CN112787381A - 充电装置和充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电装置和充电控制方法，其中，充电装置包括依次电连接的功率变换模块、输出整流滤波模块、输出控制模块和控制模块，所述控制模块分别与所述功率变换模块、所述输出整流滤波模块和所述输出控制模块电连接；所述充电装置上电时，所述功率变换模块向所述控制模块传输所述充电装置的输入参数，所述输出整流滤波模块向所述控制模块传输所述充电装置的输出参数；其中，所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述输出控制模块进行控制。本申请中，控制模块可以根据输入参数和输出参数，对充电装置进行控制。从而，在输入电压或输出电压可调的情况下，能使充电装置满足不同电压的LPS要求。

Description

充电装置和充电控制方法

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种充电装置和充电控制方法。

背景技术

随着快充技术的发展，充电器的功率越来越大。充电器的功率越大，在异常的情况下，充电器输出的电流或功率也越大。LPS(又称“受限电源”)指在正常和单一故障情况下，输出的电流和功率受到本身(例如电流回馈或电流保险丝)的限制，不会超出功率限值。当前，通常是通过原边电流检测来实现充电器LPS要求。然而，在输入电压或输出电压可调的情况下，现有LPS处理方法无法满足不同电压的LPS要求。

发明内容

本申请旨在提供一种充电装置和充电控制方法，以解决现有LPS处理方法无法满足不同电压的LPS要求的问题。

本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种充电装置，包括依次电连接的功率变换模块、输出整流滤波模块和输出控制模块；

所述充电装置还包括控制模块，所述控制模块分别与所述功率变换模块、所述输出整流滤波模块和所述输出控制模块电连接；

所述充电装置上电时，所述功率变换模块向所述控制模块传输所述充电装置的输入参数，所述输出整流滤波模块向所述控制模块传输所述充电装置的输出参数；

其中，所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述输出控制模块进行控制。

第二方面，本申请实施例提出了一种充电控制方法，由第一方面中的充电装置执行，所述方法包括：

在所述充电装置对用电终端进行充电时，所述充电装置的控制模块对所述充电装置的输入参数和输出参数进行采样；

所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述充电装置进行充电控制。

在本申请的实施例中，通过在充电装置中设置控制模块，控制模块采样充电装置的输入参数和输出参数，这样，控制模块可以根据输入参数和输出参数，对充电装置进行控制。从而，在输入电压或输出电压可调的情况下，能使充电装置满足不同电压的LPS要求。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之一；

图2是根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之二；

图3是根据本申请实施例的充电控制方法的流程示意图之一；

图4是根据本申请实施例的充电控制方法的流程示意图之二。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1-图2描述根据本申请实施例的充电装置。

如图1至图2所示，根据本申请一些实施例的充电装置10，包括依次电连接的功率变换模块11、输出整流滤波模块12和输出控制模块13；

充电装置10还包括控制模块14，控制模块14分别与功率变换模块11、输出整流滤波模块12和输出控制模块13电连接；

充电装置10上电时，功率变换模块11向控制模块13传输充电装置10的输入参数，输出整流滤波模块12向控制模块14传输充电装置10的输出参数；

其中，控制模块14根据输入参数和输出参数，对输出控制模块13进行控制。

本申请实施例中，功率变换模块11、输出整流滤波模块12和输出控制模块13为充电装置10的功率部分，其中，功率变换模块11为充电装置10的高压端，输出整流滤波模块12为充电装置10的低压端。

本申请实施例中，充电装置10可以是座式充电器或无线充电器，还可以是移动电源、共享电源等设备。充电装置10上电的状态对应充电装置10为用电终端20充电的状态。用电终端20例如可以为手机、平板、便携式移动终端、车载终端等设备。

充电装置10的输入参数也可称为原边状态参数，可包括输入电压、输入电压波形、输入电流、输入功率、原边匝数、输入占空比等参数中的一项或多项，充电装置10的输入参数可以通过功率变换模块11确定。充电装置10的输出参数可包括输出电压、输出电压波形、输出电流、输出功率、副边匝数、输出占空比等参数中的一项或多项，充电装置10的输出参数可以通过输出整流滤波模块确定。充电装置10的输出控制模块13可用来调整输出整流滤波模块12的输出参数，或者说，可用来调整为用电终端20充电的充电参数。

