JP2023535793A - 充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法 - Google Patents

Abstract

本出願は、充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法を開示する。充電装置は、電子デバイスを充電するように構成されており、第1のDCDC充電器と、第2のDCDC充電器と、第1のバッテリーと、充電端子とを含む。第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に第1のバッテリーを充電するように構成されており、第2のDCDC充電器に電力を供給するようにさらに構成されている。第2のDCDC充電器の入力端は、第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、第2のDCDC充電器の出力端は充電端子に接続されており、充電端子は電子デバイスの受信端子に接続するように構成されている。第2のDCDC充電器は、電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信し、充電パラメータが電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得される、ように構成されている。対応する充電電圧および対応する充電電流が充電パラメータに基づいて取得され、充電端子は、充電電圧および充電電流を出力するように制御される。充電装置は、電子デバイス内で発生する電力消費を削減し、第2のバッテリーの充電効率を改善することができる。

Description

本出願は、2020年7月27日に中国国家知識産権局に出願された、「充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法」と題された中国特許出願第202010733958．7号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は、端末デバイス技術の分野に関し、特に、充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法に関する。

チップ技術の発展に伴い、完全ワイヤレスステレオ（True Wireless Stereo、TWS）技術が、ブルートゥース（登録商標）ヘッドセット、例えばTWSヘッドセットの分野で広く使用されている。通常のヘッドセットと比較して、TWSヘッドセットの左右のイヤホンは、ケーブル接続なしで独立して動作することができる。

図1は、TWSヘッドセットの概略図である。

TWSヘッドセットは、左イヤホン101と、右イヤホン102と、充電ケース103とを含む。充電ケース103は、左イヤホン101と右イヤホン102とを充電するように構成されている。例えば、左イヤホン101が充電ケース103内に位置するとき、充電ケース103は、充電ケース103内部のバッテリーによって提供される電気エネルギーを左イヤホン101に伝達し、左イヤホン101内部に配置されたDCDC充電器が、充電ケース103内部のバッテリーによって提供された電気エネルギーを変換した後、左イヤホン101内部のバッテリーを充電する。

図2は、充電ケースとイヤホンとを含む充電システムの概略図である。

充電システムは、充電ケース103とイヤホン102とを含む。図から、充電器がイヤホン102内部に配置されていることが分かる。イヤホン102内部の充電器1038は、第2のバッテリー1037の電力に基づいて電気エネルギーを変換し、次いで第2のバッテリー1037を充電する。イヤホン内部の充電器1038は、電気エネルギーを変換するときに電力消費を発生させ、ゆえに、第2のバッテリー1037の充電効率が低下する。

前述の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態は、ヘッドセットで発生する電力消費を削減し、ヘッドセット内のバッテリーの充電効率を改善するための充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法を提供する。

第1の態様によれば、本出願は、第1のDCDC充電器と、第2のDCDC充電器と、第1のバッテリーと、充電端子とを含む、充電装置を提供する。第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に第1のバッテリーを充電することができ、さらに第2のDCDC充電器を直接充電することができる。充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、第2のDCDC充電器は、電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信する。充電パラメータは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて電子デバイス内部の第2のコントローラによって取得されてもよいし、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて充電装置内部の第1のコントローラによって取得されてもよい。充電パラメータを取得した後で、第2のDCDC充電器は、充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得しうる。第2のDCDC充電器はさらに、充電端子の出力電圧および出力電流を検出し、出力電圧を充電電圧と比較し、充電端子の出力電圧を徐々に調整することができるので、充電端子の出力電圧は充電電圧と一致したままである。同様に、充電端子の出力電流も徐々に調整されるので、充電端子の出力電流は充電電流と一致したままである。第2のDCDC充電器は、充電端子および受信端子を使用することによって、充電電圧および充電電流を電子デバイスに出力しうる。電子デバイスは、内部で再度電気エネルギー変換を行うことなく、充電電圧および充電電圧を使用することによって第2のバッテリーを直接充電する。これは、第2のバッテリーの充電効率を改善する。充電プロセスにおいて、充電パラメータは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得される。第2のバッテリーの電圧が変化する場合、充電パラメータも変化する。したがって、充電装置は、充電パラメータに基づいて、対応する充電電圧および対応する充電電圧を直接出力することができ、電子デバイスは電気エネルギー変換を行う必要がない。言い換えれば、レベル1のDCDC充電器が省略されるので、電子デバイスで発生する電力消費が削減され、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

好ましくは、充電装置は、第1のコントローラをさらに含む。異なる制御ポリシーにおいて、第1のコントローラは、異なる機能を有する。例えば、第1のコントローラは、電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信する。充電パラメータは第2のバッテリーに対応する充電電圧および充電電流を運ぶので、第2のDCDC充電器は、充電パラメータに基づいて第2のバッテリーの充電電圧および充電電流を解き明かすことができる。この場合、充電パラメータは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のコントローラによって取得されてもよい。

好ましくは、充電装置は、第1のコントローラをさらに含む。別の制御ポリシーでは、第1のコントローラは、電子デバイスによって送信された第2のバッテリーの電圧情報を受信し、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電パラメータを取得し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信する。充電パラメータは第2のバッテリーに対応する充電電圧および充電電流を運ぶので、第2のDCDC充電器は、充電パラメータに基づいて第2のバッテリーの充電電圧および充電電流を解き明かすことができる。この場合、充電パラメータは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第1のコントローラによって取得される。

好ましくは、例えば、電子デバイスがヘッドセットであり、充電装置が充電ケースである場合、充電ケースは、ヘッドセットが充電ベース内にあることを知る必要があり、ヘッドセットはまた、充電装置と電子デバイスとが接続状態にあることを確実にするために、ヘッドセットが充電ケース内に位置しているかどうかを検出することによってヘッドセットが充電ケース内にあることを知る必要もある。充電装置と電子デバイスの両方が所定位置にあるとき、電子デバイスは充電装置にハンドシェイク信号を送信する。電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信すると、充電装置は、電子デバイスが所定位置にあると決定しうる。具体的には、第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンを含む。電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信すると、第1のステートマシンは、電子デバイスが所定位置にあると決定し、電子デバイスが所定位置にあることを第1のコントローラに通知するので、電子デバイスが所定位置にあるかどうかを再度検出する必要はない。

好ましくは、充電装置は、充電装置が電子デバイスと適合すると決定するために、電子デバイスを充電する前にハンドシェイク信号を確認する必要がある。具体的には、第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンと復調モジュールとを含む。復調モジュールは、充電端子から、電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信し、ハンドシェイク信号を復調し、復調結果を第1のステートマシンに送信する。復調結果を受信した後で、復調結果に基づいてハンドシェイクが成功したと決定すると、第1のステートマシンは第1のコントローラにハンドシェイクが成功したことを通知する。充電装置と電子デバイスとの間のハンドシェイクが成功すると、充電装置と電子デバイスとは後続の通信モードに入ってもよく、第1のコントローラは、第2のバッテリーのものである、電子デバイスによって送信された電圧情報または充電パラメータを受信する。

好ましくは、第1のステートマシンが第1のコントローラにハンドシェイクが成功したことを通知することは、具体的には以下のとおりである。ハンドシェイクが成功したことを確認すると、第1のステートマシンは、第1のコントローラに割り込み信号を送信する。割り込み信号を検出すると、第1のコントローラは、後続の通信プロセスおよび充電プロセスに備えるために、ハンドシェイクが成功したと決定する。

好ましくは、充電プロセスにおいては、充電装置によって電子デバイスに出力される充電電圧および充電電流は、第2のバッテリーの充電パラメータに基づいて絶えず調整される必要がある。したがって、充電装置と電子デバイスとの間に接点端子が追加的に設けられない場合、通信プロセスと充電プロセスとの間の変換を完了し、充電パラメータに基づいて、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力するために、第2のDCDC充電器内に第1のスイッチモジュールおよびDCDC変換回路が配置される。具体的には、DCDC変換回路の入力端は第2のDCDC充電器の入力端として使用され、DCDC変換回路の出力端は第1のスイッチモジュールの第1端に接続されており、第1のスイッチモジュールの第2端は第2のDCDC充電器の出力端であり、第1のスイッチモジュールの第3端は、第1のコントローラの第1の通信インターフェースに接続されている。第1のコントローラが電子デバイスと通信するときに、第1のステートマシンは、充電端子を第1の通信インターフェースに接続するように第1のスイッチモジュールを制御するので、第1のコントローラは第2のコントローラと直接通信して、第2のバッテリーの充電パラメータまたは第2のバッテリーの電圧情報を取得することができる。電子デバイスを充電するときに、第2のDCDC充電器は、充電端子をDCDC変換回路の出力端に接続するように第1のスイッチモジュールを制御し、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて、電気エネルギー変換を行うようにDCDC変換回路を制御する。

好ましくは、第2のDCDC充電器の出力電圧が高いので、第2のDCDC充電器の出力ポートに並列に接続されたコンデンサ（図示せず）の電圧は高い。したがって、第1のスイッチモジュールが充電端子を第1の通信インターフェースに接続する前に、第1のステートマシンはDCDC変換回路の出力を無効にし、充電端子の電圧が第1の予め設定された閾値よりも低い場合、第1のスイッチモジュールは、第1のコントローラが焼損する可能性を低減させるために、充電端子を第1の通信インターフェースに接続するように制御される。

好ましくは、充電装置は、キャリア通信モジュールをさらに含む。第1のコントローラは、キャリア通信モジュールを使用することによって電子デバイスと通信し、第2のバッテリーの電圧情報または第2のバッテリーの充電パラメータを受信する。充電装置がキャリア通信モジュールを使用することによって電子デバイスと通信するとき、電子デバイスもまた、充電プロセスをオフにすることなく充電装置に第2のバッテリーの電圧情報または第2のバッテリーの充電パラメータを送信することができる。これは、第2のバッテリーの充電効率をさらに改善する。

好ましくは、第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンと復調モジュールとを含む。充電装置に第1のコントローラが配置されない場合、第1のステートマシンは、第1のコントローラによって実施される機能を実施することができる。充電装置と電子デバイスとの間でハンドシェイクが行われると、復調モジュールは、充電端子から、電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信し、ハンドシェイク信号を復調し、復調結果を第1のステートマシンに送信する。復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したことを確認した後、第1のステートマシンは、電子デバイスによって送信された第2のバッテリーの電圧情報または第2のバッテリーの充電パラメータを受信する。第1のステートマシンは、第2のバッテリーの電圧情報を受信すると、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて充電パラメータを取得するようにさらに構成されている。充電装置に第1のコントローラが配置されない場合、充電装置のサイズが縮小されることができる。

好ましくは、復調モジュールは、第2のDCDC充電器の第2端で電流信号を復調し、電流信号の復調結果を第1のステートマシンに送信する。第1のステートマシンは、電流信号の復調結果を予め設定されたパルス信号と比較し、比較結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したかどうかを決定する。例えば、復調結果が予め設定されたパルス信号と一致する場合、ハンドシェイクが成功したことが確認される。

好ましくは、充電装置は、DCDC変換回路をさらに含む。DCDC変換回路の入力端は第2のDCDC充電器の入力端であり、DCDC変換回路の出力端は充電端子に接続されている。第1のステートマシンは、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて、電気エネルギー変換を行うようにDCDC変換回路を制御する。DCDC変換回路は、DCDC変換回路の出力電圧を充電電圧と一致するよう絶えず調整し、出力電流を充電電流と一致するよう絶えず調整するために、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて、出力電圧および出力電流を調整する。

第2の態様によれば、本出願は、第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを含む、電子デバイスを提供する。充電経路は充電器ではない。充電経路は、単純なインピーダンス変換機能を有する。充電経路の第1端は受信端子に接続されており、充電経路の第2端は第2のバッテリーに接続されており、受信端子は、充電装置の充電端子に接続するように構成されている。第2のコントローラは、充電装置に充電パラメータを送信するので、充電装置は、充電パラメータに基づいて充電電圧および充電電流を取得する。電子デバイスによって送信された充電パラメータに基づいて充電電圧および充電電流を取得した後、充電装置は、充電端子に充電電圧および充電電流を出力し、受信端子は、充電端子の出力電圧および出力電流を受信した後で第2のバッテリーを充電し、出力電圧は、第2のバッテリーの充電電圧と一致するかまたは倍数関係を有し、出力電流は、第2のバッテリーの充電電流と一致する。出力電圧が第2のバッテリーの充電電圧と一致する場合、充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、第2のコントローラは、第2のバッテリーの電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定したときに、バイパス状態で動作して第2のバッテリーを充電するように充電経路を制御し、充電経路がバイパス状態で動作するとき、充電経路のインピーダンスは最小であり、充電経路は導線とほぼ同等である、ように構成される。第2のバッテリーの出力電圧と充電電圧との間に倍数関係がある場合、電圧調整を実施するように、スイッチトキャパシタコンバータが電圧変換を行うために充電経路内に追加的に配置される必要があり、スイッチトキャパシタコンバータは第2のバッテリーの充電効率を改善する。充電装置内部で閉ループ制御が行われるので、出力電圧は、第2のバッテリーの充電電圧と一致するかまたは倍数関係を有し、出力電流は、第2のバッテリーの充電電流と一致する。電子デバイスにDCDC充電器を配置する必要なく充電電圧および充電電流を使用することによって第2のバッテリーが充電されることができるので、電子デバイス内で発生する電力消費が削減され、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

好ましくは、第2のコントローラは第2のバッテリーの電圧情報を充電装置に送信して、充電装置が第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電パラメータを取得するようにする、ように構成されている。言い換えれば、第2のコントローラは充電装置に第2のバッテリーの電圧情報のみを送信し、充電パラメータは、充電装置内部の第1のコントローラまたは第1のステートマシンによって取得される。

好ましくは、充電経路は、第2のスイッチモジュールを含む。第2のスイッチモジュールの第1端は充電経路の第1端として使用され、第2のスイッチモジュールの第2端は、充電経路の第2端として使用される。第2のスイッチモジュールのインピーダンスは調整可能である。第2のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電フェーズを取得し、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズである場合、第2のスイッチモジュールのインピーダンスを最小になるように制御して、充電経路のインピーダンスが最小になるようにし、充電フェーズがトリクル充電フェーズである場合、第2のスイッチモジュールのインピーダンスを最大になるように制御して、充電経路のインピーダンスが最大になるようにする、ように構成されている。

好ましくは、第2のスイッチモジュールは、直列に接続された2つのMOSトランジスタ、例えば、第1のMOSトランジスタおよび第2のMOSトランジスタを使用することによって実施されてもよい。第1のMOSトランジスタの逆並列ダイオードと第2のMOSトランジスタの逆並列ダイオードとは反対方向を有する。さらに、第2のコントローラは、MOSトランジスタのオン／オフ状態を調整することによって、充電経路のインピーダンスを調整することができる。

好ましくは、第2のスイッチモジュールは、第3のMOSトランジスタをさらに含む。第3のMOSトランジスタは、直列に接続された2つのMOSトランジスタの両端に並列に接続されている。充電フェーズが定電流充電フェーズである場合、第2のコントローラは、第3のMOSトランジスタをオンになるように制御するので、直列に接続された第1のMOSトランジスタと第2のMOSトランジスタとは、充電経路のインピーダンスを最小化するようにバイパスされる。

好ましくは、充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータをさらに含み、スイッチトキャパシタコンバータは、第2のスイッチモジュールに直列に接続されており、スイッチトキャパシタコンバータは、スイッチトキャパシタコンバータに入力された電圧を昇圧し、次いで昇圧電圧を出力して、電圧調整が実施されることができ、第2のバッテリーの充電電圧が増加されることができ、第2のバッテリーの充電効率が改善されることができるようにする、ように構成されている。

好ましくは、充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータと、安全スイッチと、第2のスイッチモジュールとを含む。スイッチトキャパシタコンバータの第1端は受信端子に接続されており、安全スイッチの第1端はスイッチトキャパシタコンバータの第1端に接続されており、スイッチトキャパシタコンバータの第1端は第2のバッテリーに接続されている。安全スイッチの第2端は第2のスイッチモジュールの第1端に接続されており、第2のスイッチモジュールの第2端は第2のバッテリーに接続されている。第2のスイッチモジュールのインピーダンスは調整可能であるので、異なる充電フェーズにおいて充電経路のインピーダンスに対する制御が制御されることができる。第2のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電フェーズを取得し、異なる充電フェーズにおいて、スイッチトキャパシタコンバータと第2のスイッチモジュールとを異なる状態で動作するように制御する。充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズである場合、安全スイッチをオフになるように制御し、スイッチトキャパシタコンバータをバイパス状態で動作するように制御し、充電フェーズが別の充電フェーズである場合、安全スイッチをオンになるように制御する。定電圧充電フェーズおよび定電流充電フェーズにおける第2のバッテリーの充電効率を改善することに加えて、別の充電フェーズにおける第2のバッテリーの充電効率も改善されることができる。

