CN217720754U - 充电装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种充电装置及电子设备。所述装置包括：充电模块，与检测模块连接，以有线方式和/或无线方式与充电设备连接，并接受所述充电设备以有线充电方式和/或无线充电方式提供的充电电能；检测模块，对所述充电模块与所述充电设备的连接方式及所支持的充电方式进行检测，根据检测结果使能所述充电设备的有线充电方式和/或无线充电方式。本公开提升了充电效率，丰富了充电方式及应用场景。

Description

充电装置及电子设备

技术领域

本公开涉及充电技术，尤其涉及一种充电装置及电子设备。

背景技术

目前，电子设备多支持多种充电方式，如通过无线充电器充电的方式，通过有线充电接口的充电方式等。目前的电子设备的充电方式，仅支持充电器为电子设备如手机、平板、游戏机等便携电子设备的充电。目前的多充电方式多依赖于硬件控制方式，不仅成本高昂，且控制逻辑不灵活，不便于充电方式之间的快速切换。

发明内容

本公开提供一种充电装置及电子设备，能通过电子设备对充电设备进行充电。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种充电装置，包括：

充电模块，与检测模块连接，以有线方式和/或无线方式与充电设备连接，并接受所述充电设备以有线充电方式和/或无线充电方式提供的充电电能；

检测模块，对所述充电模块与所述充电设备的连接方式及所支持的充电方式进行检测，根据检测结果使能所述充电设备的有线充电方式和/或无线充电方式。

可选的，所述充电模块包括无线处理单元、电压转换单元、充电单元和有线接口；所述检测模块包括充电方式控制单元；其中，

无线处理单元，能够检测无线场能量，并将所述无线场能量转换为具有第一设定电压和第一设定电流的第一电能；

电压转换单元，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端与所述无线处理单元连接，所述第一输出端与充电单元的第二输入端连接；用于将所述第一电能转换为具有第二设定电压及第二设定电流的第二电能，并通过所述第一输出端向所述充电单元提供所述第二电能；

充电单元，具有所述第二输入端、第三输入端和第二输出端，所述第二输出端与充电电池连接；用于基于所述第二电能向所述充电电池充电；

有线接口，能与外接设备连接，用于将所述外接设备的第三电能通过所述第三输入端导入所述充电单元，使所述充电单元基于所述第三电能，通过所述第二输出端向所述充电电池充电；

充电方式控制单元，分别与所述无线处理单元、所述有线接口和所述充电单元连接，用于检测所述无线处理单元及所述有线接口的连接状态，基于所述连接状态控制充电方式。

可选的，所述装置还包括：

无线反充单元，具有第四输入端和第四输出端，所述第四输入端通过所述充电方式控制单元与所述充电电池连接，所述第四输出端与所述无线处理单元连接；

所述充电方式控制单元响应于无线反充指令，通过所述充电电池为所述无线反充单元提供无线充电电能；所述无线反充单元通过所述无线处理单元将所述充电电能转换为无线场能量。

可选的，所述装置还包括：

休眠控制线路，分别与所述无线处理单元和所述充电方式控制单元连接；

所述充电方式控制单元响应于无线充电断开指令，使能所述休眠控制线路，关闭对所述充电电池的无线充电。

可选的，所述装置还包括：

OTG(On The Go)处理单元，与所述充电方式控制单元连接；

所述充电方式控制单元检测到所述OTG处理单元通过所述有线接口连接有OTG设备，控制所述OTG处理单元使能OTG功能。

可选的，所述充电方式控制单元使能所述OTG处理单元的OTG功能后，停止所述外接设备的第三电能向所述充电单元的导入。

可选的，所述外接设备的第三电能停止向所述充电单元的导入后，所述充电方式控制单元检测所述无线处理单元是否与无线充电设备导通，在所述无线处理单元与所述无线充电设备导通的情况下，使能所述无线处理单元将所述无线充电设备提供的无线场能量转换为所述第一电能。

