CN112436563A - 节电电路、节电方法以及充电器 - Google Patents

Abstract

提供了节电电路、节电方法以及充电器。一种用于充电器的节电电路，充电器包括充电控制部件，节电电路包括：检测电路，被配置为检测被充电设备与充电器的连接状态；模式控制电路，被配置为：在检测电路检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从充电控制部件接收指示被充电设备的充电状态的充电状态指示信号，并且在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向充电控制部件输出节电控制信号，使得充电器从充电模式切换至节电模式，其中，在节电模式下，节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对被充电设备进行充电。

Description

节电电路、节电方法以及充电器

技术领域

本申请涉及电路领域，更具体地，涉及一种节电电路、节电方法以及充电器。

背景技术

可充电电池在不同行业很受欢迎，可用于为便携式设备供电。一些可再充电电池具有行业标准规格，而一些可充电电池没有行业标准规格。对于后者，原始产品制造商有必要为具有这样的可充电电池的便携式设备(后文有时称为被充电设备)设计电池充电器。

电池充电器是一种为具有可充电电池的便携式设备充电而设计的设备，其可以从供电电源(例如，市电经由适配器转换后输出的直流电源)接收电力，并将该电力转换为适合的电力来为可充电电池进行充电。可充电电池可在从电池装置(便携式设备)上卸下后与电池充电器连接，或与电池装置(便携式设备)作为一个整体而与电池充电器连接。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于充电器的节电电路，该充电器包括充电控制部件，该节电电路包括：检测电路，被配置为检测被充电设备与该充电器的连接状态；模式控制电路，被配置为：在该检测电路检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从该充电控制部件接收指示该被充电设备的充电状态的充电状态指示信号，并且在该充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向该充电控制部件输出节电控制信号，使得该充电器从充电模式切换至节电模式，其中，在节电模式下，该节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对该被充电设备进行充电。

本公开的实施例还提供了一种用于充电器的节电方法，方法包括：检测被充电设备与充电器的连接状态；在检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从该充电控制部件接收指示该被充电设备的充电状态的充电状态指示信号；在该充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向该充电控制部件输出节电控制信号，使得该充电器从充电模式切换至节电模式，其中，在节电模式下，该节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对该被充电设备进行充电。

本公开的实施例还提供了一种充电器，包括充电控制部件以及节电电路。该节电电路包括：检测电路，被配置为检测被充电设备与该充电器的连接状态；模式控制电路，被配置为：在该检测电路检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从该充电控制部件接收指示该被充电设备的充电状态的充电状态指示信号，并且在该充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向该充电控制部件输出节电控制信号，使得该充电器从充电模式切换至节电模式，其中，在节电模式下，该节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对该被充电设备进行充电。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本公开实施例的充电系统的结构框图；

图2A-图2B示出了根据本公开实施例的节电电路的结构框图；

图3A-图3E示出了根据本公开实施例的节电电路的具体电路图；

图4示出了根据本公开实施例的节电方法的流程图；以及

图5示出了根据本公开实施例的包括如上所述的节电电路的充电器的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

图1示出了根据本公开实施例的充电系统100的结构框图。

参考图1，充电系统100包括充电器101和被充电设备102。

充电器101和被充电设备102通过接口连接，并且充电器101内部还包括充电控制部件(例如，充电管理IC)和节电电路，被充电设备102内部包括可充电电池。该充电控制部件是设置于充电器内、用于控制对被充电设备的充电过程的部件，可以为集成芯片，或者也可以是离散电路形式。

目前市场上的传统的充电器普遍功能简单，只是被动地提供电流给被充电设备，用户在将被充电设备和充电器连接后，通过手动的方式操作充电器来启动对被充电设备的充电和停止对被充电设备的充电。或者，目前的充电方法中，在被充电设备未连接到充电器时，充电器中的充电控制部件通常仍会正常工作，将电能储存在输出电容上，而在被充电设备充满后，如果被充电设备没有与充电器断开连接，充电控制部件仍然保持工作，并且还需要继续采集充电电压和电流或者例如温度的其他参数，以判断被充电设备的特性，并判断是否进行再充电(例如CN3052A、BQ2057等充电管理IC)。

然而上述的方式具有以下不足：通过手动的方式操作充电器使操作繁琐、安全性低，并且当充电完成后，不能主动停止充电来节约能源并减少可能的重复充电过程。此外，在被充电设备未连接到充电器或者在被充电设备被充满时，如果被充电设备没有与充电器断开连接或手动控制充电控制部件停止工作，充电控制部件仍然需要继续工作，这样充电控制部件继续消耗能量，而且功率开关管不停地导通或关断也会产生开关损耗。

