CN207765972U - 一种充电电路及终端设备 - Google Patents

Abstract

一种充电电路及终端设备，包括通信连接的多方式转换模块和控制模块，多方式转换模块的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，控制模块用于向多方式转换模块发送充电方式控制信号，多方式转换模块可基于设定的电路结构，响应于接收到的充电方式控制信号切换充电方式，即一个电源转换模块可实现多种充电方式，解决了现有充电电路的多种充电方案兼容性差以及电路结构复杂的问题，在节省电路板空间以及不提高硬件成本的前提下，使得设备终端可支持多种充电方式。

Description

一种充电电路及终端设备

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电电路及终端设备。

背景技术

目前，市面上的便携式终端的种类越来越多，例如，平板电脑、智能手机等，这些便携式终端基本上都采用锂电池供电。随着便携式终端配置的不断提升，以及便携式终端对电量的需求量以及消耗量不断变大，电池的充电方式也越来越多，例如，基于Buck转换电路的充电方式，电荷泵充电方式，高压快充，低压直充等，这些充电方式对应于电源适配器端的充电方案大不相同，因此各种充电方案的兼容性较差；另外，现有的充电电路为了兼容多种充电方式，需要设计多套电源转换模块，这导致了硬件成本的提高以及电路板空间的浪费。

因此，亟需提供一种新的充电电路来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种充电电路及终端设备，用以解决现有充电电路的多种充电方案兼容性差以及电路结构复杂的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电电路，包括通信连接的多方式转换模块和控制模块，所述多方式转换模块的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，所述控制模块用于向所述多方式转换模块发送充电方式控制信号，以使所述多方式转换模块以相对应的充电方式对所述电池模块进行充电，所述多方式转换模块包括多方式转换电路，其中：

所述多方式转换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容模块以及第二电容模块；

所述第一开关的输入端与所述电源适配器连接；

所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接，所述第二开关的输出端、所述第三开关的输出端以及所述第二电容模块的一端与所述电池模块连接；

所述第三开关的输入端与所述第四开关的输入端以及所述第一电容模块的另一端连接；所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地；

所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端以及所述第四开关的控制端，分别用于接收与之对应的开关控制信号，使得所述多方式转换模块切换至相对应的充电方式。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述多方式转换模块还包括开关驱动控制模块，其中：

所述开关驱动控制模块，用于接收所述充电方式控制信号；以及，根据所述充电方式控制信号产生开关控制信号组；并将所述开关控制信号组的每一开关控制信号输出至与所述每一开关控制信号相对应的开关的控制端。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述开关驱动控制模块，具体用于根据第一充电方式控制信号，产生第一开关控制信号组，所述第一开关控制信号组包括第一驱动信号组和第二驱动信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第一驱动信号组，导通所述第一开关和所述第三开关，关断所述第二开关和所述第四开关，使得所述第一电容模块与所述第二电容模块串联，所述电源适配器为所述第一电容模块、所述第二电容模块以及所述电池模块充电；以及，响应于所述第二驱动信号组，导通所述第二开关和所述第四开关，关断所述第一开关和所述第三开关，使得所述第一电容模块与所述第二电容模块并联，所述第一电容模块和所述第二电容模块放电对所述电池模块进行充电。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述开关驱动控制模块，具体用于根据第二充电方式控制信号，产生第二开关控制信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第二开关控制信号组，导通所述第一开关和所述第二开关，关断所述第三开关和所述第四开关，使得所述电源适配器为所述第二电容模块以及所述电池模块充电。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述开关驱动控制模块，具体用于根据第三充电方式控制信号，产生第三开关控制信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第三开关控制信号组，关断所述第三开关和所述第四开关，部分导通所述第一开关和所述第二开关，使得所述第一开关和所述第二开关的等效阻抗之和等于设定阻抗值，所述电源适配器通过所述第一开关和所述第二开关为所述第二电容模块以及所述电池模块充电。

结合第一方面的第二种～第四种任一可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述控制模块，用于与所述电源适配器通信，获取用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息；以及，根据所述信息确定充电方式为电荷泵充电方式，向所述开关驱动控制模块发送所述第一充电方式控制信号，或者确定充电方式为低压直充的充电方式，向所述开关驱动控制模块发送所述第二充电方式控制信号，或者确定充电方式为线性充电方式，向所述开关驱动控制模块发送所述第三充电方式控制信号。

