CN117239871A - 充电电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电电路和电子设备，属于电子技术领域。该充电电路包括：充电芯片、第一电池、第二电池、电压均衡模块和开关控制模块，第一电池和第二电池串联；充电芯片用于对第一电池和第二电池充电；电压均衡模块包括开关组件，电压均衡模块通过开关组件的通断切换第一电池和第二电池的充电状态；开关控制模块包括波形调制电路、使能控制电路和第一开关，第一开关的第一动端与波形调制电路连接，第一开关的第二动端与使能控制电路连接，第一开关的静端与电压均衡模块连接；开关控制模块用于基于第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值产生开关控制信号；开关控制信号用于控制开关组件的通断，调节第一电池和第二电池的充电电压。

Description

充电电路和电子设备

技术领域

本申请属于电子技术领域，具体涉及一种充电电路和电子设备。

背景技术

在将多个电池串联起来进行充电时，电池之间的电压与电荷状态可能会存在差异，容量不同的电池的充电速度和放电速度也会不同，这会导致电池之间的电压状态失衡，从而影响充电效率和电池寿命。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种充电电路和电子设备，能够解决串联充电过程中出现的电压状态失衡的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种充电电路，该方法包括：

充电芯片、第一电池、第二电池、电压均衡模块和开关控制模块，所述第一电池和所述第二电池串联；

所述充电芯片用于对所述第一电池和所述第二电池充电；

所述电压均衡模块包括第一电容和开关组件，所述电压均衡模块用于通过所述开关组件的通断切换所述第一电池和所述第二电池的充电状态；

所述开关控制模块包括波形调制电路、使能控制电路和第一开关，所述第一开关的第一动端与所述波形调制电路连接，所述第一开关的第二动端与所述使能控制电路连接，所述第一开关的静端与所述电压均衡模块连接；

所述开关控制模块用于基于所述第一电池的端电压和所述第二电池的端电压之间的电压差值产生开关控制信号；所述开关控制信号用于控制所述开关组件的通断，以调节所述第一电池和所述第二电池的充电电压。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：如上所述的充电电路。

在本申请实施例中，可以根据第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值，生成开关控制信号，从而可以控制开关组件的通断切换第一电池和第二电池的充电状态，进而使得第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值减小，快速保持电压均衡，提升电压均衡效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之二；

图3是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之三；

图4是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之四；

图5是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之五；

图6是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之六；

图7是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之七；

图8是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之八；

图9是本申请实施例提供的充电芯片的比较器示意图；

图10是本申请实施例提供的充电电路的压控振荡器示意图；

图11是本申请实施例提供的充电电路的使能控制信号波形示意图；

图12是本申请实施例提供的充电电路的微控制单元控制逻辑示意图；

图13是本申请实施例提供的相关技术中的充电电路的结构示意图；

图14是本申请实施例提供的电子设备的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的充电电路和电子设备进行详细地说明。

图1是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之一。如图1所示，该充电电路包括：

充电芯片110、第一电池120、第二电池130、电压均衡模块140和开关控制模块150，第一电池120和第二电池130串联；

充电芯片110用于对第一电池120和第二电池130充电；

电压均衡模块140包括第一电容和开关组件，电压均衡模块140用于通过开关组件的通断切换第一电池120和第二电池130的充电状态；

开关控制模块150包括波形调制电路、使能控制电路和第一开关，第一开关的第一动端与波形调制电路连接，第一开关的第二动端与使能控制电路连接，第一开关的静端与电压均衡模块连接；

开关控制模块150用于基于第一电池120的端电压和第二电池130的端电压之间的电压差值产生开关控制信号；开关控制信号用于控制开关组件的通断，以调节第一电池120和第二电池130的充电电压。

在实际执行中，电压均衡模块140与开关控制模块150连接；充电芯片110分别与电压均衡模块140和开关控制模块150连接；电压均衡模块140同时并联在第一电池120的两端和第二电池130的两端。

