CN113949123A - 电子设备及充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电子设备,包括充电接口、电池、充电模块以及电源管理芯片。充电接口用于接入电源适配器,充电模块连接于充电接口和电池的正极之间,充电模块包括并联连接的两个充电路径开关,两个充电路径开关用于同时导通或者同时断开,而导通或断开充电接口和电池的正极之间的连接。电源管理芯片与充电模块以及充电接口连接,用于在侦测到充电接口接入电源适配器后,控制两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池的正极之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关后形成充电电流,为所述电池充电。本申请还提供一种充电控制方法。本申请可以通过较低成本实现快速充电。

Description

电子设备及充电控制方法
技术领域
本申请涉及充电技术领域,尤其涉及一种具有可充电电池的电子设备及其充电控制方法。
背景技术
目前,手机、平板电脑等电子设备已经被广泛使用,而电子设备中一般配备可充电电池,可以被反复充电。目前的电子设备中,充电方式一般包括以小电流充电的常规充电方式和以大电流充电的快速充电方式。例如,如果充电电流要求1A(安培)以内,一般采用常规线性充电这一常规充电方式,如果充电电流超过1A,充电效率会下降,温升会急剧增大,而不符合安规要求,此时常规线性充电将难以满足要求。目前的解决方案是改为PWM(脉宽调制)开关电源的方式充电这一快速充电方式,但是开关电源的方式的硬件实现的价格成本高。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备及充电控制方法,可以通过低成本方案,实现在确保温升满足安规要求下进行快速充电。
第一方面,提供一种电子设备,所述电子设备包括充电接口、电池、充电模块以及电源管理芯片。所述充电接口用于接入电源适配器,所述充电模块连接于所述充电接口和所述电池的正极之间,所述充电模块包括并联连接的两个充电路径开关,所述两个充电路径开关用于同时导通或者同时断开,而导通或断开所述充电接口和所述电池的正极之间的连接。所述电源管理芯片与所述充电模块以及所述充电接口连接,用于在侦测到所述充电接口接入电源适配器后,控制所述两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池的正极之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关后形成充电电流,为所述电池充电。
第二方面,本申请实施例提供一种充电控制方法,应用于一电子设备中,所述充电控制方法包括:侦测所述电子设备的充电接口是否有电源适配器接入;在侦测到所述电子设备的充电接口有电源适配器接入时,启动所述电子设备的充电模块,控制所述充电模块中的两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关提供至所述电池的正极,为所述电池充电,其中,所述两个充电路径开关并联连接于所述充电接口和所述电池之间。
可以看出,在本申请实施例中,由于所述充电模块中设置并联连接的两个充电路径开关,所述电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关提供至所述电池的正极,通过所述充电路径开关分流,使得通过每个充电路径开关的电流较低,有效降低了每个充电路径开关的发热量和温度,满足安规要求,而通过所述两个充电路径开关汇总后形成充电电流,又能有效提升充电电流,实现快速充电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例中的电子设备的示意出部分结构的结构框图。
图2为本申请一实施例中的电子设备的部分结构的具体电路图。
图3为本申请一实施例中的电子设备的电源管理芯片的内部结构示意图。
图4为本申请一实施例中的示意出电池的各个充电阶段的示意图。
图5为本申请另一实施例中的电子设备的部分结构的具体电路图。
图6为本申请一实施例中的充电控制方法的流程图。
图7为图6中步骤605在一实施例中的子流程图。
图8为图6中步骤607在一实施例中的子流程图。
图9为图6中步骤609在一实施例中的子流程图。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
其中,本申请的“连接”包括了“直接连接”、“间接连接”,所述“电连接”也包括了“直接电连接”和“间接电连接”,且本申请中的“连接”一般包括了“电连接”的关系。
本申请中的电子设备可以包括手机、平板电脑等手持设备,也可包括车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备,以及各种形式的用户设备(User Equipment,UE),移动台(Mobile Station,MS),终端设备(terminal device)等等。
请参阅图1,为本申请一实施例中的电子设备100示意出部分结构的结构框图。如图1所示,所述电子设备100包括充电接口1、电池2、充电模块3以及电源管理芯片4。所述充电接口1用于接入电源适配器200,所述充电模块3连接于所述充电接口1和所述电池2的正极21之间,所述充电模块3包括并联连接的两个充电路径开关31、32,所述两个充电路径开关31、32相应并联连接于所述充电接口1和所述电池2的正极21之间,所述两个充电路径开关31、32用于同时导通或者同时断开,而导通或断开所述充电接口1和所述电池2的正极21之间的连接。所述电源管理芯片4与所述充电模块3以及所述充电接口1连接,用于在侦测到所述充电接口1接入电源适配器200后,控制所述两个充电路径开关31、32同时导通,而导通所述充电接口1和所述电池2的正极21之间的连接,使得所述电源适配器200输出的电流同时通过所述两个充电路径开关31、32后形成充电电流,为所述电池2充电。
从而,本申请中,由于所述充电模块3中设置并联连接的两个充电路径开关31、32,所述电源适配器200输出的电流同时通过所述两个充电路径开关31、32提供至所述电池2的正极21,通过所述充电路径开关31、32分流,使得通过每个充电路径开关31、32的电流较低,有效降低了每个充电路径开关的发热量和温度,满足安规要求,而通过所述两个充电路径开关31、32汇总后形成充电电流,又能有效提升充电电流,实现快速充电,且无需采用开关电源的方式,降低了成本。
如图1所示,所述充电模块3还包括输入端301以及输出端302,所述输入端301与所述充电接口1连接,所述输出端302与所述电池2的正极21连接,所述两个充电路径开关31、32并联连接于所述输入端301和所述输出端302之间,所述输入端301用于接收电源适配器200输出的电流,并通过所述两个充电路径开关31、32分流后传输至所述输出端302进行汇合,再通过所述输出端302输出用于为所述电池2充电的充电电流。
如图1所示,所述电源管理芯片4还与所述电池2的正极21连接,所述电源管理芯片4还用于获取所述电池2的电压,并根据所述电池2的电压,调节所述充电模块3输出的充电电流的大小。
即,所述电池管理芯片4在控制所述两个充电路径开关31、32同时导通,而通过所述两个充电路径开关31、32将电源适配器200提供的电流分流传输至所述输出端302进行汇合,再通过所述输出端302输出该用于为所述电池2充电的充电电流后,还根据所述电池2的电压,调节所述充电模块3输出的充电电流的大小。
所述电源管理芯片4通过控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度,而调节所述充电模块3输出的充电电流。即,在一些实现方式中,调节所述充电模块3输出的充电电流的大小是通过控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度来实现的。具体的,所述两个充电路径开关31、32在导通后,所述充电接口1和所述电池2的正极21之间的连接被导通,使得所述电源适配器200输出的电流同时通过所述两个充电路径开关31、32后形成充电电流,为所述电池2充电,而由于所述两个充电路径开关31、32的导通程度不同,电阻值不同,而由于电源适配器200输出的电压一般不变,例如为5V,因此,根据欧姆定律U/R=I可知,所述两个充电路径开关31、32的导通程度而电阻不同时,会使得充电电流不同。因此,本申请中,所述电源管理芯片4通过控制所述两个充电路径开关31、32的导通程度,而可调节所述充电模块3输出的充电电流。