结合第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述控制模块，还用于若确定充电方式为线性充电方式，则根据所述电源适配器的输出电压值与当前所述电池模块的电压值之间的差值与预设充电电流值的比值，确定所述设定阻抗值，或者，根据所述电源适配器的输出电压值与预设电池模块电压值之间的差值与当前充电电流值的比值，确定所述设定阻抗值；并根据所述设定阻抗值向所述开关驱动控制模块发送所述第三充电方式控制信号。

结合第一方面、第一方面的第一种～第四种任一可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，所述多方式转换模块包括一个或两个以上并联的多方式转换电路。

结合第一方面、第一方面的第一种～第四种任一可能实现方式，在第一方面的第八种可能实现方式中，所述充电电路还包括Buck转换模块，所述Buck转换模块的输入端用于与所述电源适配器连接，输出端用于与所述电池模块连接，所述Buck转换模块包括一个或两个以上并联的Buck转换子电路；针对任一Buck转换子电路，所述Buck转换子电路包括第五开关、第六开关、第一电感以及第三电容模块，其中：

所述第五开关的输入端为所述Buck转换模块的输入端，输出端与所述第六开关的输入端以及所述第一电感的第一端连接；

所述第六开关的输出端与所述第三电容模块的第一端均接地；

所述第一电感的第二端与所述第三电容模块的第二端连接，连接点为所述Buck转换模块的输出端；

所述Buck转换模块，用于在多方式转换模块关闭时，对所述电池模块进行充电。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种终端设备，包括第一方面所述的充电电路。

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电路及终端设备，包括通信连接的多方式转换模块和控制模块，所述多方式转换模块的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，所述控制模块用于向所述多方式转换模块发送充电方式控制信号，以使所述多方式转换模块以相对应的充电方式对所述电池模块进行充电，所述多方式转换模块包括多方式转换电路，其中：所述多方式转换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容模块以及第二电容模块；所述第一开关的输入端与所述电源适配器连接；所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接，所述第二开关的输出端、所述第三开关的输出端以及所述第二电容模块的一端与所述电池模块连接；所述第三开关的输入端与所述第四开关的输入端以及所述第一电容模块的另一端连接；所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地；所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端以及所述第四开关的控制端，分别用于接收与之对应的开关控制信号，使得所述多方式转换模块切换至相对应的充电方式。也就是说，所述充电电路中的多方式转换模块，可基于设定的电路结构，响应于控制模块发送的充电方式控制信号切换充电方式，即一个电源转换模块可实现多种充电方式，解决了现有充电电路的多种充电方案兼容性差以及电路结构复杂的问题，在节省电路板空间以及不提高硬件成本的前提下，使得设备终端可支持多种充电方式。

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所示为本实用新型实施例一中的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电路的另一种结构示意图；

图3所示为本实用新型实施例一中的多方式转换电路的第一种等效电路图；

图4所示为本实用新型实施例一中的多方式转换电路的第二种等效电路图；

图5所示为本实用新型实施例一中的多方式转换电路的第三种等效电路图；

图6所示为本实用新型实施例一中的多方式转换电路的第四种等效电路图；

图7所示为本实用新型实施例一中的多方式转换电路的一种结构示意图；

图8所示为本实用新型实施例一中的多方式转换模块的一种结构示意图；

图9所示为本实用新型实施例一中的充电电路的再一种结构示意图；

图10所示为本实用新型实施例一中的Buck转换子电路的一种结构示意图。

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电路，具体地，如图1所示，其为本实用新型实施例一中所述充电电路的结构示意图，所述充电电路包括可通信连接的多方式转换模块11和控制模块12，所述多方式转换模块11的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，所述控制模块12用于向所述多方式转换模块11发送充电方式控制信号，以使所述多方式转换模块11以相对应的充电方式对所述电池模块进行充电，所述多方式转换模块11包括多方式转换电路111，其中：

所述多方式转换电路111包括第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、第一电容模块C1以及第二电容模块C2；

所述第一开关Q1的输入端与所述电源适配器连接；

所述第一开关Q1的输出端与所述第二开关Q2的输入端以及所述第一电容模块C1的一端连接，所述第二开关Q2的输出端、所述第三开关Q3的输出端以及所述第二电容模块C2的一端与所述电池模块连接；