充电芯片110用于将输入的充电电压转换为第一电压信号；充电芯片110的作用是完成充电器到电池的充电电压转换及充电电流适配，其次是电流检测，可以将电流信号转换为电压信号，供开关控制模块150使用，具体使用过程将在后续实施例中进行说明。

电压均衡模块140包括第一电容和开关组件，第一电容用于基于开关组件的通断，在充电状态和放电状态之间切换。

开关控制模块150可以检测到第一电池120的端电压和第二电池130的端电压之间的电压差值，并且基于电压差值，可以对开关组件的切换频率进行调节，从而基于开关组件的通断生成对应的开关控制信号，将开关控制信号传输至电压均衡模块140。

开关控制模块150的作用是控制电压均衡模块140的工作状态，一方面使电压均衡模块140的功耗达到最优，另一方面确保充电和放电时第一电池120和第二电池130的安全。

电压均衡模块140接收到开关控制信号之后，可以基于开关组件的切换频率，调节电压差值，从而可以均衡两个电池的端电压，使串联的第一电池120和第二电池130在使用过程中，第一电池120的端电压和第二电池130的端电压保持一致。充电时串联的两个电池同时充满，放电时串联的两个电池同时放尽。

图2是本申请实施例提供的充电电路的结构示意图之二。

如图2所示，该充电电路主要包括三个部分，即充电芯片110、电压均衡模块140和开关控制模块150。

下面对充电芯片110进行详细说明。

在一些实施例中，如图3所示，充电芯片110包括充电电路A、第一电阻R和差分放大器C；

充电电路A的第一端用于输入充电电压，充电电路A的第二端与第一电阻R的第一端连接，第一电阻R的第二端与电压均衡模块140连接；充电电路A用于将充电电压调节为可为第一电池和第二电池充电的电压信号，并且控制充电电压对应的充电电流，以及在充电过程中控制第一电池和第二电池的充电电流。其中，充电电流可以由电源管理系统控制。

第一电阻R的第一端与差分放大器C的同相端连接，第一电阻R的第二端与差分放大器C的反相端连接，差分放大器C的输出端与开关控制电路连接，差分放大器C用于将第一电阻R两端的电压信号转换为第一电压信号。

第一电阻R为采样电阻，采样电阻的作用是将充电时的电流信号转化为电压信号。

差分放大器C为电流转电压电路，作用是将第一电阻R两端微小的电压信号进行放大，并且将差分电压信号转化为单端电压信号，即可得到第一电压信号。

下面对电压均衡模块140进行详细说明。

在一些实施例中，如图4所示，电压均衡模块140包括第一电容Cfly和开关组件。第一电池120表示为B₁，第二电池130表示为B₂。

开关组件包括第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂。

第一电池B₁的正极与第一单刀双掷开关S₁的第一动端连接，第一电池B₁的负极与第一单刀双掷开关S₁的第二动端连接；第一电池B₁的负极与第二电池B₂的正极连接，第二电池B₂的负极接地；第一单刀双掷开关S₁的第二动端与第二单刀双掷开关S₂的第一动端连接，第二单刀双掷开关S₂的第二动端与第二电池B₂的负极连接；

第一电容Cfly的第一端与第一单刀双掷开关S₁的不动端连接，第一电容Cfly的第二端与第二单刀双掷开关S₂的不动端连接。

在实际执行中，第一电池B₁为串联的高电压端电池，第二电池B₂为串联的低电压端电池。两个电池的容量不需要相等。

可选地，两个电池的满电和亏电的电压点相等。比如：第一电池B₁和第二电池B₂的满电电压点都是4.5V，亏电电压点都是3.0V。如果不满足，则会导致其中一个电池充不满，或容量不能有效利用。

例如：一个电池满充电压是4.4V，另一个满电电压是4.5V。由于有电压均衡模块140的存在，充电及放电过程中高电压端电池B₁和低电压端电池B₂的电压会一直保持一致。所以当满电电压点4.4V的电池充满时，另一个满电电压点4.5V的电池并未充满。

