CN207612080U - 充电电路及智能终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充电电路及智能终端，其中充电电路包括充电接口、切换电路、高压充电支路、低压充电支路及控制单元；其中，充电接口，与适配器连接，接收输入的电能；高压充电支路，在充电接口上电后检测适配器的充电类型是否为高压充电类型，若是，开启高压充电支路对电池采用高压快充模式进行充电；若否，控制单元通过切换电路关闭高压充电支路，并开启低压充电支路；低压充电支路检测适配器的充电类型是否为低压充电类型，若是，开启低压充电支路对电池采用低压快充模式进行充电。本实用新型技术方案能够兼容不同充电方案的适配器。

Description

充电电路及智能终端

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，特别涉及一种充电电路及智能终端。

背景技术

随着电池容量密度的提高，锂电池可支持的充电速率越来越大，促进了快充技术的发展。目前以高压快充方案和低压直充方案为代表的闪充技术在智能化终端设备中获得广泛应用。

高压快充技术是通过提高USB线上输入电压来提高锂电池的充电速率；而低压直充技术是通过降低USB线上输入电压来提高锂电池的充电速率；因此高压快充适配器输出的是电压值较高电压，而低压直充适配器输出的是电压值较低电压。由于低压直充适配器无法输出高电压，采用高压充电实现方案时，如果连接低压直充适配器，会导致移动终端设备高压快充失败。同理，采用低压直充实现方案时，由于高压快充适配器无法输出低电压，如果连接高压快充适配器，会导致移动终端设备低压直充失败。

因此，现有技术方案对采用不同充电方案的适配器完全不兼容，造成充电不便。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种充电电路，旨在兼容不同充电方案的适配器。

为实现上述目的，本实用新型提出的充电电路，包括充电接口、切换电路、高压充电支路、低压充电支路及控制单元；其中，

所述充电接口，与适配器连接，接收输入的电能；

所述高压充电支路，在充电接口上电后检测适配器的充电类型是否为高压充电类型，若是，开启高压充电支路对电池采用高压快充模式进行充电；

若否，所述控制单元通过所述切换电路关闭所述高压充电支路，并开启所述低压充电支路；

所述低压充电支路检测适配器的充电类型是否为低压充电类型，若是，开启低压充电支路对电池采用低压快充模式进行充电。

优选地，当所述低压充电支路检测到适配器的充电类型不是低压充电类型时，所述控制单元通过所述切换电路关闭所述低压充电支路，并开启所述高压充电支路，对电池采用常规充电模式进行充电。

优选地，所述高压充电支路检测到有适配器接入充电接口时，控制单元开始计时，所述高压充电支路检测适配器的充电类型；

在计时达到第一预设时间阈值时，控制单元读取适配器的充电类型，若检测到的为高压充电类型，开启高压充电支路对电池采用高压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，控制单元通过所述切换电路关闭所述高压充电支路，控制单元重新开始计时，低压充电支路检测适配器的充电类型；

在计时达到第二预设时间阈值时，控制单元读取适配器的充电类型，若检测到的为低压充电类型，开启所述低压充电支路对电池采用低压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，切换到高压充电支路对电池采用常规充电模式进行充电。

优选地，在计时达到第二预设时间阈值时，若检测到的为未知充电类型，关闭所述低压充电支路，开启所述高压充电支路，控制单元标记并保存适配器的充电类型值；

对充电接口进行复位；

所述高压充电支路再次启动对适配器的充电类型检测，读取保存的充电类型值，若该充电类型值与预设值相匹配，压充电控制支路对电池采用常规充电模式进行充电。

优选地，所述切换电路分别与所述充电接口、所述高压充电支路及低压充电支路连接；所述高压充电支路及低压充电支路均与电池连接，所述高压充电支路与所述控制单元连接，所述控制单元分别与所述切换电路及所述低压充电支路连接。

优选地，所述高压充电支路包括高压充电管理芯片及控制单元；所述高压充电管理芯片包括第一数据输入端、第二数据输入端、充电输入端及充电输出端；所述第一数据输入端及第二数据输入端均与所述切换电路连接，所述充电输入端与所述充电接口连接，所述充电输出端与电池连接；所述高压充电管理芯片对控制单元进行供电，所述高压充电管理芯片还与所述控制单元通信连接。

