CN112838655A - 充电电路、电源适配器、电子设备及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充电电路、电源适配器、电子设备及充电方法,该充电电路包括依次连接的电力输入端、第一调压电路、第二调压电路和电力输出端,以及分别与电力输入端、第一调压电路、第二调压电路和电力输出端连接的控制器;控制器基于输入电压和输出电压确定第一目标电压,基于第一目标电压向第一调压电路发送第一调节信号,并向第二调压电路发送第二调节信号;第一调压电路将电力输入端接收的电力的电压调节为第一目标电压;第二调压电路将自第一调压电路接收的电力的电压调节为输出电压,并通过电力输出端向外输出电力。该充电电路能够基于输入电压和输出电压自适应调节第一调压电路的输出电压,具有较高的通用性。
Description
技术领域
本申请涉及充电电路技术领域,特别涉及一种充电电路、电源适配器、电子设备及充电方法。
背景技术
随着无线充电技术的普及,越来越多的电子设备具有无线充电功能,相应的越来越多的电子设备设置有用于对其他电子设备进行无线充电的无线充电装置,如越来越多的一体式电脑(AIO)和台式电脑上设置有无线充电装置。设置于电子设备上的无线充电装置需要从电子设备的电源模块取电,但不同电子设备的电源模块的输出电压可能不同,如一体式电脑的电源模块的输出电压通常为20V,而台式电脑的电源模块的输出电压通常为12V。无线充电装置通常仅能将特定的输入电压调节为特定的输出电压,并以此无线输出电力,这导致置于不同电子设备上的无线充电装置需要单独设计,无法兼容,进而导致电子设备的设计成本和生产成本较高。
申请内容
有鉴于现有技术中存在的上述问题,本申请提供了一种充电电路、电源适配器、电子设备及充电方法,本申请实施例采用的技术方案如下:
一种充电电路,包括依次连接的电力输入端、第一调压电路、第二调压电路和电力输出端,以及分别与所述电力输入端、所述第一调压电路、所述第二调压电路和所述电力输出端连接的控制器;
所述电力输入端用于与外部供电设备连接,并接收外部供电设备提供的电力;
所述控制器用于获取所述电力输入端的输入电压和所述电力输出端的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送第一调节信号,并向所述第二调压电路发送第二调节信号;
所述第一调压电路接收所述第一调节信号,将所述电力输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压;
所述第二调压电路接收所述第二调节信号,将自所述第一调压电路接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端向外输出电力。
在一些实施例中,所述控制器具体用于基于所述输入电压、所述输出电压和所述第一目标电压的关联关系确定所述第一目标电压。
在一些实施例中,所述控制器还用于:
基于所述输入电压和所述输出电压确定实时效率值,其中,所述实时效率值为所述电力输出端的输出功率与所述电力输入端的输入功率的比值;
基于所述实时效率值和预设效率值动态调节所述第一目标电压,以使所述实时效率值接近所述预设效率值。
在一些实施例中,还包括采样电路,所述控制器通过所述采样电路与所述电力输入端连接,所述控制器通过所述采样电路获取所述电力输入端的输入电压。
在一些实施例中,所述控制器通过所述电力输出端与外部用电设备交互,以确定所述电力输出端的输出电压。
在一些实施例中,所述控制器基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送方波信号,所述第一调压电路接收所述方波信号,将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
在一些实施例中,所述第一调压电路对所述电力输入端接收的电力进行升压处理或降压处理,以将接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
一种电源适配器,包括如上所述的充电电路。
一种电子设备,包括如上所述的充电电路。
一种充电方法,包括:
通过所述控制器获取电力输入端的输入电压和电力输出端的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送第一调节信号,并向所述第二调压电路发送第二调节信号;
利用所述第一调压电路将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压;
利用所述第二调压电路将自所述第一调压电路接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端向外输出电力。
本申请实施例的充电电路,其控制器能够基于输入电压和输出电压确定第一调压电路的第一目标电压,基于输入电压、第一目标电压和输出电压,向第一调压电路发送第一调节信号,以使第一调压电路将电力的电压调节为第一目标电压,并向第二调压电路发送第二调节信号,以使第二调压电路将电力的电压调节为输出电压。该充电电路能够基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。
