CN206023316U - 一种充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电系统，包括：充电器及终端；所述充电器包括可控恒流源、输出电压限制模块及协议模块；所述终端包括电荷泵模块、协议控制模块、过压过流保护模块、电池模块、电池充放电管理模块及系统供电模块；所述充电器的可控恒流源及所述输出电压限制模块与所述终端的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块与所述电荷泵模块、所述电池充放电管理模块、所述电池模块及所述系统供电模块电连接。本实用新型通过电池充电器与电荷泵模块的不同组合及连接方式，实现高压小电流高效率快速充电。避免了当前大电流快速充电方案的线缆和连接器兼容性的问题，也避免了当前高压快速充电方案存在的移动设备发热严重的问题。

Description

一种充电系统

技术领域

本实用新型实施例涉及电池充电方案，尤其涉及一种充电系统。

背景技术

在如今科技快速发展的时代，手机终端已经是人们日常生活中必不可少的部分了，但是手机终端充电慢，续航能力差一直是人们想克服的难题，现在传统的快充方案有如下两种：

现有方案一：为保证快速充电，通过提高充电电压的方式加大充电功率，移动设备内部采用升降压控制电路(BUCK或者BUCK-BOOST)来作为电池充电器为电池充电；

现有技术方案一的缺陷：由于该方案中电池充电器的输入电压较高，与输出电压(比如4.4V)压差较大，采用普通升降压控制电路(BUCK或BUCK-BOOST)拓扑的充电器转换效率低(实测<90％)，导致充电时移动设备发热严重，限制了快速充电能力。

现有方案二：为保证快速充电，通过提高充电电流的方式加大充电功率，移动设备内部采用控制开关为电池提供直接充电通路，实现恒流阶段的高效大电流充电，并保留电池充电器实现电池的预充和恒压充电。

现有技术方案二的缺陷：1、充电器与移动设备间连接的线缆通过电流超过普通线缆规格，需要采用特殊定制线缆和连接插座；2、直接充电回路存在过电应力(EOS)潜在风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种温升在可控范围内的高压小电流充电系统。

本实用新型提供一种充电系统，包括：充电器及终端；所述充电器包括可控恒流源、输出电压限制模块及协议模块；所述终端包括电荷泵模块、协议控制模块、过压过流保护模块、电池模块、电池充放电管理模块及系统供电模块；所述输出电压限制模块用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；所述协议模块与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信；所述充电器与所述终端的所述协议控制模块信号连接，所述充电器的可控恒流源及所述输出电压限制模块与所述终端的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块与所述电荷泵模块、所述电池充放电管理模块、所述电池模块及所述系统供电模块电连接，所述系统供电模块为系统供电，所述系统又提供电能给所述终端内的协议控制模块。同时，所述系统控制所述协议控制模块，所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1。

优选地，所述过压过流保护模块外置于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，位于所述终端内。

优选地，过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。

优选地，所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。

优选地，所述充电器与所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述充电器同时与所述终端的过压过流保护模块的输入端及所述电池充放电管理模块的输入端电连接；所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接；所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述电池充放电管理模块包括路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。

优选地，所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理。

优选地，所述充电器同时与所述终端的过压过流保护模块的输入端及所述电池充放电管理模块的输入端电连接；所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接；所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述充电器与所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述充电器处理恒流充电，由所述充电器内的协议模块控制；所述终端处理恒压充电，由终端内的所述协议控制模块进行控制。

本实用新型提供一种充电系统，包括：

充电器，用于对终端内的电荷泵模块、电池充放电管理模块、电池模块及系统供电模块提供电能；

过压过流保护模块，用于控制流入电荷泵模块的电压及电流在一安全范围内；

协议控制模块，用于与充电器协议通信并控制终端内各模块切换充电模式；

电荷泵模块，用于对电池模块进行恒流充电并使电荷泵模块输出电流较输入电流提升N倍，N>1；

电池充放电管理模块，用于对电池模块预充电及恒压充电，也用于非匹配充电器的全流程充电控制；

电池模块，用于储存电能；

系统供电模块，用于系统供电。

优选地，所述充电器包括

可控恒流源，用于提供所述电池模组恒流充电功能；

输出电压限制模块，用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；

协议模块，用于与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信。

优选地，所述电池充放电管理模块包括：

过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。

优选地，所述终端还包括过压过流保护模块，所述过压过流保护模块位于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，位于所述终端内。