因此，根据本公开实施例，在充电器101中提供节电电路，该节电电路能够自动检测充电器和被充电设备的连接状态，在检测到被充电设备和充电器连接后，获取被充电设备的充电状态，并在被充电设备从未充满状态切换至充满状态时，使充电控制部件停止工作，从而使得充电器进入节电模式。

此外，根据本公开实施例，充电器101还可以包括控制器，被充电设备102也可以包括控制器，控制器可以例如为微控制单元(Micro Control Unit，MCU)。本公开的实施例中的充电器除了对被充电设备进行充电的功能外，还可以具有其他附加功能。附加功能可以包括但不限于屏幕显示、电量指示器、充电状态指示器、温度指示器和网络显示等等。

可选地，在节电模式下，充电器的控制器优选地正常工作，除充电控制部件停止工作之外，也可以关闭充电器内的其他组件部分(例如用于屏幕显示的组件等)以进一步实现节电。

图2A-图2B示出了根据本公开实施例的节电电路200的结构框图。

如图2A所示，节电电路200包括检测电路201和模式控制电路202。检测电路201被配置为检测被充电设备与充电器的连接状态。模式控制电路202被配置为根据被充电设备与充电器的连接状态以及被充电设备的充电状态来使充电器工作在节电模式或充电模式。

具体地，在检测电路201检测到被充电设备连接到充电器的情况下，模式控制电路202从充电器中的充电控制部件接收指示被充电设备的充电状态的充电状态指示信号。

在充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，模式控制电路202向充电控制部件输出充电控制信号，使充电器处于充电模式；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，模式控制电路202向充电控制部件输出节电控制信号，该节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对被充电设备进行充电，使得充电器从充电模式切换至节电模式；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，模式控制电路202保持向充电控制部件输出节电控制信号。

可选地，在检测电路201没有检测到被充电设备连接到充电器的情况下，充电器保持处于节电模式。

更具体地，图2B示出了节电电路200的更进一步的结构框图。

检测电路201还可选地包括通知传递电路2011，被配置为在被充电设备连接到充电器的情况下，向被充电设备通知被充电设备与充电器的连接状态。

模式控制电路202包括：触发器电路2021和充电使能电路2022。触发器电路2021接收充电状态指示信号，并根据充电状态指示信号产生并输出充电使能控制信号；充电使能电路2022接收该充电使能控制信号，并根据充电使能控制信号产生并输出节电控制信号或充电控制信号。在充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，触发器电路2021输出的充电使能控制信号处于有效电平，充电使能电路2022输出充电控制信号；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，触发器电路2021输出的充电使能控制信号从有效电平切换至无效电平，充电使能电路2022输出节电控制信号；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，触发器电路2021输出的充电使能控制信号保持处于无效电平，并且充电使能电路2022保持输出节电控制信号。

可选地，在被充电设备处于充满状态之后，充电器自动断开与被充电设备的连接。此外，在被充电设备处于充满状态之后，被充电设备还可以自动关机或自动断开与充电器的连接。

可选地，在被充电设备处于充满状态之后，充电器处于节电状态，但是充电器内的控制器不关闭并周期性地检测被充电设备的状态，并且当检测到被充电设备再次处于未充满状态时，向触发器电路发送附加信号，其中该附加信号能使触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，从而使充电使能电路重新输出充电控制信号。

通过采用如上所述的节电电路，能够自动检测充电器和被充电设备的连接状态，在检测到被充电设备和充电器连接后，获取被充电设备的充电状态，并在被充电设备从未充满状态切换至充满状态时，使充电控制部件停止工作，从而使得充电器进入节电模式，因此可以减少功耗。

以上参考图2A-2B对节电电路的各部分进行了简要描述，接下来参考图3A-3E详细描述各部分的电路结构。

图3A-3E示出了根据本公开实施例的节电电路的具体电路图。

如图2B和图3A所示，检测电路201可以包括：第一电阻R1和第一电容C1，其中，第一电阻R1的一端连接第一电源端，第一电阻R1的另一端连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接第二电源端，第一电阻R1和第一电容C1之间的节点连接模式控制电路202(模式控制电路中的触发器电路)，从而向模式控制电路202提供充电器检测信号(Charger_Detect)。当被充电设备与充电器连接时，第一电阻R1和第一电容C1之间的节点N1连接到被充电设备的相关检测用引脚。

