CN1133258C - 一种对手机充电的方法及智能一体化充电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用智能充电器对手机进行充电的方法，包括以下步骤：智能充电器检测来自手机的通信信号或向手机发送识别信号；智能充电器识别手机是否与之相匹配；识别匹配正确后，智能充电器对手机中的电池进行充电；电池充满后，智能充电器停止对手机中的电池充电。本发明还公开了实现上述方法的装置—智能一体化充电器，该智能一体化充电器携带使用方便，可以和手机进行通信，能被手机识别并可有效减少手机本身体积和复杂度。

Description

一种对手机充电的方法及智能一体化充电器

本发明涉及移动终端的充电方法和移动终端的充电装置。

近年来，随着科技的发展和人们生活水平的提高，手机的使用变得越来越普遍。与手机相配的充电器作为手机配件的一个组成部分，是不可或缺的。目前手机用的充电器主要分为两大类：旅行充电器和台式充电器。旅行充电器是一种非智能化的充电器，它的作用相当于一个直流电源，仅仅提供电源给手机。对电池的充电电路及算法控制都由手机完成。台式充电器是一种低度智能化的充电器，它有内置的充电电路，可以对手机电池的充电过程实行智能化管理。另一方面，锂离子电池在手机中的应用越来越多，各手机生产厂家根据自己的手机特点及所采用的锂离子电池的特性，对电池的充电过程提出了各自特定的要求，要求使用专用的充电电路和充电器。由于锂离子电池本身的特性，不恰当的充电过程将有可能导致对手机和用户造成损害，甚至会发生爆炸。现有的手机充电器存在下列问题：1、充电器无法被手机所识别，只要接插件相匹配即可进行手机电池的充电，这样对于假冒伪劣商品存在着充电安全的隐患；2、手机中和充电器中各自都有一套充电电路，这样不但造成了资源的浪费，更重要的是还增大了手机本身的体积和复杂程度；3、携带和使用不便。用户在使用台式充电器时还不得不同时使用旅行充电器。

本发明的目的在于提出一种新的对手机的充电方法以及实现这种方法的一种携带使用方便，可以和手机进行通信，能被手机识别并可有效减少手机本身体积和复杂度的智能一体化手机充电器。

一种用智能充电器对手机进行充电的方法，包括以下步骤：

(1)智能充电器检测来自手机的通信信号，或智能充电器向手机发送识别信号；

(2)智能充电器检测到来自手机的通信信号后识别手机是否与之相匹配，或者智能充电器通过接收手机回传的确认信号识别手机是否与之相匹配；所述智能充电器检测到来自手机的通信信号后识别手机是否与之相匹配的过程包括：

(a)手机向智能充电器发送特定的信息；

(b)智能充电器接收到特定信息后，进行正确性判定；

(c)判断正确后，智能充电器向手机回传确认信息；

所述智能充电器通过接收手机回传的确认信号识别手机是否与之相匹配的过程包括：

(a)智能充电器向手机发送特定的信息；

(b)手机接收到特定信息后，进行正确性判定；

(c)判断正确后，手机向智能充电器回传确认信息；

(3)识别匹配正确后，智能充电器对手机中的电池进行充电，包括：

(a)识别匹配正确后，智能充电器向手机发送充电请求信号；

(b)手机接到充电请求后打开充电通路，并向智能充电器发送电池信息；

(c)智能充电器开始对手机中的电池进行充电；

(4)智能充电器通过处理手机传来的电池信息来判定电池是否充满，电池充满后，智能充电器停止对手机中的电池充电。

在充电过程中智能充电器同手机进行通信，交换电池及充电信息。

实现上述方法的一种智能一体化手机充电器，包括恒压限流模块、通信及控制模块、充电电路模块和通信接口模块；恒压限流模块的输入是交流电源(AC)，输出分为三路，第一路直接输出到手机上，为手机供电，第二路输出到通信及控制模块为其提供电源，第三路输出到充电电路模块；通信及控制模块分别与通信接口模块和充电电路模块相连，为充电电路模块提供充电控制信号，为通信接口模块提供通信信号；通信接口模块与手机相连，与手机进行通信；充电电路模块与手机相连，为手机内的电池充电。

智能一体化手机充电器还包括一个电池识别模块，这个电池识别模块与通信及控制模块相连接并通过通信及控制模块控制充电电路模块输出另一路充电信号到孤立电池上。

智能一体化手机充电器中的恒压限流模块包括依次顺序相连的整流模块、滤波模块、变压模块和滤波、限压限流控制模块。

智能一体化手机充电器中的通信接口模块是由RS232接口实现的。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明所述充电方法的详细流程图；

