CN201690258U - 一种移动终端充电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动终端充电控制装置，包括：一电压转换模块，与所述移动终端相连，将所述移动终端的电池电压转换为参考电压；一电压比较模块，与所述电压转换模块相连，将所述参考电压与对电池电压进行实时采样后得到的采样电压比较，输出控制信号；以及一逻辑控制模块，与所述电压比较模块相连，根据所述控制信号控制充电回路的通断。采用硬件电路的方式对充电动作和电池电压的检测判断，配合一定的电路控制模块来实现控制充电过程起止，完成智能充电的设计。

Description

一种移动终端充电控制装置

技术领域

本实用新型涉及移动终端充电设计领域，具体涉及一种移动终端充电控制装置，尤其适用于频繁插拔或需要安插在基座上的手持机等类似电子设备终端。

背景技术

电池是一种能量转化与储存的装置，它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。电池同时是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。

移动终端电池的充电过程是在移动终端使用、设计中应考虑的重要环节，在该过程中实施智能化控制，对延长手机的待机时间、延缓电池的使用寿命具有决定性的作用。而传统的充电方式在没有人为干预的情况下，不能够自动关断终端充电供电，这样，长时间充电供电会影响电池的使用寿命，而且存在安全隐患；同时，用户对处于充电状态的设备进行不断插拔，也会影响电池的使用寿命。

发明内容

本实用新型的意图在于提供一种移动终端充电控制装置，采用硬件电路的方式对充电动作和电池电压的检测判断，配合一定的电路控制模块来实现控制充电过程起止，完成智能充电的设计，达到延长电池使用寿命的目的，同时，避免长时间充电带来的安全隐患，一定程度上减少了能源浪费，本实用新型尤其适用于频繁插拔或需要安插在基座上的手持机等类似电子设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种移动终端充电控制装置，包括：一电压转换模块，与所述移动终端相连，将所述移动终端的电池电压转换为参考电压；一电压比较模块，与所述电压转换模块相连，将所述参考电压与对电池电压进行实时采样后得到的采样电压比较，输出控制信号；以及一逻辑控制模块，与所述电压比较模块相连，根据所述控制信号控制充电回路的通断。

进一步地，所述充电控制装置，与移动终端外部相连或位于移动终端内部。

进一步地，所述电压转换模块，将所述移动终端的电池电压转换为包括充电启动门限电压的参考电压。

进一步地，所述电压比较模块，比较得到所述采样电压小于所述充电启动门限电压，输出控制信号指示充电启动；比较得到所述采样电压大于等于所述充电启动门限电压，保持现有状态。

进一步地，所述电压转换模块，将所述移动终端的电池电压转换为包括充电启动门限电压和充电截止门限电压的参考电压，所述充电截止门限电压大于所述充电启动门限电压。

进一步地，所述电压比较模块，比较得到所述采样电压小于所述充电启动门限电压，输出控制信号指示充电启动；比较得到所述采样电压大于等于所述充电启动门限电压并小于所述充电截止门限电压，保持现有状态；比较得到所述采样电压大于等于所述充电截止门限电压，输出控制信号指示充电截止。

进一步地，所述充电控制装置与移动终端外部相连时，还包括：一中断检测模块，与所述逻辑控制模块相连，还与所述移动终端相连，检测所述移动终端的插拔状态，在检测到所述移动终端插入时，输出中断信号触发所述逻辑控制模块工作；在检测到所述移动终端拔出时，输出中断信号停止所述逻辑控制模块工作。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的充电控制装置解决了目前手持机(或者类似电子设备)使用中需要频繁插拔基座、和长时间放置于基座导致缩短电池使用寿命的问题，能够减少充电次数，延长终端电池使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的电压采样电路输出控制信号的示意图。

图2为本实用新型方案一的系统示意图。

图3为本实用新型方案一的原理图。

图4为本实用新型方案二的系统示意图。

图5为本实用新型方案二的原理图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，兹借由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本实用新型做一详细说明，说明如后：

本实用新型涉及到的充电控制装置主要包括下面几个部分：电压转换模块、电压比较模块、逻辑控制电路模块；充电控制装置与移动终端相连，移动终端输出一路电池电压信号给充电控制装置(可以与移动终端外部连接，例如位于基座内；也可以位于移动终端内部，与移动终端本体连接)

工作过程：电池电压经过电压转换模块转换为参考电压，在电压比较模块通过和电池电压的采样进行比较，输出控制信号，输出的各路控制信号进行一定的与或运算后，产生最终的控制信号，在控制信号的驱动下，控制电路模块完成充电回路的通断动作。

