JP6239776B2

JP6239776B2 - 電池充電装置及び方法

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Description

本発明は、充電技術分野に関し、特に電池充電装置及び方法にに関する。

従来、電子機器の電池はその電源アダプターで充電され、電源アダプターは一般的に定電圧出力方式を採用して電池に対して充電を行いておるが、大容量電池において、定電圧出力方式で電池に対して充電を行う場合、充電時間がかなり長くなるため、上記従来技術では電池を急速に充電して充電時間を短縮することが実現できない。

本発明の目的は、電池充電装置を提供し、従来技術における電池を急速に充電して充電時間を短縮することが実現できない課題を解決することである。

本発明は下記のように実現している。電池充電装置は電源アダプター及び充電制御モジュールを含み、前記電源アダプターはその通信インタフェースを介して電子機器における電池に対して充電を行い、前記充電制御モジュールは前記電子機器に内装され、また、前記充電制御モジュール及び前記電池は、いずれも前記電子機器の通信インタフェースを介して前記電源アダプターの通信インタフェースに接続され、前記充電制御モジュールは前記電池の電極に更に接続されて前記電池の電圧を検出する。

前記電池に対して充電を行う過程において、前記電源アダプターはまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電を行い、前記電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールと急速充電のアスク（aｓk）通信を行い、前記充電制御モジュールにより急速充電指示命令を前記電源アダプターに送信した後、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整し、前記出力電圧が前記充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、前記電源アダプターは急速充電モードにより出力電流と出力電圧を調整して前記電池に対して充電を行う同時に、前記充電制御モジュールは前記電源アダプターから直流電流を導入して前記電池に対して充電を行う。

本発明では前記電池充電装置による電池充電方法を更に提供し、前記電池充電方法は、以下のようなステップを含んでいる。

ステップＡ：電池に対して充電を行う過程において、電源アダプターはまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電を行う。

ステップＢ：前記電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールと急速充電のアスク（ａｓｋ）通信を行う。

ステップＣ：前記充電制御モジュールにより急速充電指示命令を前記電源アダプターに送信した後、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整する。

ステップＤ：前記出力電圧が前記充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、前記電源アダプターは急速充電モードにより出力電流と出力電圧を調整して前記電池に対して充電を行うと同時に、前記充電制御モジュールは前記電源アダプターにより直流電流を導入して前記電池に対して充電を行う。

本発明は電源アダプター及び充電制御モジュールを含む電池充電装置を採用し、電池に対して充電を行う過程において、電源アダプターはまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電し、電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、電源アダプターは充電制御モジュールと急速充電のアスク（ａｓｋ）通信を行い、充電制御モジュールにより急速充電指示命令を電源アダプターに送信した後、電源アダプターは充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整し、当該出力電圧が充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、電源アダプターは急速充電モードにより出力電流と出力電圧を調整して電池に対して充電し、充電制御モジュールは前記電源アダプターから直流電流を導入して電池に対して充電を行うことで、電池を急速に充電して充電時間を短縮する目的を実現する。

本発明の実施例により提供する電池充電装置のトポロジ図である。図１に示す電池充電装置による電池充電方法の実現フローチャートである。図１に示す電池充電装置による電池充電方法のもう一つの実現フローチャートである。図２と図３に示す電池充電方法におけるステップＳ４後に含める方法及びステップの部分的な実現フローチャートである。図２と図３に示す電池充電方法におけるステップＳ１の具体的な実現フローチャートである。図２と図３に示す電池充電方法におけるステップＳ２の具体的な実現フローチャートである。図２と図３に示す電池充電方法におけるステップＳ３の具体的な実現フローチャートである。図２と図３に示す電池充電方法におけるステップＳ４の具体的な実現フローチャートである。本発明の実施例により提供する電池充電装置の例示的なモジュール構成図である。図９に示す電池充電装置における電源アダプターの例示的な回路構成図である。図９に示す電池充電装置における充電制御モジュールの例示的な回路構成図である。図９に示す電池充電装置における充電制御モジュールのもう一つの例示的な回路構成図である。

本発明の目的、技術案及びメリットを更に明瞭で明らかにするために、図面及び実施例を組み合わせて本発明を更に詳細に説明する。ここで記載する具体的な実施例は本発明を説明するためであり、本発明を限定することを意図していない。

図１は本発明の実施例により提供する電池充電装置のトポロジ構成を示し、説明を容易するために、本発明の実施例に関連する部分のみ示し、詳述的には以下のようである。

本発明の実施例により提供する電池充電装置は電源アダプター１００及び充電制御モジュール２００を含み、電源アダプター１００はその通信インタフェース１０を介して電子機器における電池３００に対して充電し、充電制御モジュール２００は電子機器に内装され、且つ充電制御モジュール２００及び電池３００は全部電子機器の通信インタフェース２０を介して電源アダプター１００の通信インタフェース１０に接続され、充電制御モジュール２００は電池３００の電極に更に接続されて電池３００の電圧を検出する。その中、電源アダプター１００の通信インタフェース１０と電子機器の通信インタフェース２０はＵＳＢインタフェースでもよく、且つ通常的なＵＳＢインタフェース又はマイクロＵＳＢインタフェース（即ち、Micro-ＵＳＢインタフェース）を含む。

電池３００を充電する過程において、電源アダプター１００はまず通常の充電モードにより電池３００に対して充電し、電源アダプター１００の出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、電源アダプター１００は充電制御モジュール２００と急速充電のアスク通信を行い、充電制御モジュール２００により急速充電指示命令を電源アダプター１００に送信した後、電源アダプター１００は充電制御モジュール２００によりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整し、当該出力電圧が充電制御モジュール２００で予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、電源アダプター１００は急速充電モードにより出力電流と出力電圧を調整して電池３００に対して充電を行う同時に、充電制御モジュール２００は電源アダプター１００から直流電流を導入して電池３００に対して充電を行う。

図１に示す電池充電装置に基づき、本発明の実施例は電池充電方法を更に提供し、図２に示したように、当該電池充電は以下のステップを含む。

ステップＳ１：電池３００を充電を行う過程において、電源アダプター１００はまず通常の充電モードにより電池３００に対して充電を行う。

ステップＳ２：電源アダプター１００の出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、電源アダプター１００は充電制御モジュール２００と急速充電のアスク（aｓk）通信を行う。

ステップＳ３：充電制御モジュール２００により急速充電指示命令を電源アダプター１００に送信した後、電源アダプター１００は充電制御モジュール２００によりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整する。

ステップＳ４：電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００で予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、電源アダプター１００は急速充電モードにより出力電流及び出力電圧を調整して電池３００に対して充電を行う同時に、充電制御モジュール２００は電源アダプター１００から直流電流を導入して電池３００に対して充電を行う。

その中、予め設定された時間の間隔は３Ｓ(秒)の値を取ってもよく、通常の電流区間は[１Ａ,４Ａ]に設定してもよい。

電源アダプター１００の出力電流値が通常の電流区間にいない場合があることを考慮すると、図２に示す電池充電方法に基づき、図３に示したように、ステップＳ１の後に以下のステップを更に含める。

ステップＳ５：電源アダプター１００が出力電流を検出して判断する。

ステップＳ６：電源アダプター１００の出力電流値が電流下限値より小さい場合、ステップＳ５へ戻ってステップＳ５を実行する。

Ｓ７：電源アダプター１００の出力電流値が電流上限値より大きい場合、電源アダプター１００は直流電流の出力をオフする。このような場合、出力が短絡されていると判定できるため、電源アダプター１００は直流電流の出力をオフて短絡保護を実現する。

その中、上記のステップＳ６とステップＳ７は、ステップＳ２と並列する方法のステップであり、それぞれ電源アダプター１００の出力電流値が電流下限値より小さい場合及び電流上限値より大きい場合に対応し、上記の電流下限値及び電流上限値はそれぞれ１Ａ及び４Ａを取ってもよい。

上記ステップＳ２が実行された後、充電制御モジュール２００で急速充電指示命令を電源アダプター１００に送信しない場合があること(通信失敗又は充電制御モジュール２００により急速充電拒否命令をフィードバックすることを含み)を考慮し、そのため、図３に示す電池充電方法において、ステップＳ２後に以下のようなステップを更に含む。

ステップＳ８：充電制御モジュール２００で急速充電指示命令を電源アダプター１００に送信しない場合、ステップＳ５へ戻ってステップＳ５を実行する。

よって、ステップＳ８はステップＳ３と並列する方法のステップであり、即ち、電源アダプター１００が急速充電モードに進入するように充電制御モジュール２００で指示しない場合、電源アダプター１００は続いて出力電流を検出して判断する。

図３に示したように、ステップＳ３とステップＳ４の間に、電池充電方法は以下のようなステップを更に含む。

ステップＳ９：電源アダプター１００は充電制御モジュール２００と急速充電電圧のアスク通信を行い、且つ出力電圧情報を充電制御モジュール２００へフィードバックする。

ステップＳ１０：充電制御モジュール２００は出力電圧情報に基づき、電源アダプター１００の出力電圧が予め設定された急速充電電圧条件に合うか否かを判断する。

なお、上記急速充電電圧条件は急速充電電圧の定格区間又は急速充電電圧の定格値でもよく、即ち、電源アダプター１００の出力電圧が急速充電電圧の定格区間にある場合又は急速充電電圧の定格値と等しい場合、電源アダプター１００の出力電圧が急速充電電圧条件に合うことを証明する。ステップＳ１０が実行された後に、充電制御モジュール２００により電源アダプター１００へ任意の信号がフィードバックされていない場合、両者間の通信が失敗したことを表明し、電源アダプター１００はリセット操作を実行すべきである。

一方、電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００により予め設定された急速充電電圧条件に符合しない場合を考慮し、図３に示したように、ステップＳ１０とステップＳ４の間に以下のようなステップを更に含む。

ステップＳ１１：電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００により予め設定された急速充電電圧条件に符合しない場合、充電制御モジュール２００は電圧偏差のフィードバック信号を電源アダプター１００に送信する。

ステップＳ１２：電源アダプター１００は電圧偏差のフィードバック信号に基づいてその出力電圧を調整し、またステップＳ１０へ戻ってステップＳ１０を実行する。

なお、電圧偏差のフィードバック信号は、電圧ローサイド(low Ｓide)のフィードバック信号及び電圧ハイサイド(high Ｓide)のフィードバック信号を含み、電圧がローサイドにある場合、電源アダプター１００は電圧ローサイドのフィードバック信号により、出力電圧を上げ、電圧がハイサイドにある場合、電源アダプター１００は電圧ハイサイド(high Ｓide)のフィードバック信号により、出力電圧を下げる。

