CN206349796U - 充电端设备、被充电端设备、和充电系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种充电端设备、被充电端设备、和充电系统。充电端设备能够向被充电端设备充电，被充电端设备包括具有不同极性的第一和第二被充电触点，充电端设备包括：由导电材料形成的多个充电触点，每两个充电触点之间通过绝缘材料间隔开；以及控制电路，与每个充电触点电连接，用于分别向检测到的第一和第二充电触点集合中的每个充电触点分配第一和第二电压，以向被充电端设备充电，第一和第二充电触点集合包括多个充电触点中的一个或多个充电触点，且没有共同的充电触点，第一电压不同于第二电压。因此，充电端设备可以高效、安全、低成本、接触式地对被充电端设备进行充电。

Description

充电端设备、被充电端设备、和充电系统

技术领域

本申请涉及充电技术领域，且更具体地，涉及一种充电端设备、被充电端设备、和充电系统。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，个人用户拥有了越来越多的高性能电子设备，比如智能手机、平板电脑(PAD)、超级本、数码相机等。这些功能丰富的电子设备在具有非常强的计算能力的同时，它们对电源能量的消耗也急速增加。如何使各种电子设备能够得到更有效的电源供应，同时又保持其灵活便携的特点，一直是目前各大设备生产商尽力优化的问题。目前电子设备的充电方式主要包括两种：有线充电方式和无线充电方式。

有线充电方式主要是基于拔插式充电接口，例如通用串行总线(USB)等，其利用金属弹片和对应的机械卡扣等装置进行充电端设备和被充电端设备之间的电气连接，即，通过金属电线直接接触进行充电操作。但是，这种方式需要在每次充电时人为对准电子设备的充电接口(如手机的充电口、笔记本电脑的充电槽、扫地机器人的充电桩等)，不具有便利性；或者需要被充电端设备(例如，扫地机器人或者电子玩具)依靠红外、图像等方式来进行移动和定位，以比较精确地压住充电端设备的金属弹片或者卡入相应插槽，因而，对移动控制和定位精度都有较高的要求。虽然，最近推出的新型USBType-C等正反面均可插入的充电接口在一定程度上减小了对准操作时的难度，但是依然需要用户人为地寻找接口、对准接口和拔插连接线等步骤，对用户来说，仍然费时费力、不够便捷，而且频繁地插拔接口亦增加了设备充电接口损坏的可能性。

无线充电方式不使用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上，而是通过使用线圈之间产生的电磁场耦合，将能量感应地传递给被充电端设备。通过实现标准化，这种方式可以实现多设备类型之间的兼容，如目前广为采用的气(Qi)充电标准。无线充电技术的优势在于便捷性，但是出于效 率考虑，目前无线充电方式只能实现在一定范围内任意摆放被充电端设备，且仍然需要被充电端设备与充电板在物理上直接接触。另外，充电端和被充电端都需要安装相应的线圈和复杂的调制、发射和接收电路，具有效率低、成本高、发热高等问题。

因此，需要一种新型的充电技术来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种充电端设备、被充电端设备、和充电系统，其可以在充电端设备上任意放置地被充电端设备，并且可以实现高效、安全、低成本的充电方式。

根据本申请的一个方面，提供了一种充电端设备，所述充电端设备能够向被充电端设备充电，所述被充电端设备包括具有不同极性的第一被充电触点和第二被充电触点，所述充电端设备包括：由导电材料形成的多个充电触点，所述多个充电触点中的每两个充电触点之间通过绝缘材料间隔开；以及控制电路，与每个充电触点电连接，用于向检测到的第一充电触点集合中的每个充电触点分配第一电压，并且向检测到的第二充电触点集合中的每个充电触点分配第二电压，以向所述被充电端设备充电，所述第一充电触点集合包括所述多个充电触点中的一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第一被充电触点电接触；所述第二充电触点集合包括所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第二被充电触点电接触，所述第一电压不同于所述第二电压。

在本申请的一个实施例中，所述控制电路包括：多个触点开关元件，分别与所述多个充电触点电连接，每个触点开关元件的第一端耦接到所述第一电压，第二端耦接到与之对应的充电触点，第三端耦接到所述第二电压，每个触点开关元件是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路；微控制器，耦接到每个触点开关元件的第四端，用于响应于检测到所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合，控制与所述第一充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第一电压，并且控制与所述第二充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第二电压。

在本申请的一个实施例中，所述控制电路还包括：充电开关元件，所述充电开关元件的第一端耦接到每个触点开关元件的第三端，第二端耦接到所述微控制器，第三端耦接到所述第二电压，并且所述所述充电开关元件用于在所述微控制器的控制之下，将每个触点开关元件的第三端耦接到所述第二电压或者与之断开。

在本申请的一个实施例中，所述充电端设备还包括：充电检测元件，所述充电检测元件的第二端耦接到所述充电开关元件的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

在本申请的一个实施例中，所述微控制器还用于在向所述被充电端设备充电时，检测所述充电检测元件的第二端处的电压值，并且响应于检测到所述充电检测元件的第二端处的电压值与正常充电时相比降低至少一预定数值，控制所述充电开关元件，以使得所述充电开关元件将每个触点开关元件的第三端与所述第二电压断开。

在本申请的一个实施例中，所述控制电路还包括：设备识别元件，所述设备识别元件的第二端耦接到每个触点开关元件的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

在本申请的一个实施例中，所述微控制器还用于在检测所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合时，控制所述多个触点开关元件，依次将每个充电触点耦接到所述第一电压，将剩余的充电触点轮流耦接到所述设备识别元件，并检测所述设备识别元件的第二端处的电压值。

在本申请的一个实施例中，响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第一数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点没有同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，也没有分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第二数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第三数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，所述第一数值小于所述第二数值， 所述第二数值小于所述第三数值。

在本申请的一个实施例中，所述充电端设备还包括：由绝缘材料形成的绝缘基板，所述多个充电触点具有预定形状、并以预定间距和预定排列图案被设置在所述绝缘基板的外表面上。

在本申请的一个实施例中，所述多个充电触点中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距中的一项或多项根据所述被充电端设备的第一被充电触点和第二被充电触点的形状和间距来进行设置，以使得所述被充电端设备的第一被充电触点能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备的第二被充电触点能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

根据本申请的另一方面，提供了一种被充电端设备，所述被充电端设备能够由充电端设备充电，所述充电端设备包括多个充电触点，所述被充电端设备包括：第一被充电触点和第二被充电触点，由导电材料形成；负载电路，具有正极充电端和负极充电端；以及整流电路，与所述第一被充电触点、所述第二被充电触点、以及所述负载电路的正极充电端和负极充电端电连接，用于将分别从所述第一被充电触点和所述第二被充电触点接收到的第一电压和第二电压中的高电压耦接到所述正极充电端，并将所述第一电压和所述第二电压中的低电压耦接到所述负极充电端。