第一电容Cfly为Charge Pump电容，Charge Pump的含义即为电荷泵。第一电容Cfly用于存储容量，在两个电池间进行能量运输，其容量与第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的切换频率有关系，切换频率越高，需要的容量则可以越小，切换频率约低则需要的容量越大。

第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂均为单刀双掷开关管，实际由4个金属氧化物(Metal Oxide Semiconductor，MOS)半导体场效应晶体管组成。

如图5所示，第一单刀双掷开关S₁实际由MOS管K₁和MOS管K₂组成，S₂实际由MOS管K₃和MOS管K₄组成，两者切换保持同步，即同时切到H端或同时切到L端。

在实际执行中，电压均衡模块140的原理说明如下：

为了便于说明，假设第一电池B₁容量小，第二电池B₂容量大。则在充电过程中，因为两个电池为串联连接，所以两个电池的充电电流相等。进而容量小的第一电池B₁充电快，即电压上升速度快，第一电池B₁的电压比第二电池B₂的电压高。

下面对电压均衡模块140进行详细说明。

电压均衡模块140的工作过程包括以下阶段：

第一阶段：第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂均切在H端，此时Cfly电容与第一电池B₁并联，第一电池B₁为Cfly电容充电，Cfly电容电压等于第一电池B₁电压，如图6所示。

第二阶段：第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂均切在L端，此时Cfly电容与第二电池B₂并联连接，因为V_Cfly(Cfly电容电压)＝V_B1(第一电池B₁电池电压)>V_B2(第二电池B₂电池电压)，即Cfly电容的电压大于第二电池B₂的电压，所以Cfly电容处于放电过程，如图7所示。

经过第一个阶段和第二个阶段，第一电池B₁的一部分能量就会被搬运到第二电池B₂，进而两者之间的电压差值会变小。当第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂频繁切换时，第一电池B₁的一部分能量就会不断地搬运到第二电池B₂。直到第一电池B₁的电压等于第二电池B₂的电压。

所以，从宏观效果上看，相当于第一电池B₁的充电电流变小了，第二电池B₂的充电电流变大了，从而达到串联“不等电流”充电。

反之，假设第一电池B₁的容量大，第二电池B₂的容量小，原理相同，只是能量搬运的过程相反。

在一些实施例中，第一电池B₁的容量和第二电池B₂的容量相等时，电压均衡电路不起作用，因为第一电池B₁和第二电池B₂在充电过程中电压上升的速度相同。

可以理解的是，放电过程与充电过程类似，只是容量小的第一电池B₁电压下降速度快，容量大的第二电池B₂下降速度慢，能量会从容量大的电池搬运到容量小的电池。

总之，电压均衡模块140的作用是：不论是串联电池在充电还是放电过程中，均保持两者的电压保持一致，确保小电池不过充过放。

下面对开关控制模块150进行详细说明。

在一些实施例中，如图8所示，开关控制模块150包括第一开关1201、波形调制电路1202和使能控制电路1203；第一电池120表示为B₁，第二电池130表示为B₂。

开关控制信号包括第一脉冲宽度调制信号或第二脉冲宽度调制信号；

在第一电池B₁和第二电池B₂处于充电状态的情况下，第一开关1201的第一动端与第一开关1201的静端导通，波形调制电路1202用于将充电芯片110输出的第一电压信号调制为第一脉冲宽度调制信号，第一开关1201的静端用于输出第一脉冲宽度调制信号；

在第一电池B₁和第二电池B₂处于放电状态且在电压差值超过第一阈值的情况下，第一开关1201的第二动端与第一开关1201的静端导通，使能控制电路1203用于将目标使能信号转换为第二脉冲宽度调制信号，目标使能信号基于电压差值确定，第一开关的静端用于输出第二脉冲宽度调制信号。

