JP6472930B2 - 端末用充電システム、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、特に端末用充電システム、端末用充電方法及び電源アダプタに関する。

従来、移動端末（例えば、スマートフォン）は益々多くの消費者に歓迎されているが、移動端末の消費電力量が大きく、常に充電する必要がある。

通常、移動端末は電源アダプタにより充電する。ここで、一般的に、電源アダプタは、一次整流回路、一次フィルタ回路、トランス、二次整流回路、二次フィルタ回路、及び制御回路等を含み、このような電源アダプタは、入力された２２０Ｖ交流を移動端末ニーズに適切な安定した低電圧の直流（例えば、５Ｖ）に変換し、移動端末の電源管理装置と電池に提供し、移動端末の充電を実現する。

しかしながら、電源アダプタの電力が大きくなるにつれて、例えば、５Ｗから１０Ｗ、１５Ｗ、２５Ｗ等より大きい電力にアップグレードすると、より多くの、高電力に耐えられて且つ精度をより良く制御できる電子部品を適応させる必要があり、これは、電源アダプタの体積を増加するだけではなく、同時にアダプタの生産コストと製造難度を増加させる。

本出願は、発明者が以下の問題についての認識及び研究に基づいて作られたものである。

発明者は、研究時に、電源アダプタの電力が大きくなるにつれて、電源アダプタが移動端末の電池を充電した場合に電池の分極抵抗が容易に大きくなり、電池温度上昇が高くなりやすいので、電池の使用寿命を減少させ、電池の信頼性と安全性に影響を及ぼすことを見出した。

また、通常、交流電源が給電する場合、多くの機器は、交流で直接使用することができず、これは、交流、例えば、５０Ｈｚの２２０Ｖ商用電源が間歇的に電気エネルギを出力するからであり、「間歇」させないように、電解コンデンサを利用してエネルギを貯蔵する必要があり、このように給電がトラフにある場合、給電の持続は電解コンデンサのエネルギ貯蔵により安定した電気エネルギ供給を維持する。よって、交流電源は、電源アダプタにより移動端末に充電する場合、まず交流電源により提供された交流、例えば、２２０Ｖの交流を安定した直流に変換して移動端末に供給する。しかし、電源アダプタは、移動端末の電池を充電して間接的に移動端末に給電するものであり、給電の持続性は電池により保証されるため、このような電源アダプタは、電池を充電する際に、連続的に安定した直流を出力することを要しない。

そのため、本発明の第一の目的は、電源アダプタが、出力したリップル波形の電圧を直接、端末の電池に印加し、これにより、電源アダプタの小型化や、低コストを実現し、電池の使用寿命を向上させる端末用充電システムを提供することである。

本発明の第２の目的は、電源アダプタを提供することである。本発明の第３の目的は、端末用充電方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係る端末用充電システムは、電源アダプタを備え、前記電源アダプタが、入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、トランスと、該トランスの２次出力を整流して第３リップル波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するためのサンプリングユニットと、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するような変調制御ユニットと、電池を備え、前記電源アダプタが端末を充電する場合に、前記電源アダプタが、前記第３リップル波形の電圧を前記電池に印加する端末と、を備える。

本態様に係る端末用充電システムによれば、電源アダプタが、第３リップル波形の電圧を出力するように制御して、電源アダプタにより出力された第３リップル波形の電圧を直接、端末の電池に印加することにより、リップルの出力電圧／電流が直接、電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

上記目的を達成するために、本発明の第２態様に係る電源アダプタは、入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、トランスと、該トランスの２次出力を整流して第３リップル波形の電圧を出力し、前記第３リップル波形の電圧が端末の電池に印加される第２整流ユニットと、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するためのサンプリングユニットと、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が前記電池の充電ニーズを満足するような変調制御ユニットと、を備える。

本態様に係る電源アダプタによれば、入力された交流を変換して変調することにより第３リップル波形の電圧を出力することができ、第３リップル波形の電圧を端末の電池に印加し、これにより、リップルの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

上記目的を達成するために、本発明の第３態様に係る端末用充電方法は、電源アダプタが前記端末を充電する場合に、入力された交流を一次整流して第１リップル波形の電圧を出力するステップと、前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧をトランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換するステップと、前記第２リップル波形の電圧を二次整流して第３リップル波形の電圧を出力し、前記第３リップル波形の電圧を前記端末の電池に印加するステップと、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得し、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにするステップと、を含む。

本態様に係る端末用充電方法によれば、電源アダプタが充電ニーズを満足するほどの第３リップル波形の電圧を出力するように電源アダプタを制御して、電源アダプタにより出力された第３リップル波形の電圧を直接に端末の電池に印加することにより、リップルの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

本発明の一実施形態による端末用充電システムにフライバックスイッチング電源を利用したブロック図である。 本発明の一実施形態による端末用充電システムにフォワードスイッチング電源を利用したブロック図である。 本発明の一実施形態による端末用充電システムにプッシュプルスイッチング電源を利用したブロック図である。 本発明の一実施形態による端末用充電システムにハーフブリッジタイプスイッチング電源を利用したブロック図である。 本発明の一実施形態による端末用充電システムにフルブリッジタイプスイッチング電源を利用したブロック図である。 本発明の実施形態による端末用充電システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による電源アダプタが電池に出力した充電電圧波形の概略図である。 本発明の一実施形態による電源アダプタが電池に出力した充電電流波形の概略図である。 本発明の一実施形態によるスイッチユニットに出力した制御信号の概略図である。 本発明の一実施形態による急速充電過程の概略図である。 本発明の一実施形態による端末用充電システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による電源アダプタにＬＣフィルタ回路を有するブロック図である。 本発明の他の実施形態による端末用充電システムのブロック図である。 本発明の他の実施形態による端末用充電システムのブロック図である。 本発明の他の実施形態による端末用充電システムのブロック図である。 本発明の一実施形態によるサンプリングユニットのブロック図である。 本発明の他の実施形態の端末用充電システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による端末のブロック図である。 本発明の他の実施形態による端末のブロック図である。 本発明の実施形態による端末用充電方法のフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。前記実施形態を添付図面に基づいて説明するが、同一または類似する符号は、常に、同一又は類似の部品、又は、同一又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施形態は例示的なものであり、本発明を説明するためだけに用いられ、本発明を限定するものではない。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る端末用充電システム、電源アダプタ及び端末用充電方法を説明する。