そのほか、図３に示したように、ステップＳ４の後に以下のようなステップを更に含む。

ステップＳ１３：充電制御モジュール２００により電池３００の電圧を検出し、また電池３００の電圧が急速充電閾値電圧より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップＳ１４を実行し、「いいえ」の場合、ステップＳ４へ戻ってステップＳ４を実行する。

ステップＳ１４：充電制御モジュール２００は、電源アダプター１００により直流電流を導入して電池３００を充電することを停止させ、また急速充電遮断命令を電源アダプター１００へフィードバックする。

ステップＳ１５：電源アダプター１００は上記急速充電遮断命令により、急速充電モードを抜け、ステップＳ１へ戻ってステップＳ１を実行する。

上記急速充電モードにおいて、電源アダプター１００と充電制御モジュール２００の間の回線インピーダンスが異常であるか否かを判断するために、電源アダプター１００と充電制御モジュール２００の間の接続(インタフェースの接続、電池の接点及び電線を含む)が異常であるか否かを更に判断し、且つ、異常であると判断する場合、充電を停止して電源アダプター１００及び電子機器を保護することで、ステップＳ４を実行する同時に、図４に示したように、電池充電方法は以下のようなステップを更に含む。

ステップＳ１６：電源アダプター１００は第１電気パラメータの取得要求を充電制御モジュール２００に送信し、また充電制御モジュール２００は第２電気パラメータの取得要求を電源アダプター１００に送信する。

ステップＳ１７：充電制御モジュール２００は第１電気パラメータの取得要求により、電子機器の入力電圧情報及び入力電流情報を電源アダプター１００へフィードバックする。

ステップＳ１８：電源アダプター１００は第２電気パラメータの取得要求により、電源アダプター１００の出力電圧情報及び出力電流の情報を充電制御モジュール２００へフィードバックする。

ステップＳ１９：電源アダプター１００は、入力電圧情報及び入力電流情報により、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、また電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流の差が異常電流差の数値より大きいか否かを判断し、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きい場合及び/又は電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流との差が異常電流差の数値より大きい場合、ステップＳ２０を実行し、一方、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値以下であり、且つ電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流との差が異常電流差の数値以下である場合、ステップＳ２２を実行する。

ステップＳ２０：電源アダプター１００は第１充電遮断命令を充電制御モジュール２００へ送信し、また自発的に直流電流の出力をオフする。

ステップＳ２１：充電制御モジュール２００は第１充電遮断命令により、その通信インタフェース２０をオフするように電子機器へ告知する。

ステップＳ２２：充電制御モジュール２００は、出力電圧情報及び出力電流の情報により、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、また電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流の差が異常電流差の数値より大きいか否かを判断し、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きい場合及び/又は電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流との差が異常電流差の数値より大きい場合、ステップＳ２３を実行し、一方、電子機器の入力電圧と電源アダプター１００の出力電圧との差が異常電圧差の閾値以下であり、且つ電子機器の入力電流と電源アダプター１００の出力電流との差が異常電流差の数値以下である場合、ステップＳ１６へ戻ってステップＳ１６を実行する。

ステップＳ２３：充電制御モジュール２００は第２充電遮断命令を電源アダプター１００に送信し、その通信インタフェース２０をオフするように電子機器へ告知する。

ステップＳ２４：電源アダプター１００は第２充電遮断命令により、直流電流の出力をオフする。

なお、設備入力電圧情報及び設備入力電流情報は、それぞれ電子機器の入力電圧情報及び電子機器の入力電流情報を指す。

更に、図２及び図３に示したステップＳ１において、電源アダプター１００が通常の充電モードにより電池３００を充電するステップは、図５に示したように、具体的に以下のようなステップを含む。

ステップＳ１０１：電源アダプター１００は直流電流の出力をオフした際に、通信インタフェース１０の電圧を検出し、また通信インタフェース１０の電圧が電圧閾値より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップＳ１０１を続いて実行し、このような場合充電制御モジュール２００がまだ急速充電モードを抜けていないことを表明し、「いいえ」の場合、ステップＳ１０２を実行する。

ステップＳ１０２：電源アダプター１００は予め設定された通常の出力電圧により、直流電流を出力する。

なお、ステップＳ１０１において、電源アダプター１００の通信インタフェース１０の電圧を検出した目的は、充電制御モジュール２００がまだ前回の急速充電モードを抜けていない際に、電源アダプター１００がまた続いて電池３００へ急速充電して電池３００が過充電になる問題を回避するためである。電圧閾値は２Ｖを取ってもよく、通常の出力電圧は５.１Ｖに設定してもよい。

更に、上記図２及び図３に示したステップＳ２において、電源アダプター１００が充電制御モジュール２００と急速充電のアスク通信をするステップは、図６に示したように、具体的に以下のようなステップを含む。

ステップＳ２０１：電源アダプター１００が急速充電のアスク命令を充電制御モジュール２００に送信する。

ステップＳ２０２：充電制御モジュール２００が当該急速充電のアスク命令により、電池３００の電圧が急速充電の電圧値に達しているか否かを判断し、「はい」の場合、ステップＳ２０３を実行し、「いいえ」の場合、ステップＳ２０４を実行する。

ステップＳ２０３：充電制御モジュール２００は急速充電指示命令を電源アダプター１００へフィードバックする。

ステップＳ２０４：充電制御モジュール２００は急速充電拒否命令を電源アダプター１００へフィードバックする。

更に、上記図２及び図３に示したステップＳ３において、電源アダプター１００が充電制御モジュール２００によりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整するステップは、図７に示したように、具体的に以下のようなステップを含む。

ステップＳ３０１：電源アダプター１００は、充電制御モジュール２００にて送信された急速充電指示命令により、電池電圧の取得要求を充電制御モジュール２００に送信する。

ステップＳ３０２：充電制御モジュール２００は上記電池電圧の取得要求により、電池の電圧情報を電源アダプター１００へフィードバックする。

ステップＳ３０３：電源アダプター１００は上記電池の電圧情報により、その出力電圧を急速充電電圧の設定値に調整する。

なお、急速充電電圧の設定値は、電池の電圧と予め設定された電圧の増加値(例えば、０.２Ｖ)の和に設定してもよい。その他、上記ステップＳ３０２において、電源アダプター１００にて送信された電池電圧の取得要求について、充電制御モジュール２００が応答しない場合、電源アダプター１００と充電制御モジュール２００の間の通信が失敗していることで、電源アダプター１００はリセット操作を実行する。

更に、上記図２と図３に示したステップＳ４において、電源アダプター１００が急速充電モードにより出力電流及び出力電圧を調整して電池３００に対して充電を行うステップは、図８に示したように、具体的に以下のようなステップを含む。

ステップＳ４０１：充電制御モジュール２００により、急速充電モードの進入命令を電源アダプター１００へフィードバックされる。

ステップＳ４０２：電源アダプター１００は急速充電モードの進入命令により、その出力電流及び出力電圧を急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧に調整する。

ステップＳ４０３：電源アダプター１００は、電池電圧の取得要求を充電制御モジュール２００に送信する。

ステップＳ４０４：充電制御モジュール２００は電池電圧の取得要求により、電池の電圧情報を電源アダプター１００へフィードバックする。

ステップＳ４０５：電源アダプター１００は電池の電圧情報により、電源アダプター１００の出力電圧と電池の電圧との差が電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップＳ４０６を実行し(電源アダプター１００と、充電制御モジュール２００及び電池３００との間の回線インピーダンスが異常であることを表明し、電源アダプター１００で直流電流を出力することを停止すべきである)、「いいえ」の場合、ステップＳ４０７を実行する。

ステップＳ４０６：電源アダプター１００は直流電流の出力をオフする。

ステップＳ４０７：電源アダプター１００は電池の電圧情報により、その出力電流を調整し、ステップＳ４０３にリターンされてステップＳ４０３を実行することで、電池３００を急速充電を行う過程において出力電流を循環的に調整して、電池３００の急速充電プロセスを最適化させて、充電時間を短縮する目的に達する。

なお、上記急速充電の出力電流は４Ａに設定してもよく、急速充電の出力電圧は３．４Ａ乃至４．８Ａの任意の値でよく、電圧差の閾値は０．８Ｖを取ってもよい。

上記電池充電方法が依頼される電池充電装置を実現する例示として、図９にはその例示的なモジュール構成を示し、説明の便宜上、本発明の実施例に関連する部分のみ示し、以下に詳述する。

電源アダプター１００は、電磁妨害(EMI：Electro Magnetic InterfereＮｃe)フィルタ回路１０１と、高電圧整流フィルタ回路１０２と、隔離変圧器(iＳolating tranＳformer)１０３と、出力フィルタ回路１０４と、電圧トラキングと制御回路１０５と、を含む。商用電源がEMIフィルタ回路１０１を通過して電磁波ノイズフィルタリングされた後、高電圧整流フィルタ回路１０２により整流フィルタ処理して高電圧直流電流を出力し、当該高電圧直流電流が隔離変圧器１０３を通して電気的遮蔽された後、出力フィルタ回路１０４に出力されてフィルタ処理されてから電池充電し、電圧トラキングと制御回路１０５は出力フィルタ回路１０４の出力電圧により、隔離変圧器１０３の出力電圧を調整する。

電源アダプター１００は、電源モジュール１０６と、主制御モジュール１０７と、電位調整モジュール１０８と、電流検出モジュール１０９と、電圧検出モジュール１１０と、出力スイッチモジュール１１１とを更に含む。

電源モジュール１０６の入力ポートが隔離変圧器１０３の二次ポートに接続される。主制御モジュール１０７の電源ポートと、電位調整モジュール１０８の電源ポートと、電流検出モジュール１０９の電源ポートとは、共通に電源モジュール１０６の出力ポートに接続される。主制御モジュール１０７の高電位ポートと電位調整モジュール１０８の高電位ポートとは、いずれも出力フィルタ回路１０４の正出力ポートに接続される。電位調整モジュール１０８の電位調節ポートは、電圧トラキングと制御回路１０５に接続される。電流検出モジュール１０９の直流入力ポートは、出力フィルタ回路１０４の正出力ポートに接続される。電流検出モジュール１０９の検流フィードバックポートは、主制御モジュール１０７の電流検出ポートに接続される。主制御モジュール１０７のクロック出力ポート及びデータ出力ポートは、電位調整モジュール１０８のクロック入力ポート及びデータ入力ポートに接続される。電圧検出モジュール１１０の第１検出ポート及び第２検出ポートは、それぞれ電流検出モジュール１０９の直流出力ポート及び出力フィルタ回路１０４の負出力ポートに接続される。電圧検出モジュール１１０の第１出力ポート及び２出力ポートは、それぞれ主制御モジュール１０７の第１電圧検出ポート及び第２電圧検出ポートに接続される。出力スイッチモジュール１１１の入力ポートは、電流検出モジュール１０９の直流出力ポートに接続され、出力スイッチモジュール１１１の出力ポートは、電圧検出モジュール１１０の第３検出ポートに接続される。出力スイッチモジュール１１１の接地ポートは出力フィルタ回路１０４の負出力ポートに接続される。出力スイッチモジュール１１１の被制御ポート及び電源ポートは、それぞれ主制御モジュール１０７のスイッチ制御ポート及び隔離変圧器１０３の二次ポートに接続される。出力フィルタ回路１０４の負出力ポートと、出力スイッチモジュール１１１の出力ポートと、主制御モジュール１０７の第１通信ポート及び第２通信ポートとは、いずれも電源アダプター１００の通信インタフェース１０に接続されている。

