CN113765181A - 一种用于电源管理器的充电控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电源管理器的充电控制系统和方法，该系统包括微处理器，用于对待充电设备的充电，微处理器包括：电压监测单元，监测待充电设备的输出电压；电压匹配单元，通过电压关系表对输出电压进行匹配；电压计算单元，在匹配成功的情况下，结合电压关系表根据输出电压计算待充电设备的单节电池输出电压；电池参数获取单元，在单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过电压关系表根据输出电压得到待充电设备的电池电压和电池容量；充电控制单元，根据电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流。本发明实现了电池类型的自动识别和匹配，从而可以对不同类型的电池进行自动充电。

Description

一种用于电源管理器的充电控制系统和方法

技术领域

本发明涉及充电控制技术领域，尤其涉及一种用于电源管理器的充电控制系统和方法。

背景技术

电源管理器主要用于为电池进行充电，也可以用于直接供电，必要时还可以支持对设备的蓄电池实施维护。由于电池类型的多样化，电池电压和电池容量也各不相同，因而在充电过程中就会遇到很多问题，目前很多充电设备都是针对特定类型的电池进行充电，这使得在实际应用中不能采用同一充电设备对不同类型的电池进行充电，此外，在野外应急状态下，小容量充电宝、化学电池等也无法给笔记本电脑充电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电源管理器的充电控制系统和方法，用以解决对不同电池类型进行自动充电的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于电源管理器的充电控制系统，该系统包括微处理器，所述微处理器用于控制所述电源管理器对待充电设备的充电，所述微处理器包括：电压监测单元，用于监测待充电设备的输出电压；电压匹配单元，用于通过预先存储的电压关系表对所述待充电设备的输出电压进行匹配；电压计算单元，用于在所述电压匹配单元匹配成功的情况下，结合所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压计算所述待充电设备的单节电池输出电压；电池参数获取单元，用于在所述单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压得到所述待充电设备的电池电压和电池容量；以及充电控制单元，用于根据所述电池电压和所述电池容量设置所述待充电设备的充电电压和充电电流。

优选地，所述微处理器还包括：第一电量计算单元，用于在对待充电设备充电的过程中根据所述待充电设备的输出电压计算充电电量。

优选地，所述微处理器还包括：数据获取单元，用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过所述通信芯片获取所述待充电设备的电池电压和电池容量。

优选地，所述微处理器还包括：第二电量计算单元，用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对所述待充电设备充电的过程中通过所述通信芯片获取充电电量。

优选地，所述微处理器还包括：充电类型获取单元，用于获取充电类型，所述充电类型包括标准充电和快速充电；其中，所述充电控制单元还用于根据所述充电类型调节所述充电电压和所述充电电流。

相应地，本发明还提供了一种用于电源管理器的充电控制方法，所述电源管理器对待充电设备进行充电，该方法包括：监测待充电设备的输出电压；通过预先存储的电压关系表对所述待充电设备的输出电压进行匹配；在匹配成功的情况下，结合所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压计算所述待充电设备的单节电池输出电压；在所述单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压得到所述待充电设备的电池电压和电池容量；以及根据所述电池电压和所述电池容量设置所述待充电设备的充电电压和充电电流。

优选地，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在对待充电设备充电的过程中根据所述待充电设备的输出电压计算充电电量。

优选地，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过所述通信芯片获取所述待充电设备的电池电压和电池容量。

优选地，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对所述待充电设备充电的过程中通过所述通信芯片获取充电电量。

优选地，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：获取充电类型，所述充电类型包括标准充电和快速充电；以及根据所述充电类型调节所述充电电压和所述充电电流。

本发明通过预先存储的电压关系表并根据待充电设备的输出电压来获取到待充电设备的电池电压和电池容量，并据此计算得到充电电压和充电电流，实现了电池类型的自动识别和匹配，从而可以对不同类型的电池进行自动充电，也解决了野外小功率电源能给大功率设备充电的问题。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明提供的用于电源管理器的充电控制系统所包括的微处理器的框图；

图2是本发明提供的充电控制过程的流程图；以及

图3是本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

图1是本发明提供的用于电源管理器的充电控制系统的框图，其中，该充电控制系统包括微处理器，该微处理器用于控制电源管理器对待充电设备的充电，如图1所示，该微处理器包括电压监测单元101、电压匹配单元102、电压计算单元103、电池参数获取单元104和充电控制单元105。