所述第三开关Q3的输入端与所述第四开关Q4的输入端以及所述第一电容模块C1的另一端连接；所述第四开关Q4的输出端以及所述第二电容模块C2的另一端均接地；

所述第一开关Q1的控制端、所述第二开关Q2的控制端、所述第三开关Q3的控制端以及所述第四开关Q4的控制端，分别用于接收与之对应的开关控制信号，使得所述多方式转换模块11切换至相对应的充电方式；其中，与各开关控制端分别对应的各开关控制信号是根据所述充电方式控制信号产生的。

也就是说，所述充电电路中的多方式转换模块11，可基于设定的电路结构，响应于控制模块12发送的充电方式控制信号切换充电方式，即一个电源转换模块可实现多种充电方式，解决了现有充电电路的多种充电方案兼容性差以及电路结构复杂的问题，在节省电路板空间以及不提高硬件成本的前提下，使得设备终端可支持多种充电方式。

需要说明的是，所述第一电容模块C1可包括一个电容，也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容；所述第二电容模块C2可包括一个电容，也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容，本实施例在此不作任何限定。

可选地，如图2所示，所述多方式转换模块11还可包括开关驱动控制模块112，其中：

所述开关驱动控制模块112，用于接收所述充电方式控制信号；以及，根据所述充电方式控制信号产生开关控制信号组；并将所述开关控制信号组的每一开关控制信号输出至与所述每一开关控制信号相对应的开关的控制端。也就是说，所述开关驱动控制模块112主要用于根据控制模块12发送的充电方式控制信号，产生相应的开关控制信号组，驱动所述多方式转换电路111中的各开关，以使得所述多方式转换电路111以对应的等效结构进行电源转换，即以对应的充电方式对电池模块进行充电。下面将对所述多方式转换模块11可实现的充电方式以及工作原理进行详细介绍。

方式一：所述开关驱动控制模块112，可具体用于根据第一充电方式控制信号，产生第一开关Q1控制信号组，所述第一开关Q1控制信号组包括第一驱动信号组和第二驱动信号组；

相应地，所述多方式转换电路111，可具体用于响应于所述第一驱动信号组，导通所述第一开关Q1和所述第三开关Q3，关断所述第二开关Q2和所述第四开关Q4，使得所述第一电容模块C1与所述第二电容模块C2串联，所述电源适配器为所述第一电容模块C1、所述第二电容模块C2以及所述电池模块充电；以及，响应于所述第二驱动信号组，导通所述第二开关Q2和所述第四开关Q4，关断所述第一开关Q1和所述第三开关Q3，使得所述第一电容模块C1与所述第二电容模块C2并联，所述第一电容模块C1和所述第二电容模块C2放电对所述电池模块进行充电。

由上述内容可知，充电方式一包括两个阶段：在第一阶段，所述开关驱动控制模块112根据所述第一充电方式控制信号产生第一驱动信号组，以控制所述多方式转换电路111的第一开关Q1和第三开关Q3导通，第二开关Q2和第四开关Q4关断，在此阶段，多方式转换电路111的等效电路如图3所示，第一电容模块C1与第二电容模块C2串联，电源适配器为第一电容模块C1、第二电容模块C2以及电池模块充电，其中，R_Q1和R_Q3分别为第一开关Q1和第三开关Q3的导通电阻；在第二阶段，所述开关驱动控制模块112根据所述第一充电方式控制信号产生第二驱动信号组，以控制所述多方式转换电路111的第二开关Q2和第四开关Q4导通，第一开关Q1和第三开关Q3关断，在此阶段，多方式转换电路111的等效电路如图4所示，第一电容模块C1与第二电容模块C2并联，第一电容模块C1和第二电容模块C2放电对电池模块进行充电，其中，R_Q2和R_Q4分别为第二开关Q2和第四开关Q4的导通电阻。