充电装置10的控制模块14可以通过功率变换模块11来采样充电装置10的输入参数，并可以通过输出整流滤波模块12来采样充电装置10的输出参数。由于控制模块14能够获取充电装置10的输入参数和输出参数，因此，控制模块14能够根据输入参数和输出参数，判断充电装置是否存在异常，从而能够判断是否需要对充电过程进行控制，例如，对输出控制模块13进行控制，通过控制输出控制模块13进行输出保护。

作为一示例，控制模块14通过输出整流滤波模块12对输出参数进行采样，当控制模块14检测到输出功率或输出电流大于阈值(如LPS要求的值)时，可控制输出控制模块13降低输出功率或输出电流，进入保护模式。具体的，控制模块14可以向输出控制模块13发送信号，输出控制模块13响应于该信号，可以执行降低输出功率或输出电流的操作。这样，能够避免因输入电压可调或输出电压可调而导致充电装置10无法满足LPS要求，从而使充电装置10在较宽的输入电压范围内和输出电压范围内，都能够满足LPS要求。

作为另一示例，控制模块14通过功率变换模块11对输入功率进行采样，并通过输出整流滤波模块12对输出功率进行采样，控制模块14将输入功率乘以预设的效率得到的值与输出功率的采样值进行比较，来判断充电装置10是否存在故障，当判定充电装置10存在故障，可进入保护模式。这样，能够避免因充电装置10存在故障而导致充电装置10无法满足LPS要求。根据本申请的又一些实施例，充电装置10还包括同步整流控制开关15；

功率变换模块11、同步整流控制开关15、输出整流滤波模块12和输出控制模块13依次电连接；

控制模块14还与同步整流控制开关15电连接；

其中，控制模块14根据输入参数和输出参数，对同步整流控制开关15和输出控制模块13中的至少一者进行控制。

本申请实施例中，控制模块14除了可以对输出控制模块13进行控制之外，还可以对同步整流控制开关15进行控制，或者同时对同步整流控制开关15和输出控制模块13进行控制。

作为示例，当控制模块14检测到输入功率较大，而输出功率较小时，可能是充电装置10存在故障，此时，控制模块14可以向同步整流控制开关15发送关闭信号，同步整流控制开关15响应于该关闭信号，可以执行关闭操作。

本申请实施例能够更加灵活多样地对充电装置10的充电过程进行控制，使充电装置10更好地满足LPS要求。

根据本申请的又一些实施例，充电装置10与用电终端20连接时，控制模块14还与用电终端20通信，用电终端20向控制模块14传输充电请求参数；

其中，控制模块14根据输入参数、输出参数和充电请求参数，对输出控制模块13进行控制。

本申请实施例中，当充电装置10与用电终端20连接时，用电终端20可以向控制模块14传输充电请求参数，这样，控制模块14可以获取用电终端20的充电请求参数，并通过与输入参数、输出参数进行对比，判断充电装置10的充电参数是否满足用电终端20的需求，从而判断充电装置是否存在异常，从而能够判断是否需要对充电过程进行控制，例如，对输出控制模块13进行控制，通过控制输出控制模块13进行输出保护。

相应的，当充电装置10还包括同步整流控制开关15时，控制模块14可以根据输入参数、输出参数和充电请求参数，对同步整流控制开关15和输出控制模块13中的至少一者进行控制。

本申请实施例中，结合输入参数、输出参数和充电请求参数对充电过程进行控制，能够提高控制的精确度，使控制更加合理。

根据本申请的又一些实施例，控制模块14包括：

第一采样单元141，第一采样单元141与功率变换模块11电连接，充电装置10上电时，功率变换模块11向第一采样单元141传输输入参数；

第二采样单元142，第二采样单元142与输出整流滤波模块12电连接，充电装置10上电时，输出整流滤波模块12向第二采样单元142传输输出参数；

控制单元143，控制单元143分别与第一采样单元141和第二采样单元142电连接；

其中，控制单元143根据输入参数和输出参数，对输出控制模块13进行控制。

第一采样单元141又可称为原边状态采样单元，控制单元143又可称为逻辑运算和控制单元。

本申请实施例中，通过不同的采样单元实现输入参数采样和输出参数采样，能够提高控制模块14的控制精度。

相应的，当充电装置10还包括同步整流控制开关15时，控制单元143可以根据输入参数和输出参数，对同步整流控制开关15和输出控制模块13中的至少一者进行控制。可选的，如图2所示，第二采样单元142包括电流采样单元142a和电压检测单元142b，电流采样单元142a和电压检测单元142b均与输出整流滤波模块12电连接；