好ましくは、電子デバイスは、第2のステートマシンと変調モジュールとをさらに含む。第2のステートマシンは、ハンドシェイク信号を変調し、変調されたハンドシェイク信号を受信端子に送信するように変調モジュールを制御するように構成されているので、充電装置はハンドシェイク信号を受信して、ハンドシェイクが成功したかどうかを確認する。ハンドシェイクが成功したと決定されると、第2のステートマシンは、電子デバイスが充電装置と適合すると決定し、第2のコントローラに充電装置と通信するよう通知することができるので、第2のコントローラは、充電装置に第2のバッテリーの電圧情報または第2のバッテリーの充電パラメータを送信し、充電装置は、電圧情報または充電パラメータに基づいて電子デバイスに、第2のバッテリーを充電するために第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を提供することができる。

好ましくは、電子デバイスは、第3のスイッチモジュールをさらに含む。第3のスイッチモジュールの第1端は受信端子に接続されており、第3のスイッチモジュールの第2端は、充電経路の第1端に接続されており、第3のスイッチモジュールの第3端は、第2のコントローラの第2の通信インターフェースに接続されている。第2のコントローラが充電装置と通信するとき、第2のステートマシンは、受信端子を第2のコントローラの第2の通信インターフェースに接続するように第3のスイッチモジュールを制御するので、第2のコントローラは、充電装置内部の第1のコントローラと通信する。充電装置が第2のバッテリーを充電するとき、第2のステートマシンは、受信端子を充電経路の第1端に接続するように第3のスイッチモジュールを制御するので、充電装置は電子デバイスを充電する。

好ましくは、ハンドシェイク信号が送信された後で、第2のステートマシンは、受信端子の電圧が第2の予め設定された閾値よりも低いことを検出したときにハンドシェイクが成功したことを確認する。

好ましくは、電子デバイスは、キャリア通信モジュールをさらに含む。第2のコントローラがキャリア通信モジュールを使用することによって充電装置と通信する、例えば、第2のバッテリーの電圧情報を送信するか、または第2のバッテリーの充電パラメータを充電装置に送信するときに、通信プロセスにおいて充電プロセスをオフにすることなく通信と充電の両方が実施されることができる。この場合、第2のバッテリーを充電する時間が短縮され、充電効率がさらに改善される。

好ましくは、電子デバイスは、
ブルートゥースヘッドセット、バンド、および時計
のうちのいずれか1つである。

第3の態様によれば、本出願は、第1の態様に記載される任意の充電装置と、第2の態様に記載される任意の電子デバイスとを含む充電システムを提供し、充電装置は電子デバイスを充電するように構成されている。

好ましくは、充電装置の2つの充電端子があり、電子デバイスの2つの受信端子がある。

第4の態様によれば、本出願は、充電装置を適用する充電方法を提供する。充電装置は、第1のDCDC充電器と、第1のバッテリーと、第2のDCDC充電器と、充電端子とを含む。第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に第1のバッテリーを充電するように構成されており、第2のDCDC充電器に電力を供給するようにさらに構成されている。第2のDCDC充電器の入力端は、第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、第2のDCDC充電器の出力端は、電子デバイスの充電端子に接続されており、充電端子は、電子デバイスの受信端子に接続するように構成されている。方法は、
電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信するステップであって、充電パラメータが、電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得される、ステップと、
充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得するステップと、
充電端子の出力電圧および出力電流を検出するステップと、
充電電圧を出力するように充電端子を制御し、充電電流を出力するように充電端子を制御するステップと
を含む。

第5の態様によれば、本出願は、電子デバイスに適用される、充電方法を提供する。電子デバイスは、第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを含む。受信端子は、充電装置の充電端子に接続するように構成されており、充電経路の第1端は受信端子に接続されており、充電経路の第2端は第2のバッテリーに接続されている。方法は、
充電端子の出力電圧および出力電流を受信するステップであって、出力電圧が、第2のバッテリーの充電電圧と一致するかまたは予め設定された倍数関係を有し、出力電流が、第2のバッテリーの充電電流と一致し、出力電圧と出力電流の両方が、電子デバイスによって送信された充電パラメータに基づいて充電装置によって取得される、ステップと、
第2のバッテリーの電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定されたときに、バイパス状態で動作して第2のバッテリーを充電するように充電経路を制御するステップと
を含む。

本出願の実施形態、少なくとも以下の利点を有する。

本出願の一実施形態は、充電システムを提供する。充電システムは、充電装置と、電子デバイスとを含む。充電装置は、電子デバイスを充電するように構成されている。充電プロセスにおいて電子デバイスで発生する電力消費を削減するために、充電装置は内部で改善されているので、充電装置内の第2のDCDC充電器は、電子デバイスのバッテリーを直接充電して、電子デバイスのバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接提供することができる。

具体的には、充電装置は、第1のバッテリーと、第1のDCDC充電器と、第2のDCDC充電器と、充電端子とを含む。電子デバイスは、第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを含む。第2のDCDC充電器の入力端は、第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧に接続するように構成されており、第2のDCDC充電器の出力端は充電端子に接続されている。第2のDCDC充電器は、充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得し、充電端子の出力電圧および出力電流を検出し、出力電圧を充電電圧と比較し、電圧比較結果に基づいて、充電端子の出力電圧を充電電圧と一致するように制御し、出力電流を充電電流と比較し、電流比較結果に基づいて、出力電流を充電電流と一致するように制御する。充電装置が電子デバイスに接続されているとき、充電端子と受信端子も接続状態にある。したがって、第2のDCDC充電器は、充電端子および受信端子を使用することによって充電電圧および充電電流を電子デバイスに出力しうる。電子デバイスは、内部で再度電気エネルギー変換を行うことなく、充電電圧および充電電流を使用することによって第2のバッテリーを直接充電する。したがって、第2のバッテリーの充電効率が改善されることができる。

充電パラメータは第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得されるので、すなわち、第2のバッテリーの電圧が変化すると、充電パラメータはそれに応じて変化し、充電装置は、電子デバイスを充電するために充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を出力してもよく、言い換えれば、電子デバイスは電気エネルギー変換を行う必要がない。電子デバイスではレベル1のDCDC充電器が省略されるので、電子デバイスで発生する電力消費が削減され、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

TWSヘッドセットの概略図である。 充電ケースとイヤホンとを含む充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの概略図である。 本出願の一実施形態による別の充電装置および電子デバイスの概略図である。 本出願の一実施形態による充電ケースの充電の概略図である。 本出願の一実施形態による充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による準備フェーズにある充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による充電システムの初期状態の概略図である。 本出願の一実施形態による充電システムの準備フェーズの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による準備フェーズにあるさらに別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による電子デバイスの予備充電の概略図である。 本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の変調の概略図である。 本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の変調の概略図である。 本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の復調の概略図である。 本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の復調の概略図である。 本出願の一実施形態による、ハンドシェイクが成功した後の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による通信状態にある充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの準備フェーズの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による充電システムの充電フェーズの概略図である。 本出願の一実施形態による充電経路の概略図である。 出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。 本出願の一実施形態による第2のスイッチモジュールの概略図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の第2のスイッチモジュールの概略図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。 本出願の一実施形態による別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態によるパルス信号の波形図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態による別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。 本出願の一実施形態による別の充電システムの概略図である。 本出願の一実施形態によるパルス信号の波形図である。 本出願の一実施形態による特徴文字列内のビット数の概略図である。

以下は、本出願の実施形態の添付の図面を参照して本出願の実施形態の技術的解決策を説明している。説明される実施形態は、本出願の実施形態のすべてではなく一部にすぎないことは明らかである。

以下の「第1の」、「第2の」などという用語は単に説明の目的を意図されており、相対的重要度の指示もしくは示唆、または示された技術的特性の数量の暗黙的な指示として理解されるものではない。したがって、「第1の」または「第2の」によって限定される特徴は、1つまたは複数の特徴を明示的または暗示的に含む場合がある。本出願の説明では、別段の記載がない限り、「複数の」は、2つまたは3つ以上を意味する。

加えて、本出願では、「上へ」や「下へ」などの向きの用語は、関連する添付の図面における図式的に配置された構成要素の向きを含みうるが、これらに限定されない。これらの向きの用語は、相対的な概念でありうることを理解されたい。向きの用語は、関連する説明および明確化のために使用されており、添付の図面において構成要素が配置されている向きの変化に基づいて対応して変化しうる。

本出願では、特に明示的に指定および限定されない限り、「接続」という用語は広義に理解されるべきであることに留意されたい。例えば、「接続」は、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、一体接続であってもよく、直接接続であってもよいし、媒体を使用することによって実施される間接接続であってもよい。加えて、「結合」という用語は、信号送信のための電気的接続を実施する方式であってもよい。「結合」は、直接的な電気的接続であってもよいし、中間媒体を使用することによる間接的な電気的接続であってもよい。

充電装置のタイプは、本出願のこの実施形態では特に限定されない。充電装置は、充電クレードルであってもよいし、充電ケースであってもよい。

電子デバイスのタイプは、本出願のこの実施形態では特に限定されない。電子デバイスは、ヘッドセット、スマートウォッチ、スマートバンドなどであってもよい。

図3は、本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの概略図である。

例えば、充電装置が充電クレードルである場合、電子デバイスはスマートバンドであってもよい。図示されるように、充電クレードルは、第1の充電端子202Aと第2の充電端子202Bとを含み、スマートバンドは、第1の受信端子201Aと第2の受信端子201Bとを含む。この実施形態では、充電端子の数は特に限定されず、受信端子の数は特に限定されない。一般に、充電端子の数は受信端子の数に等しく、例えば2または3である。この実施形態では、2つの充電端子と2つの受信端子とがある例のみが説明に使用されている。加えて、充電装置および電子デバイスは、さらに無線充電されてもよい。

充電端子および受信端子のタイプは、本出願では限定されない。例えば、充電端子は、USBインターフェース、pogopin、金属エラストマーであってもよいし、別の導電性材料で作られていてもよい。当然ながら、受信端子は、代替的に、USBインターフェース、pogopin、金属エラストマーであってもよいし、別の導電性材料で作られていてもよい。

スマートバンドが充電される必要があるとき、スマートバンドは充電クレードル上に置かれるので、第1の充電端子202Aは第1の受信端子201Aに接続され、第2の充電端子202Bは第2の受信端子201Bに接続される。さらに、充電クレードルはスマートバンドに電気エネルギーを伝達してスマートバンドを充電しうる。

図4は、本出願の一実施形態による別の充電装置および電子デバイスの概略図である。

充電装置が充電ケースである場合、電子デバイスはヘッドセットであってもよく、ヘッドセットは左イヤホンと右イヤホンとを含む。ヘッドセットが充電される必要があるとき、ヘッドセットが充電ケースに置かれた後、充電ケースの充電端子301がヘッドセットの受信端子302に接続され、次いで、充電ケースはヘッドセットに電気エネルギーを伝達してヘッドセットを充電しうる。

説明を容易にするために、以下は、充電装置が充電ケースである例と、電子デバイスがヘッドセットである例とを使用することによって、充電装置によって電子デバイスを充電する動作原理を説明する。

図5は、本出願の一実施形態による充電ケースの充電の概略図である。

充電インターフェース（図示せず）は、充電ケース401上に配置されている。充電ケース401は、充電インターフェースを使用することによってアダプタ402に接続されうる。アダプタ402が電源に接続された後、充電ケース401は充電されうるので、充電ケース内のバッテリーは特定量の電力を有する。したがって、充電ケース401がアダプタ402から切断されると、充電ケース401は、イヤホン403に、充電ケース内のバッテリーによって提供される電気エネルギーを伝達しうる。

加えて、充電ケース401は無線充電方式でさらに無線充電されてもよいので、アダプタ402は充電ケース401に直接接続される必要がない。アダプタ402は、充電ケース401に適合する無線充電デバイス（例えば、無線充電クレードル）に接続されてもよく、無線充電デバイスを使用することによって充電ケース401を無線充電する。

図2を参照すると、充電ケース103がイヤホン103を充電するプロセスにおいて、第1のコントローラ1031は、第1のバッテリー1033によって提供される電気エネルギーを変換するように第1のDCDC充電器1032を制御し、次いで、第1の充電端子1034を使用することによって変換された電気エネルギーをイヤホン102に提供する。イヤホン102が第1の受信端子1035を使用することによって電気エネルギーを受け取った後、第2のコントローラ1036は、受け取られた電気エネルギーを変換して第2のバッテリー1037を充電するように充電器1038を制御する。

しかしながら、充電器1038がイヤホン102内に配置された後、イヤホン102を充電するときに、イヤホン102内の充電器1038は、充電ケース103によって提供された電気エネルギーを変換し、次いで、変換された電気エネルギーを第2のバッテリー1037に提供する必要がある。充電器1038が電気エネルギー変換を行うプロセスにおいて、回路に電力消費が発生する。ゆえに、イヤホン102が熱くなり、第2のバッテリーの充電効率が低下する。

前述の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態は、充電装置、電子デバイス、充電システム、および充電方法を提供する。理解を容易にするために、充電装置の実施態様と電子デバイスの実装形態とが以下の説明のために充電システムに統合されており、充電装置と電子デバイスとは別々に説明されない。充電システムは、充電装置と、電子デバイスとを含む。充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、充電装置は、充電パラメータに基づいて電子デバイスに対して、充電パラメータに対応する充電電圧および充電電流を直接出力しうる。充電パラメータは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得され、第2のバッテリーの電圧に関連し、第2のバッテリーの電圧の変化に伴って変化する。電子デバイスはもはやDCDC充電器を含まない。したがって、本出願の実施形態で提供される充電システムでは、電気エネルギー変換のために電子デバイス内にレベル1の充電器が設けられないので、電子デバイス内で発生する電力消費が削減され、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

本出願の実施形態で提供される技術的解決策を当業者により良く理解させるために、以下は、添付の図面を参照して、本出願の実施形態で提供される技術的解決策を説明する。

当業者による理解を容易にするために、以下は、システム実施形態を直接説明し、すなわち、システムは、充電装置と電子デバイスとを含む。充電装置および電子デバイスの具体的な実施態様および動作原理が、説明のために組み合わされている。

システム実施形態1
図6は、本出願の一実施形態による充電システムの概略図である。

充電システムは、充電装置601と、電子デバイス602とを含む。

充電装置601は、電子デバイス602を充電するように構成されている。

充電装置601は、第1のDCDC充電器6012と、充電端子6013と、第1のバッテリー6014と、第2のDCDC充電器6017とを含む。

第1のDCDC充電器6012は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に第1のバッテリー6014を充電するように構成されており、第2のDCDC充電器6017に電力を供給するようにさらに構成されている。

第2のDCDC充電器6017の入力端は、第1のDCDC充電器6012によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、第2のDCDC充電器6017の出力端は充電端子に接続されており、充電端子は電子デバイスの受信端子に接続するように構成されている。

第2のDCDC充電器6017は、電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信し、充電パラメータが電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得され、充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得し、充電電圧を出力するように充電端子を制御し、充電電流を出力するように充電端子を制御する、ように構成されている。

充電パラメータは、第2のバッテリーの電流電圧、バッテリー温度、充電状態SOC、サイクル数（バッテリー寿命）、および経路インピーダンス電圧降下情報のうちの1つまたは複数を含みうる。充電装置は、主に充電パラメータを使用することによって、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を取得しうる。

具体的には、充電端子の出力電圧および出力電流が検出されてもよく、出力電圧は充電電圧と比較され、充電端子の出力電圧は、電圧比較結果に基づいて、充電電圧と一致するように制御され、出力電流は充電電流と比較され、出力電流は、電流比較結果に基づいて、充電電流と一致するように制御される。

すなわち、第2のDCDC充電器6017は、電流ループ制御と電圧ループ制御の両方を有し、充電パラメータに基づいて閉ループ方式で出力電圧および出力電流を制御しうるので、出力電圧および出力電流は第2のバッテリーの充電要件を満たす。

電子デバイス602は、第2のコントローラ6021と、充電経路6022と、受信端子6023と、第2のバッテリー6024とを有する。

受信端子6023は、充電装置の充電端子に接続するように構成されている。受信端子は、充電端子の出力電圧および出力電流を受信するように構成されている。出力電圧は第2のバッテリーの充電電圧と一致し、出力電流は第2のバッテリーの充電電流と一致する。出力電圧と出力電流の両方が、電子デバイスによって送信された充電パラメータに基づいて充電装置によって取得される。

充電経路6022の第1端は受信端子に接続されており、充電経路6022の第2端は第2のバッテリーに接続されている。

第2のコントローラ6017は、第2のバッテリーの電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定されたときに、バイパス状態で動作して第2のバッテリーを充電するように充電経路を制御するように構成されている。

充電経路6022は、単純なインピーダンス変換機能を有する。

充電装置601の電力が不十分である、すなわち、第1のバッテリー6014の電力が不十分であるとき、アダプタ6018を使用することによって第1のバッテリー6014を充電するために、第1のDCDC充電器6012の入力端はアダプタ6018に接続するように構成されており、第1のDCDC充電器6012の第1端は第1のバッテリー6014に接続するように構成されている。第1のDCDC充電器6012は、アダプタ6018によって提供された電気エネルギーを変換し、次いで、変換された電気エネルギーを第1のバッテリー6014に提供して、第1のバッテリー6014を充電してもよい。

