JP2021097586A

JP2021097586A - 充電回路および電子機器

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Publication number: JP2021097586A
Application number: JP2020087784A
Authority: JP
Inventors: チャンユースン; Changyu Sun
Original assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Current assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2040-05-20
Also published as: KR102417954B1; US11539226B2; EP3836340A1; US20210184472A1; JP6990271B2; CN112968481B; CN112968481A; KR20210075823A

Abstract

【課題】大電流での複数のバッテリパックの同時充電を回避し、複数のバッテリパックに対応する最大充電電流をずらし、それにより充電端子の出力効率に対する要件を低減する充電回路および電子機器を提供する。【解決手段】充電回路１００は、インターフェースモジュール１およびインターフェースモジュールに並列に接続される複数の充電管理モジュール２と、各バッテリパックが、１つのバッテリまたは互いに直列に接続された複数のバッテリを有する複数のバッテリパック３と、含む。複数のバッテリパックは、複数の充電管理モジュールに１つずつ直列に接続され、且つ、並列に接続される。【選択図】図２

Description

本願は、２０１９年１２月１３日に中国特許局に提出された、出願番号がＣＮ２０１９１１２８１０５１５である中国特許出願に基づいて提出されるものであり、当該中国特許出願の優先権を主張し、当該中国特許出願の全ての内容が参照によって本願に組み込まれる。

本開示は、端末技術分野に関し、特に、充電回路および電子機器に関する。

現在、インテリジェント端末の高機能化に伴い、その消費電力もそれに対応して徐々に増加している。したがって、インテリジェント端末の消費電力量を満たし、インテリジェント端末のバッテリ寿命を延長するために、いくつかのインテリジェント端末には既に複数のバッテリを構成し始めており、バッテリ容量を増加させている。しかし、バッテリの数が増加すると、バッテリの充電方式および充電効率に新たな課題が生じる。

本開示は、関連技術の欠点を解決するために、充電回路および電子機器を提供する。

本開示の実施例的第１の態様によれば、充電回路を提供し、前記充電回路は、
インターフェースモジュールおよび複数の充電管理モジュールであって、前記複数の充電管理モジュールは、前記インターフェースモジュールに並列に接続されるように構成される複数の充電管理モジュールと、
複数のバッテリパックであって、各バッテリパックは、１つのバッテリまたは互いに直列に接続された複数のバッテリを含み、前記複数のバッテリパックは、前記複数の充電管理モジュールに１つずつ直列に接続され、且つ前記複数のバッテリパックは並列に接続されるように構成される複数のバッテリパックとを含み、
ここで、前記複数の充電管理モジュール間は互いに電気的に接続され、前記複数の充電管理モジュール間の信号の相互作用を通じて、各前記バッテリパックに入力される充電電流を調整して、各前記バッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間が、他のバッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間と異なるようにする。

選択的に、前記複数の充電管理モジュールは、メイン管理モジュールおよび補助管理モジュールを含み、前記メイン管理モジュールは、前記補助管理モジュールに電気的に接続され、
前記複数のバッテリパックは、前記メイン管理モジュールと直列に接続されたメインバッテリパックと、前記補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックとを含み、
ここで、前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックと前記補助バッテリパックの電圧に従って、前記メインバッテリパックに入力される充電電流を調整し、充電命令を補助管理モジュールに送信するように構成され、前記充電命令は、前記補助管理モジュールから対応する補助バッテリパックに出力される充電電流を調整するために使用される。

選択的に、前記メインバッテリパックと前記補助バッテリパックの電圧が両方とも第１のプリセットの値より低い場合、前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックをプリチャージし、前記メインバッテリパックが定電流充電段階に切り替えた場合、第１の充電命令を前記補助管理モジュールに送信し、前記第１の充電命令は、前記補助管理モジュールが前記補助バッテリパックをプリチャージするように指示するために使用される。

選択的に、前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックが定電圧充電段階に切り替えた後に、第２の充電命令を前記補助管理モジュールに送信し、前記第２の充電命令は、前記補助管理モジュールが前記補助バッテリパックを定電流充電するように指示するために使用される。

選択的に、前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、
前記メイン管理モジュールは、各前記補助管理モジュールに接続され、前記メイン管理モジュールは、前のレベルの前記補助管理モジュールに対応する補助バッテリパックの電圧に従って、次のレベルの前記補助管理モジュールに前記充電命令を送信する。

