后的n个预设充电输入单元当前输出电压之和，该供电电压大于待充电电池的当前电池电压，可以实现为待充电电池的充电过程。这样，通过将n个预设充电输入单元串联形成目标供电组，可以省去升压电路的设计，能够避免升压电路造成的功率损失。
相应的，子步骤2033可以通过以下步骤A1～A2实现：
步骤A1、控制每个所述目标供电组中的第一个预设充电输入单元连接的第一开关导通，使得每个所述目标供电组的正极与所述待充电电池的正极相连。
本申请实施例中，在将目标供电组内n个预设充电输入单元串联之后，控制单元可以导通每个目标供电组第一个预设充电输入单元连接的第一开关，即分别导通第一开关Pn、P2n、P3n、……、Ppn，使得第n、2n、3n、……、pn个预设充电输入单元的正极与待充电电池的正极相连。
步骤A2、控制每个所述目标供电组的最后一个预设充电输入单元连接的第二开关导通，使得每个所述目标供电组的负极与所述待充电电池的负极相连。
本申请实施例中，在将目标供电组内n个预设充电输入单元串联之后，控制单元可以导通每个目标供电组最后一个预设充电输入单元连接的第二开关，即分别导通第二开关N1、Nn+1、N2n+1、……、N(p-1)n+1，使得第1、n+1、2n+1、……、(p-1)n+1个预设充电输入单元的负极与待充电电池的负极相连。
本申请实施例中，通过控制单元控制第三开关的导通使得每个目标供电组内的n个预设充电输入单元串联，之后控制单元再控制导通每个目标供电组组内第一个预设充电输入单元的第一开关以及组内最后一个预设充电输入单元的第二开关，实现将p个目标供电组的正极连接到一个公共输出端，将p个目标供电组的负极连接到一个公共输出端，之后将正负两个公共输出端与待充电电池导通，实现预设充电输入单元为待充电电池的充电过程。即，本申请实施例中通过将目标供电组内的预设充电输入单元串联，保证了单个目标供电组的供电电压，无需使用升压电路进行电压转换，减少了功率损失，并且，采用多个目标供电组并联为待充电电池充电，提高了充电电流，进而提高了充电效率。
步骤204、通过所述电流检测单元检测所述待充电电池的当前充电电流；其中，所述m个预设充电输入单元中还包括未连接在所述目标供电组中的剩余预设充电输入单元；所述充电系统还包括电流检测单元。
本申请实施例中，电流检测单元可以用于检测充电电流。控制单元通过开关单元建立起预设充电输入单元与待充电电池之间的充电回路后，可以通过电流检测单元周期性获取当前充电电流Ichg，该周期可以根据实际需求设置，例如可以每分钟检测一次，本申请实施例对于当前充电电流的获取频率并不作限定。
步骤205、通过所述控制单元判断所述当前充电电流是否小于所述目标供电组的供电电压对应的第一预设电流。
本申请实施例中，第一预设电流可以是供电电压对应的预期电流Iset。控制单元中可以预先存储有供电电压范围与第一预设电流Iset的对应关系，在该供电电压范围内，充电电流达到第一预设电流Iset时，可以认为此时输出功率最大。该对应关系可以预先通过实验测得，在某一供电电压范围下，根据预设充电输入单元的伏安特性曲线，可以确定出最大输出功率对应的第一预设电流Iset。需要注意的是，该第一预设电流Iset可以根据用户实际需求和预设充电输入单元的物理特性灵活设置，并不一定准确对应最大输出功率值，只需满足预设充电输入单元输出功率较高即可。本发明实施例对于第一预设电流Iset的具体数值设置并不做限定。
本发明实施例中，预设充电输入单元的数量为m，待充电电池的目标数量为n，目标供电组的组数为p，m个预设充电输入单元中还包括未连接在目标供电组中的剩余预设充电输入单元，即0＜m-p*n＜n时，此时，控制单元可以基于当前充电电流Ichg与第一预设电流Iset的大小关系，对当前的充电电路进行动态调整。
步骤206、若所述当前充电电流小于所述第一预设电流，则通过所述控制单元控制所述开关单元在所述目标供电组中增加预设数量个所述剩余预设充电输入单元。
本申请实施例中，预设数量可以是指剩余预设充电输入单元增加到目标供电组的数量，可以为1、2、3等，本申请实施例对于预设数量的具体数值并不作限定。
本步骤中，控制单元若判断出当前充电电流小于第一预设电流，即p个目标供电组的充电输出功率还可以提高，此时可以将剩余预设充电输入单元增加至目标供电组中。具体的增加方式可以为每个目标供电组中增加一个剩余预设充电输入单元，直至预设数量个剩余预设充电输入单元全部增加完为止；也可以是在一个目标供电组中增加多个剩余预设充电输入单元，本申请实施例对于剩余预设充电输入单元增加至p个目标供电组的方式并不做限定。
本申请实施例中，在m个预设充电输入单元中还包括未连接在目标供电组中的剩余预设充电输入单元时，若控制单元确定出待充电电池的当前充电电流小于第一预设电流，即p个目标供电组的充电输出功率还可以提高，此时控制单元控制开关单元在目标供电组中增加预设数量个剩余预设充电输入单元。这样，在充电过程中，控制单元可以基于充电电路的当前充电电流，动态调控开关的连接状态，能够提高目标供电组的充电输出功率，提高充电效率。