可选地，该第一电源端的电压为3.3V，第二电源端的电压为接地电压。

可选地，检测电路201中的通知传递电路2011可以向被充电设备通知被充电设备已连接到充电器，并且包括：开关SB1和开关驱动电路。开关SB1的一端连接到控制器以接收设备检测控制器信号(Device_detect_MCU)，另一端作为通知传递电路2011的输出端，其中该信号可以为任意类型的信号，只需当被充电设备与充电器连接时能够通过通知传递电路2011的输出端传递到被充电设备。开关驱动电路的输入端连接到后文将详细描述的触发器电路的输出端，并且当触发器电路的输出端输出无效电平时，开关驱动电路使开关SB1关断，当触发器电路输出有效电平时，开关驱动电路使开关SB1导通，从而可将设备检测控制器信号(Device_detect_MCU)传递到通知传递电路2011的输出端，作为设备检测信号(Device_Detect)，并且当被充电设备与充电器连接时，被充电设备可以接收到该设备检测信号(Device_Detect)，从而通知被充电设备其已经与充电器连接。

如图2B和图3B所示，模式控制电路202包括：触发器电路2021和充电使能电路2022。触发器电路102又包括输入子电路和D触发器子电路。

输入子电路从充电控制部件接收指示充电状态的充电状态指示信号(Charging_Finished)，对该充电状态指示信号(Charging_Finished)进行处理以产生触发信号。

D触发器子电路用于接收所述触发信号，并根据所述触发信号产生充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)。

充电使能电路2022从触发器电路2021接收充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)，并根据所述充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)和产生并向充电控制部件输出充电控制信号或节电控制信号。

更具体地，图3C示出了触发器电路2021的一个示例电路结构。

输入子电路可以包括第一开关管T1和第二电阻R2。第一开关管T1的第一极(开关管的电流流入端被称为开关管的第一极，电流流出端被称为开关管的第二极)经第二电阻R2连接第一电源端，第一开关管T1的第二极接第二电源端，第一开关管T1的控制极连接充电控制部件，以从充电控制部件接收指示充电状态的充电状态指示信号(Charging_Finished)。可选地，第一开关管T1为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS)。

D触发器子电路包括：第三电阻R3；第二电容C2；D触发器和第二开关管T2。

第三电阻R3的一端连接第一电源端，第三电阻R3的另一端连接第二开关管T2的第一极，第二开关管T2的第二极接第二电源端，第二开关管T2的控制极连接检测电路201中的第一电阻R1和第一电容C1之间的节点N1，以接收充电器检测信号(Charger_Detect)，第二开关管T2的第一极还连接第二电容C2的一端和D触发器的清除信号输入端CLRn，D触发器的D端连接第一电源端(高电平)，D触发器的Qn端向充电使能电路2022(和检测电路201中的通知传递电路2011)输出充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)。

此外，图3D示出了充电使能电路2022的一个示例电路结构。

如图1和图3D所示，充电使能电路2022包括：第四电阻R4和第五电阻R5；第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5。

第三电阻R3的一端连接第一电源端，第三电阻R3的另一端连接第三开关管T3的第一极、第四电阻R4的一端以及与第四开关管T4的第一极，第三开关管T3的第二极接第二电源端，第三开关管T3的控制极连接检测电路201中的第一电阻R1和第一电容C1之间的节点N1以接收来自检测电路的充电器检测信号(Charger_Detect)，第五开关管T5的第一极连接第五电阻R5的另一端、第四开关管T4的控制极，第五开关管T5的第二极接第二电源端，第五开关管T5的控制极连接触发器电路以接收充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)，第四开关管T4的第二极连接充电控制部件，作为节电电路的输出端输出节电控制信号或充电控制信号。

可选地，在上述电路结构中的所有开关管中，第一开关管T1和第四开关管T4为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS)，其余的开关管(T2、T3和T5)都为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

下面，结合图3C和图3D来描述D触发器提供四个阶段的操作。下面以上升沿触发的D触发器为例来描述其操作。

第一阶段为清除阶段，清除信号输入端CLRn为低电压电平，时钟信号端CLK和D输入端输入任何电平时，D触发器处于清除状态，Qn端输出高电平。

具体地，在该清除阶段，被充电设备没有与充电器连接，充电器检测信号(Charger_Detect)为高电平，使得第D触发器的清除信号输入端CLRn输入为低电平，此时由于充电控制部件不工作，所以来自于充电控制部件的充电状态指示信号(Charging_Finished)为低电平，使得经由输入子电路输入到时钟信号端CLK的触发信号没有上升沿出现，D输入端输入高电平，因此，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)为高电平，使得充电使能电路中的第五开关管T5(后文将详细介绍)导通，进而使得第四开关管T4导通，第四开关管T4的输入端(第一极)连接第三开关管T3的第一极。但是，虽然此时Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)为高电平，但由于充电使能电路(后文将详细介绍)中的第三开关管T3在高电平的充电器检测信号(Charger_Detect)的控制下导通，因此此时第三开关管T3的第一极接地，因此第四开关管T4的第二极(节电电路的输出端)输出低电平，即节电电路输出节电控制信号。此时，充电器与被充电设备断开，因此处于节电模式。

