CN112787501B - 充电装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种充电装置及电子设备,属于电子技术领域。该充电装置包括控制模块、第一开关与至少一个第二开关以及多个电容,其中:多个电容串联连接;多个电容中,两个相邻的电容之间,通过一个第二开关接地;多个电容中,第一个电容连接输入电压,最后一个电容通过第一开关接地;控制模块根据输入电压,通过第一开关和至少一个第二开关控制电容串联导通的数量,电容串联导通的数量与输入电压正相关。通过本申请实施例的技术方案,能够使充电装置在不同的输入电压下在一个电容接地导通或多个电容串联接地导通的状态下供电,使得充电装置利用多个体积小、重量轻且成本低的电容就能满足高输出功率需求,进而降低充电装置的体积、重量以及成本。

Description

充电装置及电子设备
技术领域
本申请属于电子技术领域,具体涉及一种充电装置及电子设备。
背景技术
充电装置的输出功率的要求越来越高。当充电装置的输入电压较低时,需要通过高容值的电容才能实现高输出功率,为满足在不同的输入电压下的输出功率需求,充电装置通常采用体积大、重量大、成本高的电容。
在实现本申请过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:如何在满足高输出功率需求的前提下减轻充电装置的体积、重量和成本。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种充电装置及电子设备,能够解决如何在满足高输出功率需求的前提下降低充电装置的体积、重量和成本的问题。
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装置,该充电装置包括控制模块、第一开关与至少一个第二开关以及多个电容,其中:
多个电容串联连接;
在多个电容中,两个相邻的电容之间,通过一个第二开关接地;
在多个电容中,第一个电容连接输入电压,最后一个电容通过第一开关接地;
控制模块根据输入电压,通过第一开关和至少一个第二开关控制电容串联导通的数量,电容串联导通的数量与输入电压正相关。
第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括前述的充电装置。
在本申请实施例中,一种充电装置包括控制模块、第一开关与至少一个第二开关以及多个电容,其中:多个电容串联连接;在多个电容中,两个相邻的电容之间,通过一个第二开关接地;在多个电容中,第一个电容连接输入电压,最后一个电容通过第一开关接地;控制模块根据输入电压,通过第一开关和至少一个第二开关控制电容串联导通的数量,电容串联导通的数量与输入电压正相关。通过本申请实施例的技术方案,能够使充电装置在不同的输入电压下在一个电容接地并导通或多个电容串联接地并导通的状态下为负载供电,使得充电装置利用多个体积小、重量轻且成本低的电容就能满足高输出功率需求,进而降低充电装置的体积、重量以及成本。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的第一种充电装置的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的第二种充电装置的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的第三种充电装置的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的第四种充电装置的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的第五种充电装置的结构示意图;
图6a为本申请一实施例提供的一种充电装置中整流电压的电压示意图;
图6b为本申请一实施例提供的另一种充电装置中整流电压的电压示意图。
附图标记说明:
11-控制模块、111-供电单元、112-采样单元、113-处理器单元、114-第一驱动单元、115-转换单元、116-第二驱动单元、117-第三驱动单元、118-第四驱动单元、121-第一开关、122-第一子开关、123-第二子开关、124-第三子开关、131-第一电容、132-第二电容、133-第三电容、134-第四电容、14-滤波模块、15-整流模块、16-高压直流输电、171-第一二极管、172-第二二极管。
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充电装置进行详细地说明。