電源アダプター１００でまず通常の充電モードにより電池３００を充電を行う場合、主制御モジュール１０７は出力スイッチモジュール１１１を制御して電源アダプター１００の直流電流の出力をオフさせる。電圧検出モジュール１１０は電源アダプター１００の出力電圧を検出し、また電圧検出信号を主制御モジュール１０７へフィードバックし、主制御モジュール１０７は当該電圧検出信号により、電源アダプター１００の出力電圧が電圧閾値より大きいか否かを判断する。「はい」の場合、電圧検出モジュール１１０は続いて電源アダプター１００の出力電圧を検出して判断する。「いいえ」の場合、主制御モジュール１０７は出力スイッチモジュール１１１を制御して電源アダプター１００の直流電流の出力をターンオン( turn on)させるようにし、また電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動することで隔離変圧器１０３の出力電圧を通常の出力電圧に設定させ、電流検出モジュール１０９は電源アダプター１００の出力電流を検出し且つ電流検出信号を主制御モジュール１０７にフィードバックされ、主制御モジュール１０７が当該電流検出信号により、予め設定された時間の間隔に電源アダプター１００の出力電流が通常の電流区間にいると判定される場合、主制御モジュール１０７は充電制御モジュール２００と急速充電のアスク通信し、充電制御モジュール２００により急速充電指示命令が主制御モジュール１０７に送信された後、主制御モジュール１０７は充電制御モジュール２００にてフィードバックされた電池の電圧情報により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整し(即ち、電源アダプター１００の出力電圧を調整する)、また、電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００で予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、主制御モジュール１０７は電位調整モジュール１０８を通して、電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００が急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力するようにし、その同時に充電制御モジュール２００は電源アダプター１００により直流電流が導入され、電池３００を充電する。

なお、電源アダプター１００はまず通常の充電モードにより電池３００を充電し、電源アダプター１００の出力電流値が電流下限値(例えば、１Ａ)より小さい場合、電流検出モジュール１０９は続いて電源アダプター１００の出力電流を検出し、且つ電流検出信号を主制御モジュール１０７にフィードバックされる。電源アダプター１００の出力電流値が電流上限値(例えば、４Ａ)より大きい場合、主制御モジュール１０７は出力スイッチモジュール１１１を制御して電源アダプター１００の直流電流の出力をオフすることで、短絡の保護を実現する。

上記主制御モジュール１０７が充電制御モジュール２００と急速充電のアスク通信する過程において、主制御モジュール１０７が急速充電のアスク命令を充電制御モジュール２００に送信し、充電制御モジュール２００は当該急速充電のアスク命令により、電池３００の電圧が急速充電の電圧値に達するか否かを判断し、「はい」の場合、急速充電指示命令を主制御モジュール１０７へフィードバックし、「いいえ」の場合、急速充電拒否命令を主制御モジュール１０７へフィードバックする。

上記主制御モジュール１０７が充電制御モジュール２００にてフィードバックされた電池の電圧情報により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整する過程において、主制御モジュール１０７が充電制御モジュール２００にて送信された急速充電指示命令により、電池電圧の取得要求を充電制御モジュール２００に送信し、充電制御モジュール２００は当該電池電圧の取得要求により、電池の電圧情報を主制御モジュール１０７へフィードバックし、主制御モジュール１０７は当該電池の電圧情報により、電位調整モジュール１０８を通じて電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させ、隔離変圧器１０３の出力電圧を上記急速充電電圧の設定値に調整させる。

上記電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００により予め設定された急速充電電圧条件(即ち、急速充電電圧の定格区間にあるか、又は急速充電電圧の定格値と等しい)に合う場合、主制御モジュール１０７は電位調整モジュール１０８を通じて電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて、隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００が急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力するようにし、その同時に充電制御モジュール２００は電源アダプター１００により直流電流を導入して電池３００を充電し、この過程は具体的に以下のようである。

主制御モジュール１０７が充電制御モジュール２００と急速充電電圧のアスク通信し、主制御モジュール１０７が出力電圧情報を充電制御モジュール２００にフィードバックされる。電源アダプター１００の出力電圧が急速充電電圧の定格区間にある場合又は急速充電電圧の定格値と等しい場合、充電制御モジュール２００は、電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００により予め設定された急速充電電圧条件に符合していると判定し、また、急速充電モードの進入命令を主制御モジュール１０７にフィードバックされる。当該急速充電モードの進入命令により、主制御モジュール１０７は電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００が急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力するようにし、その同時に充電制御モジュール２００は電源アダプター１００により直流電流が導入され、電池３００を充電を行う。一方、電源アダプター１００の出力電圧が充電制御モジュール２００で予め設定された急速充電電圧条件に符合しない(即ち、急速充電電圧の定格区間にいなく、または急速充電電圧の定格値と異なる)場合、充電制御モジュール２００は電圧偏差のフィードバック信号を主制御モジュール１０７に送信し、主制御モジュール１０７は当該電圧偏差のフィードバック信号により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整した後、続いて充電制御モジュール２００と急速充電電圧のアスク通信する。具体的に、電圧偏差のフィードバック信号は、電圧ローサイドのフィードバック信号及び電圧ハイサイドのフィードバック信号を含み、電圧がローサイドにある場合、主制御モジュール１０７は電圧ローサイドのフィードバック信号により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を上げる。電圧がハイサイドにある場合、主制御モジュール１０７は電圧ハイサイドのフィードバック信号により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を下げる。

更に、上記の当該急速充電モードの進入命令により、主制御モジュール１０７は電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００が急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力するようにし、この過程は具体的に以下のようである。

主制御モジュール１０７は電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整し、電源アダプター１００の出力電流及び出力電圧を、それぞれ急速充電の出力電流(例えば、４Ａ)及び急速充電の出力電圧(３.４Ｖ乃至４.８Ｖの任意の値でよい)に調整させ、主制御モジュール１０７は充電制御モジュール２００により電池の電圧情報が取得され、また電圧検出モジュール１１０にフィードバックされた電圧検出信号により、電源アダプター１００の出力電圧と電池の電圧との差が電圧差の閾値(例えば、０．８Ｖ)より大きいか否かを判断する。「はい」の場合、電源アダプター１００と、充電制御モジュール２００及び電池３００との間の回線インピーダンスが異常であることを表明し、主制御モジュール１０７は出力スイッチモジュール１１１を制御して電源アダプター１００の直流電流の出力をオフさせる。「いいえ」の場合、主制御モジュール１０７は電池の電圧情報により、電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００の直流電流を調整させ、また、続いて充電制御モジュール２００により電池の電圧情報が取得され、電池３００を急速充電する過程において、循環的に電源アダプター１００の出力電流を調整させて、電池３００の急速充電プロセスを最適化することができ、充電時間を短縮する目的に達する。

その他、主制御モジュール１０７が電位調整モジュール１０８を通して電圧トラキングと制御回路１０５を駆動させて隔離変圧器１０３の出力電圧を調整することで、電源アダプター１００が急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力する同時に、充電制御モジュール２００は電池３００の電圧を検出する。電池３００の電圧が急速充電閾値電圧（例えば、４．３５Ｖ）より大きい場合、充電制御モジュール２００は、電源アダプター１００により直流電流を導入して電池３００を充電することを停止させ、また急速充電遮断命令を主制御モジュール１０７にフィードバックされる。この場合、主制御モジュール１０７は当該急速充電遮断命令により、急速充電モードを抜け、通常の充電モードにリターンされる。

図１０は本発明の実施例により提供される電池充電装置における電源アダプターの例示的な回路構成を示し、説明の便宜上、本発明の実施例に関連する部分のみ示し、以下に詳述する。

電源モジュール１０６は以下のような素子を含む。

第１コンデンサーＣ１と、レギュレーターチップＵ１と、第２コンデンサーＣ２と、第１インダクタＬ１と、第２インダクタＬ２と、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第３コンデンサーＣ３と、第１抵抗器Ｒ１と、第２抵抗器Ｒ２と、を含む。

第１コンデンサーＣ１の第１端と、レギュレーターチップＵ１の入力電源ピンＶｉｎ及びイネーブルピンＥＮとの共通接続点は、電源モジュール１０６の入力ポートである。第１コンデンサーＣ１の第２端とレギュレーターチップＵ１の接地ピンＧＮＤは、共通に接地される。レギュレーターチップＵ１のスイッチピンＳＷと第２コンデンサーＣ２の第１端は、共通に第１インダクタＬ１の第１端に接続される。レギュレーターチップＵ１の内部スイッチピンＢＯＯＴＳＴＲＡＰと第２コンデンサーＣ２の第２端は、共通に第１ダイオードＤ１の陰極に接続される。レギュレーターチップＵ１のフィードバック電圧ピンＦＢは、第１抵抗器Ｒ１の第１端及び第２抵抗器Ｒ２の第１端に接続される。第１インダクタＬ１の第２端と第２ダイオードＤ２の陰極は、共通に第２インダクタＬ２の第１端に接続される。第２インダクタＬ２の第２端と、第１ダイオードＤ１の陽極と、第１抵抗器Ｒ１の第２端と、第３コンデンサーＣ３の第１端とが共通に接続されて形成した共通接続点が、電源モジュール１０６の出力ポートである。第２ダイオードＤ２の陽極は、第２抵抗器Ｒ２の第２端及び第３コンデンサーＣ３の第２端と共通に接地される。なお、電源モジュール１０６はレギュレーターチップＵ１を中心とし、隔離変圧器１０３の二次ポート電圧を電圧変換処理させた後、＋３．３Ｖの電圧を出力して、主制御モジュール１０７と、電位調整モジュール１０８と、電流検出モジュール１０９とへ給電する。具体的に、レギュレーターチップＵ１のモデルは、ＭＣＰ１６３０１の降圧式直流／交流変換器でよい。