在实际执行中，波形调制电路1202的第一端用于输入第一电压信号；

在第一电池B₁和第二电池B₂处于充电状态的情况下，波形调制电路1202的第二端与第一开关1201的第一动端连接，并且第一开关1201的第一动端与第一开关1201的静端导通，从而波形调制电路1202可以将第一电压信号转换为第一脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号。

在第一电池B₁和第二电池B₂处于放电状态且在电压差值超过第一阈值的情况下，使能控制电路1203的第一端与第一开关1201的第二动端连接，并且第一开关1201的第二动端与第一开关1201的静端导通；

使能控制电路1203用于将目标使能信号转换为第二PWM信号；其中，目标使能信号为基于电压差值生成的直流电平信号或第三PWM信号。

第一开关1201的静端与电压均衡模块140连接，第一开关1201的静端用于输出开关控制信号。

在实际执行中，充电芯片110已将充电电流转换为单端电压信号，即第一电压信号。充电芯片110将第一电压信号输入至波形调制电路1202。波形调制电路1202将第一电压信号转换为第一PWM信号。

第一开关1201为选择开关，第一开关1201用于选择控制开关组件(第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂)切换的信号源。

在实际执行中，在第一电池B₁和第二电池B₂处于充电状态的情况下，第一开关1201选择波形调制电路1202作为信号源，即有波形调制电路1202的第二端与第一开关1201的第一端连接。

在第一电池B₁和第二电池B₂处于放电状态且在电压差值超过第一阈值的情况下，第一开关1201选择使能控制电路1203作为信号源，即有使能控制电路1203的第一端与第一开关1201的第二端连接。

使能控制电路1203是采用内部软件输入的直流电平信号或第三PWM信号进行使能控制，可以输出以PWM为包络的高频信号，即第二PWM信号。

需要说明的是，充电电流越大，小容量电池电压与大容量电池电压的电压差值变化越快，此时需要利用电压均衡模块140快速的在两个电池间进行均衡。而充电电流小的时候。小容量电池电压与大容量电池电压的压差变化较慢，此时可以降低开关的导通时间，减小开关损耗。

在实际执行中，可以通过调节第一PWM信号或第二PWM的占空比，来调节开关组件的导通时间。PWM信号的占空比可以在0-50％之间调整，在占空比最大为50％的情况下，即第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂在H端和L端导通的时间相等。

在电池模块处于充电状态下，波形调制电路1202可以根据电压差值和充电电流自动调节第一PWM信号的占空比。

在电池模块处于放电状态且在电压差值超过第一阈值的情况下，使能控制电路1203由内部设置的软件控制第二PWM信号的占空比。

当选择第一开关1201的静端输出的开关控制信号控制第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂时，第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂在H端导通的时间约长，能量搬运的效率就越高；第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂在L端导通的时间约长，能量搬运的效率就越高。

根据本申请实施例提供的充电电路，可以根据第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值，生成开关控制信号，从而可以控制第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的切换频率，进而可以根据切换频率，使得第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值减小，快速保持电压均衡，提升电压均衡效率。

在一些实施例中，波形调制电路1202可以包括比较器D或压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator，VCO)。

如图8所示，在波形调制电路1202包括比较器D的情况下，比较器D的同相端用于输入第一电压信号，比较器D的反相端用于输入参考信号，比较器D的输出端用于输出第一脉冲宽度调制信号。

需要说明的是，比较器D用于进行波形调制。比较器D同相端用于输入基于充电电流转换的单端的电压信号，即第一电压信号。比较器的反相端用于输入三角波信号或锯齿波信号，即参考信号。由此，第一电压信号经比较器D就会被调制为PWM波形，即第一PWM信号。

如图9所示，输入信号包括第一电压信号和参考信号，输出信号为第一PWM信号。将第一电压信号与参考信号进行比较，如果第一电压信号高于参考信号，则比较器D的输出端输出高电平，反之输出低电平。这样输入信号就被调制为方波，即第一PWM信号。并且第一PWM信号的占空比与第一电压信号的电平相关，第一电压信号越高，充电电流越高，则第一PWM信号对应的PWM波形的占空比就越大。