进一步的,如图1所示,所述两个充电路径开关31、32均包括受控端P0、第一连接端P1以及第二连接端P2,所述两个充电路径开关31、32的第一连接端P1连接在一起,并与所述输入端301连接,所述两个充电路径开关31、32的第二连接端P2连接在一起,并与所述输出端302连接。所述电源管理芯片4与所述两个充电路径开关31、32的受控端P0电连接,而用于控制输出驱动电压至所述两个充电路径开关31、32的受控端P0,而控制所述两个充电路径开关31、32同时导通,所述电源管理芯片并控制调节所述驱动电压的大小,而控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度。
如图1所示,所述充电模块3还包括隔离驱动电路33,所述隔离驱动电路33连接于所述两个充电路径开关31、32的受控端P0以及所述电源管理芯片4之间,所述电源管理芯片4具体为用于通过所述隔离驱动电路33输出驱动电压至所述两个充电路径开关31、32的受控端P0。
即,本申请中,所述电源管理芯片4是通过所述隔离驱动电路33与所述两个充电路径开关31、32的受控端P0电连接,而控制所述隔离驱动电路33而输出驱动电压至所述两个充电路径开关31、32的受控端P0。
其中,所述隔离驱动电路33用于将所述电源管理芯片4输出的驱动电压传递至两个充电路径开关31、32的受控端P0,同时用于防止电池2的电流倒流至所述充电接口1,更具体的说明将在下面进行介绍。
显然,在其他实施例中,所述电源管理芯片4也可以直接与所述两个充电路径开关31、32的受控端P0连接,而直接输出驱动电压至所述两个充电路径开关31、32的受控端P0。
如图1所示,所述电子设备100还包括路径开关温度侦测模块5,所述路径开关温度侦测模块5用于侦测所述两个充电路径开关31、32的温度而得到第一温度侦测结果。其中,所述电源管理芯片4还与所述路径开关温度侦测模块5连接,用于根据所述第一温度侦测结果确定所述两个充电路径开关31、32的温度,并根据所述两个充电路径开关31、32的温度控制调节所述充电模块3输出的充电电流,具体的,通过控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度而调节所述充电模块3输出的充电电流。
具体的,所述电源管理芯片4可在所述两个充电路径开关31、32的温度大于第一温度阈值时,控制降低充电电流,即,降低所述两个充电路径开关31、32的导通程度而降低充电电流。所述电源管理芯片4并在所述两个充电路径开关31、32的温度小于第二温度阈值时,控制进行大电流充电,具体的,所述电源管理芯片4控制所述两个充电路径开关31、32处于完全导通状态,而提升充电电流至大电流。其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。
如图1所示,所述电子设备100还包括电池温度侦测模块6,所述电池温度侦测模块6用于侦测所述电池2的温度而得到第二温度侦测结果。其中,所述电源管理芯片4还与所述电池温度侦测模块6连接,还用于根据所述第二温度侦测结果确定所述电池的温度,并根据所述电池的温度控制调节所述充电模块3输出的充电电流,具体的,通过控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度而调节所述充电模块3输出的充电电流。
具体的,所述电源管理芯片4可在所述电池2的温度大于第三温度阈值时,控制降低充电电流,即,降低所述两个充电路径开关31、32的导通程度而降低充电电流。所述电源管理芯片4并在所述电池2的温度小于第四温度阈值时,控制进行大电流充电,具体的,所述电源管理芯片4控制所述两个充电路径开关31、32处于完全导通状态,而提升充电电流至大电流。其中,所述第四温度阈值小于所述第三温度阈值。
其中,所述第一温度阈值与所述第三温度阈值可相同也可不同,所述第二温度阈值与所述第四温度阈值可相同也可不同。例如,所述第一温度阈值为70℃(摄氏度),所述第二温度阈值为45℃,所述第三温度阈值为65℃,所述第四温度阈值为45℃。
其中,所述电源管理芯片4控制所述两个充电路径开关31、32断开可为控制不输出所述驱动电压至所述两个充电路径开关31、32的受控端P0。
其中,本申请的图1以及在后的图2、图5等仅仅为了说明电子设备的结构及其连接关系,并不代表各个元件的实际位置。
更具体的内容将在后面结合具体结构进行进一步的说明。
请一并参阅图2,为本申请一实施例中的电子设备的部分结构的具体电路图。如图2所示,在一些实施例中,所述两个充电路径开关31、32可为PNP三极管(Positive-Negative-Positive bipolar-junction transistor)Q1、Q2,所述两个充电路径开关31、32的受控端P0、第一连接端P1以及第二连接端P2分别为两个PNP三极管Q1、Q2的基极、发射极以及集电极。
所述两个PNP三极管Q1、Q2的发射极连接在一起,且与所述充电模块3的输入端301连接,所述两个PNP三极管Q1、Q2的集电极连接在一起,且与所述充电模块3的输出端302连接,因此,所述两个PNP三极管Q1、Q2并联连接于所述充电模块3的输入端301以及输出端302之间。
如图2所示,在本实施例中,所述隔离驱动电路33可包括NMOS管(N-channel metaloxide semiconductor FET,N沟道金属氧化物半导体场效应管)Q3。所述电源管理芯片4包括驱动引脚401,其中,所述NMOS管Q3的漏极与所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极电连接,所述NMOS管Q3的栅极与所述充电接口1电连接,所述NMOS管Q3的源极与所述驱动引脚401连接。
其中,当所述充电接口1接入所述电源适配器200后,所述NMOS管Q3的栅极处于高电平,例如为所述电源适配器200提供的5V电压。所述电源管理芯片4并侦测到在所述充电接口1接入所述电源适配器200后,控制所述驱动引脚401输出驱动电压Vdrv,其中,所述驱动电压Vdrv小于所述电源适配器200的输出电压,例如,可为4V,而使得所述NMOS管Q3导通,进而使得所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q3、Q4导通;所述电源管理芯片4并通过调节所述驱动引脚401输出的驱动电压的大小,而调节所述NMOS管Q3的导通程度,进而调节所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q3、Q4的导通程度。
具体的,所述驱动引脚401输出驱动电压Vdrv时,所述NMOS管Q3的源极的电压为所述驱动电压Vdrv,由于所述NMOS管Q3的栅极的电压为所述电源适配器200的输出电压,从而,所述NMOS管Q3的栅极和源极之间具有正的电压差,所述NMOS管Q3处于导通状态。此时,所述NMOS管Q3的漏极电压则为所述驱动电压Vdrv加上所述漏源极的电压差,而得到一被稍微拉高的驱动电压,此时,该拉高后的驱动电压即为施加至所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极的驱动电压,由于所述两个PNP三极管Q1、Q2的发射极与所述充电模块3的输入端301连接,而在所述充电接口1接入所述电源适配器200后,所述两个PNP三极管Q1、Q2的发射极的电压为所述电源适配器200的输出电压。由于该拉高后的驱动电压仍然低于电源适配器200提供的输出电压,因此,所述两个PNP三极管Q1、Q2的发射极电压高于所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极电压,而处于导通状态。
而所述电源管理芯片4通过调节所述驱动引脚401输出的驱动电压的大小,而调节所述NMOS管Q3的导通程度,进而调节所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q3、Q4的导通程度,更具体的将在后面进行介绍。
如图2所示,所述电源管理芯片4还包括充电中断引脚402,所述充电中断引脚402与所述充电接口1电连接。其中,前述的所述电源管理芯片4与所述充电接口1连接,指的是所述电源管理芯片4通过所述充电中断引脚402与所述充电接口1连接。
