CN204696758U - 一种快速充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速充电系统，其包括移动终端、适配器和数据线。该适配器，用于对移动终端进行充电，源端连接器接收来自移动终端所需的充电电压和所需的充电电流。控制单元获取充电电压和充电电流。控制单元将充电电压和充电电流分别与所需充电电压和所需的充电电流进行比对，当充电电压及充电电流与所需的充电电压及充电电流不一致时产生控制信号。PWM驱动模块根据控制信号调整输出的脉冲信号以控制开关单元的开启频率，以改变第三交流电从而将充电电压和充电电流调整至所需的充电电压和所需的充电电流。上述适配器在充电的过程中，适配器输出与移动终端所需的充电电压和充电电流匹配的电压和电流，从而使得移动终端的充电效果更佳。

Description

一种快速充电系统

技术领域

本实用新型涉及快速充电技术领域，尤其涉及一种快速充电系统。

背景技术

随着目前的移动终端的功耗越来越大，其充电电池的容量也越来越大，传统的充电方式面临着充电效率低、花费时间长等问题，为了解决充电慢的问题，引入快速充电方法。

目前的快速充电方法是采用高电流强度的充电电流对充电电池进行充电处理。但是，在充电过程，高电流强度的充电电流易于致使充电电池的温度过高，过高的温度对充电电池以及移动终端的损害较大，从而导致充电电池和电移动终端的使用寿命变短。

实用新型内容

有鉴于此，实有必要提供一种充电效率高，且避免充电电池温度过高的快速充电系统。

一种快速充电系统，其包括移动终端、适配器和数据线。该适配器，通过数据线对移动终端进行充电。该适配器包括电源输入端、整流电路、变压器、整流滤波电路、源端连接器、控制单元、光耦模块、PWM驱动模块和开关单元。整流电路分别与电源输入端、变压器、开关单元连接。变压器分别与整流滤波电路、开关单元连接。整流滤波电路分别与控制单元、源端连接器连接。控制单元分别与源端连接器、光耦模块连接。PWM驱动模块分别与光耦模块、开关单元连接。整流电路用于将电源输入端输入的第一交流电转换为第一直流电。PWM驱动模块用于输出脉冲信号以控制开关单元的导通和关闭，以将第一直流电转换为第二交流电。变压器对第二交流电进行电压和/电流变换后得到第三交流电。整流滤波电路对第三交流电进行整流滤波处理得到充电电压和充电电流。源端连接器用于接收来自移动终端经数据线传输的所需的充电电压和所需的充电电流。控制单元用于检测充电电压和充电电流。控制单元还用于将充电电压和充电电流分别与所需充电电压和所需的充电电流进行比对，当充电电压及充电电流与所需的充电电压及充电电流不一致时产生控制信号。光耦模块将控制信号进行隔离和放大后传输至PWM驱动模块。PWM驱动模块根据放大后的控制信号调节脉冲信号以控制开关单元的开启频率，以改变第三交流电从而将充电电压和充电电流调整至所需的充电电压和所需的充电电流。

优选地，整流电路包括整流桥。整流桥包括两个交流输入端、正极输出端和负极输出端。交流输入端与电源输入端电性连接，正极输出端与变压器电性连接，负极输出端与开关单元电性连接。

优选地，开关单元包括场效应管。场效应管的集电极与变压器电性连接，场效应管的发射极接地，场效应管的基极与PWM驱动模块电性连接。

优选地，整流滤波电路包括二极管和电容。二极管的阳极与变压器的次级线圈的一端连接，二极管的阴极经电容与变压器的次级线圈的另一端连接。二极管用于将第三交流电整流为直流电，电容用于将直流电进行滤波处理。

优选地，该适配器还包括匹配单元。匹配单元设置在整流滤波电路与源端连接器之间，且连接控制单元。匹配单元用于判断移动终端是否与适配器匹配，当移动终端与适配器匹配时，适配器为移动终端充电。

优选地，控制单元包括比较器和放大器。比较器分别与整流滤波电路、匹配单元、放大器连接。放大器与光耦模块连接。比较器用于将充电电压和充电电流分别与所需充电电压和所需的充电电流进行比对，当充电电压及充电电流与所需的充电电压及充电电流不一致时产生控制信号，放大器用于将控制信号进行放大处理。