在本申请的一个实施例中，所述整流电路包括：整流桥，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、和第四二极管，所述第一被充电触点与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极电连接，所述第二被充电触点与第三二极管的阴极和第四二极管的阳极电连接，所述正极充电端与第一二极管的阳极和第三二极管的阳极电连接，并且所述负极充电端与第二二极管的阴极和第四二极管的阴极电连接。

在本申请的一个实施例中，所述整流电路包括：第一负载开关元件和第二负载开关元件，所述第一负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第二负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件中的每一个都是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路；以及微控制器，耦接到所述第一负载开关元件的第四端和 所述第二负载开关元件的第四端，并且耦接到所述第一被充电触点和所述第二被充电触点，用于响应于检测出所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压，控制所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件，以使得将所述高电压耦接到所述正极充电端，并将所述低电压耦接到所述负极充电端。

在本申请的一个实施例中，所述整流电路还包括：第一电压识别元件，所述第一电压识别元件的第一端耦接到所述第一被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第一电压识别元件耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到地电压；以及第二电压识别元件，所述第二电压识别元件的第一端耦接到所述第二被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第二电压识别元件耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到地电压。

在本申请的一个实施例中，所述微控制器在检测所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压时，检测所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值；并且响应于检测到所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值为高电平，控制与之电连接的那个负载开关元件，以使得其将所述高电压耦接到所述正极充电端，并控制另一负载开关元件，以使得其将所述低电压耦接到所述负极充电端。

在本申请的一个实施例中，所述被充电端设备还包括：设备被识别元件，所述设备被识别元件的第二端耦接到所述第一被充电触点，第一端耦接到所述第二被充电触点。

在本申请的一个实施例中，所述被充电端设备还包括：外壳，在所述外壳的内部封装所述负载电路和所述整流电路，并且所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的至少一部分暴露在所述外壳的外部。

在本申请的一个实施例中，所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的端面具有预定形状并间隔开预定间距。

在本申请的一个实施例中，所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的端面的形状和间距中的一项或两项根据所述充电端设备的多个充电触点中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距来进行设置，以使得所述被充电端设备的第一被充电触点能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备的 第二被充电触点能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

根据本申请的另一方面，提供了一种充电系统，所述充电系统包括：上述的充电端设备；以及上述的被充电端设备。

与现有技术相比，采用根据本申请实施例的充电端设备、被充电端设备、和充电系统，可以利用若干充电触点和相应的控制电路，实现了在不超出充电端设备边缘的范围内任意放置被充电端设备时，两个设备之间即可以自动建立充电回路，继而使得充电端设备可以高效、安全、低成本、接触式地对被充电端设备进行充电。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1图示了根据本申请实施例的充电系统的结构示意图。

图2图示了根据本申请实施例的充电端设备的结构示意图。

图3A和图3B图示了根据本申请实施例的充电端设备的触点阵列布局的示意图。

图4A到图4D图示了基于图3A和图3B所示的触点阵列布局的、根据本申请实施例的在充电端设备上放置被充电端设备的示意图。

图5图示了根据本申请另一实施例的在充电端设备上放置被充电端设备的示意图。

图6图示了根据本申请实施例的充电端设备的一个示例的电路图。

图7图示了根据本申请实施例的被充电端设备的结构示意图。

图8图示了根据本申请实施例的被充电端设备的一个示例的电路图。

图9图示了根据本申请实施例的被充电端设备的另一示例的电路图。

图10图示了根据本申请实施例的充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如上所述，在现有技术中，有线充电方式一方面不具有便利性，每次充电都需要插拔电源及充电器接口，费时费力，另一方面经常插拔接口增加了设备充电接口损坏的可能性；而无线充电方式则具有电能转化效率低、发热大、充电速度慢、产品成本高、体积大、不易携带和电磁波可能影响人体健康等缺点。

针对该技术问题，本申请的基本构思是提出一种充电端设备、被充电端设备、和充电系统，其通过在充电端设备上设置若干充电触点和控制电路，在被充电端设备上设置相应的被充电触点和整流电路，实现了可以将被充电端设备任意地放置在充电端设备上，使得充电端设备能够高效、安全、低成本地对被充电端设备进行接触式充电，其既有当前无线充电方式的便捷性，同时又有有线充电方式的低成本和高效率。

在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示例性充电系统

图1图示了根据本申请实施例的充电系统的结构示意图。

如图1所示，根据本申请实施例的充电系统10包括充电端设备100和被充电端设备200。

该充电端设备100可以与被充电端设备200通过相互接触而电连接，用于向被充电端设备200充电。需要注意的是，在该充电系统10中包括的充电端设备100可以为一个或多个，类似地，在该充电系统10中包括的被充电端设备200也可以为一个或多个。

为了保证在充电端设备100上随意放置被充电端设备200仍然能够对其进行充电，根据本申请实施例的充电端设备100和被充电端设备200的关键点包括两个部分，分别是几何结构设计部分和电路与控制部分。

下面，将参考附图，首先描述根据本申请实施例的充电端设备100。

示例性充电端设备

图2图示了根据本申请实施例的充电端设备的结构示意图。

根据本申请实施例的充电端设备100能够向被充电端设备200充电，所述被充电端设备200可以包括具有不同极性的第一被充电触点和第二被充电触点。

如图2所示，所述充电端设备100可以包括：由导电材料形成的多个充电触点110(其中，n为大于或等于2的自然数，优选为大于或等于4的自然数)，所述多个充电触点110中的每两个充电触点之间通过绝缘材料间隔开。

例如，每个充电触点110可以由金属、导电塑料、或导电橡胶等导电材料制成。同时，为了避免在充电时发生短路，每两个充电触点110之间可以通过诸如云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃等无机绝缘材料或诸如树脂、橡胶、纸、麻、棉纱等有机绝缘材料间隔开。

在一个实施例中，所述充电端设备100还可以包括：由绝缘材料形成的绝缘基板(未示出)，所述多个充电触点110具有预定形状、并以预定间距和预定排列图案被设置在所述绝缘基板的外表面上。

例如，该绝缘基板可以具有平坦表面，也可以取决于实际的应用而具有其他表面(诸如，弯曲、凹陷表面等)。在该绝缘基板的外表面上可以设置有所述多个充电触点110。例如，充电触点110的表面可以与该绝缘基板的外表面平齐，也可以突出或凹陷于该绝缘基板的外表面，以便于被充电端设备200的被充电触点与之接触。

每个充电触点110可以具有圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、五边形等各种预定形状。例如，每个充电触点110可以以M行、N列的网格阵列的方式被设置在绝缘基板的外表面上，并且各行之间和各列之间保留有预定间隙。

