JP6437141B2 - 端末用の充電システム、充電方法及び電源アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、端末装置技術分野に関し、特に、端末用の充電システム、端末用の充電方法及び電源アダプタに関するものである。

現在、モバイル端末（例えば、スマートフォン）は、益々消費者に人気があるが、消費電力が多いという理由で、常に充電する必要がある。

通常、モバイル端末は、電源アダプタにより充電する。電源アダプタは、一般的に初期整流回路、初期フィルタ回路、トランス、２次整流回路、次段フィルタ回路及び制御回路等を備え、入力された２２０Vの交流を、モバイル端末に必要とする安定した低圧直流（例えば、５V）に変換してモバイル端末の電源管理装置及び電池に提供することで、モバイル端末への充電を実現する。

しかしながら、電源アダプタのパワーは、５Wから１０W、１５W、２５W等へと大きく上昇することに伴い、ハイパワーに耐え、高精度で制御することが可能な電子部品が数多く必要とされている。よって、電源アダプタの体積が増大し、アダプタの生産コスト及び生産の難しさも増えてしまう。

本願は、発明者が次の問題を認識したり研究したりすることにより得られたものである。
発明者は、研究で次のことが分かった：電源アダプタのパワーが大きくなると、電源アダプタによりモバイル端末の電池へ充電される際、電池の極性化の抵抗が大きくなりやすいので、電池の温度上昇が比較的顕著であり、電池の使用寿命が短くなり、電池の信頼性及び安全性に影響を与えてしまう。

通常、交流電源により電力が供給される場合、多くの装置は、直接に交流を使って動作することができない。その原因としては、例えば、５０Hzの２２０Vの幹線給電のような交流は、電力エネルギーを断続的に供給するが、連続供給したいならば、電解コンデンサーでエネルギーを蓄積する必要があり、給電が波の谷にあるとき、電解コンデンサーによるエネルギー蓄積に頼って安定した電力エネルギーの供給を維持しなければならない。従って、交流電源は、電源アダプタによりモバイル端末に充電される場合、通常、供給された２２０Vのような交流を安定した直流に変換した後、モバイル端末に供給される。また、電源アダプタは、モバイル端末の電池に充電することで、モバイル端末に間接に充電するので、電池により連続給電することを保障することができる。このような電源アダプタでは、電池に充電する時に安定した直流を連続出力する必要がない。

従って、本発明の１つの目的は、電源アダプタにより出力されたパルス波形の電圧を直接に端末の電池に印加し、電源アダプタの小型化、低コストを実現し、電池の使用寿命を高めることが可能な端末用の充電システムを提供する。

本発明の２つの目的は、電源アダプタを提供し、本発明の３つの目的は、端末用の充電方法を提供する。

上述した目的を実現するために、本発明の第一の局面の実施例は、電源アダプタ及び端末を含む端末用の充電システムを提供する。当該電源アダプタは、入力された交流を整流することによって、第一のパルス波形の電圧を出力する第一の整流ユニットと、制御信号に基づいて前記第一のパルス波形の電圧を変調するスイッチユニットと、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力するトランスと、前記第二のパルス波形の電圧を整流することによって、第三のパルス波形の電圧を出力する第二の整流ユニットと、前記第二の整流ユニットに接続する第一の充電インタフェースと、前記第二の整流ユニットにより出力される電圧に対して同期サンプリングするサンプリングユニットと、前記サンプリングユニット及び前記スイッチユニットのそれぞれに接続し、前記制御信号を前記スイッチユニットに出力し、前記第二の整流ユニットにより出力された電圧に対して同期サンプリングすることで、前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得し、前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することによって、前記第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすようにする制御ユニットと、を備え、前記端末は第二の充電インタフェース及び電池を備え、前記第二の充電インタフェースは前記電池に接続され、前記第一の充電インタフェースに接続される場合、前記第三のパルス波形の電圧を前記電池に印加する。

本発明の実施例の端末用の充電システムにおいては、電源アダプタにより第三のパルス波形の電圧を出力し、電源アダプタにより出力された第三のパルス波形の電圧を直接に端末の電池に印加することを制御することで、パルスの出力電圧/電流で電池に直接に急速充電することを実現することができる。また、パルスの出力電圧/電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電源アダプタに電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。制御ユニットは、第一のパルス波形の電圧の位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整してエネルギーを伝送するので、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、電源アダプタのパワーファクタを改善することができる。

上述した目的を実現するために、本発明の第二の局面の実施例は、電源アダプタを提供する。当該電源アダプタは、入力された交流を整流することによって、第一のパルス波形の電圧を出力する第一の整流ユニットと、制御信号に基づいて前記第一のパルス波形の電圧を変調するスイッチユニットと、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力するトランスと、前記第二のパルス波形の電圧を整流することによって、第三のパルス波形の電圧を出力する第二の整流ユニットと、前記第二の整流ユニットに接続し、前記電池に接続する、端末の第二の充電インタフェースに接続されているとき、前記第二の充電インタフェースにより前記第三のパルス波形の電圧を前記端末の電池に印加する第一の充電インタフェースと、前記第二の整流ユニットにより出力される電圧に対して同期サンプリングするサンプリングユニットと、前記サンプリングユニット及び前記スイッチユニットのそれぞれに接続し、前記制御信号を前記スイッチユニットに出力し、前記第二の整流ユニットにより出力された電圧に対してサンプリングユニットにより同期サンプリングすることで、前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得し、前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することによって、前記第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすようにする制御ユニットとを備える。

本発明の実施例の電源アダプタにおいては、第一の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧を出力し、端末の第二の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧を直接に端末の電池に印加することで、パルスの出力電圧/電流で電池に直接に急速充電することを実現する。また、パルスの出力電圧/電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電源アダプタに電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。制御ユニットは、第一のパルス波形の電圧の位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整してエネルギーを伝送するので、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、電源アダプタのパワーファクタを改善することができる。

上述した目的を実現するために、本発明の第三の局面の実施例は、端末用の充電方法を提供する。当該端末用の充電方法は、電源アダプタの第一の充電インタフェースが端末の第二の充電インタフェースに接続されている場合、入力された交流を１次整流して第一のパルス波形の電圧を出力するステップと、スイッチユニットを制御して第一のパルス波形の電圧を変調し、トランスにより変換することで第二のパルス波形の電圧を出力するステップと、前記第二の整流波形の電圧を２次整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、第二の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧が端末の電池に印加するステップと、２次整流した後の電圧を同期サンプリングすることで、同期サンプリングにより前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得するステップと、前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することで、第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすステップとを備える。

本発明の実施例の端末用の充電方法においては、電源アダプタが充電の要求を満たす第三のパルス波形の電圧を出力し、電源アダプタにより出力された第三のパルス波形の電圧を直接に端末の電池に印加することを制御することで、パルスの出力電圧/電流により電池に直接に急速充電することを実現することができる。また、パルスの出力電圧/電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電源アダプタに電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。制御ユニットは、第一のパルス波形の電圧の位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整してエネルギーを伝送するので、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、電源アダプタのパワーファクタを改善することができる。

図１Ａは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムに対してフライバック式スイッチ電源を用いる際のブロック模式図である。 図１Ｂは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムに対して前進式スイッチ電源を用いる際のブロック模式図である。 図１Ｃは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムに対してプッシュプル式スイッチ電源を用いる際のブロック模式図である。 図１Ｄは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムに対してセミブリッジ式スイッチ電源を用いる際のブロック模式図である。 図１Ｅは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムに対してフルブリッジ式スイッチ電源を用いる際のブロック模式図である。 図２は、本発明の実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図３は、本発明の１つの実施例において、電源アダプタにより電池へ出力される充電電圧の波形模式図である。 図４は、本発明の１つの実施例において、電源アダプタにより電池へ出力される充電電流の波形模式図である。 図５は、本発明の１つの実施例によるスイッチユニットへ出力する制御信号の模式図である。 図６は、本発明の１つの実施例において急速充電プロセスの模式図である。 図７Ａは、本発明の１つの実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図７Ｂは、本発明の１つの実施例によるLCフィルタ回路付きの電源アダプタのブロック模式図である。 図８は、本発明のもう１つの実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図９は、本発明の他のもう１つの実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図１０は、本発明の他のもう１つの実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図１１は、本発明の１つの実施例のサンプリングユニットのブロック模式図である。 図１２は、本発明のもう１つの実施例による端末用の充電システムのブロック模式図である。 図１３は、本発明の１つの実施例による端末のブロック模式図である。 図１４は、本発明のもう１つの実施例による端末のブロック模式図である。 図１５は、本発明の実施例による端末用の充電方法の流れ図である。

図面を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。なお、同じ又は類似する符号は、同じ又は類似する素子や同じ又は類似する機能を有する素子を示す。以下、図面を参照しながら説明した実施例は、例示するものに過ぎず、本発明を解釈するために用いられ、本発明を制限しないと理解されない。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例による端末用の充電システム、電源アダプタ及び端末用の充電方法を説明する。

図１Ａ〜図１４に示すように、本発明の実施例による端末用の充電システムは、電源アダプタ１及び端末２を備える。

図２に示すように、電源アダプタ１は、第一の整流ユニット１０１と、スイッチユニット１０２と、トランス１０３と、第二の整流ユニット１０４と、第一の充電インタフェース１０５と、サンプリングユニット１０６と、制御ユニット１０７とを備える。第一の整流ユニット１０１は、入力された交流（例えば、AC２２０Vの幹線給電）を整流することで、半周期正弦波の電圧のような第一のパルス波形の電圧を出力し、図１Aに示すように、４つのダイオードからなるフルブリッジ整流回路であっても良い。スイッチユニット１０２は、制御信号に基づいて第一のパルス波形の電圧を変調し、MOSトランジスタからなっても良く、MOSトランジスタをPWM（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）制御することで、半周期正弦波の電圧に対して不連続波の変調を行う。トランス１０３は、変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。第二の整流ユニット１０４は、前記第二のパルス波形の電圧を整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、ダイオード又はMOSトランジスタからなっても良く、次段の同期整流を実現することで第三のパルス波形と変調後の第一のパルス波形が同期になる。なお、第三のパルス波形と変調後の第一のパルス波形が同期であるとは、具体的には、両者の位相が同期であり、両者の幅による変化傾向が一致であることを意味する。第一の充電インタフェース１０５は、第二の整流ユニット１０４に接続する。サンプリングユニット１０６は、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧を同期サンプリングする。制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６及びスイッチユニット１０２のそれぞれに接続し、制御信号をスイッチユニット１０２に出力し、サンプリングユニット１０６で第二の整流ユニット１０４により出力された電圧を同期サンプリングすることで、第一のパルス波形の電圧の位相を獲得し、第一のパルス波形の電圧の位相に基づいてスイッチユニット１０２のオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相と電流の位相が一致であり、制御信号のデューティ比を調整することで、当該第二の整流ユニット１０４により出力された第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たす。

図2に示すように、端末２は、電池２０２に接続し、第一の充電インタフェース１０５に接続されている際、第三のパルス波形の電圧を電池２０２に印加し、電池２０２への充電を実現するための第二の充電インタフェース２０１及び電池２０２を備える。

本発明の実施例においては、制御ユニット１０７は、第一のパルス波形の電圧の位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、エネルギーを伝送する。よって、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、電源アダプタのパワーファクタを改善することができる。

サンプリングユニット１０６は、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧及び/又は電流をサンプリングすることで、電圧アンプル値及び/又は電流サンプル値を獲得する。

本発明の１つの実施例においては、図１Aに示すように、電源アダプタ１は、フライバック式スイッチ電源を用いても良い。具体的には、トランス１０３は、初段巻線及び次段巻線を含み、初段巻線の一端が第一の整流ユニット１０１の第一の出力端子に接続し、第一の整流ユニット１０１の第二の出力端子が接地し、初段巻線の他端がスイッチユニット１０２に接続し（例えば、当該スイッチユニット１０２は、ＭＯＳトランジスタであれば、初段巻線の他端がＭＯＳトランジスタのドレインに接続することを意味する）、トランス１０３は、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。

トランス１０３は、高周波トランスであり、その動作周波数が５０KHｚ〜２ＭＨｚであっても良い。高周波トランスは、変調後の第一のパルス波形の電圧を次段にカップリングし、次段巻線により出力する。本発明の実施例においては、高周波トランスが用いられ、高周波トランスの体積が低周波トランス（低周波トランスは、工業用周波トンラスとも言われ、幹線給電の周波数を主に指し、例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流である）の体積より小さいということで、電源アダプタ１の小型化を実現する。