优选地，所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。

优选地，所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述电池充放电管理模块包括：路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。

优选地，所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理。

优选地，所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

优选地，所述充电器处理恒流充电，由所述充电器内的协议模块控制；所述终端处理恒压充电，由终端内的所述协议控制模块进行控制。

本实用新型还提供一种充电方法，包括

S100充电器与终端内的协议控制模块进行通信交互，并完成参数配置；

S101所述终端检测电池模块电压是否低于第一电压值；

S102若所述电池模块电压大于等于第一电压值，则所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1，进行恒流充电；

S103所述终端检测所述电池模块电压和/或电流达到第二电压值和/或电流预设值时，关闭所述电荷泵充电通路，开启电池充放电管理模块的充电通路，进行恒压充电直至充电完毕；

S104充电完毕后，所述电池充放电管理模块继续为系统供电模块提供电能。

优选地，所述第一电压小于所述第二电压。

优选地，所述充电器包括

可控恒流源，用于提供所述电池模组恒流充电功能；

输出电压限制模块，用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；

协议模块，用于与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信。

优选地，所述终端包括：

过压过流保护模块将电能输送至所述电荷泵模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。

优选地，所述电池充放电管理模块包括：

路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。

优选地，还包括所述S101中，若所述电池模块电压小于所述第一电压，则开启电池充放电管理模块充电通路，进行预充电，直至所述电池模块电压达到所述第一电压。

优选地，所述S102中，所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。

优选地，所述S102中，所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理，一部分传输给所述系统供电模块，另一部分传输给所述电池模块。

优选地，所述S102中，所述充电器输出的电能，经过所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块后进入所述电荷泵模块。

优选地，所述S102中所述过压过流保护模块位于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，位于所述终端内。

优选地，所述S102中，所述充电器输出的电能，经过所述终端内的过压过流保护模块后进入所述电荷泵模块。

优选地，所述充电器处理恒流充电，由所述充电器内的协议模块控制；所述终端处理恒压充电，由终端内的所述协议控制模块进行控制。

本实用新型的有益效果是，通过电池充电器与电荷泵模块的不同组合及连接方式，实现高压小电流高效率快速充电。避免了当前大电流快速充电方案的线缆和连接器兼容性的问题，也避免了当前高压快速充电方案存在的移动设备发热严重的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型充电系统的原理结构图；

图2为本实用新型充电系统的结构示意图；

图3为本实用新型另一种充电系统的结构示意图；

图4为本实用新型另一种充电系统的结构示意图；

图5为本实用新型另一种充电系统的结构示意图；

图6为本实用新型充电方法的流程示意图。

附图标记：

S100～S104步骤；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示为本实用新型的充电系统的原理结构图，一种充电系统，包括：充电器，用于对终端内的电荷泵模块、电池充放电管理模块、电池模块及系统供电模块提供电能；协议控制模块，用于与充电器协议通信并控制终端内各模块切换充电模式；电荷泵模块，用于使所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1，进行恒流充电；电池充放电管理模块，用于对电池模块预充电及恒压充电；也用于非匹配充电器的全流程充电控制；电池模块，用于储存电能；系统供电模块，用于系统供电。所述充电器与所述终端的所述协议控制模块信号连接，所述充电器与所述终端的所述电池充放电管理模块、所述电荷泵模块、所述电池模块及所述系统供电模块电连接。所述充电器具体包括可控恒流源，用于提供所述电池模组恒流充电功能；输出电压限制模块，用于将电流及电压限制在一安全区间。协议模块，用于与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信。其中，所述可控恒流源接收到交直流转换电源输出的直流电源后，将电能输送给终端内的过压过流保护模块。所述充电器内的输出电压限制模块也会将所述充电器内部输出电压或电流限制在一安全区间内。然而，在本实施例中，所述充电器内的协议模块，除了上述功能之外，还对所述可控恒流源及所述输出电压限制模块进行电流、电压的控制管理。