図面に示すように、本発明の実施形態に提供される端末用充電システムは、電源アダプタ１と端末２とを備えている。

図２に示すように、電源アダプタ１は、第１整流ユニット１０１と、トランス１０３と、第２整流ユニット１０４と、サンプリングユニット１０６と、変調制御ユニット１００とを備えている。ここで、第１整流ユニット１０１は、入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力し、第２整流ユニット１０４は、前記トランス１０３の２次出力を整流して第３リップル波形の電圧を出力するために用いられ、サンプリングユニット１０６は、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧サンプリング値を取得するために用いられ、変調制御ユニット１００は、前記電圧サンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランス１０３の１次側に印加して、前記トランス１０３により前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにする。

図２に示すように、端末は、電池を備え、前記電源アダプタが前記端末を充電する場合、前記電源アダプタは、前記第３リップル波形の電圧を前記電池に印加する。
ここで、変調制御ユニット１００には、スイッチ変調機能、駆動スイッチ機能、光結合隔離機能、サンプリング機能、制御機能、通信機能などが集積されていてもよい。また、変調制御ユニット１００の一部の制御機能や通信機能は、後述する制御ユニット１０７により実現される。
したがって、図１Ａに示すように、電源アダプタ１は、第１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２整流ユニット１０４と、第１充電インタフェース１０５と、サンプリングユニット１０６及び制御ユニット１０７とを備えている。第１整流ユニット１０１は、入力された交流（商用電源、例えば、ＡＣ２２０Ｖ）を整流して第１リップル波形の電圧、例えば、饅頭形波電圧を出力するものであり、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よい。スイッチユニット１０２は、制御信号に基づいて第１リップル波形の電圧を変調させるものであり、ＭＯＳトランジスタであってもよく、ＭＯＳトランジスタに対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）制御を行って饅頭形波電圧をチョッピング変調する。

本発明の一つの実施形態において、図１Ａに示すように、電源アダプタ１は、フライバックスイッチング電源を利用することができる。具体的には、トランス１０３は、一次巻線と二次巻線とを備え、一次巻線の一端が第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続され、第１整流ユニット１０１の第２出力端は接地され、一次巻線の他端はスイッチユニット１０２に接続され（例えば、このスイッチユニット１０２はＭＯＳトランジスタであり、一次巻線の他端はＭＯＳトランジスタのドレインに接続され）、トランス１０３は変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第２リップル波形の電圧を出力する。

ここで、トランス１０３は高周波トランスであり、その動作周波数は５０ＫＨｚ−２ＭＨｚであってもよく、高周波トランスは変調された第１リップル波形の電圧を二次側にカップリングし、二次巻線により出力する。本発明の実施形態においては、高周波トランスを利用することにより、高周波トランスが低周波トランス（低周波トランスまたは産業用周波数トランスと呼ばれ、主に商用電源の周波数，例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流を指す）と比較して体積が小さいという特徴を利用することにより、電源アダプタ１の小型化が実現される。

本発明の一つの実施形態によれば、例えば図１Ｂに示すように、上記電源アダプタ１はフォワードスイッチング電源を利用することもできる。具体的には、トランス１０３は、第１巻線と、第２巻線と第３巻線とを備え、第１巻線の同一名称の端は、一つの逆ダイオードにより第１整流ユニット１０１の第２出力端に接続され、第１巻線の異なる名称の端は、第２巻線の同一名称の端に接続され、第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続される。第２巻線の異なる名称の端はスイッチユニット１０２に接続され、第３巻線は第２整流ユニット１０４に接続されている。ここで、逆ダイオードは、逆ピーククリッピング効果があり、第１巻線により生じた誘導起電力は逆ダイオードにより逆起電力を振幅制限し、振幅制限エネルギを第１整流ユニットの出力に返還し、第１整流ユニットの出力を充電し、且つ第１巻線における電流により生じた磁場を流れてトランスの鉄心を消磁させ、トランス鉄心における磁場強度を初期状態に戻す。トランス１０３は変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第２リップル波形の電圧を出力する。