第二阶段为保持阶段(即充电保持阶段)，在该保持阶段，清除信号输入端CLRn为高电压电平，D输入端输入高电平，时钟信号端CLK保持不变时，D触发器处于保持状态，Qn端保持输出第一阶段的高电平。在该阶段，充电器处于充电模式，开始给被充电设备充电。

具体地，在该保持阶段，被充电设备与充电器连接并且被充电设备处于未充满状态，充电状态指示信号(Charging_Finished)还为无效电平(例如，低电平)，充电器检测信号(Charger_Detect)被拉低并使得D触发器的清除信号输入端CLRn输入为高电平，且时钟端CLK没有上升沿出现，D触发器此时处于保持(Hold)模式，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)保持为先前的高电平。当D触发器输出端Qn的信号为高电平时，使得充电使能电路中的第五开关管T5导通，第四开关管T4导通，由于充电使能电路中的第三开关管T3在低电平的充电器检测信号(Charger_Detect)的控制下截止，因此此时第三开关管T3的第一极处于高电平，使得第四开关管T4的第二极(节电电路的输出端)输出高电平的信号，即节电电路输出充电控制信号。在该阶段，充电器开始给被充电设备充电。

第三阶段为触发阶段(即节电触发阶段)，在该触发阶段，清除信号输入端CLRn为高电压电平，D输入端处于高电平，时钟信号端CLK从低电平跳变到高电平(即上升沿)，D触发器处于加载和读取寄存器状态，Qn端输出低电平。

具体地，在充电器和被充电设备连接时，充电器检测信号(Charger_Detect)为低电平，使得第D触发器的清除信号输入端CLRn输入为高电平，并且当被充电设备充满时，充电状态指示信号(Charging_Finished)为低电平跳变到高电平，使得经由输入子电路输入到时钟信号端CLK的触发信号有上升沿出现，因此，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)为低电平，使得充电使能电路中的第五开关管T5关断，从而第四开关管T4关断，从而第四开关管T4端输出低电平的信号，即节电电路输出节电控制信号。此时，充电器停止对被充电设备充电。

第四阶段为另一保持阶段(即节电保持阶段)，时钟信号端CLK保持电平或者从高电平跳变到低电平(即下降沿)或保持低电平，D触发器保持其输出信号。

具体地，充电器检测信号(Charger_Detect)为低电平，使得第D触发器的清除信号输入端CLRn输入为高电平，充电状态指示信号(Charging_Finished)从高电平跳回到电平并保持为低电平，使得经由输入子电路输入到时钟信号端CLK的触发信号从高电平跳回到电平并保持为低电平，因此，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)保持为低电平，使得充电使能电路中的第五开关管T5保持关断，从而第四开关管T4保持关断，从而第四开关管T4端保持输出低电平的信号，即节电电路保持输出节电控制信号。此时，充电器保持停止对被充电设备充电。

基于D触发器的节电工作过程将在后文进一步详细描述。可选地，D触发器的型号为NL17SZ74。

下面结合图2B、图3A-3D具体描述根据本公开实施例的节电电路的具体工作过程。

当被充电设备没有与充电器连接时，检测电路201中的第一电阻R1和第一电容C1之间的节点的电压被第一电源端的电压拉高，此时充电器检测信号(Charger_Detect)为高电平，并且由于充电控制部件不工作，因此来自充电控制部件的充电状态指示信号(Charging_Finished)为无效电平(例如，低电平)，使得第一开关管T1导通。当充电器检测信号(Charger_Detect)为高电平时，充电使能电路中的第三开关管T3导通，从而使得第三开关管T3的漏极被拉低到接地电压(低电平)；同时，当充电器检测信号(Charger_Detect)为高电平时，第二开关管T2导通，从而使得第二开关管T2的漏极被拉低到接地电压(低电平)，D触发器的清除信号输入端CLRn输入为低电平，且时钟端CLK没有上升沿出现，此时根据以上所述的D触发器的设置可以确定D触发器此时处于异步清除(Asynchronous Clear)模式)，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)为高电平，此时，第五开关管T5导通从而将第四开关管T4的控制级电压拉低，由于第四开关管T4会在控制级为低电平时导通，因此充电使能电路输出(也是节电电路输出)的信号(Charging_Enable)也为低电平。充电使能电路输出是控制充电控制部件的启动或禁止的信号(即，充电控制信号或节电控制信号)，并且预先被设置为充电使能电路输出的信号(Charging_Enable)为高电平时充电控制部件对被充电设备进行充电，反之，充电控制部件停止工作，此时充电控制部件处于不工作状态，因此充电器处于节电模式。可选地，在节电模式下，控制器优选地正常工作，除充电控制部件停止工作之外，也可以关闭充电器内的其他组件部分(例如屏幕显示等)以进一步实现节电。