加えて、第1のバッテリー6014は、代替的に、充電装置601の十分な電力を確保するために、別の無線充電方式で充電されてもよい。充電装置601が電子デバイス602を充電するとき、第1のDCDC充電器6012の第1端は第1のバッテリー6014に接続するように構成されており、第1のDCDC充電器6012の第2端は第1のDCDC充電器6017の入力端に接続するように構成されているので、第1のバッテリー6014の電気エネルギーを変換した後に第1のDCDC充電器6012によって出力される直流電流が第2のDCDC充電器6017の入力端に供給される。第2のDCDC充電器の出力端は充電端子6013に接続されており、充電端子6013は電子デバイス602の受信端子6023に接続するように構成されている。受信端子6023は、充電経路6022の第1端に接続するように構成されており、充電経路6022の第2端は、第2のバッテリー6024に接続されている。第2のDCDC充電器6017は、電子デバイス602の第2のバッテリー6024の充電パラメータに基づいて電気エネルギーを変換するように構成されているので、充電端子6013は、充電パラメータに対応する充電電圧および充電電流を出力し、充電パラメータは、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて取得され、充電パラメータは充電電圧および充電電流を運ぶ。

充電装置601が電子デバイス602を充電するプロセスにおいて、充電装置601の充電端子6013は、電子デバイス602の受信端子6023に接続される。したがって、第2のDCDC充電器6017が充電端子6013に第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を送信した後、受信端子6023は、第2のバッテリー6024によって必要とされ、充電端子6013によって送信される充電電圧および充電電流を受信するように構成される。

充電経路6022の第1端は受信端子6023に接続されているので、充電経路6022の第2端は第2のバッテリー6024に接続されている。充電端子6013によって送信された充電電圧および充電電流を受信した後、受信端子6023は、第2のバッテリー6024を直接充電してもよい。

第2のバッテリー6024を充電するプロセスにおいて、第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定したときに、充電経路6022をバイパス状態で動作するように制御するように構成されている。充電経路6022がバイパス状態で動作するとき、バイパス状態は、充電経路6022のインピーダンスが最小化されることを意味するので、受信端子6023は、第2のバッテリー6024に直接接続されて、第2のバッテリー6024を直接充電する。例えば、充電経路がスイッチングトランジスタを含む場合、バイパス状態は、スイッチングトランジスタの最大開放、すなわち全開状態に対応する。充電経路がバイパス状態で動作する場合、バイパス状態はバイパス充電モードに対応する。

充電端子によって受信端子に送信された出力電圧は、第2のバッテリーの充電電圧と一致することに留意されたい。一貫性は、出力電圧が第2のバッテリーの充電電圧と同じであることを意味しない。言い換えれば、出力電圧は、第2のバッテリーの充電電圧に対応するが、充電電圧と同じではない。充電経路に損失があるので、電圧降下が発生する。一般に、電圧降下が150mv未満である場合、受信端子に送信される出力電圧は第2のバッテリーの充電電圧と一致するとみなされる。本明細書は、経路上にインピーダンスが存在するので電圧降下は不可避であると説明する。一般に、電圧降下は150mv未満でありうる。倍数は、2：1、3：1、4：1などであってもよく、具体的な値は、スイッチトキャパシタコンバータに依存する。

図6におけるVsysは、ヘッドセット内にあり、第2のバッテリー6024を使用することによって電力を第2のコントローラ6021に供給するポートを表す。以下の図におけるVsysは同じ意味を有し、詳細は再度説明されない。

図6に示される充電装置601におけるVbatは、第1のDCDC充電器が第1のバッテリーに接続されるポートを表し、電子デバイス602におけるVbatは、第2のバッテリーが充電経路に接続されるポートを表す。以下の充電装置におけるVbatの意味は、電子デバイス端子におけるVbatの意味と同じであり、詳細は再度説明されない。

図6におけるVsysは、ヘッドセット内にあり、第2のバッテリー6024を使用することによって電力を第2のコントローラ6021に供給するポートを表す。以下の図におけるVsysは同じ意味を有し、詳細は再度説明されない。同様に、図6の充電装置側のVbatは、第1のDCDC充電器6012が第1のバッテリー6014に接続されるポートを表し、ヘッドセット側のVbatは、充電経路が第2のバッテリーに接続されるポートを表す。以下の図におけるVbatは同じ意味を有し、詳細は再度説明されない。

図2に示される充電システムと比較して、本出願のこの実施形態における図6に提供される充電システムでは、充電システムの充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、充電装置は、電子デバイス内の第2のバッテリーの充電パラメータに基づいて充電電圧および充電電流を取得することができる。さらに、充電装置の第2のDCDC充電器は、充電パラメータに基づいて電気エネルギーを変換し、充電パラメータに対応する充電電圧および充電電流を出力して、第2のバッテリーを充電してもよい。電子デバイスは電気エネルギーを再度変換する必要がないので、レベル1の充電器が節約され、充電器によって行われる電気エネルギー変換によって引き起こされる電力消費が削減される。したがって、本出願のこの実施形態で提供される充電システムによれば、電子デバイス内で発生する電力消費が削減されることができ、第2のバッテリーの充電効率が改善されることができる。

前述の実施形態は、充電システムの動作原理を説明している。以下は、充電システムの動作手順を詳細に説明する。

システム実施形態2
図7は、本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。

充電システム内の充電装置601は、第1のコントローラ6011をさらに含む。

異なる制御ポリシーにおいて、第1のコントローラ6011は異なる機能を有する。以下は、2つのポリシーを説明する。

ポリシー1：第2のバッテリー6024の充電パラメータが第2のコントローラ6021によって取得される。

第1のコントローラ6011は、電子デバイスの第2のコントローラ6021によって送信された充電パラメータを受信し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信し、充電パラメータが、第2のバッテリーに対応する充電電圧および充電電流を運ぶ、ように構成されている。

具体的には、第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の電圧情報を検出した後、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを取得し、充電パラメータを第1のコントローラ6011に送信しうる。

第1のコントローラ6011は、電子デバイス602によって送信された充電パラメータを受信し、充電パラメータを第2のDCDC充電器6017に送信する、ように構成されている。

第2のDCDC充電器6017が充電パラメータを受信した後、第2のDCDC充電器6017は充電パラメータに基づいて電気エネルギーを変換しうるので、充電端子は充電パラメータに対応する出力電圧および出力電流を出力する。したがって、第2のDCDC充電器6017は、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を電子デバイス602に直接提供することができる。

ポリシー2：第2のバッテリー6024の充電パラメータが第1のコントローラ6011によって取得される。

第1のコントローラ6011は、電子デバイスによって送信された第2のバッテリーの電圧情報を受信し、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電パラメータを取得し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信し、充電パラメータが、第2のバッテリーに対応する充電電圧および充電電流を運ぶ、ように構成されている。

具体的には、第1のコントローラ6011は、電子デバイス602によって送信された第2のバッテリー6024の電圧情報を受信し、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて対応する充電パラメータを取得し、充電パラメータを第2のDCDC充電器6017に送信する、ように構成されている。

同様に、第2のDCDC充電器6017は、充電パラメータを受信した後、電気エネルギーを変換して、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を電子デバイス602に提供してもよい。

前述の実施形態で説明された第1のコントローラ6011と第2のコントローラ6021の両方が、I／Oインターフェースを各々有する。緊急事態が発生したとき、充電プロセスはI／Oインターフェースを使用することによって迅速に中断されることができる。説明を容易にするために、第1のコントローラ6011のI／Oインターフェースおよび第2のコントローラ6021のI／Oインターフェースは、以下の実施形態では詳細に説明されない。

説明を容易にするために、前述のポリシー2が充電システムの動作手順を説明するための例として使用される。

当業者による理解を容易にするために、以下は、2つのフェーズにおける充電システムの動作手順を説明する。2つのフェーズは、準備フェーズおよび充電フェーズを含む。

実施形態2は、充電システムの準備フェーズを説明する。充電システムの充電フェーズは、後続の実施形態3で詳細に説明される。

以下は、充電システムの準備フェーズを説明する。

図8は、本出願の一実施形態による準備フェーズにある充電システムの概略図である。

充電装置601の第2のDCDC充電器6017は、DCDC変換回路801と、第1のスイッチモジュールS1とを含む。DCDC変換回路801は、電圧比較結果に基づいて出力電圧を調整し、電流比較結果に基づいて出力電流を調整するように構成されている。

DCDC変換回路801の入力端は第2のDCDC充電器6017の入力端であり、DCDC変換回路801の出力端は第1のスイッチモジュールS1の第1端に接続されており、第1のスイッチモジュールS1の第2端は第2のDCDC充電器6017の出力端であり、第1のスイッチモジュールS1の第3端は第1のコントローラ6011の第1の通信インターフェースUARTに接続されている。

電子デバイス602は、第3のスイッチモジュールS2をさらに含む。

第3のスイッチモジュールS2の第1端は受信端子6023に接続されており、第3のスイッチモジュールS2の第2端は充電経路6022の第1端に接続されており、第3のスイッチモジュールS2の第3端は第2のコントローラ6021の第2の通信インターフェースUARTに接続されている。

図から、第1のスイッチモジュールS1の初期状態は、第1のスイッチモジュールS1の第3端と第2端とが接続されていること、すなわち、第1の通信インターフェースUARTと充電端子6013とが接続状態にあり、第1のスイッチモジュールS1が通信モードで動作することでありうることが分かる。代替的に、第1のスイッチモジュールS1の初期状態は、第1のスイッチモジュールS1の第1端と第2端とが接続されていること、すなわち、DCDC変換回路801の出力端と充電端子6013とが接続状態にあり、第1のスイッチモジュールS1が充電モードで動作することであってもよい。

同様に、第3のスイッチモジュールS2の初期状態は、第3のスイッチモジュールS2の第1端と第2端とが接続されていること、すなわち、充電経路6023の第1端と受信端子6023とが接続状態にあり、第3のスイッチモジュールS2が充電モードで動作することであってもよい。代替的に、第3のスイッチモジュールS2の初期状態は、第3のスイッチモジュールS2の第1端と第3端とが接続されていること、すなわち、第2の通信インターフェースUARTと充電端子6023とが接続状態にあり、第3のスイッチモジュールS2が通信モードで動作することであってもよい。代替的に、第3のスイッチモジュールS2の初期状態は、高インピーダンス状態、すなわち、第3のスイッチモジュールS2の第2端も第3端も第3のスイッチモジュールS2の第1端に接続されていないことであってもよい。

充電システムの準備フェーズでは、充電システムの動作プロセスは、第1のスイッチモジュールS1の初期状態によって変化し、充電システムの動作プロセスは、第3のスイッチモジュールS2の初期状態によって変化する。言い換えれば、充電システムの動作プロセスは、第1のスイッチモジュールS1の初期状態および第3のスイッチモジュールS2の初期状態によって変化する。

当業者による理解を容易にするために、以下は、2つの異なる事例における充電システムの動作手順を詳細に説明する。

第1の事例は、第1のスイッチモジュールS1の初期状態は、第1のスイッチモジュールS1の第1端と第2端とが接続されていることであり、第3のスイッチモジュールS2の初期状態は、高インピーダンス状態である、というものである。

図9は、本出願の一実施形態による充電システムの初期状態の概略図である。

図から、充電装置601では、第1のスイッチモジュールS1は充電モードで動作し、DCDC変換回路801の出力端は第1のスイッチモジュールS1を使用することによって充電端子6013に接続されており、第1のコントローラ6011の第1の通信インターフェースUARTと充電端子6013とは切断状態にある、すなわち、第1のスイッチモジュールS1の第1端と第2端とが接続されていることが分かる。

電子デバイス602では、第3のスイッチモジュールS2は高インピーダンス状態にあり、すなわち、受信端子6023と充電経路とは切断状態にあり、受信端子6023と第2のコントローラ6021とは切断状態にある。

以下は、充電システムの動作手順を詳細に説明するために、例として図9に示される初期状態を使用する。

図10は、本出願の一実施形態による充電システムの準備フェーズの動作フローチャートである。

充電システムの準備フェーズの動作プロセスは、以下のステップを含む。

ステップ1001：電子デバイスが所定位置にあることを検出すると、充電装置は電子デバイスに予め設定された電圧を出力する。

電子デバイスが充電される必要がある場合、電子デバイスは充電装置に接続される必要がある。図5が例として使用される。充電装置は充電ケース401であり、電子デバイスはイヤホン403である。イヤホン403が充電される必要がある場合、充電ケース401が開けられる場合があり、その場合イヤホン403は充電ケース401に入れられ、その結果イヤホン403は充電される。

充電ケース401は、開けられた後、イヤホン403が充電ケースに入れられているかどうかを検出し始めてもよい。充電ケース401によって、イヤホンが所定位置にあるかどうかを検出する方式は、本出願では限定されず、イヤホンが所定位置にあるかどうかは、ホール効果センサまたは別の光学センサを使用することによって検出されてもよいし、別の方式で検出されてもよい。

第1のステートマシンは、電子デバイスによって送信された受信ハンドシェイク信号に基づいて、電子デバイスが所定位置にあると決定し、第1のコントローラに電子デバイスが所定位置にあることを通知することができる。

充電ケース401が、イヤホン403が所定位置にあることを検出すると、充電ケース401は、イヤホン403に電圧を出力する。

充電ケース401が、イヤホン403が所定位置にないことを検出すると、充電ケース401は、イヤホン403が所定位置にあるかどうかを検出し続ける。いくつかのシナリオでは、ユーザは、イヤホン403を充電ケース401に入れずに充電ケース401を開くだけであり、次いで充電ケース401を閉じる。充電ケース401が閉じられた後、イヤホン403が所定位置にないことを検出すると、充電ケース401はもはや、イヤホン403が所定位置にあるかどうかを検出し続けない。この場合、充電ケースのエネルギー損失が削減される。

加えて、いくつかのシナリオでは、電子デバイスが所定位置にあるかどうかが検出されない場合があり、すなわち、所定位置検出モジュールはもはや充電装置内に配置されない。充電装置と電子デバイスとの間のハンドシェイクが成功したと決定されると、電子デバイスが所定位置にあることも決定されることができる。充電装置内に所定位置検出モジュールを配置することと比較して、充電装置内に所定位置検出モジュールを配置しないことは、充電装置のサイズおよびコストを削減することができる。しかしながら、充電装置内に所定位置検出モジュールを配置することは、電子デバイスが所定位置にあるかどうかを検出するための二重保証を提供することができる。

電子デバイスが所定位置にあることを充電装置が検出するプロセスにおいて、電子デバイスもまた、電子デバイスが所定位置にあるかどうかを検出する、すなわち、電子デバイスは電子デバイスが充電装置に接続されているかどうかを検出する。例えば、充電装置が電圧の出力を停止したことを電子デバイスが検出すると、電子デバイスは電子デバイスが所定位置にあることを知りうる。

電子デバイスが所定位置にあることを充電装置が検出し、電子デバイスが所定位置にあることを電子デバイスが検出した後、充電装置は、デフォルトで予め設定された電圧を出力し、例えば、予め設定された電圧は5Vである。充電プロセスにおける実際の要件を満たすために、当業者は、代替的に、予め設定された電圧を別の値、例えば4Vまたは6Vに設定してもよい。

充電装置が電子デバイスに予め設定された電圧を出力した後、充電装置は、電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信するのを待つ。

充電装置によって出力された予め設定された電圧を検出した後、電子デバイスは、電子デバイスと充電装置とが接続状態にあるとみなす。

図5を参照すると、いくつかのシナリオでは、ユーザは、音楽を聴くためにイヤホン403を使用しうる。イヤホン403の電力が不十分な場合、イヤホン403は充電ケース401に入れられる場合があり、充電ケース401はイヤホン403を充電するために閉じられる。この場合、イヤホン403は自動的に予め設定された状態に入る。イヤホン403が予め設定された状態に入った後、イヤホン403は、予め設定された期間ごとに充電ケースによって出力される予め設定された電圧を検出する。

ステップ1002：電子デバイスは、第2のコントローラがアクティブ状態にあるかどうかを決定し、第2のコントローラがアクティブ状態にある場合に、ステップ1006を行うか、または第2のコントローラが非アクティブ状態にある場合に、ステップ1003を行う。

電子デバイスが電源オン状態にあるとき、それは第2のコントローラがアクティブ状態にあることを意味し、または電子デバイスが電源オフ状態にあるとき、それは第2のコントローラが非アクティブ状態にあることを意味する。

第2のコントローラがアクティブ状態にあるとき、第2のコントローラは、次の充電フェーズに備えるために、第2のバッテリーの電圧情報を取得することができ、電子デバイスは、第2のバッテリーの電圧情報を充電装置に送信しうるので、充電装置は、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて、電子デバイスを充電するために電子デバイスによって必要とされる充電電流および充電電圧を取得する。