本発明の一つの実施形態によれば、図１Ｃに示すように、上記電源アダプタ１は、プッシュプルスイッチング電源を利用してもよい。具体的には、前記トランスは、第１巻線と、第２巻線と、第３巻線と、第４巻線とを備え、前記第１巻線の同一名称の端は前記スイッチユニットに接続され、前記第１巻線の異なる名称の端は、前記第２巻線の同一名称の端に接続され、前記第１整流ユニットの第１出力端に接続され、前記第２巻線の異なる名称の端は前記スイッチユニットに接続され、前記第３巻線の異なる名称の端は前記第４巻線の一端に接続され、前記トランスは変調された前記第１リップル波形の電圧に基づいて第２リップル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１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２とを備え、トランス１０３は第１巻線と、第２巻線と、第３巻線と、第４巻線とを備え、第１巻線の一端はスイッチユニット１０２における第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインに接続され、第１巻線の異なる名称の端は第２巻線の一端に接続され、且つ第１巻線の異なる名称の端は、第２巻線の一端の間のノードが第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続され、第２巻線の異なる名称の端は、スイッチユニット１０２における第２ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインに接続され、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のソースは第２ＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続された後第１整流ユニット１０１の第２出力端に接続され、第３巻線の一端は第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第３巻線の異なる名称の端は第４巻線の一端に接続され、且つ第３巻線の異なる名称の端と第４巻線の一端の間のノードが接地し、第４巻線の異なる名称の端は第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。

図１Ｃに示すように、第２整流ユニット１０４の第１入力端は、第３巻線の一端に接続され、第２整流ユニット１０４の第２入力端は第４巻線の異なる名称の端に接続され、第２整流ユニット１０４は、前記第２リップル波形の電圧を整流して第３リップル波形の電圧を出力するためのものである。第２整流ユニット１０４は２つのダイオードを備えることができ、一つのダイオードの陽極は第３巻線の同一名称の端に接続され、もう一つのダイオードの陽極は第４巻線の異なる名称の端に接続され、２つのダイオードの陰極は接続されている。

本発明の一つの実施形態によると、図１Ｄに示すように、上記電源アダプタ１は、ハーフブリッジタイプスイッチング電源を利用してもよい。具体的には、スイッチユニット１０２は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と、第２ＭＯＳトランジスタＱ２と、第１電気容量Ｃ１と、第２電気容量Ｃ２とを備え、第１電気容量Ｃ１と第２電気容量Ｃ２とを直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１は、第２ＭＯＳトランジスタＱ２と直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、トランス１０３は、第１巻線と、第２巻線と、第３巻線とを備え、第１巻線の同一名称の端は直列連結された第１電気容量Ｃ１と第２電気容量Ｃ２との間のノードに接続され、第１巻線の異なる名称の端は直列連結された第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２の間のノードに接続され、第２巻線の同一名称の端は第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第２巻線の異なる名称の端は第３巻線の同一名称の端に接続されてから接地し、第３巻線の異なる名称の端は、第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。トランス１０３は、変調された前記第１リップル波形の電圧に基づいて第２リップル波形の電圧を出力する。

本発明の一つの実施形態によれば、図１Ｅに示すように、上記電源アダプタ１は、フルブリッジ式スイッチング電源を利用してもよい。具体的には、スイッチユニット１０２は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と、第２ＭＯＳトランジスタＱ２と、第３ＭＯＳトランジスタＱ３と、第４ＭＯＳトランジスタＱ４とを備え、第３ＭＯＳトランジスタＱ３と第４ＭＯＳトランジスタＱ４とを直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２とを直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、トランス１０３は、第１巻線と、第２巻線と、第３巻線とを備え、第１巻線の同一名称の端は直列連結された第３ＭＯＳトランジスタＱ３と第４ＭＯＳトランジスタＱ４の間のノードに接続され、第１巻線の異なる名称の端は、直列連結された第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２の間のノードに接続され、第２巻線の同一名称の端は、第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第２巻線の異なる名称の端は、第３巻線の同一名称の端に接続された後に接地し、第３巻線の異なる名称の端は、第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。トランス１０３は、変調された前記第１リップル波形の電圧に基づいて第２リップル波形の電圧を出力する。

従って、本発明の実施形態において、上記電源アダプタ１は、フライバックスイッチング電源と、フォワードスイッチング電源と、プッシュプルスイッチング電源と、ハーフブリッジタイプスイッチング電源と、フルブリッジ式スイッチング電源のうちいずれかひとつを利用して、リップル波形の電圧を出力することができる。

図１Ａに示すように、第２整流ユニット１０４は、トランス１０３の二次巻線に接続され、第２整流ユニット１０４は、第２リップル波形の電圧を整流して、第３リップル波形の電圧を出力する。ここで、第２整流ユニット１０４はダイオードからなり、二次同期整流を実現し、これにより第３リップル波形と変調された第１リップル波形とを同期させ、なお、第３リップル波形と変調された第１リップル波形とを同期させ、具体的には、第３リップル波形の位相と変調された第１リップル波形の位相とを一致させ、第３リップル波形の振幅と変調された第１リップル波形の振幅変化傾向とを一致させる。第１充電インタフェース１０５は、第２整流ユニット１０４に接続され、サンプリングユニット１０６は、第２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して電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値を得られ、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６とスイッチユニット１０２とにそれぞれ接続され、制御ユニット１０７は、制御信号をスイッチユニット１０２に出力し、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、この第２整流ユニット１０４により出力された第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにさせる。

図１Ａに示すように、端末２は、第２充電インタフェース２０１と電池２０２とを備え、第２充電インタフェース２０１は電池２０２に接続され、第２充電インタフェース２０１が第１充電インタフェース１０５に接続される場合、第２充電インタフェース２０１は第３リップル波形の電圧を電池２０２に印加し、電池２０２の充電を実現する。

なお、第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するとは、第３リップル波形の電圧と電流とが電池充電を満足させる必要がある時の充電電圧と充電電流を指す。つまり、制御ユニット１０７が、サンプリングされ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、制御信号、例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、リアルタイムに第２整流ユニット１０４の出力を調整し、閉ループ調節制御を実現し、これにより第３リップル波形の電圧が端末２の充電ニーズを満足させ、電池２０２を安全かつ確実に充電することが保証され、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に出力した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に出力した充電電流波形を調整する。