输出参数包括输出电流参数和输出电压参数；

充电装置10上电时，输出整流滤波模块12向电流采样单元142a传输输出电流参数，并向电压检测单元142b传输输出电压参数。

可选的，控制模块14还包括保护驱动单元144；

控制单元143与保护驱动单元144电连接，保护驱动单元144还与输出控制模块13电连接。

本申请实施例中，通过保护驱动单元144来单独实现对输出控制模块13的控制，能够提高控制模块14的控制精度。

可选的，充电装置10还包括同步整流控制开关15；

控制模块14还包括功率驱动单元145；

控制单元143与功率驱动单元145电连接，功率驱动单元145还与同步整流控制开关15电连接。

本申请实施例中，通过功率驱动单元145来单独实现对同步整流控制开关15的控制，能够提高控制模块14的控制精度。

可选的，控制模块14还包括通信单元146，控制单元14与通信单元146电连接；

充电装置10与用电终端20连接时，通信单元146与用电终端20通信，用电终端20向通信单元146传输充电请求参数。

本申请实施例中，通过通信单元146来单独实现与用电终端20的通信，能够提高控制模块14的控制精度。

作为示例，图1示出了控制模块14包括第一采样单元141、第二采样单元142、控制单元143、保护驱动单元144、功率驱动单元145和通信单元146，控制单元143分别与第一采样单元141、第二采样单元142、保护驱动单元144、功率驱动单元145和通信单元146电连接。

作为示例，图2示出了控制模块14包括第一采样单元141、电流采样单元142a、电压检测单元142b、控制单元143、保护驱动单元144、功率驱动单元145和通信单元146，控制单元143分别与第一采样单元141、电流采样单元142a、电压检测单元142b、保护驱动单元144、功率驱动单元145和通信单元146电连接。

除了图1和图2对应的实施例之外，控制模块14还可以包括温度采样单元、供电单元(如vcc供电单元)等构成。

根据本申请实施例的充电装置的其他构成例如温度采样单元、vcc供电单元等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面结合图3描述根据本申请实施例的充电控制方法，该充电控制方法由上述实施例中的任一充电装置执行。

如图3所示，充电控制方法包括：

步骤301：在充电装置对用电终端进行充电时，所述充电装置的控制模块对所述充电装置的输入参数和输出参数进行采样；

步骤302：所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述充电装置进行充电控制。

根据充电装置的设计：Vout×Doff×Np＝Vin×Don×Ns，其中，Vout为输出电压，Doff为输出占空比，Vin为输入电压，Don为输入占空比，Np为原边匝数，Ns为副边匝数。

可选的，所述方法还包括：

所述控制模块与所述用电终端进行通信，获取所述用电终端的充电请求参数；

所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述充电装置进行充电控制，包括：

所述控制模块根据所述输入参数、所述输出参数和所述充电请求参数，对所述充电装置进行充电控制。

控制模块可以根据不同的Vout、Don判断所对应的输入状态。

输出功率＝Vout×Iout，其中，Iout为输出电流，通过输出电流采样得到，Doff是控制模块的输出。这样，可以得到输入原边(高压端)和输出副边(隔离的低压端)的电压和功率关系。

作为示例，如图4所示，控制模块对充电装置的控制流程可以包括以下步骤：

步骤401：充电装置上电时，控制模块采集输出电流、输出电压、原边状态信息。

具体的，控制模块上电后，第一采样单元对输入参数进行采样，判断输入电压和占空比的情况。同时，电流采样单元和电压检测单元对输出电压Vout和输出电流Iout进行采样。