本発明の１つの実施例では、図１Bに示すように、前記電源アダプタ１は、前進式スイッチ電源も用いても良い。具体的には、トランス１０３は、第一巻線と、第二巻線と、第三巻線とを備え、第一巻線は、同名の端子が逆ダイオードにより第一の整流ユニット１０１の第二の出力端子に接続され、異名の端子が第二巻線の同名の端子に接続し、その後、第一の整流ユニット１０１の第一の出力端子に接続し、第二巻線は、異名の端子がスイッチユニット１０２に接続し、第三巻線は、第二の整流ユニット１０４に接続する。なお、逆ダイオードは、逆グリッチ除去の役割を果たし、第一巻線に生じた誘導起電力は、逆ダイオードにより逆起電力に対して振幅制限を行い、振幅制限のエネルギーを第一の整流ユニットの出力に戻させ、第一の整流ユニットの出力に充電し、第一巻線を流れた電流により生じた磁場は、トランスの鉄芯に反磁界させ、トランスの鉄芯における磁場強度が初期の状態に復帰する。トランス１０３は、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。

本発明の１つの実施例では、図１Cに示すように、前記電源アダプタ１は、プッシュプル式スイッチ電源も用いても良い。具体的には、前記トランスは、第一巻線と、第二巻線と、第三巻線と、第四巻線とを備え、第一巻線は、同名の端子が前記スイッチユニットに接続し、異名の端子が前記第二巻線の同名の端子に接続し、その後、前記第一の整流ユニットの第一の出力端子に接続し、前記第二巻線は、異名の端子が前記スイッチユニットに接続し、前記第三巻線は、異名の端子が前記第四巻線の同名の端子に接続し、前記トランスは、変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。

図１Ｃに示すように、スイッチユニット１０２は、第一のＭＯＳトランジスタＱ１と、第二のＭＯＳトランジスタＱ２とを備え、トランス１０３は、第一巻線と、第二巻線と、第三巻線と、第四巻線とを備え、第一巻線は、同名の端子がスイッチユニット１０２の第二のＭＯＳトランジスタＯ２のドレインに接続し、異名の端子が第二巻線の同名の端子に接続し、第一巻線の異名の端子と第二巻線の同名の端子との間の接続点は、第一の整流ユニット１０１の第一の出力端子に接続し、第二巻線は、異名の端子がスイッチユニット１０２の第一のＭＯＳトランジスタＱ１のドレインに接続し、第一のＭＯＳトランジスタＱ１のドレインと第二のＭＯＳトランジスタＱ２のドレインが接続した後に第一の整流ユニット１０１の第二の出力端子に接続し、第三巻線は、同名の端子が第二の整流ユニット１０４の第一の入力端子に接続し、第三巻線は、異名の端子が第四巻線の同名の端子に接続し、第三巻線の異名の端子と第四巻線の同名の端子との間の接続点が接地し、第四巻線は、異名の端子が第二の整流ユニット１０４の第二の入力端子に接続する。

図１Ｃに示すように、第二の整流ユニット１０４は、第一の入力端子が第三巻線の同名の端子に接続し、第二の入力端子が第四巻線の異名の端子に接続し、前記第二のパルス波形の電圧を整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、２つのダイオードを含んでも良く、１つのダイオードの陽極が第三巻線の同名の端子に接続し、もう１つのダイオードの陽極が第四巻線の異名の端子に接続し、２つのダイオードの陰極が接続している。

本発明の１つの実施例では、図１Ｄに示すように、前記電源アダプタ１は、セミブリッジ式スイッチ電源も用いても良い。具体的には、スイッチユニット１０２は、第一のＭＯＳトランジスタＱ１と、第二のＭＯＳトランジスタＱ２と、第一のコンデンサーＣ１と、第二のコンデンサーＣ２とを備え、第一のコンデンサーＣ１は、第二のコンデンサーＣ２に直列接続された後に第一の整流ユニット１０１の出力端子に並列接続し、第一のＭＯＳトランジスタＱ１は、第二のＭＯＳトランジスタＱ２に直列接続された後に第一の整流ユニット１０１の出力端子に並列接続し、トランス１０３は、第一巻線と、第二巻線と、第三巻線とを備え、第一巻線の同名の端子は、直列接続する第一のコンデンサーＣ１と第二のコンデンサーＣ２との間の接続点に接続し、第一巻線の異名の端子は、直列接続する第一のＭＯＳトランジスタＱ1と第二のＭＯＳトランジスタＱ２との間の接続点に接続し、第二巻線は、同名の端子が第二の整流ユニット１０４の第一の入力端子に接続し、異名の端子が第三巻線の同名の端子に接続した後に接地し、第三巻線の異名の端子は、第二の整流ユニット１０４の第二の入力端子に接続する。トランス１０３は、変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。

本発明の１つの実施例では、図１Eに示すように、前記電源アダプタ１は、フルブリッジ式スイッチ電源も用いても良い。具体的には、スイッチユニット１０２は、第一のＭＯＳトランジスタＱ１と、第二のＭＯＳトランジスタＱ２と、第三のＭＯＳトランジスタＱ３と、第四のＭＯＳトランジスタＱ４とを備え、第三のＭＯＳトランジスタＱ３は、第四のＭＯＳトランジスタＱ４に直列接続された後に第一の整流ユニット１０１の出力端子に並列接続し、第一のＭＯＳトランジスタＱ１は、第二のＭＯＳトランジスタＱ２に直列接続された後に第一の整流ユニット１０１の出力端子に並列接続し、トランス１０３は、第一巻線と、第二巻線と、第三巻線とを備え、第一巻線の同名の端子は、直列接続する第三のＭＯＳトランジスタＱ３と第四のＭＯＳトランジスタＱ４との間の接続点に接続し、第一巻線の異名の端子は、直列接続する第一のＭＯＳトランジスタＱ１と第二のＭＯＳトランジスタＱ２との間の接続点に接続し、第二巻線は、同名の端子が第二の整流ユニット１０４の第一の入力端子に接続し、異名の端子が第三巻線の同名の端子に接続した後に接地し、第三巻線の異名の端子は、第二の整流ユニット１０４の第二の入力端子に接続する。トランス１０３は、変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力する。

よって、本発明の実施例においては、前記電源アダプタ１は、フライバック式スイッチ電源、前進式スイッチ電源、プッシュプル式スイッチ電源、セミブリッジ式スイッチ電源及びフルブリッジ式スイッチ電源の何れか１つを用いてパルス波形の電圧を出力する。

また、図１Ａに示すように、第二の整流ユニット１０４は、トランス１０３の次段の巻線に接続し、第二のパルス波形の電圧を整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、ダイオードにより構成され、次段の同期整流をすることで、第三のパルス波形と変調後の第一のパルス波形が同期になる。なお、第三のパルス波形が変調後の第一のパルス波形と同期であることは、両者の位相が同期であり、両者の幅による変化傾向が一致であることを意味する。第一の充電インタフェース１０５は、第二の整流ユニット１０４に接続する。サンプリングユニット１０６は、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧及び/又は電流をサンプリングすることで、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値を獲得する。制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６及びスイッチユニット１０２のそれぞれに接続し、制御信号をスイッチユニット１０２に出力し、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて制御信号のデューティ比を調整することで、当該第二の整流ユニット１０４により出力された第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たす。

図１Ａに示すように、端末２は、第二の充電インタフェース２０１と、電池２０２とを備え、第二の充電インタフェース２０１と電池２０２が接続し、第二の充電インタフェース２０１が第一の充電インタフェース１０５に接続された際、第二の充電インタフェース２０１は、第三のパルス波形の電圧を電池２０２に印加することで、電池２０２へ充電する。

なお、第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすことは、第三のパルス波形の電圧及び電流が電池に充電される時の充電電圧及び充電電流を満たすことを意味する。即ち、制御ユニット１０７は、サンプリングした電源アダプタにより出力された電圧及び/又は電流に基づいてPWMのような制御信号のデューティ比を調整し、リアルタイムで第二の整流ユニット１０４の出力を調整し、閉ループ調整制御を実現する。従って、第三のパルス波形の電圧が端末２の充電要求を満たし、電池２０２が安全で効率よく充電されることを保障する。具体的には、図３に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池２０２に出力される充電電圧波形を調整し、図４に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池２０２に出力される充電電流波形を調整する。

ＰＷＭ信号のデューティ比を調整する際、電圧サンプル値、電流サンプル値又は電圧サンプル値及び電流サンプル値に基づいて調整インストラクションを生成する。

よって、本発明の実施例においては、スイッチユニット１０２を制御することで、整流後の第一のパルス波形の電圧である半周期正弦波の電圧に対してPWM不連続波を変調し、高周波トランスに送り、高周波トランスにより初段から次段にカップリングされ、同期整流後に半周期正弦波の電圧/電流に戻されて直接に電池に送られ、電池へ急速充電する。半周期正弦波の電圧幅については、PWM信号のデューティ比により調整することができるので、電源アダプタの出力は、電池の充電要求を満たすことができる。ここから分かるように、本発明の実施例の電源アダプタは、初段及び次段に電解コンデンサーを設けず、半周期正弦波の電圧で電池に充電するので、電源アダプタの体積を減らし、電源アダプタの小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。

本発明の１つの具体的な例においては、制御ユニット１０７は、MCU（Micro Controller Unit、マイクロ制御プロセッサ）であっても良く、即ち、スイッチ駆動制御機能、同期整流機能、電圧電流調整制御機能を有するマイクロプロセッサであっても良い。

本発明の１つの実施例においては、制御ユニット１０７は、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて制御信号の周波数を調整し、即ち、スイッチユニット１０２にPWM信号をある程度出力し続けた後に出力を停止し、所定時間で停止した後に再びPWM信号を出力するように制御する。よって、電池に印加する電圧が断続的であり、断続的に電池へ充電することを実現するので、電池に連続充電する際に生じた熱による安全上の問題を避けることができ、電池へ充電する信頼性及び安全性が高まる。

リチウム電池に関しては、低温条件で、自身のイオン及び電子導電能力が低下するので、充電プロセスにおいて極性化が高まりやすくなるが、連続充電する場合、このような極性化がより顕著であり、リチウム沈殿の現象が起こる可能性が増え、電池の安全性能に影響を与えてしまう。また、連続充電することは、充電による熱の蓄積が生じ、電池内部の温度がずっと上昇し、温度が一定の値を超えると、電池の性能を良く発揮することができず、安全上の問題が増えてしまう。

本発明の実施例においては、制御信号の周波数を調整することで、電源アダプタに断続的に出力させ、即ち、電池の充電プロセスに電池の充電停止プロセスを導入することで、連続充電する際に生じるリチウム沈殿の現象が緩和され、熱の蓄積による影響が低減され、高温の効果が得られ、電池へ充電する信頼性及び安全性を保障することができる。

スイッチユニット１０２に出力する制御信号については、図５に示すように、PWM信号をある程度出力し続けた後に出力を停止し、再びPWM信号をある程度出力する。従って、スイッチユニット１０２に出力する制御信号が断続的であり、周波数を調整することができる。

図１Ａに示すように、制御ユニット１０７は、第一の充電インタフェース１０５に接続し、第一の充電インタフェース１０５により端末２と通信を行うことで、端末２の状態情報を獲得する。制御ユニット１０７は、端末の状態情報、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいてPWM信号のような制御信号のデューティ比を調整する。

端末の状態情報は、前記電池の電気量、前記電池の温度、前記端末の電圧、前記端末のインタフェース情報、前記端末の通路インピーダンスの情報等を含んでも良い。

具体的には、第一の充電インタフェース１０５は、電池に充電するための電源線と、端末と通信を行うためのデータ線とを含む。第二の充電インタフェース２０１が第一の充電インタフェース１０５に接続されている場合、電源アダプタ１は、端末２と互いに通信クエリインストラクションを送り合い、相応する応答インストラクションを受け取ると、両者の通信による接続ができるので、制御ユニット１０７は、端末２の状態情報を獲得し、端末２と充電モード及び充電パラメータについて相談し（例えば、充電電流、充電電圧）、充電プロセスを制御する。

電源アダプタ及び/又は端末がサポートする充電モードは、普通充電モード及び急速充電モードを含む。急速充電モードの充電速度は、普通充電モードの充電速度より速い（例えば、急速充電モードの充電電流は、普通充電モードの充電電流より大きい）。一般的には、普通充電モードは、定格出力電圧が５Vであり、定格出力電流が２．５以下であり、電源アダプタの出力インタフェースのデータ線のD＋及びD−が短絡しても良い。しかしながら、本発明の実施例における急速充電モードが違う。本発明の実施例の急速充電モードでは、電源アダプタがデータ線のD＋及びD−を用いて端末と通信を行ってデータの交換を実現し、即ち、電源アダプタは、端末と互いに急速充電インストラクションを送り合い、端末に急速充電クエリインストラクションを送り、端末からの急速充電応答インストラクションを受け取った後に、端末の応答インストラクションに基づいて端末の状態情報を獲得し、急速充電モードを始めさせる。なお、急速充電モードの充電電流は、２．５Aより大きくても良く、例えば、４．５Vであっても良く、もっと大きくても良い。本発明の実施例においては、普通充電モードに対して具体的に制限しておらず、電源アダプタは、２つの充電モードをサポートし、うちの１つの充電モードの充電速度（又は、電流）がもう１つの充電モードの充電速度より速く、充電速度が比較的遅い充電モードを普通充電モードとして理解しても良い。充電パワーとから言えば、急速充電モードでの充電パワーは、１５Wと同じまたはより大きくても良い。