主制御モジュール１０７は以下のような素子を含む。

主制御チップＵ２と、第３抵抗器Ｒ３と、基準電圧チップＵ３と、第４抵抗器Ｒ４と、第５抵抗器Ｒ５と、第４コンデンサーＣ４と、第６抵抗器Ｒ６と、第７抵抗器Ｒ７と、第１ＮＭＯＳ（金属-酸化物-半導体：Metal-Oxide-Ｓemiconductor）トランジスタＱ１と、第８抵抗器Ｒ８と、第９抵抗器Ｒ９と、第１０抵抗器Ｒ１０と、第１１抵抗器Ｒ１１と、第１２抵抗器Ｒ１２と、第１３抵抗器Ｒ１３と、第１４抵抗器Ｒ１４と、を含む。

主制御チップＵ３の電源ピンＶＤＤは主制御モジュール１０７の電源ポートであり、主制御チップＵ３の接地ピンＶＳＳは接地され、主制御チップＵ３の第１入力出力ピンＲＡ０は未接続しておりある。第３抵抗器Ｒ３の第１端は、主制御チップＵ３の電源ピンＶＤＤに接続され、第３抵抗器Ｒ３の第２端と第４抵抗器Ｒ４の第１端は、共通に基準電圧チップＵ３の正極ＣＡＴＨＯＤＥに接続される。基準電圧チップＵ３の負極ＡＮＯＤＥは接地され、基準電圧チップＵ３の未接続ピンＮＣは未接続しておりある。第４抵抗器Ｒ４の第２端は、主制御チップＵ２の第２入力出力ピンＲＡ１に接続される。主制御チップＵ２の第３入力出力ピンＲＡ２は、主制御モジュール１０７の電流検出ポートであり、主制御チップＵ２の第４入力出力ピンＲＡ３は、第５抵抗器Ｒ５の第１端に接続される。第５抵抗器Ｒ５の第２端と第４コンデンサーＣ４の第１端は、共通に主制御チップＵ２の電源ピンＶＤＤに接続される。第４コンデンサーＣ４の第２端は接地される。主制御チップＵ２の第５入力出力ピンＲＡ４は、主制御モジュール１０７のスイッチ制御ポートであり、主制御チップＵ２の第６入力出力ピンＲＡ５は、第６抵抗器Ｒ６の第１端に接続される。第６抵抗器Ｒ６の第２端と第１ＮＭＯＳトランジスタＱ１のゲート電極（Gate）は、共通に第７抵抗器Ｒ７の第１端に接続される。第７抵抗器Ｒ７の第２端と第１ＮＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極は、共通に接地される。第１ＮＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極は、第８抵抗器Ｒ８の第１端に接続される。第８抵抗器Ｒ８の第２端は、主制御モジュール１０７の高電位ポートである。主制御チップＵ２の第７入力出力ピンＲＣ０及び第８入力出力ピンＲＣ１は、それぞれ主制御モジュール１０７のクロック出力ポート及びデータ出力ポートであり。主制御チップＵ２の第１０入力出力ピンＲＣ３及び第９入力出力ピンRＣ２は、それぞれ主制御モジュール１０７の第１電圧検出ポート及び第２電圧検出ポートである。主制御チップＵ２の第１１入力出力ピンＲＣ４及び第１２入力出力ピンＲＣ５は、それぞれ第９抵抗器Ｒ９の第１端及び第１０抵抗器Ｒ１０の第１端に接続される。第１１抵抗器Ｒ１１の第１端及び第１２抵抗器Ｒ１２の第１端は、それぞれ第９抵抗器Ｒ９の第２端及び第１０抵抗器Ｒ１０の第２端に接続される。第１１抵抗器Ｒ１１の第２端と第１２抵抗器Ｒ１２の第２端は、共通に接地される。第１３抵抗器Ｒ１３の第１端及び第１４抵抗器Ｒ１４の第１端は、それぞれ第９抵抗器Ｒ９の第２端及び第１０抵抗器Ｒ１０の第２端に接続される。第１３抵抗器Ｒ１３の第２端と第１４抵抗器Ｒ１４の第２端は、共通に主制御チップＵ２の電源ピンＶＤＤに接続される。第９抵抗器Ｒ９の第２端及び第１０抵抗器Ｒ１０の第２端は、それぞれ主制御モジュール１０７の第１通信ポート及び第２通信ポートである。なお、主制御チップＵ２のモデルは、具体的に、ＰＩＣ１２ＬＦ１８２２、ＰＩＣ１２Ｆ１８２２、ＰＩＣ１６ＬＦ１８２３又はＰＩＣ１６Ｆ１８２３のシングルチップマイクロコンピュータ（ｓｃｍ：Ｓingle Ｃhip Micro computer）でもよく、基準電圧チップＵ３のモデルはＬＭ４０４０の電圧基準器でよい。

電位調整モジュール１０８は、以下のような素子を含む。

第１５抵抗器Ｒ１５と、第１６抵抗器Ｒ１６と、デジタル電位差計Ｕ４と、第１７抵抗器Ｒ１７と、第１８抵抗器Ｒ１８と、第５コンデンサーＣ５と、第６コンデンサーＣ６と、第１９抵抗器Ｒ１９と、を含む。

第１５抵抗器Ｒ１５の第１端と、第１６抵抗器Ｒ１６の第１端と、デジタル電位差計Ｕ４の電源ピンＶＤＤと、第５コンデンサーＣ５の第１端との共通接続点が、電位調整モジュール１０８の電源ポートである。第５コンデンサーＣ５の第２端と、第６コンデンサーＣ６の第１端と、デジタル電位差計Ｕ４の接地ピンＶＳＳと、第１７抵抗器Ｒ１７の第１端とは、共通に接地される。第６コンデンサーＣ６の第２端は、デジタル電位差計Ｕ４の電源ピンＶＤＤに接続される。第１５抵抗器Ｒ１５の第２端とデジタル電位差計Ｕ４のシリアルデータピンＳＤＡとの共通接続点は、電位調整モジュール１０８のデータ入力ポートである。第１６抵抗器Ｒ１６の第２端とデジタル電位差計Ｕ４のクロック入力ピンＳＣＬとの共通接続点は、電位調整モジュール１０８のクロック入力ポートである。デジタル電位差計Ｕ４の零アドレスピンＡ０は接地され、デジタル電位差計Ｕ４の第１電位配線ピンＰ０Ａと第１８抵抗器Ｒ１８の第１端とは、共通に第１７抵抗器Ｒ１７の第２端に接続されている。第１８抵抗器Ｒ１８の第２端とデジタル電位差計Ｕ４の第２電位配線ピンＰ０Ｂとは、共通に第１９抵抗器Ｒ１９の第１端に接続されている。第１９抵抗器Ｒ１９の第２端は、電位調整モジュール１０８の高電位ポートである。デジタル電位差計Ｕ４の電位タップ式ピンＰ０Ｗは、電位調整モジュール１０８の電位調節ポートになる。なお、デジタル電位差計Ｕ４は主制御チップＵ２にて出力されたクロック信号およびデータ信号により、内部のスライド式可変抵抗器を調整させ、よって内部のスライド式可変抵抗器のタップ側（すなわち、デジタル電位差計Ｕ４の電位タップ式ピンＰ０Ｗ）の電位が変化され、電圧トラキングと制御回路１０４が当該電位変化に従って隔離変圧器１０３の出力電圧を調整する。具体的に、デジタル電位差計Ｕ４はＭＣＰ４５Ｘ１のデジタル電位差計でもよい。

電流検出モジュール１０９は以下のような素子を含む。

第２０抵抗器Ｒ２０と、第２１抵抗器Ｒ２１と、第２２抵抗器Ｒ２２と、第７コンデンサーＣ７と、第８コンデンサーＣ８と、電流検出チップＵ５と、第２３抵抗器Ｒ２３と、第１０コンデンサーＣ９と、第１０コンデンサーＣ１０と、第２４抵抗器Ｒ２４と、を含む。

第２０抵抗器Ｒ２０の第１端及び第２端は、それぞれ電流検出モジュール１０９の直流入力ポート及び直流出力ポートである。第２１抵抗器Ｒ２１の第１端及び第２２抵抗器Ｒ２２の第１端は、それぞれ第２０抵抗器Ｒ２０の第１端及び第２端に接続される。第２１抵抗器Ｒ２１の第２端と第７コンデンサーＣ７の第１端とは、共通に電流検出チップＵ５の正入力ピンＩＮ＋に接続されている。第２２抵抗器Ｒ２２の第２端と第８コンデンサーＣ８の第１端とは、共通に電流検出チップＵ５の負入力ピンＩＮ−に接続されている。電流検出チップＵ５の電源ピンＶ＋と第９コンデンサーＣ９の第１端との共通接続点は、電流検出モジュール１０９の電源ポートである。電流検出チップＵ５の未接続ピンＮＣは未接続しておりある。電流検出チップＵ５の出力ピンＯＵＴは、第２３抵抗器Ｒ２３の第１端に接続されている。第２３抵抗器Ｒ２３の第２端は、流検出モジュール１０９の検流フィードバックポートである。第１０コンデンサーＣ１０の第１端と第２４抵抗器Ｒ２４の第１端とは、共通に第２３抵抗器Ｒ２３の第２端に接続されている。第７コンデンサーＣ７の第２端と、第８コンデンサーＣ８の第２端と、第９コンデンサーＣ９の第２端と、第１０コンデンサーＣ１０の第２端と、第２４抵抗器Ｒ２４の第２端と、電流検出チップＵ５の接地ピンＧＮＤ及び第１基準電圧ピンＲＥＦ１及び第２基準電圧ピンＲＥＦ２とは、共通に接地されている。なお、検流抵抗器として、第２０抵抗器Ｒ２０は出力フィルタ回路１０４の出力電流（即ち、電源アダプター１００の出力電流）についてサンプリングする。また、電流検出チップＵ５は、第２０抵抗器Ｒ２０両側の電圧により、電流検出信号を主制御チップＵ２に出力する。具体的に、電流検出チップＵ５のモデルはＩＮＡ２８６の電流シャントモニタでよい。

電圧検出モジュール１１０は以下のような素子を含む。

第２５抵抗器Ｒ２５と、第２６抵抗器Ｒ２６と、第１１コンデンサーＣ１１と、第１２コンデンサーＣ１２と、第２７抵抗器Ｒ２７と、第２８抵抗器Ｒ２８と、を含む。

第２５抵抗器Ｒ２５の第１端は、電圧検出モジュール１１０の第１検出端である。第２５抵抗器Ｒ２５の第２端と第２６抵抗器Ｒ２６の第１端と第１１コンデンサーＣ１１の第１端との共通接続点は、電圧検出モジュール１１０の第２出力ポートである。第２６抵抗器Ｒ２６の第２端は、電圧検出モジュール１１０の第２検出ポートである。第１１コンデンサーＣ１１の第２端は、第１２コンデンサーＣ１２の第１端及び第２７抵抗器Ｒ２７の第１端と共通に、第２６抵抗器Ｒ２６の第２端に接続されている。第１２コンデンサーＣ１２の第２端と第２７抵抗器Ｒ２７の第２端と第２８抵抗器Ｒ２８の第１端との共通接続点は、電圧検出モジュール１１０の第１出力ポートである。第２８抵抗器Ｒ２８の第２端は、電圧検出モジュール１１０の第３検出ポートである。