可选的，所述电压转换单元包括至少两个电压转换子单元，所述至少两个电压转换子单元并联连接。

可选的，所述充电单元包括至少两个充电子单元，所述至少两个充电子单元并联连接。

可选的，所述电压转换单元与所述充电方式控制单元之间设置有开关单元。

可选的，所述有线接口与所述充电方式控制单元之间设置有开关单元。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括前述的充电装置。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，能够根据当前无线充电接口及有线充电接口的外设连接情况，并根据外设的种类等，确定以何种方式对充电电池进行充电，或控制充电电池对外设进行反充电，在进行充电方式选择时，不会导致充电冲突。本公开实施例通过在控制芯片增设控制逻辑，使充电方式之间的切换更便捷迅速，相比于硬件切换方式，节约了成本。本公开实施例提升了充电装置的适用性，可以适用于多种应用场景，不必人为设定，也能很好地适用于充电方式的切换，大大提升了用户的使用体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本公开实施例示出的一种充电装置的组成结构示意图；

图2为本公开实施例示出的一种充电装置的组成结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例的充电装置包括：

充电模块，与检测模块连接，以有线方式和/或无线方式与充电设备连接，并接受所述充电设备以有线充电方式和/或无线充电方式提供的充电电能；

检测模块，对所述充电模块与所述充电设备的连接方式及所支持的充电方式进行检测，根据检测结果使能所述充电设备的有线充电方式和/或无线充电方式。

其中，充电模块包括无线处理单元、电压转换单元、充电单元和有线接口；所述检测模块包括充电方式控制单元；以下结合附图，详细阐述本公开实施例的充电装置的具体结构。

图1为本公开实施例示出的一种充电装置的组成结构示意图，如图1所示，本公开实施例的充电装置包括：

无线处理单元10，能够检测无线场能量，并将所述无线场能量转换为具有第一设定电压和第一设定电流的第一电能；这里的无线场能量包括渐变电场或渐变磁场等场能量，无线处理单元10能够基于渐变磁场或渐变电场实现对无线载波的能量吸收，将无线载波携带的能量转换为电能，从而对充电电池进行充电。本公开实施例中，第一设定电压和第一设定电流依据无线处理单元的处理能力和硬件配置而定，通过将无线场能量转换为第一电能后，可以通过电压转换单元11等，通过充电单元12对充电电池进行充电。

电压转换单元11，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端与所述无线处理单元连接，所述第一输出端与充电单元的第二输入端连接；用于将所述第一电能转换为具有第二设定电压及第二设定电流的第二电能，并通过所述第一输出端向所述充电单元提供所述第二电能；本公开实施例中，电压转换单元11的第一输入端和第一输出端仅为泛指，且其作为电流或电信号的交互接口，其功能可以互相转换。例如，当对外进行电流或电信号传输时，其作为输出端，但接收其他器件的电信号或电流时，其作为输入端。电压转换单元11的输入端和输出端在数量上也无限制，可以根据需要而设置。如无线处理单元10可以通过自身的管脚或连接电路等，与其他元器件或相关设备连接，多个管脚或单个管脚的组合作为第一输入单元或第一输出单元而使能。这里的第二电能也是根据充电电池的充电需求而确定的，本公开实施例并不限定其具体参数。

充电单元12，具有所述第二输入端、第三输入端和第二输出端，所述第二输出端与充电电池连接；用于基于所述第二电能向所述充电电池充电；上述的第二输入端、第三输入端和第二输出端仅为泛指，且其作为电流或电信号的交互接口，其功能可以互相转换，例如，当对外进行电流或电信号传输时，其作为输出端，但接收其他器件的电信号或电流时，其作为输入端。充电单元12的输入端及输出端在数量上也无限制，可以根据需要而设置。如充电单元12可以通过自身的管脚或连接电路等，与其他元器件或相关设备连接，多个管脚或单个管脚的组合作为充电单元12的输入单元或输出单元而使能。

有线接口13，能与外接设备连接，用于将所述外接设备的第三电能通过所述第三输入端导入所述充电单元，使所述充电单元基于所述第三电能，通过所述第二输出端向所述充电电池充电；本公开实施例中，有线接口13是为电子设备配置的有线充电接口，如USB接口、TypeC接口等，只要能通过该有线接口对充电电池进行充电即可。