进一步地，所述充电器中的协议模块负责跟终端的所述协议控制模块握手协议通信，完成相关参数配置。同时，在本实用新型中终端侧的协议控制模块不仅仅负责与所述充电器中的协议模块进行通信，所述协议控制模块还负责对终端内的各模块的电流和电压进行检测，并负责选择对应合适的充电方案。当然，本实用新型中也可以由电池充放电管理模块对终端内的各模块电流和电压进行检测，并负责选择合适的充电方案。本实用新型的充电系统方案原理中，所述电荷泵模块及所述电池充放电管理模块均可为电池模块或系统供电模块进行充电或供电。其中，所述电荷泵模块执行恒流充电阶段的充电任务，所述电池充放电管理模块执行预充电及恒压充电阶段的充电任务。根据所述电荷泵、电池充放电管理模块、电池模块及系统供电模块的不同连接方式，可以有多种实现快速充电的系统结构，具体切换时机及具体实现方式，将由下述多个结构实施例。本领域技术人员可知，本实用新型图1中省略了恒压源模块，所述恒压源负责预充电阶段及恒压充电阶段的恒压充电功能及非匹配充电器的全流程充电控制。

实施例一

如图2所示，本实用新型的充电系统的结构示意图，除了上述已经阐述的模块、功能及连接关系外，所述终端侧还包括过压过流保护模块，所述过压过流保护模块位于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，所述过压过流保护模块为外置模块，位于所述终端内。所述电池充放电管理模块包括过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。将所述充电器提供的电流进行动态分配管理，一部分输送给所述系统供电模块，另一部分输送给所述电池模块。

在本实施例中，所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理，一部分传输给所述系统供电模块，另一部分传输给所述电池模块。

具体地，所述充电器与所述电池充放电管理模块的输入端电连接，所述充电器同时与所述终端内的所述过压过流保护模块的输入端连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端连接；所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。进一步地，在本实施例中，所述充电器完成通信协议握手及参数配置后，若所述终端内的所述协议控制模块判断首先进行预充电模式，则所述充电器将电能传输给所述终端内的电池充放电管理模块，由上文所知，所述电池充放电管理模块内包括所述过压过流保护模块，故所述电能先进行所述过压过流保护模块后经由所述路径管理模块分别流入所述电池模块及所述系统供电模块。若所述终端内的所述协议控制模块判断进行恒流充电，则所述充电器输出的电能将通过外置的所述终端内的所述过压过流保护模块后输入所述电荷泵模块，经由所述电荷泵模块恒流输出至所述电池充放电管理模块与所述系统供电模块之间，而后由所述电池充放电管理模块内的所述路径管理模块进行充电路径的管理，使一部分所述电荷泵输出的电能输送至所述系统供电模块，另一部分则经由所述电池充放电管理模块输入所述电池模块中。

实施例二

如图3所示，本实用新型另一种电池充电系统的结构示意图，与实施例一的相同部分在此不再赘述。本实施例与实施例一不同之处在于，不采用外置的过压过流保护模块，而是直接使用所述电池充放电管理模块中的所述过压过流保护模块进行过压过流保护。具体地，所述充电器与所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

在本实施例中，所述充电器的电能无论在何种充电方式下均是输出给所述电池充放电管理模块，经过所述过压过流保护模块后，根据不同的充电方式，将电能输送到不同的模块路径中，而后由所述路径管理模块对输出的电能的去向进行路径管理。