選択的に、前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、前記メイン管理モジュールは、最も優先度の高い補助管理モジュールに電気的に接続され、且つ複数の補助管理モジュールは、前記優先度に従って順次に電気的に接続され、
ここで、前のレベルの補助管理モジュールは、前記前のレベルの補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの電圧に従って、第３の充電命令を次のレベルの補助管理モジュールに送信する。

選択的に、前記充電回路が構成された電子機器は起動状態であり、且つ前記インターフェースモジュールが外部充電端子に接続された場合、前記メイン管理モジュールに接続されるバッテリパックは電力供給状態に切り替え、且つ前記メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、前記補助管理モジュールに接続されたバッテリパックは電力供給状態に切り替える。

選択的に、前記メイン管理モジュールおよび前記補助管理モジュールに接続されたバッテリパックが両方とも充電を完了した場合、前記複数のバッテリパックは一緒に電力を供給する。

選択的に、前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、
ここで、前記メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、前記優先度に従って電力を供給するために使用されるバッテリパックを順次に決定し、且つ現在の優先度の補助管理モジュールに対応するバッテリパックの充電が完了した時、次の優先度の補助管理モジュールに対応するバッテリパックが電力を供給するように切り替える。

選択的に、前記複数の充電管理モジュールは、第１の充電管理モジュールおよび第２の充電管理モジュールを含み、前記複数のバッテリパックは、第１のバッテリパックおよび第２のバッテリパックを含み、前記第１のバッテリパックは、前記第２のバッテリパックに並列に接続され、
前記第１の充電管理モジュールは、前記第１のバッテリパックに直列に接続され、前記第２の充電管理モジュールは、前記第２のバッテリパックに直列に接続される。

選択的に、前記充電管理モジュールのいずれか１つは、各バッテリパックが1回の充電サイクルを完了する時間の長さに従って、各バッテリパックの劣化状態を決定する。

本開示の実施例の第２の態様によれば、電子機器を提供し、前記実施例に記載の充電回路を含む。

本開示の実施例によって提供される技術的解決手段は、以下の有益な効果を含み得る。

上記の実施例からわかるように、本開示は、複数の充電管理モジュール間の信号の相互作用を通じて、大電流での複数のバッテリパックの同時充電を回避し、複数のバッテリパックに対応する最大充電電流をずらし、それにより充電端子の出力効率に対する要件を低減することができ、さらに、複数のバッテリパックに対応する最大充電電流が異なる期間に存在するため、複数のバッテリパックが同時に最高発熱状態に達することを防ぎ、最大熱消費電力値を低減し、前記充電回路が構成された電子機器の熱スタック設計を削減することができる。

上記した一般的な説明及び後述する詳細な説明は、単なる例示及び説明であり、本開示を限定するものではないことを理解されたい。

ここでの図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本開示と一致する実施例を示し、明細書とともに本開示の原理を説明するために使用される。
関連技術におけるリチウム電池を充電する際の時間−電流の曲線図である。一例示的な実施例によって示された充電回路の概略的な構造図である。一例示的な実施例によって示された別の充電回路の概略的な構造図である。一例示的な実施例によって示されたさらに別の充電回路の概略的な構造図である。一例示的な実施例によって示されたさらに別の充電回路の概略的な構造図である。一例示的な実施例によって示された電子機器の概略的な構造図である。

ここで、例示的な実施例を詳細に説明し、その例は添付の図面に示す。特に明記しない限り、以下の説明が添付の図面に関する場合、異なる図面の同じ数字は同じまたは類似な要素を表す。以下の例示的な実施例で説明される実施形態は、本開示と一致するすべての実施形態を表すものではない。むしろ、それらは、添付された特許請求の範囲に詳述されたように、本開示の特定の態様と一致する装置および方法の例である。

本開示で使用された用語は特定の実施例のみを説明するためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示および添付の特許請求の範囲で使用された単数形の「１つの」、「前記」および「当該」は、文脈が他の意味を明確に示さない限り、複数形も含むものとする。本明細書で使用された「および／または」という用語は、１つまたは複数の関連する列挙されたプロジェクトのいずれかまたはすべての可能な組み合わせを指し、それらを含むことを理解されたい。

本開示では、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語を使用して様々な情報を説明するが、これらの情報はこれらの用語に限定されないことを理解されたい。これらの用語は、同じタイプの情報を相互に区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の情報は第２の情報とも称し得、同様に、第２の情報は第１の情報とも称し得る。別の例では、文脈に応じて、本明細書で使用される「…ば」という語は、「…であるときに」または「…である場合」または「…と決定することに応答して」と解釈することができる。

