DE202017007596U1

DE202017007596U1 - Schnellladesystem, Endgerät und Ladegerät

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Publication number: DE202017007596U1
Application number: DE202017007596.2U
Authority: DE
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2027-03-25
Also published as: KR20180118786A; US10734830B2; ES2793473T3; EP3435511A4; KR102220839B1; EP3654487A1; US20230155392A1; ES2951335T3; CN110212599A; US20200343756A1; CN110289668A; US11581745B2; WO2017173937A1; EP3435511A1; US11990774B2; CN107231012B; US20190036354A1; EP4207552A1; EP3435511B1; CN110212599B

Abstract

Elektronische Vorrichtung, umfassend eine Batterie;
einen Prozessor, der mit der Batterie gekoppelt und konfiguriert ist, um Anweisungsinformationen gemäß einem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu erzeugen;
einen Sendeempfänger, der konfiguriert ist, um die Anweisungsinformationen an ein Ladegerät zu senden, um das Ladegerät anzuweisen, eine Ausgangsspannung auszugeben;
eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine vom Ladegerät empfangene Spannung in das 1/K-fache der Spannung umzuwandeln, wobei K ein Umwandlungskoeffizient ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als eins ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Ladetechnik und insbesondere auf ein Schnellladesystem und eine Vorrichtung.
HINTERGRUND
Mit der Entwicklung von Technologien haben Endgeräte immer leistungsfähigere Funktionen Benutzer können mit den Endgeräten arbeiten und sich unterhalten, und ein Endgerät ist für den Alltag der Menschen unverzichtbar geworden. Eine Batterielebensdauer eines Endgeräts ist jedoch begrenzt, und ein Benutzer muss das Endgerät ständig aufladen.
Da eine für das Endgerät konfigurierte Batterie jedoch eine immer größere Kapazität und eine immer höhere Dichte hat, dauert es immer länger, das Endgerät aufzuladen. Folglich wird die normale Verwendung des Benutzers stark beeinträchtigt, und die Benutzererfahrung ist relativ schlecht.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen ein Schnellladeverfahren und -system, ein Endgerät und ein Ladegerät bereit, um das Endgerät schnell aufzuladen, wodurch die Benutzererfahrung verbessert wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Endgerät, und das Endgerät beinhaltet eine Detektionsschaltung, eine Umwandlungsschaltung, einen Sender, einen Empfänger, eine Zentraleinheit (CPU), eine Ladeschaltung und eine Batterie, wobei die Detektionsschaltung konfiguriert ist, um einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden der Batterie zu detektieren, die CPU konfiguriert ist, um Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu erzeugen, der Sender konfiguriert ist, um die Anweisungsinformationen an ein mit dem Endgerät verbundenes Ladegerät zu senden, um das Ladegerät anzuweisen, eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom einzustellen, der Empfänger konfiguriert ist, um die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom zu empfangen, die von dem Ladegerät übertragen werden, wobei der Empfänger elektrisch mit dem Ladegerät verbunden ist, die Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, um die vom Empfänger empfangene Ausgangsspannung in das 1/K-fache der Ausgangsspannung umzuwandeln und den vom Empfänger empfangenen Ausgangsstrom in das K-fache des Ausgangsstroms umzuwandeln, wobei die Umwandlungsschaltung eine Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis ist, der Umwandlungskoeffizient K ein konstanter Wert ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist und die Ladeschaltung konfiguriert ist, um die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms aufzuladen.
Es sei angemerkt, dass die Umwandlungsschaltung eine Abwärtsschaltung oder eine Schalter-Kondensator-Umwandlungsschaltung ist.
Unter Bezugnahme auf den im ersten Aspekt beschriebenen Inhalt ist die CPU ferner dazu ausgelegt, den Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert zu vergleichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, und die Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf den oben beschriebenen Inhalt sei angemerkt, dass die CPU ferner dazu ausgelegt ist, eine Verbindungsunterbrechungsbenachrichtigung an den Empfänger zu senden, wenn detektiert wird, dass die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, und der Empfänger dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung mit dem Ladegerät gemäß der Verbindungsunterbrechungsbenachrichtigung zu unterbrechen, wobei der erste voreingestellte Schwellenwert kleiner oder gleich dem zweiten voreingestellten Schwellenwert ist.
Ferner sei angemerkt, dass das Endgerät ferner einen Speicher und ein Bussystem umfasst. Der Prozessor und der Speicher sind unter Verwendung des Bussystems verbunden. Der Speicher ist dazu ausgelegt, eine Anweisung zu speichern. Der Prozessor ist dazu ausgelegt, die in dem Speicher gespeicherte Anweisung auszuführen, sodass das Endgerät schnell geladen wird.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Ladegerät, und das Ladegerät umfasst einen Empfänger, eine Spannungsanpassungsschaltung und eine Stromanpassungsschaltung, wobei der Empfänger dazu ausgelegt ist, von einem Endgerät gesendete Anweisungsinformationen zu empfangen, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in dem Endgerät und K-mal den Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden umfassen, und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist, wobei die Spannungsanpassungsschaltung dazu ausgelegt ist, einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf K-mal den Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie anzupassen, und die Stromanpassungsschaltung dazu ausgelegt ist, einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu bestimmen, einen dem Lademodus entsprechenden Stromwert zu erhalten und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert anzupassen, wobei der Lademodus einen Vorlademodus, einen Schnelllademodus und einen Schwebelademodus umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein anderes Ladegerät, und das Ladegerät umfasst einen Empfänger, eine Spannungsanpassungsschaltung und eine Stromanpassungsschaltung, wobei der Empfänger dazu ausgelegt ist, von einem Endgerät gesendete Anweisungsinformationen zu empfangen, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in dem Endgerät umfassen, wobei die Spannungsanpassungsschaltung dazu ausgelegt ist, einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf K-mal den Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie anzupassen, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist, und K ein im Ladegerät vorgespeicherter Spannungsanpassungskoeffizient ist, und die Stromanpassungsschaltung dazu ausgelegt ist, einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu bestimmen, einen dem Lademodus entsprechenden Stromwert zu erhalten und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert anzupassen, wobei der Lademodus einen Vorlademodus, einen Schnelllademodus und einen Schwebelademodus umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Schnellladesystem (FCS), wobei das System ein Endgerät, ein Ladegerät und ein Verbindungskabel umfasst und das Endgerät mit dem Ladegerät unter Verwendung des Verbindungskabels verbunden ist, wobei das Endgerät konfiguriert ist, um einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie im Endgerät zu erhalten, das Endgerät ferner konfiguriert ist, um Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu erzeugen und die Anweisungsinformationen an das Ladegerät zu senden, das Ladegerät konfiguriert ist, um einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie gemäß den Anweisungsinformationen einzustellen, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist, das Ladegerät ferner konfiguriert ist, um einen Lademodus gemäß den Anweisungsinformationen zu bestimmen, einen Stromwert zu erhalten, der dem Lademodus entspricht, und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert einzustellen, und das Endgerät konfiguriert ist, um die Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung umzuwandeln und den Ausgangsstrom des Ladegeräts in das K-fache des Ausgangsstroms umzuwandeln, sodass eine Ladeschaltung zwischen den beiden Enden der Batterie die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms lädt, wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Endgerät ist und ein konstanter Wert ist.