实施例三

如图4所示，本实用新型的另一种电池充电系统的结构示意图，与实施例一所述的充电系统结构的前半段结构相同，在此不再赘述。不同之处也很明显，在本实施例中，所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，故恒流充电阶段无需所述电池充放电管理模块中的所述路径管理模块的功能，但是预充和恒压充电阶段还是需要路径管理的。在此，需要说明的是，本实用新型附图中的元件模块主要以恒流充电时需要的元件模块为准，故在本实施例的附图中省略了所述电池充放电管理模块中的所述路径管理模块，仅仅是针对恒流充电阶段的一种示意图，并非表示整个充电阶段都不需要所述路径管理模块。所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。具体地，所述充电器与所述电池充放电管理模块的输入端电连接；所述充电器同时通过所述终端内的所述过压过流保护模块与所述电荷泵模块的输入端连接；所述电荷泵模块的输出端直接与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

进一步地，在本实施例中，所述充电器完成通信协议握手及参数配置后，若所述终端内的所述协议控制模块判断首先进行预充电模式，则所述充电器将电能传输给所述终端内的电池充放电管理模块，由上文所知，所述电池充放电管理模块内包括所述过压过流保护模块，故所述电能先进行所述过压过流保护模块后经由所述路径管理模块分别流入所述电池模块及所述系统供电模块。若所述终端内的所述协议控制模块判断进行恒流充电，则所述充电器输出的电能将通过外置的所述终端内的所述过压过流保护模块后输入所述电荷泵模块，经由所述电荷泵模块恒流输出直接输入所述电池模块，由于所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块串联于所述电池模块之后，则所述电荷泵模块输出的电能不会全部进入所述电池模块，有一部分会经由所述电池充放电管理模块进入所述系统供电模块。

实施例四

如图5所示，本实用新型的另一种电池充电系统的结构示意图。其中与实施例三相同部分，不再赘述，主要的区别在于，不采用外置过压过流保护模块，而是使用所述电池充放电管理模块中的所述过压过流保护模块进行所述电荷泵及所述电池充放电管理模块的过压过流保护或限制。具体地，所述充电器与所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

在本实施例中，所述充电器的电能无论在何种充电方式下均是输出给所述电池充放电管理模块，经过所述过压过流保护模块后，根据不同的充电方式，将电能输送到不同的模块路径中，由于本实施例中，所述系统供电模块及所述电池充放电管理模块串联于所述电池模块之后，在所述恒流充电阶段无需借助所述电池充放电管理模块内的所述路径管理模块的功能即可实现本实用新型的目的。

如图6所示，本实用新型还保护基于上述充电系统的充电方法，包括S100充电器与终端内的协议控制模块进行通信交互，并完成参数配置；S101所述终端检测电池模块电压是否低于第一电压值；若所述电池模块电压小于所述第一电压，则开启电池充放电管理模块充电通路，进行预充电，直至所述电池模块电压达到所述第一电压。S102若所述电池模块电压大于等于第一电压值，则用于使所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1，进行恒流充电；S103所述终端检测所述电池模块电压和/或电流达到第二电压值和/或电流预设值时，关闭所述电荷泵充电通路，开启电池充放电管理模块的充电通路，进行恒压充电直至充电完毕；S104充电完毕后，所述电池充放电管理模块继续为系统供电模块提供电能。进一步地，所述第一电压小于所述第二电压。在本实施例中，所述充电器包括：可控恒流源，用于提供所述电池模组恒流充电功能；输出电压限制模块，用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；所述设定值为所述第二电压的两倍加上线损电压值。所以，本领域技术人员可以理解，所述设定值电压实际略大于所述第二电压。同时，在所述S103中，所述恒压充电阶段启动的条件，可以通过检测所述第二电压，也可以通过检测所述电流预设值，或者即检测所述第二电压又检测所述电流预设值来实现。协议模块，用于与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信。所述电池充放电管理模块包括：过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配，将所述充电器提供的电流进行动态分配管理，一部分输送给所述系统供电模块，另一部分输送给所述电池模块。