上面的过程可以分为以下几个事件的组合，包括：A：插入手持机时，电池电压是否低于充电启动门限电压；B：插入手持机后，电池电压是否低于充电启动门限电压(该事件是针对充电过程结束后，因待机耗电导致电池电压降低而发生的)；C：电池电压是否低于充电截止门限电压(该事件是针对在充电动作发生过程中，因充电过压而导致事件发生的)；D：最终输出控制信号。

各级控制信号A、B、C和最终输出控制信号D之间的关系表如下：

C\AB	11	10	01	00
					1	1	1	1	0
0	0	0	0	0

备注：1：表示输出为真，高电平有效；

A事件：插入终端输出高电平；

B事件：电池电压低于充电启动门限电压，输出高电平；

C事件：电池电压低于充电截止门限电压，输出高电平；

D事件：输出高电平，表示打开VCHG开关；

0：表示输出为假，低电平有效；

A事件：拔出终端输出低电平；

B事件：电池电压高于充电启动门限电压，输出低电平；

C事件：电池电压高于充电截止门限电压，输出低电平；

D事件：输出低电平，表示关闭VCHG开关；

如图1所示，为本实用新型的电压采样电路输出控制信号的示意图，其中，Vbat是电池电压，Vref是参考电压，Vsam是实时采样电压；

Vbat输入电压转换电路，完成Vbat到Vref之间的转换，输出Vref；

Vbat另一路输入采样电路，完成Vbat到Vsam之间的转换，输出Vsam；

电压比较电路，完成Vref和Vsam之间的比较转换、输出控制信号Vcon，具体的逻辑关系为：

如果Vref＞Vsam，则Vcon有效(高电平)，

如果Vref＜＝Vsam，则Vcon无效(低电平)；

按照前述关系表，对上述不同情况Vcon进行逻辑功能电路处理后(如与或运算)，驱动控制电路D(图1中未示出)完成充电回路的通断控制。

以下实施例以与移动终端外部连接的充电控制装置进行描述，例如充电控制装置位于充电基座内。

如图2所示，为本实用新型方案一的系统示意图，主要包括：中断检测管理电路(即发明内容中的中断检测模块)，电压跟踪判断电路(即发明内容中的电压比较模块)，电池过压判断电路(即发明内容中的电压比较模块)，充电通断控制电路(即发明内容中的逻辑控制模块)；

中断检测管理电路A：判断手持机的插拔动作并输出判断控制信号；

电压跟踪判断电路B：判断手持机的电池电压在充电过程中的变化范围，并输出控制信号；

电池过压判断电路C：判断电池电压是否超过上限(充电截止门限电压)，并输出控制信号；

充电通断控制电路D：在上述控制信号驱动下，完成充电回路通断动作。

其中，电压跟踪判断电路B和电池过压判断电路C中的包含电压转换功能，获得参考电压进行比较；具体如何根据控制信号完成通断控制，参照上述的信号关系表部分的相关描述。

以下以一个应用实例来描述本实用新型的方案一，参考电压包括充电启动门限电压和充电截止门限电压，分别对应B和C模块电路，如图3所示。

用户插入移动终端到充电设备的基座，初始化电路B输出“0”，电路C输出“1”，此后，基座中的A电路产生中断int1有效，A电路控制IO输出“0”；用户将移动终端拔离充电设备的基座，int1无效；

在用户插入移动终端到充电设备基座后，B电路判断此时电池电压是否低于充电启动门限电压，如果是，B电路输出“1”，产生上升沿，触发int3，A电路控制IO输出“1”；否则，B电路保持输出“0”；

当B电路输出“1”时，说明此时电池电压低于充电启动门限电压，当B电路输出“0”时，说明此时电池电压超过充电启动门限电压，int3的中断触发方式设置为上升沿触发；

在用户插入移动终端到充电设备基座后，C电路判断此时电池电压是否低于充电截止门限电压，如果是，C电路输出“1”；否则，C电路输出“0”；

当C电路输出发生下降沿跳变(输出由1跳变至0)时，产生中断int2，A电路控制IO输出“0”；当C电路输出没有发生下降沿跳变时，不产生中断int2，保持IO输出状态。

其中，B电路和C电路用与门连接，各自主要完成电压采样、比较、输出各级控制信号和中断信号的功能；B电路中的LDO2和C电路中的LDO1用于获取参考电压(相当于发明内容中的电压转换模块)；

D电路是充电通断控制电路，主要完成通断基座充电回路的功能，该电路在输入高电平情况下工作；

A电路是中断检测管理电路，主要完成手机插拔动作检测，手机插拔检测功能的实现包括了各种通过各类传感器检测或者物理结构设计产生电气信号的各种手段。(与、或门参看方案一原理图)