快速充电过程中，电池温度过高时，降低充电电流值以控制温度，以及即时给予电池适配的充电电压，以致移动终端及其电池的使用寿命变长。

附图说明

图1为一种实施方式的快速充电系统示意图。

图2为一种实施方式的移动终端的功能模块示意图。

图3为一种实施方式的适配器的功能模块示意图。

图4为一种实施方式的快速充电方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，其为一种实施方式的快速充电系统示意图。该快速充电系统99包括移动终端100、适配器200和数据线300。移动终端100和适配器200通过数据线300进行电连接。该移动终端100包括终端连接器101，适配器200包括源端连接器206。数据线300的两端分别与终端连接器101和源端连接器206电性连接。

如图2所示，其为一种实施方式的移动终端100的功能模块示意图。该移动终端100包括终端连接器101、充电管理模组102、电池103和电子开关104。充电管理模块102用于检测电池103的充电状况并运算出电池103所需的充电电压和充电电流。电池103的充电状况包括温度、电压和电流。

充电管理模组102包括电压检测单元1022、电流检测单元1023、温度检测单元1021、和处理模块1024。处理模块1024包括判断单元10241和运算单元10242。电流检测单元1023用于检测电池103的当前充电电流值。电压检测单元1022用于检测电池103的当前电压值。温度检测单元1021用于检测电池103的温度值。判断单元10241，还用于判断当前电压值是否达到预设饱和电压值。运算单元10242，还用于当前电压值达到预设饱和电压值时，控制电子开关104的断开，以致停止为电池103充电。运算单元10242，还用于当前电压值未达到预设饱和电压值时，控制电子开关104的导通，以致继续为电池103充电。

运算单元10242用于根据当前充电电流值和第一预设规则运算出第一充电电流值，运算单元10242还用于根据当前电压值和第一预设规则运算出第一充电电压值。判断单元10241，用于判断温度是否超过预设上极限值。运算单元10242，还用于温度超过预设上极限值时，根据第一充电电流值、温度和第二预设规则运算出第二充电电流值，第二充电电流值小于第一充电电流值。运算单元10242还用于根据第一充电电压值和第二预设规则运算出第二充电电压值。终端连接器101，用于将第二充电电流值和第二充电电压值通过数据线300传输至适配器200，以供适配器200根据第二充电电流值和第二充电电压值输出第二充电电压和第二充电电流。该移动终端100所需的充电电流和所需充电电压为第二充电电压和第二充电电流。

判断单元10241，还用于判断温度值是否超过预设下极限值。运算单元10242，还用于当温度值未超过预设下极限值时，根据第一充电电流值、温度和第二预设规则运算出第二充电电流值，第二充电电流值大于第一充电电流值。运算单元10242还用于根据第一充电电压值和第二预设规则运算出第二充电电压值。终端连接器101，用于将第二充电电流值和第二充电电压值通过数据线300传输至适配器200，以供适配器200根据第二充电电流值和第二充电电压值输出第二充电电压和第二充电电流。该移动终端100所需的充电电流和所需充电电压为第二充电电压和第二充电电流。

终端连接器101，还用于当温度值超过预设下极限值且温度值未超过预设上极限值时，将第一充电电流值和第一充电电压值通过数据线300传输至适配器200，以供适配器200根据第一充电电流值和第一充电电压值输出第一充电电压和第一充电电流。该移动终端100所需的充电电流和所需充电电压为第一充电电压和第一充电电流。

上述移动终端100中，首先，根据检测到的电压值和电流值运算出第一电压值和第一电流值，其次，判断检测的温度值是否超过预设上极限值，以及判断检测到的温度值是否超过预设下极限值。最后，当温度值超过预设上极限值或者是温度值未超过预设下极限值，根据预设规则对第一充电电压进行调整得到所需的充电电压，以及根据预设规则对第一充电电流进行调整得到所需的充电电流，以致充电电池在充电过程中不会出现充电电压高或低的问题，因此延长了充电电池的使用寿命，此外，当电池温度过高或过低，调整充电电流的大小，既避免充电电池在高温下工作，又保证充电效率。