図１は、関連技術でのリチウム電池を充電する際の時間−電流の曲線図であり、ここで、横軸は時間であり、縦軸は電流値である。ｔ_１段階に、リチウム電池をトリクル充電することができ、トリクル充電段階の電流は小さく、リチウム電池の電圧が閾値に達する場合、充電電流を増加させることができ、ｔ_２期間内にリチウム電池を定電流充電し、前記段階は充電効率が最も高い段階であり、リチウム電池の電圧が別の閾値に達する場合、充電電流を低減することができ、ｔ_３期間内にはリチウム電池に対して定電圧充電段階を実行し、最後に、ｔ_４期間内には充電終了段階に入る。

図２は、一例示的な実施例によって示された充電回路１００の概略的な構造図である。図２に示されたように、前記充電回路１００は、インターフェースモジュール１、複数の充電管理モジュール２および複数のバッテリパック３を含むことができ、各バッテリパック３は、１つのバッテリまたは互いに直列に接続された複数のバッテリを含むことができ、前記複数のバッテリパック３は、複数の充電管理モジュール２に１つずつ直列に接続され、且つ前記複数のバッテリパック３間は並列に接続され、例えば、図２に示されたように、複数の充電管理モジュール２は、第１の充電管理モジュール２１および第２の充電管理モジュール２２を含むことができ、複数のバッテリパック３は、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２を含むことができ、前記第１の充電管理モジュール２１は第１のバッテリパック３１に直列に接続され、第２の充電管理モジュール２２は第２のバッテリパック３２に直列に接続され、前記第１のバッテリパック３１は第２のバッテリ３２に並列に接続され、すべて接地点に接続される。ここで、図２に示されたように、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２は両方とも単一のバッテリを含むことができ、または図３に示されたように、第１のバッテリパック３１は、互いに直列に接続された２つのバッテリを含むことができ、第２のバッテリパック３２は単一のバッテリを含むことができる。もちろん、さらにいくつかの実施例において、第１のバッテリパック３１は３つまたは３つ以上のバッテリを含み、第２のバッテリパック３２は複数のバッテリを含み、または、第１のバッテリパック３１は単一のバッテリを含み、第２のバッテリパック３２は複数のバッテリを含み、本開示はこれらを限定しない。さらに、図２および図３の実施例において、充電回路１００が第１の充電管理モジュール２１および第２の充電管理モジュール２２、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２を含むことを例として説明し、もちろん、他の実施例では、３つまたは３つ以上の充電管理モジュールおよびバッテリパックを含むこともできるが、ここでは再び説明しない。

さらに、前記複数の充電管理モジュール２の間は互いに電気的に接続され、前記複数の充電管理モジュール２間の信号の相互作用を通じて、各バッテリパックに入力される充電電流を調整し、それにより各バッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間が、他のバッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間と異なるようにする。例えば、図２および図３に示されたように、第１の充電管理モジュール２１と第２の充電管理モジュール２２との間は電気的に接続され、第１の充電管理モジュール２１と第２の充電モジュール２２間の信号の相互作用を通じて、第１の期間内に大電流で第１のバッテリパック３１を充電し、小電流で第２のバッテリパック３２を充電することができ、第２の期間では、大電流で第２のバッテリパック３２を充電し、小電流で第１のバッテリパック３１を充電し、それにより大電流で第１のバッテリパック３１および第２のバッテリ３２を同時に充電することを回避し、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２に対応する最大充電電流をずらすことができ、それにより充電端子の出力効率に対する要件を低減することができ、さらに、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２に対応する最大充電電流が異なる期間に存在するため、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２が同時に最高発熱状態に達することを回避し、最大熱消費電力値を低減し、前記充電回路１００が構成された電子機器の熱スタック設計を削減することができる。

本実施例において、複数のバッテリパック３を順次に充電するために、本開示の充電回路１００に含まれた複数の充電管理モジュール２は、メイン管理モジュールおよび補助管理モジュールを含むことができ、前記メイン管理モジュールは、補助管理モジュールに電気的に接続されることができ、複数のバッテリパック３は、メイン管理モジュールに接続されたメインバッテリパック、および補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックを含むことができる。ここで、前記メイン管理モジュールは、メインバッテリパックおよび補助バッテリパックの電圧に従って、メインバッテリパックに入力される充電電流を調整し、且つ充電命令を補助管理モジュールに送信するように構成され、前記充電命令は、補助管理モジュールが補助バッテリパックの充電電流に対応するように出力値を調整するように指示するために使用される。ここで、補助管理モジュールを介してメイン管理モジュールに補助バッテリパックの電圧を報告してもよく、または、メイン管理モジュールが補助管理モジュールから補助バッテリパックの電圧を積極的に取得してもよく、本開示はこれらに限定されない。

