CN201360162Y - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电装置，该装置包括：充电/电源管理芯片，与充电/电源管理芯片相连接的通信芯片、充电电路，其中，充电电路包括：串联连接的电路控制部及电阻R1，其中，电路控制部及电阻R1的两端均通过管脚与充电/电源管理芯片连接，电阻R1还连接至充电端子，其特征在于，充电电路还包括：电阻R2和开关，其中，开关和R2串联连接，且与R1并联连接，其中，开关还与通信芯片的通用输入输出口连接。本实用新型节省了设计成本。

Description

充电装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种适用于移动终端的可以提供通用串行总线(Universal Serial Bus，简称为USB)和充电器充电的充电装置。

背景技术

随着移动终端功能的不断增加，电池的容量也越来越大，相应地，大容量电池的充电电路也需要随之变化。目前，接口的标准化一般要求移动终端的充电接口既能实现在计算机的USB口充电又能实现插充电器充电。根据USB的充电规范，使用计算机的USB给移动终端充电，其最大充电电流不能超过500mA。而使用充电器充电，恒流充电时的充电电流常常在500mA以上，以满足在三小时内完成充电的设计需求。通常，一套软/硬件充电电路在恒流充电时只能设计为一个固定的电流值，而USB和充电器充电为两个不同的电流值，这就导致需要利用两套软件或硬件分别对USB和充电器的充电进行设计，移动终端在检测出插入的电源是USB还是充电器之后，根据检测结果进行不同的充电流程，这样增加了设计成本，设计难度也随之增大。

针对相关技术中需要同时为移动终端设计两套充电电路来实现通过USB和充电器进行充电的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中需要同时为移动终端设计两套充电电路来实现通过USB和充电器进行充电的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种改进的充电装置，以解决上述问题至少之一。

为了实现上述目的，根据本实用新型，提供了一种充电装置。

根据本实用新型的充电装置包括：充电/电源管理芯片，与充电/电源管理芯片相连接的通信芯片、充电电路，其中，充电电路包括：串联连接的电路控制部及电阻R1，其中，电路控制部及电阻R1的两端均通过管脚与充电/电源管理芯片连接，电阻R1还连接至充电端子，其特征在于，充电电路还包括：电阻R2和开关，其中，开关和R2串联连接，且与R1并联连接，其中，开关还与通信芯片的通用输入输出口连接。

优选地，电路控制部包括串联的肖特基二极管和三极管，其中，三极管的集电极、基极、发射极通过管脚与充电/电源管理芯片连接，二极管的正极和负极通过管脚与充电/电源管理芯片连接，且发射极连接至正极。

优选地，电路控制部包括串联的肖特基二极管和金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，其中，MOSFET的源极、漏极、栅极通过管脚与充电/电源管理芯片连接，二极管的正极和负极通过管脚与充电/电源管理芯片连接，且漏极连接至正极。

优选地，开关为开关器件。

优选地，开关为三极管。

优选地，通信芯片包括以下之一：基带芯片、应用处理器芯片。

通过本实用新型，采用设置开关控制充电电流的方法，解决了相关技术中需要同时为移动终端设计两套充电电路来实现通过USB和充电器进行充电的问题，进而节省了设计成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的充电装置的示意图；

图2是根据本实用新型优选实施例的充电装置的示意图。

具体实施方式

功能概述

考虑到相关技术中需要同时为移动终端设计两套充电电路来实现通过USB和充电器进行充电的问题，本实用新型提供了一种适用于移动终端的可供USB及充电器充电的方案，针对移动终端充电电路进行了改进，增加设置了开关来控制充电电流，使其用一套软硬件就能实现USB及充电器充电两种充电方案，优化了系统性能，节约了设计成本。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型的实施例，提供了一种充电装置。该充电装置包括充电/PMU芯片，与充电/PMU芯片相连接的通信芯片、充电电路，其中，充电电路包括：串联连接的电路控制部及电阻R1，其中，电路控制部及电阻R1的两端均通过管脚与充电/PMU芯片连接，电阻R1还连接至充电端子。该充电电路还包括：电阻R2和开关，其中，开关和R2串联连接，且与R1并联连接，其中，开关还与通信芯片的通用输入输出口(General-Purpose Input Output ports，简称为GPIO)连接。