其中,当所述充电接口1接入所述电源适配器200后,所述充电中断引脚402接收到高电平电压,例如5V电压,所述电源管理芯片4在所述充电中断引脚402接收到高电平电压时,确定所述充电接口1接入电源适配器200,并控制所述驱动引脚401输出驱动电压Vdrv。
请一并参阅图3,为本申请一实施例中的电源管理芯片4的内部结构示意图。如图3所示,所述驱动引脚401通过一开关K1与一驱动电压源S1连接,所述驱动电压源S1用于产生所述驱动电压Vdrv。其中,所述开关K1默认处于断开状态,因此,所述驱动引脚401与所述驱动电压源S1断开连接,所述驱动引脚401处于未输出所述驱动电压Vdrv的悬空状态,当所述开关K1导通时,所述驱动引脚401则可输出所述驱动电压Vdrv。
其中,当所述充电接口1接入所述电源适配器200后,在所述电源管理芯片4未控制所述驱动引脚401输出驱动电压Vdrv之前,所述驱动引脚401处于悬空状态,所述NMOS管Q3的源极与所述驱动引脚401连接,也处于悬空状态。因此,
即使此时NMOS管Q3的栅极处于高电平电压,由于所述NMOS管Q3的源极悬空,此时,无法在所述NMOS管Q3的栅极和源极之间形成电压差,此时,NMOS管Q3截止/断开。由于所述NMOS管Q3截止,此时,所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极也相当于悬空,而无法形成发射极和基极之间的电压差,因此,所述两个PNP三极管Q1、Q2断开。
而当所述电源管理芯片4中的所述开关K1导通而输出所述驱动电压Vdrv时,如前所述的,所述NMOS管Q3的源极的电压为所述驱动电压Vdrv,由于所述NMOS管Q3的栅极的电压为所述电源适配器200的输出电压,从而,所述NMOS管Q3的栅极和源极之间具有正的电压差,所述NMOS管Q3处于导通状态。由于,所述NMOS管Q3的漏极电压则为所述驱动电压Vdrv加上所述漏源极的电压差,而得到一被稍微拉高的驱动电压,此时,该拉高后的驱动电压即为施加至所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极的驱动电压,而使得所述两个PNP三极管Q1、Q2处于导通状态。
因此,本申请的一些实施例中,通过上述结构,通过所述电源管理芯片4输出驱动电压至所述包括NMOS管Q3的隔离驱动电路33后,可通过所述隔离驱动电路33将所述驱动电路稍微拉高后施加至所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极,由于拉高的电压相对该驱动电压较小,相当于通过所述隔离驱动电路33将所述驱动电压传递至所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极。
其中,虽然所述电源管理芯片4输出所述驱动电压Vdrv是使得所述NMOS管Q3导通的一个条件,但是所述NMOS管Q3必然需要NMOS管Q3的栅极接收到充电接口1接入的电源适配器200的输出电压后,才能导通,而根据前述的描述,所述NMOS管Q3导通后,所述两个PNP三极管Q1、Q2才能导通。因此,通过所述包括NMOS管Q3的隔离驱动电路33,确保了只有在所述充电接口1接入了电源适配器200后才可导通所述两个PNP三极管Q1、Q2,避免了在所述充电接口1未接入所述电源适配器200误导通所述两个PNP三极管Q1、Q2,避免了所述电池2的电压倒流至所述充电接口1。
其中,所述驱动电压源S1产生的驱动电压Vdrv的大小可以调节,从而,通过改变所述驱动电压源S1产生的驱动电压Vdrv的大小,而可改变所述电源管理芯片4的驱动引脚401输出的驱动电压的大小。
在一些实施例中,如图3所示,所述驱动电压源S1可为一与所述电源管理芯片4的充电中断引脚402连接的分压电路,所述分压电路包括可调电阻R11以及电阻R12,所述可调电阻R11以及电阻R12串联连接于所述充电中断引脚402与地之间,所述开关K1连接于所述驱动引脚401与所述可调电阻R11和电阻R12的连接节点N0之间。从而,所述可调电阻R11和电阻R12的连接节点N1构成所述驱动电压源S1的输出端。当所述可调电阻R11的电阻值改变时,所述可调电阻R11和电阻R12的连接节点N0的电压也将改变,从而调节该驱动电压Vdrv的大小。
其中,所述可调电阻R11为数控可调电阻。其中,如图3所示,所述电源管理芯片4包括微控制器M1,所述微控制器M1与所述开关K1以及所述可调电阻R11电连接,用于控制所述开关K1的导通或断开,以及用于控制调节所述可调电阻R11的电阻值。
在其他实施例中,所述驱动电压源S1也可为数控电压源,可根据需要输出不同大小的驱动电压Vdrv。
其中,当所述驱动电压Vdrv与所述电源适配器200的输出电压之差大于所述NMOS管Q3的阈值电压,例如,所述驱动电压Vdrv为3.5V,与所述电源适配器200的输出电压5V的电压差为1.5V,而大于所述NMOS管Q3的阈值电压,此时,所述NMOS管Q3将完全导通,此时所述NMOS管Q3的漏极和源极之间的电阻低,电压差小。因此,在所述NMOS管Q3的漏极电压为所述驱动电压Vdrv加上所述漏源极的电压差而得到的一被稍微拉高的驱动电压时,所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极接收到的该稍微拉高的驱动电压与所述电源适配器200的输出电压之差也将大于所述两个PNP三极管Q1、Q2的阈值电压,而使得所述两个PNP三极管Q1、Q2完全导通。而PNP三极管Q1、Q2完全导通的导通电阻很低,因此,在所述电源适配器200的输出电压不变时,流经所述PNP三极管Q1、Q2的电流将会较大,而使得所述充电电流较大。
当所述驱动电压源S1控制增大驱动电压Vdrv时,例如,驱动电压Vdrv上升至4.5V,此时,所述NMOS管Q3将处于部分导通状态,处于部分导通状态的所述NMOS管Q3的漏极和源极之间的电阻将会上升,漏极和源极之间的电压差也会上升。从而,在所述NMOS管Q3的漏极电压为所述驱动电压Vdrv加上所述漏源极的电压差而得到的一被拉高的驱动电压时,所述两个PNP三极管Q1、Q2的基极接收到的该拉高的驱动电压也将上升,而与所述电源适配器200的输出电压之差将小于所述两个PNP三极管Q1、Q2的阈值电压,而使得所述两个PNP三极管Q1、Q2处于部分导通状态。而所述PNP三极管Q1、Q2处于部分导通状态时的导通电阻,也即PNP三极管Q1、Q2的发射极与集电极之间的电阻将上升,因此,在所述电源适配器200的输出电压不变时,流经所述PNP三极管Q1、Q2的电流将会下降,而使得所述充电电流下降。
而在增大驱动电压Vdrv达到所述电源适配器200的输出电压之前,所述驱动电压Vdrv越大,则所述NMOS管Q3的导通程度将越低,所述两个PNP三极管Q1、Q2的导通程度也将越低,因此,所述PNP三极管Q1、Q2的导通电阻将越大,在所述电源适配器200的输出电压不变时,流经所述两个PNP三极管Q1、Q2的电流将会越小,而使得经所述两个PNP三极管Q1、Q2汇总后的所述充电电流越小。
因此,本申请中,可以通过调节所述驱动电压Vdrv的大小来调节所述两个PNP三极管Q1、Q2的导通程度,从而调节所述充电电流。
其中,本申请中,在所述充电接口1接入了所述电源适配器200后,所述电源管理芯片4可以通过控制将所述驱动电压Vdrv升高至大于或等于所述电源适配器200的输出电压,而使得所述NMOS管Q3断开/截止,进而使得所述PNP三极管Q1、Q2断开/截止,而停止通过所述充电模块3为所述电池2充电。显然,如前所述的,所述电源管理芯片4也可以通过控制所述开关K1断开,而使得所述电源管理芯片4的驱动引脚401悬空,而使得所述NMOS管Q3断开/截止,进而使得所述PNP三极管Q1、Q2断开/截止,而停止通过所述充电模块3为所述电池2充电。
在一些实施例中,前述的电源管理芯片4获取所述电池2的电压,并根据所述电池2的电压,调节所述充电模块3输出的充电电流的大小,可包括:在所述电池2的电压大于或等于第一预设电压值时,控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第一充电电流,进入第一恒流充电阶段;在电池2的电压达到第二预设电压值时,控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第二充电电流,进入第二恒流充电阶段;在电池2的电压达到第三预设电压值时,控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第三充电电流,进入第三恒流充电阶段。其中,所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值,所述第二预设电压值小于所述第三预设电压值,所述第一充电电流小于所述第二充电电流,所述第二充电电流小于所述第三充电电流。