例えば、図２、図３に示されたように、第１の充電管理モジュール２１をメイン管理モジュールとし、第１のバッテリパック３１をメインバッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２を補助バッテリパックとして使用することができる。もちろん、他の実施例において、第１の充電管理モジュール２１を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３１を補助バッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２をメイン管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２をメインバッテリパックとして使用してもよく、本開示はこれらに限定されない。

以下では、第１の充電管理モジュール２１をメイン管理モジュールとし、第１のバッテリパック３１をメインバッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２を補助バッテリパックとして使用することにより、本開示の実施例を詳細に説明する。

一実施例において、充電回路１００が単一のメイン管理モジュールおよび１つの補助管理モジュールを含み、即ち、図２、図３に示されたメイン管理モジュールとして使用される第１の充電管理モジュール２１および補助管理モジュールとして使用される第２の充電管理モジュール２２を含むと仮定する。ここで、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２の電圧の両方が第１のプリセットの値より低い場合、前記第１の充電管理モジュール２１は、まず、第１のバッテリパック３１をプリチャージし、第１のバッテリパックが定電流充電段階に切り替えた時、第１の充電管理モジュール２１は第１の充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が前記第１の充電命令に従って第２のバッテリパック３２をプリチャージするようにすることができる。ここで、前記第１のプリセットの値は３Ｖであってもよく、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２の電圧が３Ｖより低い場合、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量は両方とも小さいため、まず、第１のバッテリパック３１を充電し、後に第２のバッテリパック３２を充電する方式によって、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２の最大充電電流の存在する期間をずらすことができる。

さらに、充電プロセスの推進に伴い、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２の電圧は両方とも徐々に上昇し、第１の充電管理モジュール２１は、第１のバッテリパック３１が定電圧充電段階に切り替える時に、第２の充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信することができ、前記第２の充電命令は、第２の充電管理モジュール２２が第２のバッテリパック３２に対して定電流で充電するように指示するために使用されることができる。さらに、充電プロセスの推進に伴い、第１の充電管理モジュール２１が第１のバッテリパック３２に対して充電終了段階に入る時、第１のバッテリパック３２に入力された電流は徐々に減少し、この場合、第２の充電管理モジュール２２は、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２の両方が完全に充電されるまで、充電命令に従って第２のバッテリパック３２を定電流で充電または定電圧で充電することができる。

ここでは、第１の充電管理モジュール２１が第１のバッテリパック３１に対して定電圧で充電する時、第２のバッテリパック３２の電圧は定電流充電を行うための閾値に達したことを例として説明することを留意されたい。他の実施例において、第１の充電管理モジュール２１が第１のバッテリパック３１に対して定電圧で充電する時、第２のバッテリパック３２の電圧が定電流充電を行うための閾値に達しない場合、第２の充電管理モジュール２２を介して第２のバッテリパック３２に対してプリチャージを続けることができ、第２のバッテリパック３２の電圧が定電流充電を行うための閾値に達する時に、第１の充電管理モジュール３１は第２の充電命令を第２の充電管理モジュールに再び送信する。

もちろん、ここでは、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量が両方とも小さい場合、充電プロセス全体を説明する。必然的に、実際の状況では、ユーザが、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量が中等程度である時に、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２を充電することができる。そして、この場合では、第１の充電管理モジュール２１が、第１のバッテリパック３１の電圧に従って、前記第１のバッテリパック３１の充電電流を決定し、第１のバッテリパック３１が次の充電段階に入るときに、充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が第２のバッテリパック３２を充電するようにすることもできる。

別の例において、前記複数の充電管理モジュール２は、１つのメイン管理モジュールおよび優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含むことができ、メイン管理モジュールは、各補助管理モジュールと電気的に接続することができ、且つ前記メイン管理モジュールは、前のレベルの補助管理モジュールに対応する補助バッテリパックの電圧に従って、次のレベルの補助管理モジュールに充電命令を送信することができる。