步骤207、通过所述控制单元判断所述当前充电电流是否大于第二预设电流；所述第二预设电流为所述预设充电输入单元或所述待充电电池允许的最大充电电流。
本申请实施例中，第二预设电流可以是充电电路的最大充电电流Imax，该最大充电电流Imax可以依据单个预设充电输入单元的过流能力、待充电电池允许的最大充电电流确定。本申请实施例对于第二预设电流Imax的具体数值并不作限定。
步骤208、若所述当前充电电流大于所述第二预设电流，则通过所述控制单元控制所述开关单元在所述目标供电组中减少预设数量个所述预设充电输入单元。
本申请实施例中，预设数量可以是指从目标供电组减少的预设充电输入单元的数量，可以为1、2、3等。具体的，控制单元若判断出当前充电电流Ichg大于第二预设电流Imax，则表明当前充电电流超过了充电电路的最大允许电流，容易损坏充电回路中的电路元件。此时控制单元可以控制开关单元在目标供电组中减少预设数量个预设充电输入单元，以减小当前充电电流。需要注意的是，具体在减少预设充电输入单元时，可以每次减少单个预设充电输入单元，避免一次性减少的预设充电输入单元数量过多造成目标供电组供电电压变化幅度较大，或者造成目标供电组供电电压过小。
本申请实施例中，控制单元通过判断当前充电电流与第二预设电流的大小关系，在当前充电电流大于第二预设电流时，表明当前充电电流超出了限额，此时控制单元控制开关单元在目标供电组中减少预设数量个预设充电输入单元。这样，在充电过程中，控制单元可以基于充电电路的当前充电电流，动态调控开关的连接状态，保证充电过程的安全性和可靠性。
步骤209、通过所述电压检测单元周期性检测所述待充电电池的电池电压。
本申请实施例中，在充电过程中，控制单元可以通过电压检测单元周期性地获取待充电电池的电池电压Vbat。该周期可以由用户根据实际需求设置，例如可以是一分钟或半分钟等，本申请实施例对此不作限定。
步骤210、若所述待充电电池的电池电压不小于预设电压，则通过所述控制单元将所述目标供电组与所述待充电电池断开。
本申请实施例中，预设电压可以是待充电电池的最大限制电压Vmax。超过该最大限制电压后，待充电电池可能会发生不可逆的损坏。控制单元对待充电电池的电池电压与预设电压进行比较，若电池电压大于等于最大限制电压Vmax，则控制单元将目标供电组与待充电电池断开。具体断开方式可以为控制单元控制断开开关单元所有的开关，停止充电过程。
需要注意的是，本申请实施例，在开始充电之前，也可以先对待充电电池的当前电池电压Vbat与预设电压Vmax进行比较，若此时当前电池电压Vbat大于预设电压Vmax，则表明此时电量充足，无需执行后续充电过程。
本申请实施例中，控制单元通过电压检测单元周期性获取待充电电池的电池电压，在电池电压大于预设电压时，表明电池电压超过了最大限制电压，此时控制单元控制开关单元将目标供电组与待充电电池断开，停止充电过程。这样，在充电过程中，控制单元可以基于电池电压实时动态调整充电电路，保证了充电过程的安全性和可靠性。
需要注意的是，本申请实施例中的充电方法是一个动态的调控过程，具体的预设充电输入单元目标数量n的确定以及分组过程既可以是在充电过程之前，也可以是在充电过程中进行实时调节，本申请实施例对此对于具体的调控时机并不做限定。
示例的，图5示出了本发明的一种充电方法的流程示意图。如图5所示出的，控制单元首先通过电压检测单元读取待充电电池的当前电池电压Vbat，若当前电池电压Vbat大于等于预设电压即最大限制电压Vmax，则停止后续执行充电过程。若当前电池电压Vbat小于最大限制电压Vmax，则控制单元计算目标供电组内串联的预设充电输入单元的目标数量n。之后，控制单元控制开关单元中各开关的状态，将预设充电输入单元分成p个目标供电组，每个目标供电组中n个预设充电输入单元串联。控制单元控制目标供电组与待充电电池导通，执行充电过程。在充电过程中，控制单元周期性获取当前充电电流，若当前充电电流小于第一预设电流即预期电流Iset，则控制单元将在目标供电组中增加1个剩余预设充电输入单元，提高充电效率；若当前充电电流大于第二预设电流即最大充电电流Imax，则控制单元在目标供电组中减少1个预设充电输入单元，保证充电回路的安全性。之后，控制单元周期性获取待充电电池的电池电压Vbat，若Vbat大于等于预设电压即最大限制电压Vmax，则控制单元控制目标供电组停止充电过程。
