CN112769177B - 电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法，其中，电源适配器包括：第一充电接口，用于接收电子设备的模拟充电信号和切换指令；充电电路，用于根据模拟充电信号实现电压转换，以经第一充电接口向电子设备输出适用于为电子设备充电的充电电压；第一切换电路，用于选择导通第一数据通路和第一充电反馈通路；第一控制器，用于基于第一数据通路接收切换指令，并根据切换指令控制第一切换电路导通第一充电反馈通路，该电源适配器可基于电子设备反馈的模拟充电信号来反馈调节充电电路的输出电压以实现闭环负反馈控制整个充电流程，其反馈迅速，充电速度快，可在短时间内使得充电速度达到最优。

Description

电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法

技术领域

本申请涉及充电技术领域，特别是涉及一种电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法。

背景技术

随着电子消费类产品的快速发展，手机、相机、平板电脑等终端产品越来越受到消费者的青睐。为了提高终端产品的便携性和使用的便利性，电池已经成为手持终端产品中必不可少的组成部分，通常，电子设备是通过电源适配器来进行充电。然而，传统的充电方式中，其充电速度慢。

发明内容

本申请实施例提供了一种电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法，充电速度快。

一种电源适配器，包括：

第一充电接口，用于与电子设备连接，并接收所述电子设备的模拟充电信号和切换指令；

充电电路，与所述第一充电接口连接，用于根据所述模拟充电信号实现电压转换，以经所述第一充电接口向所述电子设备输出适用于为所述电子设备充电的充电电压；

第一切换电路，分别与所述第一充电接口、充电电路连接，用于选择导通第一数据通路和第一充电反馈通路；

第一控制器，分别与所述第一充电接口、第一切换电路连接，用于基于所述第一充电接口与所述第一控制器之间的所述第一数据通路接收所述切换指令，并根据所述切换指令控制所述第一切换电路导通所述第一充电接口与所述充电电路之间的所述第一充电反馈通路。

一种电子设备，包括：

电池单元，

转换电路，与所述电池单元连接，用于检测所述电池单元的充电信号，并输出模拟充电信号；

第二切换电路，与所述转换电路连接，用于选择导通第二数据通路和第二充电反馈通路；其中，所述第二数据通路用于传输切换指令，所述第二充电反馈通路用于传输所述模拟充电信号；

第二充电接口，用于与电源适配器连接，并向所述电源适配器发送所述模拟充电信号和所述切换指令；

第二控制器，与所述第二切换电路连接，用于检测所述电源适配器的充电类型，并根据所述充电类型基于所述第二充电接口与所述第二控制器之间的第二数据通路向所述第二充电接口发送所述切换指令，还用于根据所述充电类型控制所述第二切换电路导通所述第二充电接口与所述转换电路之间的所述第二充电反馈通路，其中，所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号反馈输出适用于为所述电池单元充电的充电电压。

一种充电系统，包括：如上述的电源适配器；以及如上述的电子设备。

一种充电方法，应用于电源适配器，所述方法包括：

接收电子设备发送的模拟充电信号和切换指令；

根据所述切换指令控制第一切换电路导通充电接口与充电电路之间的第一充电反馈电路；

根据所述模拟充电信号反馈调节所述充电电路输出的充电电压，所述充电电压适用于为所述电子设备进行充电。

一种充电方法，应用于电子设备，所述方法包括：

检测电源适配器的充电类型；

根据所述充电类型向所述电源适配器发送切换指令；

根据所述充电类型导通第二充电接口与转换电路之间的第二充电反馈通路以向所述电源适配器发送电池单元的模拟充电信号，其中所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号输出适用于为所述电池单元充电的充电电压；其中，所述转换电路用于检测所述电池单元的充电信号，并输出所述模拟充电信号。

上述电源适配器、电子设备、充电系统和充电方法中，电源适配器包括第一充电接口、第一切换电路、充电电路和第一控制器，其中，第一控制器可根据第一充电接口接收的切换指令控制第一切换电路的连接状态，以控制第一切换电路导通第一充电接口与充电电路之间的第一充电反馈通路，进而可将第一充电接口接收的模拟充电信号传输至充电电路，该充电电路可根据电子设备实时反馈的模拟充电信号实时调节充电电路的输出电压，该以向电子设备输出适用于为电子设备的电池单元直接充电的充电电压，该电源适配器可基于电子设备反馈的模拟充电信号来反馈调节充电电路的输出电压，通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优，而且其结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中充电系统的结构框图；

图2为另一个实施例中充电系统的结构框图；

图3为一个实施例中电池单元的充电电流的曲线示意图；

图4为又一个实施例中充电系统的结构框图；

图5为再一个实施例中电源适配器的结构框图；

图6为还一个实施例中充电系统的结构框图；

图7为一个实施例中充电方法的流程图；

图8为另一个实施例中充电方法的流程图；

图9为又一个实施例中充电方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一充电接口称为第二充电接口，且类似地，可将第二充电接口称为第一充电接口。第一充电接口和第二充电接口两者都是充电接口，但其不是同一充电接口。

