CN113364085A - 一种充电电路、充电适配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种充电电路、充电适配方法及装置,充电电路包括:TypeC适配器、DCIN适配器、电容式充电器、电池和嵌入式控制器;其中,TypeC适配器与电容式充电器的输入端连接,电容式充电器的输入端还与DCIN适配器连接,电容式充电器的输出端与电池的输入端连接,嵌入式控制器与电池和电容式充电器连接;电容式充电器为具备输入电压减半处理和对输入电流翻倍处理功能的电容式充电器,电容式充电器的充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。本发明实施例设置了两种适配器,无论是采用哪种适配器都可以对系统供电、对电池进行充电,且对输入电压电流进行处理,进而可以在高效充电的模式下提高了充电效率。

Description

一种充电电路、充电适配方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机领域,特别涉及一种充电电路、充电适配方法及装置。
背景技术
一般的Buck充电架构通过H/L side MOSFET(即左/右侧金氧半场效晶体管)和储能元件切换充电,充电效率大概在90%上下;为了提高充电效率,也可以通过PPS adapter(即符合一种快速充电技术规范的适配器)对电池直接充电,虽然效率高,但会存在充电电流不足的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提出了一种充电电路、充电适配方法及装置,用以解决现有技术的如下问题:通过PPS adapter对电池直接充电,虽然效率高,但会存在充电电流不足的问题,影响整体充电性能。
一方面,本发明实施例提出了一种充电电路,包括:TypeC(C类型)适配器、DCIN(直流输入)适配器、电容式充电器、电池和嵌入式控制器;其中,所述TypeC适配器与所述电容式充电器的输入端连接,所述电容式充电器的输入端还与所述DCIN适配器连接,所述电容式充电器的输出端与所述电池的输入端连接,所述嵌入式控制器与所述电池和所述电容式充电器连接;所述电容式充电器为具备输入电压减半处理和对输入电流翻倍处理功能的电容式充电器,所述电容式充电器的充电模式至少包括:PTM(Pass Through Mode)模式、PWM(Pulse-width Modulation)模式。
在一些实施例中,电容式充电器包括:开关电容电源控制芯片,以及,与所述开关电容电源控制芯片连接的充电器;所述开关电容电源控制芯片的输入端与所述DCIN适配器和所述TypeC适配器连接,所述充电器的输出端与所述电池的输入端连接。
另一方面,本发明实施例提出了一种充电适配方法,应用在本发明任一实施例所述的充电电路中,包括:检测适配器的接入情况,其中,所述适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,所述充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
在一些实施例中,根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,包括:在接入的所述适配器为所述TypeC适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PTM模式;在接入的所述适配器为所述DCIN适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
在一些实施例中,将所述电容式充电器的充电模式配置为PTM模式之后,还包括:检测电池当前的充电电压;根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压。
在一些实施例中,根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压,包括:根据所述当前的充电电压确定所述TypeC适配器的电压控制设定值;将所述电压控制设定值发送至所述TypeC适配器,以使所述TypeC适配器根据所述电压控制设定值调整输出电压值。
另一方面,本发明实施例提出了一种充电适配装置,应用在本发明任一实施例所述的充电电路中,包括:第一检测模块,用于检测适配器的接入情况,其中,所述适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;确定模块,用于根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,所述充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
在一些实施例中,所述确定模块包括:第一确定单元,用于在接入的所述适配器为所述TypeC适配器的情况下,将电容式充电器的充电模式配置为PTM模式;第二确定单元,用于在接入的所述适配器为所述DCIN适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
在一些实施例中,还包括:第二检测模块,用于在电容式充电器的充电模式配置为PTM模式的情况下,检测电池当前的充电电压;调整模块,用于根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压。
在一些实施例中,所述调整模块,具体用于:根据所述当前的充电电压确定所述TypeC适配器的电压控制设定值;将所述电压控制设定值发送至所述TypeC适配器,以使所述TypeC适配器根据所述电压控制设定值调整输出电压值。
本发明实施例设置了两种适配器,因此可以对应两种充电模式,无论是采用哪种适配器都可以对系统供电、对电池进行充电,且设置了电容式充电器,能够在处于PTM模式的情况下对输入电压减半处理以及对输入电流翻倍处理,进而可以在高效充电的模式下升高了充电电流,进一步提高了充电效率,提升了整体充电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的PPS架构的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的充电电路的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的充电电路的优选结构示意图;
