CN207652058U - 一种充电装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种充电装置及电子设备，包括接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路，接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路依次电连接，其中：接收线圈用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电，整流器用于将所述交流电转换为直流电，降压控制电路用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值，降压充电电路用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。即在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此可降低充电装置的硬件成本。

Description

一种充电装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电装置及电子设备。

背景技术

随着电子设备的配置不断提升，以及对电量的需求量和消耗量不断变大，电子设备的电池的充电方式越来越多，为了提高充电的便利性，无线充电的方式已逐渐成为了一种新的充电趋势。

如图1所示，现有技术的电子设备侧的无线充电电路主要采用Buck转换器和Buck充电电路；其中，Buck转换器用于将前级输出的直流电调整为波纹更小、电压值更为稳定的直流电；Buck充电电路用于对Buck转换器输出的直流电进行调整并对电池进行充电。

但是，在上述结构中，Buck转换器以及Buck充电电路的电能转换效率均较低，导致整个无线充电电路的整体电能转换效率更低，不仅影响了电子设备的充电效率；而且，由于功率损耗的表现形式为发热，因此，还会降低用户体验且影响电子设备的安全性。

也就是说，现有的无线充电装置由于电能转换效率较低导致了充电效率低以及设备发热严重影响安全性等诸多问题，亟需一种新的充电装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种充电装置及电子设备，用以解决现有的无线充电装置由于电能转换效率较低导致的电子设备充电效率低以及发热严重的问题。

一方面，本实用新型实施例提供了一种充电装置，包括接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路，所述接收线圈、所述整流器、所述降压控制电路以及所述降压充电电路依次电连接，其中：

所述接收线圈，用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；

所述整流器，用于将所述交流电转换为直流电；

所述降压控制电路，用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；

所述降压充电电路，用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

优选地，所述降压控制电路，具体用于根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值；其中，充电状态信息包括电池电压值，或者电池电压值和充电电流值。

进一步可选地，所述降压控制电路，具体用于若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT小于预设目标充电电流值I_BATSET，则确定能够使得I_BAT增大的目标电压值V_BOUT；若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT位于预设目标充电电流取值范围之内，则确定能够实现恒流充电的目标电压值V_BOUT；若确定电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT，且充电电流值I_BAT高于预设截止充电电流值I_BATEND，则确定能够实现恒压充电的目标电压值V_BOUT；其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH不高于所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数。

进一步可选地，所述降压控制电路，具体用于：

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BAT<I_BATSET-ΔI₁，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₁；其中，V'_BOUT为上一次确定的目标电压值；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₁≤I_BAT<I_BATSET-ΔI₂，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₁、ΔI₂、ΔV₁以及ΔV₂为正数；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₂≤I_BAT≤I_BATSET+ΔI₂，则首先保持V_BOUT不变，并执行以下操作：当确定I_BAT>I_BATSET-ΔI₃时，保持V_BOUT不变；当确定I_BAT≤I_BATSET-ΔI₃时，确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₃为正数；

若确定V_CV-ΔV_BAT<V_BAT<V_CV+ΔV_BAT，且I_BAT>I_BATEND，则确定V_BOUT＝V'_BOUT-ΔV₂。

优选地，所述降压充电电路，具体用于基于一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

进一步可选地，任一所述降压型电荷泵充电子电路包括第一开关组、第二开关组、第一分压电容以及第二分压电容，所述任一降压型电荷泵充电子电路，用于开启所述第一开关组，关闭所述第二开关组，使得所述第一分压电容以及第二分压电容充电，并输出电压大小为所述第一分压电容的电压值的直流电；以及，关闭所述第一开关组，开启所述第二开关组，使得所述第一分压电容以及第二分压电容放电，并输出电压大小为所述第一分压电容的电压值的直流电。

进一步可选地，所述电路参数信息包括串联的降压型电荷泵充电子电路的级数N、任一降压型电荷泵充电子电路的电压转换效率以及任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比中的任意一个或多个；其中，N为大于等于1的正整数，i＝1,2……N；

所述降压控制电路，具体用于若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT时，采用以下方式确定初始电压值作为目标电压值：

其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH低于所述第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT。