制御ユニット１０７は、第一の充電インタフェース１０５と端末２が通信を行うことで、普通充電モード及び急速充電モードを含む充電モードを決める。

具体的には、前記電源アダプタは、端末とユニバーサル・シリアル・バス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ、ＵＳＢ）のインタフェースにより接続し、当該ＵＳＢインタフェースは、普通のＵＳＢインタフェースであっても良く、ｍｉｃｒｏ ＵＳＢインタフェースであっても良い。ＵＳＢインタフェースのデータ線である第一の充電インタフェースのデータ線は、前記電源アダプタと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うために用いられ、ＵＳＢインタフェースのＤ＋線及び/又はＤ-線であっても良い。ツーウエーコミュニケーションとは、所謂電源アダプタと端末が双方の情報交換を行うことを意味する。

前記電源アダプタは、前記USBインタフェースのデータ線により前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことで、前記急速充電モードで前記端末に充電することを決める。

電源アダプタは、急速充電モードで前記端末に充電するかどうかを端末と相談するプロセスにおいて、端末と接続するだけで充電しない。普通充電モードで端末に充電しても良く、小さい電流で端末に充電しても良く、本発明の実施例は、これらを制限しない。

前記電源アダプタは、充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整し、前記端末に充電し、急速充電モードで端末に充電すると決めると、直接に充電電流を急速充電モードに対応する充電電流に調整しても良く、急速充電モードに対応する充電電流を決めるように端末と相談しても良い。例えば、端末の電池の現在電気量に基づいて急速充電モードに対応する充電電流を決める。

本発明の実施例においては、電源アダプタは、盲目的に出力電流を大きくして急速充電するのではなく、端末とツーウエーコミュニケーションを行い、急速充電モードを用いるかどうかを相談する。従来技術に比べ、急速充電プロセスの安全性を高めることができる。

好ましくは、本発明の実施例においては、制御ユニット１０７は、前記第一の充電インタフェースのデータ線により前記端末とツーウエーコミュニケーションを行い、前記急速充電モードで前記端末に充電すると決めた際、前記急速充電モードをオンにするかどうかを前記端末に尋ねるための第一のインストラクションを前記端末に送り、前記端末が前記急速充電モードをオンにすることを同意することを示すための第一のインストラクションの応答インストラクションを前記端末から受け取る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記普通充電モードで前記電源アダプタにより前記端末へ充電し、前記普通充電モードの充電期間の長さが所定閾値より大きいと確認したら、前記端末に前記第一のインストラクションを送る。

電源アダプタは、前記普通充電モードでの充電期間が所定閾値より長いと確認された後、自らが電源アダプタであることが既に端末に認識されたと判断し、急速尋ね通信を始めても良いと理解されたい。

好ましくは、１つの実施例としては、電源アダプタは、所定電流閾値以上の充電電流で所定時間より長く充電すると決めると、前記端末に前記第一のインストラクションを送る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記スイッチユニットを制御することによって、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御し、前記急速充電モードに対応する充電電流で前記端末に充電する前に、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決め、前記電源アダプタが充電電圧を前記急速充電モードに対応する充電電圧に調整することを制御する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことにより、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決めたとき、前記電源アダプタの現在の出力電圧が前記急速充電モードの充電電圧にされることが適切かどうかを尋ねる第二のインストラクションを前記端末に送り、前記端末から送られた、前記電源アダプタの現在の出力電圧が適切、やや高い又はやや低いであることを示すための第二のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記第二のインストラクションの応答インストラクションに基づいて、前記急速充電モードの充電電圧を決める。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御する前に、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電流を決める。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電流を決めたとき、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を尋ねるための第三のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を示すための前記第三のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記第三のインストラクションの応答インストラクションに基づいて、前記急速充電モードの充電電流を決める。

電源アダプタは、前記最大充電電流を急速充電モードの充電電流に直接に決めても良く、充電電流を当該最大充電電流より小さい１つの電流値に設定しても良い。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を調整し続ける。

電源アダプタは、端末の電池電圧、電池電気量等の端末の現在状態情報を尋ね続けることで、電池に出力される充電電流を調整し続ける。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を調整し続ける際、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末内の電池の現在電圧を示すための第四のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記電池の現在電圧に基づいて、前記スイッチユニットを制御することで前記電源アダプタから電池に出力する充電電流を調整する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記制御ユニットは、前記電池の現在電圧及び電池の所定電圧値と充電電流値の対応関係に基づいて、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を前記電池の現在電圧に対応する充電電流値に調整する。

具体的には、電源アダプタは、電池の電圧値と充電電流値の対応関係を予め記憶しても良く、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、端末から端末内に記憶される電池の電圧値と充電電流値の対応関係を獲得しても良い。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認し、接触不良が存在すると確認された場合、前記電源アダプタが前記急速充電モードを終了することを制御する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかが確認される前に、前記制御ユニットは、前記端末から前記端末の通路インピーダンスを示す情報を受け取り、前記端末内の電池の電圧を尋ねるための第四のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末内の電池の電圧を示すための第四のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記電源アダプタの出力電圧及び前記電池の電圧に基づいて、前記電源アダプタから前記電池までの通路インピーダンスを決め、前記電源アダプタから前記電池までの通路インピーダンス、前記端末の通路インピーダンス及び前記電源アダプタと前記端末との間の充電回路の通路インピーダンスに基づいて、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認する。

端末については、その通路インピーダンスを予め記録しても良く、例えば、同じ規格の端末は、構造が同じであるので、出荷時に当該端末の通路インピーダンスが同じ値に設定される。同じく、電源アダプタは、充電回路の通路インピーダンスを予め記録しても良く、端末の電池両端の電圧を獲得した場合、電源アダプタから電池の両端までの電圧降下及び通路の電流に基づいて通路全体の通路インピーダンスを決め、通路全体の通路インピーダンス>端末の通路インピーダンス＋充電回路の通路インピーダンス、又は、通路全体の通路インピーダンス−（端末の通路インピーダンス＋充電回路の通路インピーダンス）>インピーダンス閾値であれば、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在すると判断しても良い。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電源アダプタが前記急速充電モードを終了する前に、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在することを示す第五のインストラクションを前記端末に送る。

前記電源アダプタは、第五のインストラクションを送ったら、急速充電モードを終了する又はリセットする。

以上、電源アダプタの角度から本発明の実施例の急速充電プロセスを詳しく説明したが、以下、端末の角度から本発明の実施例の急速充電プロセスを詳しく説明する。

端末の角度から説明する電源アダプタと端末の相互作用、関連特徴、機能などは、電源アダプタからの説明と相応し、簡潔のために、重複する内容を適切に省略する。

図１３に示すように、本発明の１つの実施例においては、端末２は、充電制御スイッチ２０３及びコントローラ２０４を備え、充電制御スイッチ２０３は、電子スイッチデバイスにより構成されたスイッチ回路が第二の充電インタフェース２０１と電池２０２との間に接続され、コントローラ２０４による制御で電池２０２への充電プロセスをオン又はオフにするので、端末から電池２０２への充電プロセスを制御し、電池２０２へ充電する時の安全性及び信頼性を保障することができる。

図１４に示すように、端末２は、第二の充電インタフェース２０１と第一の充電インタフェース１０５によりコントローラ２０４と制御ユニット１０７とのツーウエーコミュニケーションを確立するための通信ユニット２０５を更に備える。即ち、端末２は、電源アダプタ１とUSBインタフェースのデータ線によりツーウエーコミュニケーションを行い、普通充電モードと急速充電モードをサポートし、前記急速充電モードの充電電流が前記普通充電モードの充電電流より大きい。前記通信ユニット２０５と前記制御ユニット１０７がツーウエーコミュニケーションを行うことで、電源アダプタ１は、前記急速充電モードで前記端末２に充電することを決める。従って、前記制御ユニット１０７は、前記電源アダプタ１が前記急速充電モードに対応する充電電流で出力し、前記端末２内の電池２０２に充電することを制御する。

本発明の実施例においては、電源アダプタ１は、盲目的に出力電流を大きくして急速充電するのではなく、端末とツーウエーコミュニケーションを行って急速充電モードを用いるかどうかを相談する。よって、従来技術に比べ、急速充電プロセスの安全性を高めることができる。

好ましくは、１つの実施例としては、前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記端末が前記急速充電モードをオンにするかどうかを尋ねるための第一のインストラクションを通信ユニットにより受け取り、前記端末が前記急速充電モードをオンにすることを同意することを示すための第一のインストラクションの応答インストラクションを前記通信ユニットにより送る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記コントローラは、通信ユニットにより前記制御ユニットから送られた第一のインストラクションを受け取る前に、前記電源アダプタにより前記普通充電モードで前記端末内の電池へ充電し、前記制御ユニットは、前記普通充電モードでの充電期間が所定閾値より長いと確認したら、端末内の通信ユニットに前記第一のインストラクションを送り、前記コントローラは、通信ユニットにより前記制御ユニットから送られた前記第一のインストラクションを受け取る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電流で出力して前記端末内の電池に充電する前に、前記コントローラは、通信ユニットと前記制御ユニットがツーウエーコミュニケーションを行うことで、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決める。

好ましくは、１つの実施例としては、前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記電源アダプタの現在出力電圧が前記急速充電モードの充電電圧とされることが適切かどうかを尋ねるための第二のインストラクションを受け取り、前記電源アダプタの現在出力電圧が適切、やや高い又はやや低いであることを示す第二のインストラクションの応答インストラクションを、前記制御ユニットに送る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記コントローラと前記制御ユニットがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電流を決める。

前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を尋ねるための第三のインストラクションを受け取り、前記端末内の電池が現在サポートする最大の充電電流を示すための前記第三のインストラクションの応答インストラクションを前記制御ユニットに送ることで、前記電源アダプタは、前記最大の充電電流に基づいて前記急速充電モードに対応する充電電流を決める。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記コントローラと前記制御ユニットがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、自らから電池に出力する充電電流を調整し続ける。

前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを受け取り、前記端末内の電池の現在電圧を示す第四のインストラクションの応答インストラクションを前記制御ユニットに送ることで、前記電源アダプタは、前記電池の現在電圧に基づいて自らから電池へ出力する充電電流を調整し続ける。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記コントローラは、通信ユニットと前記制御ユニットがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認する。

前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを受け取り、前記端末内の電池の現在電圧を示す第四のインストラクションの応答インストラクションを前記制御ユニットに送ることで、前記制御ユニットは、前記電源アダプタの出力電圧及び前記電池の現在電圧に基づいて、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記コントローラは、前記制御ユニットから送られた、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良を示すための第五のインストラクションを受け取る。

急速充電モードをオンにして使うために、前記電源アダプタと端末には、急速充電通信プロセスを採用し、一回又は複数回のハンドシェイキングが成立することで、電池の急速充電を実現する。以下、図６を参照しながら、本発明の実施例による急速充電通信プロセス及び急速充電プロセスに含まれる各ステップを詳しく説明する。図６に示されている通信ステップ又は操作は、例に過ぎず、本発明の実施例は、他の操作又は図６の各操作の変形を含む。また、図６の各ステップは、図６に示されている順序と異なる順序で行っても良く、図６の全ての操作を必ずしも行わなくても良い。なお、図６の曲線は、充電電流のピーク値又は平均値の変化傾向を示し、実際の充電電流の曲線ではない。

図６に示すように、急速充電プロセスは、５つの段階を含む。
段階１は、次の通りである：
端末と電源供給装置が接続された後、端末は、データ線D＋、D−で電源供給装置の種類を検出し、電源供給装置が電源アダプタであると検出された場合、端末により吸収された電流は、所定電流閾値I2（例えば、１Aである）より大きくても良い。電源アダプタは、所定時間（例えば、連続時間T1である）以内に自らの出力電流がI2以上であると検出した場合、端末により電源供給装置の種類を識別する種類識別が既に完成したと判断し、アダプタと端末のハンドシェイキング通信がオンにされ、端末が急速充電モード（又は、フラッシュチャージとも言われる）をオンにするかどうかを尋ねるためのインストラクション１（前記第一のインストラクションに対応する）を送る。
電源アダプタは、端末が急速充電モードをオンにすることを同意しないことを示すための応答インストラクションを受け取った場合、再び自らの出力電流を検出し、電源アダプタの出力電流が所定連続時間以内（例えば、連続時間T１である）に相変わらずI2以上であれば、端末が急速充電モードをオンにするかどうかを再び尋ね、端末が急速充電モードをオンにすることを同意するまで、又は、電源アダプタの出力電流がI2以上であるという条件が満たせないまで段階１の前記ステップを繰り返す。
端末が急速充電モードをオンにすることを同意すると、急速充電プロセスが開始し、急速充電通信プロセスの段階２に入る。