理解されることは、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する場合、電圧のサンプリング値や、電流のサンプリング値、又は電圧のサンプリング値及び電流のサンプリング値に基づいて調節命令を生成することができることである。

従って、本発明の実施形態において、スイッチユニット１０２を制御することにより、整流された第１リップル波形の電圧、即ち饅頭形波電圧を直接、ＰＷＭチョッピング変調を行い、高周波トランスに送り、高周波トランスにより一次カップリングから二次まで、それから、同期整流した後に饅頭形波電圧／電流を還元し、電池に直接的に送り込み、電池を急速充電することを実現する。ここで、饅頭形波の電圧振幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて調節し、電源アダプタの出力は電池の充電ニーズを満足する。これより、本発明の実施形態の電源アダプタは、一次、二次の電解コンデンサをキャンセルすることができ、饅頭形波電圧は直接的に電池を充電するから、電源アダプタの体積を減少させ、電源アダプタの小型化を実現し、大幅にコストダウンすることができる。

ここで、本発明の一つの具体的な例において、制御ユニット１０７はＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ、マイクロコントローラユニット）であってもよく、即ちスイッチ駆動制御機能と、同期整流機能と、電圧電流調節制御機能とを集めたマイクロプロセッサであってもよい。

本発明の一つの実施形態によると、前記変調制御ユニットは、さらに、前記電圧サンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して前記電源アダプタが前記第３リップル波形の電圧を間欠的に出力するために用いられる。具体的に言うと、制御ユニット１０７は、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号の周波数を調節し、即ち、スイッチユニット１０２に出力するＰＷＭ信号が持続的に出力してしばらく出力を停止させ、所定時間を停止した後再びＰＷＭ信号の出力を起動し、これにより電池に印加された電圧は断続的なものであり、電池の断続的に充電することを実現し、電池が連続的に充電する時に発熱がひどくて起こったセキュリティリスクを避けられ、電池充電の信頼性と安全性とを向上させる。

リチウム電池は、低温条件で、リチウム電池自体のイオンと電子導電能力の低下により、充電する過程に分極程度の強化を容易に起こし、持続的に充電する方式はこのような分極がより著しくなり、同時にリチウム析出が形成する可能性を増加し、これにより電池の安全性能に影響を及ぼす。また、持続的な充電方法は充電により熱が蓄積し続けることになり、電池内部の温度がだんだん上昇するようになり、温度が一定的な限度値を超えた場合、電池性能の発揮が制限され、同時にセキュリティリスクも増える。

本発明の実施形態において、制御信号の周波数を調節することにより、電源アダプタが間歇的に出力し、即ち、電池が充電する過程に電池静置過程を導入し、持続的に充電する過程に分極によるリチウム析出が緩まり、且つ生成された熱の持続的な蓄積の影響を弱め、温度低下の効果を達成し、電池充電の信頼性と安全性を保証する。

ここで、スイッチユニット１０２に出力された制御信号は、図５に示すように、まずしばらく持続的にＰＷＭ信号を出力し、その後出力をしばらく停止させ、それからまたしばらく持続的にＰＷＭ信号を出力し、スイッチユニット１０２に出力された制御信号は隔離され、且つ周波数は調整することができる。
前記電源アダプタと前記端末との間は、前記第１充電インタフェースにより接続されて双方向通信を確立し、前記変調制御ユニットは、前記電源アダプタと前記端末との間の双方向通信により前記端末の状態情報を取得し、前記端末の状態情報と前記電圧サンプリング値とに基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調する。

図１Ａに示すように、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５に接続され、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５を介して端末２と通信を行って端末２の状態情報を取得する。このように、制御ユニット１０７は端末の状態情報と、電圧のサンプリング値及び／又は電流サンプリング値により制御信号例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。

ここで、端末の状態情報は、前記電池の電力と、前記電池の温度と、前記電池の電圧と、前記端末のインタフェース情報と、前記端末のインピーダンスの情報等とを含む。

具体的には、第１充電インタフェース１０５は、電源線とデータ線とを備え、電源線は電池を充電するためのものであり、データ線は端末と通信を行うためのものである。第２充電インタフェース２０１が第１充電インタフェース１０５に接続される場合、電源アダプタ１と端末２の間に互いに通信問い合わせ命令を送信することができ、更に、対応的な応答命令を受信した後、電源アダプタ１と端末２の間に通信接続を確立し、制御ユニット１０７は端末２の状態情報を得られることにより、充電モードと充電パラメータ（例えば、充電電流、充電電圧）について端末２とネゴシエートし、充電過程を更に制御する。

ここで、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、通常充電モードと急速充電モードとを含む。急速充電モードは、通常充電モードよりも充電速度が大きい（例えば、急速充電モードは、通常充電モードよりも充電電流が大きい）。一般的に、通常充電モードは、定格出力電圧が５Ｖであり、定格出力電流が２．５Ａ以下である充電モードであると理解され、また、通常充電モードで、電源アダプタの出力ポートデータ線におけるＤ＋とＤ−とは短絡することができる。しかし、本発明の実施形態における急速充電モードは異なり、本発明の実施形態の急速充電モードでは、電源アダプタはデータ線におけるＤ＋とＤ−とが端末と通信を行ってデータ交換を実現し、即ち電源アダプタと端末との間に互いに急速充電命令を送信することができ、電源アダプタは端末に急速充電問い合わせ命令を送信し、端末の急速充電応答命令を受信した後、端末の応答命令に基づいて、電源アダプタは端末の状態情報を得られ、急速充電モードを起動し、急速充電モードで充電電流は２．５Ａより大きく、例えば、４．５Ａ、或いはより大きくてもよい。しかし、本発明の実施形態は、通常充電モードを具体的に限定せず、電源アダプタは２つの充電モードをサポートすればよく、その中の一つの充電モードの充電速度（又は電流）はもう一つの充電モードの充電速度より大きくすると、充電速度が遅い方の充電モードは、通常充電モードと理解される。充電電力に対して、急速充電モードで充電電力は１５Ｗ以上であってもよい。