所述开关驱动控制模块112按照设定周期T(可根据实际情况灵活设定)发送所述第一驱动信号组以及所述第二驱动信号组，第一阶段的时长以及第二阶段的时长各占所述设定周期T的1/2，即第二电容模块C2的充放电占空比为50％；假设第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3以及第四开关Q4的导通电阻均可忽略不计，则第二电容模块C2的电压值为电源适配器的输出电压值的1/2，即所述多方式转换电路111的输出电压值(电池模块的电压值)为电源适配器的输出电压值的1/2；因此，在充电过程中，将电池模块的电压值的2倍确定为充电所需的电源适配器的输出电压值，并根据确定的充电所需的电源适配器的输出电压值调节电源适配器的输出电压，即可实现对电池模块进行充电。在实际应用中，各开关存在导通电阻，所述多方式转换电路111的工作原理类似，本实施例在此不再赘述。

需要说明的是，所述多方式转换模块11具体可采用何种充电方式对所述电池模块进行充电，取决于所述电源适配器所支持的充电方式；因此，优选地，所述控制模块12，可具体用于与所述电源适配器通信，获取用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息；若根据所述信息确定所述电源适配器支持电荷泵充电方式，则确定充电方式为电荷泵充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第一充电方式控制信号。

在本实施例中，充电方式一具体指代电荷泵充电方式。另外，可选地，用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息可包括电源适配器的输出电压调节范围、电源适配器的输出电流调节范围以及电源适配器的标识信息中的任意一个或多个。

例如，对于电荷泵充电方式，多方式转换模块11的输入电压值(即电源适配器的输出电压值)往往为电池模块的电压值的设定数倍，例如2倍，因此要求电源适配器的输出电压调节范围较大；且，充电过程需要实时调节多方式转换模块11的输入电压值，因此，要求电源适配器的输出电压的调节步长较小；进而，当控制模块12确定电源适配器的输出电压调节范围的上限值不小于电池模块满充电压的2倍，且电源适配器的输出电压的最小调节步长不大于设定步长阈值(可根据实际使用需求灵活设定，例如20mV)时，则可确定该电源适配器支持电荷泵充电方式。

再如，可预先存储电源适配器的标识信息与所支持的充电方式的对应关系，控制模块12根据获取到的电源适配器的标识信息，即可确定该电源适配器所支持的充电方式。

另外，终端设备电池模块的充电过程一般包括涓流阶段、恒流阶段和恒压阶段：在涓流阶段，电池模块的电压值比较小，通常采用较小的充电电流对电池模块进行预充；当电池模块的电压值上升到第一设定电压阈值(可根据实际使用需求灵活设置，例如2.8V)后，充电过程进入恒流阶段，此时为了提高充电速度，通常采用较大的充电电流，且充电电流基本保持不变，电池模块的电压值随着充电过程的进行而升高；当电池的电压达到第二设定电压阈值(可根据实际使用需求灵活设置，例如4.4V)时，充电过程进入恒压阶段，电池模块的电压值基本保持不变，充电电流逐渐减小，直至减小至充电截止电流值(可预先设置)，电池模块中的电池存储的电量达到实际容量值，即电池达到满充状态，充电进程结束；其中，第一设定电压阈值不高于第二设定电压阈值。

由上述内容可知，充电过程的涓流阶段(电池模块的电压值不高于第一设定电压阈值)以及恒压阶段的后半段(电池模块的电压值高于第二设定电压阈值且充电电流值小于设定电流阈值)可属于小电流充电阶段，恒流阶段(电池模块的电压值高于第一设定电压阈值且不高于第二设定电压阈值)以及恒压阶段的前半段(电池模块的电压值高于所述第二设定电压阈值且充电电流值不小于设定电流阈值)可属于大电流充电阶段。

由于本实施例中的多方式转换电路111中不存在电感，因此，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；进而，与小电流充电阶段相比，在大电流充电阶段采用电荷泵充电方式对电池模块进行充电的转换效率优势更加显著；因此，优选地，所述控制模块12，在根据所述用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息确定充电方式为电荷泵充电方式之前，还用于确定电池模块的电压值高于第一设定电压阈值且不高于第二设定电压阈值，或确定电池模块的电压值高于所述第二设定电压阈值且充电电流值不小于设定电流阈值(可根据实际情况灵活设置)，其中，所述设定电流阈值大于充电截止电流值。