优选地，所述的充电装置还包括Buck充电电路，所述Buck充电电路的输入端与所述整流器的输出端电连接，所述Buck充电电路的输出端与所述电池电连接，其中，

所述降压控制电路，用于若确定电池电压值V_BAT不高于第一设定电压阈值V_BATTH，或者电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT且充电电流值I_BAT不高于预设截止充电电流值值I_BATEND，则控制所述Buck充电电路对整流器输出的直流电进行调整后输出至所述电池；其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH不高于所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数。

优选地，所述接收线圈，具体用于基于电感应、磁感应、磁共振以及电磁波中的任一种方式接收所述无线适配器发射的电信号。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括上述的充电装置。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供了一种充电装置及电子设备，可包括接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路，所述接收线圈、所述整流器、所述降压控制电路以及所述降压充电电路依次电连接，其中：所述接收线圈，用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；所述整流器，用于将所述交流电转换为直流电；所述降压控制电路，用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；所述降压充电电路，用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。也就是说，在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，以及提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此还可降低充电装置的硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1所示为现有技术的电子设备侧的无线充电电路的结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例一中的充电方法的步骤流程图；

图3所示为本实用新型实施例一和实施例二中的降压型电荷泵充电子电路的结构示意图；

图4所示为本实用新型实施例一中的充电方法所适用的一种充电电路的结构示意图；

图5所示为本实用新型实施例一中的充电方法所适用的一种充电电路的充电过程流程图；

图6所示为本实用新型实施例二中的充电装置的结构示意图；

图7所示为本实用新型实施例二中的充电装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了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作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

本实用新型实施例一提供了一种充电方法，具体地，如图2所示，其为本实用新型实施例一中所述方法的步骤流程图，所述方法可包括以下步骤：

步骤201：接收无线适配器发射的电信号并产生交流电。

步骤202：将所述交流电转换为直流电。

步骤203：将所述直流电的电压值调整至目标电压值。

步骤204：对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

也就是说，在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得相应的充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，以及提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此还可降低充电装置的硬件成本。

优选地，可通过接收线圈实现步骤201接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；前级输入的电流减小，从而使得对接收线圈的性能要求降低，因此可采用成本较低的接收线圈，降低硬件成本。需要说明的是，接收线圈与无线适配器中的电能发射线圈相匹配，且可基于电感应、磁感应、磁共振以及电磁波中的任一方式接收无线适配器发射的电信号，本实施例在此不作任何限定。

优选地，可通过整流桥实现步骤202将所述交流电转换为直流电，整流桥的实现方式与现有技术类似，本实施例在此不再赘述。

优选地，步骤203将所述直流电的电压值调整至目标电压值，可具体包括：根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值；其中，充电状态信息包括电池电压值，或者电池电压值和充电电流值。也就是说，在将直流电的电压值调整至目标电压值时，需要首先根据电池的充电状态信息和电路参数信息确定一个设定的目标电压值，以使得基于设定的电路对该设定的目标电压值进行降压即可得到充电所需的充电电压。

需要说明的是，所述充电电流值为直接为电池进行充电的电流的大小；另外，为了使得充电过程控制更加精准，尽量延长大电流充电的时间、提高充电效率，所述电池电压值优选为电池电芯的电压值。

可选地，步骤203将所述直流电的电压值调整至目标电压值可通过控制器和降压型Buck转换器实现；具体地，由控制器根据电池的充电状态信息和电路参数信息确定目标电压值，并向降压型Buck转换器发送相应的控制信号以控制降压型Buck转换器将所述直流电的电压值调整至所述目标电压值。降压型Buck转换器的转换效率与其输入电压和输出电压的电压差相关，其输入电压与输出电压的电压差越小，其转换效率越高；因此，在电池电压值一定的情况下，同现有技术的Buck转换器的输出端连接Buck充电电路相比，在降压型Buck转换器之后采用降压的方式进行电能转换，可使得降压型Buck转换器的输出电压较高，即降压型Buck转换器的输入电压与输出电压的电压差较小，从而可提高降压型Buck转换器的转换效率，进一步提高充电的效率。

进一步可选地，所述根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值，可具体包括：

若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT小于预设目标充电电流值I_BATSET，则确定能够使得I_BAT增大的目标电压值V_BOUT；

若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT位于预设目标充电电流取值范围之内，则确定能够实现恒流充电的目标电压值V_BOUT；