通过设置中断触发模式来实现对应中断(控制信号)：

int1：插拔终端产生的中断，用于方案一每个电路模块初始化工作触发。

int2：充电完成中断，触发方式为下降沿有效。

int3：充电启动中断，触发方式为上升沿有效。

如图4所示，为本实用新型方案二的系统示意图，主要包括：中断检测管理电路(即发明内容中的中断检测模块)，电压跟踪判断电路(即发明内容中的电压比较模块)，充电通断控制电路(即发明内容中的逻辑控制模块)；

中断检测管理电路A：判断手持机的插拔动作并输出判断控制信号；

电压跟踪判断电路B：判断手持机的电池电压在充电过程中的变化范围，并输出控制信号；

充电通断控制电路D：在控制信号的驱动下，完成充电回路通断动作，具体如何根据控制信号完成通断控制，参照上述的信号关系表部分的相关描述。

以下以一个应用实例来描述本实用新型的方案二，参考电压包括充电启动门限电压，如图5所示。

用户插入移动终端到充电设备的基座，初始化电路B输出“0”，基座中的A电路产生中断int1有效，IO输出“0”；用户将移动终端拔离充电设备的基座，int1无效；

当A电路产生中断int1有效，IO输出“0”时，B电路判断此时电池电压是否低于充电启动门限电压，如果是，B电路输出“1”，同时，上升沿跳变，产生中断int2，A电路控制IO输出“1”；否则，B电路输出“0”；

当B电路输出“1”时，说明此时充电启动(即电池电压小于充电启动门限电压)，当B电路输出“0”时，说明此时电池电压大于充电启动门限电压，不产生中断iht2，保持A电路IO输出。

其中，A电路是中断检测管理电路，类同方案一中的A电路；

B电路是电压跟踪判断电路，类同方案一中的B电路；

D电路是充电通断控制电路，类同方案一中的D电路。

通过设置中断触发模式来实现对应中断(控制信号)：

int1：插拔终端产生的中断，

int2：充电启动中断，该设计逻辑中的触发方式为上升沿有效。

对于以上中断int2、int3，终端可以根据实际设计要求，设计成高电平触发或者下降沿触发模式，并不仅限于上升沿触发模式。

方案一和方案二的区别在于：方案一设置了电池充满电压限值控制，能够实现VCHG的自动打开和关闭功能；方案二不能够自动开关VCHG；方案二中当插入终端电压高于充电启动门限电压的时候，VCHG是关闭的，此时，B电路输出“0”，不产生int2；一旦因为耗电而降低到充电启动门限电压之下，触发产生中断int2，使IO输出“1”，然后，VCHG自动打开，持续供电VCHG，此时，终端侧可以采用两种方式来进行充电控制，一种是在电池充满后维持小电流充电；另一种是在判断截止电流后停止充电，等待启动二次充电。

本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以下文的权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种移动终端充电控制装置，其特征在于，包括：

一将移动终端的电池电压转换为参考电压的电压转换模块，与所述移动终端相连；

一比较所述参考电压与对电池电压进行实时采样后得到的采样电压并输出控制信号的电压比较模块，与所述电压转换模块相连；

以及

一根据所述控制信号控制充电回路通断的逻辑控制模块，与所述电压比较模块相连。

2.如权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，

所述充电控制装置，与移动终端外部相连或位于移动终端内部。

3.如权利要求2所述的充电控制装置，其特征在于，

所述电压转换模块，输出包括充电启动门限电压的参考电压到所述电压比较模块。

4.如权利要求3所述的充电控制装置，其特征在于，

所述电压比较模块，在比较得到所述采样电压小于所述充电启动门限电压时，输出控制信号到所述逻辑控制模块，指示充电启动；

所述电压比较模块，在比较得到所述采样电压大于等于所述充电启动门限电压时，不输出控制信号，保持现有状态。

5.如权利要求2所述的充电控制装置，其特征在于，

所述电压转换模块，输出包括充电启动门限电压和充电截止门限电压的参考电压到所述电压比较模块，所述充电截止门限电压大于所述充电启动门限电压。

6.如权利要求5所述的充电控制装置，其特征在于，

所述电压比较模块，在比较得到所述采样电压小于所述充电启动门限电压时，输出控制信号到所述逻辑控制模块，指示充电启动；

所述电压比较模块，在比较得到所述采样电压大于等于所述充电启动门限电压并小于所述充电截止门限电压时，不输出控制信号，保持现有状态；

所述电压比较模块，在比较得到所述采样电压大于等于所述充电截止门限电压时，输出控制信号到所述逻辑控制模块，指示充电截止。

7.如权利要求2所述的充电控制装置，其特征在于，

所述充电控制装置与移动终端外部相连时，还包括：一检测所述移动终端的插拔状态的中断检测模块，与所述逻辑控制模块相连，还与所述移动终端相连，在检测到所述移动终端插入时，输出中断信号触发所述逻辑控制模块工作；在检测到所述移动终端拔出时，输出中断信号停止所述逻辑控制模块工作。

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