也就是说，控制模块12还可与电池模块进行通信，获取电池模块的电压值，或者获取电池模块的电压值和充电电流值，根据获取到的这些电池模块的充电状态信息，确定当前所处的充电阶段；若确定当前处于大电流充电阶段(或称快充阶段)，且电源适配器支持电荷泵充电方式，则确定充电方式为电荷泵充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第一充电方式控制信号；此时，控制模块12还用于根据电池模块的电压值，确定充电所需的电源适配器的输出电压值，并与电源适配器进行通信，控制电源适配器的输出电压。

基于所述多方式转换模块11，以电荷泵充电方式对电池模块进行充电，电能转换效率高、损耗及发热小，可提高充电效率以及终端设备的安全性。

方式二：所述开关驱动控制模块112，可具体用于根据第二充电方式控制信号，产生第二开关Q2控制信号组；

相应地，所述多方式转换电路111，可具体用于响应于所述第二开关Q2控制信号组，导通所述第一开关Q1和所述第二开关Q2，关断所述第三开关Q3和所述第四开关Q4，使得所述电源适配器为所述第二电容模块C2以及所述电池模块充电。

当采用充电方式二对电池模块进行充电时，多方式转换电路111的等效电路如图5所示，第一开关Q1和第二开关Q2导通，第三开关Q3和第四开关Q4关断，电源适配器为第二电容模块C2以及电池模块充电，其中，R_Q1和R_Q2分别为第一开关Q1和第二开关Q2的导通电阻。假设第一开关Q1、第二开关Q2的导通电阻均可忽略不计，则电池模块的电压值等于电源适配器输出电压值；因此，在充电过程中，根据电池模块的电压值调节电源适配器的输出电压值即可实现对电池模块充电。在实际应用中，各开关存在导通电阻，所述多方式转换电路111的工作原理类似，本实施例在此不再赘述。

与充电方式一类似，所述控制模块12，可用于与所述电源适配器通信，获取用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息；以及，若根据所述信息确定所述电源适配器支持低压直充的充电方式，则确定充电方式为低压直充的充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第二充电方式控制信号。需要说明的是，这里的充电方式二具体指代低压直充的充电方式。

同样地，与小电流充电阶段相比，在大电流充电阶段采用低压直充的充电方式对电池模块进行充电的转换效率优势更加显著；因此，优选地，所述控制模块12，在根据所述用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息确定充电方式为低压直充的充电方式之前，还用于确定电池模块的电压值高于所述第一设定电压阈值且不高于所述第二设定电压阈值，或确定电池模块的电压值高于所述第二设定电压阈值且充电电流值不小于所述设定电流阈值。

也就是说，控制模块12还可与电池模块进行通信，获取电池模块的电压值，或者获取电池模块的电压值和充电电流值，根据获取到的这些电池模块的充电状态信息，确定当前所处的充电阶段；若确定当前处于大电流充电阶段，且电源适配器支持低压直充的充电方式，则确定充电方式为低压直充的充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第二充电方式控制信号；此时，控制模块12还用于根据电池模块的电压值，确定充电所需的电源适配器的输出电压值，并与电源适配器进行通信，控制电源适配器的输出电压。

基于所述多方式转换模块11，以低压直充的充电方式对电池模块进行充电，当第一开关Q1和第二开关Q2的导通电阻很低时，其电能转换效率也很高、损耗及发热也很小，也可提高充电效率以及终端设备的安全性。

方式三：所述开关驱动控制模块112，可具体用于根据第三充电方式控制信号，产生第三开关Q3控制信号组；

相应地，所述多方式转换电路111，可具体用于响应于所述第三开关Q3控制信号组，关断所述第三开关Q3和所述第四开关Q4，部分导通所述第一开关Q1和所述第二开关Q2，使得所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的等效阻抗之和等于设定阻抗值，所述电源适配器通过所述第一开关Q1和所述第二开关Q2为所述第二电容模块C2以及所述电池模块充电。

当采用充电方式三对电池模块进行充电时，多方式转换电路111的等效电路如图6所示，第一开关Q1和第二开关Q2部分导通，第一开关Q1的等效阻抗R₁和第二开关Q2的等效阻抗R₂之和等于R，电源适配器通过等效阻抗R为第二电容模块C2以及电池模块充电；电池模块的电压值U_out＝U_IN-I·R，其中，U_IN为电源适配器的输出电压值，电源适配器的输出电压值为一稳定的电压值，例如5V；I为流经所述多方式转换电路111的充电电流值，通过调整等效阻抗R的大小，也就是调整第一开关Q1的等效阻抗R₁和第二开关Q2的等效阻抗R₂的大小，即可实现恒压充电或者恒流充电。