在一个实施例中，所述多个充电触点110中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距中的一项或多项可以根据所述被充电端设备200的第一被充电触点和第二被充电触点的形状和间距来进行设置，以使得所述被充电端设备200的第一被充电触点能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备200 的第二被充电触点能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

图3A和图3B图示了根据本申请实施例的充电端设备的触点阵列布局的示意图。

如图3A所示，充电端设备包括4行、5列(4×5)的金属触点阵列，每个金属触点为一个平坦的、正方形的金属触点，每个正方形触点的边长为a，触点与触点之间被宽度小于a/10的绝缘槽隔开。

如图3B所示，相应地，被充电端设备包括两个金属触点，每个金属触点为凸出的、正方形的金属弹片，每个正方形触点的边长为两个正方形金属触点之间相隔的距离为1.6a。

通过上述配置，可以保证被充电端设备200的两个被充电触点不会同时与充电端设备100的同一个充电触点110相接触，而产生短路。

图4A到图4D图示了基于图3A和图3B所示的触点阵列布局的、根据本申请实施例的在充电端设备上放置被充电端设备的示意图。

如图4A到图4D所示，在采用图3A和图3B所示的触点阵列布局的情况下，可以将被充电端设备200任意放置在具有充电板形式的充电端设备100上，由于被充电端设备的两个被充电触点边长均为所以总能保证每个被充电触点与充电板上的至少1个、最多4个充电触点接触到，并且由于两个被充电触点之间的间隔1.6a大于每个充电触点的对角线长度所以还能保证不会因为两个被充电触点连接到充电板端的同一充电触点而出现充电电路的短路故障。

尽管上面以具体的金属触点排布方式为例进行了说明，但是，本申请不限于此。例如，在充电端设备100中采用网格状排列的、边长为a的正方形充电触点时，在被充电端设备中的被充电触点可以采用边长为任何值(例如a、2a、3a等)的正方形触点、或诸如圆形、三角形等其他形状的触点，只要保证两个被充电触点之间相隔的距离大于每个充电触点的对角线长度即可。

图5图示了根据本申请另一实施例的在充电端设备上放置被充电端设备的示意图。

如图5所示，充电端设备包括2行、2列(2×2)的金属触点阵列，每个金属触点为一个平坦的、缺角正方形(五边形)的金属触点，每个正方形 触点的完整边的边长为a，缺角边的边长为3a/7，触点与触点之间被宽度小于2a/7的绝缘槽隔开。

被充电端设备包括两个金属触点，每个金属触点为凸出的、圆形的金属弹片，每个圆形触点的直径为4a/7，两个圆形金属触点之间相隔的距离为6a/7。

通过上述配置，亦可以保证被充电端设备200的两个被充电触点不会同时与充电端设备100的同一个充电触点110相接触，而产生短路。

从图5所示的采用2×2的金属触点阵列可以看出，充电端设备100(充电板)也可以使用比图3A和图3B所示更少的触点阵列。这样，可以减少金属触点、乃至其相关控制器件的使用数量从而节约生产成本。但是，另一方面，受到充电板边缘变小的限制，可以自由放置被充电端设备200的面积和区间相比图3A和图3B所示的情况也变得更小。因此，在实际产品中，可以根据充电板的尺寸、成本、相对于被充电端设备的充电方便程度等各方面因素的权衡来设置金属触点的数量、形状及其排列模式。

此外，本申请的不同实施例还可以采用其他数目、形状的充电触点或者其他行列数的网格阵列、甚至采用具有不同形状的充电触点、不规则排列图案的充电触点布局、和不均匀的充电触点间距来达到同样的效果，其原理都是通过设计充电触点的形状、排布和间隔，使得被充电端设备200的两个被充电触点在充电端设备100上任意放置，在不超过充电端设备100充电触点阵列边界的情况下均能保证被充电端设备200的每个被充电触点能与充电端设备100至少一个充电基板上的金属充电触点相接触，且能保证被充电端设备200的两个触点之间不短路。需要说明的是，各种变型也都应该涵盖于本申请的保护范围之内。

在充电端设备100中，由导电材料形成的多个充电触点110可以保证在随意放置被充电端设备200时两者的触点之间可以产生良好的物理连接(电连接)。更进一步地，为了实现充电端设备100对于被充电端设备200的高效充电，在充电端设备100中，还需要进行各个触点的电接触检测和相应的通断控制。下面，返回参考图2就此结构进行继续说明。

如图2所示，所述充电端设备100还可以包括：控制电路120，与每个充电触点110电连接，用于向检测到的第一充电触点集合中的每个充电触点分配第一电压，并且向检测到的第二充电触点集合中的每个充电触点分配第二电压，以向所述被充电端设备200充电，所述第一电压不同于所述第二电 压。

例如，所述第一充电触点集合可以包括所述多个充电触点110中的一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第一被充电触点电接触；而所述第二充电触点集合可以包括所述多个充电触点110中的另外一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第二被充电触点电接触。也就是说，所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合之间不存在共同的充电触点，以保证被充电端设备200的两个被充电触点不会同时与充电端设备100的同一个充电触点110相接触，而产生短路。

例如，在充电电路中，第一电压可以是正电压，标注为VCC，第二电压可以是地电压，标注为GND。当然，取决于不同的电源设计，该第二电压也可以是负电压或比第一电压小的正电压。

在一个实施例中，所述控制电路120可以包括：多个触点开关元件121(其中，n为充电触点的数目)，分别与所述多个充电触点110电连接，每个触点开关元件的第一端耦接到所述第一电压，第二端耦接到与之对应的充电触点，第三端耦接到所述第二电压，每个触点开关元件是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路。

例如，每个触点开关元件121用于控制到与之一对一电连接的充电触点110的电流通断。例如，它可以包括一对开关器件，所述一对开关器件构成一反相器电路。该反相器电路具有多种实现方式。

例如，该反相器电路可以是由两个不同类型的三极管组成的互补电路。具体地，该反相器电路包括一对共射共基的NPN型三极管和PNP型三极管，该NPN型三极管的集电极上拉连接到第一电压，该NPN型三极管的集电极下拉连接到第二电压，两个三极管的基极共同地连接到微控制器(MCU)，以根据微控制器的逻辑进行操作，发射极共同地连接到与该触点开关元件121对应的充电触点110上。

替换地，该反相器电路也可以由两个不同类型的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)组成。具体地，该反相器电路包括一对共栅共漏的PMOS管和NMOS管，该PMOS管的源极上拉连接到第一电压，该NMOS管的源极下拉连接到第二电压，两个MOS管的栅极共同地连接到微控制器(MCU)，以根据微控制器的逻辑进行操作，漏极共同地连接到与该触点开关元件121对应的充电触点110上。