图4为本发明实施例提供的充电适配方法的流程图;
图5为本发明实施例提供的充电适配装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明,本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
现有PPS架构下adapter的结构可以如图1所示,其仅具有TypeC适配器,且在充电时,充电器采用PTM模式进行充电,TypeC适配器输出电压与电池电压一致,但输出电流较低,因此,现有通过PPS adapter对电池直接充电,虽然效率高,但会存在充电电流不足的问题,影响整体充电性能。
图1中的“8.4V,3A,65W”仅是一个具体数值的示例,并不对本发明构成限定,下述图中的“电压,电流,功率”等具体数字也均为示例,本领域技术人员可以根据实际需求进行对应设置。
本发明实施例提供了一种充电电路,其结构示意如图2所示,包括:
TypeC适配器1、DCIN适配器2、电容式充电器3、电池4和嵌入式控制器5;其中,TypeC适配器与电容式充电器的输入端连接,电容式充电器的输入端还与DCIN适配器连接,电容式充电器的输出端与电池的输入端连接,嵌入式控制器与电池和电容式充电器连接;电容式充电器为具备输入电压减半处理和对输入电流翻倍处理功能的电容式充电器,电容式充电器的充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
上述充电电路还可以如图3所示,图3中示出了电流走向示意及电压电流变化关系,电容式充电器3包括:开关电容电源控制芯片31,以及,与开关电容电源控制芯片31连接的充电器32;开关电容电源控制芯片31的输入端与DCIN适配器2和TypeC适配器1连接,充电器32的输出端与电池4的输入端连接。其中,Vbat为电池当前的充电电压。当采用TypeC适配器充电时,从TypeC适配器输出的电压为二倍的Vbat,在经过开关电容电源控制芯片时,进行了电压除以二以及电流乘以二的处理,进而输入电池的电压为电池当前电压,电流为升高二倍后的电流;然而,采用DCIN适配器充电时,DCIN适配器输出的电压就为一个固定值,其根据适配器确定,电压电流不进行变换,当经过充电器后输出的电压为电池当前的充电电压,电流为DCIN适配器与当前的充电电压的比值。
本发明实施例设置了两种适配器,因此可以对应两种充电模式,无论是采用哪种适配器都可以对系统供电、对电池进行充电,且设置了电容式充电器,能够在处于PTM模式的情况下对输入电压减半处理以及对输入电流翻倍处理,进而可以在高效充电的模式下升高了充电电流,进一步提高了充电效率,提升了整体充电性能。
本发明实施例还提供了一种充电适配方法,应用在本发明上述实施例提供的充电电路中,其流程如图4所示,包括步骤S401至S402:
S401,检测适配器的接入情况,其中,适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;
S402,根据适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
在根据适配器的接入情况确定充电模式的过程中,如果接入的适配器为TypeC适配器,则将电容式充电器的充电模式配置为PTM模式,如果接入的适配器为DCIN适配器,则将电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
本发明实施例在配置了两种适配器的情况下进行检测,每种适配器对应一种充电模式,进而可以对应两种充电模式,无论是采用哪种适配器都可以对系统供电、对电池进行充电,且支持快充模式,用户体验较好。
在将电容式充电器的充电模式配置为PTM模式之后,由于TypeC适配器采用了降压升流模式,因此需要检测电池当前的充电电压,进而根据当前的充电电压控制TypeC适配器的输入电压,以将输入电压减半处理和将输入电流翻倍处理。
在根据当前的充电电压控制TypeC适配器的输入电压时,可以根据当前的充电电压确定TypeC适配器的电压控制设定值;将电压控制设定值发送至TypeC适配器,以使TypeC适配器根据电压控制设定值调整输出电压值,以将输出电压值调整为当前的充电电压的二倍。具体实现时,上述电压控制设定值例如可以为VDM,进而将该VDM更新至TypeC适配器的PD中,以使得TypeC适配器调整输出电压至电池当前的充电电压的二倍。
本发明实施例在处于PTM模式的情况下对输入电压减半处理以及对输入电流翻倍处理,进而可以在高效充电的模式下升高了充电电流,进一步提高了充电效率,提升了整体充电性能。
本发明实施例提供的电路结构是Cap Convertor(即电容转换器)+Charger(即充电器)组合的形式,并接合软件控制电路的充电模式,充电效率可以提升至97%,且充电温度可以大大降低,例如,现有PPS架构的充电效率/充电电流/温度为88%/4A/81℃,而现在充电效率/充电电流/温度是97%/8A/58℃,明显得到了优化;另外也可以支持快充,满足PPS架构的使用;电路结构上少了inductor(即电感器)的使用,大大减少了空间的占用。
本发明实施例还提供了一种充电适配装置,应用在本发明实施例上述提供的充电电路中,具体实现时,可以设置在充电电路的嵌入式控制器中,或者,以嵌入式控制器的形式存在;该充电适配装置的结构示意如图5所示,包括:
第一检测模块10,用于检测适配器的接入情况,其中,适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;确定模块20,与第一检测模块10耦合,用于根据适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
上述确定模块可以包括:第一确定单元,用于在接入的适配器为TypeC适配器的情况下,将电容式充电器的充电模式配置为PTM模式;第二确定单元,用于在接入的适配器为DCIN适配器的情况下,将电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