其中,所述控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第一充电电流可为通过将所述驱动电压Vdrv提升到接近所述电源适配器200的输出电压但是小于所述电源适配器200的输出电压,从而,使得所述NMOS管Q3以及所述两个PNP三极管Q1、Q2将处于部分导通状态,且导通程度较低,从而使得所述充电电流为其中较小的第一充电电流。
其中,所述控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第二充电电流可为将所述驱动电压Vdrv降低,但保持所述驱动电压Vdrv与所述电源适配器200的输出电压之差小于所述NMOS管Q3的阈值电压,因此,使得所述NMOS管Q3以及所述两个PNP三极管Q1、Q2仍然处于部分导通状态,但导通程度得到提升,从而使得所述充电电流提升为所述第二充电电流。
所述第三恒流充电阶段可为大电流恒流充电阶段。所述控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第三充电电流,可为通过进一步降低所述驱动电压Vdrv,使得所述驱动电压Vdrv与所述电源适配器200的输出电压之差大于所述NMOS管Q3的阈值电压,从而使得所述NMOS管Q3完全导通,进而使得所述两个PNP三极管Q1、Q2也完全导通,从而使得所述充电电流可为所述充电模块3允许提供的最大充电电流。
在一些实施例中,所述第一预设电压值可为1.1V,所述第二预设电压值可为2.05V,所述第三预设电压值可为3.05V。其中,所述第一充电电流可为70mA(毫安),所述第二充电电流可为450mA,所述第三充电电流可为450mA~2300mA之间的值,本申请中,所述第三充电电流为2000mA,即2A。
其中,本申请中,所述两个PNP三极管Q1、Q2为大功率PNP三极管。由于在电池2的电压达到3.05V时,即要以2A进行充电,因此,设所述充电接口1接入的电源适配器200的输出电压为Vbus,且为5V,所述电池的电压为Vbat,则此时所述两个PNP三极管Q1、Q2需要的功率为UxI=(Vbus-VBAT)xI=(5-3.05)*2,而大致等于4W(瓦),而考虑到可能需要单个PNP三极管导通的情况,本申请采用的每个PNP三极管的耗散功率可在4W以上。
在一些实施例中,所述电源管理芯片4还通过一供电线路(图中未示)与所述电池2的正极21连接,在侦测到所述充电接口1接入电源适配器200后,当判断所述电池2的电压小于所述第一预设电压值时,还控制所述两个充电路径开关31、32,即所述两个PNP三极管Q1、Q2断开/截止,所述电源管理芯片4直接通过所述供电线路为所述电池2提供第四充电电流,而不通过所述充电模块3为所述电池2充电。其中,所述第四充电电流小于所述第一充电电流,用于激活所述电池2,此时处于电池激活阶段。
例如,如前所述的,所述第一预设电压值为1.1V,所述电源管理芯片4直接为所述电池2提供第四充电电流,而用于激活所述电池2。其中,所述第四充电电流可为5mA。
即,在一些实施例中,在侦测到所述充电接口1接入电源适配器200后,还要去判断所述电池2的电压是否超过所述第一预设电压值,如果所述电池2的电压超过所述第一预设电压值时,才控制所述两个充电路径开关31、32同时导通,而导通所述充电接口1和所述电池2之间的连接,从而,通过所述充电模块3为所述电池2充电。
显然,在一些实施例中,在侦测到所述充电接口1接入电源适配器200后,当判断所述电池2的电压小于所述第一预设电压值时,所述电源管理芯片4也可以通过所述充电模块3为所述电池2充电,只是控制将所述充电模块2的两个充电路径开关31、32的导通程度降低到一很低的值,从而,使得所述两个充电路径开关31、32的导通电阻很大,进而使得所述充电电流很小。
在一些实施例中,前述的电源管理芯片4获取所述电池2的电压,并根据所述电池2的电压,调节所述充电模块3输出的充电电流的大小,还可包括:在电池2的电压达到第四预设电压值时,控制使得所述充电模块3输出的充电电流线性下降,而大致维持所述电池2的电压不变,进入恒压充电阶段。其中,在恒压充电阶段,所述电池2的电压大致维持不变,但是还是会缓慢上升。其中,所述第四预设电压值大于所述第三预设电压值,例如,所述第四预设电压值可为4.18V。
在一些实施例中,所述电源管理芯片4还用于在所述电池2的电压达到充电截止电压时,控制所述充电模块3关闭,具体的,所述电源管理芯片4控制所述两个充电路径开关31、32同时断开,而断开所述充电接口1与所述电池2的正极21之间的连接。更具体的,如前所述的,所述电源管理芯片4可通过控制所述驱动引脚401停止输出所述驱动电压Vdrv,或者控制将所述驱动电压Vdrv提升至大于或等于所述电源适配器200的输出电压,而控制所述NMOS管Q3截止,进而控制所述两个分别为PNP三极管Q1、Q2的充电路径开关31、32断开,而断开所述充电接口1与所述电池2的正极21之间的连接。
其中,所述充电截止电压可为所述电池2充满电时的电压,可为4.2V,也可为略大于所述电池2充满电时的电压,例如为4.21V。
因此,如前所述的,所述电池2实际上可以处于电池激活阶段、第一恒流充电阶段、第二恒流充电阶段、第三恒流充电阶段、恒压充电阶段。为了更清楚的说明该些充电阶段,以下进一步的结合图4进行稍作说明。
请一并参阅图4,为本申请一实施例中的示意出电池的各个充电阶段的示意图。其中,图4示意出的是电池可以处于的所有充电阶段的示意图,但是实际上,根据电池2的电压的不同,在充电过程中,可能只会进入其中的部分充电阶段。
如前所述的,也如图4所示的,电池2的各个充电阶段包括:电池激活阶段:所述电池2的电压小于所述第一预设电压值时,所述电源管理芯片4直接通过所述供电线路为所述电池2提供第四充电电流,用于激活所述电池2,此时处于图4所示的电池激活阶段;第一恒流充电阶段:在所述电池2的电压大于或等于第一预设电压值时,开启所述充电模块,并控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第一充电电流,进入第一恒流充电阶段;第二恒流充电阶段:在电池2的电压达到大于所述第一预设电压值的第二预设电压值时,控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第二充电电流,进入第二恒流充电阶段;第三恒流充电阶段:在电池2的电压达到大于所述第二预设电压值的第三预设电压值时,控制将所述充电模块3输出的充电电流调节为第三充电电流,进入第三恒流充电阶段;恒压充电阶段:在电池2的电压达到大于所述第三预设电压值的第四预设电压值时,控制使得所述充电模块3输出的充电电流线性下降,而大致维持所述电池2的电压不变,进入恒压充电阶段,直到所述电池2的电压达到充电截止电压,则结束充电。
请返回参考图2,如图2所示,所述路径开关温度侦测模块5包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3,其中,所述第一电阻R1的一端与电压端Vcc1连接,所述第二电阻R2以及第三电阻R3并联连接于所述第一电阻R1的另一端与地之间,所述第二电阻R2以及第三电阻R3与所述第一电阻R1的另一端的连接节点N1构成所述路径开关温度侦测模块5的输出端。其中,所述第二电阻R2为热敏电阻,所述路径开关温度侦测模块5,特别是所述第二电阻R2靠近所述两个PNP三极管Q1、Q2设置,所述第二电阻R2的电阻值根据所述两个PNP三极管Q1、Q2的温度的变化而变化,而使得所述连接节点N1的电压相应变化。其中,所述连接节点N1的电压即为前述的路径开关温度侦测模块5输出的第一温度侦测结果。
其中,所述电压端Vcc1提供一高电平电压,例如5V电压,所述第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3构成一分压电路。设所述电压端Vcc1提供的电压为Vcc1,所述第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3的电阻值分别为R1、R2以及R3,所述连接节点N1的电压Vn1=(R2//R3)*Vcc1/(R1+(R2//R3),其中,R2//R3指的是所述第二电阻R2与第三电阻R3的并联电阻。从而,可以看出,当所述第二电阻R2的电阻值根据所述两个PNP三极管Q1、Q2的温度的变化而变化时,所述连接节点N1的电压Vn1,也即所述路径开关温度侦测模块5输出的电压将变化,且两者呈线性关系。