图1为一个实施例中充电系统的结构框图。如图1所示，该充电系统包括电源适配器10和电子设备20。其中，电源适配器10的第一充电接口110与电子设备20的第二充电接口210电连接，可为电子设备20进行充电。其中，第一充电接口110和第二充电接口210可通过线缆(例如，USB线缆)进行电性连接。电源适配器10可为电子设备20进行快速充电和普通充电，具体的，快充充电的充电速度高于普通充电的充电速度。

如图2所示，电源适配器10可包括第一充电接口110、充电电路120、第一切换电路130和第一控制器140。电子设备20可包括第二充电接口210，其中，第一充电接口110与第二充电接口210连接。电源适配器10可通过连通的第一充电接口110、第二充电接口210接收电子设备20发送的切换指令和模拟充电信号。

第一切换电路130分别与第一充电接口110、充电电路120、第一控制器140连接，用于选择导通第一数据通路和第一充电反馈通路。其中，第一充电接口110、第一切换电路130和充电电路120可构成第一充电反馈通路，该第一充电反馈通路可用于传输该模拟充电信号。也即，第一充电接口110接收的模拟充电信号可经该第一充电反馈通路传输至充电电路120。第一充电接口110、第一切换电路130和第一控制器140可构成第一数据通路，也即，第一充电接口110接收的切换指令可经该第一数据通路传输至第一控制器140。

第一控制器140可通过该第一数据通路接收电子设备20发送的切换指令。进一步的，第一控制器140可根据该切换指令控制第一切换电路130导通第一充电反馈通路，以将第一充电接口110接收的模拟充电信号传输至充电电路120。具体的，该模拟充电信号可以为模拟电压信号，也可以为模拟电流信号。充电电路120还与第一充电接口110直接连接，充电电路120可用于根据模拟充电信号实现电压转换，以经第一充电接口110向电子设备20输出适用于为电子设备20充电的充电电压。

具体的，该充电电路120还用于与外部电源，充电电路120可根据模拟充电信号对外部电源提供的电源信号(例如，交流电)转换为直流电信号，同时，还是对直流电信号进行压降处理，以输出适用于为电子设备20充电的充电电压。进一步的，充电电路120输出的充电信号是根据模拟充电信号来反馈调节输出的。在本申请实施例中，充电电路120输出的充电信号(例如，充电电压)也是实时、连续的充电电压信号。其中，其充电电路120输出的充电电压可经第一充电接口110、第二充电接口210输出至电子设备20的电池单元，以对该电池单元进行充电，如图3所示，其电池单元的充电电流也是实时、连续的。

上述电源适配器10包括第一充电接口110、第一切换电路130、充电电路120和第一控制器140，其中，第一控制器140可根据第一充电接口110接收的切换指令控制第一切换电路130的连接状态，以控制第一切换电路130导通第一充电接口110与充电电路120之间的第一充电反馈通路，进而可将第一充电接口110接收的模拟充电信号传输至充电电路120，该充电电路120可根据电子设备20实时反馈的模拟充电信号实时调节充电电路120的输出电压，该以向电子设备20输出适用于为电子设备20的电池单元直接充电的充电电压，该电源适配器10可基于电子设备20反馈的模拟充电信号来反馈调节充电电路120的输出电压，通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优，而且其结构简单。

如图4所示，在其中一个实施例中，第一充电接口110包括第一数据端D+、第二数据端D-、电源端Vbus和接地端GND。第二充电接口210也包括第一数据端D+、第二数据端D-、电源端Vbus和接地端GND。当第一充电接口110与第二充电接口210连接时，第一充电接口110的第一数据端D+和第二充电接口210的第一数据端D+连接，以构成电源适配器10与电子设备20之间的第一数据传输通路。第一充电接口110的第二数据端D-和第二充电接口210的第二数据端D-连接，以构成电源适配器10与电子设备20之间的第二数据传输通路。第一充电接口110的电源端Vbus和第二充电接口210的电源端Vbus连接，以构成电源适配器10与电子设备20之间的充电通路，第一充电接口110的接地端GND和第二充电接口210的接地端GND连接。其中，电子设备20输出的切换指令和模拟充电信号可经过第一数据通路和/或第二数据通路传输至电源适配器10，电源适配器10输出的充电电压可经过第一充电反馈通路传输至电子设备20，以为该电子设备20的电池单元进行充电。

在其中一个实施例中，电源适配器10的第一控制器140被配置有第一通讯端和第二通讯端。第一切换电路130包括三个第一端和三个第二端，其中，一第一端与第一通讯端连接，另一第一端与第二通讯端连接，又一第一端与另一第一端连接；三个第二端分别与第一数据端D+、第二数据端D-、充电电路120一一对应连接。