步骤402：控制模块和用电终端进行协议通信，接收用电终端的用电请求参数。

具体的，可以根据用电终端的用电请求参数，对大电流的用电进行预判，预判超出LPS要求的概率。

步骤403：控制模块监控充电装置状态，如果满足异常条件，则发送指令要求原边降低输出。

具体的，可以根据预设的条件，判断输出状态和输入状态。假设采样了Vin及电压波形，可以判断输入电压，同时，通过输出端Doff的读取可以判断输入Don值＝Vout×Doff×Np÷(Vin×Ns)。由于Vout可以被检测，Ns/Np是设计的定值，故Don可以计算得到。再根据电磁定律L×I＝Vin×T×Don，其中，T可以根据输出波形得到，L是定值，效率在开发时可以得到。

根据上面的分析可以得到输入功率Pin＝Vin×Iin，输出功率Pout＝Vout×Iout。如果Pin与Pout的差值大于预设差值，则可以认为充电装置存在故障，控制模块可控制充电装置进入保护模式，防止充电装置出现LPS超限问题。上述预设差值可以根据试验结果设置差值，预设差值可以根据输出功率确定，功率越大，预设差值可以越大，预设差值的范围可以为5W～50W。

在本申请的实施例中，通过在充电装置中设置控制模块，控制模块采样充电装置的输入参数和输出参数，这样，控制模块可以根据输入参数和输出参数，对充电装置进行控制。从而，在输入电压或输出电压可调的情况下，能使充电装置满足不同电压的LPS要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，包括依次电连接的功率变换模块、输出整流滤波模块和输出控制模块；

所述充电装置还包括控制模块，所述控制模块分别与所述功率变换模块、所述输出整流滤波模块和所述输出控制模块电连接；

所述充电装置上电时，所述功率变换模块向所述控制模块传输所述充电装置的输入参数，所述输出整流滤波模块向所述控制模块传输所述充电装置的输出参数；

其中，所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述输出控制模块进行控制。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括同步整流控制开关；

所述功率变换模块、所述同步整流控制开关、所述输出整流滤波模块和所述输出控制模块依次电连接；

所述控制模块还与所述同步整流控制开关电连接；

其中，所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述同步整流控制开关和所述输出控制模块中的至少一者进行控制。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置与用电终端连接时，所述控制模块还与所述用电终端通信，所述用电终端向所述控制模块传输充电请求参数；

其中，所述控制模块根据所述输入参数、所述输出参数和所述充电请求参数，对所述同步整流控制开关和所述输出控制模块中的至少一者进行控制。

4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一采样单元，所述第一采样单元与所述功率变换模块电连接，所述充电装置上电时，所述功率变换模块向所述第一采样单元传输所述输入参数；

第二采样单元，所述第二采样单元与所述输出整流滤波模块电连接，所述充电装置上电时，所述输出整流滤波模块向所述第二采样单元传输所述输出参数；

控制单元，所述控制单元分别与所述第一采样单元和所述第二采样单元电连接；

其中，所述控制单元根据所述输入参数和所述输出参数，对所述同步整流控制开关和所述输出控制模块中的至少一者进行控制。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还包括保护驱动单元；

所述控制单元与所述保护驱动单元电连接，所述保护驱动单元还与所述输出控制模块电连接。

6.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还包括功率驱动单元；

所述控制单元与所述功率驱动单元电连接，所述功率驱动单元还与所述同步整流控制开关电连接。

7.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还包括通信单元，所述控制单元与所述通信单元电连接；

所述充电装置与用电终端连接时，所述通信单元与所述用电终端通信，所述用电终端向所述通信单元传输充电请求参数。

8.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述第二采样单元包括电流采样单元和电压检测单元，所述电流采样单元和所述电压检测单元均与所述输出整流滤波模块电连接；

所述输出参数包括输出电流参数和输出电压参数；

所述充电装置上电时，所述输出整流滤波模块向所述电流采样单元传输所述输出电流参数，并向所述电压检测单元传输所述输出电压参数。

9.一种充电控制方法，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的充电装置执行，所述方法包括：

在所述充电装置对用电终端进行充电时，所述充电装置的控制模块对所述充电装置的输入参数和输出参数进行采样；

所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述充电装置进行充电控制。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制模块与所述用电终端进行通信，获取所述用电终端的充电请求参数；

所述控制模块根据所述输入参数和所述输出参数，对所述充电装置进行充电控制，包括：

所述控制模块根据所述输入参数、所述输出参数和所述充电请求参数，对所述充电装置进行充电控制。

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