优选地，所述低压充电支路包括低压充电管理芯片、第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管；所述低压充电管理芯片包括第一数据输入端、第二数据输入端、驱动端及电压检测端，所述第一数据输入端和所述第二数据输入端均与所述切换电路连接，所述驱动端与所述第一MOS管的门极连接，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的门极及第三MOS管的门极连接；所述第二MOS管的漏极与所述充电接口连接，所述第二MOS管的源极与所述第三MOS管的源极连接，所述第三MOS 管的漏极与电池连接，所述第一MOS管的漏极还与所述第二MOS管的源极和第三MOS管的源极连接。

优选地，所述充电接口为USB接口。

本实用新型还提出一种智能终端，所述智能终端包括如上所述的充电电路。

本实用新型技术方案通过设置充电接口、切换电路、高压充电支路、低压充电支路及控制单元，形成了一种充电电路。切换电路、高压充电支路、低压充电支路及控制单元共同对适配器的充电类型进行检测，并根据检测到的充电类型，采用高压快充模式或低压快充模式对电池进行充电，从而兼容了不同充电方案的适配器，方便了用户进行充电。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型充电电路一实施例的功能模块图；

图2为本实用新型充电电路一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	充电接口	U2	高压充电管理芯片
200	切换电路	U3	低压充电管理芯片
				300	高压充电支路	Q1	第一MOS管
400	低压充电支路	Q2	第二MOS管
				500	控制单元	Q3	第三MOS管
U1	电子切换开关	R	电阻
				VCC	电源

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种充电电路。

参照图1及图2，在本实用新型实施例中，该充电电路包括充电接口100、切换电路200、高压充电支路300、低压充电支路400及控制单元500。

所述充电接口100，与适配器连接，接收输入的电能。

需要说明的是，该充电电路应用于一种智能终端上。该充电接口100设置于智能终端的壳体上。充电接口100的类型与适配器连接口的类型相匹配。

所述高压充电支路300，在充电接口100上电后检测适配器的充电类型是否为高压充电类型，若是，开启高压充电支路300对电池采用高压快充模式进行充电。

若否，所述控制单元500通过所述切换电路200关闭所述高压充电支路 300，并开启所述低压充电支路400。

所述低压充电支路400检测适配器的充电类型是否为低压充电类型，若是，开启低压充电支路400对电池采用低压快充模式进行充电。

需要说明的是，高压快充方案是在常规充电技术的基础上，通过提高充电接口100上输入电压来提高锂电池充电速率的一种技术。本实施例中，充电接口100采用USB接口，高压快充模式的充电步骤包括：

首先，USB接口的VBUS输入电压从5V提高到9V、12V等；

然后，VBUS输入电压通过移动终端设备M芯片ro USB接口后，通过 USB_IN脚输入给高压充电管理芯片；高压充电管理芯片内部的Buck电路模块再对输入的电流进行降压处理；

最后，降压后的电流从高压充电管理芯片的VBAT脚输出到电池，给电池充电。

而低压直充方案是在常规充电的基础上，将USB接口VBUS输入的电流不经充电芯片的降压处理，而直接连接至电池VBAT脚的一种充电方案。在该方案中，从VBUS输入的电流缺少充电芯片的降压过程，因此VBUS上输入电压存在以下特点：

VBUS上输入电压与电池VBAT脚电压保持一定的压差(通常为300mV)；该压差可保证电流能够从电池VBAT输入到电池，向电池充电；同时保持充电安全；在低压直充过程中，随着电池VBAT电压的升高，为保持充电的持续性，VBUS电压会相应提高。

本实用新型技术方案通过设置充电接口100、切换电路200、高压充电支路300、低压充电支路400及控制单元500，形成了一种充电电路。切换电路200、高压充电支路300、低压充电支路400及控制单元500共同对适配器的充电类型进行检测，并根据检测到的充电类型，采用高压快充模式或低压快充模式对电池进行充电，从而兼容了不同充电方案的适配器，方便了用户进行充电。

进一步地，当所述低压充电支路400检测到适配器的充电类型不是低压充电类型时，所述控制单元500通过所述切换电路200关闭所述低压充电支路400，并开启所述高压充电支路300，对电池采用常规充电模式进行充电。