参照图1-图6b,本申请实施例提供了一种充电装置及电子设备。充电装置包括控制模块11、第一开关121与至少一个第二开关以及多个电容。
第一开关121与第二开关可以为结构相同的开关,也可以为结构不同的开关。当至少一个第二开关的数量大于一个时,多个第二开关可以为结构相同的开关,也可以为结构不同的开关。第一开关121与第二开关可以为三极管、金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管、继电器等,也可以为由多个器件组成的开关管。电容可以为滤波电解电容。
至少一个第二开关的数量可以为一个,也可以为两个,还可以大于两个。多个电容的数量可以为第一开关与至少一个第二开关的数量之和。
在一种可选的充电装置的实施例中,至少一个第二开关的数量大于两个,该充电装置与图3的充电装置的结构类似,且在图3的充电装置的结构基础上对应增加第二开关与电容的数量。例如,充电装置包含的至少一个第二开关的数量为四个,且充电装置包含的多个电容的数量为五个。
通过增加第二开关与电容数量,能够满足更宽的输入电压范围和品质要求。在充电装置包含的多个电容的总体积相同时,多个电容的总电容值更大。相对地,在多个电容的总电容值相同时,多个电容的体积更小。
多个电容串联连接。
在多个电容中,两个相邻的电容之间,通过一个第二开关接地。
在多个电容中,第一个电容连接输入电压,最后一个电容通过第一开关接地。
其中,第一个电容和最后一个电容可以为通过将串联连接的多个电容按照预设方向排序确定的第一个电容与最后一个电容。
可选地,充电装置还包括:整流模块15,与控制模块11连接,用于接收输入电压并将整流后的整流电压输出至控制模块11。
参照图2以及图4所示的实施例,整流模块15的输入端与滤波模块14的输出端连接,整流模块15的输出端与控制模块11中的供电单元111的输入端连接。前述第一个电容连接的输入电压在本实施例中可以为经过整流模块15的整流电压。
参照图3以及图5所示的一个或多个实施例,滤波模块14的输出端与第一二极管171的一端连接,且第一二极管171的另一端与供电单元111的输入端连接。滤波模块14的输出端与第一二极管171的一端连接,且第一二极管171的另一端与供电单元111的输入端连接。滤波模块14的输出端与第二二极管172的一端连接,且第二二极管172的另一端与供电单元的输入端连接。
其中,第一二极管171与第二二极管172的正负极方向相反,由于二极管具有单向导电性,故通过第一二极管171和第二二极管172能够起到将滤波模块14的输出端输出的电压进行整流的作用,进而使得供电单元111接收到的电压为利用二极管整流后的二极管整流电压。输入电压为交流电压,既包含正值又包含负值,在输入电压经过二极管到达供电单元111后,供电单元111接收到的二极管整流电压为只包含非负值的电压,可参照图6a和图6b所示。
利用二极管对输入电压整流,能够使得控制模块11根据输入电压控制开关时无需经过整流模块15,即可达到对输入电压整流的效果。
参照图2、图3、图4以及图5所示,第一个电容连接的输入电压可以为HVDC(高压直流输电)处采集到的整流电压。该整流电压为输入电压经过整流模块15整流得到的。高压直流输电16,是利用稳定的直流电具有无感抗,容抗也不起作用,无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。本申请实施例中,高压直流输电16可视为一个用于采集电压值的预先设置的电压值采集点。
控制模块11根据输入电压,通过第一开关121和至少一个第二开关控制电容串联导通的数量,电容串联导通的数量与输入电压正相关。
输入电压可以为交流电压,在输入电压从零开始上升到该交流电压的峰值的过程中,电容串联导通的数量随着电压升高而增多。
在一些实施例中,控制模块11还可以根据输入电压经过整流得到的整流电压控制第一开关121和至少一个第二开关的导通与断开,以控制电容串联导通的数量,电容串联导通的数量与整流电压正相关。整流电压均为非负值,整流电压的电压示意图可参照图6a和图6b所示。
可选地,控制模块11包括供电单元111、采样单元112、处理器单元113以及驱动单元,其中:供电单元111,与采样单元112连接,用于在检测到整流电压达到启动电压阈值后,输出供电电压到采样单元112;采样单元112,与处理器单元113连接,用于对供电电压采样,输出采样电压值到处理器单元113;处理器单元113,与驱动单元连接,用于根据采样电压值所处的电压阈值区间输出对应的驱动控制信号到驱动单元;驱动单元,用于根据驱动控制信号驱动第一开关121与至少一个第二开关的导通或断开。