当被充电设备与充电器连接并且被充电设备处于未充满状态时，充电状态指示信号(Charging_Finished)还为无效电平(例如，低电平)，检测电路201中的第一电阻R1和第一电容C1之间的节点N1连接到被充电设备的连接引脚，被充电设备的此连接引脚预先被设计为接地，所以此时充电器检测信号(Charger_Detect)被拉低，因此第三开关管T3不导通；同时，当充电器检测信号(Charger_Detect)被拉低时，第二开关管T2关断，从而使得D触发器的清除信号输入端CLRn输入为高电平，且时钟端CLK没有上升沿出现，根据以上所述的D触发器的设置可以确定D触发器此时处于保持(Hold)模式，D触发器输出端Qn输出的充电使能控制信号(Charging_Enable_Control)保持为先前的高电平。当D触发器输出端Qn的信号为高电平时，第五开关管T5导通，从而第四开关管T4的栅极为低电平，从而第四开关管T4导通，使得充电使能电路输出(也是节电电路输出)的信号(Charging_Enable)信号被置高(充电控制部件开始给被充电设备充电)；

当被充电设备从未充满状态切换到充满状态时，充电器检测信号(Charger_Detect)仍然保持为低电平，第二开关管T2不导通，D触发器的清除信号输入端CLRn输入为高电平，D输入端连接第一电源端且一直都为高电平，来自充电控制部件的充电状态指示信号(Charging_Finished)从无效电平变为有效电平(例如从低电平变为高电平)，导致第一开关管T1从导通变为关断，因此D触发器的时钟信号输入端CLK从低电平转换到高电平，存在一个低到高的上升沿，此时根据以上所述的D触发器的设置可以确定D触发器处于加载和读取寄存器(load and read register)模式,Qn输出从高电平变为了低电平，因此，此时第五开关管T5关断，使得第四开关管T4关断；由于当充电器检测信号(Charger_Detect)仍然保持低电平时，第三开关管T3是关断的，因此充电使能电路输出(也是节电电路输出)的信号(Charging_Enable)为低电平，作为节电控制信号，使得充电控制部件停止工作，充电器进入节电模式。

可选地，当被充电设备处于充满状态之后，可能对所述被充电设备进行以下两种操作。

操作一：

被充电设备处于充满状态后，充电器自动断开与被充电设备的连接或被充电设备立即关机或者断开被充电设备与充电器的连接。值得注意的是，当被充电设备关机时，即使被充电设备和充电器物理上是连接的，但是由于被充电设备已经关机，其与充电器的节点N1连接的引脚已经不能再将节点N1的电压拉低。在这种情况下，充电器检测信号(Charger_Detect)从低电平再次变为高电平，并且充电器随时可以检测被充电设备的再次插入。

此时，如上面所述，充电控制部件也不工作，充电器保持节电(或者关闭)模式。

操作二：

在被充电设备处于充满状态之后，且被充电设备仍然与充电器连接且未关机时，如上面分析，节电电路向充电控制部件输出节电控制信号，因此充电控制部件已经不工作，充电控制部件不能再向D触发器提供从无效电平到有效电平转换的充电状态指示信号(Charging_Finished)，即D触发器的时钟信号输入端不会再有上升沿的输入，因此D触发器只能处于保持(HOLD)状态，节电电路保持向充电控制部件输出节电控制信号。然而，在这种情况下，经过一定时间，被充电设备可能又会再次处于未充满状态，但是此时充电控制部件不能工作，因此充电器不能主动地向被充电设备再次充电。

通过以下操作可以改善以上的情况：在充电器处于节电模式的情况下，由其控制器周期性地检测被充电设备的状态(例如，可以通过与被充电设备的控制器进行串行通信)，并且当检测到被充电设备再次处于未充满状态并且充电控制部件停止工作时，该控制器向触发器电路发送附加信号，其中所述附加信号能使触发器电路中的D触发器输出的信号为高电平，从而使充电使能控制信号处于有效电平，进而使所述节电电路重新输出充电控制信号，充电控制部件同时向节电电路发送无效电平的充电状态指示信号(Charging_Finished)。