Unter Bezugnahme auf den im vierten Aspekt beschriebenen Inhalt beinhaltet, dass das Endgerät Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie erzeugt, dass das Endgerät den Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert vergleicht, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, und die Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis erzeugt.
Unter Bezugnahme auf den im vierten Aspekt beschriebenen Inhalt kann, wenn das Endgerät im System detektiert, dass die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, das Endgerät eine elektrische Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Ladegerät unterbrechen oder das Ladegerät anweisen, in einen Schlafmodus einzutreten, sodass das Ladegerät die Stromversorgung des Endgeräts stoppt.
Es sei angemerkt, dass, wenn ein Batteriepegel einen dritten voreingestellten Schwellenwert erreicht, das Endgerät ferner die elektrische Verbindung mit dem Ladegerät aktiv trennen kann oder das Ladegerät anweisen kann, in einen Schlafmodus einzutreten, sodass das Ladegerät die Stromversorgung des Endgeräts stoppt.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Schnellladeverfahren, und das Verfahren umfasst das Detektieren eines Werts einer Spannung zwischen einer positiven und einer negativen Elektrode einer Batterie in einem Endgerät, das Erzeugen von Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, das Senden der Anweisungsinformationen an ein mit dem Endgerät verbundenes Ladegerät, um das Ladegerät anzuweisen, eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie einzustellen, das Empfangen der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms, die von dem Ladegerät übertragen werden, durch das Endgerät, das Umwandeln der Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung und das Umwandeln des Ausgangsstroms des Ladegeräts in das K-fache des Ausgangsstroms, wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Endgerät ist, K ein konstanter Wert ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist, und das Laden der Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms.
Unter Bezugnahme auf den im fünften Aspekt beschriebenen Inhalt beinhaltet das Erzeugen von Anweisungsinformationen durch das Endgerät gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie das Vergleichen des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert durch das Endgerät, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, und das Erzeugen der Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis.
Unter Bezugnahme auf den im fünften Aspekt beschriebenen Inhalt sei angemerkt, dass, wenn das Endgerät vollständig geladen ist oder ein Batteriepegel einen dritten voreingestellten Schwellenwert erreicht oder die Spannung einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, das Endgerät eine elektrische Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Ladegerät unterbricht oder das Ladegerät anweist, das Laden zu stoppen.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein anderes Schnellladeverfahren, und das Verfahren beinhaltet das Empfangen von Anweisungsinformationen durch ein Ladegerät, die von einem Endgerät gesendet werden, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode einer Batterie in dem Endgerät beinhalten, das Anpassen eines Spannungswerts einer Ausgangsspannung durch das Ladegerät auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist und K ein Spannungsanpassungskoeffizient ist, der in dem Ladegerät vorgespeichert ist, und das Bestimmen eines Lademodus durch das Ladegerät gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, das Erhalten eines Stromwerts, der dem Lademodus entspricht, und das Anpassen eines Ausgangsstroms gemäß dem entsprechenden Stromwert.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung ein Schnellladeverfahren und -system, ein Endgerät und ein Ladegerät bereitstellen. In den in der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten technischen Lösungen werden die Anweisungsinformationen an das mit dem Endgerät verbundene Ladegerät gesendet, um das Ladegerät anzuweisen, die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom einzustellen. Das Endgerät wandelt die Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung um und wandelt den Ausgangsstrom des Ladegeräts in das K-fache des Ausgangsstroms um. Die Umwandlungsschaltung ist eine Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis. Der Umwandlungskoeffizient K ist ein konstanter Wert und K ist eine beliebige reelle Zahl größer als 1. Die Ladeschaltung im Endgerät lädt die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms auf. Das Endgerät kann durch Implementieren der in der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten technischen Lösungen schnell aufgeladen werden, wodurch die Benutzererfahrung verbessert wird.
Figurenliste
Um die technischen Lösungen in einigen der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung klarer zu beschreiben, werden im Folgenden kurz die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einige der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschreiben. Die beigefügten Zeichnungen in der folgenden Beschreibung zeigen lediglich einige Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung, und ein Durchschnittsfachmann kann aus diesen beigefügten Zeichnungen noch andere Zeichnungen ohne erfinderische Anstrengungen ableiten.

1 ist eine schematische Darstellung eines FCS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
2A ist ein Flussdiagramm eines Schnellladeverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
2B ist ein Flussdiagramm eines Schnellladeverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
3A ist eine Strukturdarstellung eines FCS gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
3B ist eine Darstellung einer physikalischen Struktur eines Endgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
4 ist eine Darstellung einer Abwärtsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
5 ist ein Schaltbild eines Schalter-Kondensator-Wandlers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
6 ist ein Flussdiagramm eines Schnellladeverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
7 ist ein Flussdiagramm eines Schnellladeverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
8 ist ein Flussdiagramm eines Schnellladeverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung; und
9 ist eine schematische Darstellung eines Pulsstromladens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung klar beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind ein Teil der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung aber nicht alle. Alle anderen Ausführungsformen, die von einem Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung ohne erfinderische Anstrengungen erhalten werden, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung.
Da Endgeräte immer leistungsfähiger werden, werden die Menschen mehr von den Endgeräten abhängig und nehmen die Endgeräte sogar jederzeit mit. Menschen können mit den Endgeräten kommunizieren, arbeiten, sich unterhalten und dergleichen tun, und ein Endgerät spielt eine wichtige Rolle im täglichen Leben. Ein daraus resultierendes Problem besteht darin, dass, wenn eine große Anzahl von Anwendungen lange Zeit gleichzeitig ausgeführt wird, der Strom eines Endgeräts schnell verbraucht wird. Da eine für das Endgerät konfigurierte Batterie außerdem eine große Kapazität und eine hohe Dichte hat, ist eine Ladegeschwindigkeit relativ langsam. Folglich wird die Verwendung eines Benutzers stark beeinträchtigt, und die Benutzererfahrung ist reduziert.