出力スイッチモジュール１１１は、以下のような素子を含む。

第２９抵抗器Ｒ２９と、第３０抵抗器Ｒ３０と、第１３コンデンサーＣ１３と、第３１抵抗器Ｒ３１と、第１ＮＰＮ型トライオードＮ１と、第３２抵抗器Ｒ３２と、第２ＮＰＮ型トライオードＮ２と、第３ダイオードＤ３と、定電圧ダイオードＺＤと、第３３抵抗器Ｒ３３と、第３４抵抗器Ｒ３４と、第３５抵抗器Ｒ３５と、第２ＮＭＯＳトランジスタＱ２と、第３ＮＭＯＳトランジスタＱ３と、を含む。

第２９抵抗器Ｒ２９の第１端は、出力スイッチモジュール１１１の被制御ポートである。第２９抵抗器Ｒ２９の第２端は、第３０抵抗器Ｒ３０の第１端と共通に、第１ＮＰＮ型トライオードＮ１のベース電極に接続されている。第１３コンデンサーＣ１３の第１端は、第３１抵抗器Ｒ３１の第１端及び第３２抵抗器Ｒ３２の第１端と共通に、第３ダイオードＤ３の陰極に接続される。第３ダイオードＤ３の陽極は、出力スイッチモジュール１１１の電源ポートである。第３１抵抗器Ｒ３１の第２端は、第２ＮＰＮ型トライオードＮ２のベース電極と共通に、第１ＮＰＮ型トライオードＮ１のコレクターに接続されている。第３２抵抗器Ｒ３２の第２端と、定電圧ダイオードＺＤの陰極と、第３３抵抗器Ｒ３３の第１端とは、共通に第２ＮＰＮ型トライオードＮ２のコレクターに接続されている。第３０抵抗器Ｒ３０の第２端と、第１３コンデンサーＣ１３の第２端と、第１ＮＰＮ型トライオードＮ１のエミッター電極と、第２ＮＰＮ型トライオードＮ２のエミッター電極と、定電圧ダイオードＺＤの陽極とは、共通に接地されている。第３３抵抗器Ｒ３３の第２端と、第３４抵抗器Ｒ３４の第１端と、第３５抵抗器Ｒ３５の第１端と、第２ＮＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電極と、第３ＮＭＯＳトランジスタＱ３のゲート電極とは、共通に接続されている。第３４抵抗器Ｒ３４の第２端は、出力スイッチモジュール１１１の接地ポートである。第２ＮＭＯＳトランジスタＱ２のドレイン電極は、出力スイッチモジュール１１１の入力ポートである。第２ＮＭＯＳトランジスタＱ２のソース電極と、第３５抵抗器Ｒ３５の第２端とは、共通に第３ＮＭＯＳトランジスタＱ３のソース電極に接続されている。第３ＮＭＯＳトランジスタＱ３のドレイン電極は、出力スイッチモジュール１１１の出力ポートである。なお、第２ＮＭＯＳトランジスタＱ２と第３ＮＭＯＳトランジスタＱ３を共通にオンまたはオフさせて、電源アダプター１００の直流電流の出力をターンオン又はオフさせる。

図１１は本発明の実施例により提供される電池充電装置における充電制御モジュールの例示的な回路構成を示す。説明の便宜上、本発明の実施例に関連する部分のみ示し、以下に詳述する

充電制御モジュール２００は、以下のような素子を含む。

電池コネクタＪ１と、主制御器Ｕ６と、第１３コンデンサーＣ１３と、第３６抵抗器Ｒ３６と、第３７抵抗器Ｒ３７と、第１４コンデンサーＣ１４と、第１ショットキーダイオードＳＤ１と、第２ショットキーダイオードＳＤ２と、第１５コンデンサーＣ１５と、第３８抵抗器Ｒ３８と、第３９抵抗器Ｒ３９と、第４０抵抗器Ｒ４０と、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３と、第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４と、第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５と、を含む。

電池コネクタＪ１は、電池３００の複数の電極に接続されている。電池コネクタＪ１の第１ピン５Ａ−１と第２ピン５Ａ−２は、共通に接地される。電池コネクタＪ１の第１接地ピンＧＮＤ１と及び第２接地ピンＧＮＤ２は、共通に接地される。主制御器Ｕ６の第１入力出力ピンＲＡ０は、電池コネクタＪ１の第７ピン５Ａ−３及び第８ピン５Ａ−４に接続されている。主制御器Ｕ６の第２入力出力ピンＲＡ１と、第７入力出力ピンＲＣ０と、第８入力出力ピンＲＣ１と、第９入力出力ピンＲＣ２とは、それぞれ、電池コネクタＪ１の第６ピン２Ａ-４と、第５ピン２Ａ-３と、第４ピン２Ａ-２と、第３ピン２Ａ-１に接続されている。主制御器Ｕ６の模擬接地ピンＶＳＳと接地ピンＧＮＤは、いずれも接地される。主制御器Ｕ６の第１未接続ピンＮＣ０と第２未接続ピンNＣ１は、いずれも未接続しておりある。主制御器Ｕ６の電源ピンＶＤＤと第１３コンデンサーＣ１３の第１端は、いずれも電池コネクタＪ１の第７ピン５Ａ−３と第８ピン５Ａ−４に接続されている。主制御器Ｕ６の第４入力出力ピンＲＡ３と第１１入力出力ピンＲＣ４は、電子機器とデータ通信する。第３６抵抗器Ｒ３６は、主制御器Ｕ６の第４入力出力ピンＲＡ３と電源ピンＶＤＤとの間に接続されている。主制御器Ｕ６の第６入力出力ピンＲＡ５と第１２入力出力ピンＲＣ５は、それぞれ電源アダプター１００における主制御モジュール１０７の第１通信ポートと第２通信ポートに接続されている。第３７抵抗器Ｒ３７の第１端と第３８抵抗器Ｒ３８の第１端は、共通に主制御器Ｕ６の第１０入力出力ポートＲＣ３に接続されている。第３７抵抗器Ｒ３７の第２端は、主制御器Ｕ６の電源ピンＶＤＤに接続されている。第３８抵抗器Ｒ３８の第２端は、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３のベース電極に接続されている。主制御器Ｕ６の第５入力出力ポートＲＡ４は、第１４コンデンサーＣ１４の第１端に接続されている。第１４コンデンサーＣ１４の第２端と第１ショットキーダイオードＳＤ１の陰極は、共通に第２ショットキーダイオードＳＤ２の陽極に接続されている。第３９抵抗器Ｒ３９の第１端と第１５コンデンサーＣ１５の第１端は、共通に第２ショットキーダイオードＳＤ２の陰極に接続されている。第３９抵抗器Ｒ３９の第２端と、第４０抵抗器Ｒ４０の第１端と、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３のコレクターとは、いずれも第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４のゲート電極及び第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のゲート電極に接続されている。第４０抵抗器Ｒ４０の第２端と第１５コンデンサーＣ１５の第２端は、共通に接地される。第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４のソース電極は、第１ショットキーダイオードＳＤ１の陽極に接続され、更に電池コネクタＪ１の第７ピン５Ａ−３及び第８ピン５Ａ−４に接続されている。第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４のドレイン電極は、第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のドレイン電極に接続されている。第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のソース電極は、電源アダプター１００の通信インタフェース１０の電源線ＶＢＵＳに接続されている。第３ＮＰＮ型トライオードＮ３のエミッター電極は、第３ショットキーダイオードＳＤ３の陽極に接続されている。第３ショットキーダイオードＳＤ３の陰極は、接地される。なお、具体的に、主制御器Ｕ６のモデルは、ＰＩＣ１２ＬＦ１５０１、ＰＩＣ１２Ｆ１５０１、ＰＩＣ１６ＬＦ１５０３、ＰＩＣ１６Ｆ１５０３、ＰＩＣ１６ＬＦ１５０７、ＰＩＣ１６Ｆ１５０７、ＰＩＣ１６ＬＦ１５０８、ＰＩＣ１６Ｆ１５０８、ＰＩＣ１６ＬＦ１５０９、またはＰＩＣ１６Ｆ１５０９のシングルチップマイコンである。

電源アダプター１００が急速充電モードで作動される場合、充電制御モジュール２００が電源アダプター１００から直流電流を導入して電池３００を充電を行うことは、主制御器Ｕ６がその第５入力出力ピンＲＡ４を通して制御信号を出力し、第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４と第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５を制御してオンにさせ、また、主制御器Ｕ６の第１０入力出力ピンＲＣ３により、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３を制御してオフにさせることで、電源アダプター１００の通信インタフェース１０により直流電流を導入して電池３００を充電を行う。電池３００自身が電源アダプター１００により既に直流電流が取得されているため、充電制御モジュール２００が直流電流を導入することは、電池３００の充電電流を増加し、電池３００の急速充電を実現することになる。一方、電池３００を常規充電を行う必要がある場合、主制御器Ｕ６がその第５入力出力ピンＲＡ４を通してローレベルを出力し、第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４と第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５を制御してオフにさせ、主制御器Ｕ６の第１０入力出力ピンＲＣ３を通してハイレベルを出力し、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３を制御してオンにさせる。

主制御器Ｕ６は、その第４入力出力ピンＲＡ３と第１１入力出力ピンＲＣ４を通じて，電子機器とデータ通信する。電子機器の給電部材が電池３００である場合、具体的に、主制御器Ｕ６により電池３００の電圧及び電量情報が電子機器（例えば、携帯電話）に伝達可能で、また、主制御器Ｕ６は電池３００の電圧により、電池３００が急速充電プロセスを完了しているか否かを判断する。「はい」の場合、急速充電遮断命令をフィードバックして、充電モードを急速充電モードから通常の充電モードに切り替えるように電子機器へ告知する。電源アダプター１００により電池３００を充電を行う過程において、電源アダプター１００と電池３００間の接続が急に絶たれる場合、主制御器Ｕ６は電池コネクタＪ１を通じて電池３００の電圧を検出し、また、充電終了命令をフィードバックして、電池３００への充電プロセスを終了するように電子機器へ告知する。一方、電子機器が電池３００の温度を検出可能な場合、温度が異常であると、第４ＮＭＯＳトランジスタＱ４と第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５をオフするように主制御器Ｕ６へ告知し、電池３００への急速充電を停止する。その同時に、電子機器の充電モードは、急速充電モードから通常の充電モードに切り替える。