若确定电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT，且充电电流值I_BAT高于预设截止充电电流值I_BATEND，则确定能够实现恒压充电的目标电压值V_BOUT；

其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH不高于所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数。

需要说明的是，所述第一设定电压阈值V_BATTH可根据实际使用需求灵活设置，优选地，V_BATTH可设置为电池充电过程的恒流阶段的下限阈值，例如2.8V～3V；所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT以及第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT也可根据实际使用需求灵活设置，优选地，V_CV可设置为电池充电过程的恒流阶段的上限阈值，即电池充电过程由恒流阶段进入恒压阶段的阈值，例如3.8V～4.6V；ΔV_BAT可设置为一较小的电压值，例如1V。也就是说，电池充电过程可包括三个阶段：预充阶段、恒流阶段以及恒压阶段；在预充阶段，可确定目标电压值V_BOUT使得充电电流的大小逐步向预设目标充电电流值I_BATSET(可根据实际使用需求灵活设置)靠近；在恒流阶段，充电电流的大小位于预设目标充电电流取值范围(可根据实际使用需求灵活设置)之内后，可确定使得充电电流的大小尽量平稳的目标电压值V_BOUT；在恒压阶段，电池电压值足够大之后，可确定使得电池电压的大小保持平稳的目标电压值V_BOUT。

进一步可选地，所述根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值，可具体包括：

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BAT<I_BATSET-ΔI₁，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₁；其中，V'_BOUT为上一次确定的目标电压值；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₁≤I_BAT<I_BATSET-ΔI₂，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₁、ΔI₂、ΔV₁以及ΔV₂为正数；优选地，ΔI₁>ΔI₂，ΔV₁>ΔV₂；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₂≤I_BAT≤I_BATSET+ΔI₂，则首先保持V_BOUT不变，并执行以下操作：当确定I_BAT>I_BATSET-ΔI₃时，保持V_BOUT不变；当确定I_BAT≤I_BATSET-ΔI₃时，确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₃为正数；优选地，ΔI₁>ΔI₃；

若确定V_CV-ΔV_BAT<V_BAT<V_CV+ΔV_BAT，且I_BAT>I_BATEND，则确定V_BOUT＝V'_BOUT-ΔV₂。

也就是说，在预充阶段，优选地，在每次确定充电电流值稳定(充电电流值在设定时间长度内的变化量不大于设定阈值)之后，若确定充电电流值远小于预设目标充电电流值，则以设定的步长增大目标电压值，以使得充电电流值逐步、迅速地接近预设目标充电电流值；若确定充电电流值已接近预设目标充电电流值，则可以设定的较小步长增大目标电压值，以使得充电电流值逐步、平稳地达到预设目标充电电流值。当充电过程进入恒流阶段之后，若确定充电电流值位于预设目标充电电流取值范围之内时，则可保持目标电压值不变；电池电压值会随着充电进程的进行升高，而目标电压值不变，因此充电电流值会逐渐减小；当确定充电电流值减小到预设目标充电电流取值范围的下限以下之后，则可以设定的较小步长增大目标电压值，以将充电电流值控制在预设目标充电电流取值范围之内。当充电过程进入恒流阶段后，可以设定的较小步长减小目标电压值，以使得电池的电压值基本保持不变，充电电流值逐步减小。

优选地，步骤204对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池，可具体包括：

基于一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

如图3所示，其为降压型电荷泵充电子电路的结构示意图，任一所述降压型电荷泵充电子电路包括第一开关组(包括开关Q1和开关Q2)、第二开关组包括开关Q3和开关Q4)、第一分压电容C1以及第二分压电容C2，所述任一降压型电荷泵充电子电路，用于开启所述第一开关组Q1和Q2，关闭所述第二开关组Q3和Q4，使得所述第一分压电容C1以及第二分压电容C2充电，并输出电压大小为所述第一分压电容C1的电压值的直流电；以及，关闭所述第一开关组Q1和Q2，开启所述第二开关组Q3和Q4，使得所述第一分压电容C1以及第二分压电容C2放电，并输出电压大小为所述第一分压电容C1的电压值的直流电。

也就是说，针对任一降压型电荷泵充电子电路，无论是在分压电容充电阶段还是分压电容放电阶段，所述任一降压型电荷泵充电子电路的输出电压VOUT的大小都等于第一分压电容C1的电压值，因此，通过调整占空比(分压电容的充电时长与分压电容的充电时长和放电时长的总和之比)，便可确定所述任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比，例如比值为2，即所述任一降压型电荷泵充电子电路的输出电压VOUT为输入电压VIN的1/2，即实现了降压转换。