例えば、図４に示されたように、複数の充電管理モジュール２は、第１の充電管理モジュール２１、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３を含むことができ、複数のバッテリパック３は、第１の充電管理モジュール２１に直列に接続された第１のバッテリパック３１、第２の充電管理モジュール２２に直列に接続された第２のバッテリパック３２、および第３の充電管理モジュール２３に直列に接続された第３のバッテリパック３３を含むことができる。ここで、第１の充電管理モジュール２１、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３における充電管理モジュールのいずれか１つをメイン管理モジュールとして使用し、他の充電管理モジュールを補助管理モジュールとして使用することができる。

例を挙げると、第１の充電管理モジュール２１をメイン管理モジュールとし、第１のバッテリパック３１をメインバッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３を補助バッテリパックとして使用すると仮定する。ここで、第２の充電管理モジュール２２の優先度は第３の充電管理モジュール２３の優先度より高く、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３は、第１の充電管理モジュール２１にそれぞれ電気的に接続される。

第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３の電圧のすべてが第１のプリセットの値より低い場合、前記第１の充電管理モジュール２１は、まず、第１のバッテリパック３１をプリチャージし、第１のバッテリパック３１が定電流充電段階に切り替えた時、第１の充電管理モジュール２１は第１の充電命令を最も優先度の高い第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が前記第１の充電命令に従って第２のバッテリパック３２をプリチャージするようにすることができる。充電プロセスの推進に伴い、メイン管理モジュール２１は、第１のバッテリパック３１が定電圧充電段階に切り替える時に、第２の充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信し、第１の充電命令を第１の充電管理モジュール２１に送信して、第２の充電管理モジュール２２が第２のバッテリパック３２を定電流で充電し、第３の充電管理モジュール２３が第３のバッテリパック２２をプリチャージするようにすることができる。

順次に推測すると、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３は、順次に充電終了段階が実行され、充電を順次に完了させることができる。ここで、第１のバッテリパック３１が最初の充電を完了した後、第１の充電管理モジュール２１は、第１のバッテリパック３１に電流を出力することを停止することができ、同様に、第２のバッテリパック３２の充電を完了した後、第２の充電管理モジュール２２は、第２のバッテリパック３２に電流を出力することを停止することができる。

ここで、前記第１のプリセットの値は３Ｖであってもおよく、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３の電圧のすべてが３Ｖより低い場合、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３のバッテリ残量のすべてが小さいことを説明し、まず、第１のバッテリパック３１を充電し、そして、第２のバッテリパック３２を充電し、最後に、第３のバッテリパック３３を充電する方式によって、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３の最大充電電流の存在する期間をずらして、発熱を低減することができる。

もちろん、前の実施例に記載のメイン管理モジュールを介して各補助管理モジュールに充電命令を送信することに加えて、補助管理モジュールに対応する充電プロセスの状況を指示する。さらに一実施例において、図５に示されたように、前記複数の充電管理モジュールは、メイン管理モジュールおよび優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含むことができ、ここで、メイン管理モジュールは、最も優先度の高い補助管理モジュールに電気的に接続され、前記複数の補助管理モジュール間は、優先度に従って順次に電気的に接続される。ここで、前のレベルの補助管理モジュールは、前のレベルの補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの電圧に従って、第３の充電命令を次のレベルの補助管理モジュールに送信する。

例を挙げると、依然として図５に示されたように、複数の充電管理モジュール２は、第１の充電管理モジュール２１、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３を含むことができ、複数のバッテリパック３は、第１の充電管理モジュール２１に直列に接続された第１のバッテリパック３１、第２の充電管理モジュール２２に直列に接続された第２のバッテリパック３２、および第３の充電管理モジュール２３に直列に接続された第３のバッテリパック３３を含むことができる。ここで、第１の充電管理モジュール２１、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３における充電管理モジュールのいずれか1つをメイン管理モジュールとして使用し、他の充電管理モジュールを補助管理モジュールとして使用することができる。

第１の充電管理モジュール２１をメイン管理モジュールとし、第１のバッテリパック３１をメインバッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３を補助バッテリパックとして使用すると仮定する。ここで、第２の充電管理モジュール２２の優先度は第３の充電管理モジュール２３の優先度より高く、第１の充電管理モジュール２１は、第２の充電管理モジュール２２に電気的に接続され、第２の充電管理モジュール２２は、第３の充電管理モジュール２３に接続される。