段階２は、次の通りである：
電源アダプタにより出力された半周期正弦波の電圧は、複数のカテゴリーを含む。電源アダプタは、出力電圧が電池の現在電圧にマッチングするかどうか（又は、急速充電モードでの充電電圧として適切かどうか）を端末に尋ねるためのインストラクション２（前記第二のインストラクションに対応する）を端末に送り、即ち、充電の要求を満たすかどうかを尋ねる。
端末は、電源アダプタの出力電圧がやや高い又はやや低い又はマッチングすると応答した場合、電源アダプタは、アダプタの出力電圧がやや高い又はやや低いというフィートバックを端末から受け取ると、制御ユニットは、PWM信号のデューティ比を調整して電源アダプタの出力電圧を１つのカデコリーで調整し、再び端末にインストラクション２を送り、電源アダプタの出力電圧がマッチングするかどうかを再び端末に尋ねる。
電源アダプタの出力電圧がマッチングするカデコリーにあると端末から応答をもらうまで段階２を繰り返す。その後、段階３に入る。

段階３は、次の通りである：
電源アダプタは、電源アダプタの出力電圧がマッチングするというフィートバックを端末から受け取ると、端末が現在サポートする最大の充電電流を尋ねるためのインストラクション３（前記第三のインストラクションに対応する）を端末に送り、端末は、現在サポートする最大の充電電流値を電源アダプタに応答すると、段階４に入る。

段階４は、次の通りである：
電源アダプタは、現在サポートする最大の充電電流についての応答をしたというフィートバックを端末から受け取ると、その出力電流基準値を設定する。制御ユニット１０７は、当該電流基準値に基づいてPWM信号のデューティ比を調整し、電源アダプタの出力電流が端末に充電する充電電流の要求を満たすと、定電流段階に入る。なお、ここの定電流段階とは、電源アダプタの出力電流のピーク値又は平均値がほぼ変わらないことを意味する（つまり、出力電流のピーク値又は平均値の変化幅がとても小さく、例えば、出力電流のピーク値又は平均値が５％の範囲内で変化する）。即ち、第三のパルス波形の電流ピーク値は、周期ごとに一定の値を保つ。

段階５は、次の通りである：
定電流段階に入ると、電源アダプタは、ある長さの時間を経過する度に端末の電池の現在電圧を尋ねるためのインストラクション４（前記第四のインストラクション４に対応する）を送る。また、端末は、電源アダプタに端末の電池の現在電圧をフィートバックし、電源アダプタは、端末の電池の現在電圧に関するフィートバックに基づいて、USB接触である第一の充電インタフェースと第二の充電インタフェースによる接触が良いかどうか、及び、端末の現在の充電電流値を下げる必要があるかどうかを判断する。電源アダプタは、USB接触が良くないと判断した場合、インストラクション５（前記第五のインストラクションに対応する）を送った後にリセットして再び段階１に入る。

好ましくは、幾つかの実施例の段階１においては、端末がインストラクション１に対して応答し、インストラクション１に対応するデータは、段階５でUSB接触が良いかどうかを判断するために用いられる端末の通路インピーダンスのデータ（又は、情報）を含んでも良い。

好ましくは、幾つかの実施例の段階２においては、端末が急速充電モードをオンにすることを同意してから電源アダプタが電圧を適切な値に調整したまでの時間が一定の範囲内に制御され、当該時間が所定範囲を超えると、端末は、要求が異常であると判断して速やかにリセットする。

好ましくは、幾つかの実施例の段階２においては、電源アダプタの出力電圧を、電池の現在電圧より△V（△Vは、約２００〜５００ｍVである）と高く調整したとき、端末は、電源アダプタの出力電圧が適切である又はマッチングするというフィートバックを電源アダプタに送る。端末は、電源アダプタの出力電圧が適切ではない（即ち、やや高い又はやや低い）というフィートバックを電源アダプタに送ると、制御ユニット１０７は、電圧サンプル値に基づいてPWM信号のデューティ比を調整し、電源アダプタの出力電圧を調整する。

好ましくは、幾つかの実施例の段階４においては、電源アダプタの出力電流値を調整する速度が一定の範囲内に制御されるので、調整速度が速すぎることで急速充電に異常が生じて中断してしまうことを避けることができる。

好ましくは、幾つかの実施例の段階５においては、電源アダプタの出力電流値の変化幅が５％以内に制御されると、定電流段階として見なされても良い。

好ましくは、幾つかの実施例の段階５においては、電源アダプタは、充電回路のインピーダンスをリアルタイムで監視し、即ち、電源アダプタの出力電圧、現在充電電流及び読み取った端末の電池電圧を測定することで、充電回路全体のインピーダンスを監視する。充電回路インピーダンス>端末通路インピーダンス＋急速充電データ線インピーダンスと検出されると、USB接触が不良であると判断され、急速充電がリセットされる。

好ましくは、幾つかの実施例においては、急速充電モードをオンにした後に、電源アダプタと端末との通信時間の間隔が一定の範囲内に制御されることで、急速充電がリセットされることを避けることができる。

好ましくは、幾つかの実施例においては、急速充電モード（又は、急速充電プロセス）に関する停止は、回復可能な停止及び回復不可能な停止がある。

例えば、端末は、電池が充満された又はUSB接触不良であると検出したら、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、急速充電モードをオンにすることを同意せず、急速充電通信プロセスの段階２に入らない。この急速充電プロセスに関する停止は、回復不可能な停止であっても良い。

また、端末と電源アダプタの通信には、異常が生じた場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、段階１の要求が満たされると、端末は、急速充電モードをオンにすることを同意して急速充電プロセスを再開する。ここの急速充電プロセスに関する停止は、回復可能な停止であっても良い。

また、端末は、電池に異常が生じたと検出した場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、急速充電モードをオンにすることを同意しない。電池が正常に戻り、段階１の要求が満たされると、端末は、急速充電モードをオンにして急速充電プロセスを再開することを同意する。ここの急速充電プロセスに関する停止は、回復可能な停止であっても良い。

以上、図６に示された通信ステップ又は操作は、例に過ぎない。例えば、段階１においては、端末がアダプタに接続された後に、端末とアダプタのハンドシェイク通信が端末により行われ、即ち、端末は、電源アダプタが急速充電モード（又は、フラッシュチャージとも言われる）をオンにするかどうかを尋ねるためのインストラクション１を送り、電源アダプタが急速充電モードをオンにすることを同意するための応答インストラクションを受け取ると、急速充電プロセスを開始する。

以上、図６に示された通信ステップ又は操作は、例に過ぎない。例えば、段階５の後には、定電圧充電段階を更に含んでも良い。つまり、段階５においては、端末は、電源アダプタに端末の電池の現在電圧をフィートバックし、端末の電池の電圧がずっと上昇し、前記端末の電池の現在電圧が定電圧の充電電圧閾値になった時に、充電が定電圧充電段階に入り、制御ユニット１０７は、当該電圧基準値（即ち、定電圧の充電電圧閾値である）に基づいてPWM信号のデューティ比を調整することで、電源アダプタの出力電圧が端末の充電電圧の要求を満たし、即ち、ほぼ定電圧を保つことができる。定電圧充電段階においては、充電電流が段々と小さくなって１つの閾値まで降下すると、充電が停止され、電池が充満されることを意味する。ここの定電圧充電とは、第三のパルス波形のピーク値がほぼ変わらないことを意味する。

本発明の実施例においては、電源アダプタの出力電圧を獲得することは、第三のパルス波形のピーク値電圧又は電圧平均値を獲得することを意味し、電源アダプタの出力電流を獲得することは、第三のパルス波形のピーク値電流又は電流平均値を獲得することを意味する。

本発明の１つの実施例においては、図７Ａに示すように、電源アダプタ１は、直列接続する制御可能スイッチ１０８と、フィルタユニット１０９とを更に備え、直列接続する制御可能スイッチ１０８とフィルタユニット１０９は、第二の整流ユニット１０４の第一の出力端子に接続し、制御ユニット１０７は、充電モードが普通充電モードに決められたとき、制御可能スイッチ１０８をオンにすることを制御し、充電モードが急速充電モードに決められたときに、制御可能スイッチ１０８をオフにすることを制御する。また、第二の整流ユニット１０４の出力端子には、一組又は複数組の小さいコンデンサーが並列接続されているので、騒音が低減され、サージ現象を減らすことができる。第二の整流ユニット１０４の出力端子には、LCフィルタ回路又はπ式フィルタ回路も接続されているので、リプル干渉を除去することができる。図７Bに示すように、第二の整流ユニット１０４の出力端子には、LCフィルタ回路が接続されている。なお、LCフィルタ回路又はπ式フィルタ回路におけるコンデンサーは、全て小さいコンデンサーであり、占めるスペースがとても小さい。

フィルタユニット１０９は、５Vの基準充電をサポートすることが可能なフィルタコンデンサーを含み、即ち、普通充電モードに対応する。制御可能スイッチ１０８は、MOSトランジスタのような半導体スイッチ素子により構成されても良い。電源アダプタは、普通充電モード（又は、基準充電とも言われる）で端末の電池に充電する際、制御ユニット１０７は、制御可能スイッチ１０８をオンにすることを制御し、フィルタユニット１０９が回路に接続され、第二の整流ユニットの出力が濾過されるので、直流充電技術をより良く兼ねることができ、即ち、直流が端末の電池に印加されることで、直流で電池へ充電することを実現する。一般的には、フィルタユニットは、並列接続する電解コンデンサーと、５Vの基準充電をサポートする小さいコンデンサーである普通コンデンサー（例えば、固体コンデンサー）とを含む。電解コンデンサーは、占める体積が比較的大きいので、電源アダプタのサーズを小さくするために、電源アダプタ内の電解コンデンサーを設けずに容量の比較的小さい１つのコンデンサーを設ければ良い。普通充電モードが用いられる際、当該小さいコンデンサーが所在する分岐回路が導通するように制御され、電流が濾過され、小さいパワーで安定した出力を実現し、直流で電池へ充電し、急速充電モードが用いられる際、当該小さいコンデンサーが所在する分岐回路が遮断するように制御され、第二の整流ユニット１０４の出力が濾過されず、パルス波形の電圧/電流が直接に出力されて電池に印加され、電池への急速充電を実現する。

本発明の１つの実施例においては、制御ユニット１０７は、充電モードが急速充電モードに決められた場合、端末の状態情報に基づいて急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧を獲得し、急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧に基づいてPWM信号のような制御信号のデューティ比を調整する。つまり、現在充電モードが急速充電モードに決められた場合、制御ユニット１０７は、電池の電圧、電気量、温度、端末の運転パラメータ、端末による実行するアプリケーションプログラムの電気消費情報等の獲得した端末の状態情報に基づいて、急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧を獲得し、獲得した充電電流及び/又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調整することで、電源アダプタの出力が充電の要求を満たし、急速で電池へ充電することを実現する。

端末の状態情報は、電池の温度を含む。電池の温度が第一の所定温度閾値より大きい又は電池の温度が第二の所定温度閾値より小さい場合、現在充電モードが急速充電モードであれば、急速充電モードが普通充電モードに切り替えられ、なお、第一の所定温度閾値が第二の所定温度閾値より大きい。即ち、電池の温度が低すぎても（例えば、第二の所定温度閾値より小さい）、高すぎても（例えば、第一の所定温度閾値より大きい）、急速充電するのに相応しくないので、急速充電モードを普通充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施例においては、第一の所定温度閾値及び第二の所定温度閾値については、実際の状況に基づいて制御ユニット（例えば、電源アダプタMCU）のメモリに設定する又は書き込むことができる。

本発明の１つの実施例においては、制御ユニット１０７は、電池の温度が所定高温保護閾値より大きいとき、スイッチユニット１０２がオフになるように制御し、即ち、電池の温度が高温保護閾値を超えたとき、制御ユニット１０７は、高温保護策略を採用し、スイッチユニット１０２がオフになるように制御し、電源アダプタにより電池へ充電することを停止し、電池の高温保護を実現し、充電の安全性を高める必要がある。前記高温保護閾値は、前記第一の温度閾値と異なっても良く、同じであっても良い。好ましくは、前記高温保護閾値が前記第一の温度閾値より大きい。