第2のコントローラが非アクティブ状態にあるとき、電子デバイスは、第2のバッテリーの電圧情報を充電装置に送信することができない。ゆえに、充電装置は、電子デバイスによって必要とされる充電電圧および充電電流を知ることができず、電子デバイスを充電することができない。

したがって、充電装置によって出力された予め設定された電圧を検出した後、電子デバイスは、第2のコントローラがアクティブ状態にあるかどうかを決定する必要がある。

ステップ1003：電子デバイスは、充電装置の出力電圧が要件を満たすことを検出すると、第2のコントローラをアクティブ化する。

図11は、本出願の一実施形態による準備フェーズにあるさらに別の充電システムの概略図である。

充電システムでは、図9に基づいて、充電装置601の第2のDCDC充電器は、第1のステートマシン804と、モデム802と、制御ループ803とをさらに含む。

この実施形態における制御ループは、電圧ループおよび電流ループを含み、制御ループ803の入力パラメータは、IouおよびVoutを含む。Ioutは充電端子の検出された出力電流であり、Voutは充電端子の検出された出力電圧である。Voutは充電電圧と比較され、充電端子の出力電圧は、電圧比較結果に基づいて充電電圧と一致するように制御され、それによって電圧ループの閉ループ制御を実施する。Ioutは充電電流と比較され、出力電流は、電流比較結果に基づいて充電電流と一致するように制御され、それによって電流ループの閉ループ制御を実施する。以下の実施形態における図中のIoutおよびVoutは同じであり、詳細は再度説明されない。

図11の第2のDCDC充電器6017は、充電器チップとして製造されてもよく、すなわち、第2のDCDC充電器6017内部のすべての構成要素がワンチップに統合される。同様に、図11の電子デバイス側の第2のステートマシン805、変調モジュール806、充電経路6022、および第3のスイッチモジュールS2も、ワンチップに統合されてもよい。以下は同じであり、以降では説明されない。

図から、充電装置601内の第1のコントローラ6011は、IICインターフェースを使用することによって第1のステートマシン804と通信しうることが分かる。同様に、電子デバイス602内の第2のコントローラ6021は、IICインターフェースを使用することによって第2のステートマシン805と通信する。以下の図中のIICインターフェースは同じ意味を有し、本明細書では説明されない。

図中の復調モジュール802に入る電流Iは、電子デバイスによって充電装置に送信された情報を運ぶ。例えば、電子デバイスは、電流信号を変調することによって充電装置にハンドシェイク信号を送信する。加えて、Iは、他の情報、例えば、第2のバッテリーの電圧情報および第2のバッテリーの充電パラメータをさらに運んでもよい。

図9に基づいて、電子デバイス602は、第2のステートマシン805と変調モジュール806とをさらに含む。

図から、第2のコントローラ6021が非アクティブ状態にあるとき、第2のステートマシン805は、受信端子6023および充電端子6013を使用することによって充電装置601に接続されてもよく、その場合第2のステートマシンは充電装置601の出力電圧を受信しうることが分かる。第2のステートマシン805は、出力電圧が要件を満たすかどうかを決定することができる。出力電圧が要件を満たすと決定すると、第2のステートマシンは第3のスイッチモジュールS2を調整する。この場合、第3のスイッチモジュールS2は、第2のコントローラ6021をアクティブ化するために、電子デバイス602を予備充電するように充電モードで動作する。

図12は、本出願の一実施形態による電子デバイスの予備充電の概略図である。

電子デバイスが電源オフ状態にあるとき、充電装置601の出力電圧が要件を満たすことを検出した後で、第2のステートマシン805は、電子デバイス602を予備充電するために、第3のスイッチモジュールS2を充電モードで動作するように調整する。

ステップ1004：電子デバイスは、第2のバッテリーの電力が正常であるかどうかを決定し、第2のバッテリーの電力が異常であると電子デバイスが決定した場合に、ステップ1005を行うか、または第2のバッテリーの電力が正常であると電子デバイスが決定した場合に、ステップ1006を行う。

ステップ1005：電子デバイスはフィードバック情報を生成する。

充電装置が電子デバイスを予備充電するための持続時間が予め設定された期間を超えた後、第2のステートマシンは、第2のバッテリーの電力が正常であるかどうかを決定し、第2のバッテリーの電力が異常である場合、フィードバック情報を生成してもよく、フィードバック情報は、第2のバッテリーが異常であることを示すために使用される。第2のバッテリーが異常であることは、バッテリーが損傷されていることでありうる。

第2のステートマシンは、第2のバッテリーが異常であると決定した後で、第3のスイッチモジュールS2を調整するので、第3のスイッチモジュールS2が高インピーダンス状態になる。

ステップ1006：電子デバイスは充電装置にハンドシェイク信号を送信する。

電子デバイスが電源オン状態にあるとき、電子デバイスは、後続の充電フェーズに備えるために、充電装置にハンドシェイク信号を送信する。

図13Aおよび図13Bは、本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の変調の概略図である。

図から、変調モジュール806はハンドシェイク信号を変調するように構成されていることが分かる。具体的には、第2のステートマシン805は、ハンドシェイク信号を変調するように変調モジュール806を制御し、次いで、変調されたハンドシェイク信号を受信端子6023に送信する。受信端子6023は充電端子6013を使用することによって充電装置601に接続されるので、電子デバイス602は、受信端子6023および充電端子6013を使用することによってハンドシェイク信号を充電装置601に送信することができる。

ハンドシェイク信号の特定の形は、本出願のこの実施形態では限定されない。ハンドシェイク信号は、図13Aおよび図13Bに示されている電流パルス信号であってもよい。図13Aおよび図13Bにおいて、電流パルス信号を含む特徴文字列は「110011」であり、電流パルス信号は6ビットを有する。特定の一実施態様では、電流パルス信号は6ビットを有さない場合もあり、例えば、5ビットまたは7ビットを有しうる。当業者は、実際の要件に基づいて電流パルス信号の特定のビット数を選択してもよい。加えて、誤読を防止するためのパリティビットや冗長ビットが、特徴文字列にさらに追加されてもよい。

ステップ1007：ハンドシェイクが成功したと決定すると、充電装置は電子デバイスへの電圧の出力を停止する。

充電装置が電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信しないとき、充電装置は、予め設定された期間にわたって予め設定された電圧を出力し続ける。充電装置が、予め設定された期間内に、電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信しない場合、充電装置は、予め設定された電圧の出力を停止するので、充電システムの電力損失が削減されることができる。

充電装置が電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信した場合、充電装置は、ハンドシェイク信号に基づいて、ハンドシェイクが成功したかどうかを決定する必要がある。ハンドシェイクが成功したと充電装置が決定した場合、充電装置は、後続の通信プロセスに備えるために、電子デバイスへの電圧の出力を停止する。

図14Aおよび図14Bは、本出願の一実施形態によるハンドシェイク信号の復調の概略図である。

図から、図中の復調モジュール802はハンドシェイク信号を復調するように構成されていることが分かる。具体的には、受信端子6023は充電端子6013を使用することによって充電装置601に接続されるので、復調モジュール802は、充電端子6013から、電子デバイス602によって送信されたハンドシェイク信号を受信し、ハンドシェイク信号を受信した後にハンドシェイク信号を復調し、復調結果を生成し、復調結果を第1のステートマシン804に送信することができる。

第1のステートマシン804および第2のステートマシン805は、ハンドシェイク信号に対応する特徴文字列を予め設定してもよい。例えば、特徴文字列は「110011」に設定される。電子デバイス602が充電装置601にハンドシェイク信号を送信し、復調モジュール802がハンドシェイク信号を復調した後、取得された特徴文字列もまた「110011」である場合、第1のステートマシン804は、充電装置601と電子デバイス602との間のハンドシェイクが成功したことを確認する。取得された特徴文字列が「111000」である、すなわち「110011」でない場合、この場合には、第1のステートマシン804は、充電装置601と電子デバイス602との間のハンドシェイクが失敗したことを確認する。

したがって、第1のステートマシン804は、復調モジュール802によって生成された復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したかどうかを決定することができる。充電装置と電子デバイスとの間のハンドシェイクが失敗した場合、充電装置は電子デバイスと適合しないと決定され、適合しない充電装置と電子デバイスとによって形成される充電システムは充電フェーズに入らない。

第1のステートマシンが、復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したと決定した場合、第1のステートマシンは第1のコントローラに割り込み信号を送信し、端子信号はハンドシェイクが成功したことを第1のコントローラに通知するために使用される。

充電装置と電子デバイスとの間のハンドシェイクが成功したことを第1のコントローラが知った後、第1のコントローラは、充電装置と電子デバイスとの間の通信に備えるために、電子デバイスへの電圧の出力を停止するように第2のDCDC充電器を制御する。

図15は、本出願の一実施形態による、ハンドシェイクが成功した後の充電システムの概略図である。

第2のDCDC充電器の出力電圧が高いので、第2のDCDC充電器の出力ポートに並列に接続されたコンデンサ（図示せず）の電圧は高い。しかしながら、第1のコントローラ6011が動作するとき、第1のコントローラ6011の電圧は低い。第1のスイッチモジュールS1が充電モードから通信モードに直接調整された場合、第1のコントローラ6011は焼損する。

したがって、第1のスイッチモジュールS1が充電端子6013を第1の通信インターフェースUARTに接続する前に、第1のステートマシン804は、DCDC変換回路801の出力を無効にし、第1のスイッチモジュールS1が通信モードで動作しても、充電端子6013の電圧が第1の予め設定された閾値より低くなるまで、充電端子6013を第1の通信インターフェースUARTに接続するように第1のスイッチモジュールS1を制御しない。

この場合、図から、第1のスイッチモジュールS1は通信モードで動作することが分かる。

充電装置601と電子デバイス602との間のハンドシェイクが成功したと決定した後、第1のコントローラ6011は、充電装置601と電子デバイス602との間の通信に備えるために、まず、第2のDCDC充電器を、電圧の出力を停止し、電子デバイス602内の調整モジュール806を使用することによってアースに接続し、アースに放電するように制御し、次いで、第2のDCDC充電器の出力ポートに並列に接続されたコンデンサの電圧が第1の予め設定された閾値より低いときに、第1のスイッチモジュールS1を通信モードで動作するように制御する必要がある。

ステップ1008：電子デバイスは、充電装置に第2のバッテリーの電圧情報を送信する。充電装置が電子デバイスへの電圧の出力を停止した後、受信端子における電圧が第2の予め設定された閾値よりも低いことを電子デバイスが検出すると、電子デバイスは、ハンドシェイクが成功したことを確認し、第3のスイッチモジュールを通信モードで動作するように調整する。

図16Aは、本出願の一実施形態による通信状態にある充電システムの概略図である。

図から、第1のスイッチモジュールS1は通信モードで動作し、第2のスイッチモジュールS3も通信モードで動作するので、充電装置601と電子デバイス602との間の通信が実施されることができることが分かる。以下は、図16Aを参照して、充電装置601と電子デバイス602との間の通信プロセスを詳細に説明する。

充電装置と充電デバイスとの間に通信が確立された後、第2のコントローラは、第2のバッテリーの状態情報に基づいて第2のバッテリーの電圧情報を取得し、第2の通信インターフェース、受信端子、充電端子、および第1の通信インターフェースを使用することによって第2のバッテリーの電圧情報を第1のコントローラに送信することができる。

電子デバイスによって送信された第2のバッテリーの電圧情報を受信した後、充電装置は、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて、第2のバッテリーの電力が予め設定された電力閾値よりも大きいかどうかを決定し、電子デバイスを充電するかどうかをさらに決定しうる。

第2のバッテリーの電力が予め設定された電力閾値以上である場合、それは電子デバイスの待機時間が長く、電子デバイスが充電フェーズに入らないことを示す。これは、充電装置によって電子デバイスを充電する回数を低減させる。

第2のバッテリーの電流が予め設定された電力閾値未満である場合、それは、電子デバイスの待機時間が短く、電子デバイスが、電子デバイスを充電するために充電フェーズに入る準備ができていることを示す。これは、電子デバイスの待機時間を長くする。

予め設定された電力閾値は本出願では限定されない。予め設定された電力閾値は、第2のバッテリーの総容量の85％であってもよい。当業者は、実際の要件に基づいて、予め設定された電力閾値を別の値、例えば90％または95％に設定してもよい。

電子デバイスが充電される必要があると決定すると、充電装置は、電子デバイス内の第1のスイッチモジュールと第3のスイッチモジュールとがどちらも後続の充電フェーズにおいて充電モードで動作することを保証するために、第1のスイッチモジュールおよび第3のスイッチモジュールの動作モードを調整する。

図12は、電子デバイスの予備充電の概略図である。このステップでは、充電装置が電子デバイスを予備充電するときの第1のスイッチモジュールS1および第3のスイッチモジュールS2の動作モードは同様である。以下は、図12を参照して、このステップにおける第1のスイッチモジュールS1および第3のスイッチモジュールS2の動作モードを詳細に説明する。

具体的には、充電装置601が電子デバイス602を充電するとき、第1のステートマシン804は、充電端子6013とDCDC変換回路801の出力端とを接続するように第1のスイッチモジュールS1を制御し、第2のステートマシン805は、受信端子6023と充電経路6022の第1端とを接続するように第3のスイッチモジュールS2を制御する。

ステップ1009：充電装置は、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のバッテリーの充電パラメータを取得し、充電パラメータに基づいて電子デバイスに、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。

電子デバイスが充電装置に第2のバッテリーの電圧情報を送信した後、充電装置の第1のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報を受信することができる。

充電装置が第2のバッテリーの電圧情報を受信した後、第1のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のバッテリーの充電パラメータを取得することができる。

第1のコントローラが第2のバッテリーの充電パラメータを取得した後、第1のコントローラは充電パラメータを第1のステートマシンに送信するので、第1のステートマシンは、充電パラメータに基づいて電子デバイスに、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。

図12を参照すると、制御ループ803は、電圧ループおよび電流ループを含む。充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、制御ループ803は、DCDC変換回路801によって出力された充電電圧および充電電流に対して閉ループ制御を行うように構成されている。例えば、第1のステートマシンは、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて、電気エネルギー変換を行うようにDCDC変換回路を制御するように構成されている。第1のステートマシンは、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて出力電圧および出力電流を調整する。

以上は、充電装置と電子デバイスとを含む充電システムの動作手順について説明している。以下は、充電装置の動作手順と電子デバイスの動作手順とを別々に説明する。

図16B－1、図16B－2、および図16B－3は、本出願の一実施形態による充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。

当業者による理解を容易にするために、以下は、充電装置が充電ケースであり、電子デバイスがヘッドセットである例を使用することによって、充電装置および電子デバイスの動作手順を説明する。

まず、充電ケースの動作プロセスが説明される。充電ケースがヘッドセットを充電するとき、充電ケースの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ1101：ヘッドセットをケースに入れる。

ヘッドセットが充電される必要がある場合は、ヘッドセットを充電ケースに入れる。

ステップ1102：S1をデフォルトで充電側に設定し、予め設定された電圧を出力する。

ステップ1103：ハンドシェイク信号があるかどうかを決定し、ハンドシェイク信号がある場合に、ステップ1104を行うか、またはハンドシェイク信号がない場合に、ステップ1105を行う。

ステップ1104：予め設定された電圧の出力を無効にし、S1を通信側に設定する。

ヘッドセットによって送信されたハンドシェイク信号を検出した後、充電ケースは予め設定された電圧の出力を無効にし、S1を通信側に設定する。

ステップ1105：固定された期間にわたって予め設定された電圧を出力する。

固定された期間内にハンドシェイク信号が依然として受信されない場合、充電を終了する。

ステップ1106：ヘッドセット側でバッテリー情報を通信および照会する。

ステップ1107：バッテリーが満充電されているかどうかを決定し、バッテリーが満充電されている場合に、ステップ1108を行うか、またはバッテリーが満充電されていない場合に、ステップ1109を行う。

ヘッドセットが満充電されたことを充電ケースが知った場合に、充電ケースは充電を終了するか、またはヘッドセットが満充電されていないことを充電ケースが知った場合に、充電ケースは充電を継続する。

ステップ1108：充電を終了する。

ステップ1109：S1を充電側に設定する。

ステップ1110：バッテリー情報に基づいて対応する充電電圧および充電電流を設定する。

ステップ1111：充電を開始する。

ステップ1112：割り込み命令を受信する。

ステップ1113：通信チャネルを切り替え、次いでステップ1104を行う。

以下は、ヘッドセットの動作プロセスを説明する。充電ケースがヘッドセットを充電するプロセスにおいて、ヘッドセットの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ1201：所定位置検出のために入力電圧を検出する。

ステップ1202：ヘッドセットがオンになるかどうかを決定し、ヘッドセットがオンになる場合に、ステップ1206を行うか、またはヘッドセットがオンにならない場合に、ステップ1203を行う。

ステップ1203：S2を充電側に設定する。

ステップ1204：システムをアクティブ化して起動する。

ヘッドセットが電源オフ状態にあるとき、ヘッドセットシステムをアクティブ化して起動するためにヘッドセットを予備充電する。

ステップ1205：予め設定された期間の後にバッテリー容量が正常であるかどうかを決定し、バッテリー容量が正常である場合に、ステップ1206を行うか、またはバッテリー容量が異常である場合に、ステップ1207を行う。