其中，这里的开关有多种方式实现，例如，可以为开关器件，也可以为三极管或其它器件等，上述通信芯片可以包括以下之一：BB芯片、应用处理器(Application Processor，简称为AP)芯片。

上述的电路控制部可以通过以下两种方式来实现。

(1)电路控制部包括串联的肖特基二极管和三极管，其中，三极管的集电极、基极、发射极通过管脚与充电/PMU芯片连接，二极管的正极和负极通过管脚与充电/PMU芯片连接，且发射极连接至正极。

(2)电路控制部包括串联的肖特基二极管和MOSFET，其中，MOSFET的源极、漏极、栅极通过管脚与充电/PMU芯片连接，二极管的正极和负极通过管脚与充电/PMU芯片连接，且漏极连接至正极。

通过该实施例，提供了一种移动终端的充电装置，其中的充电电路包括充电或PMU芯片，三极管/MOSET、二极管、电阻、开关等器件，其中三极管/MOSET和二极管可集成在芯片内部，使其用一套软硬件就能实现USB及充电器充电两种充电方案，在普通的充电电路基础上增加了一个开关，该开关由GPIO控制，开关控制着一个电阻的并联与否，通过该开关的通断，从而实现充电电流的改变。

图1是根据本实用新型实施例的充电装置的示意图，下面将结合图1对本实用新型实施例的实现原理进行详细描述。

需要说明的是，充电电路即使芯片不同，但其本身要实现的功能和芯片设计使得需要外接的器件基本都是类似的。在充电电路中，PMU/充电芯片通常会提供接口，用于连接三极管、二极管、精密电阻等。在本发明的实施例中，为了描述方便，对这些接口做了如下命名：连接三极管的e极的为VCHG，表示充电器的电压；连接三极管的b极的为ISET，表示控制充电电路的通断；三极管的c极的为VD，表示通过三极管后的充电电路电压，同时，连接肖特基二极管的正极，连接肖特基二极管的负极为VCCS(肖特基二极管的作用为防止电流从电池倒灌到充电器)，同时，连接紧密电阻R1的一端；连接精密电阻R1的另一端为VBAT，电池电压。

移动终端的充电功能一般由充电芯片或PMU(PowerManagement Unit，简称为PMU)芯片来实现，充电/PMU芯片与基带(Base Band，简称为BB)芯片通过电源线、控制线等相连接以实现通信。

外部电源通过接口连接到充电/PMU芯片的电源输入管脚(VCHG)。充电/PMU芯片的ISET管脚控制VD1的通断，从而控制整个充电电路的通断，其中，VD1可以是三极管，也可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(Metallic Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，简称为MOSFET)。当ISET为低电平时，VD1导通，充电电路为通路；当ISET为高电平时，VD1截止，充电电路断开。

VD2为肖特基二极管，用来防止电流从电池倒灌到外部电源，选择肖特基二极管是因为它具有压降小的特性，其压降约为0.2-0.3V，这样，从充电器到电池之间有足够的压差，才能保证充电的正常进行。

连在VCCS和VBAT之间的电阻R1具有控制充电电流大小的作用，充电/PMU芯片通过监控VCCS与VBAT之间(即，R1两端)的电压差，软件上通过计算(VCCS-VBAT)/R1，从而，达到监控R1的电流(即，充电电路电流)的目的。

不同的芯片可能会在内部集成一些图1所示的外围器件，例如，VD1、VD2等，或者对该电路做一些变形，但是其基本原理都相同。普通的充电电路就是利用上面描述的方法进行充电的。