本発明のもう１つの実施例においては、前記コントローラは、前記電池の温度を獲得し、前記電池の温度が所定高温保護閾値より大きい場合、前記充電制御スイッチがオフになるように制御し、即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

本発明の１つの実施例においては、前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースの温度を獲得し、前記第一の充電インタフェースの温度が所定保護温度より大きい場合、前記スイッチユニットがオフになるように制御する。即ち、充電インタフェースの温度が一定の温度を超えた場合、制御ユニット１０７は、高温保護策略を採用し、スイッチユニット１０２がオフになるように制御することで、電源アダプタにより電池へ充電することを停止し、充電インタフェースに対する高温保護を実現し、充電の安全性を高めることができる。

当然ながら、本発明のもう１つの実施例においては、前記コントローラは、前記制御ユニットとツーウエーコミュニケーションを行うことで、前記第一の充電インタフェースの温度を獲得し、前記第一の充電インタフェースの温度が所定保護温度より大きい場合、前記充電制御スイッチ（図１３及び図１４参照）がオフになるように制御し、即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

具体的には、本発明の１つの実施例においては、図８に示すように、電源アダプタ１は、MOSFET駆動装置のような駆動ユニット１１０を更に備える。当該駆動ユニット１１０は、スイッチユニット１０２と制御ユニット１０７との間に接続し、制御信号に基づいてスイッチユニット１０２のオン又はオフを駆動する。なお、本発明の他の実施例においては、駆動ユニット１１０は、制御ユニット１０７に集積しても良い。

図８に示すように、電源アダプタ１は、駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７との間に接続し、初段と次段の信号分離（又は、トランス１０３の初段巻線と次段巻線の信号分離）を実現するための分離ユニット１１１を更に備える。分離ユニット１１１は、フォトカプラ分離形態を用いても良く、他の分離方式を用いても良い。分離ユニット１１１を設けることで、制御ユニット１０７が電源アダプタ１の次段（又は、トランス１０３の次段巻線）に設けられることができるので、端末２と通信が行われやすくなり、電源アダプタ１の空間設計がより簡単で便利である。

当然ながら、本発明の他の実施例においては、制御ユニット１０７、駆動ユニット１１０は、何れも初段に設けても良く、この場合、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６との間に分離ユニット１１１を設けることで、電源アダプタ１の初段と次段の信号分離を実現することができる。

なお、本発明の実施例においては、制御ユニット１０７が次段に設けられている場合、分離ユニット１１１を設ける必要があるが、分離ユニット１１１も制御ユニット１０７に集積されても良い。即ち、信号が初段から次段に送られる時、又は、信号が次段から初段に送られる時、通常、信号を分離するための分離ユニットを設ける必要がある。

本発明の１つの実施例においては、図９に示すように、電源アダプタ１は、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第四のパルス波形の電圧を生成するための補助巻線と、補助巻線に接続し、第四のパルス波形の電圧を変換して直流を出力し、駆動ユニット１１０及び/又は制御ユニット１０７のそれぞれに給電するための給電ユニット１１２（例えば、ウェーブフィルタレギュレーションモジュール、電圧変換モジュール等）とを備える。給電ユニット１１２は、ウェーブフィルタの小さいコンデンサー、レギュレーションチップ等の部材により構成され、第四のパルス波形の電圧を処理したり変換したりし、３．３V又は５V等の低電圧の直流を出力することを実現する。

つまり、駆動ユニット１１０の給電電源は、給電ユニット１１２により第四のパルス波形の電圧を変換することで得られる。制御ユニット１０７が初段に設けられる場合、その給電電源は、給電ユニット１１２により第四のパルス波形の電圧を変換することで得られる。図９に示すように、制御ユニット１０７が初段に設けられる場合、給電ユニット１１２は、２つの経路の直流を出力することで、駆動ユニット１１０及び制御ユニット１０７のそれぞれに給電する。制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６との間には、フォトカプラ分離ユニット１１１を設けることで、電源アダプタ１の初段と次段の信号分離を実現する。

制御ユニット１０７が初段に設けられ、しかも駆動ユニット１１０が集積されている場合、給電ユニット１１２は、単独で制御ユニット１０７に給電する。制御ユニット１０７が次段に設けられ、駆動ユニット１１０が初段に設けられている場合、給電ユニット１１２は、単独で駆動ユニット１１０に給電し、制御ユニット１０７は、次段により給電され、例えば、１つの給電ユニットで第二の整流ユニット１０４により出力された第三のパルス波形の電圧が直流電源に変換されて給電される。

また、本発明の実施例においては、第一の整流ユニット１０１の出力端子には、複数の小さいコンデンサーが並列接続され、ウェーブフィルタの役割を果たす。又は、第一の整流ユニット１０１の出力端子には、LCウェーブフィルタ回路が接続されている。

本発明のもう１つの実施例においては、図１０に示すように、電源アダプタ１は、補助巻線及び制御ユニット１０７のそれぞれに接続し、第四のパルス波形の電圧を検出して電圧検出値を生成するための第一の電圧検出ユニット１１３を更に備える。制御ユニット１０７は、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調整する。

つまり、制御ユニット１０７は、第一の電圧検出ユニット１１３により検出された、補助巻線で出力した電圧に基づいて、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧を反映し、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調整することで、第二の整流ユニット１０４の出力が電池の充電要求を満たす。

具体的には、本発明の１つの実施例においては、図１１に示すように、サンプリングユニット１０６は、第二の整流ユニット１０４により出力された電流をサンプリングして電流サンプル値を獲得するための第一の電流サンプル回路１０６１と、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧をサンプリングして電圧サンプル値を獲得するための第一の電圧サンプル回路１０６２とを備える。

好ましくは、第一の電流サンプル回路１０６１は、第二の整流ユニット１０４の第一の出力端子に接続する抵抗（検流抵抗）の電圧をサンプリングすることで、第二の整流ユニット１０４により出力される電流をサンプリングする。第一の電圧サンプル回路１０６２は、第二の整流ユニット１０４の第一の出力端子と第二の出力端子との間の電圧をサンプリングすることで、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧をサンプリングする。

本発明の１つの実施例においては、図１１に示すように、第一の電圧サンプル回路１０６２は、第三のパルス波形の電圧のピーク電圧をサンプリングして保持するためのピーク電圧サンプルホールドユニットと、第三のパルス波形の電圧のゼロクロス点をサンプリングするゼロクロスサンプリングユニットと、ゼロクロス点においてピーク電圧サンプルホールドユニットの電圧を放電する放電ユニットと、ピーク電圧サンプルホールドユニットのピーク電圧をサンプリングすることによって、電圧サンプル値を獲得するADサンプリングユニットとを備える。

第一の電圧サンプル回路１０６２には、ピーク電圧サンプルホールドユニット、ゼロクロスサンプリングユニット、放電ユニット及びADサンプリングユニットを設けることで、第二の整流ユニット１０４により出力された電圧を高精度でサンプリングすることを実現し、電圧サンプル値と第一のパルス波形の電圧との同期を保障し、即ち、位相が同期で、幅の変化傾向が一致である。

本発明の１つの実施例においては、図１２に示すように、電源アダプタ１は、第一のパルス波形の電圧をサンプリングし、制御ユニット１０７に接続するための第二の電圧サンプル回路１１４を備える。第二の電圧サンプル回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第一の所定電圧値より大きい場合、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２を制御して第一の所定時間を始めさせることで、第一のパルス波形のサージ電圧、ピーク電圧等に対して放電する。

図１２に示すように、第二の電圧サンプル回路１１４は、第一の整流ユニット１０１の第一の出力端子及び第二の出力端子に接続することで、第一のパルス波形の電圧をサンプリングする。制御ユニット１０７は、第二の電圧サンプル回路１１４によりサンプリングされた電圧値を判断し、第二の電圧サンプル回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第一の所定電圧値より大きい場合、電源アダプタ１が雷干渉を受けてサージ電圧が生じたことを意味し、サージ電圧を放電し、充電の安全性及び信頼性を保障する必要がある。制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２がある程度オンになるように制御し、放電通路が形成され、雷干渉により生じたサージ電圧が放電され、電源アダプタにより端末へ充電する際に生じた雷干渉による影響が防止され、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を有効的に高めることができる。なお、第一の所定電圧値は、実際の状況に基づいて定めることができる。

本発明の１つの実施例においては、電源アダプタ１により端末２の電池２０２に充電するプロセスにおいて、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値が第二の所定電圧値より大きい場合、スイッチユニット１０２がオフになるように制御する。即ち、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値を判断し、当該電圧値が第二の所定電圧値より大きい場合、電源アダプタ１により出力された電圧が高すぎると判断し、スイッチユニット１０２がオフになるように制御し、電源アダプタ１により端末２の電池２０２へ充電することを停止する。つまり、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２がオフになるように制御することで、電源アダプタ１の過電圧保護を実現し、充電の安全性を保障することができる。

本発明の１つの実施例においては、前記コントローラ２０４は、前記制御ユニット１０７とツーウエーコミュニケーションを行うことで、前記サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値を獲得し（図１３及び図１４）、当該電圧値が第二の所定電圧値より大きい場合、前記充電制御スイッチ２０３がオフになるように制御し、即ち、端末２により充電制御スイッチ２０３がオフにされ、電池２０２への充電プロセスが停止され、充電の安全性を保障する。

また、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値が所定電流値より大きい場合、スイッチユニット１０２がオフになるように制御する。即ち、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値を判断し、当該電流値が所定電流値より大きい場合、電源アダプタ１により出力された電流が大きすぎると判断し、スイッチユニット１０２がオフになるように制御することで、電源アダプタ１により端末へ充電することを停止する。即ち、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２がオフになるように制御することで、電源アダプタ１の過電流保護を実現し、充電の安全性を保障する。

同じく、前記コントローラ２０４は、前記制御ユニット１０７とツーウエーコミュニケーションを行うことで、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値を獲得し（図１３及び図１４）、当該電流値が所定電流値より大きい場合、前記充電制御スイッチ２０３がオフになるように制御し、即ち、端末２により充電制御スイッチ２０３をオフにさせることで、電池２０２の充電プロセスを停止させ、充電の安全性を保障する。

第二の所定電圧値及び所定電流値は、いずれも実際の状況に基づいて制御ユニットのメモリ（例えば、マイクロ制御プロセッサMCUを１つの例として挙げられる電源アダプタ１の制御ユニット１０７である）に設定する又は書き込むことができる。

本発明の実施例においては、端末は、携帯電話のようなモバイル端末、チャージベビー（ｃｈａｒｇｅ ｂａｂｙ）のようなモバイル電源、マルティメディアプレーヤー、ノードパソコン、ウェアラブル式装置等であっても良い。

本発明の実施例による端末用の充電システムにおいては、電源アダプタにより第三のパルス波形の電圧を出力し、電源アダプタにより出力された第三のパルス波形の電圧を端末の電池に直接に印加することを制御することで、パルスの出力電圧/電流により電池に直接に急速充電することを実現する。また、パルスの出力電圧/電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電源アダプタに電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。

また、本発明の実施例は、入力された交流を整流することによって、第一のパルス波形の電圧を出力する第一の整流ユニットと、制御信号に基づいて前記第一のパルス波形の電圧を変調するスイッチユニットと、変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力するトランスと、
前記第二のパルス波形の電圧を整流して第三のパルス波形の電圧を出力する第二の整流ユニットと、前記第二の整流ユニットに接続し、前記電池に接続する、端末の第二の充電インタフェースに接続されている場合、前記第二の充電インタフェースにより前記第三のパルス波形の電圧が前記端末の電池に印加されるための第一の充電インタフェースと、前記第二の整流ユニットにより出力される電圧をサンプリングするサンプリングユニットと、前記サンプリングユニット及び前記スイッチユニットのそれぞれに接続し、前記制御信号を前記スイッチユニットに出力し、前記サンプリングユニットにより、前記第二の整流ユニットにより出力された電圧を同期サンプリングすることで、前記第一のパルス波形の電圧位相を獲得し、前記第一のパルス波形の電圧位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧位相と電流位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することで、前記第三のパルス波形の電圧が前記端末の充電要求を満たすようにする制御ユニットとを備える電源アダプタを提供する。

本発明の実施例の電源アダプタにおいては、第一の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧を出力し、端末の第二の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧が端末の電池に直接に印加されることで、パルスの出力電圧及び/又は電流で電池に急速充電することを実現する。また、パルスの出力電圧及び/又は電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現することができ、コストを大幅に低減することができる。また、制御ユニットは、第一のパルス波形の電圧位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、エネルギーを伝送するので、変調後の第一のパルス波形の電圧位相と電流位相が一致になり、電源アダプタパワーファクタを改善することができる。