当然，每个触点开关元件121也可以采用诸如继电器或N刀M掷开关之类的其他可控开关器件来实现。

在一个实施例中，所述控制电路120还可以包括：微控制器125，耦接到每个触点开关元件的第四端，用于响应于检测到所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合，控制与所述第一充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第一电压，并且控制与所述第二充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第二电压。这样，微控制器125可以向接入到充电端设备100的被充电端设备200进行充电操作，该被充电端设备200的两个被充电触点分别与该充电端设备100的两个充电触点集合电接触。

为了避免不必要地耗费充电功率、消除短路的潜在可能，该微控制器125还可以控制与所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合之外的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点浮置。

更一般地，微控制器125可以用于产生对于触点开关元件121的控制逻辑，用于通过控制触点开关元件121的通断，来检测是否有设备接入充电端设备100，判断接入设备是否是被充电端设备200，将被充电端设备200连接到充电电源以进行充电操作，并且在充电完成时或者被充电端设备200被移除时，切断充电电源。为此，微控制器125可以是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。具体地，它可以是51单片机、基于8位Atmel AT MEGA328P的微控制器、STC的STM8等。

如上所述，在对被充电端设备200进行充电操作之前，微控制器125首先需要检测在充电端设备100上是否有设备接入，并且判断接入设备是否是被充电端设备200。

为此，如图2所示，在一个实施例中，所述控制电路120还可以包括：设备识别元件122，所述设备识别元件122是阻性元件，其第二端耦接到每个触点开关元件121的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

例如，该设备识别元件122可以是一个阻值较大的电阻，并且为了实现被充电端设备200的检测，该设备识别元件122的阻值可以接近于(或优选地，等于)耦接在所述被充电端设备200的第一被充电触点与第二被充电触 点之间的设备被识别元件的阻值。例如，该设备识别元件122的阻值可以为22千欧(kΩ)。

所述微控制器125还用于在检测所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合时，针对所述多个触点开关元件121中的每个触点开关元件，依次执行以下操作：控制所述触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第一电压；以及依次控制除了所述触点开关元件之外的其他触点开关元件中的每个其他触点开关元件，以使得所述其他触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述设备识别元件，检测所述设备识别元件的第二端处的电压值，并且在检测结束之后，使得所述其他触点开关元件将与之对应的充电触点与所述设备识别元件断开。

响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第一数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点没有同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，也没有分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第二数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第三数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，所述第一数值小于所述第二数值，所述第二数值小于所述第三数值。

例如，所述第一数值可以为所述第二电压，所述第三数值可以为所述第一电压，所述第二数值可以取决于所述第一电压、所述第二电压、和所述充电端设备的设备识别元件和所述被充电端设备的设备被识别元件之间的电阻比值，所述设备被识别元件耦接在所述被充电端设备的第一被充电触点与第二被充电触点之间。

在检测到被充电端设备200接入到充电端设备100上时，微控制器125可以停止外设检测操作，控制开始对被充电端设备200进行充电。或者，该微控制器125也可以在外设检测操作完成之后且在检测到被充电端设备200的情况下，控制开始对被充电端设备200进行充电。因此，需要微控制器125 能够根据需要来控制充电电压的通断，以保护电路和用户安全。

为此，如图2所示，在一个实施例中，所述控制电路120还可以包括：充电开关元件123，所述充电开关元件的第一端耦接到每个触点开关元件的第三端，第二端耦接到所述微控制器，第三端耦接到所述第二电压，并且所述所述充电开关元件用于在所述微控制器的控制之下，将每个触点开关元件的第三端耦接到所述第二电压或者与之断开。

例如，该充电开关元件123可以是一个N沟道结型场效应晶体管(JFET)，其漏极耦接到触点开关元件121的下拉端，栅极与微控制器125连接，源极耦接到第二电压。当然，本申请不限于此。例如，该充电开关元件123也可以采用诸如继电器、三极管等其他可控开关器件来实现。该充电开关元件123可以在微控制器125的控制之下，在对被充电端设备200进行充电时，将触点开关元件121耦接到第二电压。此外，在被充电端设备200充电完成时或者被充电端设备200被从充电端设备100上移除时，该充电开关元件123还可以在微控制器125的控制之下将触点开关元件121与第二电压断开。

为了防止被充电端设备200已经充电完成，充电端设备100还持续对其进行充电，从而导致耗费功率且对被充电端设备200的电池造成损坏，可以在充电时检测充电过程是否结束。

为此，如图2所示，在一个实施例中，所述控制电路120还可以包括：充电检测元件124，所述充电检测元件是阻性元件，其第二端耦接到所述充电开关元件的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

例如，为了避免造成过大的功耗，该充电检测元件124可以是一个阻值较小的电阻，其可以远小于设备识别元件122和设备被识别元件的阻值。例如，该充电检测元件124的阻值可以为0.8欧(Ω)。

相应地，所述微控制器125还用于在向所述被充电端设备200充电时，检测所述充电检测元件124的第二端处的电压值，并且响应于检测到所述充电检测元件的第二端处的电压值与正常充电时相比降低至少一预定数值，控制所述充电开关元件，以使得所述充电开关元件将每个触点开关元件的第三端与所述第二电压断开。

在上述电路结构中，该设备识别元件122可以并联在该充电开关元件123和该充电检测元件124的两侧，或者在省略该充电检测元件124时，可以与该充电开关元件123形成并联。

图6图示了根据本申请实施例的充电端设备的一个示例的电路图。

如图6所示，充电端设备100包括9个金属充电触点P1到P9。需要说明的是，图6只是在电路层面示出了充电端设备100的构成，并不说明这9个金属触点在物理上的阵列布局。例如，取决于不同的产品形态和工业设计，在空间上，它们可以排列成3行、3列的3×3阵列；也可以排列成2行的阵列，其中第1行4个触点、第2行5个触点；还可以排列成4行的阵列，其中第1行2个触点、第2行2个触点、第3行3个触点、第4行2个触点；或其他各种形式。

9个金属充电触点P1到P9分别与9个触点开关电连接，每个触点开关分别由两个不同类型的三极管构成，即金属充电触点P1对应于NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2，金属充电触点P2对应于NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4，……，金属充电触点P9对应于NPN型三极管Q17和PNP型三极管Q18。每对三极管均采用共射共基的形式，其中，NPN型晶体管的集电极上拉到充电电压VCC，PNP型晶体管的集电极经由充电开关Q20和检测电阻R2(例如，0.8Ω)下拉到地电压GND。每一对三极管的栅极与微控制器U1的通用输入/输出(GPIO)接口相连接。