其中,所述电源管理芯片4还包括第一温度侦测引脚403,所述第一温度侦测引脚403与路径开关温度侦测模块5的所述连接节点N1连接,而用于获取所述路径开关温度侦测模块5的所述连接节点N1输出的电压Vn1,所述电源管理芯片4并根据一第一电压-温度对应关系得出当前获取的电压Vn1对应的所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q1、Q2当前的温度。
其中,所述第一电压-温度对应关系中定义了多个电压Vn1与所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q1、Q2的温度的对应关系。所述第一电压-温度对应关系可为预先通过实验或者仿真得出。例如,可通过预先通过其他温度测量装置测量得到两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q1、Q2处于不同的温度时,所述第一温度侦测引脚403对应接收到的电压Vn1,从而,建立该两个充电路径开关31、32的温度与第二温度侦测引脚404侦测到的电压的对应关系。
在一些实施例中,所述第一电阻R1的电阻值可为56KΩ(千欧姆)、第二电阻R2的电阻值可为47KΩ,所述第三电阻R3的电阻值可为100KΩ。
如图2所示,所述电池温度侦测模块6包括第四电阻R4以及第五电阻R5,其中,所述第四电阻R4为热敏电阻,且位于所述电池2的内部,所述第五电阻R5与所述第四电阻R4串联连接于所述电压端Vcc1与地之间,即,所述第五电阻R5设置于所述第四电阻R4和所述电压端Vcc1之间。其中,所述第四电阻R4与所述第五电阻R5的连接接点N2构成所述电池温度侦测模块6的输出端。其中,为热敏电阻的所述第四电阻R2的电阻值根据所述电池2的温度的变化而变化,而使得所述连接接点N2的电压也相应变化。其中,所述连接节点N2的电压即为前述的电池温度侦测模块6输出的第二温度侦测结果。
其中,如前所述的,设所述电压端Vcc1提供的电压为Vcc1,此外,设所述第四电阻R4、第五电阻R5的电阻值分别为R4、R5,所述连接节点N2的电压Vn2=R4*Vcc1/(R4+R5)。从而,可以看出,当所述第四电阻R4的电阻值根据所述电池2的温度的变化而变化时,所述连接节点N2的电压Vn2,也即所述电池温度侦测模块6输出的电压将变化,且两者呈线性关系。
其中,所述电源管理芯片4还包括第二温度侦测引脚404,所述第二温度侦测引脚404与所述电池温度侦测模块6的所述连接节点N2连接,而用于获取所述电池温度侦测模块6的所述连接节点N2输出的电压Vn2,所述电源管理芯片4并根据一第二电压-温度对应关系得出当前获取的电压Vn2对应的所述电池2的当前的温度。
其中,所述第二电压-温度对应关系中定义了多个电压Vn2与所述电池2的温度的对应关系。所述第二电压-温度对应关系可为预先通过实验或者仿真得出。例如,可通过预先通过其他温度测量装置测量得到所述电池2处于不同的温度时,所述第二温度侦测引脚404对应接收到的电压Vn2,从而,建立该电池温度与第二温度侦测引脚404侦测到的电压的对应关系。
因此,前述的所述路径开关温度侦测模块5以及所述电池温度侦测模块6侦测温度,实际上指的是所述路径开关温度侦测模块5感应对应的充电路径开关的温度而得到反映该温度的电压Vn1,以及所述电池温度侦测模块6感应对应的电池2的温度而得到反映该电池2的温度的电压Vn2。
进一步的,如前所述的,所述电源管理芯片4在获取得到所述两个充电路径开关31、32,也即所述两个PNP三极管Q1、Q2当前的温度后,还根据所述两个充电路径开关31、32当前的温度控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度,或者控制所述两个充电路径开关31、32断开。所述电源管理芯片4在获取得到所述电池2当前的温度后,也根据所述电池2当前的温度控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度,或者控制所述两个充电路径开关31、32断开。
具体的,如前所述的,所述电源管理芯片4可在所述两个充电路径开关31、32当前的温度大于第一温度阈值时,控制降低所述两个充电路径开关31、32的导通程度,而降低充电电流,并在所述两个充电路径开关31、32当前的温度小于第二温度阈值时,控制所述两个充电路径开关31、32处于完全导通状态,而提升充电电流,控制进行大电流充电,其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。所述电源管理芯片4并可在所述电池2当前的温度大于第三温度阈值时,控制降低所述两个充电路径开关31、32的导通程度,而降低充电电流,并在所述电池2当前的温度小于第四温度阈值时,控制所述两个充电路径开关31、32处于完全导通状态,而提升充电电流,控制进行大电流充电,其中,所述第四温度阈值小于所述第三温度阈值。
其中,具体的控制调节所述两个充电路径开关31、32的导通程度以及控制所述两个充电路径开关31、32断开的实现方式,可参见之前的详细描述。
其中,如图2所示,所述电池2还包括一侦测引脚22以及负极23,所述第四电阻R4位于所述电池2内,且连接于所述侦测引脚22与所述接地引脚23之间,所述第五电阻R5与所述侦测引脚22连接,而与所述第四电阻R4串联连接,所述负极23接地。
如图2所示,所述电子设备100还包括充电电流侦测电阻R6,所述充电电流侦测电阻R6连接于所述充电模块3的输出端302与所述电池2的正极21之间。
如图2所示,所述电源管理芯片4还包括电池电压侦测引脚405以及电流侦测引脚406,其中,所述电池电压侦测引脚405与所述充电电流侦测电阻R6的靠近所述电池2的正极21的一端连接,所述电流侦测引脚406与所述充电电流侦测电阻R6的另一端连接,即,与所述充电电流侦测电阻R6的远离所述电池2的正极21的一端连接。
所述电池电压侦测引脚405用于直接获取所述电池2的电压。所述电流侦测引脚406用于获取所述充电电流侦测电阻R6的远离所述电池2的正极21的一端的电压。由于所述电池电压侦测引脚405获取的所述电池2的电压,也即为所述充电电流侦测电阻R6的靠近所述电池2的正极21的一端的电压,因此,所述电流侦测引脚406获取的电压与所述电池电压侦测引脚405获取的电压差即为所述充电电流侦测电阻R6两端的电压差。而所述充电电流侦测电阻R6的电阻值在设计好后则为固定值,即为已知值,因此,所述电源管理芯片4可根据所述电流侦测引脚406获取的电压与所述电池电压侦测引脚405获取的电压差以及所述充电电流侦测电阻R6的电阻值计算得出充电电流的大小。
具体的,设所述电池电压侦测引脚405获取的所述电池2的电压为Vbat,所述电流侦测引脚406侦测到的电压为Vdet,所述充电电流侦测电阻R6的电阻值为R6,则充电电流=(Vdet-Vbat)/R6。
其中,所述充电电流侦测电阻R6的电阻值较小,例如为0.068Ω,从而避免造成额外的功率损耗。其中,根据功率计算公式P=I2xR,以所述充电电流侦测电阻R6的电阻值为0.068Ω,极限充电电流为2A来计算,功率要大于0.27W。
如图2所示,所述充电模块3还包括两个保护电阻R7、R8,具体的,所述保护电阻R7连接于所述PNP三极管Q1的基极与所述NMOS管Q3的漏极之间,所述保护电阻R8连接于所述PNP三极管Q2的基极与所述NMOS管Q3的漏极之间,所述两个保护电阻R7、R8用于起到抗ESD(静电干扰)以及抗EOS(浪涌电荷/电流)的作用。
如图2所述,所述电子设备100还包括RC电路7,所述RC电路7包括串联连接于所述充电接口1与地之间的电阻R9以及电容C1,其中,所述电源管理芯片1的充电中断引脚402具体为与所述电容R9以及电容C1的连接节点N3连接。所述RC电路7用于消除充电接口1的浪涌电荷/电流,从而对所述电源管理芯片4起到保护作用。
如图2所示,所述NMOS管Q3的栅极也与所述电阻R9以及电容C1的连接节点N3电连接,从而,所述RC电路7也可对所述NMOS管Q3进行保护。