ステップ1206：ハンドシェイク信号を送信する。

ステップ1207：バッテリー障害を報告する。

ステップ1208：入力電圧が降下しているかどうかを決定し、入力電圧が降下している場合に、ステップ1211を行うか、または入力電圧が降下していない場合、ステップ1209を行う。

ステップ1209：S2を高インピーダンス状態に設定する。

入力電圧が降下したとき、それはヘッドセットと充電ケースとの間のハンドシェイクが成功したこと、すなわちヘッドセットが充電ケースと適合したことを示す。入力電圧が降下しないとき、それはヘッドセットと充電ケースとの間のハンドシェイクが失敗したこと、すなわち、ヘッドセットが充電ケースと適合しないことを示す。

ステップ1210：不正な充電ケースを報告する。

ステップ1211：S3を通信側に設定する。

ステップ1212：ヘッドセットのバッテリー情報を転送する。

ステップ1213：S2を充電側に設定する。

ステップ1214：充電を開始する。

ステップ1215：バッテリーが満充電されているかどうかを決定し、バッテリーが満充電されている場合に、ステップ1217を行うか、またはバッテリーが満充電されていない場合に、ステップ1216を行う。

ステップ1216：関連する調整信号を転送し、次いでステップ1211を行う。

ステップ1217：充電終了信号を転送する。

以上は、充電ケースを例としてのみ使用することによって充電装置を説明しており、ヘッドセットを例として使用することによって電子デバイスを説明している。充電ケースがヘッドセットを充電するプロセスにおいて、充電ケースとヘッドセットとの間の相互作用のプロセスについては、図10、およびステップ1001～ステップ1009を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。第1の事例では、充電装置は事前にウェアラブル設定と通信する。充電装置は、電子デバイスによって送信された第2のバッテリーの電圧情報を取得することができ、次いで、第1のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のバッテリーの充電パラメータを取得することができる。さらに、第1のステートマシンは、充電パラメータに基づいて、第2のバッテリーに対して、第2のバッテリーを充電するために第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接出力するようにDCDC変換回路を制御することができる。

第1の事例は上述されており、第2の事例が以下で説明される。

第2の事例は、第1のスイッチモジュールS1の初期状態は、第1のスイッチモジュールS1の第3端と第2端とが接続されていることであり、第3のスイッチモジュールS2の初期状態は、第3のスイッチモジュールの第1端と第3端とが接続されていることである、というものである。

第2の事例では、充電システムの第1のスイッチモジュールS1の初期状態と第3のスイッチモジュールS2の初期状態の両方が通信モードで動作している。

以下は、充電システムの動作プロセスを詳細に説明する。

図17は、本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの準備フェーズの動作フローチャートである。

充電システムの準備フェーズの動作プロセスは、以下のステップを含む。

ステップ1701：電子デバイスが所定位置にあることを検出すると、充電装置は、電子デバイスによって送信された通信要求が受信されたかどうかを決定し、電子デバイスによって送信された通信要求が受信された場合に、ステップ1708を行うか、または電子デバイスによって送信された通信要求が受信されない場合に、ステップ1702を行う。

ステップ1701において、電子デバイスが所定位置にあるかどうかを充電装置が検出する具体的なプロセスはステップ1001のプロセスと同様であり、ここでは詳細は再度説明されない。

電子デバイスが所定位置にあることを充電装置が検出した場合、第3のスイッチモジュールS2はデフォルトで通信モードで動作する。電子デバイスが所定位置にあることを充電装置が検出しない場合、第3のスイッチモジュールS2はデフォルトで高インピーダンス状態にある。充電装置によって、電子デバイスが所定位置にあるかどうかを検出するステップについては、前述の説明を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

電子デバイス602が電源オフ状態にある場合、第2のコントローラ6021はアクティブ化されず、さらに、第2のコントローラ6021は、第2の通信インターフェースUART、受信端子6023、充電端子6013、および第1の通信インターフェースUARTを使用することによって第1のコントローラ6011と通信することができない。したがって、受信端子6023の出力電圧を検出した後、第2のステートマシン805は、第2のコントローラ6021をアクティブ化するために、まず、充電モードで動作して第2のバッテリー6024を予備充電するように第3のスイッチモジュールS2を制御する。

図16Aは、さらに別の電子デバイスの初期状態の概略図である。

図16Aに示される電子デバイス602が電源オン状態にある場合、第2のコントローラ6021はアクティブ状態にある。この場合、第3のスイッチモジュールS2は通信モードで動作する。したがって、第2のコントローラ6021は、第2の通信インターフェースUART、受信端子6023、充電端子6013、および第1の通信インターフェースUARTを使用することによって第1のコントローラ6011と通信して、充電装置601と電子デバイス602との間の通信を実施することができる。

第1の事例と比較して、第2の事例では、電子デバイス602が所定位置にあることを充電装置601が検出した後、電子デバイス602はまず、充電装置601に通信要求を送信しうる。充電要求を受信した後、充電装置は、充電装置601が電子デバイス602と適合すると決定してもよく、電子デバイス602は充電装置601にハンドシェイク信号を再度送信する必要がない。

ステップ1702：充電装置は、電子デバイスに予め設定された電圧を出力する。

電子デバイスが所定位置にあることを充電装置が検出した後、電子デバイスは、充電装置に通信要求を能動的に送信する。充電装置が電子デバイスによって送信された通信要求を受信しない場合、充電装置は、電子デバイスが電源オフ状態にあると決定する。電源オフ状態は、電子デバイス内の第2のバッテリーの不十分な電力によって引き起こされ、電子デバイスが電源オフ状態にあるとき、電子デバイス内の第2のコントローラはアクティブ化されない。

電子デバイス内の第2のコントローラがアクティブ化されていない場合、通信要求は送信されることができない。したがって、充電装置は、第2のコントローラが第1のコントローラに通信要求を送信することができるように、第2のコントローラをアクティブ化するために電子デバイスを予備充電する必要がある。

ステップ1703：電子デバイスは、充電装置の出力電圧が要件を満たしていることを検出すると、第2のコントローラをアクティブ化する。

第1のスイッチモジュールS1の初期状態は、第1のスイッチモジュールS1の第3端と第2端とが導通されていること、すなわち、第1のスイッチモジュールS1が通信モードで動作することである。

充電装置601が電子デバイス602を予備充電することを可能にするために、第1のスイッチモジュールS1の動作モードは充電モードに調整される必要がある。

具体的には、第1のステートマシン804は、第1のスイッチモジュールS1の第1端と第2端とを接続されるように制御する、すなわち、第1のスイッチモジュールS1を充電モードで動作するように制御する。

第1のスイッチモジュールS1が充電モードで動作するとき、DCDC変換回路801の出力端は充電端子6013に接続され、さらに、第1のステートマシン804は、電子デバイス602を予備充電するために予め設定された電圧を出力するようにDCDC変換回路801を制御する。

電子デバイス602を予め設定された期間にわたって予備充電した後、充電装置601は、第2のコントローラ6021をアクティブ化してもよい。

後続のステップ1004～ステップ1009については、図10を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

以上は、充電装置と電子デバイスとを含む充電システムの動作手順について説明している。以下は、充電装置の動作手順と電子デバイスの動作手順とを別々に説明する。

図18Aおよび図18Bは、本出願の一実施形態によるさらに別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。

当業者による理解を容易にするために、以下は、充電装置が充電ケースであり、電子デバイスがヘッドセットである例を使用することによって、充電装置および電子デバイスの動作手順を説明する。

まず、充電ケースの動作プロセスが説明される。充電ケースがヘッドセットを充電するとき、充電ケースの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ1801：所定位置検出を行う。

ステップ1802：S1をデフォルトで通信側に設定する。

ステップ1803：通信しようと試み、通信が成功した場合に、ステップ1106を行うか、または通信が失敗した場合に、ステップ1804を行う。

充電ケースはヘッドセットと通信しようと試みる。

ステップ1804：予め設定された電圧を出力する。

ステップ1805：ハンドシェイク信号を受信し、通信命令を報告する。

ヘッドセットによって送信されたハンドシェイク信号を受信した後、充電ケースは、第1のコントローラにヘッドセット内の第2のコントローラとの通信に備えるよう通知する。

ステップ1106～1113については、図16B－1を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。ステップ1108において、充電が終了した後、充電ケースはS1をデフォルトで通信側に設定する。

以下は、ヘッドセットの動作プロセスを説明する。充電ケースがヘッドセットを充電するプロセスにおいて、ヘッドセットの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ1901：ヘッドセットをケースに入れる。ステップ1902：ヘッドセットをオンにするかどうかを決定し、ヘッドセットがオンになる場合に、ステップ1903を行うか、またはヘッドセットがオンにならない場合に、ステップ1904を行う。

ステップ1903：S2をデフォルトで通信側に設定する。

ステップ1904：S2をデフォルトで充電側に設定する。

ステップ1205、ステップ1207、およびステップ1212～ステップ1217については、図10を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

ステップ1908：ハンドシェイク信号を送信し、S2を通信側に設定する。

ヘッドセットが十分な電力を有するとき、ヘッドセットは、充電ケースにヘッドセットと通信するよう通知するために充電ケースにハンドシェイク信号を送信する。

第1の事例と比較して、第2の事例では、第1のスイッチモジュールの初期状態は、第1のスイッチモジュールの第3端と第2端とが接続されていることであり、すなわち、第1のスイッチモジュールが通信モードで動作するとき、電子デバイスは、まず、第2のコントローラを使用することによって通信要求を充電装置に送信してもよく、通信要求を受信した後、充電装置の第1のコントローラは、電子デバイスが充電装置と適合すると決定しうるので、電子デバイスは充電装置にハンドシェイク信号を再度送信する必要がなく、それによって充電システムの動作プロセスを簡素化する。

システム実施形態3
充電システムの準備フェーズは、前述の実施形態で説明されており、充電システムの充電フェーズは、この実施形態で説明される。

充電システムが充電フェーズにあるとき、充電装置は電子デバイスを充電する。第1のステートマシンは、充電端子をDCDC変換回路の出力端に接続するように第1のスイッチモジュールを制御し、充電パラメータに基づいて、電気エネルギー変換を行うようにDCDC変換回路を制御するので、DCDC変換回路は、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接出力することができる。

図19は、本出願の一実施形態による充電システムの充電フェーズの概略図である。

図から、充電システムの充電フェーズは、トリクル充電フェーズ、定電流充電フェーズ、定電圧充電フェーズ、および充電終了フェーズを含むことが分かる。トリクル充電フェーズでは、電子デバイスはLDO充電モードを使用する。定電流充電フェーズおよび定電圧充電フェーズでは、電子デバイスはバイパス充電モードを使用する。

この実施形態は、定電流充電フェーズが分割されるフェーズの数を特に限定せず、定電流充電フェーズは、複数のフェーズ、例えばCC1フェーズ、CC2フェーズ、およびCC3フェーズに分割されてもよい。図中のCVは定電圧充電フェーズを示している。CV1、CV2、およびCV3は、定電流充電フェーズ中のCC1フェーズ、CC2フェーズ、およびCC3フェーズを区別するための電圧閾値を示している。

トリクル充電フェーズでは、第2のバッテリーが、図示されるLDO充電モードを使用することによって充電される。第2のバッテリーの電圧が予備充電閾値に達すると、電子デバイス内の第2のステートマシンは、I／Oインターフェースを使用することによってINT割り込みを能動的に生成するので、電子デバイスは、充電装置と通信し、第2のバッテリーの充電パラメータを転送する。この場合、充電装置は、第2のバッテリーの充電パラメータに基づいて電子デバイスを充電する。第2のバッテリーの電圧が予備充電閾値未満である場合、第2のバッテリーに対応する充電フェーズはトリクル充電フェーズである。したがって、充電プロセス全体を完了するために電子デバイスと充電装置との間で必要とされる通信量はわずかである。

図中、曲線Aは第2のバッテリーの電圧を表しており、曲線Bは第2のバッテリーの充電電流を表している。

第2のバッテリーが異なる電圧を有するとき、第2のバッテリーは異なる充電フェーズにある。したがって、第2のバッテリーの充電フェーズは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて決定されうる。

電子デバイス内の第2のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報を取得し、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のバッテリーの充電フェーズを決定することができる。以下は、トリクル充電フェーズ、定電流充電フェーズ、定電圧充電フェーズ、および充電終了フェーズを別々に詳細に説明する。

図19から、電子デバイスの第2のバッテリーの電圧が予備充電閾値未満であるとき、充電装置は、電子デバイスの充電中に第2のバッテリーの充電フェーズがトリクル充電フェーズであると決定することができることが分かる。

予備充電閾値は、本出願では限定されない。予備充電閾値は、2．8Vまたは3Vであってもよい。当業者は、実際の要件に基づいて適切な予備充電閾値を選択しうる。

図12を参照すると、トリクル充電フェーズでは、充電装置601は、電子デバイス602の第2のコントローラ6021の動作を維持するために、電子デバイス602に比較的小さい電圧を出力する。この場合、第2のコントローラ6021は、充電経路のインピーダンスを調整して、トリクル充電フェーズにおいて第2のバッテリー6024の充電を比較的小さい一定の充電電流で維持することができる。

トリクル充電フェーズでは、充電時間が増加するにつれて、第2のバッテリー6024の電力が増加し、さらに第2のバッテリー6024の電圧も増加する。第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の電圧をリアルタイムで、または予め設定された期間ごとに検出することができる。第2のバッテリー6024の電圧が予備充電閾値以上であることを第2のコントローラ6021が検出すると、第2のバッテリー6024の充電フェーズは、トリクル充電フェーズから定電流充電フェーズに変化する。

第2のコントローラ6021は、第2のバッテリーの電圧情報を検出し、能動的な割り込みを行うことができるので、充電装置は、電子デバイスへの通信接続を確立し、充電電圧および充電電流をさらに調整する。

定電流充電フェーズのプロセスにおいて、第2のコントローラ6021は、IICインターフェースを使用することによって情報を第2のステートマシン805に転送することができるので、第2のステートマシン805は、充電装置にパルス信号を送信するように変調モジュール806を制御し、第1のステートマシン804は、第1のコントローラ6011に、復調モジュール802がパルス信号を復調した後に生成された復調結果を送信して、第1のコントローラ6011に第2のコントローラ6021との通信に備えるよう通知するように復調モジュール802を制御する。この場合、第1のコントローラ6011は、第2のコントローラ6021によって送信された第2のバッテリー6024の電圧情報を受信する。

第2のコントローラ6021が第2のバッテリー6024の電圧情報を第1のコントローラ6011に送信する具体的なプロセスについては、実施形態2を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

第2のコントローラによって送信された第2のバッテリー6024の電圧情報を受信した後、第1のコントローラ6011は、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを取得し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信する。第2のDCDC充電器は、DCDC変換回路801を含む。DCDC変換回路801は、第2のバッテリー6024の充電パラメータに基づいて充電端子6013に、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を出力することができる。

別の場合には、第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを事前に取得し、充電パラメータを第1のコントローラ6011に送信してもよい。

第2のバッテリー6024の電圧情報が第2のコントローラ6021によって送信されるのとは異なり、第2のバッテリー6024の充電パラメータは、第1のコントローラ6011ではなく第2のコントローラ6021によって取得される。

DCDC変換回路801によって充電端子6013に出力される充電電圧および充電電流が第2のバッテリー6024に直接送信されることを可能にするために、第2のコントローラ6021は、充電経路6022を、バイパス状態で動作して、第2のバッテリー6024を充電するように制御する。

図20は、本出願の一実施形態による充電経路の概略図である。

図から、第2のコントローラ6021が充電経路6022をバイパス状態で動作するように制御するとき、充電経路のインピーダンスが最小になるので、充電装置601は、充電端子6013によって出力される充電電圧および充電電流を使用することによって電子デバイス602の第2のバッテリー6024を直接充電することが分かる。

充電経路の具体的な実施態様は、本出願では限定されない。以下は、添付の図面を参照して詳細な説明を提供する。

図21は、本出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。

充電経路は、第2のスイッチモジュールS3を含む。

第2のスイッチモジュールS3の第1端は充電経路6022の第1端であり、第2のスイッチモジュールS3の第2端は充電経路6022の第2端である。

第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスは調整可能である。第2のコントローラ6021は、充電システムの充電フェーズが定電流充電フェーズであると決定したときに、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスを調整するので、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスは最小になり、充電経路6022の第1端が充電経路6022の第2端に直接接続されることをほぼ達成する。したがって、充電装置601は、充電端子6013によって出力される充電電圧および充電電流を使用することによって、電子デバイス602の第2のバッテリー6024を直接充電する。

実際の回路設計時には、第2のスイッチモジュールは、複数の制御可能なスイッチングトランジスタを使用することによって実施されてもよい。

図22は、本出願の一実施形態による第2のスイッチモジュールの概略図である。

S3の具体的な実施態様は、本出願のこの実施形態では特に限定されない。S3は、1つのスイッチングトランジスタを使用することによって実施されてもよいし、複数のスイッチングトランジスタを使用することによって実施されてもよい。当業者による理解を容易にするために、以下は、説明のための例として2つのスイッチングトランジスタを使用する。