与充电方式一和充电方式二类似，所述控制模块12，可用于与所述电源适配器通信，获取用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息；以及，若根据所述信息确定所述电源适配器支持线性充电方式，则确定充电方式为线性充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第三充电方式控制信号。需要说明的是，这里的充电方式三具体指代线性充电方式。

例如，所述控制模块12与电源适配器通信，获取电源适配器的输出电压调节范围，确定电源适配器仅可以输出5V稳定电压值，则确定电源适配器支持线性充电方式，进而确定充电方式为线性充电方式。

由于在多方式转换模块11的输入电压值(电源适配器的输出电压值)与输出电压值(电池模块的电压值)之间的压差较大时，等效阻抗R的值较大，因此图6所示电路的损耗较大、转换效率较低；进而，线性充电方式更适用于充电电流较小的场景。因此，优选地，所述控制模块12，在根据所述用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息确定充电方式为线性充电方式之前，还用于确定电池模块的电压值不高于所述第一设定电压阈值，或者确定电池模块的电压值高于所述第二设定电压阈值且充电电流值小于所述设定电流阈值。

也就是说，控制模块12还可与电池模块进行通信，获取电池模块的电压值，或者获取电池模块的电压值和充电电流值，根据获取到的这些电池模块的充电状态信息，确定当前所处的充电阶段；若确定当前处于小电流充电阶段，且电源适配器支持线性充电方式，则确定充电方式为线性充电方式，并向所述开关驱动控制模块发送所述第三充电方式控制信号。

具体地，所述控制模块12若确定电池模块的电压值不高于第一设定电压阈值(涓流阶段)，则可根据电源适配器的输出电压值U_IN(设定的稳定值)、当前电池模块的电压值U_out(检测值)，以及预设充电电流值I(预设值)，采用公式U_out＝U_IN-I·R确定阻抗值R，并根据确定的阻抗值R向所述开关驱动控制模块发送第三充电方式控制信号，使得第一开关Q1的等效阻抗和第二开关Q2的等效阻抗之和等于R。

控制模块12若确定电池模块的电压值高于第二设定电压阈值且充电电流值小于设定电流阈值时(恒压阶段后半段)，则可根据电源适配器的输出电压值U_IN(设定的稳定值)、电池模块的电压值U_out(预设值)，以及当前的充电电流值I(检测值)，采用公式U_out＝U_IN-I·R确定阻抗值R，并根据确定的阻抗值R向所述开关驱动控制模块发送第三充电方式控制信号，使得第一开关Q1的等效阻抗和第二开关Q2的等效阻抗之和等于R。

上述三种充电方式为所述多方式转换模块11可实现的充电方式，还需要说明的是，当处于大电流充电阶段，且电源适配器既可支持电荷泵充电方式又可支持低压直充的充电方式时，优选地，所述控制模块12确定充电方式为电荷泵充电方式，以尽可能地提高电能转换效率。

可选地，如图7所示，所述多方式转换电路111还可包括第四电容模块C4，所述第四电容模块C4的第一端与所述第一开关Q1的输入端相连，第二端接地，所述第四电容模块C4可用于对所述电源适配器的输出电压进行稳压滤波，本实施例在此不再赘述。

所述第四电容模块C4可包括一个电容，也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容，本实施例在此不作任何限定。

同样可选地，所述多方式转换模块11可包括一个或两个以上并联的所述多方式转换电路111。优选地，如图8所示，所述多方式转换模块11可包括多个并联的所述多方式转换电路111，以降低流经每个多方式转换电路111的充电电流，进一步减小电能转换过程中的功率损耗，提高转换效率。

可选地，除了基于所述多方式转换模块11，采用以上三种充电方式对电池模块进行充电以外，如图9所示，所述的充电电路还可包括Buck转换模块91，所述Buck转换模块91的输入端用于与所述电源适配器连接，输出端用于与所述电池模块连接，所述Buck转换模块91用于在所述多方式转换模块11关闭时，对所述电池模块进行充电。