即ち、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５を介して端末２と通信を行って充電モードを決定し、充電モードは急速充電モードと通常充電モードとを含む。

具体的には、前記電源アダプタは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースにより端末に接続され、このＵＳＢインタフェースは通常のＵＳＢインタフェースであってもよいし、Ｍｉｃｒｏ ＵＳＢインタフェースであってもよい。ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線、即ち第１充電インタフェースにおけるデータ線は、前記電源アダプタと前記端末とが双方向通信を行い、このデータ線はＵＳＢインタフェースにおけるＤ＋線及び／又はＤ−線であってもよい。双方向通信とは、電源アダプタと端末とが両方で情報の交互を行うことである。

前記電源アダプタは、前記ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線を介して、前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードで前記端末を充電すると決定する。

なお、電源アダプタが端末とネゴシエートして、急速充電モードで前記端末を充電するか否かの過程に、電源アダプタが端末に接続された状態を保つだけで、充電しなくてもよく、通常充電モードで端末を充電してもよく、小さい電流で端末を充電してもよく、本発明の実施形態はこれを具体的に限定しない。

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、前記端末を充電する。電源アダプタは急速充電モードで端末を充電することが決定された後、充電電流を急速充電モードに対応する充電電流に直接的に調整してもよく、端末に急速充電モードの充電電流をネゴシエートしてもよく、例えば、端末における電池の現在の電力により急速充電モードに対応する充電電流を決定する。

本発明の実施形態において、電源アダプタは盲目的に電流を出力して急速充電するものではなく、端末に双方向通信を行って、急速充電モードを利用することができるか否かについてネゴシエートし、従来技術と比較して、急速充電過程の安全性を向上させる。

好ましくは、一つの実施形態として、制御ユニット１０７は、前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードで前記端末を充電することが決定された場合、前記制御ユニットは前記端末に第１命令を送信すると、前記第１命令は前記端末が前記急速充電モードを起動するか否かを問い合わせることに用いる。前記制御ユニットは前記端末から前記第１命令の応答命令を受信し、前記第１命令の応答命令は前記端末が前記急速充電モードの起動を同意するように前記端末を指示するためのものである。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットが前記端末に前記第１命令を送信する前に、前記電源アダプタと前記端末との間に前記通常充電モードで充電し、前記制御ユニットにより前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値よりも大きいと決定された後、前記端末に前記第１命令を送信する。

なお、電源アダプタにより前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、電源アダプタは自身が電源アダプタであることが既に端末に認識され、急速充電問い合わせ通信を起動することができると考えられる、と理解されるべきである。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが予め設定された電流閾値以上の充電電流で予め設定された時間充電した後、前記端末に前記第１命令を送信する。

好ましくは、一つの実施形態として、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り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ように前記電源アダプタを制御し、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、前記制御ユニットが前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決定し、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ように制御する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットが前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決定された場合、前記制御ユニットが前記端末に第２命令を送信し、前記第２命令は、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して適切であるか否かを問い合わせるためのものである。前記制御ユニットは前記端末により送信された前記第２命令の応答命令を受信し、前記第２命令の応答命令は前記電源アダプタの現在出力電圧が適切や、やや高いか又はやや低いかを指示するためのものである。前記制御ユニットは前記第２命令の応答命令に基づいて、前記急速充電モードの充電電圧を決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットは、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するように前記電源アダプタを制御する前に、前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電流を決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットが前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電流を決定する場合、前記制御ユニットは前記端末に第３命令を送信し、前記第３命令は前記端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるためのものである。前記制御ユニットは前記端末により送信された前記第３命令の応答命令を受信し、前記第３命令の応答命令は前記端末の現在サポートする最大充電電流を指示する。前記制御ユニットは前記第３命令の応答命令に基づいて、前記急速充電モードの充電電流を決定する。

電源アダプタは、上記最大充電電流を直接的に急速充電モードの充電電流と決定するか、又は、充電電流をこの最大充電電流のある電流値より小さくすることができる。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記制御ユニットが前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記スイッチユニットを制御することにより前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整する。

電源アダプタは端末の現在状態情報をずっと問い合わせることができ、例えば、端末の電池電圧や、電池残量等を問い合わせして、電源アダプタが電池に出力した充電電流を調整する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットが前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するように前記スイッチユニットを制御する場合、前記制御ユニットは、前記端末に第４命令を送信し、前記第４命令は前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。前記制御ユニットは、前記端末により送信された前記第４命令の応答命令を受信し、前記第４命令の応答命令は前記端末内の電池の現在電圧を指示するためのものである。前記制御ユニットは、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することにより前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を調整する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記制御ユニットは前記電池の現在電圧、及び予め設定された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により前記電源アダプタが電池に出力した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、電池電圧値と充電電流値の対応関係を予め記憶し、電源アダプタは、前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、端末側から端末内に記憶された電池電圧値と充電電流値の対応関係を取得する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記制御ユニットは、更に、前記第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定し、ここで、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される場合、前記制御ユニットは、前記急速充電モードを退出するように前記電源アダプタを制御する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される前に、前記制御ユニットは、更に、前記端末により前記端末のインピーダンスを指示するための情報を受信し、ここで、前記制御ユニットは、前記端末に第４命令を送信し、前記第４命令は、前記端末内の電池の電圧を問い合わせるためのものである。前記制御ユニットは、前記端末により送信された前記第４命令の応答命令を受信し、前記第４命令の応答命令は、前記端末内の電池を指示するための電圧である。前記制御ユニットは、前記電源アダプタの出力電圧と前記電池の電圧とに基づいて、前記電源アダプタから前記電池までのインピーダンスを決定する。前記制御ユニットは、前記電源アダプタから前記電池までのインピーダンスと、前記端末までのインピーダンスと、前記電源アダプタと前記端末との間の充電線線路のインピーダンスとに基づいて、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。