具体的，该第一切换电路130可包括一个多通道选择开关也可以包括多个开关。为了便于说明，以第一切换电路130为一个多通道选择开关为例进行说明。其中，多个通道选择开关包括第一端P1、P2、P3和第二端T1、T2、T3。第一端P1、P2分别与第一通讯端、第二通讯端一一对应连接，第一端P3与第二通讯端连接，第二端T1、T2、T3分别与第一数据端D+、第二数据端D-、充电电路120一一对应连接。

在初始状态，第一切换电路130可处于第一连接状态，也即第一切换电路130用于同时导通第一数据端D+与第一通讯端之间的通路以及第二数据端D-与第二通讯端之间的通路以导通电源适配器10中的两条第一数据通路。其中，在第一连接状态，第一切换电路130的第一端P1与第二端T1连接，第一切换电路130的第一端P2与第二端T2连接，此时，第一控制器140可接收电子设备20发送的切换指令，并根据该切换指令控制第一切换电路130切换至第二连接状态，也即，第一切换电路130可同时导通第一数据端D+与第一通讯端之间的通路，以导通电源适配器10中的一条第一数据通路，以及导通第二数据端D-与充电电路120之间的通路以导通电源适配器10中的第一充电反馈通路。也即，第一切换电路130的状态即便是在第二连接状态，其也保留一条第一数据通路来实现电源适配器10与电子设备20之间的正常通信功能。其中，在第二连接状态，第一切换电路130的第一端P2与第二端T2连接，第一切换电路130的第一端P3与充电电路120连接。当第一切换电路130处于第二连接状态时，其电子设备20发送的模拟充电信号可经第二充电接口210、第一数据传输通路(和第二数据传输通路)、第一充电接口110、第一充电反馈通路反馈至充电电路120。

在其中一个实施例中，模拟充电信号可以为模拟电流信号。电子设备20可将电池单元的电芯电压通过模拟电流信号传输至电源适配器10的充电电路120。由于电子设备20与电源适配器10是通过线缆，例如，USB线缆来传输该模拟充电信号，其USB线缆的线缆较长，在本申请实施例中，电子设备20可将电池单元的模拟电压信号转化为模拟电流信号，可以减少因长距离线缆传输模拟电压信号受外接的干扰性，以提高模拟充电信号的传输有效性，进而提高充电电路120输出的充电电压的精准性，以提高充电效率。

如图5所示，在其中一个实施例中，充电电路120包括电流电压转换模块(可称为I/V转换模块)121和电压转换模块122。其中，电流电压转换模块121与第一切换电路130连接，用于将模拟电流信号转换为模拟电压信号。电压转换模块122被配置有反馈端FB和输出端OUT，反馈端FB与电流电压转换模块121连接，用于接收模拟电压信号，并根据模拟电压信号对接收的外部电源信号进行电压转换处理以经输出端OUT输出充电电压至第一充电接口110。

进一步的，该电压转换模块122可将220V交流电压转换为可直接为电子设备20的电池单元充电的充电信号，其充电信号可以为直流电压信号，以确保电池单元的电芯端电压一直处于最高可充电电压状态，也即，Vbat_det＝Vmax。其中，Vbat_det为电池单元的电芯电压，Vmax为最高可充电电压。由于充电电流通路路径上的存在一定的阻抗，其压降随充电电流地增大而增大。充电过程中，电池单元的电芯电压逐渐升高，反馈到电压转换模块122反馈端FB的模拟电压信号也相应的提高。基于该模拟电压信号，可相应调节其电压转换模块122输出端OUT的充电电压，其中，输出端OUT的充电电压可用如下公式进行表示：

Vbus＝δV+Vbat+δVr

式中，式中，Vbus＝Vbat_det是电压转换模块122输出端OUT的充电电压，δV指充电通路损耗电压，Vbat指电池单元的可充电电压，δVr指电池单元的内阻电压。

在其中一个实施例中，电压转换模块122可以为AC-DC转换模块，可以将外部电源信号，例如220V交流电，转换为可直接为电子设备20的电池单元充电的充电信号。

可选的，电压转换模块122还可以包括整流滤波单元和电压转换器。其中，整流滤波单元的输入端与外部电源信号，例如，220V交流电，可对接收的电源信号进行整流滤波处理，以输出直流电信号。电压转换器与整流滤波单元的输出端连接，用于对直流电信号进行电压转换处理，以输出可直接为电子设备20的电池单元充电的充电电压，其中，输出的充电电压是基于电压转换模块122反馈端FB接收的模拟充电信号来决定的，也即，输出的充电电压是实时连续且可调的。

上述实施例中的电源适配器10，可以将电子设备20反馈的模拟电流信号转换为模拟电压信号，并根据该模拟电压信号反馈调节电压转换模块122输出的充电电压，通过该负反馈的控制方式，可以使得输出的充电电压能够保证其电池单元的电池电压始终处于一个最大允许充电电压Vmax，使整个充电过程Vmax始终处于最高的安全充电电压，可以以最高效率为电池单元充电。