优选地，所述控制模块12，还可用于若确定电池模块的电压值不高于所述第一设定电压阈值，或者确定电池模块的电压值高于所述第二设定电压阈值且充电电流值小于所述设定电流阈值，则控制所述多方式转换模块11关闭，且控制所述Buck转换模块91对所述电池模块进行充电。也就是说，在小电流充电阶段，可关闭多方式转换模块11，不采用上述的线性充电方式而是基于Buck转换模块91对电池模块进行充电，以尽量确保小电流充电阶段的电能转换效率。

具体地，所述Buck转换模块91可包括一个或两个以上并联的Buck转换子电路；针对任一Buck转换子电路，如图10所示，所述Buck转换子电路可包括第五开关Q5、第六开关Q6、第一电感L1以及第三电容模块C3，其中：

所述第五开关Q5的输入端为所述Buck转换模块91的输入端，输出端与所述第六开关Q6的输入端以及所述第一电感L1的第一端连接；

所述第六开关Q6的输出端与所述第三电容模块C3的第一端均接地；

所述第一电感L1的第二端与所述第三电容模块C3的第二端连接，连接点为所述Buck转换模块91的输出端。

需要说明的是，所述第三电容模块C3可包括一个电容，也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容，本实施例在此不作任何限定。

另外，所述Buck转换子电路与现有技术的Buck Switch Charger电路类似，因此其工作原理以及控制方法此处不作过多赘述。

本实施例中所述的开关驱动控制模块可采用现有技术的MOS管(Metal OxideSemiconductor，金属氧化物半导体场效应晶体管)驱动电路实现；所述控制模块12可采用终端设备中的应用处理器实现，也可采用所述充电电路中专门设置的处理器实现，本实施例在此不作任何限定。

优选地，所述第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、第五开关Q5以及第六开关Q6具体可为MOS管；可选地，上述各开关也可为其它开关器件，本实施例在此不作任何限定。

另外，本实施例中的所述第一电容模块C1、所述第二电容模块C2、所述第三电容模块C3以及所述第四电容模块C4的电容值均可根据实际使用需求灵活设置，本实施例在此不作任何限定。

还需要说明的是，在本实用新型实施例中，为了方便描述而假设充电线缆为理想导体，不存在阻抗，因此，视作电源适配器的输出电压与所述充电电路的输入电压(即多方式转换模块11的输入电压或Buck转换模块91的输入电压)相等；在实际使用中，在确定充电方式之前，所述控制模块12还可用于检测充电线缆的阻抗值，以使得在充电过程中，可根据该阻抗值确定合适的充电电流值，以及根据确定的充电所需的充电电路的输入电压值、充电电流值以及该阻抗值确定电源适配器的输出电压值。检测充电线缆的阻抗值的具体方法与现有技术类似，本实施例在此不再赘述。

基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种终端设备，包括上述充电电路。

综上所述，本实用新型实施例提供的充电电路及终端设备，包括通信连接的多方式转换模块和控制模块，所述多方式转换模块的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，所述控制模块用于向所述多方式转换模块发送充电方式控制信号，以使所述多方式转换模块以相对应的充电方式对所述电池模块进行充电，所述多方式转换模块包括多方式转换电路，其中：所述多方式转换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容模块以及第二电容模块；所述第一开关的输入端与所述电源适配器连接；所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接，所述第二开关的输出端、所述第三开关的输出端以及所述第二电容模块的一端与所述电池模块连接；所述第三开关的输入端与所述第四开关的输入端以及所述第一电容模块的另一端连接；所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地；所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端以及所述第四开关的控制端，分别用于接收与之对应的开关控制信号，使得所述多方式转换模块切换至相对应的充电方式。也就是说，所述充电电路中的多方式转换模块，可基于设定的电路结构，响应于控制模块发送的充电方式控制信号切换充电方式，即一个电源转换模块可实现多种充电方式，解决了现有充电电路的多种充电方案兼容性差以及电路结构复杂的问题，在节省电路板空间以及不提高硬件成本的前提下，使得设备终端可支持多种充电方式。

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。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