第一PWM信号的占空比可以在0-50％之间调整，在第一PWM信号的占空比为50％的情况下，第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂在H端和L端导通的时间相等。为了让第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂在H端和L端导通的时间相等，第一电压信号的幅值最高可以为参考信号的幅值的一半。

在一些实施例中，在波形调制电路1202包括压控振荡器VCO的情况下，压控振荡器VCO的输入端用于输入第一电压信号，压控振荡器VCO的输出端用于输出第一脉冲宽度调制信号。

在实际执行中，如图10所示，比较器D可以替换为压控振荡器VCO。

充电电流越大，则压控振荡器VCO的输入端的电压越高，则输出的频率越高，第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的切换频率越高。反之，充电电流越小，则压控振荡器VCO的输入端的电压越低，则输出的频率越低，第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的切换频率越低。切换频率越低，更有利于节约开关损耗。

在一些实施例中，如图8所示，使能控制电路1203包括微控制单元G和第一振荡器H。

微控制单元G(Microcontroller Unit，MCU)与第一振荡器H的第一端连接；

在第一电池120和第二电池130处于放电状态且在电压差值超过第一阈值的情况下，微控制单元G用于控制第一振荡器H的第二端与第一开关1201的第二动端连接，控制第一开关1201的第二动端与第一开关1201的静端导通，并向第一振荡器H输入目标使能信号；

第一振荡器H用于将目标使能信号转换为第二脉冲宽度调制信号。

需要说明的是，第一振荡器H为带有使能控制的振荡器，用于产生方波信号，控制后级开关的导通。

微控制单元G用于控制第一电池120和第二电池130的充电和放电过程。

在一些实施例中，在第一电池120和第二电池130处于充电状态的情况下，比较器D或压控振荡器VCO为开关组件对应的时钟源。

微控制单元G可以选择比较器D或压控振荡器VCO作为第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的时钟控制源。

在一些实施例中，在第一电池120和第二电池130处于放电状态的情况下，第一振荡器为开关组件对应的时钟源。

微控制单元G选择第一振荡器H作为第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的时钟控制源。

微控制单元G控制第一振荡器(Oscillator，OSC)H的输入信号为目标使能信号，目标使能信号可以是直流电平信号，也可以是第三PWM信号。

第一振荡器H可以将直流电平信号或第三PWM信号转换为第二PWM信号。如图11所示，如果是第三PWM信号，可以使得第一振荡器H被周期性的使能，输出以PWM为包络的高频信号，即第二PWM信号。

在第一电池120和第二电池130处于放电状态的情况下，微控制单元G监控串联的每个电池的端电压，如果电压差值在设定的第一阈值内，则输出直流电平信号或第三PWM信号使能第一振荡器H。如果电压差值不在设定的第一阈值内，则不能使能第一振荡器H。

需要说明的是，直流电平信号和第三PWM信号均可以使能第一振荡器H，都可以让第一振荡器H输出以PWM为包络的高频信号。电压差值较大时，可以使用第三PWM信号使能，电压差值压差较小且超过阈值用直流电平信号使能，具体可以在微控制单元G中进行相应设置。

使用第二PWM信号对应的PWM波形控制第一振荡器H的优点是：当电压差值较大时，直接使能第一振荡器H则会导致第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂承受较大的电流，严重时可能会导致电路烧毁。所以当电压差值较大时，适合使用PWM波形以较慢的速度进行电压均衡。

如图12所示，微控制单元G的控制逻辑如下：

采集第一电池B₁的电压和第二电池B₂的电压；

在第一电池B₁的电压和第二电池B₂的电压之间的电压差值超过预设的第一阈值的情况下，使用直流电平信号或第三PWM信号使能第一振荡器H，并且选择第一振荡器H作为第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂的时钟控制源。