充电方式控制单元14，分别与所述无线处理单元10、所述有线接口13和所述充电单元12连接，用于检测所述无线处理单元10及所述有线接口13的连接状态，基于所述连接状态，控制充电单元12对充电电池或外设设备或无线充电器等进行充电。本公开实施例的充电装置，在充电方式控制单元14的控制下，能够通过无线处理单元10及所述有线接口13等，对外设设备进行反向充电。

在图1所示的充电装置的基础上，本公开实施例的充电装置还可以包括：

无线反充单元(图1中未示出)，具有第四输入端和第四输出端，所述第四输入端通过所述充电方式控制单元与所述充电电池连接，所述第四输出端与所述无线处理单元连接；上述的第四输入端、第四输出端仅为泛指，且其作为电流或电信号的交互接口，其功能可以互相转换，例如，当对外进行电流或电信号传输时，其作为输出端，但接收其他器件的电信号或电流时，其作为输入端。无线反充单元的输入端及输出端在数量上也无限制，可以根据需要而设置。

所述充电方式控制单元14响应于无线反充指令，通过所述充电电池为所述无线反充单元提供无线充电电能；所述无线反充单元通过所述无线处理单元将所述充电电能转换为无线场能量。

本公开实施例的充电装置支持对无线充电设备的反充电，即可以通过反充指令，对充电装置的无线充电设备进行无线充电，即充电装置既可以作为受电方，也可以作为供电方。

在图1所示的充电装置的基础上，本公开实施例的充电装置还可以包括：

休眠控制线路(图1中未示出)，分别与所述无线处理单元10和所述充电方式控制单元14连接；

所述充电方式控制单元14响应于无线充电断开指令，使能所述休眠控制线路，关闭对所述充电电池的无线充电。

在图1所示的充电装置的基础上，本公开实施例的充电装置还可以包括：

OTG处理单元(图1中未示出)，与所述充电方式控制单元14连接；

所述充电方式控制单元14检测到所述OTG处理单元通过所述有线接口连接有OTG设备，控制所述OTG处理单元使能OTG功能。在所述充电方式控制单元14使能所述OTG处理单元的OTG功能后，停止所述外接设备的第三电能向所述充电单元12的导入。在所述外接设备的第三电能停止向所述充电单元12的导入后，所述充电方式控制单元14检测所述无线处理单元10是否与无线充电设备导通，在所述无线处理单元10与所述无线充电设备导通的情况下，使能所述无线处理单元10将所述无线充电设备提供的无线场能量转换为所述第一电能。

本公开实施例中，所述电压转换单元11包括至少两个电压转换子单元，所述至少两个电压转换子单元并联连接。本公开实施例中，考虑到无线处理单元10对无线场能量转换后的电流比较大，因此可以通过并联连接的方式，对无线处理单元10的电流进行分流，通过设置至少两个电压转换子单元的方式，实现电流的分流。

本公开实施例中，所述充电单元12包括至少两个充电子单元，所述至少两个充电子单元并联连接。考虑到有线接口13输出的电流比较大，因此通过设置至少两个充电子单元的方式，对有线接口13输出的电流进行分流。

本公开实施例中，充电装置还包括至少一个开关单元，用于对线路开合进行控制，对电流流向进行分路。为了利用不同的外部设备对充电电池进行充电，或利用充电电池对外部设备进行反向充电，因此需要设置相应的开关单元，对电路进行更好地分路控制，在连接电路中设置有开关单元。本公开实施例中，开关单元包括二极管、三极管等元器件，也可以是具有物理断开或接触控制的控制开关等。