实现上述操作的一个示例方式图3E所示。在图3E中，开关Tadd与C2并联连接，开关Tadd的控制端接收控制器发送的附加信号。例如，该附加信号为单脉冲信号。在作为附加信号的单脉冲信号处于有效电平时，开关Tadd导通，使CLRn处于低电平，再次使D触发器处于清除阶段，此时Qn输出高电平并可以保持，再次开始对被充电设备充电。

经过以上的设置，当被充电设备再次处于未充满状态时，开关Tadd在控制器的控制下导通，使得充电控制部件又重新工作，并且由于被充电设备处于未充满状态，因此充电控制部件可以向节电电路发送无效电平(低电平)的充电状态指示信号(Charging_Finished)，进而可以向D触发器的时钟输入端CLK提供无效电平(低电平)的输入。当被充电设备再次从未充满状态切换到充满状态时，输入到D触发器的时钟端CLK的信号从低电平变为高电平，进而再次为D触发器提供上升沿，并且此时在控制器的控制下，Qn输出低电平，此时充电使能控制信号处于无效电平(低电平)，又可以使充电控制部件停止工作。

通过这样的操作，当检测到被充电设备再次处于未充满状态时，处于节电模式的充电器可以再次对被充电设备进行充电，并且当被充电设备处于充满状态时，节电电路可以向充电控制部件输出节电控制信号，从而使充电控制部件停止工作。

通过采用以上的节电电路，能够自动检测充电器和被充电设备的连接状态，在检测到被充电设备和充电器连接后，获取被充电设备的充电状态，并在被充电设备从未充满状态切换至充满状态时，使充电控制部件停止工作，从而使得充电器进入节电模式，因此可以减少功耗，并且仅通过少量的开关管以及触发器就能实现连接状态检测和模式切换等功能，设计简单且可靠。

图4示出了根据本公开实施例的节电方法的流程图。

在步骤410，检测被充电设备与充电器的连接状态。

可选地，在没有检测到被充电设备连接到充电器的情况下，充电器可以保持处于节电模式。在节电模式下，控制器优选地正常工作，除充电控制部件停止工作之外，也可以关闭充电器内的其他组件部分(例如屏幕显示等)以进一步实现节电。

可选地，在检测到被充电设备连接到充电器的情况下，向被充电设备通知被充电设备与充电器的连接状态。

在步骤420，在检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从充电控制部件接收指示被充电设备的充电状态的充电状态指示信号。

在步骤430，在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向充电控制部件输出节电控制信号，使得充电器从充电模式切换至节电模式，其中，在节电模式下，节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对被充电设备进行充电。

此外，步骤430还可以包括：在充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，向充电控制部件输出充电控制信号，使充电器处于充电模式；以及在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，保持向充电控制部件输出节电控制信号。

更进一步，通过采用触发器电路和充电使能电路来在步骤430中根据从充电控制部件接收的充电状态指示信号生成并向充电控制部件输出上述充电控制信号或上述节电控制信号。

具体地，由触发器电路接收充电状态指示信号，并根据充电状态指示信号产生并输出充电使能控制信号，由充电使能电路接收充电使能控制信号，并根据充电使能控制信号产生并输出充电控制信号或节电控制信号。在充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，充电使能电路输出的充电使能信号为充电控制信号；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，触发器电路输出的充电使能控制信号从有效电平切换至无效电平，充电使能电路输出的充电使能信号为节电控制信号；在充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，触发器电路输出的充电使能控制信号保持处于无效电平，并且充电使能电路输出的充电使能信号保持为节电控制信号。

可选地，在被充电设备处于充满状态之后，被充电设备自动关机或立即断开与充电器的连接。

可选地，在被充电设备处于充满状态之后，由控制器周期性地检测被充电设备的状态，并且当检测到被充电设备再次处于未充满状态时，由控制器向触发器电路发送附加信号，其中附加信号能使触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，从而使充电使能电路重新输出充电控制信号。

图5示出了根据本公开实施例的包括如上所述的节电电路的充电器500的一种示例的具体结构框图。

如图5所示，充电器500包括与被充电设备的接口505、充电控制部件501、节电电路502以及控制器503。此外，充电器500还进一步包括：功率开关电路504、电源接口506、输入电路507、电流/电压检测组件508以及或门509。当然，根据智能化的需求，充电器500还可以包括实现其他附加功能的组件，例如屏幕显示、电量指示器、开关等等，且这些组件都可以通过控制器503来控制。