Die vorliegende Anmeldung stellt ein FCS bereit. Das FCS kann ein Schnellladen implementieren. Für eine detaillierte schematische Darstellung des FCS wird auf 1 verwiesen. Das System umfasst ein Endgerät 10, ein Ladegerät 20 und ein Verbindungskabel 30. Das Endgerät 10 ist unter Verwendung des Verbindungskabels 30 mit dem Ladegerät 20 verbunden.
Es ist anzumerken, dass, wie in 2A gezeigt, das FCS ein Schnellladen unter Verwendung der folgenden Prozedur in Bezug auf 1 implementiert.
Schritt S101. Das Endgerät 10 ist konfiguriert, um einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in dem Endgerät 10 zu erhalten
Es gibt viele Arten, den Spannungswert der Batterie zu erhalten. Zum Beispiel kann eine Detektionsschaltung durch Verbinden der beiden Enden der Batterie gebildet werden, so dass der Wert der Spannung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie jederzeit erhalten werden kann.
Das Endgerät 10 kann eine elektronische Vorrichtung wie ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, eine intelligente tragbare Vorrichtung oder ein Computer sein.
Die Batterie in dem Endgerät 10 ist üblicherweise eine Lithium-Ionen-Batterie. Ein Typ der Batterie ist hier nicht beschränkt
Schritt S102. Das Endgerät 10 ist konfiguriert, um Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu erzeugen und die Anweisungsinformationen an das Ladegerät 20 zu senden.
Es versteht sich, dass das Verbindungskabel 30 zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20 eine Kommunikationsfunktion aufweist und zum Übertragen von Informationen zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20 verwendet werden kann.
Es versteht sich, dass zusätzlich zu dem Verbindungskabel 30 Kommunikationsleitungen (das heißt eine Leitung D+ und eine Leitung D-) zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20 vorhanden sind. Gleichspannungen mit verschiedenen Amplituden werden separat an die Leitungen D+ und D- angelegt, und es werden mehrere Statuskombinationen erzeugt. Jeder Zustand kann ein Signal repräsentieren. Zum Beispiel repräsentiert (0 Volt (V), 0 V), dass ein Ladestrom 0 Ampere (A) beträgt. (0 V, 0,4 V) repräsentiert 0,5 A. (0,4 V, 0,4 V) repräsentiert 2 A. (2,8 V, 2,8 V) repräsentiert, dass das Laden stoppt. Optional werden Pulsbreitenmodulations(PWM)-Spannungen mit einem Tastverhältnis separat an die Leitungen D+ und D- angelegt, und eine Pulsbreite wird verwendet, um ein Signal zu repräsentieren.
Es versteht sich, dass alternativ eine Kommunikation zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20 auf drahtlose Weise durchgeführt werden kann
Schritt S103. Das Ladegerät 20 ist konfiguriert, um einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie gemäß den Anweisungsinformationen anzupassen, einen Lademodus gemäß den Anweisungsinformationen zu bestimmen, einen Stromwert zu erhalten, der dem Lademodus entspricht, und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert anzupassen, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist.
Es versteht sich, dass die Anweisungsinformationen den Wert V1 der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie und V2, das heißt das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, umfassen. Da K größer als 1 ist, ist V2 größer als V1. Das Ladegerät passt die Ausgangsspannung direkt auf V2, das heißt das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, an.
Es versteht sich, dass die Anweisungsinformationen den Wert V1 der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie beinhalten und ein Spannungsanpassungskoeffizient K in dem Ladegerät vorgespeichert ist. Daher passt das Ladegerät die Ausgangsspannung direkt auf V2, das heißt das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, an. Das Ladegerät bestimmt den Lademodus gemäß dem Wert V1 der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, erhält dann den Stromwert, der dem Lademodus entspricht, aus einem Speicher des Endgeräts und passt den Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert an.
Schritt S104. Das Endgerät 10 ist konfiguriert, um die Ausgangsspannung des Ladegeräts 20 in das 1/Kfache der Ausgangsspannung umzuwandeln und den Ausgangsstrom des Ladegeräts 20 in das K-fache des Ausgangsstroms umzuwandeln, so dass eine Ladeschaltung zwischen den beiden Enden der Batterie die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms lädt, wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Endgerät ist und ein konstanter Wert ist.
Es versteht sich, dass in einem Prozess des Ladens des Endgeräts 10 die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie jederzeit erhalten werden kann und ein Ladestrom gemäß dem Wert der Spannung angepasst werden kann. Beispielsweise vergleicht das Endgerät 10 den erhaltenen Spannungswert mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert, erhält ein Vergleichsergebnis und erzeugt die Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis, um das Ladegerät 20 anzuweisen, den Strom anzupassen. Außerdem sei angemerkt, dass, wenn das Endgerät 10 detektiert, dass die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, das Endgerät 10 eine elektrische Verbindung zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20 unterbricht. Der erste voreingestellte Schwellenwert ist kleiner oder gleich dem zweiten voreingestellten Schwellenwert.
Es versteht sich, dass das Endgerät in dem in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten FCS eine Gleichstrom(DC)/DC-Umwandlungsweise mit einem festen Umwandlungsverhältnis verwendet, mit einem festen maximalen Tastverhältnis arbeitet und die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Ladegeräts basierend auf einer Echtzeit-Spannungsrückkopplung der Batterie kontinuierlich anpasst, wodurch die Ladeeffizienz des gesamten FCS effektiv verbessert wird und eine Schnellladezeit verkürzt wird.
Wie in 2B gezeigt, wird in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ein spezifisches Schnellladeverfahren bereitgestellt. Das Verfahren kann auf das in 1 beschriebene FCS angewendet werden. Es wird angenommen, dass 3 V ein unterer Grenzschwellenwert einer Schnellladespannung ist, 4,15 V ein oberer Grenzschwellenwert der Schnellladespannung ist und ein Umwandlungskoeffizient K eines DC/DC-Umwandlungsmoduls mit einem festen Umwandlungsverhältnis in einem Endgerät gleich 2 ist, und das Verfahren umfasst die folgenden Schritte.
Schritt S201. Das Endgerät ist unter Verwendung eines Verbindungskabels mit einem Ladegerät verbunden.
Schritt S202. Das Endgerät detektiert einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in dem Endgerät und sendet den Spannungswert unter Verwendung des Verbindungskabels an das Ladegerät.
Schritt S203. Das Ladegerät bestimmt, ob der Spannungswert größer als 3 V ist.
Schritt S204. Wenn der Spannungswert kleiner als 3 V ist, aktiviert das Ladegerät einen Vorlademodus.