可选地，串联的降压型电荷泵充电子电路的级数可根据实际使用需求灵活设置；优选地，串联的降压型电荷泵充电子电路的级数越多，充电装置的前级输入电压越高、前级输入电流越小，因此，多级降压型电荷泵充电子电路串联可进一步降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，提高电能转换的效率；此外，当采用降压型Buck转换器实现将直流电的电压值调整至目标电压值时，多级降压型电荷泵充电子电路串联可使得降压型Buck转换器的输入电压与输出电压的电压差值更小，因此，可进一步减小降压型Buck转换器的损耗。

另外，由于所述任一降压型电荷泵充电子电路中不存在电感，即不存在由感性元件引起的线圈损耗以及磁芯损耗，也不存在由感性元件的等效阻抗导致的发热；因此，与现有技术中的Buck充电电路相比，降压型电荷泵充电子电路的电能转换效率更高、损耗更低，从而可进一步提高充电效率以及电子设备的安全性。

进一步可选地，所述电路参数信息可包括串联的降压型电荷泵充电子电路的级数N、任一降压型电荷泵充电子电路的电压转换效率以及任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比中的任意一个或多个；其中，N为大于等于1的正整数，i＝1,2……N。

相应地，在步骤203中，根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值，还可包括：

若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT时，采用以下方式确定初始电压值作为目标电压值：其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH低于所述第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT。

也就是说，在充电开始时，可首先根据电池电压值、降压型电荷泵充电子电路串联的级数、每一级降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比以及电压转换效率，确定充电所需的初始电压值作为目标电压值，之后可实时根据电池电压值以及充电电流值对目标电压值进行动态调整。

可选地，所述方法还可包括：若确定电池电压值V_BAT不高于第一设定电压阈值V_BATTH，或者电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT且充电电流值I_BAT不高于预设截止充电电流值值I_BATEND，则在步骤202将所述交流电转换为直流电之后，基于Buck充电电路对所述直流电进行转换并输出至电池。

也就是说，在电池充电过程的预充阶段之前(如电池电压值V_BAT不高于电池充电过程的恒流阶段的下限阈值)、或者恒压阶段之后(如电池电压值V_BAT不低于电池充电过程的恒流阶段的上限阈值，且充电电流值不高于预设截止充电电流值值I_BATEND)，需要用小电流对电池进行充电时，还可采用现有技术通过Buck充电电路对电池进行充电，本实施例在此不再赘述。

下面将以具体实例为例，对本实施例提供的所述充电方法的适用场景和步骤流程进行详细说明：

本实施例提供的所述充电方法可适用于如图4所示的充电电路，该充电电路可包括接收线圈、整流桥、降压型Buck转换器、降压型电荷泵充电电路、Buck充电电路以及控制器，其中：接收线圈可用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；整流桥可用于将所述交流电转换为直流电；降压型Buck转换器可用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；降压型电荷泵充电电路可用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池；控制器可用于根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值；Buck充电电路可用于对整流桥输出的直流电进行转换并输出至电池。该充电电路的具体充电过程可如图5所示：

步骤S1：充电开始；

步骤S2：获取电池电压值V_BAT，判断是否V_BAT>V_BATTH，其中，V_BATTH为第一设定电压阈值；若否，执行步骤S3；若是，执行步骤S4；

步骤S3：基于Buck充电电路进行充电，并在充电时长达到设定时间长度后跳转至步骤S2；

步骤S4：确定降压型Buck转换器的初始输出电压值其中，N为降压型电荷泵充电电路中串联的降压型电荷泵充电子电路的级数，为任一降压型电荷泵充电子电路的电压转换效率，为任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比，N为大于等于1的正整数，i＝1,2……N；

步骤S5：以ΔV₁步进提高降压型Buck转换器的输出电压值V_BOUT；其中，ΔV₁为第一预设电压值；

步骤S6：获取充电电流值I_BAT，待I_BAT上升到稳定值后执行步骤S7；

步骤S7：判断是否I_BATSET-ΔI₁≤I_BAT，其中，I_BATSET为预设目标充电电流值，ΔI₁为第一预设电流值；若否，跳转至步骤S5；若是，执行步骤S8；