第2のスイッチモジュールS3は、直列に接続された2つのMOSトランジスタを含む。

図示されるように、第2のスイッチモジュールS3は、第1のMOSトランジスタQ1と第2のMOSトランジスタQ2とを含み、Q1の逆並列ダイオードとQ2の逆並列ダイオードとは反対方向を有する。Q1とQ2とは直列に接続されており、Q1の第1端は第2のスイッチモジュールS3の第1端であり、Q1の第2端はQ2の第1端に接続されており、Q2の第2端は第2のスイッチモジュールS3の第2端である。

第2のコントローラ6021は、充電システムの充電フェーズが定電流充電フェーズであると決定したときに、Q1およびQ2の状態を調整することによって第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスを最小化することができるので、充電装置601は、充電端子6013によって出力される充電電圧および充電電流を使用することによって電子デバイス602の第2のバッテリー6024を直接充電する。

図23は、本出願の一実施形態によるさらに別の第2のスイッチモジュールの概略図である。

図22に示される第2のスイッチモジュールと比較して、第2のスイッチモジュールS3は、第3のMOSトランジスタQ3をさらに含み、第3のMOSトランジスタQ3は、直列に接続されているQ1およびQ2の両端に並列に接続されている。第3のMOSトランジスタQ3の第1端は、第1のMOSトランジスタQ1の第1端に接続されており、第3のMOSトランジスタQ3の第2端は、第2のMOSトランジスタQ2の第2端に接続されている。

充電システムの充電フェーズが定電流充電フェーズであると第2のコントローラ6021決定すると、第2のコントローラ6021は、Q1およびQ2の状態を調整する必要はないが、Q3をオンになるように制御するので、直列接続されたQ1およびQ2がバイパスされる。この場合、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスが最小になるので、充電装置601は、充電端子6013によって出力される充電電圧および充電電流を使用することによって電子デバイス602の第2のバッテリー6024を直接充電する。

加えて、図21～図23に示される充電システム内の電子デバイス602は、スイッチトキャパシタコンバータをさらに含んでいてもよい。

説明を容易にするために、以下では、図21に示される充電システムにスイッチトキャパシタコンバータが追加的に配置されている例が、以下で説明のために使用される。

図24Aは、本出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。

電子デバイス602の充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータ807をさらに含む。

スイッチトキャパシタコンバータ807は、第2のスイッチモジュールS3に直列に接続されている。

スイッチトキャパシタコンバータ807の入力端は第3のスイッチモジュールS2の第2端に接続されており、スイッチトキャパシタコンバータ807の出力端は第2のスイッチモジュールS3の第1端に接続されている。

しかしながら、充電装置601が電子デバイス602を充電する実際のプロセスにおいて、スイッチトキャパシタコンバータ807は、スイッチトキャパシタコンバータ807に入力された電圧を昇圧し、次いで昇圧電圧を出力しうるので、電圧調整が実施されることができ、第2のバッテリーの充電電圧が増加されることができ、第2のバッテリーの充電効率が改善されることができる。後続の実施形態におけるスイッチトキャパシタコンバータもまた、前述の機能を実施することができ、詳細は以降では説明されない。

実際の充電プロセスでは、第2のバッテリーの内部抵抗の影響により、第2のバッテリーの電圧に基づく定電流充電フェーズにおいてセグメント化処理が再度行われることを考慮すると、第2のバッテリーの充電効率はさらに改善される。

本出願では、定電流充電フェーズが具体的に分割されるセグメントの数は限定されず、定電流充電フェーズは少なくとも2つのセグメントに分割される。当業者は、実際の要件に基づいてセグメントの特定の数を選択してもよい。

当業者による理解を容易にするために、以下は、第1のセグメント、第2のセグメント、および第3のセグメントが分割される例を使用することによって詳細な説明を提供する。

定電流充電フェーズでは、充電時間が増加するにつれて、第2のバッテリーの電圧も増加する、すなわち第2のバッテリーの電圧が変化する。第2のバッテリーの電圧が変化した後、第2のバッテリーの充電効率を保証するために、充電装置によって出力される充電電圧および充電電流もそれに応じて変化しうる。

例えば、4．1V以下である第2のバッテリーの電圧は、第1のセグメントに対応する。定電流充電フェーズの第1のセグメントでは、充電装置は電子デバイスを充電するために3Cを出力する。4．1Vより大きく4．2V以下である第2のバッテリーの電圧は、第2のセグメントに対応する。定電流充電フェーズの第2のセグメントでは、充電装置は電子デバイスを充電するために2Cを出力する。4．2Vより大きく4．3V以下である第2のバッテリーの電圧は、第3のセグメントに対応する。定電流充電フェーズの第3のセグメントでは、充電装置は、電子デバイスを充電するために1Cを出力する。

第1のセグメント、第2のセグメント、および第3のセグメントに対応する充電電圧および充電電流は、本出願では特に限定されない。充電電圧および充電電流は、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得されてもよい。詳細は以下で説明される。

充電装置が電子デバイスを充電するとき、電子デバイス内部の第2のコントローラは、第2のバッテリーの電圧を取得することができる。

第2のバッテリーの電圧が4．1Vより大きいことを第2のコントローラが検出すると、第2のコントローラは、その瞬間に対応する第2のバッテリーの電圧情報を第1のコントローラに送信するので、充電装置は、電子デバイスの第2のバッテリーの電圧が変化したことを知る。第1のコントローラは、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて第2のバッテリーの充電パラメータを取得し、充電パラメータを第2のDCDC充電器に送信するので、第2のDCDC充電器は、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接出力する。この場合、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

具体的には、第2のコントローラが第1のコントローラと通信する必要があるとき、第2のコントローラは、IICインターフェースを使用することによって情報を第2のステートマシン805に転送しうるので、第2のステートマシン805は、充電装置にパルス信号を送信するように変調モジュール806を制御し、第1のステートマシン804は、第1のコントローラ6011に、復調モジュール802がパルス信号を復調した後に生成された復調結果を送信して、第1のコントローラに第2のコントローラとの通信に備えるよう通知するように復調モジュール802を制御する。

同様に、第2のバッテリーの電圧が4．2Vより大きいことを第2のコントローラが検出したとき、第2のコントローラは、その瞬間に対応する第2のバッテリーの電圧情報を第1のコントローラに送信するので、充電装置は、電子デバイスに、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力して、第2のバッテリーを充電する。

加えて、第2のコントローラはまた、予め設定された期間ごとに第2のバッテリーの電圧情報を検出し、検出された電圧情報を充電装置に送信しうるので、第2のDCDC充電器は、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。この場合、充電装置による電子デバイスの効率的な充電が実施される。

第2のバッテリーの電圧が定電圧充電閾値まで上昇すると、充電システムは定電圧充電フェーズに入る。

定電圧充電閾値は、本出願では限定されない。定電圧充電閾値は、4．15V～4．35Vの任意の値であってもよい。例えば、定電圧充電閾値は4．3Vである。

実際の充電プロセスでは、定電圧充電フェーズにおいて第2のバッテリーの電圧が全く変化しないことはありえず、すなわち第2のバッテリーの電圧も変化する。同様に、定電圧充電フェーズでは、定電流充電フェーズにおけるセグメント化処理も使用されうる。

定電圧充電フェーズでは、第2のコントローラはまた、充電経路のインピーダンスを最小化するために、充電経路をバイパス状態で動作するように制御する必要がある。この場合、充電装置は、充電端子によって出力される充電電圧および充電電流を使用することによって電子デバイスの第2のバッテリーを直接充電する。

図19を参照すると、定電圧充電フェーズでは、充電時間が増加するにつれて、充電電流はより小さくなる。充電電流が充電終了閾値よりも低い場合、第2のコントローラは、第2のバッテリーがフルパワー状態に近いと決定し、第2のコントローラは、充電経路のインピーダンスを調整し、次いで、小電流を使用することによって充電を終了しうる。第2のコントローラは、第2のバッテリーがフルパワー状態にあると決定すると充電装置を直接切断して、充電を終了することができる。

上述のスイッチトキャパシタコンバータは、第2のスイッチモジュールに直列に接続されている。別の場合には、スイッチトキャパシタコンバータは、代替的に、第2のスイッチモジュールに並列に接続されていてもよい。以下は、図24Bを参照して説明を提供する。

図24Bは、本出願の一実施形態によるさらに別の充電経路の概略図である。

図から、充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータ807と、安全スイッチS4と、および第2のスイッチモジュールS3とを含むことが分かる。

スイッチトキャパシタコンバータ807の第1端は第3のスイッチモジュールS2の第2端に接続されており、スイッチトキャパシタコンバータ807の第2端は第2のスイッチモジュールS3の第2端に接続されており、安全スイッチS4の第1端はスイッチトキャパシタコンバータ807の第1端に接続されており、安全スイッチS4の第2端は第2のスイッチモジュールS3の第1端に接続されている。

安全スイッチS4は、定電圧充電フェーズまたは定電流充電フェーズにおいてオフになるので、スイッチトキャパシタコンバータ807を使用することによって電気エネルギーが第2のバッテリー6024に直接充電される。第2のバッテリー6024は、S3を使用することによって電力を第2のコントローラ6021に供給することができる。別の充電フェーズでは、安全スイッチをオンになるように制御する。例えば、トリクル充電フェーズまたは予備充電フェーズでは、S4がオンになり、電流がS4およびS3を通過して第2のバッテリー6024を充電する。

第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスは調整可能であるので、充電経路のインピーダンスを異なる充電フェーズで制御されることができる。

第2のコントローラ6021は、第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電フェーズを取得し、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズである場合、第2のスイッチモジュールS3をオフになるように制御し、スイッチトキャパシタコンバータ807をバイパス状態で動作するように制御して、充電経路がバイパス状態で動作するようにし、充電フェーズがトリクル充電フェーズである場合、第2のスイッチモジュールS3をオンになるように制御する。言い換えれば、第2のコントローラ6021は、異なる充電フェーズにおいて、スイッチトキャパシタコンバータ807と第2のスイッチモジュールS3とを異なる状態で動作するように制御する。定電圧充電フェーズおよび定電流充電フェーズにおける第2のバッテリー6024の充電効率を改善することに加えて、充電フェーズにおける第2のバッテリー6024の充電効率も改善されることができる。

システム実施形態4
前述の実施形態で説明された充電システムでは、充電装置が電子デバイスと通信するとき、充電がオフになる必要がある。以下で説明される充電システムでは、充電装置が電子デバイスと通信するとき、充電をオフすることなく通信プロセスが実施されることができる。

図25Aは、本出願の一実施形態による別の充電システムの概略図である。

充電システムは、充電装置601と、電子デバイス602とを含む。キャリア通信モジュールが、充電装置601と電子デバイス602の各々に配置されている。

充電装置601は第1のキャリア通信モジュール2501を含み、電子デバイス602は第2の通信モジュール2502を含む。

第1のキャリア通信モジュール2501の第1端は第1のコントローラ6011のSPIインターフェースに接続されており、第2のキャリア通信モジュール2502の第1端は第2のコントローラ6021のSPIインターフェースに接続されている。

充電装置601が電子デバイス602と通信する必要があるとき、充電装置601と電子デバイス602とは、第1のキャリア通信モジュール2501および第2のキャリア通信モジュール2502を使用することによって互いに通信することができる。

例えば、電子デバイス602は、通信を行い、第2のキャリア通信モジュール2502によって送信された第2のバッテリーの電圧情報を受信する。

図25Bは、本出願の一実施形態によるパルス信号の波形図である。

パルス信号の波形図の特定の形は、本出願では限定されない。説明を簡単にするために、以下は、説明のための例として図25Bに示されるパルス信号の波形図を使用する。

波形図は、第2のキャリア通信モジュール2502が第2のバッテリーの電圧情報を変調した後に取得されるパルス信号の波形図である。第2のキャリア通信モジュール2502が変調された電圧情報を第1のキャリア通信モジュール2501に送信した後、第1のキャリア通信モジュールはパルス信号の波形図を復調することができ、次いで電子デバイス602は第2のバッテリーの電圧情報を充電装置601に転送することができる。図25Bにおいて、5Vは基準電圧である。電圧が5Vより大きい場合、パルス信号に対応する特徴文字列は「1」であり、電圧が5Vより小さい場合、パルス信号に対応する特徴文字列は「0」である。情報は、予め設定された特徴文字列に対応するパルス信号を送信することによって第1のキャリア通信モジュール2501と第2のキャリア通信モジュール2502との間で送信され、特徴文字列は、第2のバッテリーの電圧情報を表すために使用されうる。加えて、特徴文字列はまた、他の情報、例えば、ハンドシェイク信号、第2のバッテリーの充電パラメータ、制御情報を表してもよい。

充電装置601と電子デバイス602との間の通信を実施するために、第2のコントローラ6021は、第2のキャリア通信モジュール2502を使用することによって第2のバッテリー6024の電圧情報を第1のキャリア通信モジュール2501に送信し、第1のコントローラ6011は、第1のキャリア通信モジュール2501を使用することによって第2のバッテリー6024の電圧情報を受信する。

さらに、第2のバッテリー6024の電圧情報を取得した後、第1のコントローラ6011は、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを取得することができるので、第2のDCDC充電器6017は、充電パラメータに基づいて、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。

別のタイプの通信では、第2のコントローラ6021は、代替的に、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを事前に取得してもよく、次いで、充電装置601と電子デバイス602との間の通信を実施するために、第2のコントローラ6021は、第2のキャリア通信モジュール2502を使用することによって第1のキャリア通信モジュール2501に第2のバッテリー6024の充電パラメータを送信し、第1のコントローラ6011は、第1のキャリア通信モジュール2501を使用することによって第2のバッテリー6024の充電パラメータを受信する。

さらに、第1のコントローラ6011は、第2のバッテリー6024の充電パラメータを直接取得することができ、第2のDCDC充電器6017は、充電パラメータに基づいて、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。

充電時間が増加するにつれて、第2のバッテリー6024の電力が変化し、さらに第2のバッテリー6024の電圧も変化する。第2のDCDC充電器6017が第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を出力することを可能にするために、第2のコントローラ6021は、第2のキャリア通信モジュール2502および第1のキャリア通信モジュール2501を使用することによって、予め設定された期間ごとに、第2のバッテリー6024の電圧情報または第2のバッテリー6024の充電パラメータを第1のコントローラ6011に送信してもよい。第2のバッテリー6024の電力が変化しても、第2のDCDC充電器6017は、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を依然として出力することができる。

当業者による理解を容易にするために、以下は、添付の図面を参照して、キャリア通信モジュールを有する充電装置の動作手順およびキャリア通信モジュールを有する電子デバイスの動作手順を説明する。

図25C－1および図25C－2は、本出願の一実施形態によるさらに別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。

当業者による理解を容易にするために、以下は、充電装置が充電ケースであり、電子デバイスがヘッドセットである例を使用することによって、充電装置および電子デバイスの動作手順を説明する。

まず、充電ケースの動作プロセスが説明される。充電ケースがヘッドセットを充電するとき、充電ケースの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ2501：所定位置検出を行う。

ステップ2502：予め設定された電圧を出力する。

ステップ1103、ステップ1105、ステップ1110、ステップ1111、およびステップ1113については、図16B－1を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

ステップ2504：信号を受信する。

充電ケースとヘッドセットとの間のハンドシェイクが成功した後、充電ケースは、ヘッドセットによって送信された信号、例えば、ヘッドセットによって送信されたバッテリー状態情報を受信しうる。バッテリー状態情報は、電圧情報、寿命情報、温度情報などを含む。これは、本出願のこの実施形態では限定されない。

ステップ2512：通信中に充電パラメータを調整する。

充電ケースは、キャリア通信モジュールを使用することによってヘッドセットと直接通信することができるので、充電プロセスはオフにされる必要がない。充電ケースがヘッドセットと通信するとき、充電パラメータ、例えば、充電電圧および充電電流も調整されることができる。

以下は、ヘッドセットの動作プロセスを説明する。充電ケースがヘッドセットを充電するプロセスにおいて、ヘッドセットの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ1201～ステップ1202については、図16B－2を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

ヘッドセットが電源オフ状態にあるとき、ステップ2603が行われる。ヘッドセットが電源オン状態にあるとき、ステップ2610が行われる。

ステップ2603：入力電圧が要件を満たすかどうかを決定し、入力電圧が要件を満たす場合に、2605を行うか、または入力電圧が要件を満たさない場合に、2604を行う。

ステップ2604：入力スイッチをオフになったままにする。

ステップ2605：入力スイッチをオンにする。

引き続き図25Aを参照する。入力スイッチは、図中のQ4でありうる。ヘッドセットを充電してシステムをアクティブ化するために、入力スイッチをオンにする、すなわち、Q4をオン状態になるように制御する。