进一步地，所述S102中，本实施例中，为了实现S102所述的恒流充电过程，对应的结构连接关系有两种，如上述实施例所阐述的，即，1、所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。2、所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理，一部分传输给所述系统供电模块，另一部分传输给所述电池模块。

在本实施例的一个优选例中，所述S102中，所述充电器输出的电能，可以经过所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块后进入所述电荷泵模块。也可以通过所述终端内的所述过压过流保护模块后进入所述电荷泵模块，所述过压过流保护模块的结构及连接关系在此不再赘述。

下面介绍一下本实用新型的充电过程：

插入充电器：充电器默认输出5V，电流限制2A，充电器与终端开始进行协议通信，如果协议通信结果为双方均符合本方案定义的设备，则进入高压高效率直接快速充电模式；否则充电器保持默认输出5V，电流限制2A的配置直到充电完成。在本实用新型中，我们仅就高压高效率直接快速充电模式进行说明：

预充电过程：

终端检测到电池电压过低，开始启动预充电过程。此时，充电器保持默认输出5V，限流2A；终端通过电池充放电管理模块给锂电池进行小电流充电，直到电池模块电压达到恒流充电设定值(第一电压)；

恒流充电过程：

终端检测到电池模块电压达到恒流充电设定值后，开始启动恒流充电过程。所述电池充放电管理模块的充电通路关闭(仍保留所述电池充放电管理模块中的所述协议控制模块的电压，电流，温度和定时监控等功能)，所述电荷泵模块的高效率快速充电通路开启；所述协议控制单元通知所述充电器进入恒流源模式。此时，所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1，进行恒流充电；所述电荷泵模块的输出提供给系统供电模块和电池模块充电。充电器工作在3A恒流源模式，随着电池模块电压的逐步升高，充电器输出的电压跟随逐步升高直至电压限定值(High voltage limiting)。所述恒流充电阶段由所述充电器控制。

恒压充电过程：

终端检测到电池模块电压和/或电流达到恒压充电设定值(第二电压)和/或电流预设值后，开始启动恒压充电过程。所述电荷泵模块高效率快速充电通路关闭；所述电池充放电管理模块的充电通路开启；所述协议控制单元通知充电器进入默认的5V稳定电压输出模式，输出电流限制2A。所述电池充放电管理模块启动恒压(CV)充电，直到充电截止。所述恒压阶段由所述终端控制。

充电结束：

终端检测到电池充电截止条件满足后，充电结束。充电器保持在默认状态，稳压输出5V，电流限制2A；所述电荷泵模块高效率快速充电通路关闭；所述电池充放电管理模块通路开启提供给电能给系统供电模块，电池充电通路关闭并在系统功耗过载的情况下提供补电。

充电重启：

终端检测到电池重新充电(Recharge)条件满足后，重新启动充电过程，并根据电池模块电压状况判断进入上述不同的充电阶段。

综上所述，本领域技术人员可知，本实用新型所述的电池模块为锂电池，同时，本实用新型上述充电过程中所列举的电压及电流数值仅为示例值，他人可以根据实际的操作情况及环境对这些数值进行无创造性劳动的变更，这些等同替换的数值及方案均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型通过电池充电器与电荷泵模块的不同组合及连接方式，实现高压小电流高效率快速充电。避免了当前大电流快速充电方案的线缆和连接器兼容性的问题，也避免了当前高压快速充电方案存在的移动设备发热严重的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种充电系统，其特征在于：包括：充电器及终端；所述充电器包括可控恒流源、输出电压限制模块及协议模块；所述终端包括电荷泵模块、协议控制模块、过压过流保护模块、电池模块、电池充放电管理模块及系统供电模块；所述输出电压限制模块用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；所述协议模块与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信；所述充电器与所述终端的所述协议控制模块信号连接，所述充电器的可控恒流源及所述输出电压限制模块与所述终端的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块与所述电荷泵模块、所述电池充放电管理模块、所述电池模块及所述系统供电模块电连接，所述系统供电模块为系统供电，同时，所述系统控制所述协议控制模块，所述电荷泵模块使其输出电流较输入电流提升N倍，其中N>1。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于：所述过压过流保护模块外置于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，位于所述终端内。