本申请实施例还提供一种电子设备20。如图2所示，在其中一个实施例中，电子设备20包括第二充电接口210、电池单元220、转换电路230、第二切换电路240和第二控制器250。其中，电池单元220的电池类型可以包括铅酸电池、镍氢电池、钠硫电池、液流电池、超级电容器、锂电池和柔性电池中的至少一种。电池单元220可包括的电芯数量可以为1个、2个、3个或者更多，若电芯数量为多个时，多个电芯串联连接。

转换电路230，与电池单元220连接，用于检测电池单元220的充电信号，并输出模拟充电信号。具体的，转换电路230可分别与电池单元220的正极端、负极端连接，基于差分法检测电池单元220的充电信号，将输出该充电电压的模拟信号。其中，该充电信号可以为充电电压。

第二切换电路240，分别与第二充电接口210、转换电路230连接。其中，第二充电接口210、第二切换电路240和转换电路230可构成第二充电反馈通路，该第二充电反馈通路可用于获取并传输该模拟充电信号。也即，可以将转换电路230输出的模拟充电信号经第二充电反馈通路输出至第二充电接口210。第二充电接口210、第二切换电路240和第二控制器250可构成第二数据通路。其中，第二数据通路用于传输切换指令，第二充电反馈通路用于传输模拟充电信号。

第二切换电路240可用于选择性导通第二数据通路和第二充电反馈通路。

第二控制器250，与第二切换电路240连接，用于检测电源适配器10的充电类型，并根据充电类型基于第二数据通路向第二充电接口210发送切换指令，还用于根据充电类型控制第二切换电路240导通第二充电接口210与转换电路230之间的第二充电反馈通路。当第二充电反馈通路导通后，可以将转换电路230输出的充电模拟信号输出至第二充电接口210，并经该第二充电接口210发送至电源适配器10。其中，电源适配器10接收到该充电模拟信号后，其会传输至充电电路120，充电电路120可根据充电模拟信号反馈调节充电电路120的输出电压，该输出电压可直接为电子设备20的电池单元220进行充电。

上述电子设备20包括第二充电接口210、第二切换电路240、转换电路230和第二控制器250，其中，第二控制器250可根据电源适配器10的充电类型生成切换指令，并将该切换指令通过第二数据通路输出至第二充电接口210，并经第一充电接口110发送至电源适配器10，以使电源适配器10导通第一充电反馈通路；同时，第二控制器250还可根据充电类型，控制第二切换电路240的连接状态，以使第二切换电路240导通第二充电接口210与转换电路230之间的第二充电反馈通路，进而可将转换电路230获取的模拟充电信号传输至第二充电接口210，并经第一充电接口110发送至电源适配器10的充电电路120，以使充电电路120根据模拟充电信号实时调节充电电路120的输出电压，进而电子设备20可根据第一充电接口110输出的充电电压直接为电池单元220充电，电子设备20可通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优，在电子设备20中，仅需要设置一个控制器，也即仅需要第二控制器250，就可实现充电控制，其结构简单、成本低、控制逻辑简单。

在其中一个实施例中，当电源适配器10的第一充电接口110与电子设备20的第二充电接口210电性连接时，电子设备20中的第二控制器250可检测电源适配器10的充电类型。其中，该充电类型可包括普通充电类型和快充充电类型。其中，若充电类型为快充充电类型时，其该电源适配器10可理解为快充适配器，也即，与该电子设备20相匹配的电源适配器10，该快充适配器可为该电子设备20提供高电流或高电压的充电信号，以实现快速充电的目的。例如，该快充适配器可提供的充电功率大于15W。具体的，当快充适配器的类型为快充充电类型时，第二控制器250可通过第二数据通路向第二充电接口210发送切换指令，同时，第二控制器250也会控制第二切换电路240导通第二充电反馈通路，以向第二充电接口210传输模拟充电信号。

参考图4，在其中一个实施例中，第二控制器250被配置有第三通讯端和第四通讯端，第二切换电路240包括三个第一端和三个第二端，其中，一第一端与第一数据端D+连接，另一第一端与第二数据端D-连接，又一第一端与另一第一端连接；三个第二端分别与第三通讯端、第四通讯端、转换电路230一一对应连接。具体的，该第二切换电路240可包括一个多通道选择开关也可以包括多个开关。为了便于说明，以第二切换电路240为一个多通道选择开关为例进行说明。其中，多个通道选择开关包括第一端P1、P2、P3和第二端T1、T2、T3。第一端P1、P2分别与第一数据端D+、第二数据端D-连接，第一端P3与第一端P2连接；第二端T1、T2、T3分别与第一数据端D+、第二数据端D-、转换电路230一一对应连接。