一方、電源アダプター１００が急速充電モードで作動される場合、充電制御モジュール２００が電源アダプター１００から直流電流を導入して電池３００を充電を行う過程において、電源アダプター１００の通信インタフェース１０の電源線ＶＢＵＳ及び接地線ＧＮＤが、電子機器の通信インタフェース２０の電源線ＶＢＵＳ及び接地線ＧＮＤと、逆接続される（すなわち、電源アダプター１００の通信インタフェース１０の電源線ＶＢＵＳ及び接地線ＧＮＤが、充電制御モジュール２００のグラウンド及び第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のソース電極に接続される）。この場合、電制御モジュール２００におけるグラウンドには、直流電流が導入され、第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のソース電極は、接地される。素子が損傷になる問題を回避するために、図１２に示したように、充電制御モジュール２００は、第６ＮＭＯＳトランジスタＱ６と、第７ＮＭＯＳトランジスタＱ７と、第４１抵抗器Ｒ４１と、を更に含むことができる。第６ＮＭＯＳトランジスタＱ６のソース電極は、第５ＮＭＯＳトランジスタＱ５のソース電極に接続される。第６ＮＭＯＳトランジスタＱ６のドレイン電極は、第７ＮＭＯＳトランジスタＱ７のドレイン電極に接続される。第７ＮＭＯＳトランジスタＱ７のソース電極は、第３ＮＰＮ型トライオードＮ３のコレクターに接続される。第６ＮＭＯＳトランジスタＱ６のゲート電極と第７ＮＭＯＳトランジスタＱ７のゲート電極は、共通に第４１抵抗器Ｒ４１の第１端に接地される。第４１抵抗器Ｒ４１の第２端は、接地される。

上記逆接続問題が現れる場合、第４１抵抗器Ｒ４１の第２端はグラウンドから直流電流が導入され、第６ＮＭＯＳトランジスタＱ６と第７ＮＭＯＳトランジスタＱ７を駆動してオフさせる。よって、グラウンドから充電制御モジュール２００に進入された直流電流は、回路が形成できなく、充電制御モジュール２００における素子が損傷されない目的に達する。

よって、本発明の実施例では、電源アダプター１００及び充電制御モジュール２００を含む電池充電装置を採用する。電池３００を充電を行う過程において、電源アダプター１００はまず通常の充電モードにより電池に対して充電を行い、電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、電源アダプターは充電制御モジュールと急速充電のアスク（aｓk）通信を行い、充電制御モジュールにより急速充電指示命令を電源アダプターに送信した後、電源アダプターは充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整し、当該出力電圧が充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、電源アダプターは急速充電モードにより出力電流と出力電圧を調整して電池に対して充電を行う同時に、また、充電制御モジュールは電源アダプターから直流電流を導入して電池に対して充電を行う。よって、電池を急速充電させて、充電時間を短縮する目的を実現する。

上記は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の意図及び原則内で行う何らかの修正、等価な置換および改善等は、本発明の保護に含まれるべきである。