図１５は、本発明の実施例による端末用の充電方法の流れ図である。図１５に示すように、当該端末用の充電方法は、電源アダプタの第一の充電インタフェースが端末の第二の充電インタフェースに接続されている場合、電源アダプタに入力された交流を１次整流して第一のパルス波形の電圧を出力するS1と、スイッチユニットを制御して第一のパルス波形の電圧を変調し、トランスにより変換することで第二のパルス波形の電圧を出力するS2と、第二のパルス波形の電圧を２次整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、第二の充電インタフェースにより第三のパルス波形の電圧が端末の電池に印加されることで、端末の電池へ充電することを実現するS3と、２次整流した後の電圧を同期サンプリングすることで、第一のパルス波形の電圧位相を獲得するS4と、第一のパルス波形の電圧位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧位相と電流位相が一致になり、制御信号のデューティ比を調整することで、第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすS5とを備える。なお、S１においては、電源アダプタの第一の整流ユニットにより入力された交流（例えば、２２０V、５０Hz又は６０Hzのような幹線給電である）の交流幹線給電を整流し、第一のパルス波形の電圧（例えば、１００Hz又は１２０Hzである）の半周期正弦波の電圧を出力する。S2においては、スイッチユニットは、MOSトランジスタにより構成され、MOSトランジスタに対してPWM制御を行うことで、半周期正弦波の電圧に対して不連続波の変調を行う。そして、トランスにより変調された第一のパルス波形の電圧を次段にカップリングし、次段巻線により第二のパルス波形の電圧を出力する。本発明の実施例においては、高周波トランスにより変換し、トランスの体積がとても小さくても良く、電源アダプタのハイパワー、小型化の設計を実現することができる。S３においては、本発明の１つの実施例においては、ダイオード又はMOSトランジスタにより構成される第二の整流ユニットで第二のパルス波形の電圧を２次整流し、次段同期整流を実現し、変調後の第一のパルス波形と第三のパルス波形が同期になる。

本発明の実施例においては、第一のパルス波形の電圧位相に基づいてスイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、エネルギーを伝送するので、変調後の第一のパルス波形の電圧位相と電流位相が一致になり、電源アダプタパワーファクタを改善することができる。

本発明の１つの実施例においては、２次整流後の電圧及び/電圧をサンプリングすることで、電圧サンプル値及び/電流サンプル値を獲得し、電圧サンプル値及び/電流サンプル値に基づいて制御信号のデューティ比を調整する。

なお、第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすとは、第三のパルス波形の電圧及び電流が電池へ充電する時の充電電圧及び充電電流を満たす必要があることを意味する。つまり、サンプリングした、電源アダプタにより出力された電圧及び/又は電流に基づいてPWM信号のような制御信号のデューティ比を調整し、電源アダプタの出力をリアルタイムで調整し、閉ループ調整制御を実現する。従って、第三のパルス波形の電圧が端末の充電要求を満たし、電池が安全で効率よく充電されることを保障することができる。具体的には、図３に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池に出力される充電電圧波形を調整し、図４に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池に出力される充電電流波形を調整する。

よって、本発明の実施例においては、スイッチユニットを制御してフルブリッジ整流後の第一のパルス波形の電圧である半周期正弦波の電圧に対してPWMの不連続周波数変調を行い、高周波トランスに送られ、高周波トランスにより初段から次段にカップリングされ、同期整流が行われた後に半周期正弦波の電圧/電流に戻り、端末の電池に直接に送られ、電池への急速充電を実現する。半周期正弦波の電圧幅は、PWM信号のデューティ比により調整することができ、電源アダプタの出力が電池の充電要求を満たすことを実現する。従って、電源アダプタの初段、次段に電解コンデンサーを設けず、半周期正弦波の電圧により電池へ直接に充電することができるので、電源アダプタの体積を縮小して小型化を実現することができ、コストを大幅に低減することができる。

本発明の１つの実施例においては、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて制御信号の周波数を調整し、即ち、スイッチユニットへ出力するPWM信号をある程度出力し続けた後に出力を停止し、停止すべき所定時間の経過後に再びPWM信号を出力することで、電池に印加される電圧が断続的で、電池へ断続的に充電することを実現し、電池へ連続充電する際に生じた発熱による安全上の問題を避けることができ、電池へ充電する信頼性及び安全性を高めることができる。図５は、スイッチユニットに出力する制御信号を示している。

また、前記端末用の充電方法は、第一の充電インタフェースを介して端末と通信を行うことで、端末の状態情報を獲得し、端末の状態情報、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて制御信号のデューティ比を調整する。

つまり、第二の充電インタフェースと第一の充電インタフェースが接続されている場合、電源アダプタと端末は、互いに通信クエリインストラクションを送り合い、相応する応答インストラクションを受け取った後に、通信による接続ができ、端末の状態情報を獲得することができるので、端末とは、充電モード及び充電パラメータ（例えば、充電電流、充電電圧）についての相談ができ、充電プロセスを制御することができる。

本発明の１つの実施例においては、トランスによる変換で第四のパルス波形の電圧を生成し、第四のパルス波形の電圧を検出して電圧検出値を生成するので、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調整する。

具体的には、トランスには、変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第四のパルス波形の電圧を生成するための補助巻線が更に設けられている。第四のパルス波形の電圧を検出することで、電源アダプタの出力電圧を反映することができるので、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調整することで、電源アダプタの出力が電池の充電要求を満たすことができる。

本発明の１つの実施例においては、２次整流後の電圧をサンプリングすることで、電圧サンプル値を獲得することは、前記２次整流後の電圧のピーク電圧をサンプリングして保持し、前記２次整流後の電圧のゼロクロス点をサンプリングし、前記ゼロクロス点において前記ピーク電圧をサンプリングして保持するピーク電圧サンプルホールドユニットが放電し、前記ピーク電圧サンプルホールドユニットのピーク電圧をサンプリングすることによって、前記電圧サンプル値を獲得することを含む。よって、電源アダプタにより出力された電圧を正確にサンプリングし、電圧サンプル値と第一のパルス波形の電圧が同期であることを保障し、即ち、位相及び幅の変化傾向が一致である。

また、本発明の１つの実施例における前記端末用の充電方法は、前記第一のパルス波形の電圧をサンプリングし、サンプリングされた電圧値が第一の所定電圧値より大きい場合、前記スイッチユニットを制御して第一の所定時間を始めさせて第一のパルス波形のサージ電圧を放電することを含む。

第一のパルス波形の電圧をサンプリングし、サンプリングされた電圧値を判断し、当該電圧値が第一の所定電圧値より大きい場合、電源アダプタが雷干渉を受けてサージ電圧が生じてしまうことを意味するので、サージ電圧を放電し、充電の安全性及び信頼性を保障する必要がある。スイッチユニットがある程度オンになるように制御すると、放電通路が形成され、落雷により生じたサージ電圧が放電され、電源アダプタにより端末へ充電する際に雷干渉による影響が防止され、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を有効的に高めることができる。第一の所定電圧値は、実際の状況に基づいて定めることができる。

本発明の１つの実施例においては、第一の充電インタフェースを介して端末と通信を行うことで、急速充電モード及び普通充電モードを含む充電モードを決め、充電モードが急速充電モードに決められた場合、端末の状態情報に基づいて急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧を獲得し、急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調整する。

即ち、現在充電モードが急速充電モードに決められた場合、電池の電圧、電気量、温度、端末の運転パラメータ、端末による実行するアプリケーションプログラムの電気消費情報等の獲得した端末の状態情報に基づいて、急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧を獲得し、獲得した充電電流及び/又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調整することで、電源アダプタの出力が充電の要求を満たし、電池への急速充電を実現する。

端末の状態情報は、電池の温度を含む。また、前記電池の温度が第一の所定温度閾値より大きい又は前記電池の温度が第二の所定温度閾値より小さい場合、現在の充電モードが急速充電モードであれば、急速充電モードが普通充電モードに切り替えられ、前記第一の所定温度閾値が前記第二の所定温度閾値より大きい。即ち、電池の温度が低すぎても（例えば、第二の所定温度閾値より小さい）、高すぎても（例えば、第一の所定温度閾値より大きい）、急速充電するのに相応しくないので、急速充電モードを普通充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施例においては、第一の所定温度閾値及び第二の所定温度閾値については、実際の状況に基づいて定めることができる。

本発明の１つの実施例においては、前記電池の温度が所定高温保護閾値より大きいとき、前記スイッチユニットがオフになるように制御し、即ち、電池の温度が高温保護閾値を超えたとき、高温保護策略を採用する必要があり、スイッチユニットがオフになるように制御され、電源アダプタにより電池へ充電することが停止され、電池の高温保護が実現され、充電の安全性が高まる。前記高温保護閾値は、前記第一の温度閾値と異なっても良く、同じであっても良い。好ましくは、前記高温保護閾値が前記第一の温度閾値より大きい。

本発明のもう１つの実施例においては、前記端末は、前記電池の温度を獲得し、前記電池の温度が所定高温保護閾値より大きい場合、前記電池への充電を停止するように制御し、即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

また、本発明の１つの実施例においては、当該端末用の充電方法は、前記第一の充電インタフェースの温度を獲得し、前記第一の充電インタフェースの温度が所定保護温度より高い場合、前記スイッチユニットがオフになるように制御することを更に含む。即ち、充電インタフェースの温度が一定の温度を超えた場合、制御ユニットも高温保護策略を実行する必要があり、スイッチユニットがオフになるように制御し、電源アダプタにより電池へ充電することを停止するので、充電インタフェースの高温保護が実現され、充電の安全性が高まる。

本発明のもう１つの実施例においては、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記第一の充電インタフェースの温度を獲得し、前記第一の充電インタフェースの温度が所定保護温度より大きい場合、前記電池へ充電することを停止するように制御する。即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

また、電源アダプタにより端末へ充電するプロセスにおいては、電圧サンプル値が第二の所定電圧値より大きい場合、前記スイッチユニットがオフになるように制御し、即ち、電源アダプタにより端末へ充電するプロセスにおいては、電圧サンプル値を判断し、電圧サンプル値が第二の所定電圧値より大きい場合、電源アダプタにより出力された電圧が大きすぎることを意味し、スイッチユニットがオフになるように制御することで、電源アダプタにより端末へ充電することを停止する。即ち、前記スイッチユニットがオフになるように制御することで、電源アダプタの過電圧保護を実現し、充電の安全性を保障する。

言うまでもなく、本発明の１つの実施例においては、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電圧サンプル値を獲得し、前記電圧サンプル値が第二の所定電圧値より大きい場合、前記電池へ充電することを停止するように制御する。即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

本発明の１つの実施例においては、電源アダプタにより端末へ充電するプロセスにおいては、電流サンプル値が所定電流値より大きい場合、前記スイッチユニットがオフになるように制御し、即ち、電源アダプタにより端末へ充電するプロセスにおいては、電流サンプル値を判断し、電流サンプル値が所定電流値より大きい場合、電源アダプタにより出力された電流が大きすぎることを意味し、スイッチユニットがオフになるように制御することで、電源アダプタにより端末へ充電することを停止する。即ち、前記スイッチユニットがオフになるように制御することで、電源アダプタの過電流保護を実現し、充電の安全性を保障する。

同じく、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電流サンプル値を獲得し、前記電流サンプル値が所定電流値より大きい場合、前記電池へ充電することを停止するように制御する。即ち、端末により充電制御スイッチをオフにすることで、電池の充電プロセスを停止し、充電の安全性を保障する。

第二の所定電圧値と所定電流値は、何れも実際の状況に基づいて定めることができる。

本発明の実施例においては、前記端末の状態情報は、前記電池の電気量、前記電池の温度、前記端末の電圧/電流、前記端末のインタフェース情報、前記端末の通路インピーダンスの情報等を含む。

具体的には、前記電源アダプタは、端末とユニバーサル・シリアル・バス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ、ＵＳＢ）のインタフェースにより接続し、当該ＵＳＢインタフェースは、普通のＵＳＢインタフェースであっても良く、ｍｉｃｒｏ ＵＳＢインタフェースであっても良い。ＵＳＢインタフェースのデータ線である第一の充電インタフェースのデータ線は、前記電源アダプタと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うために用いられ、ＵＳＢインタフェースのＤ＋線及び/又はＤ−線であっても良い。ツーウエーコミュニケーションとは、所謂電源アダプタと端末が双方の情報交換を行うことを意味する。

前記電源アダプタは、ＵＳＢインタフェースのデータ線と前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うことで、前記急速充電モードで前記端末へ充電することを決める。

好ましくは、１つの実施例においては、前記電源アダプタは、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードで前記端末へ充電することを決めたとき、前記急速充電モードをオンにするかどうかを前記端末に尋ねるための第一のインストラクションを前記端末に送り、前記端末が前記急速充電モードをオンにすることを同意することを示すための第一のインストラクションの応答インストラクションを前記端末から受け取る。