Der Vorlademodus ist wie folgt. Wenn der Spannungswert kleiner als 3 V ist, führt das Ladegerät ein Vorladen mit einem kleinen Strom durch, ein ausgewählter Vorladestrom beträgt 0,2 C (ein Strombereich kann 0,05 C bis 0,5 C betragen). Ein Stromwert des Vorladestroms kann bei der Lieferung voreingestellt werden oder kann manuell von einem Benutzer innerhalb des Strombereichs eingestellt werden. Es sei angemerkt, dass, wenn eine Kapazität der Batterie 3 Amperestunden (Ah) beträgt, 1 C 3 A repräsentiert.
Schritt S205. Wenn der Spannungswert in einen Bereich von 3,0 V bis 4,15 V fällt, aktiviert das Ladegerät einen Schnelllademodus.
Der Schnelllademodus ist wie folgt. Wenn der Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie in denBereich von 3,0 V bis 4,15 V fällt, führt das Ladegerät ein Schnellladen durch Das Ladegerät stellt einen spezifizierten Ladestrom von 2,0 C ein (ein Strombereich kann 0,5 C bis 10 C betragen). Ein Stromwert des Stroms kann bei der Lieferung voreingestellt werden oder kann manuell von einem Benutzer innerhalb des Strombereichs eingestellt werden. In dieser Schnellladephase ist eine Ausgangsspannung des Ladegeräts V1, und V1 wird gemäß einer Echtzeit-Rückkopplungsspannung V_battery der Batterie bestimmt. Ferner ist V1 = V_battery × 2. Ein Ausgangsstrom des Ladegeräts ist 2,0 C. Eine Mobiltelefonseite wandelt die Ausgangsspannung V1 und den Ausgangsstrom I1 des Ladegeräts unter Verwendung des DC/DC-Umwandlungsmoduls mit einem festen Umwandlungsverhältnis um. Eine Ausgangsspannung V2 der Umwandlungsschaltung = V1/2 = V_battery und ein Ausgangsstrom I2 = 2,0 C × 2 = 4,0 C.
Schritt S206. Wenn der Spannungswert größer als 4,15 V ist, führt das Ladegerät ein Floatladen durch.
Das Floatladen kann als Laden mit einer konstanten Spannung oder einem kleinen Strom verstanden werden.
Wenn die Rückkopplungsspannung der Batterie 4,15 V überschreitet, stellt das Ladegerät den Ladestrom ein. Ein Ladestrombereich ist 0,01 C bis 1,0 C. Ein Stromwert des Stroms kann bei der Lieferung voreingestellt werden oder kann manuell von einem Benutzer innerhalb des Strombereichs eingestellt werden.
Im Folgenden werden Strukturen eines Endgeräts und eines Ladegeräts in einem FCS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung unter Bezugnahme auf 3A ausführlich beschrieben. Wie in 3A gezeigt, umfasst ein Endgerät 10 in dem FCS eine Detektionsschaltung 110, eine Umwandlungsschaltung 120, einen Sender 130, eine Batterie 140, eine CPU 150, eine Ladeschaltung 160 und einen Empfänger 170.
Die Detektionsschaltung 110 ist konfiguriert, um einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden der Batterie 140 zu detektieren.
Zum Beispiel ist, wie in 3B gezeigt, in einer spezifischen Detektionsschaltung zum Detektieren einer Spannung einer Batterie in einem Mobiltelefon ein Schalter Qb in Reihe mit der Batterie verbunden. Während des Ladens ist der Schalter Qb eingeschaltet. Wenn die Spannung der Batterie detektiert wird, ist der Schalter Qb ausgeschaltet. Sowohl ein Ladestrom als auch ein Entladestrom sind 0, sodass Spannungsabfälle des Kabels und der Innenwiderstand auf das Minimum fallen. Qd wird gleichzeitig eingeschaltet. Die Spannung der Batterie wird durch R1- und R2-Widerstände geteilt und an einen Backend-Analog-Digital(AD)-Wandler oder einen Komparator gesendet, um die Spannung der Batterie zu erhalten.
Die CPU 150 ist konfiguriert, um Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie 140 zu erzeugen.
Der Sender 130 ist konfiguriert, um die Anweisungsinformationen an ein mit dem Endgerät 10 verbundenes Ladegerät 20 zu senden, um das Ladegerät 20 anzuweisen, eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom einzustellen.
Der Empfänger 170 ist konfiguriert, um die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom zu empfangen, die vom Ladegerät 20 gesendet werden, wobei der Empfänger 170 elektrisch mit dem Ladegerät 20 verbunden ist.
Die Umwandlungsschaltung 120 ist konfiguriert, um die vom Empfänger 170 empfangene Ausgangsspannung in das 1/K-fache der Ausgangsspannung umzuwandeln und den vom Empfänger 170 empfangenen Ausgangsstrom in das K-fache des Ausgangsstroms umzuwandeln, wobei die Umwandlungsschaltung 120 eine Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis ist, der Umwandlungskoeffizient K ein konstanter Wert ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist.
Die Ladeschaltung 160 ist konfiguriert, um die Batterie 140 mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms auf.
Optional ist die Umwandlungsschaltung 120 eine Abwärtsschaltung oder eine Schalter-Kondensator-Umwandlungsschaltung.
Zum Beispiel verwendet, wie in 4 gezeigt, die Umwandlungsschaltung 120 eine Abwärtsart mit einem festen Tastverhältnis. In einer Abwärtsschaltung mit einem festen Tastverhältnis bilden die Schalttransistoren Q1 und Q2 einen Brückenarm. Die Ansteuersignale V1 und V2 treiben Q1 und Q2 an, um alternativ eingeschaltet zu werden, um eine Gleichspannung Vin in eine Pulsspannung mit einem festen Tastverhältnis umzuwandeln und einen Spannungsabfall mit einem Umwandlungskoeffizienten von K zu implementieren. Eine Gleichspannung Vout wird nach dem Filtern einer Induktivität L3 ausgegeben, und Vout = Vin/K. Das Tastverhältnis ist bei einem Maximalwert fest, um ein effizientes Laden zu implementieren. Außerdem können in der Abwärtsschaltungsart mit einem festen Tastverhältnis mehrere Abwärtsschaltungen gemäß einer Abfolge von Phasen parallelgeschaltet werden, um eine mehrphasige Abwärtsschaltung zu bilden
Zum Beispiel kann, wie in 5 gezeigt, das DC/DC-Umwandlungsmodul ferner ein Schalter-Kondensator-Wandler sein. Vier Schalttransistoren (als Q1, Q2, Q3 und Q4 bezeichnet) in dem Schalter-Kondensator-Wandler sind in Reihe geschaltet. Ein Kondensator C7 ist zwischen einem Mittelpunkt von Q1 und Q2 und einem Mittelpunkt von Q3 und Q4 geschaltet. V2, V3, V4 und V5 sind Treiber der Schalttransistoren. V2 und V5 sind komplementär. V3 und V4 sind komplementär. Ein 2:1-Schalter-Kondensator-Wandler kann eine Eingangsspannung auf eine Hälfte der Eingangsspannung bei einem festen Verhältnis von 2:1 absenken. Nach der Umwandlung, die an Vin durch die Umwandlungsschaltung durchgeführt wird, ist eine Ausgangsspannung Vout ≈ Vin/2. Die Schalter-Kondensator-Umwandlung benötigt keine Induktivität, und ein Verlust kann signifikant reduziert werden. Daher kann die Umwandlungseffizienz signifikant verbessert werden, und ein größerer Ladestrom kann implementiert werden.