端末は、そのインピーダンスを予め記録することができ、例えば、同一型番の端末は構造が一致することで、工場設定した場合、この端末のインピーダンスを同一値に設定する。同様に、電源アダプタは、充電線路のインピーダンスを予め設定することができる。電源アダプタが端末の電池両端の電圧を取得した場合、電源アダプタが電池両端の圧力降下及び通路の電流に基づいて、通路全体のインピーダンスを決定することができ、当通路全体のインピーダンス＞端末のインピーダンス＋充電線路のインピーダンス、又は通路全体のインピーダンス−（端末のインピーダンス＋充電線路のインピーダンス）＞抵抗閾値である場合、前記第１充電インタフェース与と前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと思われる。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードを退出する前に、前記制御ユニットが前記端末に第５命令を送信し、前記第５命令は、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するものである。

電源アダプタは、第５命令を送信した後、急速充電モードを退出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形態による急速充電過程を詳しく説明し、以下に、端末の角度から本発明の実施形態による急速充電過程を説明する。

端末側において説明される電源アダプタと端末の交互及関連特性、機能等は、電源アダプタ側における説明に対応しているから、簡潔のため、重複する説明は適宜省略する。

本発明の一つの実施形態によると、図１３に示すように、端末２は、充電制御スイッチ２０３とコントローラ２０４とを更に備え、充電制御スイッチ２０３は、例えば、電子スイッチングデバイスからなるスイッチ回路が、第２充電インタフェース２０１と電池２０２との間に接続されたものであり、充電制御スイッチ２０３は、コントローラ２０４の制御で電池２０２の充電過程を閉じる／開くためのものであり、このように端末側から電池２０２の充電過程を制御することができ、電池２０２充電の安全性と信頼性を保証することができる。

また、図１４に示すように、端末２は、通信ユニット２０５を更に備え、通信ユニット２０５は、第２充電インタフェース２０１と第１充電インタフェース１０５とにより、コントローラ２０４と制御ユニット１０７の間の双方向通信を確立する。即ち、端末２と電源アダプタ１とはＵＳＢインタフェースにおけるデータ線により双方向通信を行うことができ、前記端末２は通常充電モードと急速充電モードとをサポートし、ここで前記急速充電モードでの充電電流が前記通常充電モードでの充電電流より大きく、前記通信ユニット２０５は、前記制御ユニット１０７と双方向通信を行って前記電源アダプタ１が前記急速充電モードを利用して前記端末２を充電すると決定し、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により出力し、前記端末２内の電池２０２を充電するように前記電源アダプタ１を制御する。

本発明の実施形態において、電源アダプタ１は、盲目的に電流を出力して急速充電するものではなく、端末に双方向通信を行って、急速充電モードを利用することができるか否かについてネゴシエートし、従来技術と比較して、急速充電過程の安全性を向上させる。

好ましくは、一つの実施形態として、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により送信された第１命令を受信し、前記第１命令は、前記端末が前記急速充電モードを起動するか否かを問い合わせるためのものである。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に前記第１命令の応答命令を送信し、前記第１命令の応答命令は、前記端末が前記急速充電モードの起動を同意するように前記端末を指示するためのものである。

好ましくは、一つの実施形態として、前記コントローラが、通信ユニットにより前記制御ユニットにより送信された第１命令を受信する前に、前記電源アダプタは、前記通常充電モードで前記端末内の電池を充電し、前記制御ユニットにより前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、前記制御ユニットは端末内の通信ユニットに前記第１命令を送信し、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により送信された前記第１命令を受信する。

好ましくは、一つの実施形態として、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に従って出力し、前記端末内の電池を充電する前に、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と双方向通信を行い、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圧を決定するようにする。

好ましくは、一つの実施形態として、前記コントローラは、前記制御ユニットにより送信された第２命令を受信し、前記第２命令は、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して適切であるか否かを問い合わせるためのものである。前記コントローラは、前記制御ユニットに前記第２命令の応答命令を送信し、前記第２命令の応答命令は、前記電源アダプタの現在出力電圧が適切や、やや高いか又はやや低いかを指示するためのものである。

好ましくは、一つの実施形態として、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定するように、前記コントローラは前記制御ユニットと双方向通信する。

ここで、前記コントローラは、前記制御ユニットにより送信された第３命令を受信し、前記第３命令は、前記端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるためのものである。前記コントローラは、前記制御ユニットに前記第３命令の応答命令を送信し、前記第３命令の応答命令は、前記端末内の電池の現在サポートの最大充電電流を指示するためのものであり、前記電源アダプタが、前記最大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定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記コントローラは、前記制御ユニットと双方向通信を行うことにより、前記電源アダプタが前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整させる。