好ましくは、１つの実施例においては、前記電源アダプタは、前記端末に前記第一のインストラクションを送る前に、前記普通充電モードで前記電源アダプタにより前記端末へ充電し、前記普通充電モードの充電期間が所定閾値より長いと確認されると、前記電源アダプタは、前記端末に前記第一のインストラクションを送る。

前記電源アダプタは、前記普通充電モードの充電期間が所定閾値より大きいと確認した後、自らが電源アダプタであることが既に端末に認識されたと判断し、急速尋ね通信を始めても良いと理解されたい。

好ましくは、１つの実施例においては、前記スイッチユニットを制御することによって、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御し、前記急速充電モードに対応する充電電流で前記端末に充電する前に、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決め、前記電源アダプタが充電電圧を前記急速充電モードに対応する充電電圧に調整することを制御する。

好ましくは、１つの実施例においては、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決めることは、前記電源アダプタは、その現在の出力電圧が前記急速充電モードの充電電圧とされることが適切かどうかを尋ねるための第二のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記電源アダプタの現在の出力電圧が適切、やや高い又はやや低いことを示すための前記第二のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記第二のインストラクションの応答インストラクションに基づいて前記急速充電モードの充電電圧を決めることを含む。

好ましくは、１つの実施例においては、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御する前に、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電流を決める。

好ましくは、１つの実施例においては、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電流を決めることは、前記電源アダプタは、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を尋ねるための第三のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を示すための前記第三のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記第三のインストラクションの応答インストラクションに基づいて前記急速充電モードの充電電流を決めることを含む。

前記電源アダプタは、前記最大充電電流を急速充電モードの充電電流に直接に決めても良く、充電電流を当該最大充電電流より小さい１つの電流値に設定しても良い。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を調整し続ける。

電源アダプタは、端末の電池電圧、電池電気量等の端末の現在状態情報を尋ね続けることで、充電電流を調整し続ける。

好ましくは、１つの実施例としては、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を調整し続けることは、前記電源アダプタは、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末内の電池の現在電圧を示すための第四のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記電池の現在電圧に基づいて、前記スイッチユニットを制御することで前記充電電流を調整することを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電池の現在電圧に基づいて、前記スイッチユニットを制御して前記充電電流を調整することは、前記電池の現在電圧及び電池の所定電圧値と充電電流値の対応関係に基づいて、前記スイッチユニットを制御して前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を前記電池の現在電圧に対応する充電電流値に調整することを含む。

具体的には、電源アダプタは、電池電圧値と充電電流値の対応関係を予め記憶しても良い。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認し、接触不良が存在すると確認された場合、前記電源アダプタが前記急速充電モードを終了することを制御する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかが確認される前に、前記電源アダプタは、前記端末から前記端末の通路インピーダンスを示す情報を受け取り、前記端末内の電池の電圧を尋ねるための第四のインストラクションを前記端末に送り、前記端末により送られた、前記端末内の電池の電圧を示すための第四のインストラクションの応答インストラクションを受け取り、前記電源アダプタの出力電圧及び前記電池の電圧に基づいて前記電源アダプタから前記電池までの通路インピーダンスを決め、前記電源アダプタから前記電池までの通路インピーダンス、前記端末の通路インピーダンス及び前記電源アダプタと前記端末との間の充電回路の通路インピーダンスに基づいて、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースが接触不良であるかどうかを確認する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電源アダプタが前記急速充電モードを終了することを制御する前に、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースが接触不良であることを示す第五のインストラクションを前記端末に送る。

前記電源アダプタは、第五のインストラクションを送ったら、急速充電モードを終了する又はリセットする。

以上、電源アダプタの角度から本発明の実施例の急速充電プロセスを詳しく説明したが、以下、端末の角度から本発明の実施例の急速充電プロセスを詳しく説明する。

本発明の実施例においては、前記端末は、普通充電モード及び急速充電モードをサポートし、前記急速充電モードの充電電流が前記普通充電モードの充電電流より大きい。また、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記急速充電モードで前記端末に充電することを決め、前記急速充電モードに対応する充電電流で出力することで、前記端末内の電池に充電する。

好ましくは、１つの実施例としては、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うことにより、前記電源アダプタにより前記急速充電モードで前記端末に充電することを決めることは、前記端末は、前記電源アダプタから送られた、前記急速充電モードをオンにするかどうかを前記端末に尋ねるための第一のインストラクションを受け取り、前記端末が前記急速充電モードをオンにすることを同意することを示すための第一のインストラクションの応答インストラクションを前記電源アダプタに送ることを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記端末は、前記電源アダプタから送られた第一のインストラクションを受け取る前に、前記電源アダプタにより前記普通充電モードで前記電源アダプタから充電され、前記電源アダプタは、前記普通充電モードの充電期間が所定閾値より大きいと確認した後、前記電源アダプタから送られた第一のインストラクションを受け取る。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電流に基づいて出力し、前記端末内の電池に充電する前に、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決める。

好ましくは、１つの実施例としては、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタにより前記急速充電モードに対応する充電電圧を決めることは、前記端末は、前記電源アダプタから送られた、前記電源アダプタの現在の出力電圧が前記急速充電モードの充電電圧とされることが適切かどうかを尋ねるための第二のインストラクションを受け取り、前記電源アダプタの現在の出力電圧が適切、やや高い又はやや低いことを示すための前記第二のインストラクションの応答インストラクションを前記電源アダプタに送ることを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記端末は、前記電源アダプタから前記急速充電モードに対応する充電電流を受け取り、前記電源アダプタにより前記端末内の電池に充電される前に、前記第二の充電インタフェースと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記急速充電モードに対応する充電電流を決める。

前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記端末がツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタにより前記急速充電モードに対応する充電電流を決めることは、前記電源アダプタから送られた、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を尋ねるための第三のインストラクションを受け取り、前記端末が現在サポートする最大の充電電流を示すための前記第三のインストラクションの応答インストラクションを前記電源アダプタに送ることで、前記電源アダプタは、前記最大の充電電流に基づいて前記急速充電モードに対応する充電電流を決めることを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタが自らから電池へ出力する充電電流を調整し続ける。

前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタが自らから電池へ出力する充電電流を調整し続けることは、前記端末は、前記電源アダプタから送られた、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを受け取り、前記端末内の電池の現在電圧を示すための第四のインストラクションの応答インストラクションを前記電源アダプタに送り、前記電池の現在電圧に基づいて前記電源アダプタによる電池へ出力する充電電流を調整し続けることを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記電源アダプタにより前記急速充電モードで前記端末へ充電するプロセスにおいて、前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記電源アダプタは、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認する。

前記端末は、前記第二の充電インタフェースと前記電源アダプタがツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認することは、前記端末は、前記電源アダプタから送られた、前記端末内の電池の現在電圧を尋ねるための第四のインストラクションを受け取り、前記端末内の電池の現在電圧を示す第四のインストラクションの応答インストラクションを前記電源アダプタに送ることで、前記電源アダプタは、自らの出力電圧及び前記電池の現在電圧に基づいて、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良が存在するかどうかを確認することを含む。

好ましくは、１つの実施例としては、前記端末は、前記電源アダプタから送られた、前記第一の充電インタフェースと前記第二の充電インタフェースによる接触不良を示すための第五のインストラクションを受け取る。

急速充電モードをオンにして使うために、前記電源アダプタと端末は、急速充電通信プロセスを採用し、一回又は複数回のハンドシェイキングが成立することで、電池の急速充電を実現する。以下、図６を参照しながら、本発明の実施例による急速充電通信プロセス及び急速充電プロセスに含まれる各ステップを詳しく説明する。図６に示されている通信ステップ又は操作は、例に過ぎず、本発明の実施例は、他の操作又は図６の各操作の変形を含む。また、図６の各ステップは、図６に示されている順序と異なる順序で行っても良く、図６の全ての操作を必ずしも行わなくても良い。

本発明の実施例の端末用の充電方法では、前記電源アダプタが充電の要求を満たす第三のパルス波形の電圧を出力するように制御され、電源アダプタにより出力された第三のパルス波形の電圧が直接に端末の電池に印加されることで、パルス波形の出力電圧/電流を電池に直接に急速充電することを実現する。パルス波形の出力電圧/電流が周期的に変わり、伝統的な定電圧、定電流に比べ、リチウム電池のリチウム沈殿の現象が低減され、電池の使用寿命を高めることができる。また、充電インタフェースの触点のアークの確率及び強度が低減され、充電インタフェースの寿命を高めることができ、電池の極性化効果が低減され、充電スピードが高まり、電池の発熱が減り、端末へ充電する際の安全性及び信頼性を保障することができる。また、電源アダプタにより出力されたのは、パルス波形の電圧であり、電源アダプタに電解コンデンサーを設ける必要がなくなったので、電源アダプタの簡単化、小型化を実現し、コストを大幅に低減することができる。

本発明の記載においては、本発明を分かりやすく簡略に説明するために、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「トップ」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「円周方向」等が示す方向又は位置関係は、図面に示す方向又は位置関係であり、装置又は素子が特定の方向、特定の方向にある構造及び操作を有しないといけないことを意味しない又は示さないので、本発明を制限しないと理解されたい。

また、用語「第一」、「第二」は、説明の目的だけに用いられ、比較的な重要性を示す又は暗示する又は説明する技術特徴の数を意味すると理解されない。よって、「第一」、「第二」の特徴は、少なくとも１つの当該特徴を含むことを明示又は暗示する。本発明の説明においては、「複数」に含まれている意味は、明らかな具体的な限定がある場合を除き、少なくとも２つであり、例えば、２つ、３つ等である。

本発明においては、明らかな規定及び限定を除き、「取り付ける」、「互いに接続する」、「接続する」、「固定」等の用語は、広い意味で理解されたく、例えば、固定接続であっても良く、着脱自在に接続されても良く、又は一体であっても良く、機械的に接続しても良く、電気的に接続しても良く、直接に接続しても良く、間に何かを介して間接に接続しても良く、２つの部材の内部が連通する又は２つの部材の相互作用関係があると理解しても良い。当業者は、具体的な状況に基づいて本発明の上述した用語の具体的な意味を理解しても良い。

本発明においては、明らかな規定及び限定を除き、第一の特徴が第二の特徴の「上」又は「下」にあることは、第一及び第二の特徴が直接に接触されても良く、第一及び第二の特徴が両者の間に何かを介して接触されても良い。また、第一の特徴が第二の特徴の「の上」、「上方」、「上面」にあることは、第一の特徴が第二の特徴の真上方又は斜め上方にある又は第一の特徴の水平の高さが第二の特徴より高いことを意味する。第一の特徴が第二の特徴の「の下」、「下方」、「下面」にあることは、第一の特徴が第二の特徴の真下方又は斜め下方にある又は第一の特徴の水平の高さが第二の特徴より低いことを意味する。

本明細書の記載においては、参照用の用語「１つの実施例」、「幾つかの実施例」、「例示する」、「具体的な例」又は「幾つかの例」等の記載は、当該実施例を参照する又は例として挙げられた具体的な特徴、構造、材料又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書においては、上述した用語で表現する意味は、必ずしも同じ実施例又は例に対するものと限らない。また、記載の具体的な特徴、構造、材料は、任意の１つ又は複数の実施例又は例において適切な方法で結合することができる。また、矛盾しない限り、当業者は、本明細書に記載の異なる実施例又は例及び異なる実施例又は例の特徴に対して結合することができる。

当業者は、本明細書の実施例に記載のそれぞれの例のユニット及びアルゴリズムのステップは、ハードウェア又はコンピュータソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実現することができる。これらの機能がハードウェア又はソフトウェアにより実行されるかどうかは、技術案の特別応用及び設計制限条件次第です。技術者は、それぞれの特別応用に対して異なる方法で記載の機能を実現することができるが、このような実現は、本発明の範囲を超えないと見なされる。

言うまでもなく、説明の便利上及び簡潔さを図るために、当業者は、上述した記載のシステム、装置及びユニットによる具体的な動作プロセスについて、前記方法実施例の対応するプロセスを参照することができ、ここでは、繰り返して説明しない。

当然ながら、本願に記載の幾つかの実施例におけるシステム、装置及び方法は、他の方式で実現することができる。上述した内容に記載の装置の実施例は、例示するものに過ぎず、前記ユニットが区画される方法は、理論上の機能で区画されるものであり、実際に行う際、他の区画方法でも良く、例えば、複数のユニット又は設備は、他の１つのシステムに組合わせられ又は集積されても良く、幾つかの特徴を無視し又は実行しなくても良い。また、記載されている互いにカップリングすること又は直接にカップリングすること又は通信による接続は、幾つかのインタフェースによって行っても良く、装置又はユニットにおいて間接にカップリングすること又は通信による接続は、電気、機械又は他の方法で行っても良い。