第一振荡器H将直流电平信号或第三脉冲宽度调制信号转换为第二PWM信号后，将第二PWM信号作为开关控制信号控制电压均衡模块140的工作。

在一些实施例中，如图8所示，使能控制电路1203包括采样单元ADC，采样单元ADC分别与第一电池120和第二电池130连接，采样单元ADC用于确定电压差值，并将电压差值发送至微控制单元G。

在实际执行中，第一电池120表示为B₁，第二电池130表示为B₂。

采样单元ADC用于采集串联电池的高电压端电池(第一电池B₁)电压2SVBAT和低电压端电池(第二电池B₂)电压VBAT。

第二电池B₂的电压VBAT可以由采样单元ADC直接采样，采样单元ADC读取的电压即为低电压端电池电压。

第一电池B₁的电压2SVBAT可以获取第一电池B₁正极的电压V_2SVBAT减去第二电池B₂的电压V_VBAT，计算出第一电池B₁的电压(V_2SVBAT-V_VBAT)，用于与第二电池B₂做比较。

微控制单元G可以随时监控每个串联电池的端电压。

在一些实施例中，使能控制电路1203还包括稳压电路L。稳压电路L用于提供稳压电源，为微控制单元G供电，输入源可以是电池或者是充电芯片110的输入信号。

根据本申请实施例提供的充电电路，不要求串联的电池电压相等，可以自动对电池电压进行均衡。

本申请实施例通过利用电荷泵电路实现充电电路电池的端电压均衡，可以实现不等容量电池的串联充电，且均衡过程中能量损失极小，发热量很小。电压均衡电路的工作效率有机会达到99％以上，有利于提高充电速度。

相关技术中，充电电路如图13所示。

充电部分采用电荷泵架构，第一单刀双掷开关S₁和第二单刀双掷开关S₂高频切换，产生VCHG一半的电压对串联电池进行充电。由于第一电池B₁和第二电池B₂特性不会完全一样，导致充电过程中某一个电芯充电会快一些，假如第一电池B₁的电压上升快，则电阻R₁对应的开关闭合；假如第二电池B₂的电压上升快，则电阻R₂对应的开关闭合。即对电压高电芯并联电阻，形成一个电流旁路，这样就减小了电压高的电芯电流，同时增大了电压低的电芯电流。从而实现电压平衡。该平衡方式也叫被动均衡。放电过程与充电过程的原理相同。被动均衡的缺点是额外会消耗能量在电阻上。

相比相关技术中的串联充电，本申请实施例提供的充电电路可以实现：

电池电压均衡，能量转移效率达到98％以上。

开关频率可根据串联电池的电压差值进行调节，进一步提升均衡效率。

充电电路可根据使用场景进行工作，非必要条件下电路不工作，节约能耗。

如图14所示，本申请实施例还提供一种电子设备1400，包括上述任一实施例所述的充电电路1401，例如可以包括图1至图8所示的充电电路。

图1至图8所示的充电电路在上述实施例中已做相应说明，在此不再赘述。

根据本申请实施例的电子设备，可以根据第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值，生成开关控制信号，从而可以控制开关组件的通断切换第一电池和第二电池的充电状态，进而使得第一电池的端电压和第二电池的端电压之间的电压差值减小，快速保持电压均衡，提升电压均衡效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以计算机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介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：充电芯片、第一电池、第二电池、电压均衡模块和开关控制模块，所述第一电池和所述第二电池串联；

所述充电芯片用于对所述第一电池和所述第二电池充电；

所述电压均衡模块包括第一电容和开关组件，所述电压均衡模块用于通过所述开关组件的通断切换所述第一电池和所述第二电池的充电状态；

所述开关控制模块包括波形调制电路、使能控制电路和第一开关，所述第一开关的第一动端与所述波形调制电路连接，所述第一开关的第二动端与所述使能控制电路连接，所述第一开关的静端与所述电压均衡模块连接；