第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３の電圧のすべてが第１のプリセットの値より低い時に充電を始め、そして、前記第１の充電管理モジュール２１は、まず、第１のバッテリパック３１をプリチャージし、第１のバッテリパック３１が定電流充電段階に切り替えた時、第１の充電管理モジュール２１は第１の充電命令を最も優先度の高い第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が前記第１の充電命令に従って第２のバッテリパック３２をプリチャージするようにすることができる。充電プロセスの推進に伴い、メイン管理モジュール２１は、第１のバッテリパック３１が定電圧充電段階に切り替えるときに、第２の充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が第２のバッテリパック３２に対して定電流で充電するようにすることができ、第２の充電管理モジュール２２は第３の充電命令を第３の充電管理モジュール２３に送信して、第３の充電管理モジュール２３が第３のバッテリパック２２をプリチャージするようにする。

図５に示された実施例において、メイン管理モジュールを介して最も優先度の高い補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの電圧を取得し、それにより、前記補助バッテリパックの充電電流を調整することができ、さらに、１レベル高い補助管理モジュールは、１レベル低い補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの電圧を取得することができ、それにより、１レベル高いの補助管理モジュールを介して、１レベル低いの補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの充電電流を調整し、それにより、メイン管理モジュールのリソースに対するリソースの占有を低減し、生産コストを低減する。

図４および図５に示された実施例において、充電回路１００が１つのメイン管理モジュールおよび２つの補助管理モジュールを含むことのみを例として説明し、他の的実施例において、もちろん、前記充電回路１００は、３つまたは３つ以上の補助管理モジュールをさらに含むことができ、その具体的な実施形態は上記の実施例を参照することができ、ここでは再び説明しない。

図２ないし図５の実施例において、第１の充電管理モジュール２１が第１のバッテリパック３１に対して定電圧で充電する時、第２のバッテリパック３２の電圧は定電流充電を行うための閾値に達したことを例として説明することを留意されたい。他の実施例において、第１の充電管理モジュール２１が第１のバッテリパック３１に対して定電圧で充電する時、第２のバッテリパック３２の電圧が定電流充電を行うための閾値に達しない場合、第２の充電管理モジュール２２を介して第２のバッテリパック３２に対してプリチャージを続けることができ、第２のバッテリパック３２の電圧が定電流充電を行うための閾値に達する時に、第１の充電管理モジュール３１は第２の充電命令を第２の充電管理モジュールに再び送信する。

もちろん、図２、図３の実施例では、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量が両方とも小さい場合の、充電プロセス全体を説明する。必然的に、実際の状況では、ユーザは、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量が中等程度である時に、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２を充電することができる。そして、この場合、第１の充電管理モジュール２１も第１のバッテリパック３１の電圧に従って、前記第１のバッテリパック３１の充電電流を決定し、第１のバッテリパック３１が次の充電段階に入るときに、充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信して、第２の充電管理モジュール２２が第２のバッテリパック３２を充電するようにする。

同様に、図４および図５に示された実施例では、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３のバッテリ残量のすべてが小さい場合、充電プロセス全体を説明する。必然的に、実際の状況では、ユーザは、第１のバッテリパック３１および第２のバッテリパック３２のバッテリ残量が中等程度である時に、第１のバッテリパック３１、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３を充電することができる。そして、この場合、第１の充電管理モジュール２１も第１のバッテリパック３１の電圧に従って、前記第１のバッテリパック３１の充電電流を決定し、且つ第１のバッテリパック３１が次の充電段階に入るときに、充電命令を第２の充電管理モジュール２２に送信して、さらに第２のバッテリパック３２が次の充電段階に入る時に、メイン管理モジュールまたは優先度の高い補助管理モジュールを介して充電命令を優先度の低い補助管理モジュールに送信する。前記管理モジュール２２の優先度の低い補助管理モジュールがそれに接続された補助バッテリパックを充電するように指示する。

上記した各実施例に基づいて、通常、ユーザは、前記充電回路１００が構成された電子機器が起動状態である時、インターフェースモジュール１を外部の充電端子と接続することを理解されたい。それにより、この場合、複数のバッテリパックにおける１つまたは複数のバッテリは、電子機器に電力を供給する必要がある。そのため、本開示では、インターフェースモジュール１が外部の充電端子とに導通され、メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックを介して電子機器に電力を供給し、さらに、メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、補助管理モジュールに接続されたバッテリパックを電力供給状態に切り替え、それにより、完全に充電されたバッテリパックの電量の消費を回避し、前記充電回路１００が起動状態で、複数のバッテリパックのすべてを完全に充電することを保証する。