图2是智能一体化手机充电器的总体结构图；

图3是用ST6218实现通信及控制模块的示意图；

图4是恒压限流模块的结构图；

图5是相应的手机内部的充电过程示意图。

图1是本发明所述充电方法的详细流程图。如图1所示，第一步，当智能一体化手机充电器一接通交流电源，立即开始实时检测来自手机的通信信号，这类信号一般是手机通过异步串行通讯口向充电器发出识别信息。这种识别信息可以是特定的字符加密信息，也可以是一般的产品标识信息。一般情况下，这类信息数据量很小，但信息很重要。检测来自手机的通信信号的工作是由通信及控制模块来完成的。第二步，如果检测到来自手机的通信信号，智能一体化手机充电器立即同手机进行识别，这包括以下过程：(1)手机向智能充电器发送特定的信息；(2)智能充电器接收到特定信息后，进行正确性判定；(3)判断正确后，智能充电器向手机回传确认信息。也就是说，智能一体化手机充电器可以通过收到的特定信息来判断手机是否是与之相匹配的。如果特定的信息与智能一体化手机充电器内存有的信息相匹配，智能一体化手机充电器则认为手机是与之相匹配的，就向手机发出确认信号，完成识别过程。第三步，如果识别正确，则(1)智能充电器向手机发送充电请求信号；(2)手机接到充电请求后打开充电通路，并向智能充电器发送电池信息；(3)智能充电器开始对手机中的电池进行充电。手机中的MMI(人机界面)主程序调用手机电池检测线程将自己测得的电池信息(类型、温度)通过通讯线程发给智能一体化手机充电器的通讯控制模块。通讯控制模块通过此信息启动相应的充电算法，控制充电电路模块启动相应的充电进程，对手机电池进行充电。如对锂离子(LION)电池充电，则根据锂离子(LION)电池要求恒流恒压的充电模式，控制脉宽调制电路开关，使用不同的占空比调节输入电池电流的大小，来实现恒流恒压的充电过程。如果识别错误，说明充电非法，智能一体化手机充电器继续检测来自手机的其它通信信号。这里面有一个识别过程，识别的方法可以由各手机生产厂家自行设计，然后固化到智能一体化手机充电器和手机上，以保证使用的充电器合乎特定的要求。在充电的过程中，智能一体化手机充电器仍不断地同手机进行信息交流，不断从手机方面得到当时的电池电压、电池温度等信息，并定期向手机汇报充电状态信息，由手机报告给用户。如果双方的通信发生异常，不能及时恢复，智能一体化手机充电器将主动切断充电通路，终止充电进程以保证手机和电池的安全。第四步，电池充满后，智能充电器停止对手机中的电池充电。在这里，智能充电器通过处理手机传来的电池信息来判定电池是否充满。上面详细叙述了当手机主动向智能充电器发送识别信号时的充电方法的过程，本发明的另一个等效方案即由智能充电器主动向手机发送识别信号的技术方案，其原理和过程与上面描述的方案是基本一样的，可以类推，在这里不再赘述。

如图1所示，如果智能一体化手机充电器检测不到来自手机的通信信号，则可进一步检测是否需要对孤立电池进行充电。这部分工作也是由通信及控制模块完成的。如果需要对孤立电池进行充电，则由电池识别模块识别电池的类型，向通信及控制模块报告，再由通信及控制模块控制充电电路模块启动相应的充电算法对孤立电池进行充电。在对孤立电池的充电过程中，智能一体化手机充电器还可以实时检测来自手机的通信信号，如果检测到来自手机的通信信号，则可以自动转入与手机进行通信的程序，优先完成对手机内电池的充电。这部分工作仍然由通信及控制模块来完成。

如图2所示，智能一体化手机充电器包括恒压限流模块、通信及控制模块、充电电路模块和通信接口模块；恒压限流模块的作用是提供电压恒定的直流源；通信及控制模块的作用是负责与手机进行通信并实现充电算法的智能控制；充电电路模块则是具体充电算法的电路实现；通信接口模块为充电器与手机间的通信提供一个接口。当需要对孤立电池进行充电时，智能一体化手机充电器增加一个电池识别模块，它的作用是负责识别孤立电池的不同电池类型，向通信及控制模块报告，然后由通信及控制模块控制充电电路模块以适当的充电算法为孤立电池充电，此时智能一体化手机充电器的功能相当于传统的旅行充电器和台式充电器同时进行工作。本发明的核心在于通信及控制模块，它不但能实现对电池充电过程的智能化控制，还能与手机进行通信。通常来说，通信及控制模块是一个微处理器，也称微控制单元MCU，如可以用ST6218来实现。如图2所示，智能一体化手机充电器的输入是交流电源，至少具有三路输出。其中第一路输出是恒压限流模块直接输出到手机上，它可以为手机单独供电，这样能够保证手机在没有电池的情况下仍然能进行工作；第二路输出是充电器与手机的通信通路，负责传递握手信号、充电信息等；第三路输出是对手机中的电池进行充电的充电通路，由充电电路模块输出到手机上，为手机中的电池进行充电。当需要对孤立电池进行充电时，智能一体化手机充电器还可以增加一个电池识别模块和一个由充电电路模块引出的输出，直接为孤立电池进行充电。

图3是用ST6218实现通信及控制模块的示意图。如图3所示，微处理器ST6218中的A/D为数模转换信号线，主要用来采样；其中的TX、RX是收发信号线，VSS是地线，TX、RX和VSS相配合构成了ST6218的异步串行通信口，主要功能是用来和手机进行通信；PA1～PA5是ST6218的一组I/O信号线，ST6218根据内部固化的充电算法利用I/O信号线输出高低电平作为控制信号来控制开关管的通断，从而实现利用通断的占空比的不同来调节输出电流的大小，对电池进行充电。