ステップ2606：システムをアクティブ化して起動する。

ステップ2607：ハンドシェイク信号を送信する。

ステップ2608：状態情報を送信する。

ステップ2609～ステップ2613は、ステップ2605～ステップ2608と同様であり、違いは、ヘッドセットが電源オン状態にあるときには、まずハンドシェイク信号が充電ケースに送信され、次いで入力スイッチがオンになり、ヘッドセットが電源オフ状態にあるときには、まず入力スイッチがオンになってヘッドセットを予備充電し、次いでハンドシェイク信号が送信される、点にある。

ステップ2612：充電を開始する。

ステップ2613：通信中に充電パラメータを調整する。

ステップ2614：充電を終了する。

加えて、電子デバイス602および充電装置601は、充電装置601が電子デバイス602と適合することを決定するために、キャリア通信モジュールを使用することによってハンドシェイク信号をさらに送信することができる。

キャリア通信モジュールを有する電子デバイスおよび充電装置では、ハンドシェイク信号が、図13Aおよび図13Bと図14Aおよび図14Bとに示される方式で代替的に送信されてもよい。具体的には、変調モジュール806は電子デバイス602に配置され、復調モジュール802は充電装置601に配置される。具体的なハンドシェイク実施態様については、前述の説明を参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

したがって、充電装置が電子デバイスを充電するプロセスにおいて、充電装置が電子デバイスと通信する必要があるとき、充電装置は、キャリア通信モジュールを使用することによって電子デバイスと通信しうる。したがって、第2のDCDC充電器はオフにされる必要がなく、電子デバイスのための充電装置の充電時間が短縮されて、充電プロセスをより迅速に完了することができる。

図25Aから、充電システムでは、第1のキャリア通信モジュール2501にインピーダンスネットワーク2503が配置されており、第2のキャリア通信モジュール2502にインピーダンスネットワーク2504が配置されていることが分かる。インピーダンスネットワーク2503とインピーダンスネットワーク2504の両方が、インピーダンス整合を実施するように構成されている。

インピーダンスネットワーク2503の第1端は第2のDCDC充電器6017の出力端に接続されており、インピーダンスネットワーク2503の第2端は充電端子6013に接続されている。

インピーダンスネットワーク2504の第1端は受信端子6023に接続されており、インピーダンスネットワーク2504の第2端は第4のスイッチングトランジスタQ4に接続されている。

第4のスイッチングトランジスタQ4の第1端はインピーダンスネットワーク2504の第1端に接続されており、第4のスイッチングトランジスタQ4の第2端は第2のスイッチモジュールS3に接続されている。第2のスイッチングトランジスタQ4の実施態様は、本出願のこの実施形態では特に限定されない。例えば、第4のスイッチングトランジスタQ4は、2つのMOSトランジスタによって実施されてもよく、2つのMOSトランジスタの逆並列ダイオードは反対方向を有する。

充電装置601が電子デバイス602を充電するプロセスにおいて、第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の充電効率を改善するために、第4のスイッチングトランジスタQ4の状態を調整して第2のバッテリー6024のための充電電圧および充電電流を調整することができる。加えて、第4のスイッチングトランジスタQ4は、電子デバイスから充電装置への漏電を防止することができるので、S4は、第2のバッテリーを保護することができる。第2のコントローラ6021は、代替的に、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスを調整し、第2のバッテリー6024の電圧に基づいて、対応する充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであることが取得される場合に、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスを最小になるように制御してもよい。

加えて、充電経路はスイッチトキャパシタコンバータをさらに含みうるので、電圧が調整されることができる。

図26は、本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。

電子デバイス602の充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータ807をさらに含む。

スイッチトキャパシタコンバータ807は、第2のスイッチモジュールS3に直列に接続されている。

スイッチトキャパシタコンバータ807の入力端は、インピーダンスネットワーク2504の第2端に接続されており、スイッチトキャパシタコンバータ807の出力端は、第2のスイッチモジュールS3の第1端に接続されている。

しかしながら、充電装置601が電子デバイス602を充電する実際のプロセスにおいて、スイッチトキャパシタコンバータ807は、スイッチトキャパシタコンバータ807に入力された電圧を昇圧し、次いで昇圧電圧を出力しうるので、第2のバッテリー6024を充電するために電圧が調整されることができる。

システム実施形態5
前述の実施形態で説明されたすべての充電装置は、第1のコントローラを各々含む。第1のコントローラは、電子デバイス内の第2のコントローラと通信し、さらに電子デバイスにプログラムを書き込んで電子デバイスをアップグレードしうる。しかしながら、いくつかのシナリオでは、電子デバイスが充電装置を使用することによってソフトウェアをアップグレードする必要がない場合、第1のコントローラは充電装置に配置される必要がない。以下は、実施形態5において、充電装置に第1のコントローラが配置されない事例を説明する。

図3は、充電装置および電子デバイスの概略図である。図3では、充電装置は充電クレードルであり、電子デバイスはスマートバンドである。

しかしながら、スマートバンドは、充電クレードルを使用することによってソフトウェアをアップグレードする必要がない。したがって、充電クレードルにコントローラを配置する必要はない。

図27Aは、本出願の一実施形態によるさらに別の充電システムの概略図である。

充電システムの充電装置601は第2のDCDC充電器6017を含み、第2のDCDC充電器6017は、第1のステートマシン804と復調モジュール802とを含む。

復調モジュール802は、充電端子6013から、電子デバイス602によって送信されたハンドシェイク信号を受信し、ハンドシェイク信号を復調し、復調結果を第1のステートマシン804に送信するように構成されている。

第1のステートマシン804は、復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したかどうかを確認することができる。具体的な確認プロセスについては、実施形態2、図13Aおよび図13B、ならびに図14Aおよび図14Bを参照されたい。ここでは詳細は再度説明されない。

復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したと決定すると、第1のステートマシン804は、電子デバイス602によって送信された第2のバッテリー6024の充電パラメータを受信する。別の場合には、第1のステートマシン804は、電子デバイス602によって送信された第2のバッテリー6024の電圧情報を受信し、第2のバッテリー6024の電圧情報に基づいて第2のバッテリー6024の充電パラメータを取得する。

第2のバッテリー6024の充電パラメータを取得した後、第1のステートマシン804は、電気エネルギー変換を行うようにDCDC変換回路801を制御しうるので、DCDC変換回路801の出力端は、第2のバッテリー6024によって必要とされる充電電圧および充電電流を出力する。

電子デバイス602は、第4のスイッチングトランジスタを含む。

第4のスイッチングトランジスタQ4の第2端は第2のスイッチモジュールS3の第1端に接続されており、第2のスイッチモジュールS3の第2端は第2のバッテリー6024に接続するように構成されている。

第4のスイッチングトランジスタQ4および第2のスイッチモジュールS3の具体的な実施態様については、前述の実施形態の説明を参照されたく、ここでは詳細は再度説明されない。

当業者の理解を容易にするために、以下は、充電システムにおける充電装置および電子デバイスの動作手順を説明するための例として図27Aに示される充電システムを使用する。

図27B－1および図27B－2は、本出願の一実施形態による別の充電装置および電子デバイスの動作フローチャートである。

当業者による理解を容易にするために、充電装置が充電クレードルであり、電子デバイスがスマートバンドである例が以下で説明のために使用される。

まず、充電クレードルの動作プロセスが説明される。充電クレードルがスマートバンドを充電するプロセスにおいて、充電クレードルの動作プロセスは以下のステップを含む。

ステップ2501、ステップ2502、ステップ1103、ステップ1105、ステップ2512、およびステップ1110～ステップ1113については、前述の実施形態における説明を参照されたい。ここでは、前述の実施形態との違いのみが説明される。

ステップ2704：パルス信号を受信する。パルス信号に対応する特徴文字列は、第2のバッテリーの充電パラメータを表すことができる。スマートバンドは、パルス信号を使用することによって第2のバッテリーの充電パラメータを充電クレードルに送信することができる。充電クレードルは、受信されたパルス信号に基づいて充電パラメータを解き明かし、スマートバンドのバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を出力することができる。パルス信号は、以降で図29および図30において詳細に説明される。

以下は、スマートバンドの動作プロセスを説明する。充電クレードルがスマートバンドを充電するプロセスにおいて、スマートバンドの動作プロセスは以下のステップを含む。

スマートバンドの動作プロセスは、前述の実施形態において図25C－1および図25C－2で説明されたヘッドセットの動作プロセスと同様である。具体的プロセスについては、前述の実施形態の説明を参照されたい。以下は、違いのみを説明する。

スマートバンドと充電クレードルとの間のハンドシェイクが成功した後、スマートバンドは充電クレードルにパルス信号を送信し、パルス信号は第2のバッテリーの充電パラメータを運ぶことができる。

ステップ2808：パルス信号を送信する。

ステップ2810は、ステップ2808と同様である。

スマートバンドが第2のバッテリーの充電パラメータを充電クレードルに送信した後、充電クレードルはスマートバンドの充電を開始してもよい。後続の充電プロセスでは、スマートバンドは、パルス信号の形態で第2のバッテリーの充電パラメータを充電クレードルに送信し続けるので、充電クレードルは、スマートバンドに出力される充電電圧および充電電流を調整する。

加えて、充電装置601が電子デバイス602を充電するプロセスにおいて、第2のコントローラ6021は、第2のバッテリー6024の充電効率を改善するために、第4のスイッチングトランジスタQ4の状態を調整して第2のバッテリー6024のための充電電圧および充電電流を調整することができる。同様に、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスも調整されることができる。第2のバッテリー6024の電圧に基づいて、対応する充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであることが取得される場合、第2のスイッチモジュールS3のインピーダンスは最小になるように制御される。

加えて、充電経路はスイッチトキャパシタコンバータをさらに含みうるので、電圧が調整されることができる。

図28は、本出願の一実施形態による別の充電システムの概略図である。

図27Aに示される充電システムの概略図と比較して、充電システムの電子デバイス602では、スイッチトキャパシタコンバータが第4のスイッチングトランジスタを置き換えるために使用されている。

スイッチトキャパシタコンバータ807の第1端は、受信端子6023に接続するように構成されており、スイッチトキャパシタコンバータの第2端は、第3のスイッチモジュールS2の第1端に接続するように構成されている。

充電装置601が電子デバイス602を充電する実際のプロセスにおいて、スイッチトキャパシタコンバータ807は、スイッチトキャパシタコンバータ807に入力された電圧を昇圧し、次いで昇圧電圧を出力しうるので、第2のバッテリー6024を充電するために電圧が調整されることができる。

以上は、充電装置に第1のコントローラが配置されない場合の充電システムの動作原理を説明している。以下は、充電装置とウェアラブル装置との間の通信プロセスを説明する。

充電装置と電子デバイスとが互いに通信する必要があるとき、電子デバイス内の第2のステートマシンは、パルス信号を生成するように変調モジュール806を制御し、パルス信号に対応する特徴文字列を使用することによって情報を充電装置に送信する。

図29は、本出願の一実施形態によるパルス信号の波形図である。

図示されるように、Bit0は特徴文字列の1番目のビットを示しており、Bit1は特徴文字列の2番目のビットを示しており、Bitnは特徴文字列の（n－1）番目のビットを示している。

特徴文字列のビット数は、本出願では限定されず、6ビットがあってもよいし、より多くのビット、例えば16ビットがあってもよい。説明を容易にするために、以下は、説明のために特徴文字列が16ビットを含む例を使用する。

特徴文字列の具体的な形式は、本出願では限定されない。当業者は、実際の要件に基づいて特徴文字列の特定の形式を選択してもよい。以下は、説明のための例として図30を使用する。

図30は、本出願の一実施形態による特徴文字列内のビット数の概略図である。

Bit0およびBit1はステータスビットを示している。例えば、Bit0＝「1」かつBit1＝「1」の場合、出力電圧が示され、Bit0＝「0」かつBit1＝「0」の場合、出力は無効であることが示される。

Bit2～6は、充電電流を示す。例えば、Bit2～6＝「11111」の場合、最大充電電流が示され、Bit2～6＝「00000」の場合、最小充電電流が示される。

Bit7～11は、充電電圧を示す。例えば、Bit7～11＝「11111」の場合、最大充電電圧が示され、Bit7～11＝「00000」の場合、最低充電電圧が示される。

Bit12～15は、誤読防止冗長ビットおよびパリティビットを示す。

例えば、電子デバイスがパルス信号を充電装置に送信した後、充電装置内部の復調モジュールはパルス信号を復調し、復調結果を生成する。復調結果は、パルス信号に対応する特徴文字列を含む。復調モジュールは、復調結果を第1のステートマシンに送信し、第1のステートマシンは、復調結果に基づいて、パルス信号に対応する特徴文字列を取得する。

パルス信号に対応する特徴文字列がBit0～15＝「11111111111101010」である場合、図30から、充電装置は、電子デバイスの第2のバッテリーを充電するために、最大充電電圧および最大充電電流を電子デバイスに出力する必要があることが分かる。

電子デバイス内部の第2のコントローラが、第2のバッテリーの電力がフルパワー状態にあることを検出すると、第2のステートマシンは、充電装置に電圧出力を無効にするよう通知し、電子デバイスが満充電されていることを通知するために、パルス信号を生成するように変調モジュールを制御する。

したがって、本出願のこの実施形態で提供される充電システムによれば、充電装置と電子デバイスとの間の通信はシステム通信に依存しないので、充電装置内部に第1のコントローラを配置する必要はない。この場合、充電装置のサイズが縮小される。第1のコントローラが充電装置内部に配置されない場合、充電装置内部の第1のバッテリーの電力消費が削減されることができるので、電子デバイスの耐久能力が改善される。

前述の実施形態は、充電装置、電子デバイス、および充電装置と電子デバイスとを含む充電システムを説明している。以下は、充電方法を説明する。

方法実施形態1
本出願の一実施形態は充電方法を提供し、充電方法は充電装置に適用される。

充電装置については、前述の実施形態における説明を参照されたい。充電装置は、第1のバッテリーと、第1のDCDC充電器と、第2のDCDC充電器と、充電端子とを含む。第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に第1のバッテリーを充電するように構成されており、第2のDCDC充電器に電力を供給するようにさらに構成されている。第2のDCDC充電器の入力端は、第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、第2のDCDC充電器の出力端は充電端子に接続されており、充電端子は電子デバイスの受信端子に接続するように構成されている。

充電方法は、以下のステップを含む：電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信するステップであって、充電パラメータが、電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得される、ステップ。

充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得するステップ。

充電端子の出力電圧および出力電流を検出するステップ。

出力電圧を充電電圧と比較し、電圧比較結果に基づいて、充電端子の出力電圧を充電電圧と一致するように制御し、出力電流を充電電流と比較し、電流比較結果に基づいて、出力電流を充電電流と一致するように制御するステップ。

電子デバイス。

本出願のこの実施形態で提供される充電装置によれば、充電装置は内部で改善されているので、充電装置内の第2のDCDC充電器は、電子デバイスのバッテリーを直接充電し、電子デバイスのバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接提供することができる。さらに、第2のDCDC充電器は、第2のバッテリーの充電パラメータに基づいて電気エネルギーを変換した後で電子デバイスの第2のバッテリーを直接充電するので、電子デバイス内で発生する電力消費が削減され、第2のバッテリーの充電効率が改善される。

方法実施形態2
本出願の一実施形態は別の充電方法を提供し、充電方法は電子デバイスに適用される。

電子デバイスについては、前述の実施形態における説明を参照されたい。電子デバイスは、第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを含む。受信端子は、充電装置の充電端子に接続するように構成されており、受信端子は、第2のバッテリーによって必要とされ、充電端子によって送信される充電電圧および充電電流を受信するように構成されている。第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧と充電電流の両方が、第2のバッテリーの電圧に関連する。充電経路の第1端は受信端子に接続されており、充電経路の第2端は第2のバッテリーに接続されている。

充電方法は以下のステップを含む。

充電端子の出力電圧および出力電流を受信するステップであって、出力電圧が第2のバッテリーの充電電圧と一致し、出力電流が第2のバッテリーの充電電流と一致し、出力電圧と出力電流の両方が、電子デバイスによって送信された充電パラメータに基づいて充電装置によって取得される、ステップ。

第2のバッテリーの電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定されたときに、バイパス状態で動作して第2のバッテリーを充電するように充電経路を制御するステップ。

本出願のこの実施形態で提供される電子デバイスは、充電装置と通信して、第2のバッテリーの電圧情報を充電装置に送信するか、または第2のバッテリーの充電パラメータを充電装置に送信しうるので、充電装置は、第2のバッテリーによって必要とされる充電電圧および充電電流を直接出力する。これは、電子デバイス内で発生する電力消費を低減し、第2のバッテリーの充電効率をさらに改善することができる。

本出願では、「少なくとも1つの（項目）」は、1つまたは複数を指し、「複数の」は、2つ以上を指すことを理解されたい。したがって、本出願の技術的解決策の内容から逸脱することなく本出願の技術的特質に従って上記の実施形態に対してなされる任意の単純な修正、均等な変形、および変更は、本出願の技術的解決策の保護範囲内に入るものとする。