功率开关电路504在充电控制部件501的控制下工作从而给被充电设备充电。

接口505中的BAT+和BAT-分别连接到被充电设备的与电池的正负极相对应的端口(引脚)。

接口505中的Charger_Detect引脚用于在被充电设备与充电器连接时，与被充电设备的对应引脚连接，从而节电电路502可以获得被充电设备与充电器的连接状态。接口505中的Device_Detect引脚用于在被充电设备与充电器连接时，与被充电设备的对应引脚连接，从而节电电路502可以向被充电设备通知被充电设备与充电器的连接状态。UART_TX和UART_RX引脚用于被充电设备与充电器连接时，在充电器侧与被充电设备侧的控制器之间进行串行通信。

节电电路502可以从充电控制部件501获取充电状态指示信号，并可以向充电控制部件501输出节电控制信号或充电控制信号，使得充电控制部件501为被充电设备充电或使得充电控制部件501停止工作从而停止为被充电设备充电，或者，也可以由控制器503向充电控制部件501提供可以使充电控制部件501工作或停止工作的信号(例如，通过开关411的输入、菜单选择或按键切换等来手动地控制)。

此外，节电电路502还可以与控制器503进行通信。例如，节电电路502可以向被充电设备通知被充电设备连接到充电器，如前面所述，该节电电路502从控制器503接收设备检测控制器信号(Device_detect_MCU)，并将该信号传递到被充电设备，以通知被充电设备其与充电器的连接状态。

虽然已经针对本主题的各种具体示例实施例详细描述了本主题，但是每个示例通过解释而不是限制本公开来提供。本领域技术人员在得到对上述内容的理解后，可以容易地做出这样的实施例的变更、变化和等同物。因此，本发明并不排除包括将对本领域普通技术人员显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，意图是本公开覆盖这样的变更、变化和等同物。

具体地，尽管本公开的附图出于图示和讨论的目的分别描述了以特定顺序执行的步骤，但是本公开的方法不限于特定图示的顺序或布置。在不偏离本公开的范围的情况下，上述方法的各个步骤可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或调整。

除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

以上是对本公开的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解，上面是对本公开的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。

Claims (20)

1.一种用于充电器的节电电路，所述充电器包括充电控制部件，所述节电电路包括：

检测电路，被配置为检测被充电设备与所述充电器的连接状态；

模式控制电路，被配置为：在所述检测电路检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从所述充电控制部件接收指示所述被充电设备的充电状态的充电状态指示信号，并且在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向所述充电控制部件输出节电控制信号，使得所述充电器从充电模式切换至节电模式，

其中，在节电模式下，所述节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对所述被充电设备进行充电。

2.根据权利要求1所述的节电电路，其中，模式控制电路还被配置为：

在所述充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，向所述充电控制部件输出充电控制信号，使所述充电器处于充电模式；以及

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，保持向所述充电控制部件输出节电控制信号。

3.根据权利要求2所述的节电电路，其中，所述模式控制电路包括：触发器电路和充电使能电路；

所述触发器电路接收所述充电状态指示信号，并根据所述充电状态指示信号产生并输出充电使能控制信号；

所述充电使能电路接收所述充电使能控制信号，并根据所述充电使能控制信号产生并输出节电控制信号或充电控制信号；其中：

在所述充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，所述触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，所述充电使能电路输出充电控制信号；

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，所述触发器电路输出的充电使能控制信号从有效电平切换至无效电平，所述充电使能电路输出节电控制信号；

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，所述触发器电路输出的充电使能控制信号保持处于无效电平，并且所述充电使能电路保持输出节电控制信号。

4.根据权利要求1所述的节电电路，其中，所述检测电路包括：

第一电阻和第一电容，其中，所述第一电阻的一端连接第一电源端，所述第一电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接第二电源端，所述第一电阻和所述第一电容之间的节点连接所述模式控制电路；

其中，当所述被充电设备与充电器连接时，所述第一电阻和所述第一电容之间的节点连接到所述被充电设备。

5.根据权利要求3所述的节电电路，其中，所述触发器电路包括：输入子电路、D触发器；

所述输入子电路用于对所述充电状态指示信号进行处理以产生触发信号；

所述D触发器用于接收所述触发信号，并根据所述触发信号产生充电使能控制信号。

6.根据权利要求5所述的节电电路，其中，

所述输入子电路包括：第一开关管和第一电阻；

其中，所述第一开关管的第一极经所述第一电阻连接第一电源端并连接所述D触发器的触发信号输入端，所述第一开关管的第二极接第二电源端，所述第一开关管的控制极连接充电控制部件。