本发明实施例在配置了两种适配器的情况下进行检测,每种适配器对应一种充电模式,进而可以对应两种充电模式,无论是采用哪种适配器都可以对系统供电、对电池进行充电,且支持快充模式,用户体验较好。
上述充电适配装置还可以包括:第二检测模块,与确定模块耦合,用于在电容式充电器的充电模式配置为PTM模式的情况下,检测电池当前的充电电压;调整模块,与第二检测模块耦合,用于根据当前的充电电压控制TypeC适配器的输入电压。具体实现时,上述调整模块具体用于:根据当前的充电电压确定TypeC适配器的电压控制设定值;将电压控制设定值发送至TypeC适配器,以使TypeC适配器根据电压控制设定值调整输出电压值,以将输出电压值调整为当前的充电电压的二倍。
本发明实施例在处于PTM模式的情况下对输入电压减半处理以及对输入电流翻倍处理,进而可以在高效充电的模式下升高了充电电流,进一步提高了充电效率,提升了整体充电性能。
此外,尽管已经在本文中描述了示例性实施例,其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如,各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释,并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例,其示例将被解释为非排他性的。因此,本说明书和示例旨在仅被认为是示例,真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外,在上述具体实施方式中,各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反,本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而,以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上对本发明多个实施例进行了详细说明,但本发明不限于这些具体的实施例,本领域技术人员在本发明构思的基础上,能够做出多种变型和修改实施例,这些变型和修改都应落入本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种充电电路,其特征在于,包括:
TypeC适配器、DCIN适配器、电容式充电器、电池和嵌入式控制器;其中,
所述TypeC适配器与所述电容式充电器的输入端连接,所述电容式充电器的输入端还与所述DCIN适配器连接,所述电容式充电器的输出端与所述电池的输入端连接,所述嵌入式控制器与所述电池和所述电容式充电器连接;所述电容式充电器为具备输入电压减半处理和对输入电流翻倍处理功能的电容式充电器,所述电容式充电器的充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
2.如权利要求1所述的充电电路,其特征在于,电容式充电器包括:
开关电容电源控制芯片,以及,与所述开关电容电源控制芯片连接的充电器;
所述开关电容电源控制芯片的输入端与所述DCIN适配器和所述TypeC适配器连接,所述充电器的输出端与所述电池的输入端连接。
3.一种充电适配方法,应用在权利要求1或2所述的充电电路中,其特征在于,包括:
检测适配器的接入情况,其中,所述适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;
根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,所述充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
4.如权利要求3所述的充电适配方法,其特征在于,根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,包括:
在接入的所述适配器为所述TypeC适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PTM模式;
在接入的所述适配器为所述DCIN适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
5.如权利要求4所述的充电适配方法,其特征在于,将所述电容式充电器的充电模式配置为PTM模式之后,还包括:
检测电池当前的充电电压;
根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压。
6.如权利要求5所述的充电适配方法,其特征在于,根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压,包括:
根据所述当前的充电电压确定所述TypeC适配器的电压控制设定值;
将所述电压控制设定值发送至所述TypeC适配器,以使所述TypeC适配器根据所述电压控制设定值调整输出电压值。
7.一种充电适配装置,应用在权利要求1或2所述的充电电路中,其特征在于,包括:
第一检测模块,用于检测适配器的接入情况,其中,所述适配器至少包括:TypeC适配器、DCIN适配器;
确定模块,用于根据所述适配器的接入情况确定电容式充电器的充电模式,其中,所述充电模式至少包括:PTM模式、PWM模式。
8.如权利要求7所述的充电适配装置,其特征在于,所述确定模块包括:
第一确定单元,用于在接入的所述适配器为所述TypeC适配器的情况下,将电容式充电器的充电模式配置为PTM模式;
第二确定单元,用于在接入的所述适配器为所述DCIN适配器的情况下,将所述电容式充电器的充电模式配置为PWM模式。
9.如权利要求8所述的充电适配装置,其特征在于,还包括:
第二检测模块,用于在电容式充电器的充电模式配置为PTM模式的情况下,检测电池当前的充电电压;
调整模块,用于根据所述当前的充电电压控制所述TypeC适配器的输入电压。
10.如权利要求9所述的充电适配装置,其特征在于,所述调整模块,具体用于:
根据所述当前的充电电压确定所述TypeC适配器的电压控制设定值;
将所述电压控制设定值发送至所述TypeC适配器,以使所述TypeC适配器根据所述电压控制设定值调整输出电压值。
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