参照图2、图3、图4以及图5所示,供电单元111的输入端接收整流电压,供电单元111的输出端与采样单元112的输入端连接。供电单元111在检测到整流电压达到启动电压阈值之前,不输出供电电压到采样单元112。此时可视为控制模块11处于非工作状态。供电单元111在检测到整流电压达到启动电压阈值之后,持续输出供电电压到采样单元112。此时可视为控制模块11处于工作状态。
采样单元112的输出端与处理器单元113的输入端连接。
其中,处理器单元113可以为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元),是把CPU(Central Process Unit,中央处理器)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。
处理器单元113的输出端与驱动单元的输入端连接。驱动单元的数量可以为一个,也可以为多个。
在如图2、3所示的实施例中,单片机单元113的输出端与第一驱动单元114的输入端连接。第一驱动单元114,用于根据驱动控制信号驱动第一开关121与第一子开关122的导通或断开。
在附图未示出的另一个实施例中,单片机单元113的输出端分别与两个驱动单元的输入端连接,其中,第一个驱动单元用于根据驱动控制信号驱动第一开关121的导通或断开,第二个驱动单元用于驱动控制信号驱动第一子开关122的导通或断开。
在如图4、5所示的实施例中,单片机单元的输出端分别与第二驱动单元116、第三驱动单元117以及第四驱动单元118连接。第二驱动单元用于根据驱动控制信号驱动第一开关121的导通或断开,第三驱动单元用于驱动控制信号驱动第二子开关123的导通或断开,以及第四驱动单元用于驱动控制信号驱动第三子开关124的导通或断开。
另外,本申请实施例中的充电装置还可以用于大功率电源的辅助电源上,以实现减小电容的体积、重量和成本的技术效果。
下文中分别介绍两种具体的实施方式:
参照图1、图2、图3以及图6a,具体说明一种包含两个电容的充电装置的实施例。
可选地,至少一个第二开关包括第一子开关122;多个电容包括第一电容131和第二电容132;第一电容131与第二电容132串联连接;第一电容131与第二电容132之间,通过第一子开关122接地;第二电容132连接输入电压,第一电容131通过第一开关121接地。
在如图1、图2以及图3所示的一个或多个实施例中,至少一个第二开关的数量为一个,即至少一个第二开关包括第一子开关122,充电装置包含第一开关121与第一子开关122。多个电容的数量为两个,即多个电容包括第一电容131以及第二电容132。
第二电容132接入输入电压。第二电容132与第一电容131为相邻的两个电容。第二电容132与第一电容131之间通过第一子开关122接地,可以理解为,第二电容132的一端连接第一子开关122,且第一子开关122导通时接地,且第二电容132的该连接第一子开关的一端与第一电容131连接。第一电容131通过第一开关121接地。
可选地,在检测到整流电压达到第一工作电压阈值时,控制模块11控制第一子开关122导通且控制第一开关121断开,使得第二电容132接地并导通;在检测到整流电压达到第二工作电压阈值时,控制模块11控制第一开关121导通且控制第一子开关122断开,使得第一电容131与第二电容132串联接地并导通;其中,第二工作电压阈值大于第一工作电压阈值;在整流电压达到第二工作电压阈值后,充电装置在保持第一开关121导通且第一子开关122断开的状态下为负载供电。
整流电压可以为对交流电压进行整流后得到的电压。整流电压的电压波形参照图6a所示,整流电压的电压值均为非负值,且整流电压的电压值从零开始上升,直到该电压波形的峰值,从该峰值下降到零,再次从零上升到峰值,从峰值下降到零……不断重复电压值上升下降的过程。
第一开关121和第一子开关122的初始状态均可以为断开状态。则第一电容131和第二电容132均未接地导通,充电装置处于非工作状态。
在如图6a所示的t1时间点之前,控制模块11的供电单元接收整流电压,但整流电压的电压值小于第一工作电压阈值v1,此时,供电单元111不输出供电电压到采样单元,控制模块11处于非工作状态,不对第一开关121或第一子开关122进行任何控制。此处,第一工作电压阈值v1可以为供电单元111启动输出供电电压的启动电压阈值。