需要说明的是，本实施例中，常规充电是将VBUS上输入电压经过高压充电管理芯片降压处理后直接给电池进行充电。

进一步地，所述高压充电支路300检测到有适配器接入充电接口100时，控制单元500开始计时，所述高压充电支路300检测适配器的充电类型；

在计时达到第一预设时间阈值时，控制单元500读取适配器的充电类型，若检测到的为高压充电类型，开启高压充电支路300对电池采用高压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，控制单元500通过所述切换电路200关闭所述高压充电支路300，控制单元500重新开始计时，低压充电支路400检测适配器的充电类型；

在计时达到第二预设时间阈值时，控制单元500读取适配器的充电类型，若检测到的为低压充电类型，开启所述低压充电支路400对电池采用低压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，切换到高压充电支路300对电池采用常规充电模式进行充电。

具体地，切换步骤具体包括在计时达到第二预设时间阈值时，若检测到的为未知充电类型，关闭所述低压充电支路400，开启所述高压充电支路300，控制单元500标记并保存适配器的充电类型值；

对充电接口100进行复位；

所述高压充电支路300再次启动对适配器的充电类型检测，读取保存的充电类型值，若该充电类型值与预设值相匹配，压充电控制支路对电池采用常规充电模式进行充电。

本实施例中，所述切换电路200分别与所述充电接口100、所述高压充电支路300及低压充电支路400连接；所述高压充电支路300及低压充电支路 400均与电池连接，所述高压充电支路300与所述控制单元500连接，所述控制单元500分别与所述切换电路200及所述低压充电支路400连接。具体地，所述高压充电支路300包括高压充电管理芯片U2及控制单元500，所述高压充电管理芯片U2包括第一数据输入端DP、第二数据输入端DM、充电输入端USB-IN及充电输出端VBAT；所述第一数据输入端DP及第二数据输入端 DM均与所述切换电路200连接，所述充电输入端USB-IN与所述充电接口 100连接，所述充电输出端VBAT与电池连接；所述高压充电管理芯片U2对控制单元500进行供电，所述高压充电管理芯片U2还与所述控制单元500通信连接。

具体地，所述低压充电支路400包括低压充电管理芯片U3、第一MOS 管、第二MOS管及第三MOS管；所述低压充电管理芯片U3包括第一数据输入端DP、第二数据输入端DM、驱动端Driver及电压检测端USB-IN，所述第一数据输入端DP和所述第二数据输入端DM均与所述切换电路200连接，所述驱动端Driver与所述第一MOS管的门极连接，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的门极及第三MOS 管的门极连接；所述第二MOS管的漏极与所述充电接口100连接，所述第二 MOS管的源极与所述第三MOS管的源极连接，所述第三MOS管的漏极与电池连接，所述第一MOS管的漏极还与所述第二MOS管的源极和第三MOS 管的源极连接。

所述切换电路采用电子切换开关U1实现

综上，继续参照图2，高低压智能选择充电方案的选择方法如下：

1)USB接口VBUS脚为高电平(表明有适配器接入)时，启动超时定时器 T1，用于高压充电适配器检测；

高压充电适配器检测具有严格的时限性，也就是说：适配器连接上，必须立即进行高压适配器的检测；而低压充电适配器的检测条件是在低压充电管理芯片的En脚使能后，才开始低压适配器的检测；因此通过在电子切换开关U1的SWT控制脚上外接上拉电阻R保证SWT默认条件下为高电平，从而保证数据输出信号脚D1+、D1-为导通状态；

当适配器在位后，高低压智能选择充电方案将立即通过高压充电管理芯片U3数据输入信号脚DP、DM进行高压适配器的检测；

2)定时器T1超时后，读取适配器类型；

如果检测到为高压适配器类型，则直接采用高压快充方案对电池进行充电；

如果为UNKNOWN状态(即未知状态)，则表明接入适配器为非高压适配器；则1)鉴于高压充电管理芯片U2切换高压快充模式失败后，会自动退回到常规充电模式，因此首先关闭高压充电管理芯片U2的充电功能；2)通过 GPIO_1输出低电平，使得电子切换开关SWT为低电平，即D2+、D2-为导通状态；3)软件通过GPIO_2输出高电平，拉高低压充电管理芯片U2的En脚，使能低压充电管理芯片U2；4)启动超时定时器T2；