一実施例において、充電回路１００が１つのメイン管理モジュールおよび１つの補助管理モジュールを含む場合、まず、メインバッテリパックが電子機器に電力を供給し、メインバッテリパックの充電が完了した後、補助バッテリパックが電子機器に電力を供給することができる。依然として図２および図３に示されたように、第１の充電管理モジュール２１がメイン管理モジュールであり、第２の充電管理モジュール２２が補助管理モジュールであると仮定し、そして、まず、第１のバッテリパック３１が電子機器に電力を供給し、その後、第２のバッテリパック３２が電子機器に電力を供給することができる。

別の例において、充電回路１００が１つのメイン管理モジュールおよび優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含む場合、メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、補助管理モジュールの優先度に従って、電力を供給するために使用されるバッテリパックを決定し、現在の優先度の補助管理モジュールに対応するバッテリパックの充電が完了した場合、次のレベルの補助管理モジュールに対応するバッテリパックが電力を供給するように切り替える。

例えば、図４、図５に示されたように、第１の充電管理モジュール２１をメイン管理モジュールとし、第１のバッテリパック３１をメインバッテリパックとし、第２の充電管理モジュール２２および第３の充電管理モジュール２３を補助管理モジュールとし、第２のバッテリパック３２および第３のバッテリパック３３を補助バッテリパックとして使用すると仮定する。ここで、第２の充電管理モジュール２２の優先度は第３の充電管理モジュール２３の優先度より高い。そして、まず、第１のバッテリパック３１が電子機器に電力を供給し、その後、第２のバッテリパック３２が電子機器に電力を供給し、最後に、第３のバッテリパック３３が電子機器に電力を供給することができる。

上記の実施例において、メイン管理モジュールおよび補助管理モジュールに接続されたバッテリパックのすべての充電が完了した場合、前記複数のバッテリパックが共同に電力を供給し、それにより、各バッテリパックの消費電力は基本的に同じであり、バッテリパック間のバッテリ残量の差が大きくなることを回避し、充電プロセスの後続の制御に有益である。

本開示の技術案に基づいて、電子機器の耐用年数の増加に伴い、各バッテリパックは、そのバッテリ容量の減少、バッテリの充電および放電効率の低減など、それぞれ異なる損失を有する可能性があることを予想することができる。そのため、各バッテリパックの劣化状態を取得することは、電子機器がバッテリのセルフテストを実行し、適切な充電方式を設定することに有益である。本開示の技術案では、各バッテリパックと他のバッテリパックとの間は非同期充電であるため、それにより、充電管理モジュールのいずれか１つは、各バッテリパックが１回の充電周期を完了するのに必要な時間の長さを取得し、各バッテリパックの劣化状態を決定し、充電および放電の安全性能を向上させることができる。

上記した各実施例に基づいて、本開示は、図６に示された電子機器２００をさらに提供し、前記電子機器２００は、上記の実施例のいずれか１つに記載の充電回路１００を含み得る。前記電子機器２００は、携帯電話端末およびタブレット端末などのスマート機器を含み得る。

当業者は、明細書を考慮して、本明細書に開示される発明を実施した後、本開示の他の実施形態を容易に想到し得るであろう。本出願は、本開示のあらゆる変形、応用または適応性変化を網羅することを意図し、これらの変形、応用または適応性変化は、本開示の普通の原理に準拠し、本開示によって開示されない本技術分野における公知知識または従来の技術的手段を含む。明細書と実施例は、例示としてのみ考慮され、本開示の真の範囲および思想は添付の特許請求の範囲によって示される。

本開示は、前述に既に説明し、図面に示した正確な構造に限定されるものではなく、その範囲から逸脱することなく様々な修正および変更を行うことができることを理解されたい。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。