在如图6a所示的t1时间点,控制模块11检测到整流电压达到第一工作电压阈值v1,此时,控制模块11控制第一子开关122导通且控制第一开关121断开,使得第二电容132接地并导通。
在如图6a所示的t2时间点,控制模块11检测到整流电压达到第二工作电压阈值v2,此时,控制模块11控制第一开关121导通且控制第一子开关122断开,使得第一电容131与第二电容132串联接地并导通。且第二工作电压阈值v2大于第一工作电压阈值v1。
在如图6a所示的t2时间点之后,第一开关121保持导通且第一子开关122保持断开,则第一电容131与第二电容132保持串联接地并导通,充电装置在该状态下为负载供电。
需要注意的是,尽管整流电压的电压值不断重复电压值上升下降的过程,控制模块11仅在电压值第一次到达第一工作电压阈值v1时,即t1时间点,执行控制第一子开关122导通且控制第一开关121断开的开关控制动作,以及在电压值第一次达到第二工作电压阈值v2时,即t2时间点,执行控制第一开关121导通且控制第一子开关122断开的开关控制动作。当电压值第二次、第三次……第N次到达第一工作电压阈值v1时,控制模块11不再执行任何开关控制动作。同理,当电压值第二次、第三次……第N次到达第二工作电压阈值v2时,控制模块11不再执行任何开关控制动作。
通过在不同的输入电压下控制第一开关121以及第一子开关122的导通或断开,能够使得充电装置能够满足高输出功率的需求,理由如下:
充电装置的输出功率W的计算公式可参照下述公式:
W=1/2CV2
其中,C为充电装置的总电容值,V为充电装置的输入电压。
在输入电压较低的情况下,例如,整流电压的电压值大于等于第一工作电压阈值v1且小于第二工作电压阈值v2时,充电装置中仅有第二电容132接地导通,第一电容与第二电容并联,则充电装置中的总电容值C为第一电容131与第二电容132的电容值之和,总电容值C比第一电容131或第二电容132中的任意一个的电容值大。因此,在输入电压较低时,充电装置通过控制第一开关121和第一子开关122的导通与断开,控制电容串联导通的数量为一个,则此时充电装置的电容值较大,尽管输入电压较低,依然能满足较高的输出功率需求,且由于总电容值较大,电容的滤波效果更好,故充电装置能够提供低波纹输出,为负载供电时对电路起到稳定的作用。
在输入电压较高的情况下,例如,整流电压的电压值大于等于第二工作电压阈值v2时,充电装置中第一电容131与第二电容132串联接地并导通,则充电装置中的总电容值C为第一电容131与第二电容132的电容值倒数之和的倒数,总电容值C比第一电容131或第二电容132中的任意一个的电容值小,第一电容131或第二电容132的耐压增大。因此,在输入电压较高时,充电装置通过控制第一开关121和第一子开关122的导通与断开,控制电容串联导通的数量为两个,尽管此时充电装置的电容值较小,但输入电压较大,同样能满足较高的输出功率需求,且能够避免电容因为输入电压过高而损坏,达到高可靠性的效果。
可选地,控制模块还包括转换单元,其中:转换单元,与第一开关或第一子开关连接,用于接收驱动单元提供的第一电平,将第一电平转换为第二电平并输出到第一开关或第一子开关。
转换单元可以为非门,用于将低电平转换为高电平,或者,将高电平转换为低电平。当第一电平为高电平时,第二电平为低电平;当第一电平为低电平时,第二电平为高电平。高电平可以为驱动开关导通的电平,对应地,低电平可以为驱动开关断开的电平;或者,高电平可以为驱动开关断开的电平,对应地,低电平可以为驱动开关导通的电平。
在如图2以及图3所示的一个或多个实施例中,第一驱动单元114的输出端与第一子开关122连接,且第一驱动单元114的输出端与转换单元115的输入端连接,转换单元115的输出端与第一开关121连接。则采用转换单元能够利用第一驱动单元114提供的一个第一电平同步控制第一开关121导通和第一子开关122断开,或者,控制第一开关121断开和第一子开关122导通。
在另一些附图未示出的一个或多个实施例中,第一驱动单元114的输出端与第一开关121连接,且第一驱动单元114的输出端与转换单元115的输入端连接,转换单元115的输出端与第一子开关122连接。则采用转换单元能够利用第一驱动单元114提供的一个第一电平同步控制第一开关121导通和第一子开关122断开,或者,控制第一开关121断开和第一子开关122导通。
接下来,参照图1、图4、图5以及图6b,具体说明一种包含三个电容的充电装置的实施例。