如图3所示，其为一种实施方式的适配器的功能模块示意图。该适配器200用于对移动终端100进行充电。该适配器200包括电源输入端201、整流电路202、变压器203、整流滤波电路204、匹配单元205、源端连接器206、控制单元207、光耦模块208、PWM驱动模块209和开关单元210。该控制单元包括比较器2071和放大器2072。其中，整流电路202与电源输入端201电性连接。变压器203分别电性连接整流电路202、整流滤波电路204、开关单元210。整流滤波电路204分别电性连接匹配单元205、控制单元207。控制单元207分别电性连接光耦模块208、匹配单元205。PWM驱动模块209分别电性连接光耦模块208、开关单元210。光耦模块208电性连接于PWM驱动模块209和控制单元207之间。匹配单元205电性连接源端连接器206。该比较器2071分别电性连接整流滤波电路204和匹配单元205，该放大器2072电性连接光耦模块208。

整流电路202包括两个交流输入端a、正极输出端b以及负极输出端c。两个交流输入端a用于与电源输入端201电性连接，当电源输入端201与提供第一交流电的外部电源插接时，以接收该第一交流电并将第一交流电变为直流电并输出。正极输出端b电性连接至变压器203，负极输出端c接地。

变压器203包括初级线圈L1和次级线圈L2。初级线圈L1的第一端d与正极输出端b电性连接，初级线圈L1的第二端e电性连接至开关单元210。次级线圈L2的第一端f和第二端g分别电性连接至整流滤波电路204。

开关单元210包括场效应管Q。场效应管Q的集电极C与初级线圈L1的第二端e电性连接，其基级G与PWM驱动模块209电性连接，其发射极E接地。PWM驱动模块209输出脉冲信号以控制场效应管Q开启与闭合，使整流电路202输出的第一直流电转换为第二交流电，变压器203用于将第二交流电变换为第三交流电。

整流滤波电路204用于将第三交流电转换为第二直流电，即充电电压V0和充电电流I0。整流滤波电路204包括二极管D和电容C1，二极管D的阳极与次级线圈L2的第一端f电性连接，二极管D的阴极与电容C1的一端电性连接，电容C1的另一端与次级线圈L2第二端g电性连接。

源端连接器206通过数据线300与移动终端100电性连接。

匹配单元205用于判断移动终端100是否与适配器200匹配，当移动终端100与适配器200不匹配时，匹配单元205禁止源端连接器206与移动终端100电性连接，从而适配器200停止为移动终端100充电。当移动终端100与适配器200匹配时，源端连接器206与移动终端100电性连接，并为移动终端100发送的所需的电压V1和电流I1。

控制单元207用于检测充电电压V0和充电电流I0。比较器2071用于将所需的电压V1和所需的电流I1与该充电电压V0和充电电流I0比对，所需的电压V1和所需的电流I1与该充电电压V0和充电电流I0不同，比较器2071产生控制信号。放大器2072用于将该控制信号进行放大处理。

光耦模块208将放大后的控制信号进行隔离和放大后传输至PWM驱动模块209。PWM驱动模块209根据该控制信号调整输出的脉冲信号以控制开关单元210的开启频率，以改变第三交流电从而将充电电压V0和充电电流I0调整至所需的充电电压V1和所需的充电电流I1。所需的充电电压V1和所需的充电电流I1经数据线300传输至移动终端100。

上述适配器200与移动终端100不匹配时，禁止的适配器200为移动终端100充电，减少移动终端100的损坏或者甚至爆炸。此外，上述适配器200根据移动终端100的所需的充电电流值和所需的充电电压值，经数据线300输出所需的充电电压和所需的充电电流至移动终端100，避免了移动终端100的电池在充电过程中过热以及电池的充电电压过高或过低。

如图4所示，其为一种实施方式的图4为一种实施方式的快速充电方法的流程示意图。快速充电方法包括如下步骤：

步骤S1，检测充电电池的当前充电电流值、当前电压值和温度值。

步骤S2，判断当前电压值是否达到预设饱和电压值。当前电压值未达到预设饱和电压值时，执行步骤S3。当前电压值达到预设饱和电压值时，执行步骤S10。

步骤S3，根据当前充电电流值和第一预设规则运算出第一充电电流值，根据当前电压和第一预设规则运算出第一充电电压值。

步骤S4，判断温度值是否超过预设上极限值。当温度值未超过预设上极限值，执行步骤S5。当温度值超过预设上极限值，执行步骤S7。

步骤S5，判断温度值是否超过预设下极限值。温度值超过预设下极限值，执行步骤S6。当温度值未超过预设下极限值时，执行步骤S8。

步骤S6，将第一充电电流值和第一充电电压值通过数据线300传输至适配器200，以供适配器200根据第一充电电流值和第一充电电压值输出第一充电电压和第一充电电流。

步骤S7，根据第一充电电流值、温度和第二预设规则运算出第二充电电流值，第二充电电流值小于第一充电电流值；根据第一充电电压值和第二预设规则运算出第二充电电压值，执行步骤S9。