如图2所示,所述电子设备100还包括保护电阻R10,所述保护电阻R10连接于所述电容R9以及电容C1的连接节点N3与所述NMOS管Q3的栅极之间。所述保护电阻R10也起到抗ESD以及抗EOS的作用,而对所述NMOS管Q3的栅极进行进一步的保护。
其中,由于所述电阻R9有一定分压作用,因此,实际上所述电源管理芯片4的充电中断引脚402接收到的电压会略低于所述电源适配器200的输出电压,例如,所述电源适配器200的输出电压为5V,则所述电源管理芯片4的充电中断引脚402接收到的电压可能为4.5V。其中,所述电源管理芯片4在所述充电中断引脚402接收到的电压高于预设电源电压值时,确定所述充电接口1接入了所述电源适配器200,所述预设电源电压值即可为略低于所述电源适配器200的输出电压的电压值,例如,为4.5V。
请参阅图5,为本申请另一实施例中的电子设备的部分结构的具体电路图。其中,图5所示的另一实施例与图2所示的实施例的区别主要在于所述隔离驱动电路33的结构不同。
如图5所示,所述隔离驱动电路33包括两个NMOS管,具体的,包括第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5,所述电源管理芯片4包括两个驱动引脚,具体的,包括第一驱动引脚401a以及第二驱动引脚401b。
所述第一NMOS管Q4的漏极与所述PNP三极管Q1的基极电连接,所述第一NMOS管Q4的栅极与所述充电接口1电连接,所述第一NMOS管Q4的源极与所述第一驱动引脚401a连接。所述第二NMOS管Q5的漏极与所述PNP三极管Q2的基极电连接,所述第二NMOS管Q5的栅极与所述充电接口1电连接,所述第二NMOS管Q5的源极与所述第二驱动引脚401b连接。
即,相比图2所示的实施例,本申请中的隔离驱动电路33包括两个NMOS管,分别用来驱动对应的PNP三极管。
其中,所述电源管理芯片4可通过所述第一驱动引脚401a以及第二驱动引脚401b输出相同的驱动电压或者不同的驱动电压,从而,可以根据需要控制所述第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5导通或截止,或者以不同的导通程度导通,从而,进一步使得对应的PNP三极管Q1以及PNP三极管Q2导通或截止,或者以不同的导通程度导通。
其中,当所述电源管理芯片4侦测到在所述充电接口1接入所述电源适配器20后,控制所述第一驱动引脚401a输出第一驱动电压以及控制所述第二驱动引脚401b输出第二驱动电压,所述第一驱动电压以及所述第二驱动电压小于所述电源适配器的输出电压,而分别使得所述第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5导通,进而使得所述第一PNP三极管Q1以及第二PNP三极管Q2导通;所述电源管理芯片4并通过调节所述第一驱动引脚401a输出的第一驱动电压以及第二驱动引脚401b输出的第二驱动电压的大小,而调节对应的第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5的导通程度,进而调节所述第一PNP三极管Q1以及第二PNP三极管Q2的导通程度。其中,每一驱动电压控制对应的NMOS管导通,以进一步控制对应的PNP三极管导通,以及通过调节每一驱动电压,来调节对应的NMOS管的导通程度,进而调节对应的PNP三极管的导通程度,与图2中的单独一个NMOS管的控制大致相同。更具体的实现过程,请参见前述的图2的相关描述。从而,相比只包括一个NMOS管的隔离驱动电路33,控制更加灵活。
其中,所述第一驱动引脚401a以及第二驱动引脚401b可分别通过不同的开关连接至一相同或者不同的驱动电压源。在一些实施例中,所述第一驱动引脚401a以及第二驱动引脚401b可分别通过不同的开关连接至不同的驱动电压源,从而,通过控制对应的开关导通,而使得驱动电压源产生的驱动电压可通过对应的第一驱动引脚401a或第二驱动引脚401b输出,而通过控制对应的驱动电压源产生的驱动电压的大小,而可调节对应的第一驱动引脚401a或第二驱动引脚401b输出的驱动电压的大小。具体的说明也请参见前述关于图2以及图3的相关描述。
其中,如图5所示,对于隔离驱动电路33包括两个NMOS管的结构,与图2中的隔离驱动电路33包括一个NMOS管的结构相比而言,还有的区别包括:所述保护电阻R7为连接于所述PNP三极管Q1的基极与所述第一NMOS管Q4的漏极之间,所述保护电阻R8为连接于所述PNP三极管Q2的基极与所述第二NMOS管Q5的漏极之间。此外,所述第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5的栅极连接在一起,所述保护电阻R10为连接于所述电容R9以及电容C1的连接节点N3与所述第一NMOS管Q4以及第二NMOS管Q5的栅极之间。
其中,图5所示的电子设备100的其他的结构与图2所示的结构相同,更具体的结构请参见前述的描述,在此不再赘述。
其中,在其他实施例中,所述两个充电路径开关31、32可为PMOS管(N-channelmetal oxide semiconductor FET,N沟道金属氧化物半导体场效应管),所述两个充电路径开关31、32的受控端P0、第一连接端P1以及第二连接端P2分别为两个PMOS管的栅极、源极以及漏极。在其他实施例中,所述隔离驱动电路33包括的也可为NPN三极管(Negative-Positive-Negative bipolar-junction transistor)。
其中,本申请各个实施例中,所述充电接口1具体可为USB接口,所述充电模块3连接于所述充电接口1、所述电源管理芯片4与所述充电接口1连接等等,具体指的是与所述充电接口1的正电压引脚V+连接。
请参阅图6,为本申请一实施例中的充电控制方法的流程图。所述充电方法应用于一电子设备中,所述充电控制方法包括步骤:
601:侦测所述电子设备的充电接口是否有电源适配器接入。如果是,则执行步骤603,如果否,则返回执行步骤601,或者流程结束。
其中,所述侦测所述电子设备的充电接口是否有电源适配器接入可包括:判断所述电子设备的电源管理芯片的充电中断引脚接收的电压是否高于预设电源电压值,如果所述充电中断引脚接收到的电压高于预设电源电压值,确定所述充电接口接入了所述电源适配器,如果低于预设电源电压值,则确定所述充电接口未接入所述电源适配器。其中,所述预设电源电压值即可为略低于所述电源适配器的输出电压的电压值,例如,为4.5V。
603:启动所述电子设备的充电模块,控制所述充电模块中的两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关提供至所述电池的正极,为所述电池充电,其中,所述两个充电路径开关并联连接于所述充电接口和所述电池之间。
从而,本申请中,通过启动所述电子设备的充电模块,控制所述充电模块中的两个充电路径开关同时导通,所述电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关提供至所述电池的正极,使得通过每个充电路径开关的电流较低,有效降低了每个充电路径开关的发热量和温度,满足安规要求,而通过所述两个充电路径开关汇总后形成充电电流,又能有效提升充电电流,实现快速充电。
在一些实施例中,如图6所示,所述充电控制方法还包括步骤:
605:获取所述电子设备的电池的电压,并根据所述电池的电压,调节所述充电模块输出的充电电流的大小。其中,所述步骤605可包括:所述电源管理芯片根据所述电池的电压,控制所述两个充电路径开关的导通程度,而调节所述充电模块输出的充电电流。
在一些实施例中,如图6所示,所述充电控制方法还包括步骤:
607:获取所述两个充电路径开关的温度,根据所述两个充电路径开关的温度控制调节所述充电模块的充电电流。其中,所述步骤607可包括:所述电源管理芯片根据所述两个充电路径开关的温度,控制所述两个充电路径开关的导通程度,而调节所述充电模块输出的充电电流。
609:获取所述电池的温度,根据所述电池的温度控制调节所述充电模块的充电电流。其中,所述步骤609可包括:所述电源管理芯片根据所述电池的温度,控制所述两个充电路径开关的导通程度,而调节所述充电模块输出的充电电流。
请参阅图7,为图6中步骤605在一实施例中的子流程图。如图7所示,所述步骤605具体可包括:
6051:在所述电池的电压大于或等于第一预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第一充电电流,进入第一恒流充电阶段;