3.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于：过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。

4.根据权利要求2或3所述的充电系统，其特征在于：所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。

5.根据权利要求3所述的充电系统，其特征在于：所述充电器与所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

6.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于：所述充电器同时与所述终端的过压过流保护模块的输入端及所述电池充放电管理模块的输入端电连接；所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接；所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

7.根据权利要求2或3所述的充电系统，其特征在于：所述电池充放电管理模块包括路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。

8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理。

9.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：所述充电器同时与所述终端的过压过流保护模块的输入端及所述电池充放电管理模块的输入端电连接；所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接；所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

10.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：所述充电器与所述电池充放电管理模块内的所述过压过流保护模块电连接，所述过压过流保护模块的输出端与所述电荷泵模块的输入端电连接，所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

11.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于：所述充电器处理恒流充电，由所述充电器内的协议模块控制；所述终端处理恒压充电，由终端内的所述协议控制模块进行控制。

12.一种充电系统，其特征在于：包括：

充电器，用于对终端内的电荷泵模块、电池充放电管理模块、电池模块及系统供电模块提供电能；

过压过流保护模块，用于控制流入电荷泵模块的电压及电流在一安全范围内；

协议控制模块，用于与充电器协议通信并控制终端内各模块切换充电模式；

电荷泵模块，用于对电池模块进行恒流充电并使电荷泵模块输出电流较输入电流提升N倍，N>1；

电池充放电管理模块，用于对电池模块预充电及恒压充电，也用于非匹配充电器的全流程充电控制；

电池模块，用于储存电能；

系统供电模块，用于系统供电。

13.根据权利要求12所述的充电系统，其特征在于：所述充电器包括

可控恒流源，用于提供所述电池模组恒流充电功能；

输出电压限制模块，用于限制所述充电器的输出电压不超过设定值；

协议模块，用于与所述终端中的所述协议控制模块进行协议交互通信。

14.根据权利要求13所述的充电系统，其特征在于：所述电池充放电管理模块包括：

过压过流保护模块，用于检测由所述充电器输送至所述终端的电压及电流并提供过压过流关断保护功能，以及将输入电流限制在一个安全区间。

15.根据权利要求13所述的充电系统，其特征在于：所述终端还包括过压过流保护模块，所述过压过流保护模块位于所述充电器与所述终端的所述电荷泵模块之间，位于所述终端内。

16.根据权利要求14或15所述的充电系统，其特征在于：所述系统供电模块串联于所述电池充放电管理模块后侧，所述电荷泵模块输出的电能进入所述电池模块后，有一部分电能会通过所述电池充放电管理模块传输给所述系统供电模块。

17.根据权利要求16所述的充电系统，其特征在于：所述电荷泵模块的输出端与所述电池模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

18.根据权利要求14或15所述的充电系统，其特征在于：所述电池充放电管理模块包括：路径管理模块，用于根据所述电池模块的充电状态，进行充电电流路径动态分配。

19.根据权利要求18所述的充电系统，其特征在于：所述系统供电模块和所述电池充放电管理模块并联，所述电荷泵模块输出的电能通过所述路径管理模块进行动态分配管理。

20.根据权利要求19所述的充电系统，其特征在于：所述电荷泵模块的输出端与所述电池充放电管理模块及所述系统供电模块电连接；所述电池充放电管理模块的输出端与所述系统供电模块及所述电池模块电连接。

21.根据权利要求12所述的充电系统，其特征在于：所述充电器处理恒流充电，由所述充电器内的协议模块控制；所述终端处理恒压充电，由终端内的所述协议控制模块进行控制。