可选地,至少一个第二开关包括第二子开关123和第三子开关124;多个电容包括第一电容131、第三电容133和第四电容134;第一电容131、第三电容133以及第四电容134串联连接;第一电容131与第三电容133之间,通过第二子开关123接地;第三电容133与第四电容134之间,通过第三子开关124接地;第四电容134连接输入电压,第一电容131通过第一开关121接地。
在如图4以及图5所示的一个或多个实施例中,至少一个第二开关的数量为两个,即至少一个第二开关包括第二子开关123和第三子开关124,充电装置包含第一开关121、第二子开关123和第三子开关124。多个电容的数量为三个,即多个电容包括第一电容131、第三电容133以及第四电容134。
第二电容132接入输入电压。第二电容132与第一电容131为相邻的两个电容。第二电容132与第一电容131之间通过第一子开关122接地,可以理解为,第二电容132的一端连接第一子开关122,且第一子开关122导通时接地,且第二电容132的该连接第一子开关的一端与第一电容131连接。第一电容131通过第一开关121接地。
第四电容134接入输入电压。第四电容134与第三电容133为相邻的两个电容。第四电容134与第三电容133之间,通过第三子开关124接地,可以理解为,第四电容134的一端与第三子开关124连接,且第三子开关124导通时接地,第四电容134的该连接第三子开关124的一端与第三电容133连接。
第三电容133与第一电容131为相邻的两个电容。第三电容133与第一电容131之间,通过第二子开关123接地,可以理解为,第三电容133的一端与第二子开关123连接,且第二子开关123导通时接地,第三电容133的该连接第二子开关123的一端与第一电容131连接。
第一电容131通过第一开关121接地。
可选地,在检测到整流电压达到第三工作电压阈值时,控制模块11控制第三子开关124导通,且控制第二子开关123和第一开关121断开,使得第四电容134接地并导通;在检测到整流电压达到第四工作电压阈值时,控制模块11控制第二子开关123导通,且控制第三子开关124和第一开关121断开,使得第四电容134与第三电容133串联接地并导通;其中,第四工作电压阈值大于第三工作电压阈值;在检测到整流电压达到第五工作电压阈值时,控制模块11控制第一开关121导通,且控制第二子开关123和第三子开关124断开,使得第四电容134、第三电容133与第一电容131串联接地并导通;其中,第五工作电压阈值大于第四工作电压阈值;在整流电压达到第五工作电压阈值后,充电装置在保持第一开关121导通且第二子开关123和第三子开关124断开的状态下为负载供电。
整流电压可以为对交流电压进行整流后得到的电压。整流电压的电压波形参照图6b所示,整流电压的电压值均为非负值,且整流电压的电压值从零开始上升,直到该电压波形的峰值,从该峰值下降到零,再次从零上升到峰值,从峰值下降到零……不断重复电压值上升下降的过程。
第一开关121、第二子开关123以及第三子开关124的初始状态均可以为断开状态。则第一电容131、第三电容133以及第四电容134均未接地导通,充电装置处于非工作状态。
在如图6b所示的t3时间点之前,控制模块11的供电单元接收整流电压,但整流电压的电压值小于第三工作电压阈值v3,此时,供电单元111不输出供电电压到采样单元,控制模块11处于非工作状态,不对第一开关121、第二子开关123或第三子开关124进行任何控制。此处,第三工作电压阈值v3可以为供电单元111启动输出供电电压的启动电压阈值。
在如图6b所示的t3时间点,控制模块11检测到整流电压达到第三工作电压阈值v3,此时,控制模块11控制第三子开关124导通,且控制第二子开关123和第一开关121断开,使得第四电容134接地并导通。
在如图6b所示的t4时间点,控制模块11检测到整流电压达到第四工作电压阈值v2,此时,控制模块11控制第二子开关123导通,且控制第三子开关124和第一开关121断开,使得第四电容134与第三电容133串联接地并导通。且第四工作电压阈值v4大于第三工作电压阈值v3。
在如图6b所示的t5时间点,控制模块11检测到整流电压达到第五工作电压阈值v5,此时,控制模块11控制第一开关121导通,且控制第二子开关123和第三子开关124断开,使得第四电容134、第三电容133与第一电容131串联接地并导通。且第五工作电压阈值v5大于第四工作电压阈值v4。
在如图6b所示的t5时间点之后,第一开关121保持导通且第二子开关123和第三子开关124保持断开,则第四电容134、第三电容133与第一电容131保持串联接地并导通,充电装置在该状态下为负载供电。