具体的，在初始状态时第二切换电路240处于第一连接状态，也即，第二切换电路240用于同时导通第一数据端D+与第三通讯端之间的通路以及第二数据端D-与第四通讯端之间的通路以导通电子设备20中的两条第二数据通路，以向电源适配器10发送切换指令。其中，在第一连接状态时，第二切换电路240的第一端P1与第二端T1连接，第一切换电路130的第一端P2与第二端T2连接。此时，第二控制器250可在电源适配器10的充电类型为快充类型时，生成切换指令，并通过电子设备20内的第二数据通路向第二充电接口210发送该切换指令。另外，第二控制器250还会根据该切换指令控制第二切换电路240切换至第二连接状态。在第二连接状态时，第二切换电路240可同时导通第一数据端D+与第三通讯端之间的通路以导通电子设备20中的一条第二数据通路以及导通第二数据端D-与转换电路230之间的通路以导通电子设备20中的第二充电反馈通路。也即，第二切换电路240的状态即便是在第二连接状态，其也保留一条第二数据通路来实现电子设备20与电源适配器10之间的正常通信功能。

其中，在第二连接状态，第二切换电路240的第一端P1与第二端T1连接，第二切换电路240的第一端P3与转换电路230连接。当第二切换电路240处于第二连接状态时，其转换电路230获取的模拟充电信号可经该第二充电反馈通路反馈至第二充电接口210，并经第二充电接口210、第一充电反馈通路发送至电源适配器10的充电电路120，以使该充电电路120输出适用于为电池单元220充电的充电电压。

在其中一个实施例中，当电源适配器10的类型为普通充电类型时，第二控制器250可通过电子设备20中的两条第二数据通路、第二充电接口210、第一充电接口110、电源适配器10中两条第二数据通路与第一控制器140进行通讯，以进行普通充电的充电协议的协商。具体的，普通充电的充电协议的协商可以为标准的BC1.2充电协商流程。需要说明的是，当电源适配器10的类型为快充类型时，则第二控制器250与第一控制器140是无需进行充电协商的，因此，在快充充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快。

进一步的，即便是当电源适配器10的类型为普通充电类型，第二控制器250也可向电源适配器10发送切换指令，同时，第二控制器250也可控制第二切换电路240处于第二连接状态。

在其中一个实施例中，转换模块输出的模拟充电信号可以为模拟电流信号，具体的，模拟电流信号可通过第二充电反馈通路传输至第二充电接口210，并经第一充电接口110、第一充电反馈通路反馈至电源适配器10的电压转换模块122。如图6所示，具体的，转换电路230包括电压电流转换模块。其中，电压电流转换模块分别与电池单元220、第二切换电路240连接，用于将电池单元220的模拟电压信号转换为模拟电流信号。

其中，电压电流转换模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端与电池单元220的正极端连接，第二输入端与电池单元220的负极端连接，输出端与第二切换电路240连接。其中，该电压电流转换模块的两个输入端分别与电池单元220的正极端、负极端一一对应连接，因此，可以根据电池单元220正极端、负极端的电压差来获取电池单元220中的电芯电压。其中，该电芯电压为模拟电压信号。进一步，电压电流转化模块还可以将获取的模拟电压信号转换为模拟电流信号，以经第二充电反馈通路、第二充电接口210发送至电源适配器10。进一步的，电池单元220的负极端与电子设备20的地端连接，电池单元220的正极端可与第二充电接口210的电源端Vbus直接连接，以直接接收电源室适配器的输出的适用于为电池单元220进行直充的充电电压。

在本申请实施例中，电子设备20可将电池单元220的模拟电压信号转化为模拟电流信号，可以减少因长距离线缆传输模拟电压信号受外接的干扰性，以提高模拟充电信号的传输有效性，进而提高充电电路120输出的充电电压的精准性，以提高充电效率。

在其中一个实施例中，电子设备20还包括分别与第二接收端口的电源端Vbus、电池单元220连接的压降电路。其中，当电源适配器10的充电类型为普通充电类型，例如，电源适配器10的输出电压为恒压(例如，5V)，第二控制器250可选择导通压降电路所在的充电通路以为电池单元220进行普通充电。具体的，压降电路可用于对电源适配器10发送的普通充电电压进行压降处理，并输出适用于为该电池单元220充电的电压。

参考图2，本申请实施例中的充电系统，可包括上述任一实施例中的电源适配器10和上述任一实施例中的电子设备20。具体的，电子设备20包括电池单元220、转换电路230、第二切换电路240、第二充电接口210和第二控制器250。其中，第二控制器250可根据电源适配器10的充电类型生成切换指令，并将该切换指令通过第二数据通路输出至第二充电接口210，并经第一充电接口110发送至电源适配器10，以使电源适配器10导通第一充电反馈通路；同时，第二控制器250还可根据充电类型，控制第二切换电路240的连接状态，以使第二切换电路240导通第二充电接口210与转换电路230之间的第二充电反馈通路，进而可将转换电路230获取的模拟充电信号传输至第二充电接口210，并经第一充电接口110发送至电源适配器10。