本公开实施例中，所述电压转换单元11与所述充电方式控制单元14之间的连接电路上设置有所述开关单元。

所述有线接口13与所述充电方式控制单元14之间的连接电路上设置有所述开关单元。

以下结合充电装置的实现示例，进一步阐明本公开实施例的技术方案的实质。

图2为本公开实施例示出的一种充电装置的组成结构示意图，如图2所示，本公开实施例的充电装置包括：

无线充电芯片NU1651经过两个并联的电压转换单元LN8620把电压从30v转换到10v，之后经过图2所示的连接电路输入至充电芯片BQ25980的VBUS管脚，通过充电芯片BQ25980给电池进行充电。之所以使用两个LN8620，是为了实现对NU1651的分流，使LN8620承载NU1651的一半的电流，可以根据具体场景，选择并联的LN8620的数量。图2所示的电路中，还设置有电源管理芯片PM8350B，其分别与无线充电芯片NU1651、无线反充单元ET9918B、OTG处理单元(FPF3380、FPF2595及FAN48610等)连接。USB接口作为OTG设备的连接接口，将外部接入的OTG设备与OTG处理单元连接，电源管理芯片PM8350B能够检测本公开实施例的充电装置是否外接有OTG设备。为了对无线充电功能进行控制，在电源管理芯片PM8350B和无线充电芯片NU1651之间还连接有休眠控制线路SLEEP，当无需执行对充电电池的无线充电时，通过使能该SLEEP，即可停止对充电电池的无线充电。

图2中，无线充电芯片NU1651可以作为前述的无线处理单元10，LN8620可以作为前述的电压转换单元11，PM8350B作为前述的充电方式控制单元14，充电芯片BQ25980作为前述的充电单元12。

本领域技术人员应当理解，图2中所示的芯片或元器件仅是作为一种实现示例，并非是用于限制本公开实施例，在不考虑成本及具体应用场景的情况下，具有类似功能的芯片或元器件也能作为图2中所示元器件的替代，并不局限于图2所示的结构及电路连接关系。

以下通过几种充电应用场景，进一步阐明本公开实施例的技术方案的本质。

1、单独有线充电场景

本公开实施例的充电装置有线接口插入有线充电接口，通过有线充电设备进行充电，此时BQ25980的VBUS管脚上电，充电芯片BQ25980将管脚VAC1作中断处理，且打开ACDRV1，此时确定为通过有线充电设备对充电电池进行充电，PM8350B拉高SLEEP。

2.单独无线充电场景

本公开实施例的充电装置置放于无线充电设备TX附近或直接置于TX上，无线充电芯片NU1651检测到无线充电设备后，打开低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)功能，充电芯片BQ25980中断VAC2，自动打开ACDRV2。

3.单独OTG场景

本公开实施例的充电装置的USB接口插入OTG设备，打开OTG处理单元的反充BOOST，BQ25980的VBUS上电，充电芯片BQ25980中断VAC1，打开ACDRV1。PM8350B判断为OTG设备连接，将标志位DIS Both写1。

4.单独无线反充场景

PM8350B开启无线反充功能，触发LN8620对无线充电设备进行方向供电。

5.先有线充电再无线充电场景

插入有线充电设备，VBUS上电，BQ25980中断VAC1，打开ACDRV1，PM8350B判断为有线充电设备充电，拉高SLEEP。充电装置置于无线充电设备上，且有线充电设备拔出，PM8350B拉低SLEEP，NU1651开启LDO功能，BQ25980中断VAC2，打开ACDRV2。

6.先无线充电后有线充电场景

充电装置置放于TX上，NU1651打开LDO功能，BQ25980中断VAC2，打开ACDRV2；插入有线充电设备，VBUS上电，BQ25980中断VAC1，打开ACDRV1，判断为有线设备充电，此时检测到无线充电设备在位(基于PG ON信号进行判断)，拉高SLEEP，无线充电断充。

7.先OTG后无线充电场景

充电装置插入OTG设备，OTG管理单元打开反充BOOST，VBUS上电，BQ25980中断VAC1，打开ACDRV1，PM8350B判断为OTG设备连接，将DIS Both写1；充电装置放在TX上，NU1651打开LDO，进入无线快充，判断OTG在位，将DIS Both写0，打开ACDRV2进行无线充电。

8.先无线充电后连接OTG设备场景

充电装置放在TX上，NU1651打开LDO，BQ25980中断VAC2，打开ACDRV2，进行无线充电；充电装置插入OTG设备，OTG管理单元打开反充BOOST，VBUS上电，BQ25980中断VAC1，判断为OTG设备插入，确定无线充电设备在位，结束。其中，确定无线充电设备在位可以通过使用PM8350BHS的标志位来确定。