附图说明
图1为本申请实施例的充电电路的结构框图;
图2为本申请实施例的充电电路的一个具体实施例的结构示意图;
图3为本申请实施例的充电方法的流程图。
具体实施方式
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
应理解的是,可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此,上述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例,并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时,鉴于以下详细说明,本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例;然而,应当理解,所申请的实施例仅仅是本申请的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此,本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
本申请实施例提供了一种充电电路,其包括依次连接的电力输入端、第一调压电路、第二调压电路、电力输出端及控制器,控制器分别与所述电力输入端、所述第一调压电路、所述第二调压电路和所述电力输出端连接;其中:
所述电力输入端用于与外部供电设备连接,并接收外部供电设备提供的电力;
所述控制器用于获取所述电力输入端的输入电压和所述电力输出端的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送第一调节信号,并向所述第二调压电路发送第二调节信号;
所述第一调压电路接收所述第一调节信号,将所述电力输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压;
所述第二调压电路接收所述第二调节信号,将自所述第一调压电路接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端向外输出电力。
本申请实施例的充电电路,其控制器能够基于输入电压和输出电压确定第一调压电路的第一目标电压,基于输入电压、第一目标电压和输出电压,向第一调压电路发送第一调节信号,以使第一调压电路将电力的电压调节为第一目标电压,并向第二调压电路发送第二调节信号,以使第二调压电路将电力的电压调节为输出电压。该充电电路能够基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。
以下结合具体实施例和附图对本申请实施例的充电电路的具体结构和原理进行详细说明。
在具体实施时,该充电电路可应用于电源适配器上,用于为电子设备供电。该充电电路也可应用于例如笔记本电脑、平板电脑及家用电器等电子设备上,用于该电子设备为另一电子设备供电。
参见图1所示,本申请实施例的充电电路包括依次连接的电力输入端10、第一调压电路20、第二调压电路30、电力输出端40及控制器50,控制器50分别与所述电力输入端10、所述第一调压电路20、所述第二调压电路30和所述电力输出端40连接。
所述电力输入端10用于与外部供电设备连接,并接收外部供电设备提供的电力。
从物理结构来看,该电力输入端10可采用多种不同的结构。例如,该电力输入端10可为符合特定协议的插头或插槽,也可为触片或针脚等结构。在应用于电源适配器上时,该外部供电设备可为市电供电设备。在应用于电子设备上时,该外部供电设备可为电子设备的电源适配器或其他供电电路。从供电电压来看,外部供电设备的供电电压可为例如9V、12V或20V等,此处不对外部供电设备的具体供电电压进行限定。
所述控制器50用于获取所述电力输入端10的输入电压和所述电力输出端40的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路20发送第一调节信号,并向所述第二调压电路30发送第二调节信号。
其中,该控制器50可为例如微控制单元(MCU)或嵌入式控制器50(EC)等。关于电力输入端10的输入电压,控制器50可通过采样电路60与电力输入端10连接,并通过所述采样电路60获取所述电力输入端10的输入电压。采样电路60结构简单,易于部署,并且能够准确检测电压。
关于电力输出端40的输出电压,以该充电电路以无线充电电路为例,所述控制器50可通过所述电力输出端40与外部用电设备交互,以确定所述电力输出端40的输出电压。具体的,控制器50可基于例如Qi协议、Power Matters Alliance(PMA)协议、Alliance forWireless Power(A4WP)协议、iNPOFi协议或Wi-Po协议与外部用电设备通信,以获取外部用电设备的用电电压,并基于外部用电设备的用电电压确定电力输出端40的输出电压。