Claims

電池充電装置であって、
前記電池充電装置は電源アダプター及び充電制御モジュールを含み、
前記電源アダプターは前記電源アダプターの通信インタフェースを介して電子機器における電池に対して充電を行い、
前記充電制御モジュールは前記電子機器に内装され、
前記充電制御モジュール及び前記電池は、いずれも前記電子機器の通信インタフェースを介して前記電源アダプターの通信インタフェースに接続され、
前記充電制御モジュールは、前記電池の電極に更に接続されて前記電池の電圧を検出し、
前記電池に対して充電を行う過程において、前記電源アダプターはまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電を行い、前記電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールと急速充電のアスク通信を行い、前記充電制御モジュールにより急速充電指示命令を前記電源アダプターに送信した後、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整し、前記出力電圧が前記充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、前記電源アダプターは急速充電モードにより、出力電流と出力電圧を調整して前記電池に対して充電を行うと同時に、前記充電制御モジュールは前記電源アダプターから直流電流を導入して前記電池に対して充電を行う、
ことを特徴とする電池充電装置。
前記電源アダプターは、EMIフィルタ回路と、高電圧整流フィルタ回路と、隔離変圧器と、出力フィルタ回路と、電圧トラキングと制御回路と、を含み、
商用電源が前記EMIフィルタ回路を通過して電磁波ノイズフィルタリングされた後、前記高電圧整流フィルタ回路により整流フィルタ処理して高電圧直流電流を出力し、
前記高電圧直流電流が前記隔離変圧器を通して電気的遮蔽された後、前記出力フィルタ回路に出力されてフィルタ処理されてから電池に対して充電を行い、
前記電圧トラキングと制御回路は、前記出力フィルタ回路の出力電圧に基づいて、前記隔離変圧器の出力電圧を調整し、
前記電源アダプターは、電源モジュールと、主制御モジュールと、電位調整モジュールと、電流検出モジュールと、電圧検出モジュールと、出力スイッチモジュールと、を更に含み、
前記電源モジュールの入力ポートが、前記隔離変圧器の二次ポートに接続され、前記主制御モジュールの電源ポートと、前記電位調整モジュールの電源ポートと、前記電流検出モジュールの電源ポートとは、前記電源モジュールの出力ポートに共通に接続され、前記主制御モジュールの高電位ポートと前記電位調整モジュールの高電位ポートは、いずれも前記出力フィルタ回路の正出力ポートに接続され、前記電位調整モジュールの電位調節ポートは、前記電圧トラキングと制御回路に接続され、前記電流検出モジュールの直流入力ポートは、前記出力フィルタ回路の正出力ポートに接続され、前記電流検出モジュールの検流フィードバックポートは、前記主制御モジュールの電流検出ポートに接続され、前記主制御モジュールのクロック出力ポート及びデータ出力ポートは、前記電位調整モジュールのクロック入力ポート及びデータ入力ポートに接続され、前記電圧検出モジュールの第１検出ポート及び第２検出ポートは、それぞれ前記電流検出モジュールの直流出力ポート及び前記出力フィルタ回路の負出力ポートに接続され、前記電圧検出モジュールの第１出力ポート及び２出力ポートは、それぞれ前記主制御モジュールの第１電圧検出ポート及び第２電圧検出ポートに接続され、前記出力スイッチモジュールの入力ポートは、前記電流検出モジュールの直流出力ポートに接続され、前記出力スイッチモジュールの出力ポートは、前記電圧検出モジュールの第３検出ポートに接続され、前記出力スイッチモジュールの接地ポートは、前記出力フィルタ回路の負出力ポートに接続され、前記出力スイッチモジュールの被制御ポート及び電源ポートは、それぞれ前記主制御モジュールのスイッチ制御ポート及び前記隔離変圧器の二次ポートに接続され、前記出力フィルタ回路の負出力ポートと、前記出力スイッチモジュールの出力ポートと、前記主制御モジュールの第１通信ポート及び第２通信ポートとは、いずれも前記電源アダプターの通信インタフェースに接続され、
前記電源アダプターでまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電を行う場合、前記主制御モジュールは、前記出力スイッチモジュールを制御して前記電源アダプターの直流電流の出力をオフさせ、前記電圧検出モジュールは前記電源アダプターの出力電圧を検出し、また電圧検出信号を前記主制御モジュールへフィードバックし、前記主制御モジュールは前記電圧検出信号により、前記電源アダプターの出力電圧が電圧閾値より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、前記電圧検出モジュールは続いて前記電源アダプターの出力電圧を判断し、「いいえ」の場合、前記主制御モジュールは、前記出力スイッチモジュールを制御して前記電源アダプターの直流電流の出力をターンオンさせるようにし、また前記電位調整モジュールを通して前記電圧トラキングと制御回路を駆動することで、前記隔離変圧器の出力電圧を通常の出力電圧に設定させ、前記電流検出モジュールは、前記電源アダプターの出力電流を検出し、且つ電流検出信号を前記主制御モジュールにフィードバックされ、前記主制御モジュールが当該電流検出信号により、前記電源アダプターの出力電流が予め設定された時間の間隔で通常の電流区間にいると判定される場合、前記主制御モジュールは前記充電制御モジュールと急速充電のアスク通信し、前記充電制御モジュールにより急速充電指示命令が前記主制御モジュールに送信された後、前記主制御モジュールは前記充電制御モジュールにてフィードバックされた電池の電圧情報により、前記電位調整モジュールを通して、前記電圧トラキングと制御回路を駆動させて前記隔離変圧器の出力電圧を調整し、
また、前記電源アダプターの出力電圧が前記充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、前記主制御モジュールは前記電位調整モジュールを通して、前記電圧トラキングと制御回路を駆動させて前記隔離変圧器の出力電圧を調整することで、前記電源アダプターが急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧により、直流電流を出力するようにし、その同時に前記充電制御モジュールは前記電源アダプターにより直流電流が導入され、前記電池に対して充電を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池充電装置。
前記電源モジュールは、第１コンデンサーと、レギュレーターチップと、第２コンデンサーと、第１インダクタと、第２インダクタと、第１ダイオードと、第２ダイオードと、第３コンデンサーと、第１抵抗器と、第２抵抗器と、を含み、
前記第１コンデンサーの第１端と、前記レギュレーターチップの入力電源ピン及びイネーブルピンとの共通接続点は、前記電源モジュールの入力ポートであり、前記第１コンデンサーの第２端と前記レギュレーターチップの接地ピンは、共通に接地され、前記レギュレーターチップのスイッチピンと前記第２コンデンサーの第１端は、共通に前記第１インダクタの第１端に接続され、前記レギュレーターチップの内部スイッチピンと前記第２コンデンサーの第２端は、共通に前記第１ダイオードの陰極に接続され、前記レギュレーターチップのフィードバック電圧ピンは、前記第１抵抗器の第１端及び前記第２抵抗器の第１端に接続され、前記第１インダクタの第２端と前記第２ダイオードの陰極は、共通に前記第２インダクタの第１端に接続され、前記第２インダクタの第２端と、前記第１ダイオードの陽極と、前記第１抵抗器の第２端と、前記第３コンデンサーの第１端とが共通に接続されて形成した共通接続点が、前記電源モジュールの出力ポートであり、前記第２ダイオードの陽極と、前記第２抵抗器の第２端と、前記第３コンデンサーの第２端とは、共通に接地される、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記主制御モジュールは、主制御チップと、第３抵抗器と、基準電圧チップと、第４抵抗器と、第５抵抗器と、第４コンデンサーと、第６抵抗器と、第７抵抗器と、第１ＮＭＯＳトランジスタと、第８抵抗器と、第９抵抗器と、第１０抵抗器と、第１１抵抗器と、第１２抵抗器と、第１３抵抗器と、第１４抵抗器と、を含み、
前記主制御チップの電源ピンは、前記主制御モジュールの電源ポートであり、前記主制御チップの接地ピンは接地され、前記主制御チップの第１入力出力ピンは未接続しており、前記第３抵抗器の第１端は、前記主制御チップの電源ピンに接続され、前記第３抵抗器の第２端と前記第４抵抗器の第１端は、共通に前記基準電圧チップの正極に接続され、前記基準電圧チップの負極は接地され、前記基準電圧チップの未接続ピンは未接続しており、前記第４抵抗器の第２端は、前記主制御チップの第２入力出力ピンに接続され、前記主制御チップの第３入力出力ピンは、前記主制御モジュールの電流検出ポートであり、前記主制御チップの第４入力出力ピンは、前記第５抵抗器の第１端に接続され、前記第５抵抗器の第２端と第４コンデンサーの第１端は、共通に前記主制御チップの電源ピンに接続され、前記第４コンデンサーの第２端は接地され、前記主制御チップの第５入力出力ピンは、前記主制御モジュールのスイッチ制御ポートであり、前記主制御チップの第６入力出力ピンは、前記第６抵抗器の第１端に接続され、前記第６抵抗器の第２端と前記第１ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極は、共通に前記第７抵抗器の第１端に接続され、前記第７抵抗器の第２端と第１ＮＭＯＳトランジスタのソース電極は、共通に接地され、前記第１ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第８抵抗器の第１端に接続され、前記第８抵抗器の第２端は、前記主制御モジュールの高電位ポートであり、前記主制御チップの第７入力出力ピン及び第８入力出力ピンは、それぞれ前記主制御モジュールのクロック出力ポート及びデータ出力ポートであり、前記主制御チップの第１０入力出力ピン及び第９入力出力ピンは、それぞれ前記主制御モジュールの第１電圧検出ポート及び第２電圧検出ポートであり、前記主制御チップの第１１入力出力ピン及び第１２入力出力ピンは、それぞれ前記第９抵抗器の第１端及び前記第１０抵抗器の第１端に接続され、前記第１１抵抗器の第１端及び前記第１２抵抗器の第１端は、それぞれ前記第９抵抗器の第２端及び前記第１０抵抗器の第２端に接続され、前記第１１抵抗器の第２端と前記第１２抵抗器の第２端は、共通に接地され、前記第１３抵抗器の第１端及び前記第１４抵抗器の第１端は、それぞれ前記第９抵抗器の第２端及び前記第１０抵抗器の第２端に接続され、前記第１３抵抗器の第２端と前記第１４抵抗器の第２端は、共通に前記主制御チップの電源ピンに接続され、前記第９抵抗器の第２端及び前記第１０抵抗器の第２端は、それぞれ前記主制御モジュールの第１通信ポート及び第２通信ポートである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記電位調整モジュールは、第１５抵抗器と、第１６抵抗器と、デジタル電位差計と、第１７抵抗器と、第１８抵抗器と、第５コンデンサーと、第６コンデンサーと、第１９抵抗器と、を含み、
前記第１５抵抗器の第１端と、前記第１６抵抗器の第１端と、前記デジタル電位差計の電源ピンと、前記第５コンデンサーの第１端との共通接続点が、前記電位調整モジュールの電源ポートであり、前記第５コンデンサーの第２端と、前記第６コンデンサーの第１端と、前記デジタル電位差計の接地ピンと、前記第１７抵抗器の第１端とは、共通に接地され、前記第６コンデンサーの第２端は、前記デジタル電位差計の電源ピンに接続され、前記第１５抵抗器の第２端と前記デジタル電位差計のシリアルデータピンとの共通接続点は、前記電位調整モジュールのデータ入力ポートであり、前記第１６抵抗器の第２端と前記デジタル電位差計のクロック入力ピンとの共通接続点は、前記電位調整モジュールのクロック入力ポートであり、前記デジタル電位差計の零アドレスピンは接地され、前記デジタル電位差計の第１電位配線ピンと前記第１８抵抗器の第１端とは、共通に前記第１７抵抗器の第２端に接続され、前記第１８抵抗器Ｒ１８の第２端と前記デジタル電位差計の第２電位配線ピンとは、共通に前記第１９抵抗器の第１端に接続され、前記第１９抵抗器の第２端は、前記電位調整モジュールの高電位ポートであり、前記デジタル電位差計の電位タップ式ピンは、前記電位調整モジュールの電位調節ポートである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記電流検出モジュールは、第２０抵抗器と、第２１抵抗器と、第２２抵抗器と、第７コンデンサーと、第８コンデンサーと、電流検出チップと、第２３抵抗器と、第９コンデンサーと、第１０コンデンサーと、第２４抵抗器と、を含み、
前記第２０抵抗器の第１端及び第２端は、それぞれ前記電流検出モジュールの直流入力ポート及び直流出力ポートであり、前記第２１抵抗器の第１端及び前記第２２抵抗器の第１端は、それぞれ前記第２０抵抗器の第１端及び第２端に接続され、前記第２１抵抗器の第２端と前記第７コンデンサーの第１端とは、共通に前記電流検出チップの正入力ピンに接続され、前記第２２抵抗器の第２端と前記第８コンデンサーの第１端とは、共通に前記電流検出チップの負入力ピンに接続され、前記電流検出チップの電源ピンと前記第９コンデンサーの第１端との共通接続点は、前記電流検出モジュールの電源ポートであり、前記電流検出チップの未接続ピンは未接続しており、前記電流検出チップの出力ピンは、前記第２３抵抗器の第１端に接続され、前記第２３抵抗器の第２端は、前記電流検出モジュールの検流フィードバックポートであり、前記第１０コンデンサーの第１端と前記第２４抵抗器の第１端とは、共通に前記第２３抵抗器の第２端に接続され、前記第７コンデンサーの第２端と、前記第８コンデンサーの第２端と、前記第９コンデンサーの第２端と、前記第１０コンデンサーの第２端と、前記第２４抵抗器の第２端と、前記電流検出チップの接地ピン及び第１基準電圧ピン及び第２基準電圧ピンとは、共通に接地されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記電圧検出モジュールは、第２５抵抗器と、第２６抵抗器と、第１１コンデンサーと、第１２コンデンサーと、第２７抵抗器と、第２８抵抗器と、を含み、
前記第２５抵抗器の第１端は、前記電圧検出モジュールの第１検出端であり、前記第２５抵抗器の第２端と、前記第２６抵抗器の第１端と、前記第１１コンデンサーの第１端との共通接続点は、前記電圧検出モジュールの第２出力ポートであり、前記第２６抵抗器の第２端は、前記電圧検出モジュールの第２検出ポートであり、前記第１１コンデンサーの第２端は、前記第１２コンデンサーの第１端及び前記第２７抵抗器の第１端と共通に、前記第２６抵抗器の第２端に接続され、前記第１２コンデンサーの第２端と、前記第２７抵抗器の第２端と、前記第２８抵抗器の第１端との共通接続点は、前記電圧検出モジュールの第１出力ポートであり、前記第２８抵抗器の第２端は、前記電圧検出モジュールの第３検出ポートである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記出力スイッチモジュールは、第２９抵抗器と、第３０抵抗器と、第１３コンデンサーと、第３１抵抗器と、第１ＮＰＮ型トライオードと、第３２抵抗器と、第２ＮＰＮ型トライオードと、第３ダイオードと、定電圧ダイオードと、第３３抵抗器と、第３４抵抗器と、第３５抵抗器と、第２ＮＭＯＳトランジスタと、第３ＮＭＯＳトランジスタと、を含み、