Es versteht sich, dass in einem Prozess des Ladens des Endgeräts 10 die Spannung der Batterie 140 kontinuierlich erhöht wird und daher das Ladegerät 20 kontinuierlich angewiesen werden muss, einen Ausgangsstrom einzustellen. Daher ist die CPU 150 ferner konfiguriert, um den durch die Detektionsschaltung 110 erhaltenen Spannungswert mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert zu vergleichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, und die Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis zu erzeugen. Der Sender 130 ist konfiguriert, um die Anweisungsinformationen an das Ladegerät 20 zu senden. Die Anweisungsinformationen werden verwendet, um das Ladegerät 20 anzuweisen, den Ausgangsstrom einzustellen. Zum Beispiel ist der erste voreingestellte Schwellenwert 3 V Die Detektionsschaltung 110 detektiert den Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie 140, und der detektierte Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode ist 2,5 V Die CPU 150 bestimmt, dass der Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode kleiner als der erste voreingestellte Schwellenwert ist, und weist das Ladegerät 20 an, ein Laden in einer langsamen Ladeweise durchzuführen. Wenn der detektierte Spannungswert 3,5 V beträgt, bestimmt die CPU 150, dass der Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode größer als der erste voreingestellte Schwellenwert ist, und weist das Ladegerät 20 an, ein Laden in einer Schnellladeweise durchzuführen. Die langsame Ladeweise hat einen entsprechenden Ausgangsstrom (der ein Stromwert oder ein Wertebereich sein kann). Die Schnellladeweise hat auch einen entsprechenden Ausgangsstrom (der ein Stromwert oder ein Wertebereich sein kann).
Ferner sei angemerkt, dass eine Elektrizitätsmenge der Batterie 140 im Laufe der Zeit kontinuierlich akkumuliert wird und dann detektiert die Detektionsschaltung 110 einen Batteriepegel der Batterie 140 und bestimmt, ob die Batterie 140 vollständig geladen ist. Daher ist die CPU 150 ferner dazu ausgelegt, wenn detektiert wird, dass die Spannung der Batterie 140 einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, eine Verbindungsunterbrechungsbenachrichtigung an den Empfänger 170 zu senden. Der Empfänger 170 ist dazu ausgelegt, eine elektrische Verbindung mit dem Ladegerät 20 gemäß der Verbindungsunterbrechungsbenachrichtigung zu unterbrechen. Optional kann die CPU 150, wenn detektiert wird, dass die Spannung der Batterie 140 den zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, das Ladegerät 20 ferner anweisen, in einen Schlafmodus einzutreten, sodass das Ladegerät 20 die Stromversorgung stoppt.
Die Detektionsschaltung 110 kann ferner dazu ausgelegt sein, einen Strom der Batterie 140 und einen Ladezustand der Batterie 140 zu detektieren. Wenn der Strom übermäßig groß ist oder Ladungen übermäßig schnell verbraucht werden, gibt die Detektionsschaltung 110 eine Benachrichtigung auf einer Schnittstelle des Endgeräts 10.
Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung das Endgerät 10 ferner einen Speicher und ein Bussystem (nicht gezeigt) umfassen kann. Die CPU 150 und der Speicher sind unter Verwendung des Bussystems verbunden. Der Speicher ist dazu ausgelegt, eine Anweisung zu speichern. Die CPU 150 ist dazu ausgelegt, die in dem Speicher gespeicherte Anweisung auszuführen, sodass das Endgerät 10 das Schnellladeverfahren durchführt. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung die CPU 150 ein anderer Allzweckprozessor, ein Digitalsignalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine andere programmierbare Logikvorrichtung, ein diskretes Gate oder eine Transistorlogikvorrichtung, eine diskrete Hardwarekomponente oder dergleichen sein kann. Der Allzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein oder die CPU kann ein beliebiger herkömmlicher Prozessor sein. Der Speicher kann einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) umfassen und eine Anweisung und Daten für die CPU bereitstellen. Ein Teil des Speichers kann ferner einen nichtflüchtigen RAM umfassen. Zum Beispiel kann der Speicher ferner Informationen über einen Vorrichtungstyp speichern. Zusätzlich zu einem Datenbus kann das Bussystem einen Leistungsbus, einen Steuerbus, einen Statussignalbus und dergleichen umfassen. Der Datenbus kann einen Datenbus umfassen. Der Datenbus kann einen Datenbus umfassen. Der Datenbus kann einen Datenbus
Wie in 3A gezeigt, umfasst das Ladegerät 20 in dem FCS einen Empfänger 210, eine Spannungsanpassungsschaltung 220 und eine Stromanpassungsschaltung 230.
Der Empfänger 210 ist konfiguriert, um Anweisungsinformationen zu empfangen, die durch das Endgerät 10 gesendet werden, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie in dem Endgerät 10 und das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode umfassen und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist.
Die Spannungsanpassungsschaltung 220 ist konfiguriert, um einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie 140 anzupassen.
Die Stromanpassungsschaltung 230 ist konfiguriert, um einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie 140 zu bestimmen, einen Stromwert zu erhalten, der dem Lademodus entspricht, und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert anzupassen.
Optional ist das Ladegerät 20 mit einer Stromversorgung verbunden. Daher umfasst das Ladegerät 20 eine Wechselstrom(AC)/DC-Umwandlungsschaltung, um einen durch die Stromversorgung bereitgestellten AC in einen DC umzuwandeln.