当然,在具体实施时,电力输入端10也可基于与外部供电设备交互来确定外部供电设备的供电电压,或者,电力输出端40也可通过另一采样电路来确定外部用电设备的用电电压,继而确定电力输出端40的输出电压。
在确定电力输入端10的输入电压和电力输出端40的输出电压的情况下,可基于预设逻辑确定作为第一调压电路20的输出电压的第一目标电压,以实现自适应的确定第一调压电路20的输出电压的目的。在确定第一调压电路20的输出电压的情况下,则第二调压电路30的输入电压即已确定。控制器50可基于电力输入端10的输入电压和第一目标电压生成第一调节信号,向第一调压电路20发送该第一调节信号;控制器50还基于第一目标电压和电力输出端40的输出电压生成第二调节信号,向第二调压电路30发送该第二调节信号。
所述第一调压电路20接收所述第一调节信号,将所述电力输入端10接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
第一调压电路20可采用多种电路结构,以电力输入端10接收的电力为直流电力为例,该第一调压电路20可包括例如逆变电路、变压电路和整流电路,通过逆变电路可将直流电力逆变为交流电力。在具体实施时,该逆变电路可为高频逆变电路,高频逆变电路可基于第一调节信号生成高频振荡信号,该高频振荡信号与直流电力信号叠加,从而将直流电力逆变为交流电力,并将所述交流电力输送至所述变压电路。所述变压电路可包括初级线圈和次级线圈,初级线圈可与逆变电路连接,次级线圈与整流电路连接。变压电路接收逆变电路输出的交流电力,并进行电压转换。整流电路接收变压电路输出的交流电力,将交流电路整流为具有第一目标电压的直流电力。进一步的,该第一调压电路20还可包括电压反馈电路,该电压反馈电路用于检测所述变压电路输出的交流电力的实际电压,并将高频逆变电路反馈检测结果,使得高频逆变电路动态调节所述高频振荡信号,以使整流电路输出的直流电力的实际电压无线接近所述第一目标电压。
在另一个实施例中,该第一调压电路20可通过调节该直流电力的占空比来调节该直流电力的电压。控制器50在确定第一目标电压的情况下,可基于该第一目标电压确定第一目标占空比,基于该第一目标占空比生成具有第一目标占空比的第一方波信号,并向第一调压电路20发送该第一方波信号。第一调压电路20接收该第一方波信号,并基于该第一方波信号将电力输入端10接收的电力的占空比调节为第一目标占空比,以实现将将电力输入端10接收的电力的电压调节为所述第一目标电压的目的。通过调节占空比的方式来调节电力的电压,电路接收简单,易于实现,且电力损耗较小。
在又一个实施例中,该第一调压电路20可为升降压电路。在电力输入端10的输入电压高于电力输出端40的输出电压的情况下,该第一调压电路20对电力输入端10接收的电力执行升压处理。例如,在外部电源的供电电压为9V,而外部用电设备的用电电压为20V时,则该第一调压电路20执行升压处理。在电力输入端10的输入电压低于电力输出端40的输出电压的情况下,该第一调压电路20对电力输入端10接收的定力执行降压处理。例如,在外部电源的供电电压为20V,而外部用电设备的用电电压为5V时,则该第一调压电路20执行降压处理。通过将第一调压电路20配置为升降压电路,使得该充电电路具有较宽的应用范围,既能够利用低电压的电源为高电压的用电设备供电,也能够利用高电压的电源为低电压的用电设备供电。具体的,该升降压电路可为BUCK-BOOST电路。
所述第二调压电路30接收所述第二调节信号,将自所述第一调压电路20接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端40向外输出电力。
在不同的应用场景下,该第二调压电路30也可采用多种不同的电路结构。以电力输出端40通过有线方式为外部用电设备供电为例,该第二调压电力可包括另一变压电路,通过该另一变压电路将第一调压电路20输出的电力的电压调节为输出电压,也即,将第一调压电路20输出的电力的电压从第一目标电压调节至输出电压。此时,该输出电压可与用电设备的用电电压相同。
以电力输出端40通过无线方式向外部用电设备供电为例,此时该电力输出端40可为无线充电线圈。若第一调压电路20输出的电力为交流电力,则第二调压电路30可包括另一变压电路,通过该另一变压电路对第一调压电路20输出的电力进行二次调压,以将该交流电力的电压调节至输出电压,并输送至无线充电线圈,通过该无线充电线圈向外无线输出电力。
若第一调压电力输出的电力为直流电力,则第二调压电路30可包括另一变压电路和逆变电路,该另一变压电路用于调节电力的电压,该逆变电路用于将直流电力逆变为交流电力,并输送至无线充电线圈,以使无线充电线圈能够向外无线输出电力。具体的,该第二调压电路30可包括桥式逆变电路,该桥式逆变电路用于对电力进行二次调压,也用于将直流电力转化为交流电力,此时,该第二调节信号也可为方波信号。
在通过无线充电线圈向外无线输出电力的情况下,该输出电压可为外部用电设备的实际用电电压,也可为基于该无线充电线圈和外部用电设备的无线接收线圈的匝数比,以及外部用电设备的实际用电电压所确定的输出电压。