综上所述，本申请实施例提供的充电方法，通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电；通过电流检测单元检测待充电电池的当前充电电流；再通过控制单元判断当前充电电流是否小于目标供电组的供电电压对应的第一预设电流；若当前充电电流小于第一预设电流，则通过控制单元控制开关单元在目标供电组中增加预设数量个剩余预设充电输入单元；再通过控制单元判断当前充电电流是否大于第二预设电流；该第二预设电流为预设充电输入单元或待充电电池允许的最大充电电流；若当前充电电流大于第二预设电流，则通过控制单元控制开关单元在目标供电组中减少预设数量个预设充电输入单元；通过电压检测单元周期性检测待充电电池的电池电压；之后，若待充电电池的电池电压不小于预设电压，则通过控制单元将目标供电组与待充电电池断开。这样，本发明实施例中，通过动态改变预设充电输入单元的连接状态形成目标供电组，无需使用升压电路，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率；同时，在充电过程中，控制单元可以基于充电电路的当前充电电流以及待充电电池的电池电压，动态调控开关的连接状态，能够提高目标供电组的充电输出功率，提高充电效率，并且能够保证充电过程的安全性和可靠性。
参照图6，示出了本发明的一种充电系统的结构框图。该充电系统包括m个预设充电输入单元601、电压检测单元602、开关单元603及控制单元604，所述m为不小于2的整数；所述控制单元604分别与所述开关单元603及所述电压检测单元602连接，所述电压检测单元602及所述开关单元603与所述预设充电输入单元601连接。
其中，所述电压检测单元602用于检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压。
所述控制单元604用于根据所述当前电池电压以及单个预设充电输入单元的当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n。
所述控制单元604用于控制所述开关单元603将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
可选的，所述预设充电输入单元601为太阳能电池和/或温差电池。
本申请实施例中，太阳能电池可以在室外自然光/太阳光/室内灯光等光源环境下工作，将光能转换成电能，之后可以为待充电电池充电。温差电池可以利用温度差异，将热能转化为电能。
可选的，所述充电系统还包括驱动单元605；所述驱动单元605分别与所述开关单元603及所述控制单元604连接；所述控制单元604通过所述驱动单元605控制所述开关单元603。
本申请实施例中，驱动单元605可以用于驱动开关单元603中开关的导通或断开，通常控制单元也可以直接控制开关单元603，但由于控制单元的驱动能力有限，可能无法达到所需的控制效果。驱动单元605可以增加控制单元604的驱动能力，实现灵活调控开关连接状态的目的。
图7示出了本申请实施例的一种充电系统的连接示意图。如图7所示，充电系统包括预设充电输入单元601、电压检测单元602、控制单元604以及驱动单元605、电流检测单元606、第一开关P1～Pm、第二开关N1～Nm以及第三开关S1～Sm-1，其中，第一开关P1～Pm、第二开关N1～Nm以及第三开关S1～Sm-1组成本申请实施例中的开关单元。控制单元604通过驱动单元605切换开关单元603中各开关的连接状态，动态控制充电过程中的预设充电输入单元601的连接方式。控制单元604还通过电压检测单元602和电流检测单元606获取待充电电压以及充电电流，实时调整充电过程中的预设充电输入单元601的数量以及开关单元的连接方式，在尽量提高充电效率的同时保证充电过程的安全性。
综上所述，本申请实施例提供的充电系统，通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电。这样，本发明实施例中，通过动态调控预设充电输入单元的连接状态形成目标供电组，无需使用升压电路，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率。
可选的，本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括前述的充电系统，且能够实现上述充电方法的各个步骤，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例中，电子设备可以为移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
图8示出了本申请实施例的一种电子设备的结构示意图。如图8中所示出的，该电子设备可以为一智能手表，智能手表在显示屏801外侧设置了由m个太阳能电池组成的环状太阳能电池带。太阳能电池1～m可以基于上述充电方法为智能手表的电池进行充电，延长智能手表的待机时间。
在一种实现方式中，智能手表直接搭载一个环状的太阳能电池，可以使用该太阳能电池带，通过升压电路升压之后为智能手表充电。而在本申请实施例中，对于智能手表的环状太阳能电池带，单个太阳能电池的面积可以根据实际需求灵活设置，例如，可以将之前的环状的太阳能电池划分为m个太阳能电池，并且将每一个太阳能电池的正负极单独引出，按照本申请实施例前述的连接方式进行连接。这样，通过改变太阳能电池的组合方式，动态调控太阳能电池的连接，可以实现太阳电池直接为移动终端充电，省去了升压电路的设置，减少了升压转换过程中的功率损失。