Es versteht sich, dass in der vorliegenden Anmeldung das Endgerät 10 eine DC/DC-Umwandlungsweise mit einem festen Umwandlungsverhältnis verwendet, mit einem festen Tastverhältnis arbeitet und die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Ladegeräts basierend auf einer Echtzeit-Spannungsrückkopplung der Batterie kontinuierlich anpasst. Die Umwandlungseffizienz der DC/DC-Umwandlungsweise ist höher, so dass ein Ladestrom, der an die Batterie auf einer Mobiltelefonseite ausgegeben wird, größer sein kann, und die Ladeeffizienz des gesamten FCS effektiv verbessert wird, wodurch eine Schnellladezeit effektiv verkürzt wird.
Für das FCS in 1 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ferner ein Ladeverfahren bereit. Das Verfahren umfasst ein endgerätseitiges Verfahren und ein ladegerätseitiges Verfahren
Wie in 6 gezeigt, umfasst das Schnellladeverfahren auf einer Endgerätseite die folgenden Schritte.
Schritt S301. Ein Endgerät 10 detektiert einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in dem Endgerät 10.
Schritt S302. Das Endgerät 10 erzeugt Anweisungsinformationen gemaß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie und sendet die Anweisungsinformationen an ein mit dem Endgerät 10 verbundenes Ladegerät, um das Ladegerät 20 anzuweisen, eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom einzustellen.
Schritt S303. Das Endgerät 10 wandelt die Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung um und wandelt den Ausgangsstrom des Ladegeräts 20 in das K-fache des Ausgangsstroms um, wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Endgerät 10 ist, K ein konstanter Wert ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist.
Schritt S304. Das Endgerät 10 lädt die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung und dem K-fachen des Ausgangsstroms auf.
Es versteht sich, dass sich in einem Schnellladeprozess die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie im Endgerät 10 kontinuierlich ändert und die Batterie mit unterschiedlichen Strömen gemäß unterschiedlichen Spannungsbereichen der Batterie geladen werden muss.
Daher umfasst, dass das Endgerät 10 die Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie erzeugt, das Folgende.
Das Endgerät 10 vergleicht den Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode mit einem ersten voreingestellten Schwellenwert, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, und erzeugt die Anweisungsinformationen gemäß dem Vergleichsergebnis. Ferner sei angemerkt, dass das Endgerät 10 kontinuierlich detektieren muss, ob die Batterie vollständig geladen ist, und wenn die Batterie vollständig geladen ist, das Ladegerät 20 anweisen muss, das Laden zu stoppen oder eine elektrische Verbindung mit dem Ladegerät 20 zu trennen. Optional kann das Endgerät 10 detektieren, ob die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie einen zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, und wenn detektiert wird, dass die Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie den zweiten voreingestellten Schwellenwert erreicht, trennt es eine elektrische Verbindung zwischen dem Endgerät 10 und dem Ladegerät 20.
Wie in 7 gezeigt, umfasst das Schnellladeverfahren auf einer Ladegerätseite 20 die folgenden Schritte.
Schritt S401. Ein Ladegerät 20 empfängt Anweisungsinformationen, die durch ein Endgerät gesendet werden, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode einer Batterie in dem Endgerät 10 umfassen.
Schritt S402. Das Ladegerät 20 passt einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie an, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist und K ein Spannungsanpassungskoeffizient ist, der in dem Ladegerät 20 vorgespeichert ist.
Schritt S403. Das Ladegerät 20 bestimmt einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, erhält einen Stromwert, der dem Lademodus entspricht, und passt einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert an.
Wie in 8 gezeigt, umfasst das Schnellladeverfahren auf einer Ladegerätseite 20 ferner die folgenden Schritte.
Schritt S501. Ein Ladegerät 20 empfängt Anweisungsinformationen, die durch ein Endgerät 10 gesendet werden, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode einer Batterie in dem Endgerät 10 und das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode umfassen und K eine beliebige reelle Zahl größer als 1 ist.
Schritt S502. Das Ladegerät 20 passt einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie an
Schritt S503. Das Ladegerät 20 bestimmt einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie, erhält einen Stromwert, der dem Lademodus entspricht, und passt einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert an.
Es versteht sich, dass in der vorliegenden Anmeldung das Endgerät eine DC/DC-Umwandlungsweise mit einem festen Umwandlungsverhältnis verwendet, mit einem festen Tastverhältnis arbeitet und die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Ladegeräts basierend auf einer Echtzeit-Spannungsrückkopplung der Batterie kontinuierlich anpasst. Die Umwandlungseffizienz der DC/DC-Umwandlungsweise ist höher, so dass ein Ladestrom, der an die Batterie auf einer Mobiltelefonseite ausgegeben wird, größer sein kann, und die Ladeeffizienz des gesamten FCS effektiv verbessert wird, wodurch eine Schnellladezeit verkürzt wird.
In einer anderen Schnellladeausführungsform, die in der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, werden ein Ladegerät und ein Mobiltelefon als ein Beispiel zur Beschreibung verwendet.

(1) Das Ladegerät ist mit dem Mobiltelefon verbunden.
(2) Eine Spannung einer Batterie wird im Mobiltelefon detektiert, um einen Spannungswert V zu erhalten, und 2 V wird unter Verwendung eines Datenkabels an das Ladegerät gesendet oder kann unter Verwendung eines drahtlosen Netzwerks an das Ladegerät gesendet werden (es wird angenommen, dass ein Umwandlungskoeffizient K einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Mobiltelefon gleich 2 ist).
(3) Nach dem Empfangen der Spannungsinformationen stellt das Ladegerät zuerst eine Ausgangsspannung auf 2 V oder 2 V × (1 + x %) ein, um zu verhindern, dass die Batterie einen Strom zu einem Eingangsende zurückführt. Ein Wertebereich von x ist 1 bis 10 (einschließlich 1 und 10).
(4) Das Ladegerät weist das Mobiltelefon an, ein Laden zu ermöglichen.
(5) Das Ladegerät bestimmt, ob ein Schnellladen durchgeführt werden kann. Wenn zum Beispiel die Spannung der Batterie nur 2,7 V beträgt, stellt das Ladegerät einen Strom auf einen kleinen Strom ein, um ein Vorladen mit einem kleinen Strom durchzuführen, bis die Spannung der Batterie 3 V erreicht. Dann stellt das Ladegerät den Strom auf 4 A ein und das Endgerät wird gemäß dem Umwandlungskoeffizienten mit 8 A schnell geladen
(6) In einem Prozess des Ladens des Mobiltelefons wird die Spannung der Batterie in einem Intervall einer voreingestellten Zeit detektiert und es wird gemäß der Spannung der Batterie bestimmt, ob das Ladegerät angewiesen werden soll, einen Wert eines Stroms einzustellen. Zum Zeitpunkt des Detektierens der Spannung der Batterie kann das Laden gestoppt werden oder ein Ladestrom kann reduziert werden.