本申请实施例的充电电路,其控制器50能够基于输入电压和输出电压确定第一调压电路20的第一目标电压,基于输入电压、第一目标电压和输出电压,向第一调压电路20发送第一调节信号,以使第一调压电路20将电力的电压调节为第一目标电压,并向第二调压电路30发送第二调节信号,以使第二调压电路30将电力的电压调节为输出电压,使得该充电电路能够基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,也可为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。
在一些实施例中,所述控制器50可基于所述输入电压、所述输出电压和所述第一目标电压的关联关系确定所述第一目标电压。
具体的,可构建一关系表,该关系表中可包括不同的输入电压、输出电压及第一目标电压的关联关系。例如,该关系表中可记录有输入电压分别为5V、9V、12V、20V、24V或其他电压,以及输出电压分别为5V、9V、12V、20V、24V或其他电压的情况下,基于任意两个输入电压和输出电压所确定的第一目标电压。在确定电力输入端10的输入电压和电力输出端40的输出电压的情况下,可从该关系表中匹配与之相对应的第一目标电压,继而基于该第一目标电压分别生成第一调节信号和第二调节信号。当然,在实际应用时,也可通过其他数据结构来记录输入电压、输出电压和第一目标电压的关联关系。
该关系表中记录的通常为一些点值,可能出现基于输入电压和输出电压无法匹配到相应的第一目标电压的情况。在具体实施时,该控制器50还可配置有预设算法,在基于所述输入电压、所述输出电压和所述第一目标电压的关联关系,无法匹配到所述第一目标电压的情况下,可基于输入电压、输出电压和预设算法确定第一目标电压。例如,可基于预设的关系表中所记录的输入电压、输出电压以及第一目标电压的点值,拟合连续的关系曲线,基于该关系曲线确定第一目标电压。
在一些实施例中,所述控制器50还用于:
基于所述输入电压和所述输出电压确定实时效率值,其中,所述实时效率值为所述电力输出端40的输出功率与所述电力输入端10的输入功率的比值;
基于所述实时效率值和预设效率值动态调节所述第一目标电压,以使所述实时效率值接近所述预设效率值。
其中,预设效率值可为在特定输入电压、输出电压以及充电电路结构的情况下,理论上所能够达到的输出功率与输入功率的最大比值。当然,该预设效率值也可为基于实验所确定的所能够达到的输出功率和输入功率的最大比值。
以利用关系表记录输入电压、输出电压和第一目标电压的关联关系为例,该关系表中还可记录有与之相对应的预设效率值,控制器50可基于输入电压、输出电压和第一目标电压匹配到相对应的预设效率值。
供电过程中,控制器50利用通过例如采样电路确定电力输入端10的实际输入电压和电力输出端40的实际输出电压,并分别计算出电力输入端10的实际输入功率和电力输出端40的实际输出功率,继而确定实时效率值。之后,基于实时效率值和预设效率值动态调节第一目标电压,使得实时效率值无线接近预设效率值,以提高充电电路的效率,减少电能损耗。在具体实施时,该控制器50可利用例如PID(Proportion Integral Differential)算法来实现对第一目标电压的动态调节。
在具体实施时,配合图2所示,以该充电电路为无线充电电路为例,控制器50可为微控制单元51,微控制单元51通过采样电路60与电力输入端10连接,并通过采样电路60获取电力输入端10的输入电压。电力输出端40为无线充电线圈41,微控制单元51可通过该无线充电线圈41基于例如Qi协议与外部用电设备交互,以确定该无线充电线圈41的输出电压。
确定了电力输入端10的输入电压和无线充电线圈41的输出电压,微控制单元51可基于预置的关系表确定与输入电压和输出电压相对应的第一目标电压。微控制单元51基于该第一目标电压确定第一目标占空比,并基于该第一目标占空比生成作为第一调压信号的第一方波信号;微控制单元51还基于该第一目标电压生成第二调压信号。
第一调压电路20具体可为升降压电路21,该升降压电路21既能够执行升压操作,也能够执行降压操作,该升降压电路21基于第一方波信号将电力输入端10接收的直流电力调节为具有第一目标占空比的直流电力,以实现将电力输入端10接收的直流电力的电压调节为第一目标电压的目的。
第二调压电路30具体可为全桥逆变电路31,该全桥逆变电路31将直流电力的电压调节至电力输出端的输出电压,并将直流电力逆变为交流电力,进而将该交流电力输送至无线充电线圈41,通过无线充电线圈向外无线输出电力,以实现为外部用电设备充电的目的。
供电过程中,微控制单元51实时获取电力输入端10的实际输入电压和无线充电线圈41的实际输出电压,并计算电力输入端10的实际输入功率和无线充电线圈41的实际输出功率,继而基于该实际输入功率和实际输出功率确定该无线充电电路的实际效率值。基于实际效率值,以及与输入电压、输出电压和第一目标电压相关联的预设效率值,动态调节第一目标电压,相应的,动态调节第一方波信号和第二调节信号,以调节升降压电路21的实际输出电压,从而使得该无线充电电路的实际效率值无线接近预设效率值,提高该无线充电电路的效率,减少电能损耗。