电源适配器10包括第一充电接口110、第一切换电路130、充电电路120和第一控制器140，其中，第一控制器140可根据第一充电接口110接收的切换指令控制第一切换电路130的连接状态，以控制第一切换电路130导通第一充电接口110与充电电路120之间的第一充电反馈通路，进而可将第一充电接口110接收的模拟充电信号传输至充电电路120，该充电电路120可根据电子设备20实时反馈的模拟充电信号实时调节充电电路120的输出电压，该以向电子设备20输出适用于为电子设备20的电池单元220直接充电的充电电压，该电源适配器10可基于电子设备20反馈的模拟充电信号来反馈调节充电电路120的输出电压，通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优，而且其结构简单。

图7为一个实施例中充电方法的流程图。本实施例中的充电方法，以运行于图2中的电源适配器10上为例进行描述。如图7所示，充电方法包括步骤702至步骤706。

步骤702，接收电子设备发送的模拟充电信号和切换指令。

电源适配器10可包括第一充电接口110、充电电路120、第一切换电路130和第一控制器140。电子设备20可包括第二充电接口210，其中，第一充电接口110与第二充电接口210连接。电源适配器10可通过连通的第一充电接口110、第二充电接口210接收电子设备20发送的切换指令和模拟充电信号。

步骤704，根据所述切换指令控制第一切换电路导通充电接口与充电电路之间的第一充电反馈电路。

电源适配器10可根据接收的切换指令控制第一切换电路导通充电接口与充电电路之间的第一充电反馈电路，以将第一充电接口110接收的模拟充电信号传输至充电电路120。其中，第一充电接口110、第一切换电路130和充电电路120可构成第一充电反馈通路，该第一充电反馈通路可用于传输该模拟充电信号。也即，第一充电接口110接收的模拟充电信号可经该第一充电反馈通路传输至充电电路120。

步骤706，根据所述模拟充电信号反馈调节所述充电电路输出的充电电压，所述充电电压适用于为所述电子设备进行充电。

充电电路120还与第一充电接口110直接连接，充电电路120可用于根据模拟充电信号实现电压转换，以经第一充电接口110向电子设备20输出适用于为电子设备20充电的充电电压。具体的，该充电电路120还用于与外部电源，充电电路120可根据模拟充电信号对外部电源提供的电源信号(例如，交流电)转换为直流电信号，同时，还是对直流电信号进行压降处理，以输出适用于为电子设备20充电的充电电压。进一步的，充电电路120输出的充电信号是根据模拟充电信号来反馈调节输出的，因此，在本申请实施例中，如图3所示，充电电路120输出的充电信号(例如，充电电压)也是实时、连续的充电电压信号。其中，其充电电路120输出的充电电压可经第一充电接口110、第二充电接口210输出至电子设备20的电池单元，以对该电池单元进行充电。

本实施例中的充电方法，可根据第一充电接口110接收的切换指令控制第一切换电路130的连接状态，以控制第一切换电路130导通第一充电接口110与充电电路120之间的第一充电反馈通路，进而可将第一充电接口110接收的模拟充电信号传输至充电电路120，该充电电路120可根据电子设备20实时反馈的模拟充电信号实时调节充电电路120的输出电压，该以向电子设备20输出适用于为电子设备20的电池单元直接充电的充电电压，该电源适配器10可基于电子设备20反馈的模拟充电信号来反馈调节充电电路120的输出电压，通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优。

图8为一个实施例中充电方法的流程图。本实施例中的充电方法，以运行于图2中的电子设备上为例进行描述。如图8所示，充电方法包括步骤802至步骤806。

步骤802，检测电源适配器的充电类型。

当电源适配器10的第一充电接口110与电子设备20的第二充电接口210电性连接时，电子设备20中可检测电源适配器10的充电类型。其中，该充电类型可包括普通充电类型和快充充电类型。其中，若充电类型为快充充电类型时，其该电源适配器10可理解为快充适配器，也即，与该电子设备20相匹配的电源适配器10，该快充适配器可为该电子设备20提供高电流或高电压的充电信号，以实现快速充电的目的。例如，该快充适配器可提供的充电功率大于15W。

步骤804，根据所述充电类型向所述电源适配器发送切换指令。

具体的，当快充适配器的类型为快充充电类型时，电子设备20可通过第二数据通路向第二充电接口210发送切换指令，同时，电子设备20也会控制第二切换电路240导通第二充电反馈通路，以向第二充电接口210传输模拟充电信号。

步骤806，根据所述充电类型导通第二充电接口与转换电路之间的第二充电反馈通路以向所述电源适配器发送电池单元的模拟充电信号，其中所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号输出适用于为所述电池单元充电的充电电压；其中，所述转换电路用于检测所述电池单元的充电信号，并输出所述模拟充电信号。