前記第２９抵抗器の第１端は、前記出力スイッチモジュールの被制御ポートであり、前記第２９抵抗器の第２端は、前記第３０抵抗器の第１端と共通に、前記第１ＮＰＮ型トライオードのベース電極に接続され、前記第１３コンデンサーの第１端は、前記第３１抵抗器の第１端及び第３２抵抗器の第１端と共通に、前記第３ダイオードの陰極に接続され、前記第３ダイオードの陽極は、前記出力スイッチモジュールの電源ポートであり、前記第３１抵抗器の第２端は、前記第２ＮＰＮ型トライオードのベース電極と共通に、前記第１ＮＰＮ型トライオードのコレクターに接続され、前記第３２抵抗器の第２端と、前記定電圧ダイオードの陰極と、前記第３３抵抗器の第１端とは、共通に前記第２ＮＰＮ型トライオードのコレクターに接続され、前記第３０抵抗器の第２端と、前記第１３コンデンサーの第２端と、前記第１ＮＰＮ型トライオードのエミッター電極と、前記第２ＮＰＮ型トライオードのエミッター電極と、前記定電圧ダイオードの陽極とは、共通に接地され、前記第３３抵抗器の第２端と、前記第３４抵抗器の第１端と、前記第３５抵抗器の第１端と、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極と、前記第３ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極とは、共通に接続され、前記第３４抵抗器の第２端は、前記出力スイッチモジュールの接地ポートであり、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記出力スイッチモジュールの入力ポートであり、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのソース電極と、前記第３５抵抗器の第２端とは、共通に前記第３ＮＭＯＳトランジスタのソース電極に接続され、前記第３ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記出力スイッチモジュールの出力ポートである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池充電装置。
前記充電制御モジュールは、電池コネクタと、主制御器と、第１３コンデンサーと、第３６抵抗器と、第３７抵抗器と、第１４コンデンサーと、第１ショットキーダイオードと、第２ショットキーダイオードと、第１５コンデンサーと、第３８抵抗器と、第３９抵抗器と、第４０抵抗器と、第３ＮＰＮ型トライオードと、第４ＮＭＯＳトランジスタと、第５ＮＭＯＳトランジスタと、を含み、
前記電池コネクタは、前記電池の複数の電極に接続され、前記電池コネクタの第１ピンと第２ピンは、共通に接地され、前記電池コネクタの第１接地ピンと及び第２接地ピンは、共通に接地され、前記主制御器の第１入力出力ピンは、前記電池コネクタの第７ピン及び第８ピンに接続され、前記主制御器の第２入力出力ピンと、第７入力出力ピンと、第８入力出力ピンと、第９入力出力ピンとは、それぞれ、前記電池コネクタの第６ピンと、第５ピンと、第４ピンと、第３ピンに接続され、前記主制御器の模擬接地ピンと接地ピンは、いずれも接地され、前記主制御器の第１未接続ピンと第２未接続ピンは、いずれも未接続しており、前記主制御器の電源ピンと前記第１３コンデンサーの第１端は、いずれも前記電池コネクタの第７ピンと第８ピンに接続され、前記主制御器の第４入力出力ピンと第１１入力出力ピンは、電子機器とデータ通信し、前記第３６抵抗器は、前記主制御器の第４入力出力ピンと電源ピンとの間に接続され、前記主制御器の第６入力出力ピンと第１２入力出力ピンは、それぞれ前記電源アダプターにおける主制御モジュールの第１通信ポートと第２通信ポートに接続され、前記第３７抵抗器の第１端と前記第３８抵抗器の第１端は、共通に前記主制御器の第１０入力出力ポートに接続され、前記第３７抵抗器の第２端は、前記主制御器の電源ピンに接続され、前記第３８抵抗器の第２端は、前記第３ＮＰＮ型トライオードのベース電極に接続され、前記主制御器の第５入力出力ポートは、前記第１４コンデンサーの第１端に接続され、前記第１４コンデンサーの第２端と前記第１ショットキーダイオードの陰極は、共通に前記第２ショットキーダイオードの陽極に接続され、前記第３９抵抗器の第１端と前記第１５コンデンサーの第１端は、共通に前記第２ショットキーダイオードの陰極に接続され、前記第３９抵抗器の第２端と、前記第４０抵抗器の第１端と、前記第３ＮＰＮ型トライオードのコレクターとは、いずれも前記第４ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極及び前記第５ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極に接続され、前記第４０抵抗器の第２端と前記第１５コンデンサーの第２端は、共通に接地され、前記第４ＮＭＯＳトランジスタのソース電極は、前記第１ショットキーダイオードの陽極に接続され、更に前記電池コネクタの第７ピン及び第８ピンに接続され、前記第４ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第５ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続され、前記第５ＮＭＯＳトランジスタのソース電極は、前記電源アダプターの通信インタフェースの電源線に接続され、前記第３ＮＰＮ型トライオードのエミッター電極は、第３ショットキーダイオードの陽極に接続され、前記第３ショットキーダイオードの陰極は、接地される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池充電装置。
前記充電制御モジュールは、第６ＮＭＯＳトランジスタと、第７ＮＭＯＳトランジスタと、第４１抵抗器と、を更に含み、
前記第６ＮＭＯＳトランジスタのソース電極は、前記第５ＮＭＯＳトランジスタのソース電極に接続され、前記第６ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第７ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続され、前記第７ＮＭＯＳトランジスタのソース電極は、前記第３ＮＰＮ型トライオードのコレクターに接続され、前記第６ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極と前記第７ＮＭＯＳトランジスタのゲート電極は、共通に前記第４１抵抗器の第１端に接地され、前記第４１抵抗器の第２端は、接地される、
ことを特徴とする請求項９に記載の電池充電装置。
請求項１に記載の電池充電装置に基づく電池充電方法であって、
前記電池充電方法は、
電池に対して充電を行う過程において、電源アダプターはまず通常の充電モードにより前記電池に対して充電を行うステップＡと、
前記電源アダプターの出力電流値が予め設定された時間の間隔内で通常の電流区間にある場合、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールと急速充電のアスク通信を行うステップＢと、
前記充電制御モジュールが急速充電指示命令を前記電源アダプターに送信した後、前記電源アダプターは前記充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整するステップＣと、
前記出力電圧が前記充電制御モジュールで予め設定された急速充電電圧条件に合う場合、前記電源アダプターは急速充電モードにより、出力電流と出力電圧を調整して前記電池に対して充電を行うと同時に、前記充電制御モジュールは前記電源アダプターから直流電流を導入して前記電池に対して充電を行うステップＤと、を含む、
ことを特徴とする電池充電方法。
前記ステップＡの後に、
前記電源アダプターがその出力電流を検出して判断するステップＡ１と、
前記電源アダプターの出力電流値が電流下限値より小さい場合、ステップＡ１へ戻ってステップＡ１を実行するステップＡ２と、
前記電源アダプターの出力電流値が電流上限値より大きい場合、前記電源アダプターは直流電流の出力をオフするステップＡ３と、を更に含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の電池充電方法。
前記ステップＣと前記ステップＤの間に、
前記電源アダプターは前記充電制御モジュールと急速充電電圧のアスク通信を行い、また出力電圧情報を充電制御モジュールへフィードバックするステップＣ１と、
前記充電制御モジュールは前記出力電圧情報に基づき、前記電源アダプターの出力電圧が予め設定された急速充電電圧条件に合うか否かを判断するステップＣ２と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電池充電方法。
前記ステップＣ２と前記ステップＤの間に、
前記電源アダプターの出力電圧が前記急速充電電圧条件に符合しない場合、前記充電制御モジュールは電圧偏差のフィードバック信号を前記電源アダプターに送信するステップＣ３と、
前記電源アダプターは前記電圧偏差のフィードバック信号に基づいてその出力電圧を調整し、またステップＣ２へ戻ってステップＣ２を実行するステップＣ４と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の電池充電方法。
前記ステップＤの後に、
前記充電制御モジュールにより前記電池の電圧を検出し、また前記電池の電圧が急速充電閾値電圧より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップＤ２を実行し、「いいえ」の場合、ステップＤへ戻ってステップＤを実行するステップＤ１と、
前記充電制御モジュールは、前記電源アダプターにより直流電流を導入して前記電池に対して充電を行うことを停止させ、また急速充電遮断命令を前記電源アダプターへフィードバックするステップＤ２と、
前記電源アダプターは前記急速充電遮断命令により、急速充電モードを抜け、またステップＡへ戻ってステップＡを実行するステップＤ３と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電池充電方法。
ステップＤを実行すると同時に、前記電池充電方法は、
前記電源アダプターは第１電気パラメータの取得要求を前記充電制御モジュールに送信し、また前記充電制御モジュールは第２電気パラメータの取得要求を前記電源アダプターに送信するステップＤ１１と、
前記充電制御モジュールは第１電気パラメータの取得要求により、電子機器の入力電圧情報及び入力電流情報を前記電源アダプターへフィードバックするステップＤ１２と、
前記電源アダプターは前記第２電気パラメータの取得要求により、前記電源アダプターの出力電圧情報及び出力電流の情報を前記充電制御モジュールへフィードバックするステップＤ１３と、
前記電源アダプターは、前記入力電圧情報及び前記入力電流情報により、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、また電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流の差が異常電流差の数値より大きいか否かを判断し、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きい場合及び/又は電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流との差が異常電流差の数値より大きい場合、ステップＤ１５を実行し、一方、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値以下であり、且つ電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流との差が異常電流差の数値以下である場合、ステップＤ１７を実行するステップＤ１４と、
前記電源アダプターは第１充電遮断命令を前記充電制御モジュールへ送信し、また自発的に直流電流の出力をオフするステップＤ１５と、
前記充電制御モジュールは第１充電遮断命令により、その通信インタフェースをオフするように電子機器へ告知するステップＤ１６と、
前記充電制御モジュールは、前記出力電圧情報及び前記出力電流の情報により、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、また電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流の差が異常電流差の数値より大きいか否かを判断し、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値より大きい場合及び/又は電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流との差が異常電流差の数値より大きい場合、ステップＤ１８を実行し、一方、電子機器の入力電圧と前記電源アダプターの出力電圧との差が異常電圧差の閾値以下であり、且つ電子機器の入力電流と前記電源アダプターの出力電流との差が異常電流差の数値以下である場合、ステップＤ１１へ戻ってステップＤ１１を実行するステップＤ１７と、
前記充電制御モジュールは第２充電遮断命令を前記電源アダプターに送信し、その通信インタフェースをオフするように電子機器へ告知するステップＤ１８と、
前記電源アダプターは第２充電遮断命令により、直流電流の出力をオフするステップＤ１９と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電池充電方法。
前記ステップＡにおける電源アダプターが通常の充電モードにより電池に対して充電を行うステップは、具体的に、
前記電源アダプターは直流電流の出力をオフした際に、前記通信インタフェースの電圧を検出し、また前記通信インタフェースの電圧が電圧閾値より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップa１を続いて実行し、「いいえ」の場合、ステップa２を実行するa１と、
前記電源アダプターは予め設定された通常の出力電圧により、直流電流を出力するa２と、を含む、
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれに記載の電池充電方法。
前記ステップＢにおける前記電源アダプターが前記充電制御モジュールと急速充電のアスク通信をするステップは、具体的に、
前記電源アダプターが急速充電のアスク命令を前記充電制御モジュールに送信するステップｂ１と、
前記充電制御モジュールが前記急速充電のアスク命令により、前記電池の電圧が急速充電の電圧値に達しているか否かを判断し、「はい」の場合、ステップｂ３を実行し、「いいえ」の場合、ステップｂ４を実行するステップｂ２と、
前記充電制御モジュールは急速充電指示命令を前記電源アダプターへフィードバックするステップｂ３と、
前記充電制御モジュールは急速充電拒否命令を前記電源アダプターへフィードバックする、
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれに記載の電池充電方法。
前記ステップＣにおける前記電源アダプターが前記充電制御モジュールによりフィードバックされた電池の電圧情報に基づいて出力電圧を調整するステップは、具体的に、
前記電源アダプターは、前記充電制御モジュールにて送信された急速充電指示命令により、電池電圧の取得要求を前記充電制御モジュールに送信するステップｃ１と、
前記充電制御モジュールは前記電池電圧の取得要求により、電池の電圧情報を前記電源アダプターへフィードバックするステップｃ２と、
前記電源アダプターは前記電池の電圧情報により、その出力電圧を急速充電電圧の設定値に調整するステップｃ３と、を含む、
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれに記載の電池充電方法。
前記ステップＤにおける前記電源アダプターが急速充電モードにより出力電流及び出力電圧を調整して前記電池に対して充電を行うステップは、具体的に、
前記充電制御モジュールにより、急速充電モードの進入命令を前記電源アダプターへフィードバックされるステップｄ１と、
前記電源アダプターは急速充電モードの進入命令により、その出力電流及び出力電圧を急速充電の出力電流及び急速充電の出力電圧に調整するステップｄ２と、
前記電源アダプターは、電池電圧の取得要求を前記充電制御モジュールに送信するステップｄ３と、
前記充電制御モジュールは、前記電池電圧の取得要求により、電池の電圧情報を前記電源アダプターへフィードバックするステップｄ４と、
前記電源アダプターは前記電池の電圧情報により、前記電源アダプターの出力電圧と電池の電圧との差が電圧差の閾値より大きいか否かを判断し、「はい」の場合、ステップｄ６を実行し、「いいえ」の場合、ステップｄ７を実行するステップｄ５と、
前記電源アダプターは直流電流の出力をオフするステップｄ６と、
前記電源アダプターは前記電池の電圧情報により、その出力電流を調整し、ステップｄ３にリターンされてステップｄ３を実行するステップｄ７と、を含む、
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれに記載の電池充電方法。