参照图9，示出了实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备90包括但不限于：射频单元901、网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单元907、接口单元908、存储器909、以及处理器910、电池单元911、开关单元912、电压检测单元913等部件。需要注意的是，处理器910可以是前述实施例中的控制单元。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
其中，电压检测单元913，用于检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压。
处理器910，用于根据所述当前电池电压以及所述当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n。
处理器910，用于控制所述开关单元912将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电；其中，所述目标供电组的供电电压大于所述当前电池电压。
本申请实施例中，电子设备通过电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；之后通过控制单元根据当前电池电压以及当前输出电压，确定待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；再通过控制单元控制开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将目标电供电组与待充电电池导通，以使目标供电组为待充电电池充电。这样，本发明实施例中，通过动态改变预设充电输入单元的连接状态形成目标供电组，无需使用升压电路，省去了电压转换的环节，避免了电压转换过程中的功率损失，减少了电能的损耗，提高了电能的有效利用率。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元904可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)8041和麦克风9042，图形处理器9041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元906可包括显示面板8061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板8061。用户输入单元907包括触控面板9071以及其他输入设备9072。触控面板9071，也称为触摸屏。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备9072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器909可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器910可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器910中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述充电方法实施例中控制单元执行的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述充电方法实施例中控制单元执行的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种充电方法，其特征在于，应用于充电系统，所述充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，所述m为不小于2的整数；所述控制单元分别与所述开关单元及所述电压检测单元连接，所述电压检测单元及所述开关单元与所述预设充电输入单元连接；所述方法包括：
通过所述电压检测单元检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；
通过所述控制单元根据所述当前电池电压以及所述当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；
通过所述控制单元控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述控制单元控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，包括：