Wenn zum Beispiel die Spannung der Batterie nahe bei 4,2 V liegt (zum Beispiel 4,15 V erreicht), weist das Mobiltelefon das Ladegerät an, in einen Ladezustand mit kleinem Strom oder einen Ladezustand mit konstanter Spannung einzutreten. Wenn die Spannung nach dem Laden 4,2 V erreicht, stoppt das Laden. In einem Schnellladeprozess kann der Strom abnehmen, wenn die Spannung der Batterie zunimmt. Der Strom kann stufenweise oder kontinuierlich abnehmen. Im Ladeprozess kann zusätzlich zu einem aufeinanderfolgenden Gleichstrom ein nicht aufeinanderfolgender Pulsstrom zum Laden verwendet werden.

(7) Nach dem Stoppen des Ladens kann in einen der folgenden Zustände eingetreten werden.

A. Das Ladegerät liefert dem Mobiltelefon keinen Strom mehr. Ein Arbeitsstrom des Mobiltelefons wird von der Batterie geliefert. In diesem Zustand, wenn die Spannung der Batterie nach dem Entladen einen Wert erreicht, zum Beispiel die Spannung auf 4,1 V fällt, wird das Laden wiederhergestellt.
B. Das Ladegerät liefert dem Mobiltelefon einen Arbeitsstrom, aber ein Pfad, der zum Laden der Batterie verwendet wird, ist unterbrochen und liefert der Batterie keinen Ladestrom. In diesem Fall liefert die Batterie dem Mobiltelefon keinen Strom und ist immer in einem vollständig geladenen Zustand, bis eine Verbindung zwischen dem Ladegerät und dem Mobiltelefon unterbrochen ist.

In einer anderen Schnellladeausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird eine spezifische Pulsstromladeimplementierung bereitgestellt. Wie in 9 gezeigt, ist ein oberer Teil von 9 eine Pulsstromwellenform und ein unterer Teil von 9 ist eine Wellenform, wenn eine Spannung einer Batterie nach dem Laden höher wird. Eine horizontale Koordinate repräsentiert eine Zeit und eine vertikale Koordinate repräsentiert einen Ladestrom.
Während einer Periode von T_on ist der Ladestrom ein relativ großer Wert und die Spannung der Batterie steigt an.
Während einer Periode von T_off ist der Strom 0 oder ein relativ kleiner Wert und die Spannung der Batterie fällt ab. Während der Periode von T_off kann die Spannung der Batterie detektiert werden.
Ein Stromwert während der Periode von T_on kann auch gemäß der Spannung der Batterie variieren. Beispielsweise ist zuerst die Spannung der Batterie 3 V, und ein Strom während der Periode T_on ist 8 A. Wenn die Spannung der Batterie 4,0 V erreicht, wird der Strom auf einen kleinen Wert von 6 A eingestellt. Wenn die Spannung der Batterie 4,15 V erreicht, wird der Strom auf einen kleinen Wert von 3 A eingestellt, bis die Batterie vollständig geladen ist.
Ein Wert der Periode von T_off kann sich ändern. Wenn zum Beispiel die Spannung der Batterie 4,2 V erreicht, wird die Periode von T_off länger, wenn sich ein Batteriepegel einem vollen Batteriepegel nähert. Der Prozess, in dem die Periode von T_off länger wird, kann durch Detektieren der Spannung der Batterie implementiert werden.
Nach einem Ladepuls überschreitet die Spannung der Batterie zum Beispiel notwendigerweise 4,2 V geringfügig. Nachdem der Puls endet, beginnt die Spannung der Batterie zu fallen, und wenn die Spannung auf 4,18 V fällt, kommt ein weiterer Puls. Ein höherer Batteriepegel führt notwendigerweise zu einer längeren Zeit, bis die Spannung auf 4,18 V fällt. Wenn die Zeit lang genug ist, wird in Betracht gezogen, dass die Batterie vollständig geladen ist und eine elektrische Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Ladegerät unterbrochen werden kann.
Ein Durchschnittsfachmann kann wissen, dass in Kombination mit den Beispielen, die in den in dieser Beschreibung offenbarten Ausführungsformen beschrieben sind, Einheiten und Algorithmusschritte durch elektronische Hardware oder eine Kombination aus Computersoftware und elektronischer Hardware implementiert werden können Ob die Funktionen durch Hardware oder Software durchgeführt werden, hängt von bestimmten Anwendungen und Entwurfsbeschränkungsbedingungen der technischen Lösungen ab. Ein Fachmann kann unterschiedliche Verfahren verwenden, um die beschriebenen Funktionen für jede bestimmte Anwendung zu implementieren, aber es sollte nicht in Betracht gezogen werden, dass die Implementierung über den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung hinausgeht.
Es kann durch einen Fachmann klar verstanden werden, dass zum Zwecke einer bequemen und kurzen Beschreibung für einen ausführlichen Arbeitsprozess des vorstehenden Systems, der vorstehenden Vorrichtung und der vorstehenden Einheit auf einen entsprechenden Prozess in den vorstehenden Verfahrensausführungsformen Bezug genommen werden kann und Details hier nicht erneut beschrieben werden.
In den verschiedenen Ausführungsformen, die in dieser Anmeldung bereitgestellt sind, sollte verstanden werden, dass das offenbarte System, die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren auf andere Weise implementiert werden können. Zum Beispiel ist die beschriebene Vorrichtungsausführungsform lediglich ein Beispiel. Zum Beispiel ist die Einheitsunterteilung lediglich eine logische Funktionsunterteilung und kann eine andere Unterteilung in der tatsächlichen Implementierung sein. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von Einheiten oder Komponenten kombiniert oder in ein anderes System integriert werden oder einige Merkmale können ignoriert oder nicht durchgeführt werden. Zusätzlich können die angezeigten oder erörterten gegenseitigen Kopplungen oder direkten Kopplungen oder Kommunikationsverbindungen unter Verwendung einiger Schnittstellen implementiert werden. Die indirekten Kopplungen oder Kommunikationsverbindungen zwischen den Vorrichtungen oder Einheiten können in elektronischer, mechanischer oder anderer Form implementiert werden.
Die Einheiten, die als separate Teile beschrieben werden, können physikalisch separat sein oder auch nicht, und Teile, die als Einheiten angezeigt werden, können physikalische Einheiten sein oder auch nicht, können sich an einer Position befinden oder können auf einer Vielzahl von Netzwerkeinheiten verteilt sein. Einige oder alle der Einheiten können gemäß tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden, um die Ziele der Lösungen der Ausführungsformen zu erreichen.