如上所述，为了实现被充电端设备200的检测，在充电端设备100设置有识别电阻R1(例如，22kΩ)，在被充电端设备200的两个触点之间对应地设置有被识别电阻R3(例如，22kΩ)。这样，通过扫描触点阵列，如果有被充电端设备200接入，R1和R3将形成分压电路，通过MCU的ADC引脚检测R1第2端的电压值来判断是否为符合充电条件的被充电端设备200。例如，如果检测到R1第2端的电压为0.5倍VCC(当识别电阻R1和被识别电阻R3的电阻值为其他值时，VCC根据两者的分压而取值)，则说明有被充电端设备200接入，此时MCU可以通过Power Control引脚将控制Q20开启充电。如果检测电压值不是0.5倍VCC，则说明不是被充电端设备200接入(比如，可能是金属短路，或其它负载导通)，这时不会开启Q20进行充电。

扫描充电触点阵列的过程更具体地描述如下：首先MCU通过GPIO(如图所示的Scancontrol引脚)控制三极管Q1导通，此时触点P1电压约为VCC，同时MCU分别按照顺序开启Q8、Q14、Q4、Q10、Q16、Q6、Q12、Q18，以分别使P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9与GND导通，每次接通一个 测试点时，MCU会通过ADC引脚读取一次R1第2端的电压。如果在扫到某个触点时，ADC读到的电压为GND，则判断此时该触点未与被充电端设备200已经接通；如果ADC读到的电压为VCC，则判断此时该触点与触点P1已经接通，可能是受到被充电端设备200的某一个触点的短接，即该触点与触点P1同时与被充电端设备200的某一个触点电接触；如果ADC读到的电压为0.5倍VCC，则判断此时该触点与被充电端设备200已经接通，即该触点与触点P1分别与被充电端设备200的两个触点电接触。以上过程以此类推，完成整个触点矩阵的扫描，直到找到有被充电端设备200接入为止。

例如，假设充电端设备100的充电触点P1和P4与被充电端设备200的第一被充电触点电接触，而充电触点P9与被充电端设备200的第二被充电触点电接触。MCU首先控制三极管Q1导通，将触点P1上拉到VCC，然后MCU分别按照顺序开启Q8、Q14、Q4、Q10、Q16、Q6、Q12、Q18，以分别将P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9下拉到GND。在将P4下拉到GND时，MCU通过ADC引脚读到的电压值为VCC，即此时可以判断出触点P1与触点P4由被充电端设备200的某一个触点短接。在将P9下拉到GND时，MCU通过ADC引脚读到的电压值为0.5倍VCC，即此时可以判断出触点P9与被充电端设备200的另一个触点电接触。至此，MCU发现有被充电端设备200接入。

在检测到有被充电端设备200接入充电端设备100时或进一步在扫描全部完成之后，MCU可以通过GPIO引脚Power Control开启Q20开始对被充电端设备200进行充电。在充电的过程中，MCU会定时通过ADC引脚读取一次R2第2端(由于此时Q20处于导通，所以也是R1第2端的电压)的电压。如果ADC读到的电压与正常充电时基本相等，则说明充电过程还在继续；如果ADC读到的电压与正常充电时相比显著降低，则说明充电已经完成；如果ADC读到的电压为0，则说明被充电端设备200已经从充电端设备100的充电板上拿开。

响应于充电已经完成或被充电端设备200已被从充电板上拿开，MCU可以通过GPIO引脚Power Control关闭Q20，以结束充电操作。

显然，上述电路结构仅仅是充电端设备100的一种实现方式，本申请也可以采用其他的电路实现方式。

由此可见，采用根据本申请实施例的充电端设备，利用若干充电触点和 相应的控制电路，实现了在不超出充电端设备边缘的范围内任意放置被充电端设备时，两个设备之间即可以自动建立充电回路，继而使得充电端设备可以高效、安全、低成本、接触式地对被充电端设备进行充电。这种方式既具有当前无线充电的便捷性，同时又有有线充电的低成本和高效率。

下面，将参考附图，继续描述根据本申请实施例的被充电端设备200。

示例性被充电端设备

图7图示了根据本申请实施例的被充电端设备的结构示意图。

根据本申请实施例的被充电端设备200能够由充电端设备100充电，所述充电端设备100可以包括多个充电触点。例如，该被充电端设备200可以是能够被充电的任何类型的电子设备，其包括但不限于：笔记本计算机、平板电脑、移动电话、多媒体播放器、个人数字助理、导航仪等。

如图7所示，所述被充电端设备200可以包括：第一被充电触点211和第二被充电触点212，由导电材料形成。

例如，每个被充电触点211和212可以由金属、导电塑料、或导电橡胶等导电材料制成。同时，为了避免在充电时发生短路，两个被充电触点之间可以间隔开一定距离。

在一个实施例中，所述被充电端设备200还可以包括：负载电路230，具有正极充电端和负极充电端。

例如，该负载电路230可以包括被充电端设备200的充电控制电路和电池等电子器件，由于其与本申请的发明点无关，所以在此省略其详细描述。

由于在充电端设备100与被充电端设备200连接时，并没有直接确定出第一充电触点集合和第二充电触点集合中的哪一个是与第一被充电触点211和第二被充电触点212中的哪一个电接触的，也就进而不知道是与负载电路230的正极充电端和负极充电端中的哪一个电连接的，所以在充电端设备100中仅仅是向第一充电触点集合和第二充电触点集合中的一个分配高电压并向另一个分配低电压，启动充电。在此情况下，需要保证被充电端设备200不会由于充电电压接反而未能正常充电或甚至出现烧坏负载电路230。

为此，如图7所示，在一个实施例中，所述控制电路120还可以包括：整流电路220，与所述第一被充电触点、所述第二被充电触点、以及所述负载电路的正极充电端和负极充电端电连接，用于将分别从所述第一被充电触 点和所述第二被充电触点接收到的第一电压和第二电压中的高电压耦接到所述正极充电端，并将所述第一电压和所述第二电压中的低电压耦接到所述负极充电端。

通过在被充电端设备200中配备整流电路220，可以保证正确的充电电压被连接到负载电路230上正确的充电端。

例如，该整流电路220可以采用诸如整流桥之类的器件来实现。整流桥是通过二极管的单向导通原理来完成整流操作的，所以将其接入被充电端设备200中时，它能使电路中的充电电流只按单向流动，即充电电流从负载电路230的正极充电端流入，从负极充电端流出，起到所谓的“整流”作用。

具体地，该整流桥可以包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、和第四二极管，所述第一被充电触点与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极电连接，所述第二被充电触点与第三二极管的阴极和第四二极管的阳极电连接，所述正极充电端与第一二极管的阳极和第三二极管的阳极电连接，并且所述负极充电端与第二二极管的阴极和第四二极管的阴极电连接。