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 (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括通信连接的多方式转换模块和控制模块，所述多方式转换模块的输入端用于与电源适配器连接，输出端用于与电池模块连接，所述控制模块用于向所述多方式转换模块发送充电方式控制信号，以使所述多方式转换模块以相对应的充电方式对所述电池模块进行充电，所述多方式转换模块包括多方式转换电路，其中：

所述多方式转换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容模块以及第二电容模块；

所述第一开关的输入端与所述电源适配器连接；

所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接，所述第二开关的输出端、所述第三开关的输出端以及所述第二电容模块的一端与所述电池模块连接；

所述第三开关的输入端与所述第四开关的输入端以及所述第一电容模块的另一端连接；所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地；

所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端以及所述第四开关的控制端，分别用于接收与之对应的开关控制信号，使得所述多方式转换模块切换至相对应的充电方式。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述多方式转换模块还包括开关驱动控制模块，其中：

所述开关驱动控制模块，用于接收所述充电方式控制信号；以及，根据所述充电方式控制信号产生开关控制信号组；并将所述开关控制信号组的每一开关控制信号输出至与所述每一开关控制信号相对应的开关的控制端。

3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，

所述开关驱动控制模块，具体用于根据第一充电方式控制信号，产生第一开关控制信号组，所述第一开关控制信号组包括第一驱动信号组和第二驱动信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第一驱动信号组，导通所述第一开关和所述第三开关，关断所述第二开关和所述第四开关，使得所述第一电容模块与所述第二电容模块串联，所述电源适配器为所述第一电容模块、所述第二电容模块以及所述电池模块充电；以及，响应于所述第二驱动信号组，导通所述第二开关和所述第四开关，关断所述第一开关和所述第三开关，使得所述第一电容模块与所述第二电容模块并联，所述第一电容模块和所述第二电容模块放电对所述电池模块进行充电。

4.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，

所述开关驱动控制模块，具体用于根据第二充电方式控制信号，产生第二开关控制信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第二开关控制信号组，导通所述第一开关和所述第二开关，关断所述第三开关和所述第四开关，使得所述电源适配器为所述第二电容模块以及所述电池模块充电。

5.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，

所述开关驱动控制模块，具体用于根据第三充电方式控制信号，产生第三开关控制信号组；

所述多方式转换电路，具体用于响应于所述第三开关控制信号组，关断所述第三开关和所述第四开关，部分导通所述第一开关和所述第二开关，使得所述第一开关和所述第二开关的等效阻抗之和等于设定阻抗值，所述电源适配器通过所述第一开关和所述第二开关为所述第二电容模块以及所述电池模块充电。

6.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，

所述控制模块，用于与所述电源适配器通信，获取用于表征所述电源适配器所支持的充电方式的信息；以及，根据所述信息确定充电方式为电荷泵充电方式，向所述开关驱动控制模块发送第一充电方式控制信号，或者确定充电方式为低压直充的充电方式，向所述开关驱动控制模块发送第二充电方式控制信号，或者确定充电方式为线性充电方式，向所述开关驱动控制模块发送第三充电方式控制信号。

7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于，

所述控制模块，还用于若确定充电方式为线性充电方式，则根据所述电源适配器的输出电压值与当前所述电池模块的电压值之间的差值与预设充电电流值的比值，确定设定阻抗值，或者，根据所述电源适配器的输出电压值与预设电池模块电压值之间的差值与当前充电电流值的比值，确定设定阻抗值；并根据所述设定阻抗值向所述开关驱动控制模块发送所述第三充电方式控制信号。

8.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述多方式转换模块包括一个或两个以上并联的多方式转换电路。

9.如权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，还包括Buck转换模块，所述Buck转换模块的输入端用于与所述电源适配器连接，输出端用于与所述电池模块连接，所述Buck转换模块包括一个或两个以上并联的Buck转换子电路；针对任一Buck转换子电路，所述Buck转换子电路包括第五开关、第六开关、第一电感以及第三电容模块，其中：

所述第五开关的输入端为所述Buck转换模块的输入端，输出端与所述第六开关的输入端以及所述第一电感的第一端连接；

所述第六开关的输出端与所述第三电容模块的第一端均接地；

所述第一电感的第二端与所述第三电容模块的第二端连接，连接点为所述Buck转换模块的输出端；

所述Buck转换模块，用于在多方式转换模块关闭时，对所述电池模块进行充电。

10.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的充电电路。