Zusätzlich können Funktionseinheiten in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung in eine Verarbeitungseinheit integriert sein oder jede der Einheiten kann allein physikalisch vorhanden sein oder zwei oder mehr Einheiten sind in eine Einheit integriert.
Wenn die Funktionen in Form einer Softwarefunktionseinheit implementiert und als unabhängiges Produkt verkauft oder verwendet werden, können die Funktionen in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. Basierend auf einem solchen Verständnis können die technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen oder der Teil, der zu anderen Ansätzen beiträgt, oder einige der technischen Lösungen in Form eines Softwareprodukts implementiert werden. Das Softwareprodukt ist in einem Speichermedium gespeichert und beinhaltet mehrere Anweisungen zum Anweisen einer Computervorrichtung (die ein Personalcomputer, ein Server oder eine Netzwerkvorrichtung sein kann), alle oder einige der Schritte der Verfahren durchzuführen, die in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind. Das vorstehende Speichermedium beinhaltet ein beliebiges Medium, das Programmcode speichern kann, wie etwa ein Flash-Laufwerk eines universellen seriellen Busses (USB), eine entfernbare Festplatte, einen ROM, einen RAM, eine Magnetplatte oder eine optische Platte.
Die vorstehenden Beschreibungen sind lediglich spezifische Implementierungen der vorliegenden Anmeldung, sollen aber den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nicht einschränken. Jede Variation oder jeder Austausch, die bzw. der von einem Fachmann ohne Weiteres innerhalb des in der vorliegenden Anmeldung offenbarten technischen Schutzumfangs herausgefunden wird, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung. Daher unterliegt der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung dem Schutzumfang der Ansprüche.

Claims

Elektronische Vorrichtung, umfassend eine Batterie; einen Prozessor, der mit der Batterie gekoppelt und konfiguriert ist, um Anweisungsinformationen gemäß einem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu erzeugen; einen Sendeempfänger, der konfiguriert ist, um die Anweisungsinformationen an ein Ladegerät zu senden, um das Ladegerät anzuweisen, eine Ausgangsspannung auszugeben; eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine vom Ladegerät empfangene Spannung in das 1/K-fache der Spannung umzuwandeln, wobei K ein Umwandlungskoeffizient ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als eins ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, um einen vom Ladegerät empfangenen Strom in das K-fache des Stroms zum Laden der Batterie umzuwandeln.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die elektronische Vorrichtung ferner eine Detektionsschaltung umfasst, wobei die Detektionsschaltung konfiguriert ist, um den Wert der Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden der Batterie zu erhalten.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Umwandlungsschaltung eine Schalter-Kondensator-Umwandlungsschaltung umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ausgangsspannung einen Spannungswert aufweist, der das K- oder K*(1 + x %)-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie ist.
Ladegerät, umfassend einen Empfänger, eine Spannungsanpassungsschaltung, wobei der Empfänger konfiguriert ist, um Anweisungsinformationen von einer elektronischen Vorrichtung zu empfangen, wobei die Anweisungsinformationen einen Wert einer Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode einer Batterie in der elektronischen Vorrichtung umfassen; die Spannungsanpassungsschaltung konfiguriert ist, um einen Spannungswert einer Ausgangsspannung auf mindestens das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie anzupassen, wobei K eine beliebige reelle Zahl größer als eins ist.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei das Ladegerät eine Stromanpassungsschaltung umfasst, wobei die Stromanpassungsschaltung konfiguriert ist, um: einen Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu bestimmen.
Ladegerät nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei die Stromanpassungsschaltung ferner konfiguriert ist, um: einen Stromwert zu erhalten, der dem Lademodus entspricht.
Ladegerät nach Anspruch 8, wobei die Stromanpassungsschaltung konfiguriert ist, um: einen Ausgangsstrom gemäß dem Lademodus anzupassen, wobei der Lademodus gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie ist.
System, umfassend eine elektronische Vorrichtung und ein Ladegerät, wobei das System konfiguriert ist, um: durch die elektronische Vorrichtung einen Wert einer Spannung zwischen positiven und negativen Elektroden einer Batterie in der elektronischen Vorrichtung zu detektieren; durch die elektronische Vorrichtung Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu erzeugen; durch das Ladegerät eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom gemäß den Anweisungsinformationen von der elektronischen Vorrichtung anzupassen; durch die elektronische Vorrichtung die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom zu empfangen, die vom Ladegerät gesendet werden; durch die elektronische Vorrichtung die Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung umzuwandeln; wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis in der elektronischen Vorrichtung ist und K eine beliebige reelle Zahl größer als eins ist; und durch die elektronische Vorrichtung die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung aufzuladen.
System nach Anspruch 10, wobei die elektronische Vorrichtung ferner konfiguriert ist, um: den Ausgangsstrom des Ladegeräts in das K-fache des Ausgangsstroms umzuwandeln.
System nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei das Erzeugen der Anweisungsinformationen umfasst: durch die elektronische Vorrichtung die Anweisungsinformationen als Reaktion auf das Erhalten eines Lademodus des Ladegeräts zu erzeugen.
Schnellladesystem, umfassend: ein Ladegerät; und eine elektronische Vorrichtung, die mit dem Ladegerät gekoppelt und konfiguriert ist, um: Anweisungsinformationen gemäß dem Wert der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie zu erzeugen; und die Anweisungsinformationen an das Ladegerät zu senden, wobei das Ladegerät konfiguriert ist, um: einen Spannungswert einer Ausgangsspannung anzupassen; einen Lademodus gemäß den Anweisungsinformationen zu bestimmen; und wobei das Endgerät ferner konfiguriert ist, um: die Ausgangsspannung des Ladegeräts in das 1/K-fache der Ausgangsspannung umzuwandeln, um zu ermöglichen, dass eine Ladeschaltung zwischen zwei Enden der Batterie die Batterie mit dem 1/K-fachen der Ausgangsspannung lädt, wobei K ein Umwandlungskoeffizient einer Umwandlungsschaltung mit einem festen Umwandlungsverhältnis im Endgerät ist, K eine beliebige reelle Zahl größer als eins ist.
Schnellladesystem nach Anspruch 13, wobei der Spannungswert der Ausgangsspannung des Ladegeräts mindestens das K-fache des Werts der Spannung zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie gemäß den Anweisungsinformationen ist.
Schnellladesystem nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei das Ladegerät ferner konfiguriert ist, um einen Stromwert zu erhalten, der dem Lademodus entspricht; und einen Ausgangsstrom gemäß dem entsprechenden Stromwert anzupassen.