Claims

充電回路であって、
インターフェースモジュールおよび複数の充電管理モジュールであって、前記複数の充電管理モジュールは、前記インターフェースモジュールに並列に接続されるように構成されるインターフェースモジュールおよび複数の充電管理モジュールと、
複数のバッテリパックであって、各バッテリパックは、１つのバッテリまたは互いに直列に接続された複数のバッテリを含み、前記複数のバッテリパックは、前記複数の充電管理モジュールに１つずつ直列に接続され、且つ前記複数のバッテリパックは並列に接続されるように構成される複数のバッテリパックとを含み、
前記複数の充電管理モジュール間は互いに電気的に接続され、前記複数の充電管理モジュール間の信号の相互作用を通じて、各前記バッテリパックに入力される充電電流を調整して、各前記バッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間が、他のバッテリパックに対応する最大充電電流の存在する期間と異なるようにすることを特徴とする、前記充電回路。
前記複数の充電管理モジュールは、メイン管理モジュールおよび補助管理モジュールを含み、前記メイン管理モジュールは、前記補助管理モジュールに電気的に接続され、
前記複数のバッテリパックは、前記メイン管理モジュールと直列に接続されたメインバッテリパックと、前記補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックとを含み、
前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックと前記補助バッテリパックの電圧に従って、前記メインバッテリパックに入力される充電電流を調整し、充電命令を補助管理モジュールに送信するように構成され、前記充電命令は、前記補助管理モジュールから対応する補助バッテリパックに出力される充電電流を調整するために使用されることを特徴とする、
請求項１に記載の充電回路。
前記メインバッテリパックと前記補助バッテリパックの電圧が両方とも第１のプリセットの値より低い場合、前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックをプリチャージし、前記メインバッテリパックが定電流充電段階に切り替えた場合、第１の充電命令を前記補助管理モジュールに送信し、前記第１の充電命令は、前記補助管理モジュールが前記補助バッテリパックをプリチャージするように指示するために使用されることを特徴とする、
請求項２に記載の充電回路。
前記メイン管理モジュールは、前記メインバッテリパックが定電圧充電段階に切り替えた後に、第２の充電命令を前記補助管理モジュールに送信し、前記第２の充電命令は、前記補助管理モジュールが前記補助バッテリパックを定電流充電するように指示するために使用されることを特徴とする、
請求項２に記載の充電回路。
前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、
前記メイン管理モジュールは、各前記補助管理モジュールに接続され、前記メイン管理モジュールは、前のレベルの前記補助管理モジュールに対応する補助バッテリパックの電圧に従って、次のレベルの前記補助管理モジュールに前記充電命令を送信することを特徴とする、
請求項２に記載の充電回路。
前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、前記メイン管理モジュールは、最も優先度の高い補助管理モジュールに電気的に接続され、且つ複数の補助管理モジュールは、前記優先度に従って順次に電気的に接続され、
前のレベルの補助管理モジュールは、前記前のレベルの補助管理モジュールに接続された補助バッテリパックの電圧に従って、第３の充電命令を次のレベルの補助管理モジュールに送信することを特徴とする、
請求項２に記載の充電回路。
前記充電回路が構成された電子機器は起動状態であり、且つ前記インターフェースモジュールが外部充電端子に接続された場合、前記メイン管理モジュールに接続されるバッテリパックは電力供給状態に切り替え、且つ前記メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、前記補助管理モジュールに接続されたバッテリパックは電力供給状態に切り替えることを特徴とする、
請求項２に記載の充電回路。
前記メイン管理モジュールおよび前記補助管理モジュールに接続されたバッテリパックが両方とも充電を完了した場合、前記複数のバッテリパックは一緒に電力を供給することを特徴とする、
請求項７に記載の充電回路。
前記複数の充電管理モジュールは、優先度に従って配列された複数の補助管理モジュールを含み、
前記メイン管理モジュールに接続されたバッテリパックの充電が完了した後、前記優先度に従って電力を供給するために使用されるバッテリパックを順次に決定し、且つ現在の優先度の補助管理モジュールに対応するバッテリパックの充電が完了した時、次の優先度の補助管理モジュールに対応するバッテリパックが電力を供給するように切り替えることを特徴とする、
請求項７に記載の充電回路。
前記複数の充電管理モジュールは、第１の充電管理モジュールおよび第２の充電管理モジュールを含み、前記複数のバッテリパックは、第１のバッテリパックおよび第２のバッテリパックを含み、前記第１のバッテリパックは、前記第２のバッテリパックに並列に接続され、
前記第１の充電管理モジュールは、前記第１のバッテリパックに直列に接続され、前記第２の充電管理モジュールは、前記第２のバッテリパックに直列に接続されることを特徴とする、
請求項１に記載の充電回路。
前記充電管理モジュールのいずれか１つは、各バッテリパックが1回の充電サイクルを完了する時間の長さに従って、各バッテリパックの劣化状態を決定することを特徴とする、
請求項１に記載の充電回路。
電子機器であって、
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の充電回路を含むことを特徴とする、前記電子機器。