电压监测单元101用于监测待充电设备的输出电压。一般来说，通过电池座对待充电设备进行充电，在待充电设备需要充电的情况下，可以将电池座与待充电设备连通，从而可以通过电池座识别到待充电设备的输出电压，这里，电池座识别到的待充电设备的输出电压也可以称为电池座识别电压。

电压匹配单元102用于通过预先存储的电压关系表对待充电设备的输出电压进行匹配。预先存储的电压关系表中存储了多种类型电池(根据不同电池电压来区分电池类型)的电池电压分别对应的待充电设备的输出电压范围和对应的电池容量及对应关系，也就是说，如果待充电设备的输出电压在预先存储的电压关系表中的待充电设备的输出电压范围可以找到，那么就可以采用本电源管理器对相应的待充电设备进行充电，因此，通过预先存储的电压关系表对待充电设备的输出电压进行匹配也就是检验电压监测单元101监测到的待充电设备的输出电压是否可以在预先存储的电压关系表存储的待充电设备的输出电压范围中找到，若可以找到，则匹配成功，若没有找到，则匹配不成功。应当理解，电池电压与待充电设备的输出电压范围和电池容量是一一对应的关系，也就是说，一种类型电池的电池电压对应一个待充电设备的输出电压范围和一个电池容量，电压关系表中存储了多种类型电池的电池电压及对应的多个待充电设备的输出电压范围和多个电池容量。

电压计算单元103用于在电压匹配单元匹配成功的情况下，结合预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压计算待充电设备的单节电池输出电压。预先存储的电压关系表中还存储了多种类型电池的电池电压与单节电池的数量之间的对应关系，具体来说，电压关系表中存储了多种类型的电池电压及对应的待充电设备的输出电压范围、电池容量和单节电池的数量。也就是说，通过预先存储的电压关系表，可以根据待充电设备的输出电压可以对应得到单节电池的数量(即有几节电池，在计算电池数量的时候，需要将计算结果向下取整，例如计算得到有3.6节电池，则认定为3节电池)。在得到单节电池的数量的情况下，根据待充电设备的输出电压通过简单的运算就可以得到待充电设备的单节电池输出电压。

电池参数获取单元104用于在单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压得到待充电设备的电池电压和电池容量。本领域技术人员应当理解，单节锂电池放电电压范围是固定的并且是可以预先知晓的。上文中已经描述了电压关系表中存储的参数，显然，通过预先存储的电压关系表，可以根据待充电设备的输出电压得到电池电压和电池容量。

充电控制单元105用于根据电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流。本领域技术人员应当理解，电池电压与充电电压之间的对应关系是固定的并且是本领域技术人员熟知的技术，在知晓电池电压的情况下，直接就可以得到充电电压，电池容量与充电电流之间存在固定的换算关系，可以通过电池容量计算出充电电流。

在充电控制单元105设置好待充电设备的充电电压和充电电流的情况下，启动对待充电设备的充电。

本发明提供的用于电源管理器的充电控制系统中的微处理器还包括第一电量计算单元(图中未示出)，该第一电量计算单元用于在对待充电设备充电的过程中根据待充电设备的输出电压计算充电电量。图1中所示的电压监测单元101实时监测待充电设备的输出电压，在对待充电设备充电的过程中，待充电设备随着充电过程的推进，其输出电压也在不断变化，因而可以根据待充电设备的输出电压的不同计算充电电量，在充电电量达到100％的情况下视为充电完成，结束充电过程，其中，可以在对待充电设备充电的过程中根据待充电设备的输出电压计算单节电池的输出电压，这里可以预先存储单节电池的输出电压与充电电量百分比的对应表，从而可以根据单节电池的输出电压得到充电电量。

还可以实时对充电电量进行显示，以使用户更加清楚目前待充电设备的充电情况，在显示的过程中，可以以高于最近百分比点作为当前充电电量进行显示，例如，百分比点为两位小数，即0％、1％、2％、3％，……，98％、99％、100％，当前充电电量为98.7％，那么所显示的充电电量可以为99％，当然这仅仅是示例，任何显示方式或显示规则均在本发明的保护范围之内。