替换地，整流电路220也可以使用其他方式来实现。例如，整流电路220也可以包括微控制器和开关元件，通过微控制器来识别从所述第一被充电触点和所述第二被充电触点接收到的第一电压和第二电压中的高电压和低电压，并通过开关元件将高电压耦接到所述正极充电端，并将低电压耦接到所述负极充电端。

具体地，整流电路220可以包括：第一负载开关元件和第二负载开关元件，所述第一负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第二负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件中的每一个都是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路；以及微控制器，耦接到所述第一负载开关元件的第四端和所述第二负载开关元件的第四端，并且耦接到所述第一被充电触点和所述第二被充电触点，用于响应于检测出所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压，控制所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件，以使得将所述高电压耦接到所述正极充电端，并将所述低电压耦接到所述负极充电端。

例如，每个负载开关元件用于控制从所述第一被充电触点211和所述第 二被充电触点212接收到的第一电压和第二电压到负载电路230的正极充电端和负极充电端的电流通断。例如，它可以包括一对开关器件，将第一电压和第二电压中的每一个分别连接到正极充电端和负极充电端。例如，该开关器件对可以是两个NMOS管，其漏极耦接在一起，源极耦接到地电压，栅极分别耦接到微控制器(MCU)，由MCU通过单独的逻辑分别控制它们的导通和关断操作。或者，两个NMOS管的栅极也可以共同地连接到微控制器(MCU)，并且其间通过反相器分开，以由MCU通过一个逻辑控制它们中一者导通和另一者关断操作。然而，本申请不限于此。如在示例性充电端设备中描述的，每个开关器件也可以采用诸如三极管、继电器、或N刀M掷开关之类的其他可控开关器件来实现。

微控制器可以用于产生对于负载开关元件的控制逻辑，用于响应于检测出从第一被充电触点和第二被充电触点接收到的第一电压和第二电压中哪一个为高电压和哪一个为低电压，来控制负载开关元件的通断，以将高电压连接到正极充电端并将低电压连接到负极充电端。为此，微控制器可以是51单片机、基于8位Atmel AT MEGA328P的微控制器、STC的STM8等。

在一个实施例中，所述整流电路还可以包括：第一电压识别元件，所述第一电压识别元件的第一端耦接到所述第一被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第一电压识别元件耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到地电压；以及第二电压识别元件，所述第二电压识别元件的第一端耦接到所述第二被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第二电压识别元件耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到地电压。

相应地，所述微控制器在检测所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压时，可以检测所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值；并且响应于检测到所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值为高电平，控制与之电连接的那个负载开关元件，以使得其将所述高电压耦接到所述正极充电端，并控制另一负载开关元件，以使得其将所述低电压耦接到所述负极充电端。

例如，该第一电压识别元件和第二电压识别元件中的每一个可以是阻性元件，例如，其可以是一对串联的电阻，用于形成一个分压电路，以便微控制器通过两个电阻之间的分压作用来检测从第一被充电触点和第二被充电 触点接收到的第一电压和第二电压中哪一个为高电压、哪一个为低电压。

尽管上面以整流桥和极性识别电路为例说明了整流电路220，但是本申请不限于此。无论是现有的、还是将来开发的整流电路，都可以应用于根据本申请实施例的被充电端设备中，并且也应包括在本申请的保护范围内。

此外，如上所述，为了使得充电端设备100能够检测到是否有被充电端设备200接入，如图7所示，在一个实施例中，所述被充电端设备200还可以包括：设备被识别元件240，所述设备被识别元件240的第二端耦接到所述第一被充电触点211，第一端耦接到所述第二被充电触点212。

例如，该设备被识别元件240可以是一个阻值较大的电阻，并且为了实现被充电端设备200的检测，该设备识别元件240的阻值可以接近于(或优选地，等于)所述充电端设备100的设备识别元件122的阻值。例如，该设备被识别元件240的阻值可以为22千欧(kΩ)。

在一个实施例中，所述被充电端设备200还可以包括：外壳(未示出)，在所述外壳的内部封装所述负载电路230和所述整流电路220，并且所述第一被充电触点211和所述第二被充电触点212的至少一部分暴露在所述外壳的外部。这样，一方面，可以保护负载电路230和整流电路220免受外部环境的损坏，另一方面，可以保证被充电触点能够与充电端设备100的充电触点充分接触。此外，该设备被识别元件240也可以设置在所述外壳的内部。

在一个实施例中，暴露在所述外壳外部的所述第一被充电触点211和所述第二被充电触点212的端面具有预定形状并间隔开预定间距。

例如，所述第一被充电触点211和所述第二被充电触点212的端面的形状和间距中的一项或两项可以根据所述充电端设备100的多个充电触点110中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距来进行设置，以使得所述被充电端设备200的第一被充电触点211能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备200的第二被充电触点212能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

由于第一被充电触点211和所述第二被充电触点212的端面的形状和间距已经在上面参考图3A到图5进行了详细描述，在此不再赘述。在本申请的不同实施例中，第一被充电触点211和所述第二被充电触点212可以采用各种形状和间距的触点来达到同样的效果，其原理都是通过设计被充电触点 的形状和间隔，使得被充电端设备200的两个被充电触点在充电端设备100上任意放置，在不超过充电端设备100充电触点阵列边界的情况下均能保证被充电端设备200的每个被充电触点能与充电端设备100至少一个充电基板上的金属充电触点相接触，且能保证被充电端设备200的两个触点之间不短路。

图8图示了根据本申请实施例的被充电端设备的一个示例的电路图。

如图8所示，被充电端设备200包括2个金属被充电触点T1和T2。整流桥由4个二极管D1、D2、D3、和D4构成，金属被充电触点T1与二极管D1的阴极和二极管D2的阳极电连接，金属被充电触点T2与二极管D3的阴极和二极管D4的阳极电连接，负载电路的正极充电端与二极管D1的阳极和二极管D3的阳极电连接，并且负载电路的负极充电端与二极管D2的阴极和二极管D4的阴极电连接，也就是说，整流桥的第1端和第3端分别耦接到金属被充电触点T2和T1，第2端和第4端分别耦接到负载电路的正极充电端和负极充电端。这里，为了简洁而省略了负载电路的具体构造。此外，在金属被充电触点T1和T2之间还耦接有被识别电阻R3(例如，22kΩ)，以对应于在充电端设备100上设置的外设识别电阻R1(例如，22kΩ)。这样，充电端设备100的MCU通过扫描触点阵列，如果有被充电端设备200接入，R1和R3将形成分压电路。

该整流桥的工作原理如下：当被充电端设备200的被充电触点与充电端设备100的充电触点阵列中的某2个或2组触点接通而导致充电启动之后，T1和T2将会有电压输入，此时，虽然T1和T2的电源极性不确定，但充电端设备100会保证T1与T2极性相反，例如，如果T1为电源正极，则T2肯定为电源负极；或者如果T2为电源正极，则T1肯定为电源负极。无论是哪种情况，通过整流桥后，都会输出有固定极性的电压，完成对负载电路的充电。