7.根据权利要求6所述的节电电路，其中，所述充电使能电路包括：

第三开关管、第四开关管和第五开关管，其中关于控制极信号的电平与开关管通断的关系，所述第四开关管和第三、第五开关管不同；

第四电阻和第五电阻；

其中，所述第四电阻的一端连接第一电源端，第四电阻的另一端连接第三开关管的第一极、第五电阻的一端以及与第四开关管的第一极，第三开关管的第二极接第二电源端，第三开关管的控制极连接所述检测电路，所述第五开关管的第一极连接所述第五电阻的另一端、第四开关管的控制极，所述第五开关管的第二极接第二电源端，所述第五开关管的控制极连接触发器电路，所述第四开关管的第二极输出所述充电使能信号。

8.根据权利要求1所述的节电电路，其中，在所述检测电路没有检测到被充电设备连接到充电器的情况下，所述充电器保持处于节电模式。

9.根据权利要求2所述的节电电路，所述检测电路还被配置为：向所述被充电设备通知被充电设备与充电器的连接状态。

10.根据权利要求3所述的节电电路，其中，在所述被充电设备处于充满状态之后，所述充电器自动断开与被充电设备的连接。

11.根据权利要求3所述的节电电路，其中，在所述被充电设备处于充满状态之后，所述触发器电路从控制器接收附加信号，

其中，所述附加信号是通过以下方式获得：控制器周期性地检测被充电设备的状态，并且当检测到被充电设备再次处于未充满状态时，向触发器电路发送附加信号，

其中，所述附加信号能使所述触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，从而使所述充电使能电路重新输出充电控制信号。

12.一种用于充电器的节电方法，所述充电器包括充电控制部件，所述节电方法包括：

检测被充电设备与充电器的连接状态；

在检测到被充电设备连接到充电器的情况下，从所述充电控制部件接收指示所述被充电设备的充电状态的充电状态指示信号，

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，向所述充电控制部件输出节电控制信号，使得所述充电器从充电模式切换至节电模式；

其中，在节电模式下，所述节电控制信号使充电控制部件停止工作，从而停止对所述被充电设备进行充电。

13.根据权利要求11所述的节电方法，还包括：

在所述充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，向所述充电控制部件输出充电控制信号，使所述充电器处于充电模式；以及

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，保持向所述充电控制部件输出节电控制信号。

14.根据权利要求11所述的节电方法，其中，通过采用触发器电路和充电使能电路来根据从所述充电控制部件接收的充电状态指示信号生成所述充电控制信号或所述节电控制信号，其中：

由所述触发器电路接收所述充电状态指示信号，并根据所述充电状态指示信号产生并输出充电使能控制信号；

由所述充电使能电路接收所述充电使能控制信号，并根据所述充电使能控制信号产生并输出充电控制信号或节电控制信号；其中：

在所述充电状态指示信号指示被充电设备处于未充满状态的情况下，所述触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，所述充电使能电路输出的充电使能信号为充电控制信号；

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态的情况下，所述触发器电路输出的充电使能控制信号从有效电平切换至无效电平，所述充电使能电路输出的充电使能信号为节电控制信号；

在所述充电状态指示信号从指示被充电设备处于未充满状态切换至指示被充电设备处于充满状态之后，所述触发器电路输出的充电使能控制信号保持处于无效电平，并且所述充电使能电路输出的充电使能信号保持为节电控制信号。

15.根据权利要求11所述的节电方法，其中，在没有检测到被充电设备连接到充电器的情况下，所述充电器保持处于节电模式。

16.根据权利要求11所述的节电方法，其中，向所述被充电设备通知被充电设备与充电器的连接状态。

17.根据权利要求14所述的节电方法，其中，在所述被充电设备处于充满状态之后，所述充电器自动断开与被充电设备的连接。

18.根据权利要求14所述的节电方法，其中，所述充电器还包括控制器，所述节电方法还包括：在所述被充电设备处于充满状态之后，由所述触发器电路从控制器接收附加信号，

其中所述附加信号是通过以下方式获得：由所述控制器周期性地检测被充电设备的状态，并且当检测到被充电设备再次处于未充满状态时，由所述控制器向触发器电路发送附加信号，

其中所述附加信号能使所述触发器电路输出的充电使能控制信号处于有效电平，从而使所述充电使能电路重新输出充电控制信号。

19.一种充电器，包括充电控制部件以及如权利要求1-11任一项所述的节电电路。

20.根据权利要求19的充电器，还包括：控制器，被配置为在判断被充电设备处于充满状态时，关闭充电器内除充电控制部件之外的其他组件部分。

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