在待充电设备的电池组中，有的有通信芯片，有的没有通信芯片，以上介绍了待充电设备的电池组中没有通信芯片的情况，下面介绍一下待充电设备的电池组包括通信芯片的情况，微处理器还包括数据获取单元(图中未示出)，该数据获取单元用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过通信芯片获取待充电设备的电池电压和电池容量。也就是说，在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，可以直接通过电池组中的通信芯片获取到待充电设备的电池电压和电池容量，同样，充电控制单元105可以根据通信芯片获取到的电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流，这里充电控制单元105的工作过程与上文中描述的电池组不包括通信芯片的情况类似，于此不予赘述。一般情况下，在有通信芯片的情况下，可以通过1-wire总线或I2C总线，按通信协议读取待充电设备的电池电压和电池容量。

此外，对于待充电设备的电池组包括通信芯片的情况，微处理器还包括第二电量计算单元，该第二电量计算单元用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对待充电设备充电的过程中通过通信芯片获取充电电量。也就是说，在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，可以直接通过电池组中的通信芯片获取到充电电量，同样，对于待充电设备的电池组包括通信芯片的情况，也可以对充电电量进行显示，显示方式或显示规则与上文中描述的电池组不包括通信芯片的情况类似，于此不予赘述。

本领域技术人员应当理解，待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下的第二电量计算单元与待充电设备的电池组不包括通信芯片的情况下的第一电量计算单元可以分别通过两个电量计算单元实现，也可以采用一个电量计算单元实现，在采用一个电量计算单元实现的情况下，既用于在待充电设备的电池组不包括通信芯片的情况下，在对待充电设备充电的过程中根据待充电设备的输出电压计算充电电量，又用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对待充电设备充电的过程中通过通信芯片获取充电电量。

此外，无论待充电设备的电池组是否包括通信芯片，本发明提供的用于电源管理器的充电控制系统中的微处理器还包括充电类型获取单元，该充电类型获取单元用于获取充电类型，充电类型包括标准充电和快速充电；其中，充电控制单元105还用于根据充电类型调节充电电压和充电电流。充电类型不同，电池容量与充电电流的对应关系也就不同，也就是说，标准充电情况下的电池容量与充电电流的对应关系是和快速充电情况下的电池容量与充电电流的对应关系不同的，因而，充电控制单元105可以根据充电类型对充电电压和充电电流进行调节，一般来说，对于不同的充电类型，充电电压可以一样，但充电电流是不一样的。举例来说，标准充电情况下，电池容量与充电电流的对应关系可以为：I＝0.2C；快速充电情况下，电池容量与充电电流的对应关系可以为：I＝0.5C。其中，I表示充电电流，C表示电池容量。

图2是本发明提供的充电控制过程的流程图，如图2所示，该流程包括：

步骤201，监测待充电设备的输出电压，即电压监测单元101对待充电设备的输出电压进行监测。

步骤202，通过电压关系表对待充电设备的输出电压进行匹配，即电压匹配单元102在预先存储的电压关系表中查找待充电设备的输出电压是否在所存储的待充电设备的输出电压范围内。

步骤203，判断是否匹配成功，若待充电设备的输出电压在所存储的待充电设备的输出电压范围内，则匹配成功，执行步骤204，若匹配不成功，执行步骤209。

步骤204，计算待充电设备的单节电池输出电压，即电压计算单元103结合预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压计算待充电设备的单节电池输出电压。

步骤205，判断待充电设备的单节电池输出电压是否在单节锂电池放电电压范围内，若判断结果为是，则执行步骤206，否则，执行步骤209。

步骤206，通过电压关系表得到待充电设备的电池电压和电池容量，即电池参数获取单元104通过预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压得到待充电设备的电池电压和电池容量。

步骤207，设置待充电设备的充电电压和充电电流，即充电控制单元105根据电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流。

步骤208，启动充电，即开始对待充电设备进行充电。

步骤209，停止流程，即不对待充电设备进行充电。

以上描述了一种用于电源管理器的自动充电的启动过程(即自动充电模式)，当然也可以通过手动方式进行充电，在手动充电模式下，可以通过电池参数获取单元直接获取到电池电压和电池容量(电池电压和电池容量是通过技术人员手动输入的)，充电控制单元根据电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流，一般情况下，采用手动充电模式的待充电设备，其电池组中是不包括通信芯片的。此外，手动充电模式下，也可以对充电电量进行显示，充电电量的计算方式和显示方式或显示规则与上文中描述的自动充电模式下电池组不包括通信芯片的情况类似，于此不予赘述。