所述开关控制模块用于基于所述第一电池的端电压和所述第二电池的端电压之间的电压差值产生开关控制信号；所述开关控制信号用于控制所述开关组件的通断，以调节所述第一电池和所述第二电池的充电电压。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述开关控制信号包括第一脉冲宽度调制信号或第二脉冲宽度调制信号；

在所述第一电池和所述第二电池处于充电状态的情况下，所述第一开关的第一动端与所述第一开关的静端导通，所述波形调制电路用于将所述充电芯片输出的第一电压信号调制为第一脉冲宽度调制信号，所述第一开关的静端用于输出所述第一脉冲宽度调制信号；

在所述第一电池和所述第二电池处于放电状态且在所述电压差值超过第一阈值的情况下，所述第一开关的第二动端与所述第一开关的静端导通，所述使能控制电路用于将目标使能信号转换为所述第二脉冲宽度调制信号，所述目标使能信号基于所述电压差值确定，所述第一开关的静端用于输出所述第二脉冲宽度调制信号。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述波形调制电路包括比较器或压控振荡器；

在所述波形调制电路包括比较器的情况下，所述比较器的同相端用于输入所述第一电压信号，所述比较器的反相端用于输入参考信号，所述比较器的输出端用于输出所述第一脉冲宽度调制信号；

在所述波形调制电路包括压控振荡器的情况下，所述压控振荡器的输入端用于输入所述第一电压信号，所述压控振荡器的输出端用于输出所述第一脉冲宽度调制信号。

4.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述使能控制电路包括微控制单元和第一振荡器；

所述微控制单元与所述第一振荡器的第一端连接；

在所述第一电池和所述第二电池处于所述放电状态且在所述电压差值超过第一阈值的情况下，所述微控制单元用于控制所述第一振荡器的第二端与所述第一开关的第二动端连接，控制所述第一开关的第二动端与所述第一开关的静端导通，并向所述第一振荡器输入所述目标使能信号；

所述第一振荡器用于将所述目标使能信号转换为所述第二脉冲宽度调制信号。

5.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，在所述第一电池和所述第二电池处于所述充电状态的情况下，所述比较器或所述压控振荡器为所述波形调制电路对应的时钟源。

6.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，在所述第一电池和所述第二电池处于所述放电状态的情况下，所述第一振荡器为所述波形调制电路对应的时钟源。

7.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电芯片包括电压转换模块、第一电阻和差分放大器；

所述电压转换模块的第一端用于输入充电器输出的电压，所述电压转换模块的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述电压均衡电路连接；所述电压转换模块用于将所述充电器输出的电压转换为所述第一电压信号，并且控制所述充电器输出的电压对应的充电电流；

所述第一电阻的第一端与所述差分放大器的同相端连接，所述第一电阻的第二端与所述差分放大器的反相端连接，所述差分放大器的输出端与所述开关控制模块连接，所述差分放大器用于将所述第一电阻两端的电压信号转换为所述第一电压信号。

8.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述使能控制电路还包括采样单元，所述采样单元分别与所述第一电池和所述第二电池连接，所述采样单元用于确定所述电压差值，并将所述电压差值发送至所述微控制单元。

9.根据权利要求1-8任一项所述的充电电路，其特征在于，所述开关组件包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关；

所述第一电池的正极与所述第一单刀双掷开关的第一动端连接，所述第一电池的负极与所述第一单刀双掷开关的第二动端连接；所述第一电池的负极与所述第二电池的正极连接，所述第二电池的负极接地；所述第一单刀双掷开关的第二动端与所述第二单刀双掷开关的第一动端连接，所述第二单刀双掷开关的第二动端与所述第二电池的负极连接；

所述第一电容的第一端与所述第一单刀双掷开关的不动端连接，所述第一电容的第二端与所述第二单刀双掷开关的不动端连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的充电电路。