6053:在所述电池的电压达到第二预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第二充电电流,进入第二恒流充电阶段;
6055:在所述电池的电压达到第三预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第三充电电流,进入第三恒流充电阶段;其中,所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值,所述第二预设电压值小于所述第三预设电压值,所述第一充电电流小于所述第二充电电流,所述第二充电电流小于所述第三充电电流。
其中,所述第三恒流充电阶段可为最大电流充电阶段,也即快速充电阶段,所述第三充电电流可为2A。
从而,根据电池的电压选择不同阶段的恒流充电,以分段恒流充电的方式,更能使得当前为电池进行充电的充电电流更加符合当前电池的需求。
如图7所示,所述步骤605具体还可包括:
6057:在电池的电压达到第四预设电压值时,控制使得所述充电模块输出的充电电流线性下降,而大致维持所述电池的电压不变,进入恒压充电阶段,直到所述电池的电压达到充电截止电压,则停止充电。
其中,在恒压充电阶段,所述电池的电压大致维持不变,但是还是会缓慢上升,因此可以看作为恒压充电阶段。其中,所述第四预设电压值大于所述第三预设电压值。
请参阅图8,为图6中步骤607在一实施例中的子流程图。如图8所示,所述步骤607具体可包括:
6071:获取所述两个充电路径开关的温度,判断所述两个充电路径开关的温度是否大于第一温度阈值,如果是,则执行步骤6073,如果否,则执行步骤6077。
6073:在所述两个充电路径开关的温度大于第一温度阈值时,控制降低充电电流。具体的,所述控制降低充电电流,可包括控制降低所述两个充电路径开关的导通程度,而降低所述充电电流。
6075:判断所述两个充电路径开关的温度是否小于第二温度阈值。即,在控制降低充电电流后,所述两个充电路径开关的温度一般来说会下降,此时再去判断所述两个充电路径开关的温度是否小于第二温度阈值。如果是,则执行步骤6077,否则,返回执行步骤6073,或者维持以当前的充电电流进行充电。
6077:控制所述充电模块以大电流进行充电。其中,所述控制所述充电模块以大电流进行充电可包括:控制所述充电模块的所述两个充电路径开关处于完全导通状态,而进行大电流充电,例如,此时的充电电流为2A。
其中,所述步骤6077执行后,返回执行步骤6071,从而,继续判断所述两个充电路径开关的温度是否大于第一温度阈值,从而,实时进行所述两个充电路径开关的温度监控以及充电电流的调节。
其中,所述第一温度阈值可为70℃(摄氏度),所述第二温度阈值可为45℃。
请参阅图9,为图6中步骤609在一实施例中的子流程图。如图9所示,所述步骤609具体可包括:
6091:获取所述电池的温度,判断所述电池的温度是否大于第三温度阈值,如果是,则执行步骤6093,如果否,则执行步骤6097。
6093:在所述电池的温度大于第三温度阈值时,控制降低充电电流。具体的,所述控制降低充电电流,可包括控制降低所述两个充电路径开关的导通程度,而降低所述充电电流。
6095:判断所述电池的温度是否小于第四温度阈值。即,在控制降低充电电流后,所述电池的温度一般来说会下降,此时再去判断所述电池的温度是否小于第二温度阈值。如果是,则执行步骤6097,否则,返回执行步骤6093,或者维持以当前的充电电流进行充电。
6097:控制所述充电模块以大电流进行充电。其中,所述控制所述充电模块以大电流进行充电可包括:控制所述充电模块的所述两个充电路径开关处于完全导通状态,而进行大电流充电,例如,此时的充电电流为2A。
其中,所述步骤6097执行后,返回执行步骤6091,从而,继续判断所述电池的温度是否大于第一温度阈值,从而,实时进行所述电池的温度监控以及充电电流的调节。
其中,所述第三温度阈值为65℃,所述第四温度阈值为45℃。
其中,本申请各个实施例中的充电控制方法具体应用于前述的各个实施例中的电子设备100中,所述充电控制方法的各个步骤及子步骤可与前述的电子设备100的各个控制功能对应,更具体的实现方式或内容可参见前述的电子设备100的相关描述。
其中,所述电子设备100可以包括手机、平板电脑等手持设备,也可包括车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备,以及各种形式的用户设备(User Equipment,UE),移动台(Mobile Station,MS),终端设备(terminal device)等等。
上述实施例主要结合硬件框架对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是,电子设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质,其中,该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序,该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤,上述计算机包括前述的电子设备100。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储器中,存储器可以包括:闪存盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (20)

1.一种电子设备,其特征在于,包括:
充电接口,用于接入电源适配器;
电池;
充电模块,连接于所述充电接口和所述电池的正极之间,所述充电模块包括并联连接的两个充电路径开关,所述两个充电路径开关用于同时导通或者同时断开,而导通或断开所述充电接口和所述电池的正极之间的连接;
电源管理芯片,与所述充电模块以及所述充电接口连接,用于在侦测到所述充电接口接入电源适配器后,控制所述两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池的正极之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关后形成充电电流,为所述电池充电。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述充电模块还包括输入端以及输出端,所述输入端与所述充电接口连接,所述输出端与所述电池的正极连接,所述两个充电路径开关并联连接于所述输入端和所述输出端之间,所述输入端用于接收电源适配器输出的电流,并通过所述两个充电路径开关分流后传输至所述输出端进行汇合,再通过所述输出端输出用于为所述电池充电的充电电流。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片还与所述电池的正极连接,所述电源管理芯片还用于获取所述电池的电压,并根据所述电池的电压,调节所述充电模块输出的充电电流的大小。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片通过控制调节所述两个充电路径开关的导通程度,而调节所述充电模块输出的充电电流。
5.根据权利要求4所述的电子设备,其特征在于,所述两个充电路径开关均包括受控端、第一连接端以及第二连接端,所述两个充电路径开关的第一连接端连接在一起,并与所述输入端连接,所述两个充电路径开关的第二连接端连接在一起,并与所述输出端连接,所述电源管理芯片与所述两个充电路径开关的受控端电连接,而用于控制输出驱动电压至所述两个充电路径开关的受控端,而控制所述两个充电路径开关同时导通,所述电源管理芯片并控制调节所述驱动电压的大小,而控制调节所述两个充电路径开关的导通程度。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述充电模块还包括隔离驱动电路,所述隔离驱动电路连接于所述两个充电路径开关的受控端以及所述电源管理芯片之间,所述电源管理芯片用于通过所述隔离驱动电路输出驱动电压至所述两个充电路径开关的受控端。