图9图示了根据本申请实施例的被充电端设备的另一示例的电路图。

如图9所示，被充电端设备200包括2个金属被充电触点T1和T2。整流电路由微控制器U2、开关元件Q21到Q24、和电阻R21到R24构成。Q21和Q22构成一对开关元件，其漏极耦接在一起，Q21和Q22的源极分别耦接到负载电路的正极充电端和负极充电端(T3节点和T4节点)，它们的栅极分别耦接到MCU。Q23和Q24具有相同的连接配置。R21和R22构成一 对串联的电阻，R21的一端连接到T1，R22的一端接地，R21和R22的公共端耦接到MCU。R23和R24具有相同的连接配置，其区别在于R23连接到T2、而非T1。在准备从充电端设备接受充电时，首先MCU关闭Q21到Q24，通过MCU检测R21、R22分压确定触点T1极性，检测R23、R24分压确定触点T2极性，然后分别按照相应的极性控制Q21到Q24的导通(当然在实际应用中，由于第一电压和第二电压必然为一高一低，所以为了节省成本，也可以只保留R21和R22，而省略R23和R24，反之亦然)。例如，如果T2为正，则导通Q22、Q23，关断Q21，Q24；若T1为正，则相反，导通Q21、Q24，关断Q22、Q23。保险起见，在充电开始之前或者在充电完成之后，MCU也可以关断Q21到Q24，以防止负载电路漏电或者出现短路。此外，在金属被充电触点T1和T2之间还耦接有被识别电阻R3(例如，22kΩ)，以对应于在充电端设备100上设置的外设识别电阻R1(例如，22kΩ)。这样，充电端设备100的MCU通过扫描触点阵列，如果有被充电端设备200接入，R1和R3将形成分压电路。

显然，上述电路结构仅仅是充电端设备100实现方式的两个示例，本申请也可以采用其他的电路实现方式。

由此可见，采用根据本申请实施例的被充电端设备，利用被充电触点和整流电路，实现了在不超出充电端设备边缘的范围内任意放置被充电端设备时，两个设备之间即可以自动建立充电回路，继而使得充电端设备可以高效、安全、低成本、接触式地对被充电端设备进行充电。实现了同时具有当前无线充电的便捷性和有线充电的低成本和高效率的优点。

最后，将参考附图，继续描述根据本申请实施例的充电方法。

示例性充电方法

图10图示了根据本申请实施例的充电方法的流程示意图。

根据本申请实施例的充电方法可以应用于参考图1到图8所描述的充电端设备100，所述充电端设备100能够向被充电端设备200充电，所述被充电端设备200包括具有不同极性的第一被充电触点211和第二被充电触点212。

如图10所示，所述充电方法可以包括：

在步骤S110中，在多个充电触点中检测第一充电触点集合和第二充电 触点集合，所述第一充电触点集合包括所述多个充电触点中的一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第一被充电触点电接触；所述第二充电触点集合包括所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第二被充电触点电接触。

在步骤S120中，响应于检测到所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合，向所述第一充电触点集合中的每个充电触点分配第一电压，并且向所述第二充电触点集合中的每个充电触点分配第二电压，以向所述被充电端设备充电。

在一个实施例中，该步骤S110可以包括：针对所述多个充电触点中的每个充电触点，将所述充电触点耦接到所述第一电压；以及依次将除了所述充电触点之外的其他充电触点中的每个其他充电触点经由设备识别元件耦接到所述第二电压，检测所述其他充电触点与设备识别元件之间耦接点处的电压值，并且在检测结束之后，将所述其他充电触点与所述设备识别元件断开；以及响应于检测到所述耦接点处的电压值为第一数值，确定所述充电触点和所述其他充电触点没有同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，也没有分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述耦接点处的电压值为第二数值，确定所述充电触点和所述其他充电触点分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；响应于检测到所述耦接点处的电压值为第三数值，确定所述充电触点和所述其他充电触点同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，所述第一数值小于所述第二数值，所述第二数值小于所述第三数值。

例如，所述第一数值可以为所述第二电压，所述第三数值可以为所述第一电压，所述第二数值可以取决于所述第一电压、所述第二电压、和所述充电端设备的设备识别元件和所述被充电端设备的设备被识别元件之间的电阻比值，所述设备被识别元件耦接在所述被充电端设备的第一被充电触点与第二被充电触点之间。

在一个实施例中，所述充电方法还可以包括：在向所述被充电端设备充电时，检测所述被充电端设备的负载电流；以及响应于检测到所述负载电流与正常充电时相比降低至少一预定数值，停止向检测到的第一充电触点集合中的每个充电触点分配第一电压，并且停止向检测到的第二充电触点集合中 的每个充电触点分配第二电压。

上述充电方法中的各个步骤的具体功能和操作已经在上面参考图1到图8描述的充电端设备100和被充电端设备200中详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

综上所述，通过本申请的各个实施例，无需再费时费力地为被充电端设备寻找与之相配的充电器，也无需先要辨别充电插头的正反后，再将充电插头插入电子产品插孔中进行充电，尤其适合视力不好的人士；此外，由于无需凌乱地摆放各种型号的充电端设备，使得生活工作环境更加整洁；并且，根据本申请实施例的充电端设备可同时为多台被充电端设备进行充电，这些电子设备可以是不同型号甚至是不同种类的，只有其具有被充电触点相同即可；最后，根据本申请实施例的充电端设备还具有安全保护功能，在没有电器充电时充电板不带电，只有在充电板上放置有匹配类型的被充电端设备充电板才带电工作，使用十分安全可靠。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而 易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (20)

1.一种充电端设备，其特征在于，所述充电端设备能够向被充电端设备充电，所述被充电端设备包括具有不同极性的第一被充电触点和第二被充电触点，所述充电端设备包括：

由导电材料形成的多个充电触点，所述多个充电触点中的每两个充电触点之间通过绝缘材料间隔开；以及

控制电路，与每个充电触点电连接，用于向检测到的第一充电触点集合中的每个充电触点分配第一电压，并且向检测到的第二充电触点集合中的每个充电触点分配第二电压，以向所述被充电端设备充电，

所述第一充电触点集合包括所述多个充电触点中的一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第一被充电触点电接触；所述第二充电触点集合包括所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点，其与所述被充电端设备的第二被充电触点电接触，所述第一电压不同于所述第二电压。

2.如权利要求1所述的充电端设备，其特征在于，所述控制电路包括：

多个触点开关元件，分别与所述多个充电触点电连接，每个触点开关元件的第一端耦接到所述第一电压，第二端耦接到与之对应的充电触点，第三端耦接到所述第二电压，每个触点开关元件是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路；