当第二充电反馈通路导通后，电子设备20可以将转换电路230输出的充电模拟信号输出至第二充电接口210，并经该第二充电接口210发送至电源适配器10。其中，电源适配器10接收到该充电模拟信号后，其会传输至充电电路120，充电电路120可根据充电模拟信号反馈调节充电电路120的输出电压，该输出电压可直接为电子设备20的电池单元220进行充电。其中，转换电路230与电池单元220连接，用于检测电池单元220的充电信号，并输出模拟充电信号。具体的，转换电路230可分别与电池单元220的正极端、负极端连接，基于差分法检测电池单元220的充电信号，将输出该充电电压的模拟信号。其中，该充电信号可以为充电电压。

上述充电方法，其电子设备20检测电源适配器的充电类型，并根据所述充电类型向所述电源适配器发送切换指令，根据所述充电类型导通第二充电接口与转换电路之间的第二充电反馈通路以向所述电源适配器发送电池单元的模拟充电信号，其中所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号输出适用于为所述电池单元充电的充电电压；其中，所述转换电路用于检测所述电池单元的充电信号，并输出所述模拟充电信号。进而，电子设备20可根据第一充电接口110输出的充电电压直接为电池单元220充电，电子设备20可通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优。

图9为一个实施例中充电方法的流程图。本实施例中的充电方法，以运行于图2中的电子设备和电源适配器上为例进行描述。如图9所示，充电方法包括：电子设备检测电源适配器的充电类型；电子设备根据所述充电类型向所述电源适配器发送切换指令；电子设备根据所述充电类型导通第二充电接口与转换电路之间的第二充电反馈通路，电子设备基于第二充电反馈通路向所述电源适配器发送模拟充电信号；电源适配器接收切换指令和模拟充电信号；电源适配器根据所述切换指令控制第一切换电路导通充电接口与充电电路之间的第一充电反馈电路以将模拟充电信号输出至充电电路，电源适配器的充电电路根据所述模拟充电信号反馈调节所述充电电路输出的充电电压，电源适配器将充电电压发送给电子设备，以为电子设备的电池单元充电。

需要说明的是，本实施例中的各步骤可参考前述实施例中对应步骤的方法，在此，不再赘述。

本实施例中的充电方法，其电子设备可在电源适配器的充电类型为快充充电类型时，向电源适配器发送切换指令，并控制电子设备内部的第二切换电路导通第二充电反馈通路，以将转换电路获取的模拟充电信号传输至第二充电接口，并经第二充电接口发送给电源适配器。另外，电源适配器接收到该切换指令时，也可以控制电源适配器中的第一切换电路导通第一充电反馈通路，以将电子设备发送的模拟充电信号反馈给充电电路，充电电路可根据接收的模拟充电信号反馈调节充电电路的输出给电子设备的充电电压，以为电子设备的电池单元充电。上述充电方法可通过闭环负反馈控制整个充电流程，其充电过程中无协议控制，反馈迅速，充电速度快，且该充电电压为实时连续可调的充电电压，进而可在短时间内使得充电速度达到最优。

应该理解的是，虽然图7-9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图7-9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行上述任一实施例中的充电方法的操作。

一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一实施例中的充电方法的操作。

本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。

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

Claims (18)

1.一种电源适配器，其特征在于，包括：

第一充电接口，用于与电子设备连接，并接收所述电子设备的模拟充电信号和切换指令；其中，所述模拟充电信号是所述电子设备根据电池单元的充电信号输出的；

充电电路，与所述第一充电接口连接，用于根据所述模拟充电信号实现电压转换，以经所述第一充电接口向所述电子设备负反馈调节输出适用于为所述电子设备的所述电池单元充电的充电电压；

第一切换电路，分别与所述第一充电接口、充电电路连接，用于选择导通第一数据通路和第一充电反馈通路；

第一控制器，分别与所述第一充电接口、第一切换电路连接，用于基于所述第一充电接口与所述第一控制器之间的所述第一数据通路接收所述切换指令，并根据所述切换指令控制所述第一切换电路导通所述第一充电接口与所述充电电路之间的所述第一充电反馈通路。

2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述模拟充电信号为模拟电流信号。

3.根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述充电电路包括：

电流电压转换模块，与所述第一切换电路连接，用于将所述模拟电流信号转换为模拟电压信号，

电压转换模块，被配置有反馈端和输出端，所述反馈端与所述电流电压转换模块连接，用于接收所述模拟电压信号，所述电压转换模块用于根据所述模拟电压信号对接收的外部电源信号进行电压转换处理以经所述输出端输出所述充电电压至所述第一充电接口。

4.根据权利要求3所述的电源适配器，其特征在于，所述电压转换模块包括：交流-直流转换模块，或，

所述电压转换模块包括：

整流滤波单元，用于接收所述电源信号，并对所述电源信号进行整流滤波处理；

电压转换单元，与所述电流电压转换模块连接，用于接收所述模拟电压信号，所述电压转换模块用于根据所述模拟电压信号对接收的外部电源信号进行电压转换处理以经所述输出端输出所述充电电压至所述第一充电接口。