分離部材として説明した前記ユニットは、物理的に分離するものであっても良く、そうじゃなくても良い。ユニットとして説明する部材は、物理的なユニットじゃなくても良く、１つの場所に位置しても良く、複数のネットワークユニットに分布しても良い。実際のニーズに基づいてその中の一部又は全部のユニットを選択して本実施例の目的を実現する。

また、本発明の各実施例の各機能ユニットは、１つの処理ユニットに集積されても良く、各ユニットが単独で物理的に存在しても良く、２つ又は２つ以上のユニットが１つのユニットに集積されても良い。

前記機能がソフトウェアとする機能ユニットの形で実現されて独立した製品として販売又は使用される場合、コンピュータにより読み出すことが可能な記憶媒体に記憶しても良い。このような理解に基づいて、本発明の技術案は、実質上、従来技術に貢献した部分又は当該技術案についてソフトウェアの製品の形で示しても良く、当該コンピュータのソフトウェアの製品が１つの記憶媒体に記憶され、若干のインストラクションを含み、コンピュータに（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワーク設備等であっても良い）本発明の各実施例の前記方法の全部又は一部のステップを実行させる。前記記憶媒体は、Uディスク、モバイルハードディスク、リードオンリーメモリ（ROM、Read−Only Memory）、ランダムアクセスメモリ（RAM、Random Access Memory）、磁気ディスク又は光ディスク等の様々なプログラムコードを記憶可能な媒体を含む。

上述した内容は、本発明の実施例を説明したが、これらの実施例は、例示するものに過ぎず、本発明を制限しない。当業者は、本発明の精神及び原則から逸脱しない限り、上述した実施例に対して変更、修正、置換え及び変形を行うことができる。

Claims (25)

1. 端末用の充電システムであって、
   入力された交流を整流することによって、第一のパルス波形の電圧を出力する第一の整流ユニットと、
   制御信号に基づいて前記第一のパルス波形の電圧を変調するスイッチユニットと、
   変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力するトランスと、
   前記第二のパルス波形の電圧を整流することによって、第三のパルス波形の電圧を出力する第二の整流ユニットと、
   前記第二の整流ユニットに接続する第一の充電インタフェースと、
   前記第二の整流ユニットにより出力される電圧に対して同期サンプリングするサンプリングユニットと、
   前記サンプリングユニット及び前記スイッチユニットのそれぞれに接続し、前記制御信号を前記スイッチユニットに出力し、前記サンプリングユニットにより前記第二の整流ユニットにより出力された電圧に対して同期サンプリングすることで、前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得し、前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することによって、前記第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすようにする制御ユニットと、第二の充電インタフェースと、電池とを備え、
   前記第二の充電インタフェースは前記電池に接続され、前記第一の充電インタフェースに接続される場合、前記第三のパルス波形の電圧を前記電池に印加し、
   前記第二の整流ユニットは、前記第三のパルス波形と変調後の前記第一のパルス波形が同期になるように、次段の同期整流を実現するように構成されていることを特徴とする端末用の充電システム。
2. 前記システムは、コントローラと、前記第二の充電インタフェースと前記電池との間に接続し、前記コントローラによる制御で前記電池の充電プロセスをオン又はオフする充電制御スイッチと、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の端末用の充電システム。
3. 前記電池は、普通充電モード及び急速充電モードをサポートし、前記急速充電モードの充電電流が前記普通充電モードの充電電流より大きく、前記コントローラは、前記制御ユニットとツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記システムは、前記急速充電モードで前記電池に充電することを決め、前記制御ユニットは、前記システムが前記急速充電モードに対応する充電電流で出力することを制御し、前記電池に充電することを特徴とする請求項２に記載の端末用の充電システム。
4. 入力された交流を整流することによって、第一のパルス波形の電圧を出力する第一の整流ユニットと、
   制御信号に基づいて前記第一のパルス波形の電圧を変調するスイッチユニットと、
   変調後の前記第一のパルス波形の電圧に基づいて第二のパルス波形の電圧を出力するトランスと、
   前記第二のパルス波形の電圧を整流することによって、第三のパルス波形の電圧を出力する第二の整流ユニットと、
   前記第二の整流ユニットに接続し、電池に接続する、端末の第二の充電インタフェースに接続されているとき、前記第二の充電インタフェースにより前記第三のパルス波形の電圧を前記端末の電池に印加する第一の充電インタフェースと、
   前記第二の整流ユニットにより出力される電圧に対して同期サンプリングするサンプリングユニットと、
   前記サンプリングユニット及び前記スイッチユニットのそれぞれに接続し、前記制御信号を前記スイッチユニットに出力し、前記第二の整流ユニットにより出力された電圧に対してサンプリングユニットにより同期サンプリングすることで、前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得し、前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、前記制御信号のデューティ比を調整することによって、前記第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすようにする制御ユニットと、を備え、
   前記第二の整流ユニットは、前記第三のパルス波形と変調後の前記第一のパルス波形が同期になるように、次段の同期整流を実現するように構成されていることを特徴とする電源アダプタ。
5. 前記サンプリングユニットは、前記第二の整流ユニットにより出力される電圧及び/又は電流をサンプリングすることによって、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値を獲得し、前記制御ユニットは、前記電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて前記制御信号の周波数を調整することを特徴とする請求項４に記載の電源アダプタ。
6. 前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースに接続し、前記第一の充電インタフェースを介して前記端末を通信することにより、前記端末の状態情報を獲得することを特徴とする請求項５に記載の電源アダプタ。
7. 前記制御ユニットは、前記端末の状態情報、前記電圧サンプル値及び/又は前記電流サンプル値に基づいて前記制御信号のデューティ比を調整することを特徴とする請求項６に記載の電源アダプタ。
8. 前記スイッチユニットと前記制御ユニットとの間に接続し、前記制御信号に基づいて前記スイッチユニットのオン又はオフを駆動するための駆動ユニットを更に備えることを特徴とする請求項４に記載の電源アダプタ。
9. 変調後の第一のパルス波形の電圧に基づいて第四のパルス波形の電圧を生成する補助巻線と、前記補助巻線に接続し、前記第四のパルス波形の電圧を変換して直流を出力し、前記駆動ユニット及び/又は前記制御ユニットのそれぞれに給電する給電ユニットとを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の電源アダプタ。
10. 前記補助巻線と前記制御ユニットのそれぞれに接続し、前記第四のパルス波形の電圧を検出して電圧検出値を生成する第一の電圧検出ユニットを更に備え、
    前記制御ユニットは、前記電圧検出値に基づいて前記制御信号のデューティ比を調整することを特徴とする請求項９に記載の電源アダプタ。
11. 前記サンプリングユニットは、前記第二の整流ユニットにより出力された電流をサンプリングすることによって、前記電流サンプル値を獲得する第一の電流サンプル回路と、
    前記第二の整流ユニットにより出力された電圧をサンプリングすることによって、前記電圧サンプル値を獲得する第一の電圧サンプル回路とを備えることを特徴とする請求項５に記載の電源アダプタ。
12. 前記第一の電圧サンプル回路は、
    前記第三のパルス波形の電圧のピーク電圧をサンプリングして記憶するピーク電圧サンプル記憶ユニットと、
    前記第三のパルス波形の電圧のゼロクロス点をサンプリングするゼロクロスサンプリングユニットと、
    前記ゼロクロス点において前記ピーク電圧サンプル記憶ユニットの電圧を放電する放電ユニットと、
    前記ピーク電圧サンプル記憶ユニットのピーク電圧をサンプリングすることによって、前記電圧サンプル値を獲得するＡＤサンプリングユニットとを備えることを特徴とする請求項１１に記載の電源アダプタ。
13. 前記第一のパルス波形の電圧をサンプリングし、前記制御ユニットに接続される第二の電圧サンプル回路を更に備え、前記第二の電圧サンプル回路によってサンプリングされた電圧値が第一の所定電圧値より大きい場合、前記制御ユニットは、前記スイッチユニットを制御して第一の所定時間を開始させて放電動作を行うることを特徴とする請求項４〜１２の何れか１つに記載の端末用の電源アダプタ。
14. 前記第一の充電インタフェースは、前記電池に充電する電力線と、前記端末と通信を行うデータ線とを備えることを特徴とする請求項４に記載の電源アダプタ。
15. 前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースと前記端末が通信を行うことによって、急速充電モード及び普通充電モードを備える充電モードを決めることを特徴とする請求項１４に記載の電源アダプタ。
16. 前記第二の整流ユニットの第一の出力端子に接続する直列接続する制御可能スイッチ及びフィルタユニットを更に備え、
    前記制御ユニットは、前記充電モードが普通充電モードに決められた場合、前記制御可能スイッチがオンになるように制御し、前記充電モードが急速充電モードに決められた場合、前記制御可能スイッチがオフになるように制御することを特徴とする請求項１５に記載の電源アダプタ。
17. 前記制御ユニットは、前記充電モードが急速充電モードに決められた場合、前記端末の状態情報に基づいて前記急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧を獲得し、前記急速充電モードに対応する充電電流及び/又は充電電圧に基づいて前記制御信号のデューティ比を調整することを特徴とする請求項１５に記載の電源アダプタ。
18. 前記端末の状態情報は、前記電池の温度を含み、前記電池の温度が第一の所定温度閾値より大きい又は前記電池の温度が第二の所定温度閾値より小さい場合、現在の充電モードが急速充電モードであれば、急速充電モードが普通充電モードに切り替えられ、前記第一の所定温度閾値が前記第二の所定温度閾値より大きいことを特徴とする請求項１７に記載の電源アダプタ。
19. 前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことにより、前記急速充電モードで前記端末を充電すると決められた際、前記急速充電モードをオンにするかどうかを前記端末に尋ねるための第一のインストラクションを前記端末に送り、前記端末が前記急速充電モードをオンにすることを同意することを示す第一のインストラクションの応答インストラクションを前記端末から受け取ることを特徴とする請求項１５に記載の電源アダプタ。
20. 前記制御ユニットは、前記スイッチユニットを制御することで、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御し、前記電源アダプタが前記急速充電モードに対応する充電電流で前記端末を充電する前に、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決め、前記電源アダプタが充電電圧を前記急速充電モードに対応する充電電圧に調整することを制御することを特徴とする請求項１９に記載の電源アダプタ。
21. 前記制御ユニットは、前記電源アダプタが充電電流を前記急速充電モードに対応する充電電流に調整することを制御する前に、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記急速充電モードに対応する充電電流を決めることを特徴とする請求項１９に記載の電源アダプタ。
22. 前記急速充電モードで、前記電源アダプタによる前記端末へ充電するプロセスにおいて、
    前記制御ユニットは、前記第一の充電インタフェースのデータ線を介して前記端末とツーウエーコミュニケーションを行うことによって、前記スイッチユニットを制御することで前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を調整し続けることを特徴とする請求項１９に記載の電源アダプタ。
23. 前記制御ユニットは、前記電池の現在電圧及び所定の電池電圧値と充電電流値の対応関係に基づいて、前記スイッチユニットを制御することで前記電源アダプタにより電池に出力される充電電流を前記電池の現在電圧に対応する充電電流値に調整することを特徴とする請求項２２に記載の電源アダプタ。
24. 端末用の充電方法であって、
    電源アダプタの第一の充電インタフェースが前記端末の第二の充電インタフェースに接続されている場合、入力された交流を１次整流して第一のパルス波形の電圧を出力するステップと、
    スイッチユニットを制御して前記第一のパルス波形の電圧を変調し、トランスにより変換することで第二のパルス波形の電圧を出力するステップと、
    前記第二のパルス波形の電圧を２次整流して第三のパルス波形の電圧を出力し、前記第二の充電インタフェースにより前記第三のパルス波形の電圧が前記端末の電池に印加するステップと、
    ２次整流した後の電圧を同期サンプリングすることで、同期サンプリングにより前記第一のパルス波形の電圧の位相を獲得するステップと、
    前記第一のパルス波形の電圧の位相に基づいて前記スイッチユニットのオン時間及びオフ時間を調整することで、変調後の第一のパルス波形の電圧の位相及び電流の位相が一致であり、制御信号のデューティ比を調整することで、第三のパルス波形の電圧が充電の要求を満たすステップとを備え、
    第二の整流ユニットによって、前記第三のパルス波形と変調後の前記第一のパルス波形が同期になるように、次段の同期整流を実現するステップをさらに備えることを特徴とする端末用の充電方法。
25. ２次整流後の電圧及び/又は電流をサンプリングすることで、電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値を獲得し、前記電圧サンプル値及び/又は電流サンプル値に基づいて前記制御信号の周波数を調整することを特徴とする請求項２４に記載の端末用の充電方法。