通过所述控制单元对所述m和所述n的比值取整，并将取整后的所述比值确定为所述目标供电组的组数p；
通过所述控制单元将所述m个预设充电输入单元划分为p组预设充电输入单元，并控制所述开关单元将位于同一组的所述预设充电输入单元串联，得到p个目标供电组；其中一个所述目标供电组中包括n个所述预设充电输入单元；
通过所述控制单元控制所述开关单元将所述p个目标供电组与所述待充电电池并联导通。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关；其中，所述第一开关连接所述预设充电输入单元的正极与所述待充电电池的正极，所述第二开关连接所述预设充电输入单元的负极与所述待充电电池的负极，所述第三开关分别连接一个所述预设充电输入单元的正极与另一个所述预设充电输入单元的负极；
所述控制开关单元将位于同一组的预设充电输入单元串联，包括：
控制同一组内所述预设充电输入单元之间的所述第三开关导通；
所述控制所述开关单元将p个目标供电组与所述待充电电池并联导通，包括：
控制每个所述目标供电组中的第一个预设充电输入单元连接的第一开关导通，使得每个所述目标供电组的正极与所述待充电电池的正极相连；
控制每个所述目标供电组的最后一个预设充电输入单元连接的第二开关导通，使得每个所述目标供电组的负极与所述待充电电池的负极相连。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述m个预设充电输入单元中还包括未连接在所述目标供电组中的剩余预设充电输入单元；所述充电系统还包括电流检测单元；
在所述通过控制单元控制所述开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通的步骤之后，所述方法还包括：
通过所述电流检测单元检测所述待充电电池的当前充电电流；
通过所述控制单元判断所述当前充电电流是否小于所述目标供电组的供电电压对应的第一预设电流；
若所述当前充电电流小于所述第一预设电流，则通过所述控制单元控制所述开关单元在所述目标供电组中增加预设数量个所述剩余预设充电输入单元。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述通过控制单元控制所述开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通的步骤之后，所述方法还包括：
通过所述控制单元判断所述当前充电电流是否大于第二预设电流；所述第二预设电流为所述预设充电输入单元或所述待充电电池允许的最大充电电流；
若所述当前充电电流大于所述第二预设电流，则通过所述控制单元控制所述开关单元在所述目标供电组中减少预设数量个所述预设充电输入单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过控制单元控制所述开关单元将n个预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通的步骤之后，所述方法还包括：
通过所述电压检测单元周期性检测所述待充电电池的电池电压；
若所述待充电电池的电池电压不小于预设电压，则通过所述控制单元将所述目标供电组与所述待充电电池断开。
7.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括m个预设充电输入单元、电压检测单元、开关单元及控制单元，所述m为不小于2的整数；所述控制单元分别与所述开关单元及所述电压检测单元连接，所述电压检测单元及所述开关单元与所述预设充电输入单元连接；
所述电压检测单元用于检测待充电电池的当前电池电压及单个所述预设充电输入单元的当前输出电压；
所述控制单元用于根据所述当前电池电压以及单个预设充电输入单元的当前输出电压，确定所述待充电电池当前所需的所述预设充电输入单元的目标数量n；
所述控制单元用于控制所述开关单元将n个所述预设充电输入单元连接为目标供电组，并将所述目标电供电组与所述待充电电池导通，以使所述目标供电组为所述待充电电池充电。
8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述预设充电输入单元为太阳能电池和/或温差电池。
9.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括驱动单元；所述驱动单元分别与所述开关单元及所述控制单元连接；
所述控制单元通过所述驱动单元控制所述开关单元。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求6-9任一项所述的充电系统。
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