101 左イヤホン
102 右イヤホン
103 充電ケース
201A 第1の受信端子
201B 第2の受信端子
202A 第1の充電端子
202B 第2の充電端子
301 充電ケースの充電端子
302 ヘッドセットの受信端子
401 充電ケース
402 アダプタ
403 イヤホン
601 充電装置
602 電子デバイス
801 DCDC変換回路
802 復調モジュール、モデム
803 制御ループ
804 第1のステートマシン
805 第2のステートマシン
806 変調モジュール、調整モジュール
807 スイッチトキャパシタコンバータ
1031 第1のコントローラ
1032 第1のDCDC充電器
1033 第1のバッテリー
1034 第1の充電端子
1035 第1の受信端子
1036 第2のコントローラ
1037 第2のバッテリー
1038 充電器
2501 第1のキャリア通信モジュール
2502 第2のキャリア通信モジュール
2503 インピーダンスネットワーク
2504 インピーダンスネットワーク
6011 第1のコントローラ
6012 第1のDCDC充電器
6013 充電端子
6014 第1のバッテリー
6017 第2のDCDC充電器
6018 アダプタ
6021 第2のコントローラ
6022 充電経路
6023 受信端子
6024 第2のバッテリー
Q1 第1のMOSトランジスタ
Q2 第2のMOSトランジスタ
Q3 第3のMOSトランジスタ
Q4 第4のスイッチングトランジスタ
S1 第1のスイッチモジュール
S2 第3のスイッチモジュール
S3 第2のスイッチモジュール
S4 安全スイッチ

Claims (28)

1. 第1のDCDC充電器と、第2のDCDC充電器と、第1のバッテリーと、充電端子とを備える、電子デバイスを充電するように構成された、充電装置であって、
   前記第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に前記第1のバッテリーを充電するように構成されており、前記第2のDCDC充電器に電力を供給するようにさらに構成されており、
   前記第2のDCDC充電器の入力端は前記第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、前記第2のDCDC充電器の出力端は前記充電端子に接続されており、前記充電端子は前記電子デバイスの受信端子に接続するように構成されており、
   前記第2のDCDC充電器は、前記電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信し、前記充電パラメータが前記電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得され、前記充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得し、前記充電電圧を出力するように前記充電端子を制御し、前記充電電流を出力するように前記充電端子を制御する、ように構成されている、
   充電装置。
2. 第1のコントローラをさらに備え、
   前記第1のコントローラは、前記電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信し、前記充電パラメータを前記第2のDCDC充電器に送信し、前記充電パラメータが、前記第2のバッテリーに対応する前記充電電圧および前記充電電流を運ぶ、ように構成されている、
   請求項1に記載の充電装置。
3. 第1のコントローラをさらに備え、
   前記第1のコントローラは、前記第2のバッテリーのものである、前記電子デバイスによって送信された前記電圧情報を受信し、前記第2のバッテリーの前記電圧情報に基づいて前記対応する充電パラメータを取得し、前記充電パラメータを前記第2のDCDC充電器に送信し、前記充電パラメータが、前記第2のバッテリーに対応する前記充電電圧および前記充電電流を運ぶ、ように構成されている、
   請求項1に記載の充電装置。
4. 前記第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンを備え、
   前記第1のステートマシンは、前記電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信し、前記電子デバイスが所定位置にあると決定し、前記第1のコントローラに前記電子デバイスが所定位置にあることを通知する、ように構成されている、
   請求項2または3に記載の充電装置。
5. 前記第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンと復調モジュールとを備え、
   前記復調モジュールは、前記充電端子から、前記電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信し、前記ハンドシェイク信号を復調し、復調結果を前記第1のステートマシンに送信する、ように構成されており、
   前記第1のステートマシンは、前記復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したと決定すると、前記第1のコントローラに前記ハンドシェイクが成功したことを通知して、前記第1のコントローラが、前記第2のバッテリーのものである、前記電子デバイスによって送られた前記電圧情報または前記充電パラメータを受信するようにする、ように構成されている、
   請求項2または3に記載の充電装置。
6. 前記第1のステートマシンが前記第1のコントローラに前記ハンドシェイクが成功したことを通知するように構成されていることは、具体的には、
   前記第1のステートマシンが、前記ハンドシェイクが成功したことを確認すると、前記第1のコントローラに割り込み信号を送信し、前記割り込み信号が前記第1のコントローラに前記ハンドシェイクが成功したことを通知するために使用される、ように構成されていること
   である、請求項4または5に記載の充電装置。
7. 前記第2のDCDC充電器は、第1のスイッチモジュールとDCDC変換回路とを備え、
   前記DCDC変換回路の入力端は前記第2のDCDC充電器の前記入力端であり、
   前記DCDC変換回路の出力端は前記第1のスイッチモジュールの第1端に接続されており、前記第1のスイッチモジュールの第2端は前記第2のDCDC充電器の前記出力端であり、前記第1のスイッチモジュールの第3端は前記第1のコントローラの第1の通信インターフェースに接続されており、
   前記第1のステートマシンは、前記第1のコントローラが前記電子デバイスと通信するときに、前記充電端子を前記第1の通信インターフェースに接続するように前記第1のスイッチモジュールを制御し、前記第2のDCDC充電器が前記電子デバイスを充電するときに、前記充電端子を前記DCDC変換回路の前記出力端に接続するように前記第1のスイッチモジュールを制御し、前記充電電圧および前記充電電流に基づいて、電気エネルギー変換を行うように前記DCDC変換回路を制御する、ように構成されている、
   請求項4から6のいずれか一項に記載の充電装置。
8. 前記第1のステートマシンは、前記第1のスイッチモジュールが前記充電端子を前記第1の通信インターフェースに接続する前に、前記DCDC変換回路の出力を無効にし、前記充電端子の電圧が第1の予め設定された閾値よりも低い場合、前記充電端子を前記第1の通信インターフェースに接続するように前記第1のスイッチモジュールを制御する、ようにさらに構成されている、請求項7に記載の充電装置。
9. キャリア通信モジュールをさらに備え、
   前記第1のコントローラは、前記キャリア通信モジュールを使用することによって前記電子デバイスと通信し、前記第2のバッテリーの前記電圧情報または前記充電パラメータを受信する、ように構成されている、
   請求項2または3に記載の充電装置。
10. 前記第2のDCDC充電器は、第1のステートマシンと復調モジュールとを備え、
    前記復調モジュールは、前記充電端子から、前記電子デバイスによって送信されたハンドシェイク信号を受信し、前記ハンドシェイク信号を復調し、復調結果を前記第1のステートマシンに送信する、ように構成されており、
    前記第1のステートマシンは、前記復調結果に基づいて、ハンドシェイクが成功したと決定すると、前記第2のバッテリーのものである、前記電子デバイスによって送られた前記電圧情報または前記充電パラメータを受信する、ように構成されており、前記第1のステートマシンは、前記第2のバッテリーの前記電圧情報を受信すると、前記第2のバッテリーの前記電圧情報に基づいて前記充電パラメータを取得するようにさらに構成されている、
    請求項1に記載の充電装置。
11. 前記復調モジュールは、前記第2のDCDC充電器の第2端で電流信号を復調し、前記電流信号の復調結果を前記第1のステートマシンに送信する、ように特に構成されており、
    前記第1のステートマシンは、前記電流信号の前記復調結果を予め設定されたパルス信号と比較し、比較結果に基づいて、前記ハンドシェイクが成功したかどうかを確認する、ように構成されている、
    請求項10または5に記載の充電装置。
12. DCDC変換回路をさらに備え、
    前記DCDC変換回路の入力端は前記第2のDCDC充電器の前記入力端であり、前記DCDC変換回路の出力端は前記充電端子に接続されており、
    前記第1のステートマシンは、電圧比較結果および電流比較結果に基づいて、電気エネルギー変換を行うように前記DCDC変換回路を制御するように構成されており、
    前記DCDC変換回路は、前記電圧比較結果および前記電流比較結果に基づいて、前記出力電圧および前記出力電流を調整するように構成されている、
    請求項10または11に記載の充電装置。
13. 第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを備える、電子デバイスであって、
    前記受信端子は、充電装置の充電端子に接続するように構成されており、前記受信端子は、前記充電端子によって出力される充電電圧および充電電流を受信するように構成されており、前記充電電圧は、前記第2のバッテリーの充電電圧、ならびに前記充電電圧および前記充電電流と一致するかまたは予め設定された倍数関係を有し、
    前記充電経路の第1端は前記受信端子に接続されており、前記充電経路の第2端は前記第2のバッテリーに接続されており、
    前記第2のコントローラは、前記第2のバッテリーの電圧情報に基づいて対応する充電パラメータを取得し、前記充電パラメータを前記充電装置に送信して、前記充電装置が、前記充電パラメータに基づいて前記充電電圧および前記充電電流を取得するようにし、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定したときに、バイパス状態で動作して前記第2のバッテリーを充電するように前記充電経路を制御する、ように構成されている、
    電子デバイス。
14. 前記第2のコントローラは、前記第2のバッテリーの前記電圧情報を前記充電装置に送信して、前記充電装置が、前記第2のバッテリーの前記電圧情報に基づいて前記対応する充電パラメータを取得するようにする、ようにさらに構成されている、請求項13に記載の電子デバイス。
15. 前記充電経路は第2のスイッチモジュールを備え、
    前記第2のスイッチモジュールの第1端は前記充電経路の前記第1端として使用され、前記第2のスイッチモジュールの第2端は前記充電経路の前記第2端として使用され、
    前記第2のスイッチモジュールのインピーダンスは調整可能であり、
    前記第2のコントローラは、前記第2のバッテリーの前記電圧情報に基づいて対応する充電フェーズを取得し、前記充電フェーズが前記定電流充電フェーズまたは前記定電圧充電フェーズである場合、前記第2のスイッチモジュールの前記インピーダンスを最小になるように制御し、前記充電フェーズがトリクル充電フェーズである場合、前記第2のスイッチモジュールの前記インピーダンスを最大になるように制御する、ように構成されている、
    請求項13または14に記載の電子デバイス。
16. 前記第2のスイッチモジュールは、直列に接続された2つのMOSトランジスタ、第1のMOSトランジスタおよび第2のMOSトランジスタ、を備え、前記第1のMOSトランジスタの逆並列ダイオードと前記第2のMOSトランジスタの逆並列ダイオードとは反対方向を有する、請求項15に記載の電子デバイス。
17. 前記第2のスイッチモジュールは第3のMOSトランジスタをさらに備え、
    前記第3のMOSトランジスタは、直列に接続された前記2つのMOSトランジスタの両端に並列に接続されており、
    前記充電フェーズが前記定電流充電フェーズである場合、前記第2のコントローラは前記第3のMOSトランジスタをオンになるように制御する、
    請求項16に記載の電子デバイス。
18. 前記充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータをさらに備え、
    前記スイッチトキャパシタコンバータと前記第2のスイッチモジュールとは直列に接続されており、
    前記スイッチトキャパシタコンバータは、前記スイッチトキャパシタコンバータに入力された電圧を昇圧し、次いで昇圧電圧を出力するように構成されている、
    請求項15から17のいずれか一項に記載の電子デバイス。
19. 前記充電経路は、スイッチトキャパシタコンバータと、安全スイッチと、第2のスイッチモジュールとを備え、
    前記スイッチトキャパシタコンバータの第1端は前記受信端子に接続されており、前記安全スイッチの第1端は前記スイッチトキャパシタコンバータの前記第1端に接続されており、前記スイッチトキャパシタコンバータの前記第1端は前記第2のバッテリーに接続されており、前記安全スイッチの第2端は前記第2のスイッチモジュールの第1端に接続されており、前記第2のスイッチモジュールの第2端は前記第2のバッテリーに接続されており、
    前記第2のスイッチモジュールのインピーダンスは調整可能であり、
    前記第2のコントローラは、前記第2のバッテリーの前記電圧情報に基づいて対応する充電フェーズを取得し、前記充電フェーズが前記定電流充電フェーズまたは前記定電圧充電フェーズである場合、前記安全スイッチをオフになるように制御し、前記スイッチトキャパシタコンバータを前記バイパス状態で動作するように制御し、別の充電フェーズでは、前記安全スイッチをオンになるように制御する、ように構成されている、
    請求項13または14に記載の電子デバイス。
20. 第2のステートマシンと変調モジュールとをさらに備え、
    前記第2のステートマシンは、ハンドシェイク信号を変調し、変調されたハンドシェイク信号を前記受信端子に送信するように前記変調モジュールを制御して、前記充電装置が前記ハンドシェイク信号を受信して、ハンドシェイクが成功したかどうかを確認するようにし、前記ハンドシェイクが成功したことが確認されると、前記第2のコントローラに前記充電装置と通信するよう通知して、前記第2のコントローラが、前記第2のバッテリーの前記電圧情報または前記充電パラメータを前記充電装置に送信するようにする、ように構成されている、
    請求項15または19に記載の電子デバイス。
21. 第3のスイッチモジュールをさらに備え、
    前記第3のスイッチモジュールの第1端は前記受信端子に接続されており、前記第3のスイッチモジュールの第2端は前記充電経路の前記第1端に接続されており、前記第3のスイッチモジュールの第3端は前記第2のコントローラの第2の通信インターフェースに接続されており、
    前記第2のステートマシンは、前記第2のコントローラが前記充電装置と通信するとき、前記受信端子を前記第2のコントローラの前記第2の通信インターフェースに接続するように前記第3のスイッチモジュールを制御し、前記充電装置が前記第2のバッテリーを充電するとき、前記受信端子を前記充電経路の前記第1端に接続するように前記第3のスイッチモジュールを制御する、ように構成されている、
    請求項20に記載の電子デバイス。
22. 前記第2のステートマシンが、前記ハンドシェイクが成功したことを確認することは、具体的には、
    前記ハンドシェイク信号が送信された後で、前記受信端子の電圧が第2の予め設定された閾値よりも低い場合、前記ハンドシェイクが成功したことを確認することである、
    請求項15または19に記載の電子デバイス。
23. キャリア通信モジュールをさらに備え、
    前記第2のコントローラは、前記キャリア通信モジュールを使用することによって前記充電装置と通信し、前記第2のバッテリーの前記電圧情報または前記充電パラメータを送信する、ように構成されている、
    請求項13から19のいずれか一項に記載の電子デバイス。
24. 前記電子デバイスは、
    ブルートゥースヘッドセット、バンド、および時計
    のうちのいずれか1つである、請求項13から23のいずれか一項に記載の電子デバイス。
25. 請求項1から12のいずれか一項に記載の充電装置と、請求項13から24のいずれか一項に記載の電子デバイスとを備え、
    前記充電装置は、前記電子デバイスを充電するように構成されている、
    電子デバイスの充電システム。
26. 前記充電装置の2つの充電端子があり、前記電子デバイスの2つの受信端子がある、請求項25に記載の充電システム。
27. 充電装置を使用する充電方法であって、前記充電装置は、第1のDCDC充電器と、第1のバッテリーと、第2のDCDC充電器と、充電端子とを備え、前記第1のDCDC充電器は、アダプタによって送信された直流電力を変換した後に前記第1のバッテリーを充電するように構成されており、前記第2のDCDC充電器に電力を供給するようにさらに構成されており、前記第2のDCDC充電器の入力端は、前記第1のDCDC充電器によって出力された直流電圧を受信するように構成されており、前記第2のDCDC充電器の出力端は前記充電端子に接続されており、前記充電端子は前記電子デバイスの受信端子に接続するように構成されており、
    前記方法は、
    前記電子デバイスによって送信された充電パラメータを受信するステップであって、前記充電パラメータが、前記電子デバイスの第2のバッテリーの電圧情報に基づいて取得される、ステップと、
    前記充電パラメータに基づいて対応する充電電圧および対応する充電電流を取得するステップと、
    前記充電端子の出力電圧および出力電流を検出するステップと、
    前記充電電圧を出力するように前記充電端子を制御し、前記充電電流を出力するように前記充電端子を制御するステップと
    を含む、充電方法。
28. 電子デバイスに適用される、充電方法であって、前記電子デバイスは、第2のバッテリーと、第2のコントローラと、充電経路と、受信端子とを備え、前記受信端子は、充電装置の充電端子に接続するように構成されており、前記充電経路の第1端は前記受信端子に接続されており、前記充電経路の第2端は前記第2のバッテリーに接続されており、
    前記方法は、
    前記充電端子の出力電圧および出力電流を受信するステップであって、前記出力電圧が、前記第2のバッテリーの充電電圧と一致するかまたは予め設定された倍数関係を有し、前記出力電流が、前記第2のバッテリーの充電電流と一致し、前記出力電圧と前記出力電流の両方が、前記電子デバイスによって送信された充電パラメータに基づいて前記充電装置によって取得される、ステップと、
    前記第2のバッテリーの電圧に基づいて、充電フェーズが定電流充電フェーズまたは定電圧充電フェーズであると決定されたときに、バイパス状態で動作して前記第2のバッテリーを充電するように前記充電経路を制御するステップと
    を含む、充電方法。

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