ここで、前記コントローラは、前記制御ユニットにより送信された第４命令を受信し、前記第４命令は、前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。前記コントローラは、前記制御ユニットに前記第４命令の応答命令を送信し、前記第４命令の応答命令は、前記端末内の電池の現在電圧を指示するためのものであり、前記電源アダプタが前記電池の現在電圧に基づいて、前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整させる。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程において、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と双方向通信を行い、前記電源アダプタが、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。

ここで、前記コントローラは、前記制御ユニットにより送信された第４命令を受信し、前記第４命令は、前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。前記コントローラは、前記制御ユニットに前記第４命令の応答命令を送信し、前記第４命令の応答命令は、前記端末内の電池の現在電圧を指示するためのものであり、前記制御ユニットは前記電源アダプタの出力電圧と前記電池の現在電圧と基づいて、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記コントローラは前記制御ユニットにより送信された第５命令を受信し、前記第５命令は、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良を指示するためのものである。

急速充電モードを起動して使用するために、電源アダプタは、急速充電通信の流れを端末と行うことができ、一回又は数回のハンドシェイクにより、電池の急速充電を実現する。以下に、図６を参照しながら、本発明の実施形態による急速充電通信の流れ、及び急速充電過程に含まれる各段階を詳しく説明する。図６に示された通信ステップ又は操作は単なる例示的なものであり、本発明の実施形態は、他の操作又は図６に示された様々な操作の変形を更に実行することができる、と理解されるべきである。また、図６における各段階は、図６に示されたような順序と異なる順序で実行することもでき、且つ、図６における全部の操作を実行するものではない。なお、ここで、図６に示された曲線は、充電電流のピーク値又は平均値の変化傾向であり、実際的な充電電流曲線ではない。

図６に示すように、急速充電過程は以下のような５つの段階を含む。
段階１
端末は、電源供給装置に接続された後、端末は、データ線Ｄ＋、Ｄ−により電源供給装置のタイプを検出することができ、検出された電源供給装置が電源アダプタである場合、端末により吸収された電流は、予め設定された電流閾値Ｉ２（例えば、１Ａである）よりも大きくてもよい。電源アダプタは、予め設定された時間（例えば、連続的なＴ１時間であってもよい）内の電源アダプタにより出力された電流がＩ２以上である場合、電源アダプタは、端末が電源供給装置のタイプに対する識別が完了したとみなし、電源アダプタはアダプタと端末との間のハンドシェイク通信を起動し、電源アダプタは、命令１（上記第１命令に対応する）を送信して端末が急速充電モード（又はフラッシュ充電）を起動したか否かを問い合わせる。

電源アダプタが端末の応答命令を受信して端末が急速充電モードの起動を同意しない場合、電源アダプタの出力電流を再度検出し、電源アダプタの出力電流が予め設定された連続時間内（例えば、連続的なＴ１時間）で依然としてＩ２以上である場合、再度リクエストして端末が急速充電モードを起動するか否かを問い合わせし、端末が急速充電モードの起動を同意するか、又は、電源アダプタの出力電流がＩ２以上であるとの条件を満足するまで、段階１の上記ステップを繰り返す。

端末が急速充電モードの起動を同意した後、急速充電過程が開始され、急速充電通信の流れは第２段階に入る。

段階２
電源アダプタにより出力された饅頭形波電圧は、複数の電圧レベルを含み、電源アダプタは、端末に命令２（上記第２命令に対応する）を送信して端末に電源アダプタの出力電圧が電池の現在電圧（又は適切であるか否か、即ち、急速充電モードでの充電電圧として適切か否か）にマッチングしているか否かを問い合わせし、即ち、充電ニーズを満足するか否かを問い合わせる。

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、マッチングしている、と応答し、電源アダプタは、端末のアダプタの出力電圧が、やや高い、又は、やや低い、のフィードバックを受信した場合、制御ユニットは、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節することにより電源アダプタの出力電圧を一つの電圧レベル調整し、端末に命令２を再度送信し、端末に電源アダプタの出力電圧がマッチングしているか否かを改めて問い合わせる。

段階２を繰り返して、以上のステップに基づいて端末が電源アダプタにその出力電圧がマッチングしている電圧レベルにあると応答した場合、第３段階に入る。

段階３
電源アダプタは、端末により応答された電源アダプタの出力電圧がマッチングしているとのフィードバックを受信した後、電源アダプタは、端末に命令３（上記第３命令に対応する）を送信し、端末に現在サポートしている最大充電電流を問い合わせ、端末は、電源アダプタにその現在サポートしている最大充電電流値を応答し、第４段階に入る。

段階４
電源アダプタは、端末により応答された現在サポートしている最大充電電流値のフィードバックを受信した後、電源アダプタは、その出力電流基準値を設けることができ、制御ユニット１０７は、この電流基準値に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、電源アダプタの出力電流が端末充電電流ニーズを満足するようにさせ、即ち、定電流段階に入る。ここで、定電流段階とは、電源アダプタの出力電流ピーク値又は平均値が基本的に変わらない（つまり、出力電流ピーク値又は平均値の変化幅が小さい、例えば、出力電流ピーク値又は平均値の５％の範囲内で変化する）ことを意味し、即ち、第３リップル波形の電流ピーク値は、各サイクルで一定に保持される。