步骤S8：以ΔV₂步进提高降压型Buck转换器的输出电压值V_BOUT，ΔV₂为第二预设电压值，ΔV₁>ΔV₂；

步骤S9：获取充电电流值I_BAT，待I_BAT上升到稳定值后执行步骤S10；

步骤S10：判断是否I_BATSET-ΔI₂≤I_BAT≤I_BATSET+ΔI₂，其中ΔI₂为第二预设电流值，ΔI₁>ΔI₂；若否，跳转至步骤S8；若是，执行步骤S11；

步骤S11：保持降压型Buck转换器的输出电压值V_BOUT不变；

步骤S12：获取充电电流值I_BAT，待I_BAT≤I_BATSET-ΔI₃后，执行步骤13；其中，ΔI₃为第三预设电流值，ΔI₁>ΔI₃；

步骤S13：以ΔV₂步进提高降压型Buck转换器的输出电压值V_BOUT；

步骤S14：判断是否V_CV-ΔV_BAT<V_BAT<V_CV+ΔV_BAT，其中，V_CV-ΔV_BAT为第二设定电压阈值，V_CV+ΔV_BAT为第三设定电压阈值，且V_BATTH不高于V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数；若否，跳转至步骤S11；若是，执行步骤S15；

步骤S15：充电过程进入恒压(CV)阶段；

步骤S16：以ΔV₂步进降低降压型Buck转换器的输出电压值V_BOUT；

步骤S17：判断是否I_BAT≤I_BATEND，I_BATEND为预设截止充电电流值；若是，跳转至步骤S19；若否，执行步骤S18；

步骤S18：待V_CV-ΔV_BAT<V_BAT<V_CV+ΔV_BAT之后，跳转至步骤S16；

步骤S19：基于Buck充电电路进行充电；

步骤S20：充电结束。

需要说明的是，在图5所示的充电过程中，步骤S5～步骤S10为预充阶段，步骤S11～步骤S14为恒流阶段，步骤S15～步骤S18为恒压阶段；图5所示的整个充电过程，适用于开始充电时电池的电压值过低的场景；若开始充电时电池的电压大于设定的阈值，充电过程也可在步骤S4之后直接进入恒流阶段或恒压阶段；若电池的电压更高，则充电过程也可在步骤S2之后直接执行步骤S19基于Buck充电电路进行充电，本实施例在此不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的充电方法，可接收无线适配器发射的电信号并产生交流电，并将所述交流电转换为直流电，以及将所述直流电的电压值调整至目标电压值，最后，对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。也就是说，在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，以及提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此还可降低充电装置的硬件成本。

另外，可基于一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池，由于所述降压型电荷泵充电子电路中不存在电感，即不存在由感性元件引起的线圈损耗以及磁芯损耗，也不存在由感性元件的等效阻抗导致的发热；因此，与现有技术中的Buck充电电路相比，降压型电荷泵充电子电路的电能转换效率更高、损耗更低，从而可进一步提高充电效率以及电子设备的安全性。

实施例二：

基于同样的发明构思，本实用新型实施例二提供了一种充电装置，具体地，如图6所示，其为本实用新型实施例二中所述充电装置的结构示意图，所述充电装置可包括接收线圈601、整流器602、降压控制电路603以及降压充电电路604，所述接收线圈601、所述整流器602、所述降压控制电路603以及所述降压充电电路604依次电连接，其中：

接收线圈601，用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；

整流器602，用于将所述交流电转换为直流电；

降压控制电路603，用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；

降压充电电路604，用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

也就是说，在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，以及提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此还可降低充电装置的硬件成本。

可选地，所述接收线圈601可与无线适配器中的电能发射线圈相匹配，且可基于电感应、磁感应、磁共振以及电磁波中的任一方式接收无线适配器发射的电信号，本实施例在此不作任何限定；所述整流器602可通过整流桥实现，具体实现方式与现有技术类似，本实施例在此不再赘述。

优选地，所述降压控制电路603，可具体用于根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值；其中，充电状态信息包括电池电压值，或者电池电压值和充电电流值。也就是说，所述降压控制电路603在将直流电的电压值调整至目标电压值时，需要首先根据电池的充电状态信息和电路参数信息确定一个设定的目标电压值，以使得基于所述降压充电电路604对该设定的目标电压值进行降压即可得到充电所需的充电电压。