微控制器，耦接到每个触点开关元件的第四端，用于响应于检测到所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合，控制与所述第一充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第一电压，并且控制与所述第二充电触点集合中的每个充电触点电连接的触点开关元件，以使得所述触点开关元件将与之对应的充电触点耦接到所述第二电压。

3.如权利要求2所述的充电端设备，其特征在于，所述控制电路还包括：

充电开关元件，所述充电开关元件的第一端耦接到每个触点开关元件的第三端，第二端耦接到所述微控制器，第三端耦接到所述第二电压，并且所 述所述充电开关元件用于在所述微控制器的控制之下，将每个触点开关元件的第三端耦接到所述第二电压或者与之断开。

4.如权利要求3所述的充电端设备，其特征在于，所述充电端设备还包括：

充电检测元件，所述充电检测元件的第二端耦接到所述充电开关元件的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

5.如权利要求4所述的充电端设备，其特征在于，所述微控制器还用于在向所述被充电端设备充电时，检测所述充电检测元件的第二端处的电压值，并且响应于检测到所述充电检测元件的第二端处的电压值与正常充电时相比降低至少一预定数值，控制所述充电开关元件，以使得所述充电开关元件将每个触点开关元件的第三端与所述第二电压断开。

6.如权利要求2所述的充电端设备，其特征在于，所述控制电路还包括：

设备识别元件，所述设备识别元件的第二端耦接到每个触点开关元件的第三端，第一端耦接到所述第二电压。

7.如权利要求6所述的充电端设备，其特征在于，所述微控制器还用于在检测所述第一充电触点集合和所述第二充电触点集合时，控制所述多个触点开关元件，依次将每个充电触点耦接到所述第一电压，将剩余的充电触点轮流耦接到所述设备识别元件，并检测所述设备识别元件的第二端处的电压值。

8.如权利要求7所述的充电端设备，其特征在于：

响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第一数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点没有同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，也没有分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；

响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第二数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点分别与所述第一被充电触点和所述第二被充电触点电接触；

响应于检测到所述设备识别元件的第二端处的电压值为第三数值，所述微控制器确定耦接到所述第一电压的充电触点和耦接到所述设备识别元件的充电触点同时与所述被充电端设备的第一被充电触点和所述第二被充电触点之一电接触，

所述第一数值小于所述第二数值，所述第二数值小于所述第三数值。

9.如权利要求1所述的充电端设备，其特征在于，所述充电端设备还包括：

由绝缘材料形成的绝缘基板，所述多个充电触点具有预定形状、并以预定间距和预定排列图案被设置在所述绝缘基板的外表面上。

10.如权利要求9所述的充电端设备，其特征在于，所述多个充电触点中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距中的一项或多项根据所述被充电端设备的第一被充电触点和第二被充电触点的形状和间距来进行设置，以使得所述被充电端设备的第一被充电触点能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备的第二被充电触点能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

11.一种被充电端设备，其特征在于，所述被充电端设备能够由充电端设备充电，所述充电端设备包括多个充电触点，所述被充电端设备包括：

第一被充电触点和第二被充电触点，由导电材料形成；

负载电路，具有正极充电端和负极充电端；以及

整流电路，与所述第一被充电触点、所述第二被充电触点、以及所述负载电路的正极充电端和负极充电端电连接，用于将分别从所述第一被充电触点和所述第二被充电触点接收到的第一电压和第二电压中的高电压耦接到所述正极充电端，并将所述第一电压和所述第二电压中的低电压耦接到所述负极充电端。

12.如权利要求11所述的被充电端设备，其特征在于，所述整流电路包括：

整流桥，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、和第四二极管，所述第一被充电触点与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极电连接，所述第二被充电触点与第三二极管的阴极和第四二极管的阳极电连接，所述正极充电端与第一二极管的阳极和第三二极管的阳极电连接，并且所述负极充电端与第二二极管的阴极和第四二极管的阴极电连接。

13.如权利要求11所述的被充电端设备，其特征在于，所述整流电路包括：

第一负载开关元件和第二负载开关元件，所述第一负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第二负载开关元件的第一端耦接到所述正极充电端，第二端耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到所述负极充电端，所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件中的每一个都是由至少一个电子器件构成的负责控制电流通断的单元电路；以及

微控制器，耦接到所述第一负载开关元件的第四端和所述第二负载开关元件的第四端，并且耦接到所述第一被充电触点和所述第二被充电触点，用于响应于检测出所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压，控制所述第一负载开关元件和所述第二负载开关元件，以使得将所述高电压耦接到所述正极充电端，并将所述低电压耦接到所述负极充电端。

14.如权利要求13所述的被充电端设备，其特征在于，所述整流电路还包括：

第一电压识别元件，所述第一电压识别元件的第一端耦接到所述第一被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第一电压识别元件耦接到所述第一被充电触点，第三端耦接到地电压；以及

第二电压识别元件，所述第二电压识别元件的第一端耦接到所述第二被充电触点，第二端耦接到所述微控制器，使得所述微控制器经由所述第二电压识别元件耦接到所述第二被充电触点，第三端耦接到地电压。

15.如权利要求14所述的被充电端设备，其特征在于，所述微控制器在检测所述第一电压和所述第二电压中的高电压和低电压时，检测所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值；并且响应于检测到所述第一电压识别元件和所述第二电压识别元件中至少一个的第二端处的电压值为高电平，控制与之电连接的那个负载开关元件，以使得其将所述高电压耦接到所述正极充电端，并控制另一负载开关元件，以使得其将所述低电压耦接到所述负极充电端。

16.如权利要求11所述的被充电端设备，其特征在于，所述被充电端设备还包括：

设备被识别元件，所述设备被识别元件的第二端耦接到所述第一被充电触点，第一端耦接到所述第二被充电触点。

17.如权利要求11所述的被充电端设备，其特征在于，所述被充电端设备还包括：

外壳，在所述外壳的内部封装所述负载电路和所述整流电路，并且所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的至少一部分暴露在所述外壳的外部。

18.如权利要求17所述的被充电端设备，其特征在于，所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的端面具有预定形状并间隔开预定间距。

19.如权利要求18所述的被充电端设备，其特征在于，所述第一被充电触点和所述第二被充电触点的端面的形状和间距中的一项或两项根据所述充电端设备的多个充电触点中的每个充电触点的形状、所述多个充电触点的排列图案、和每两个充电触点之间的间距来进行设置，以使得所述被充电端设备的第一被充电触点能够与所述多个充电触点中的一个或多个充电触点电接触，所述被充电端设备的第二被充电触点能够与所述多个充电触点中的另外一个或多个充电触点电接触。

20.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括：

如权利要求1到10中任一项所述的充电端设备；以及

如权利要求11到19中任一项所述的被充电端设备。