步骤S8，根据第一充电电流值、温度和第二预设规则运算出第二充电电流值，第二充电电流值大于第一充电电流值；根据第一充电电压值和第二预设规则运算出第二充电电压值，执行步骤S9。

步骤S9，将第二充电电流值和第二充电电压值通过数据线300传输至适配器200，以供适配器200根据第二充电电流值和第二充电电压值输出第二充电电压和第二充电电流。

步骤S10，当前电压值达到预设饱和电压值时，停止为移动终端的电池充电。

本实施例中先将温度值与上极限值进行比较，再将温度值与下极限值进行比较。对于温度值先与下极限值进行比较，再将温度值与上极限值进行比较的技术方案也在本实用新型的保护范围以内。

以上对实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本实用新型并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改或替代也都在本实用新型的范畴之中，因此，在不脱离本实用新型的精神和原则范围下所作的均等变换和修改。

Claims (6)

1.一种快速充电系统，其特征在于，其包括移动终端、适配器和数据线，所述适配器包括电源输入端、整流电路、变压器、整流滤波电路、源端连接器、控制单元、光耦模块、PWM驱动模块和开关单元；所述整流电路分别与所述电源输入端、所述变压器、所述开关单元连接，所述变压器分别与所述整流滤波电路、所述开关单元连接，所述整流滤波电路分别与所述控制单元、源端连接器连接，所述控制单元分别与所述源端连接器、所述光耦模块连接，所述PWM驱动模块分别与所述光耦模块、所述开关单元连接；所述整流电路用于将所述电源输入端输入的第一交流电转换为第一直流电，所述PWM驱动模块用于输出脉冲信号以控制所述开关单元的导通和关闭，以将所述第一直流电转换为第二交流电；所述变压器对所述第二交流电进行电压和/电流变换后得到第三交流电，所述整流滤波电路对所述第三交流电进行整流滤波处理得到充电电压和充电电流；所述源端连接器用于接收来自所述移动终端经数据线传输的所需的充电电压和所需的充电电流；所述控制单元用于检测所述充电电压和所述充电电流，所述控制单元还用于将所述充电电压和所述充电电流分别与所述所需充电电压和所述所需的充电电流进行比对，当所述充电电压及充电电流与所述所需的充电电压及充电电流不一致时产生控制信号；所述光耦模块将所述控制信号进行隔离和放大后传输至所述PWM驱动模块；所述PWM驱动模块根据所述放大后的控制信号调节所述脉冲信号以控制所述开关单元的开启频率，以改变所述第三交流电从而将所述充电电压和充电电流调整至所述所需的充电电压和所需的充电电流。

2.根据权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述整流电路包括整流桥，所述整流桥包括两个交流输入端、正极输出端和负极输出端，所述交流输入端与所述所述电源输入端电性连接，所述正极输出端与所述变压器电性连接，所述负极输出端与所述开关单元电性连接。

3.根据权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述开关单元包括场效应管，所述场效应管的集电极与所述变压器电性连接，所述场效应管的发射极接地，所述场效应管的基极与所述PWM驱动模块电性连接。

4.根据权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述整流滤波电路包括二极管和电容，所述二极管的阳极与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述二极管的阴极经所述电容与所述变压器的次级线圈的另一端连接，所述二极管用于将所述第三交流电整流为直流电，所述电容用于将所述直流电进行滤波处理。

5.根据权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述适配器还包括匹配单元，所述匹配单元设置在所述整流滤波电路与所述源端连接器之间，且连接所述控制单元，所述匹配单元用于判断所述移动终端是否与所述适配器匹配，当所述移动终端与所述适配器匹配时，所述适配器为所述移动终端充电。

6.根据权利要求1或5所述的快速充电系统，其特征在于，所述控制单元包括比较器和放大器，所述比较器分别与所述整流滤波电路、所述匹配单元、所述放大器连接，所述放大器与所述光耦模块连接，所述比较器用于将所述充电电压和所述充电电流分别与所述所需充电电压和所述所需的充电电流进行比对，当所述充电电压及充电电流与所述所需的充电电压及充电电流不一致时产生控制信号，所述放大器用于将所述控制信号进行放大处理。