进一步可选地，所述降压控制电路603可包括控制器和降压型Buck转换器；所述降压型Buck转换器的输入端与所述整流器602的输出端电连接，所述降压型Buck转换器的输出端与所述降压充电电路604的输入端电连接。所述控制器可与所述降压型Buck转换器、所述降压充电电路604以及电池进行通信；具体地，所述控制器可根据电池的充电状态信息和电路参数信息确定目标电压值，并向降压型Buck转换器发送相应的控制信号以控制降压型Buck转换器将所述直流电的电压值调整至所述目标电压值。

降压型Buck转换器的转换效率与其输入电压和输出电压的电压差相关，其输入电压与输出电压的电压差越小，其转换效率越高；因此，在电池电压值一定的情况下，同现有技术的Buck转换器的输出端连接Buck充电电路相比，在降压型Buck转换器之后采用降压的方式进行电能转换，可使得降压型Buck转换器的输出电压较高，即降压型Buck转换器的输入电压与输出电压的电压差较小，从而可提高降压型Buck转换器的转换效率，进一步提高充电的效率。

进一步可选地，所述降压控制电路603，可具体用于若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT小于预设目标充电电流值I_BATSET，则确定能够使得I_BAT增大的目标电压值V_BOUT；若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且不高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT、且充电电流值I_BAT位于预设目标充电电流取值范围之内，则确定能够实现恒流充电的目标电压值V_BOUT；若确定电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT，且充电电流值I_BAT高于预设截止充电电流值I_BATEND，则确定能够实现恒压充电的目标电压值V_BOUT；其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH不高于所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数。

需要说明的是，所述第一设定电压阈值V_BATTH可根据实际使用需求灵活设置，优选地，V_BATTH可设置为电池充电过程的恒流阶段的下限阈值，例如2.8V～3V；所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT以及第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT也可根据实际使用需求灵活设置，优选地，V_CV可设置为电池充电过程的恒流阶段的上限阈值，即电池充电过程由恒流阶段进入恒压阶段的阈值，例如3.8V～4.6V；ΔV_BAT可设置为一较小的电压值，例如1V。也就是说，电池充电过程可包括三个阶段：预充阶段、恒流阶段以及恒压阶段；在预充阶段，所述降压控制电路603可确定目标电压值V_BOUT，使得充电电流的大小逐步向预设目标充电电流值I_BATSET(可根据实际使用需求灵活设置)靠近；在恒流阶段，充电电流的大小位于预设目标充电电流取值范围(可根据实际使用需求灵活设置)之内后，所述降压控制电路603可确定使得充电电流的大小尽量平稳的目标电压值V_BOUT；在恒压阶段，电池电压值足够大之后，所述降压控制电路603可确定使得电池电压的大小保持平稳的目标电压值V_BOUT。

进一步可选地，所述降压控制电路603，可具体用于：

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BAT<I_BATSET-ΔI₁，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₁；其中，V'_BOUT为上一次确定的目标电压值；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₁≤I_BAT<I_BATSET-ΔI₂，则确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₁、ΔI₂、ΔV₁以及ΔV₂为正数；优选地，ΔI₁>ΔI₂，ΔV₁>ΔV₂；

若确定V_BATTH<V_BAT≤V_CV-ΔV_BAT，且I_BATSET-ΔI₂≤I_BAT≤I_BATSET+ΔI₂，则首先保持V_BOUT不变，并执行以下操作：当确定I_BAT>I_BATSET-ΔI₃时，保持V_BOUT不变；当确定I_BAT≤I_BATSET-ΔI₃时，确定V_BOUT＝V'_BOUT+ΔV₂；其中，ΔI₃为正数；优选地，ΔI₁>ΔI₃；