5.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述第一充电接口包括第一数据端、第二数据端、电源端和接地端，其中，所述第一控制器被配置有第一通讯端和第二通讯端，所述第一切换电路用于同时导通所述第一数据端与所述第一通讯端以及所述第二数据端与所述第二通讯端之间的通路以导通所述第一数据通路；还用于同时导通第一数据端与所述第一通讯端以及所述第二数据端与所述充电电路之间的通路以导通所述第一充电反馈通路。

6.根据权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，所述第一切换电路包括三个第一端和三个第二端，其中，一第一端与所述第一通讯端连接，另一第一端与所述第二通讯端连接，又一第一端与所述另一第一端连接；三个所述第二端分别与所述第一数据端、第二数据端、充电电路一一对应连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电源适配器，其特征在于，在初始状态，所述第一切换电路用于导通所述第一数据通路，以使所述第一控制器接收所述切换指令。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

电池单元，

转换电路，与所述电池单元连接，用于检测所述电池单元的充电信号，并输出模拟充电信号；

第二切换电路，与所述转换电路连接，用于选择导通第二数据通路和第二充电反馈通路；其中，所述第二数据通路用于传输切换指令，所述第二充电反馈通路用于传输所述模拟充电信号；

第二充电接口，用于与电源适配器连接，并向所述电源适配器发送所述模拟充电信号和所述切换指令；

第二控制器，与所述第二切换电路连接，用于检测所述电源适配器的充电类型，并根据所述充电类型基于所述第二充电接口与所述第二控制器之间的第二数据通路向所述第二充电接口发送所述切换指令，还用于根据所述充电类型控制所述第二切换电路导通所述第二充电接口与所述转换电路之间的所述第二充电反馈通路，其中，所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号负反馈调节输出适用于为所述电池单元充电的充电电压。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述模拟充电信号为模拟电流信号；其中，所述转换电路包括：

电压电流转换模块，分别与所述电池单元、第二切换电路连接，用于将所述电池单元的模拟电压信号转换为模拟电流信号。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电压电流转换模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端与所述电池单元的正极端连接，所述第二输入端与所述电池单元的负极端连接，所述输出端与所述切换电路连接。

11.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第二充电接口包括第一数据端、第二数据端、电源引脚和接地引脚，其中，所述第二控制器被配置有第三通讯端和第四通讯端，所述第二切换电路用于同时导通第一数据端与第三通讯端以及第二数据端与所述第四通讯端之间的通路以导通所述第二数据通路；还用于同时导通第一数据端与所述第三通讯端以及所述第四通讯端与所述转换电路之间的通路以导通所述第二充电反馈通路。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述第二切换电路包括三个第一端和三个第二端，其中，一第一端与所述第一数据端连接，另一第一端与所述第二数据端连接，又一第一端与所述另一第一端连接；三个所述第二端分别与所述第三通讯端、第四通讯端、转换电路一一对应连接。

13.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述充电类型包括快充充电类型和普通充电类型，当所述充电类型为快充充电类型时，所述第二控制器通过所述第二数据通路发送所述切换指令，以及控制所述第二切换电路导通所述第二充电反馈通路。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，还包括：

压降电路，分别与所述第二充电接口、电池单元连接用于对所述电源适配器发送的普通充电电压进行压降处理；其中，当所述充电类型为快充充电类型时，所述第二控制器还用于导通所述压降电路所在的普通充电通路。

15.根据权利要求8-14任一项所述的电子设备，其特征在于，在初始状态，所述第二切换电路用于导通所述第二数据通路，以向所述电源适配器发送所述切换指令。

16.一种充电系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的电源适配器；以及

如权利要求8-15任一项所述的电子设备。

17.一种充电方法，其特征在于，应用于电源适配器，所述方法包括：

接收电子设备发送的模拟充电信号和切换指令；其中，所述模拟充电信号是所述电子设备根据电池单元的充电信号输出的；

根据所述切换指令控制第一切换电路导通充电接口与充电电路之间的第一充电反馈电路；

根据所述模拟充电信号负反馈调节所述充电电路输出的充电电压，所述充电电压适用于为所述电子设备进行充电。

18.一种充电方法，其特征在于，应用于电子设备，所述方法包括：

检测电源适配器的充电类型；

根据所述充电类型向所述电源适配器发送切换指令；

根据所述充电类型导通第二充电接口与转换电路之间的第二充电反馈通路以向所述电源适配器发送电池单元的模拟充电信号，其中所述切换指令用于指示所述电源适配器根据所述模拟充电信号负反馈调节输出适用于为所述电池单元充电的充电电压；其中，所述转换电路用于检测所述电池单元的充电信号，并输出所述模拟充电信号。