而本实用新型提供的充电电路之所以能够达到一套软硬件实现USB及充电器充电两种充电方案的功能，就是利用了开关K1。K1由BB芯片的GPIO控制(也可以通过其它芯片的能够实现该功能的GPIO控制)，当外部电源插入后，如果是USB，则K1保持断开，VCCS和VBAT之间的电阻值为R1；反之，若是充电器，则K1闭合，使得R1和R2并联，VCCS和VBAT之间的电阻值为R1并联R2的值(该电阻值比R1小)，从而增大了充电电流。其中，这里的K1可以根据设计的实际需要来选择，例如，K1可以是开关器件(例如，单刀双掷开关或双刀双掷开关)，也可以是三极管(利用三极管的截止/饱和来实现开关的断开和闭合)。在实际设计时，通过选择合适的R1和R2的阻值，就能获得所需的充电电流值。

图2是根据本实用新型优选实施例的充电装置的示意图，如图2所示，使用单刀双掷开关开关电路作为开关的电路为：单刀双掷开关的公共脚COM1接R2，IN1为开关的控制管脚，连接BB芯片的GPIO口。NC1悬空，NO1与VBAT相连。该电路在常态下，开关是与NC1相连(即，悬空)，当IN1发出信号控制开关，则开关状态改变，变为与NO1相连(即，R2这条支路闭合)。

根据本实用新型实施例提供的充电电路的充电流程如下：检测到外部电源后，充电/PMU芯片识别出是充电器还是USB，并根据识别结果进行处理。

对于USB的处理如下：ISET为低电平，VD1打开充电通路，同时GPIO控制开关K1断开，电流经肖特基二极管VD2、VCCS和VBAT之间的电阻R1后到达电池，进行充电。

对于充电器的处理如下：ISET为低电平，VD1打开充电通路，同时GPIO控制开关K1闭合，电流经肖特基二极管VD2、VCCS和VBAT之间的电阻(R1和R2并联)后到达电池，进行充电。

从以上描述可以看出，根据本实用新型实施例提供的充电电路与普通的充电电路相比，硬件上只增加了一个GPIO控制的开关和一个与开关相连的电阻，软件上只多了一条控制是否打开开关的语句，实现过程比较简单。

根据本实用新型的上述实施例，针对移动终端的USB充电和充电器充电需要不同的电流，普通的移动终端对此会采用两套软件或硬件分别来对USB和充电器的充电进行设计，增加了设计成本和复杂程度。而本实用新型采用一套软硬件就能实现USB及充电器充电两种充电方案，优化了系统性能，设计实现过程简单易行，节约了设计成本。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种充电装置，包括充电/电源管理芯片，与所述充电/电源管理芯片相连接的通信芯片、充电电路，其中，所述充电电路包括：串联连接的电路控制部及电阻(R1)，其中，所述电路控制部及所述电阻(R1)的两端均通过管脚与所述充电/电源管理芯片连接，所述电阻R1还连接至充电端子，其特征在于，所述充电电路还包括：电阻(R2)和开关，其中，

所述开关和所述电阻(R2)串联连接，且与所述电阻(R1)并联连接，其中，所述开关还与所述通信芯片的通用输入输出口连接。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电路控制部包括串联的肖特基二极管和三极管，其中，所述三极管的集电极、基极、发射极通过管脚与所述充电/电源管理芯片连接，所述二极管的正极和负极通过管脚与所述充电/电源管理芯片连接，且所述发射极连接至所述正极。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电路控制部包括串联的肖特基二极管和金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，其中，所述MOSFET的源极、漏极、栅极通过管脚与所述充电/电源管理芯片连接，所述二极管的正极和负极通过管脚与所述充电/电源管理芯片连接，且所述漏极连接至所述正极。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关为开关器件。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关为三极管。

6.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述通信芯片包括以下之一：基带芯片、应用处理器芯片。

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