若确定V_CV-ΔV_BAT<V_BAT<V_CV+ΔV_BAT，且I_BAT>I_BATEND，则确定V_BOUT＝V'_BOUT-ΔV₂。

也就是说，在预充阶段，优选地，在每次确定充电电流值稳定(充电电流值在设定时间长度内的变化量不大于设定阈值)之后，所述降压控制电路603若确定充电电流值远小于预设目标充电电流值，则以设定的步长增大目标电压值，以使得充电电流值逐步、迅速地接近预设目标充电电流值；若确定充电电流值已接近预设目标充电电流值，则可以设定的较小步长增大目标电压值，以使得充电电流值逐步、平稳地达到预设目标充电电流值。当充电过程进入恒流阶段之后，所述降压控制电路603若确定充电电流值位于预设目标充电电流取值范围之内时，则可保持目标电压值不变；电池电压值会随着充电进程的进行升高，而目标电压值不变，因此充电电流值会逐渐减小；当确定充电电流值减小到预设目标充电电流取值范围的下限以下之后，则可以设定的较小步长增大目标电压值，以将充电电流值控制在预设目标充电电流取值范围之内。当充电过程进入恒流阶段后，所述降压控制电路603可以设定的较小步长减小目标电压值，以使得电池的电压值基本保持不变，充电电流值逐步减小。

进一步可选地，所述降压充电电路604，可具体用于基于一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

如图3所示，其为降压型电荷泵充电子电路的结构示意图，任一所述降压型电荷泵充电子电路包括第一开关组(包括开关Q1和开关Q2)、第二开关组包括开关Q3和开关Q4)、第一分压电容C1以及第二分压电容C2，所述任一降压型电荷泵充电子电路，用于开启所述第一开关组Q1和Q2，关闭所述第二开关组Q3和Q4，使得所述第一分压电容C1以及第二分压电容C2充电，并输出电压大小为所述第一分压电容C1的电压值的直流电；以及，关闭所述第一开关组Q1和Q2，开启所述第二开关组Q3和Q4，使得所述第一分压电容C1以及第二分压电容C2放电，并输出电压大小为所述第一分压电容C1的电压值的直流电。

也就是说，针对任一降压型电荷泵充电子电路，无论是在分压电容充电阶段还是分压电容放电阶段，所述任一降压型电荷泵充电子电路的输出电压VOUT的大小都等于第一分压电容C1的电压值，因此，通过调整占空比(分压电容的充电时长与分压电容的充电时长和放电时长的总和之比)，便可确定所述任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比，例如比值为2，即所述任一降压型电荷泵充电子电路的输出电压VOUT为输入电压VIN的1/2，即实现了降压转换。

可选地，所述降压充电电路604中串联的降压型电荷泵充电子电路的级数可根据实际使用需求灵活设置；优选地，串联的降压型电荷泵充电子电路的级数越多，充电装置的前级输入电压越高、前级输入电流越小，因此，多级降压型电荷泵充电子电路串联可进一步降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，提高电能转换的效率；此外，当采用降压型Buck转换器实现将直流电的电压值调整至目标电压值时，多级降压型电荷泵充电子电路串联可使得降压型Buck转换器的输入电压与输出电压的电压差值更小，因此，可进一步减小降压型Buck转换器的损耗。

另外，由于所述任一降压型电荷泵充电子电路中不存在电感，即不存在由感性元件引起的线圈损耗以及磁芯损耗，也不存在由感性元件的等效阻抗导致的发热；因此，与现有技术中的Buck充电电路相比，降压型电荷泵充电子电路的电能转换效率更高、损耗更低，从而可进一步提高充电效率以及电子设备的安全性。

进一步可选地，所述电路参数信息可包括串联的降压型电荷泵充电子电路的级数N、任一降压型电荷泵充电子电路的电压转换效率以及任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比中的任意一个或多个；其中，N为大于等于1的正整数，i＝1,2……N；

所述降压控制电路603，还可用于若确定电池电压值V_BAT高于第一设定电压阈值V_BATTH且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT时，采用以下方式确定初始电压值作为目标电压值：其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH低于所述第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT。

也就是说，在充电开始时，所述降压控制电路603可首先根据电池电压值、降压型电荷泵充电子电路串联的级数、每一级降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比以及电压转换效率，确定充电所需的初始电压值作为目标电压值，之后可实时根据电池电压值以及充电电流值对目标电压值进行动态调整。

优选地，如图7所示，所述的充电装置还可包括Buck充电电路701，所述降压控制电路603，还可用于若确定电池电压值V_BAT不高于第一设定电压阈值V_BATTH，或者电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT且充电电流值I_BAT不高于预设截止充电电流值值I_BATEND，则控制所述Buck充电电路701对整流器602输出的直流电进行调整后输出至所述电池。