图3是本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法的流程图，电源管理器对待充电设备进行充电，如图3所示，该方法包括：

步骤301，监测待充电设备的输出电压；

步骤302，通过预先存储的电压关系表对待充电设备的输出电压进行匹配；

步骤303，在匹配成功的情况下，结合预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压计算待充电设备的单节电池输出电压；

步骤304，在单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过预先存储的电压关系表根据待充电设备的输出电压得到待充电设备的电池电压和电池容量；

步骤305，根据电池电压和电池容量设置待充电设备的充电电压和充电电流。

其中，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在对待充电设备充电的过程中根据待充电设备的输出电压计算充电电量。

其中，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过通信芯片获取待充电设备的电池电压和电池容量。

其中，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对待充电设备充电的过程中通过通信芯片获取充电电量。

其中，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法还包括：获取充电类型，充电类型包括标准充电和快速充电；以及根据充电类型调节所述充电电压和所述充电电流。

需要说明的是，本发明提供的用于电源管理器的充电控制方法的具体细节及益处与本发明提供的用于电源管理器的充电控制系统类似，于此不予赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于电源管理器的充电控制系统，该系统包括微处理器，所述微处理器用于控制所述电源管理器对待充电设备的充电，其特征在于，所述微处理器包括：

电压监测单元，用于监测待充电设备的输出电压；

电压匹配单元，用于通过预先存储的电压关系表对所述待充电设备的输出电压进行匹配；

电压计算单元，用于在所述电压匹配单元匹配成功的情况下，结合所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压计算所述待充电设备的单节电池输出电压；

电池参数获取单元，用于在所述单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压得到所述待充电设备的电池电压和电池容量；以及

充电控制单元，用于根据所述电池电压和所述电池容量设置所述待充电设备的充电电压和充电电流。

2.根据权利要求1所述的用于电源管理器的充电控制系统，其特征在于，所述微处理器还包括：

第一电量计算单元，用于在对待充电设备充电的过程中根据所述待充电设备的输出电压计算充电电量。

3.根据权利要求1所述的用于电源管理器的充电控制系统，其特征在于，所述微处理器还包括：

数据获取单元，用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过所述通信芯片获取所述待充电设备的电池电压和电池容量。

4.根据权利要求3所述的用于电源管理器的充电控制系统，其特征在于，所述微处理器还包括：

第二电量计算单元，用于在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对所述待充电设备充电的过程中通过所述通信芯片获取充电电量。

5.根据权利要求2或4所述的用于电源管理器的充电控制系统，其特征在于，所述微处理器还包括：

充电类型获取单元，用于获取充电类型，所述充电类型包括标准充电和快速充电；

其中，所述充电控制单元还用于根据所述充电类型调节所述充电电压和所述充电电流。

6.一种用于电源管理器的充电控制方法，所述电源管理器对待充电设备进行充电，其特征在于，该方法包括：

监测待充电设备的输出电压；

通过预先存储的电压关系表对所述待充电设备的输出电压进行匹配；

在匹配成功的情况下，结合所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压计算所述待充电设备的单节电池输出电压；

在所述单节电池输出电压在单节锂电池放电电压范围内的情况下，通过所述预先存储的电压关系表根据所述待充电设备的输出电压得到所述待充电设备的电池电压和电池容量；以及

根据所述电池电压和所述电池容量设置所述待充电设备的充电电压和充电电流。

7.根据权利要求6所述的用于电源管理器的充电控制方法，其特征在于，该方法还包括：

在对待充电设备充电的过程中根据所述待充电设备的输出电压计算充电电量。

8.根据权利要求6所述的用于电源管理器的充电控制方法，其特征在于，该方法还包括：

在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，通过所述通信芯片获取所述待充电设备的电池电压和电池容量。

9.根据权利要求8所述的用于电源管理器的充电控制方法，其特征在于，该方法还包括：

在待充电设备的电池组包括通信芯片的情况下，在对所述待充电设备充电的过程中通过所述通信芯片获取充电电量。

10.根据权利要求7或9所述的用于电源管理器的充电控制方法，其特征在于，该方法还包括：

获取充电类型，所述充电类型包括标准充电和快速充电；以及

根据所述充电类型调节所述充电电压和所述充电电流。

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