本申请实施例还提供了一种电源适配器,其包括如上任一实施例所述的充电电路。由于上述充电电路能够基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,也可为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。所以,应用上述充电电路的电子设备也具有上述优点。
本申请实施例还提供了一种电子设备,其包括如上任一实施例所述的充电电路。由于上述充电电路能够基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,也可为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。所以,应用上述充电电路的电子设备也具有上述优点。具体的,该电子设备可为例如笔记本电脑、平板电脑、一体式电脑及家用电器等。
参见图3所示,本申请实施例还提供了一种充电方法,包括:
S1,通过所述控制器50获取电力输入端10的输入电压和电力输出端40的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路20发送第一调节信号,并向所述第二调压电路30发送第二调节信号。
从物理结构来看,该电力输入端10可采用多种不同的结构。例如,该电力输入端10可为符合特定协议的插头或插槽,也可为触片或针脚等结构。在应用于电源适配器上时,该外部供电设备可为市电供电设备。在应用于电子设备上时,该外部供电设备可为电子设备的电源适配器或其他供电电路。从供电电压来看,外部供电设备的供电电压可为例如9V、12V或20V等,此处不对外部供电设备的具体供电电压进行限定。
其中,该控制器50可为例如微控制单元(MCU)或嵌入式控制器50(EC)等。关于电力输入端10的输入电压,控制器50可通过采样电路60与电力输入端10连接,并通过所述采样电路60获取所述电力输入端10的输入电压。采样电路60结构简单,易于部署,并且能够准确检测电压。
关于电力输出端40的输出电压,以无线充电为例,所述控制器50可通过所述电力输出端40与外部用电设备交互,以确定所述电力输出端40的输出电压。具体的,控制器50可基于例如Qi协议、Power Matters Alliance(PMA)协议、Alliance for Wireless Power(A4WP)协议、iNPOFi协议或Wi-Po协议与外部用电设备通信,以获取外部用电设备的用电电压,并基于外部用电设备的用电电压确定电力输出端40的输出电压。
当然,在具体实施时,电力输入端10也可基于与外部供电设备交互来确定外部供电设备的供电电压,或者,电力输出端40也可通过另一采样电路来确定外部用电设备的用电电压,继而确定电力输出端40的输出电压。
在确定电力输入端10的输入电压和电力输出端40的输出电压的情况下,可基于预设逻辑确定作为第一调压电路20的输出电压的第一目标电压,以实现自适应的确定第一调压电路20的输出电压的目的。在确定第一调压电路20的输出电压的情况下,则第二调压电路30的输入电压即已确定。控制器50可基于电力输入端10的输入电压和第一目标电压生成第一调节信号,向第一调压电路20发送该第一调节信号;控制器50还基于第一目标电压和电力输出端40的输出电压生成第二调节信号,向第二调压电路30发送该第二调节信号。
S2,利用所述第一调压电路20将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
第一调压电路20可采用多种电路结构,以电力输入端10接收的电力为直流电力为例,该第一调压电路20可包括例如逆变电路、变压电路和整流电路,通过逆变电路可将直流电力逆变为交流电力。在具体实施时,该逆变电路可为高频逆变电路,高频逆变电路可基于第一调节信号生成高频振荡信号,该高频振荡信号与直流电力信号叠加,从而将直流电力逆变为交流电力,并将所述交流电力输送至所述变压电路。所述变压电路可包括初级线圈和次级线圈,初级线圈可与逆变电路连接,次级线圈与整流电路连接。变压电路接收逆变电路输出的交流电力,并进行电压转换。整流电路接收变压电路输出的交流电力,将交流电路整流为具有第一目标电压的直流电力。进一步的,该第一调压电路20还可包括电压反馈电路,该电压反馈电路用于检测所述变压电路输出的交流电力的实际电压,并将高频逆变电路反馈检测结果,使得高频逆变电路动态调节所述高频振荡信号,以使整流电路输出的直流电力的实际电压无线接近所述第一目标电压。
在另一个实施例中,该第一调压电路20可通过调节该直流电力的占空比来调节该直流电力的电压。控制器50在确定第一目标电压的情况下,可基于该第一目标电压确定第一目标占空比,基于该第一目标占空比生成具有第一目标占空比的第一方波信号,并向第一调压电路20发送该第一方波信号。第一调压电路20接收该第一方波信号,并基于该第一方波信号将电力输入端10接收的电力的占空比调节为第一目标占空比,以实现将将电力输入端10接收的电力的电压调节为所述第一目标电压的目的。通过调节占空比的方式来调节电力的电压,电路接收简单,易于实现,且电力损耗较小。