也就是说，在电池充电过程的预充阶段之前(如电池电压值V_BAT不高于电池充电过程的恒流阶段的下限阈值)、或者恒压阶段之后(如电池电压值V_BAT不低于电池充电过程的恒流阶段的上限阈值，且充电电流值不高于预设截止充电电流值值I_BATEND)，需要用小电流对电池进行充电时，可基于Buck充电电路701进行电能转换并对电池进行充电，Buck充电电路701的实现可参考现有技术，本实施例在此不再赘述。

所述充电装置的具体充电流程可参见方法实施例中的相关内容，本实施例在此不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的充电装置，可包括接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路，所述接收线圈、所述整流器、所述降压控制电路以及所述降压充电电路依次电连接，其中：所述接收线圈，用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；所述整流器，用于将所述交流电转换为直流电；所述降压控制电路，用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；所述降压充电电路，用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。也就是说，在整流之后采用降压的方式对电能进行转换，可使得充电装置的前级输入电压大幅度提高、前级输入电流大幅度减小，从而可降低充电线路中等效阻抗的功率损耗，减小发热，以及提高设备安全性；而且由于小电流对电能接收元件的性能要求较低，因此还可降低充电装置的硬件成本。

另外，可基于一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池，由于所述降压型电荷泵充电子电路中不存在电感，即不存在由感性元件引起的线圈损耗以及磁芯损耗，也不存在由感性元件的等效阻抗导致的发热；因此，与现有技术中的Buck充电电路相比，降压型电荷泵充电子电路的电能转换效率更高、损耗更低，从而可进一步提高充电效率以及电子设备的安全性。

另外，基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的充电装置。

此外，需要说明的是，附图和说明书中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种充电装置，其特征在于，包括接收线圈、整流器、降压控制电路以及降压充电电路，所述接收线圈、所述整流器、所述降压控制电路以及所述降压充电电路依次电连接，其中：

所述接收线圈，用于接收无线适配器发射的电信号并产生交流电；

所述整流器，用于将所述交流电转换为直流电；

所述降压控制电路，用于将所述直流电的电压值调整至目标电压值；

所述降压充电电路，用于对电压值为所述目标电压值的直流电进行降压后输出至电池。

2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述降压控制电路，具体用于根据电池的充电状态信息和电路参数信息，确定所述目标电压值；其中，充电状态信息包括电池电压值，或者电池电压值和充电电流值。

3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述降压充电电路，具体包括：一个降压型电荷泵充电子电路或两个以上串联的降压型电荷泵充电子电路。

4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，任一所述降压型电荷泵充电子电路包括第一开关组、第二开关组、第一分压电容以及第二分压电容，所述任一降压型电荷泵充电子电路，用于开启所述第一开关组，关闭所述第二开关组，使得所述第一分压电容以及第二分压电容充电，并输出电压大小为所述第一分压电容的电压值的直流电；以及，关闭所述第一开关组，开启所述第二开关组，使得所述第一分压电容以及第二分压电容放电，并输出电压大小为所述第一分压电容的电压值的直流电。

5.如权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述电路参数信息包括串联的降压型电荷泵充电子电路的级数N、任一降压型电荷泵充电子电路的电压转换效率以及任一降压型电荷泵充电子电路的输入电压与输出电压之比中的任意一个或多个；其中，N为大于等于1的正整数，i＝1,2……N；

目标电压值：其中，V_BAT为电池电压值。

6.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括Buck充电电路，所述Buck充电电路的输入端与所述整流器的输出端电连接，所述Buck充电电路的输出端与所述电池电连接，其中，

所述Buck充电电路，用于在电池电压值V_BAT不高于第一设定电压阈值V_BATTH，或者电池电压值V_BAT高于第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT且低于第三设定电压阈值V_CV+ΔV_BAT且充电电流值I_BAT不高于预设截止充电电流值值I_BATEND时，对整流器输出的直流电进行调整后输出至所述电池；其中，所述第一设定电压阈值V_BATTH不高于所述第二设定电压阈值V_CV-ΔV_BAT，ΔV_BAT为正数。

7.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述接收线圈，具体用于基于电感应、磁感应、磁共振以及电磁波中的任一种方式接收所述无线适配器发射的电信号。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的充电装置。