需要注意的是,尽管整流电压的电压值不断重复电压值上升下降的过程,控制模块11仅在电压值第一次到达第三工作电压阈值v3时,即t3时间点,执行控制第三子开关124导通,且控制第二子开关123和第一开关121断开的开关控制动作;控制模块11仅在电压值第一次达到第四工作电压阈值v4时,即t4时间点,执行控制第二子开关123导通,且控制第三子开关124和第一开关121断开的开关控制动作;控制模块11仅在电压值第一次达到第五工作电压阈值v5时,即t5时间点,执行控制第一开关121导通,且控制第二子开关123和第三子开关124断开的开关控制动作。当电压值第二次、第三次……第N次到达第三工作电压阈值v3时,控制模块11不再执行任何开关控制动作。同理,当电压值第二次、第三次……第N次到达第四工作电压阈值v4或第五工作电压阈值v5时,控制模块11不再执行任何开关控制动作。
输入电压的峰值通常是固定的,则对输入电压整流得到的整流电压的峰值也是固定值,故通过检测整流电压值到达特定阈值,能够确定整流电压对应的电压阈值区间,该电压阈值区间可以为多个电压阈值区间中该整流电压能够到达的最高的电压阈值区间,以确定与输入电压匹配的电路连接方式,控制各个开关的导通或断开,使充电装置能够满足较高的输出功率需求。
通过在不同的输入电压下控制第一开关121、第二子开关123以及第三子开关124的导通或断开,能够使得充电装置能够满足高输出功率的需求,理由与前述的包含两个电容的充电装置的实施例类似,此处不再赘述。
基于本申请实施例公开的充电装置,本申请实施例还公开一种电子设备,所公开的电子设备包括上文所述的充电装置。本申请实施例所指的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴装置等设备,本申请实施例不限制电子设备的具体种类。
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。
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 (5)

1.一种充电装置,其特征在于,所述充电装置包括控制模块、第一开关与至少一个第二开关以及多个电容,其中:
所述多个电容串联连接;
在所述多个电容中,两个相邻的电容之间,通过一个所述第二开关接地;
在所述多个电容中,第一个电容连接输入电压,最后一个电容通过所述第一开关接地;
所述控制模块根据所述输入电压,通过所述第一开关和所述至少一个第二开关控制所述电容串联导通的数量,所述电容串联导通的数量与所述输入电压正相关;
所述至少一个第二开关包括第二子开关和第三子开关;所述多个电容包括第一电容、第三电容和第四电容;
所述第一电容、所述第三电容以及所述第四电容串联连接;
所述第一电容与所述第三电容之间,通过所述第二子开关接地;
所述第三电容与所述第四电容之间,通过所述第三子开关接地;
所述第四电容连接所述输入电压,所述第一电容通过所述第一开关接地。
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:
整流模块,与所述控制模块连接,用于接收所述输入电压并将整流后的整流电压输出至所述控制模块。
3.根据权利要求2所述的充电装置,其特征在于,所述控制模块包括供电单元、采样单元、处理器单元以及驱动单元,其中:
所述供电单元,与所述采样单元连接,用于在检测到所述整流电压达到启动电压阈值后,输出供电电压到所述采样单元;
所述采样单元,与所述处理器单元连接,用于对所述供电电压采样,输出采样电压值到所述处理器单元;
所述处理器单元,与所述驱动单元连接,用于根据所述采样电压值所处的电压阈值区间输出对应的驱动控制信号到所述驱动单元;
所述驱动单元,用于根据所述驱动控制信号驱动所述第一开关与所述至少一个第二开关的导通或断开。
4.根据权利要求2所述的充电装置,其特征在于,
在检测到所述整流电压达到第三工作电压阈值时,所述控制模块控制所述第三子开关导通,且控制所述第二子开关和所述第一开关断开,使得所述第四电容接地并导通;
在检测到所述整流电压达到第四工作电压阈值时,所述控制模块控制所述第二子开关导通,且控制所述第三子开关和所述第一开关断开,使得所述第四电容与所述第三电容串联接地并导通;其中,所述第四工作电压阈值大于所述第三工作电压阈值;