7.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述两个充电路径开关为两个PNP三极管,所述隔离驱动电路包括NMOS管,所述两个PNP三极管的发射极连接在一起,且与所述充电模块的输入端连接,所述两个PNP三极管的集电极连接在一起,且与所述充电模块的输出端连接,所述电源管理芯片包括驱动引脚,所述NMOS管的漏极与所述两个PNP三极管的基极均电连接,所述NMOS管的栅极与所述充电接口电连接,所述NMOS管的源极与所述驱动引脚连接;当所述电源管理芯片侦测到在所述充电接口接入所述电源适配器后,控制所述驱动引脚输出驱动电压,所述驱动电压小于所述电源适配器的输出电压,而使得所述NMOS管导通,进而使得所述两个PNP三极管导通;所述电源管理芯片并通过调节所述驱动引脚输出的驱动电压的大小,而调节所述NMOS管的导通程度,进而调节所述两个PNP三极管的导通程度。
8.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述两个充电路径开关为两个PNP三极管,包括第一PNP三极管以及第二PNP三极管,所述隔离驱动电路包括第一NMOS管以及第二NMOS管,所述第一PNP三极管以及第二PNP三极管的发射极连接在一起,且与所述充电模块的输入端连接,所述第一PNP三极管以及第二PNP三极管的集电极连接在一起,且与所述充电模块的输出端连接,所述电源管理芯片包括第一驱动引脚以及第二驱动引脚,所述第一NMOS管的漏极与所述第一PNP三极管的基极电连接,所述第一NMOS管的栅极与所述充电接口电连接,所述第一NMOS管的源极与所述第一驱动引脚连接;所述第二NMOS管的漏极与所述第二PNP三极管的基极电连接,所述第二NMOS管的栅极与所述充电接口电连接,所述第二NMOS管的源极与所述第二驱动引脚连接;当所述电源管理芯片侦测到在所述充电接口接入所述电源适配器后,控制所述第一驱动引脚输出第一驱动电压以及控制所述第二驱动引脚输出第二驱动电压,所述第一驱动电压以及所述第二驱动电压小于所述电源适配器的输出电压,而分别使得所述第一NMOS管以及第二NMOS管导通,进而使得所述第一PNP三极管以及第二PNP三极管导通;所述电源管理芯片并通过调节所述第一驱动引脚输出的第一驱动电压以及第二驱动引脚输出的第二驱动电压的大小,而调节对应的第一NMOS管以及第二NMOS管的导通程度,进而调节所述第一PNP三极管以及第二PNP三极管的导通程度。
9.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片还包括充电中断引脚,所述充电中断引脚与所述充电接口电连接,当所述充电接口接入所述电源适配器后,所述充电中断引脚接收到高电平电压,所述电源管理芯片4在所述充电中断引脚接收到高电平电压时,确定所述充电接口接入电源适配器。
10.根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片根据所述电池的电压,调节所述充电模块输出的充电电流的大小,包括:所述电源管理芯片在所述电池的电压大于或等于第一预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第一充电电流,进入第一恒流充电阶段;在所述电池的电压达到第二预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第二充电电流,进入第二恒流充电阶段;在所述电池的电压达到第三预设电压值时,控制将所述充电模块输出的充电电流调节为第三充电电流,进入第三恒流充电阶段,其中,所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值,所述第二预设电压值小于所述第三预设电压值,所述第一充电电流小于所述第二充电电流,所述第二充电电流小于所述第三充电电流。
11.根据权利要求2-10任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括路径开关温度侦测模块,所述路径开关温度侦测模块用于侦测所述两个充电路径开关的温度而得到一第一温度侦测结果,所述电源管理芯片还与所述路径开关温度侦测模块连接,用于根据所述路径开关温度侦测模块得到的第一温度侦测结果确定所述两个充电路径开关的温度,并根据所述两个充电路径开关的温度控制调节所述充电模块输出的充电电流。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片在所述两个充电路径开关的温度大于第一温度阈值时,控制降低充电电流,所述电源管理芯片并在所述两个充电路径开关的温度小于第二温度阈值时,控制进行大电流充电,其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。
13.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述路径开关温度侦测模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻,其中,所述第一电阻的一端与电压端连接,所述电压端用于提供高电平电压,所述第二电阻以及第三电阻并联连接于所述第一电阻的另一端与地之间,所述第二电阻以及第三电阻与所述第一电阻的另一端的第一连接节点构成所述路径开关温度侦测模块的输出端,其中,所述第二电阻为热敏电阻,所述第二电阻靠近所述两个充电路径开关设置,所述第二电阻的电阻值根据所述两个充电路径开关的温度的变化而变化,而使得所述第一连接节点的电压也相应变化,所述电源管理芯片还包括第一温度侦测引脚,所述第一温度侦测引脚与路径开关温度侦测模块的所述第一连接节点连接,而用于获取所述路径开关温度侦测模块的所述第一连接节点输出的电压,所述电源管理芯片并根据一第一电压-温度对应关系得出当前获取的电压对应的所述两个充电路径开关当前的温度。
14.根据权利要求2-10任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括电池温度侦测模块,所述电池温度侦测模块用于侦测所述电池的温度而得到第二温度侦测结果,所述电源管理芯片还与所述电池温度侦测模块连接,用于根据所述电池温度侦测模块侦测到的第二温度侦测结果确定所述电池的温度,并根据所述电池的温度控制调节所述充电模块输出的充电电流。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其特征在于,所述电源管理芯片在所述电池的温度大于第三温度阈值时,控制降低充电电流,所述电源管理芯片并在所述电池的温度小于第四温度阈值时,控制进行大电流充电,其中,所述第四温度阈值小于所述第三温度阈值。
16.根据权利要求14所述的电子设备,其特征在于,所述电池温度侦测模块包括第四电阻以及第五电阻,其中,所述第四电阻为热敏电阻,且位于所述电池的内部,所述第五电阻与所述第四电阻串联连接于电压端与地之间,所述电压端用于提供高电平电压,所述第四电阻与所述第五电阻的第二连接接点构成所述电池温度侦测模块的输出端,其中,为热敏电阻的所述第四电阻的电阻值根据所述电池的温度的变化而变化,而使得所述第二连接节点的电压也相应变化,所述电源管理芯片还包括第二温度侦测引脚,所述第二温度侦测引脚与所述电池温度侦测模块的所述第二连接节点连接,而用于获取所述电池温度侦测模块的所述第二连接节点输出的电压,所述电源管理芯片并根据一第二电压-温度对应关系得出当前获取的电压对应的所述电池的当前的温度。
17.一种充电控制方法,应用于一电子设备中,其特征在于,所述充电控制方法包括:
侦测所述电子设备的充电接口是否有电源适配器接入;
在侦测到所述电子设备的充电接口有电源适配器接入时,启动所述电子设备的充电模块,控制所述充电模块中的两个充电路径开关同时导通,而导通所述充电接口和所述电池之间的连接,使得电源适配器输出的电流同时通过所述两个充电路径开关提供至所述电池的正极,为所述电池充电,其中,所述两个充电路径开关并联连接于所述充电接口和所述电池之间。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述充电控制方法还包括:获取所述电子设备的电池的电压,并根据所述电池的电压,调节所述充电模块输出的充电电流的大小。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述充电控制方法还包括:获取所述两个充电路径开关的温度,根据所述两个充电路径开关的温度控制调节所述充电模块的充电电流。
20.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述充电控制方法还包括:获取所述电池的温度,根据所述电池的温度控制调节所述充电模块的充电电流。
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