在又一个实施例中,该第一调压电路20可为升降压电路。在电力输入端10的输入电压高于电力输出端40的输出电压的情况下,该第一调压电路20对电力输入端10接收的电力执行升压处理。例如,在外部电源的供电电压为9V,而外部用电设备的用电电压为20V时,则该第一调压电路20执行升压处理。在电力输入端10的输入电压低于电力输出端40的输出电压的情况下,该第一调压电路20对电力输入端10接收的定力执行降压处理。例如,在外部电源的供电电压为20V,而外部用电设备的用电电压为5V时,则该第一调压电路20执行降压处理。通过将第一调压电路20配置为升降压电路,使得该方法具有较宽的应用范围,既能够利用低电压的电源为高电压的用电设备供电,也能够利用高电压的电源为低电压的用电设备供电。具体的,该升降压电路可为BUCK-BOOST电路。
S3,利用所述第二调压电路30将自所述第一调压电路20接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端40向外无线输出电力。
在不同的应用场景下,该第二调压电路30也可采用多种不同的电路结构。以电力输出端40通过有线方式为外部用电设备供电为例,该第二调压电力可包括另一变压电路,通过该另一变压电路将第一调压电路20输出的电力的电压调节为输出电压,也即,将第一调压电路20输出的电力的电压从第一目标电压调节至输出电压。此时,该输出电压可与用电设备的用电电压相同。
以电力输出端40通过无线方式向外部用电设备供电为例,此时该电力输出端40可为无线充电线圈。若第一调压电路20输出的电力为交流电力,则第二调压电路30可包括另一变压电路,通过该另一变压电路对第一调压电路20输出的电力进行二次调压,以将该交流电力的电压调节至输出电压,并输送至无线充电线圈,通过该无线充电线圈向外无线输出电力。
若第一调压电力输出的电力为直流电力,则第二调压电路30可包括另一变压电路和逆变电路,该另一变压电路用于调节电力的电压,该逆变电路用于将直流电力逆变为交流电力,并输送至无线充电线圈,以使无线充电线圈能够向外无线输出电力。具体的,该第二调压电路30可包括桥式逆变电路,该桥式逆变电路用于对电力进行二次调压,也用于将直流电力转化为交流电力,此时,该第二调节信号也可为方波信号。
在通过无线充电线圈向外无线输出电力的情况下,该输出电压可为外部用电设备的实际用电电压,也可为基于该无线充电线圈和外部用电设备的无线接收线圈的匝数比,以及外部用电设备的实际用电电压所确定的输出电压。
本申请实施例的充电方法,能够基于输入电压和输出电压确定第一调压电路20的第一目标电压,基于输入电压、第一目标电压和输出电压,向第一调压电路20发送第一调节信号,以使第一调压电路20将电力的电压调节为第一目标电压,并向第二调压电路30发送第二调节信号,以使第二调压电路30将电力的电压调节为输出电压,能够实现基于电源的供电电压和用电设备的用电电压进行自适应调节第一调压电路20的输出电压的目的,在无需增设额外的电压转换电路,也不需要对结构进行重新设计的情况下,就能够利用不同供电电压的电源,也可为不同用电电压的用电设备供电,具有较高的通用性,极大地降低了充电设备和电子设备厂商的设计成本和生产成本。
在一些实施例中,所述基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,包括:
基于所述输入电压、所述输出电压和所述第一目标电压的关联关系确定所述第一目标电压。
在一些实施例中,所述方法还包括:
通过所述控制器50基于所述输入电压和所述输出电压确定实时效率值,其中,所述实时效率值为所述电力输出端40的输出功率与所述电力输入端10的输入功率的比值;
基于所述实时效率值和预设效率值动态调节所述第一目标电压,以使所述实时效率值接近所述预设效率值。
在一些实施例中,所述通过所述控制器50获取电力输入端10的输入电压,包括:
利用所述控制器50通过采样电路60获取电力输入端10的输入电压,其中,所述采样电路60分别与所述控制器50和所述电力输入端10连接。
在一些实施例中,所述通过所述控制器50获取电力输出端40的输出电压,包括:
利用所述控制器50通过所述电力输出端40与外部用电设备交互,以确定所述电力输出端40的输出电压。
在一些实施例中,所述基于所述第一目标电压向所述第一调压电路20发送第一调节信号,包括:
基于所述第一目标电压向所述第一调压电路20发送方波信号;
相应的,利用所述第一调压电路20将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压,包括:
利用所述第一调压电路20基于所述方波信号,将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
在一些实施例中,所述利用所述第一调压电路20将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压,包括:
利用所述第一调压电路20对所述电力输入端10接收的电力进行升压处理或降压处理,以将接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例,不用于限制本申请,本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内,对本申请做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种充电电路,包括依次连接的电力输入端、第一调压电路、第二调压电路和电力输出端,以及分别与所述电力输入端、所述第一调压电路、所述第二调压电路和所述电力输出端连接的控制器;
所述电力输入端用于与外部供电设备连接,并接收外部供电设备提供的电力;
所述控制器用于获取所述电力输入端的输入电压和所述电力输出端的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送第一调节信号,并向所述第二调压电路发送第二调节信号;
所述第一调压电路接收所述第一调节信号,将所述电力输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压;
所述第二调压电路接收所述第二调节信号,将自所述第一调压电路接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端向外输出电力。
2.根据权利要求1所述的充电电路,其中,所述控制器具体用于基于所述输入电压、所述输出电压和所述第一目标电压的关联关系确定所述第一目标电压。
3.根据权利要求1所述的充电电路,其中,所述控制器还用于:
基于所述输入电压和所述输出电压确定实时效率值,其中,所述实时效率值为所述电力输出端的输出功率与所述电力输入端的输入功率的比值;
基于所述实时效率值和预设效率值动态调节所述第一目标电压,以使所述实时效率值接近所述预设效率值。
4.根据权利要求1所述的充电电路,其中,还包括采样电路,所述控制器通过所述采样电路与所述电力输入端连接,所述控制器通过所述采样电路获取所述电力输入端的输入电压。
5.根据权利要求1所述的充电电路,其中,所述控制器通过所述电力输出端与外部用电设备交互,以确定所述电力输出端的输出电压。
6.根据权利要求1所述的充电电路,其中,所述控制器基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送方波信号,所述第一调压电路接收所述方波信号,将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
7.根据权利要求1所述的充电电路,其中,所述第一调压电路对所述电力输入端接收的电力进行升压处理或降压处理,以将接收的电力的电压调节为所述第一目标电压。
8.一种电源适配器,包括如权利要求1-7任一项所述的充电电路。
9.一种电子设备,包括如权利要求1-7任一项所述的充电电路。
10.一种充电方法,包括:
通过所述控制器获取电力输入端的输入电压和电力输出端的输出电压,基于所述输入电压和所述输出电压确定第一目标电压,基于所述第一目标电压向所述第一调压电路发送第一调节信号,并向所述第二调压电路发送第二调节信号;
利用所述第一调压电路将所述电路输入端接收的电力的电压调节为所述第一目标电压;
利用所述第二调压电路将自所述第一调压电路接收的电力的电压调节为所述输出电压,并通过所述电力输出端向外输出电力。
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CN202011617963.8A CN112838655A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 充电电路、电源适配器、电子设备及充电方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023125252A1 (zh) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | 中兴通讯股份有限公司 | 充电控制方法、电子设备和计算机可读存储介质 |
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CN101626196A (zh) * | 2009-08-05 | 2010-01-13 | 华东交通大学 | 一种两级变流器的效率寻优控制方法 |
CN104734316A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 现代自动车株式会社 | 电池充电系统和方法 |
CN111740592A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 半导体元件工业有限责任公司 | 电源系统及使用能量转换效率控制功率级的控制参数的方法 |
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2020
- 2020-12-31 CN CN202011617963.8A patent/CN112838655A/zh active Pending
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