3)在定时器T2超时后，再次读取适配器类型；

如果检测到为低压直充适配器，则采用低压直充方案对电池进行充电；

否则，表明为常规适配器，则切换到高压充电管理芯片U2的常规充电模式对电池进行充电；

切换方法为:1)拉低GPIO_2，关闭低压充电管理芯片U3；2)拉高GPIO_1，导通D1+，D1-；3)设置适配器检测标签为TRUE；4)VBUS复位；5)再次启动低压充电管理芯片U3适配器检测流程前，检测适配器检测标签值，如果为 TRUE，则不进行低压充电管理芯片U3适配器检测流程。直接进入常规充电模式。

本实用新型还提出一种智能终端，该智能终端包括充电电路，该充电电路的具体结构参照上述实施例，由于本智能终端采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该智能终端可以是手机、平板电脑、电脑等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种充电电路，其特征在于，包括充电接口、切换电路、高压充电支路、低压充电支路及控制单元；其中，

所述充电接口，与适配器连接，接收输入的电能；

所述高压充电支路，在充电接口上电后检测适配器的充电类型是否为高压充电类型，若是，开启高压充电支路对电池采用高压快充模式进行充电；

若否，所述控制单元通过所述切换电路关闭所述高压充电支路，并开启所述低压充电支路；

所述低压充电支路检测适配器的充电类型是否为低压充电类型，若是，开启低压充电支路对电池采用低压快充模式进行充电。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，当所述低压充电支路检测到适配器的充电类型不是低压充电类型时，所述控制单元通过所述切换电路关闭所述低压充电支路，并开启所述高压充电支路，对电池采用常规充电模式进行充电。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，

所述高压充电支路检测到有适配器接入充电接口时，控制单元开始计时，所述高压充电支路检测适配器的充电类型；

在计时达到第一预设时间阈值时，控制单元读取适配器的充电类型，若检测到的为高压充电类型，开启高压充电支路对电池采用高压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，控制单元通过所述切换电路关闭所述高压充电支路，控制单元重新开始计时，低压充电支路检测适配器的充电类型；

在计时达到第二预设时间阈值时，控制单元读取适配器的充电类型，若检测到的为低压充电类型，开启所述低压充电支路对电池采用低压快充模式进行充电；

若检测到的为未知充电类型，切换到高压充电支路对电池采用常规充电模式进行充电。

4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，

在计时达到第二预设时间阈值时，若检测到的为未知充电类型，关闭所述低压充电支路，开启所述高压充电支路，控制单元标记并保存适配器的充电类型值；

对充电接口进行复位；

所述高压充电支路再次启动对适配器的充电类型检测，读取保存的充电类型值，若该充电类型值与预设值相匹配，高压充电控制支路对电池采用常规充电模式进行充电。

5.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述切换电路分别与所述充电接口、所述高压充电支路及低压充电支路连接；所述高压充电支路和所述低压充电支路均与所述充电接口连接；所述高压充电支路及低压充电支路均与电池连接，所述高压充电支路与所述控制单元连接，所述控制单元分别与所述切换电路及所述低压充电支路连接。

6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述高压充电支路包括高压充电管理芯片及控制单元，所述高压充电管理芯片包括第一数据输入端、第二数据输入端、充电输入端及充电输出端；所述第一数据输入端及第二数据输入端均与所述切换电路连接，所述充电输入端与所述充电接口连接，所述充电输出端与电池连接；所述高压充电管理芯片对控制单元进行供电，所述高压充电管理芯片还与所述控制单元通信连接。

7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述低压充电支路包括低压充电管理芯片、第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管；所述低压充电管理芯片包括第一数据输入端、第二数据输入端、驱动端及电压检测端，所述第一数据输入端和所述第二数据输入端均与所述切换电路连接，所述驱动端与所述第一MOS管的门极连接，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的门极及第三MOS管的门极连接；所述第二MOS管的漏极与所述充电接口连接，所述第二MOS管的源极与所述第三MOS管的源极连接，所述第三MOS管的漏极与电池连接，所述第一MOS管的漏极还与所述第二MOS管的源极和第三MOS管的源极连接。

8.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述充电接口为USB接口。

9.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括如权利要求1-8任意一项所述的充电电路。