9.先OTG后OTG设备反充场景

插入OTG，OTG管理第一打开反充BOOST，VBUS上电，BQ25980中断VAC1中断，打开ACDRV1；判断为OTG设备插入，将DIS Both位写1。打开反充功能，触发LN8620对无线充电设备进行方向供电。

10.先无线反充后OTG设备插入场景

打开OTG设备反充功能，触发LN8620对无线充电设备进行方向供电；充电装置插入OTG设备，打开反充OTG设备的BOOST，VBUS上电，BQ25980中断VAC1，打开ACDRV1，判断为OTG设备插入，将DIS Both位写1。

本公开实施例提供的无线直充的充电架构，提升了无线充电效率，通过软件逻辑硬件上减少了硬件的使用，进一步降低了损耗，并且兼容有线大功率充电。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种充电装置，其特征在于，所述装置包括：

充电模块，与检测模块连接，以有线方式和/或无线方式与充电设备连接，并接受所述充电设备以有线充电方式和/或无线充电方式提供的充电电能；

检测模块，对所述充电模块与所述充电设备的连接方式及所支持的充电方式进行检测，根据检测结果使能所述充电设备的有线充电方式和/或无线充电方式。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电模块包括无线处理单元、电压转换单元、充电单元和有线接口；所述检测模块包括充电方式控制单元；其中，

无线处理单元，能够检测无线场能量，并将所述无线场能量转换为具有第一设定电压和第一设定电流的第一电能；

电压转换单元，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端与所述无线处理单元连接，所述第一输出端与充电单元的第二输入端连接；用于将所述第一电能转换为具有第二设定电压及第二设定电流的第二电能，并通过所述第一输出端向所述充电单元提供所述第二电能；

充电单元，具有所述第二输入端、第三输入端和第二输出端，所述第二输出端与充电电池连接；用于基于所述第二电能向所述充电电池充电；

有线接口，能与外接设备连接，用于将所述外接设备的第三电能通过所述第三输入端导入所述充电单元，使所述充电单元基于所述第三电能，通过所述第二输出端向所述充电电池充电；

充电方式控制单元，分别与所述无线处理单元、所述有线接口和所述充电单元连接，用于检测所述无线处理单元及所述有线接口的连接状态，基于所述连接状态控制充电方式。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

无线反充单元，具有第四输入端和第四输出端，所述第四输入端通过所述充电方式控制单元与所述充电电池连接，所述第四输出端与所述无线处理单元连接；

所述充电方式控制单元响应于无线反充指令，通过所述充电电池为所述无线反充单元提供无线充电电能；所述无线反充单元通过所述无线处理单元将所述充电电能转换为无线场能量。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

休眠控制线路，分别与所述无线处理单元和所述充电方式控制单元连接；

所述充电方式控制单元响应于无线充电断开指令，使能所述休眠控制线路，关闭对所述充电电池的无线充电。

5.根据权利要求2至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

OTG处理单元，与所述充电方式控制单元连接；

所述充电方式控制单元检测到所述OTG处理单元通过所述有线接口连接有OTG设备，控制所述OTG处理单元使能OTG功能。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述充电方式控制单元使能所述OTG处理单元的OTG功能后，停止所述外接设备的第三电能向所述充电单元的导入。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述外接设备的第三电能停止向所述充电单元的导入后，所述充电方式控制单元检测所述无线处理单元是否与无线充电设备导通，在所述无线处理单元与所述无线充电设备导通的情况下，使能所述无线处理单元将所述无线充电设备提供的无线场能量转换为所述第一电能。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电压转换单元包括至少两个电压转换子单元，所述至少两个电压转换子单元并联连接。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述充电单元包括至少两个充电子单元，所述至少两个充电子单元并联连接。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电压转换单元与所述充电方式控制单元之间设置有开关单元。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述有线接口与所述充电方式控制单元之间设置有开关单元。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至11任一项所述的充电装置。

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