在检测到所述整流电压达到第五工作电压阈值时,所述控制模块控制所述第一开关导通,且控制所述第二子开关和所述第三子开关断开,使得所述第四电容、所述第三电容与所述第一电容串联接地并导通;其中,所述第五工作电压阈值大于所述第四工作电压阈值;
在所述整流电压达到所述第五工作电压阈值后,所述充电装置在保持所述第一开关导通且所述第二子开关和所述第三子开关断开的状态下为负载供电。
5.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至4任一项所述的充电装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112787501B (zh) * 2021-01-28 2022-05-24 维沃移动通信有限公司 充电装置及电子设备
CN113972721A (zh) * 2021-10-29 2022-01-25 维沃移动通信有限公司 无线充电电路、方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587894A (en) * 1994-03-28 1996-12-24 Matsushita Electric Works, Ltd. Power source device
CN104883111A (zh) * 2015-06-25 2015-09-02 珠海格力电器股份有限公司 电机控制方法、装置和电机系统
CN111404363A (zh) * 2020-02-26 2020-07-10 华为技术有限公司 一种电容串并联切换电路及电子系统
CN112072766A (zh) * 2020-09-15 2020-12-11 维沃移动通信有限公司 充电设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323623B1 (en) * 1999-08-23 2001-11-27 Casio Computer Co., Ltd. Charging device and charging method thereof
WO2007046138A1 (ja) * 2005-10-19 2007-04-26 Limited Company Tm キャパシタを用いた蓄電装置とその制御方法
US8159091B2 (en) * 2009-04-01 2012-04-17 Chimei Innolux Corporation Switch circuit of DC/DC converter configured to conduct various modes for charging/discharging
JP6018097B2 (ja) * 2014-01-10 2016-11-02 萩原電気株式会社 バックアップ電源装置
US9977455B2 (en) * 2016-04-11 2018-05-22 Futurewei Technologies, Inc. Method and apparatus for filtering a rectified voltage
KR101870829B1 (ko) * 2017-07-07 2018-06-29 주식회사 커널로그 압전소자를 이용한 잔존 전하의 재사용이 가능한 에너지 수집 장치
CN111343768A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 台达电子企业管理(上海)有限公司 Led驱动装置及led驱动方法
CN112787501B (zh) * 2021-01-28 2022-05-24 维沃移动通信有限公司 充电装置及电子设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587894A (en) * 1994-03-28 1996-12-24 Matsushita Electric Works, Ltd. Power source device
CN104883111A (zh) * 2015-06-25 2015-09-02 珠海格力电器股份有限公司 电机控制方法、装置和电机系统
CN111404363A (zh) * 2020-02-26 2020-07-10 华为技术有限公司 一种电容串并联切换电路及电子系统
CN112072766A (zh) * 2020-09-15 2020-12-11 维沃移动通信有限公司 充电设备

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