图4描述了图2中恒压限流模块的结构。如图4所示，恒压限流模块由依次顺序相连的整流模块、滤波模块、变压模块和滤波、限压限流控制模块构成。交流电源输入恒压限流模块，经过整流、滤波，在开关控制芯(如TOP SWITCH)片的控制下，经过变压、滤波限流后输出。这一模块构成了通常意义上的恒压限流充电器，也就相当于现有的旅行充电器。如图4所示，恒压限流模块有三路输出，第一路直接输出到手机上，为手机供电；第二路输出到通信及控制模块上，为其提供电源，第三路成为充电电路模块的输入电压。

很明显，需要智能一体化手机充电器同手机共同配合工作才能顺利完成整个对手机内电池的充电过程。图5描述了手机内部的充电过程示意图。如图5所示，当智能一体化手机充电器与手机相连后，手机的Layerl层软件向MMI(人机界面)软件通知有附件插入，MMI软件将启动通信程序查询插入的附件。此时手机会发出握手信号，经识别，附件被确认为智能一体化手机充电器，MMI软件开始启动相应的充电程序线程，向智能一体化手机充电器传送关于电池的必要信息，同时打开手机电池的充电通路。在这里，可以用一个开关器件来控制手机充电通路的打开和关断。这时候，手机可以不依赖手机内的电池供电，可以转而依靠由智能一体化手机充电器提供的恒压直流电源进行工作。在充电过程中，手机定时侦测电池的电压及温度并及时与智能一体化手机充电器交换信息。如果发现电池情况异常，手机通知智能一体化手机充电器停止充电并关断手机的充电通路，同时可以向用户显示必要的信息。当充电结束后，MMI软件可以根据要求向用户显示信息和做必要的提示。

由以上的叙述可以看到，本发明提出了一种新的对手机的充电方法及装置，实现这种方法的装置是智能一体化手机充电器。这种智能一体化手机充电器携带使用方便，能够与手机进行交互式通信，保证了充电过程的安全高效；同时，由于智能一体化手机充电器实现了传统上的旅行充电器和台式充电器的一体化，所以只需要在充电器中设计充电电路而无需在手机中设计另外的充电电路，能有效地减小手机本身的体积和复杂程度，达到一举数得的有益效果。

Claims (6)

1、一种用智能充电器对手机进行充电的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)智能充电器检测来自手机的通信信号，或智能充电器向手机发送识别信号；

(2)智能充电器检测到来自手机的通信信号后识别手机是否与之相匹配，或者智能充电器通过接收手机回传的确认信号识别手机是否与之相匹配；所述智能充电器检测到来自手机的通信信号后识别手机是否与之相匹配的过程包括：

(a)手机向智能充电器发送特定的信息；

(b)智能充电器接收到特定信息后，进行正确性判定；

(c)判断正确后，智能充电器向手机回传确认信息；

所述智能充电器通过接收手机回传的确认信号识别手机是否与之相匹配的过程包括：

(a)智能充电器向手机发送特定的信息；

(b)手机接收到特定信息后，进行正确性判定；

(c)判断正确后，手机向智能充电器回传确认信息；

(3)识别匹配正确后，智能充电器对手机中的电池进行充电，包括：

(a)识别匹配正确后，智能充电器向手机发送充电请求信号；

(b)手机接到充电请求后打开充电通路，并向智能充电器发送电池信息；

(c)智能充电器开始对手机中的电池进行充电；

(4)智能充电器通过处理手机传来的电池信息来判定电池是否充满，电池充满后，智能充电器停止对手机中的电池充电。

2、如权利要求1所述的一种用智能充电器对手机进行充电的方法，其特征在于：在充电过程中智能充电器同手机进行通信，交换电池及充电信息。

3、一种智能一体化手机充电器，其特征在于：包括恒压限流模块、通信及控制模块、充电电路模块和通信接口模块；所述的恒压限流模块的输入是交流电源(AC)，输出分为三路，第一路直接输出到手机上，为手机供电，第二路输出到通信及控制模块为其提供电源，第三路输出到充电电路模块；所述的通信及控制模块分别与通信接口模块和充电电路模块相连，为充电电路模块提供充电控制信号，为通信接口模块提供通信信号；所述的通信接口模块与手机相连，与手机进行通信；所述的充电电路模块与手机相连，为手机内的电池充电。

4、如权利要求3所述的一种智能一体化手机充电器，其特征在于：所述的智能一体化手机充电器还包括一个电池识别模块，所述电池识别模块与通信及控制模块相连接并通过通信及控制模块控制充电电路模块输出另一路充电信号到孤立电池上。

5、如权利要求3所述的一种智能一体化手机充电器，其特征在于：所述的恒压限流模块包括依次顺序相连的整流模块、滤波模块、变压模块和滤波、限压限流控制模块。

6、如权利要求3所述的一种智能一体化手机充电器，其特征在于：所述的通信接口模块是由RS232接口实现的。

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