段階５：
電流が一定に変化する段階に入った場合、電源アダプタは、一定の時間間隔で命令４（上記第４命令に対応する）を送信し、端末に電池の現在電圧を問い合わせし、端末は、電源アダプタに端末電池の現在電圧をフィードバックすることができ、電源アダプタは、端末の端末電池に関する現在電圧のフィードバックにより、ＵＳＢ接触即ち第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触が良好であるか、及び、端末の現在の充電電流値を低下させる必要があるか否かを判断する。電源アダプタは、ＵＳＢが接触不良であると判断されると、命令５（上記第５命令に対応する）を送信し、その後リセットして改めて段階１に入る。

好ましくは、一部の実施形態において、段階１において、端末が命令１に応答した場合、命令１に対応するデータにこの端末のインピーダンスのデータ（又は情報）を付帯し、端末インピーダンスデータは、段階５ではＵＳＢ接触が良好であるか否かを判断することに用いられる。

好ましくは、一部の実施形態において、段階２において、端末が急速充電モードの起動を同意するので、電源アダプタが電圧を適切な値に調整するまでの時間を一定の範囲内で制御することができ、この時間が所定範囲を越えると、端末はリクエストが異常であると判断し、急速リセットを行う。

好ましくは、一部の実施形態において、段階２において、電源アダプタの出力電圧が電池の現在電圧と比較してΔＶ（ΔＶはおよそ２００〜５００ＭＶである）より高い場合、端末は、電源アダプタに電源アダプタの出力電圧が適切である／マッチングしている、のようにフィードバックする。ここで、端末が、電源アダプタに電源アダプタの出力電圧が不適切（即ち、やや高い、又は、やや低い）であることをフィードバックした場合、制御ユニット１０７は、電圧のサンプリング値に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、これにより、電源アダプタの出力電圧を調整する。

好ましくは、一部の実施形態において、段階４では、電源アダプタの出力電流値の大きさの調整速度を一定の範囲内に控えることができ、これにより、調整速度が早すぎることによる急速充電の異常中断を避けることができる。

好ましくは、一部の実施形態において、段階５では、電源アダプタの出力電流値の大きさの変化幅を５％以内に控えることができ、即ち、定電流段階と認められる。

好ましくは、一部の実施形態において、段階５では、電源アダプタが、充電回路抵抗をリアルタイムに監視し、即ち、測定された電源アダプタの出力電圧と、現在充電電流と、読み取られた端末電池電圧とに基づいて、全体の充電回路抵抗を監視する測定された充電回路抵抗＞端末インピーダンス＋急速充電データ線抵抗である場合、ＵＳＢに接触不良が発生したと判断し、急速充電リセットを行う。

好ましくは、一部の実施形態において、急速充電モードを起動した後、電源アダプタと端末との間の通信時間間隔が一定の範囲内に控えることができ、急速充電リセットを避けられる。

好ましくは、一部の実施形態において、急速充電モード（又は急速充電過程）の停止を、回復可能の停止と回復不可の停止の二つに分ける。

例えば、端末により電池充電満了又はＵＳＢ接触不良が検出された場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、端末が急速充電モードの起動を同意しないと、急速充電通信の流れは段階２に入らず、この時の停止された急速充電過程は、回復不可の停止と認められる。

また、例えば、端末と電源アダプタとの間に通信異常が発生した場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、段階１の要求を満足した後、端末が急速充電モードの起動を同意して急速充電を再開する充電過程において、この時の停止された急速充電の過程、は回復可能な停止と認められる。

また、例えば、端末により電池に異常が発生したと検出された場合には、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、段階１に入った後、端末は急速充電モードの起動を同意しない。電池が正常に戻るまで、且つ、段階１の要求を満足してから、端末は急速充電の起動を同意して急速充電を再開する過程において、この時の停止された急速充電過程は、回復可能な停止と認められる。

特に説明すべきことは、図６に示された上記通信ステップ又は動作は、単に例示的なものであり、例えば、段階１において、端末がアダプタに接続された後、端末とアダプタの間のハンドシェイク通信も端末により開始され、即ち、端末が命令１を送信して、アダプタが急速充電モード（又はフラッシュ充電と呼ぶ）を起動するか否かを問い合わせし、端末は、電源アダプタの応答命令を受信して、電源アダプタに急速充電モードの起動を同意するように指示した場合に、急速充電過程は起動する。

特に説明すべきことは、図６に示された上記通信ステップ又は動作は、単に例示的なものであり、例えば、段階５の後、定電圧充電段階を含んでもよく、即ち、段階５では、端末は、電源アダプタに端末電池の現在電圧をフィードバックすることができ、端末電池の電圧がだんだん上昇するに伴い、前記端末電池の現在電圧が定電圧充電電圧閾値に達した場合、充電は定電圧充電段階に変換し、制御ユニット１０７は、この電圧基準値（即ち、定電圧充電電圧閾値）によりＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、電源アダプタの出力電圧が端末充電電圧のニーズを満足するようにさせ、即ち、電圧が一定に変化するように保持し、定電圧充電段階では、充電電流が徐々に減少していき、電流がある閾値までに低下した場合に充電を停止し、この際、電池が既に充電満了と識別される。ここで、定電圧充電とは、第３リップル波形のピーク電圧が基本的に一定に保持されることである。

本発明の実施形態において、電源アダプタの出力電圧を取得することは、第３リップル波形のピーク電圧又は電圧平均値を取得することであり、電源アダプタの出力電流を取得することは、第３リップル波形のピーク値電流又は電流平均値を取得することである、と理解される。

本発明の一つの実施形態において、図７Ａに示すように、電源アダプタ１は、直列連結された制御可能なスイッチ１０８とフィルタユニット１０９とを更に備え、直列連結された制御可能なスイッチ１０８とフィルタユニット１０９とが、第２整流ユニット１０４の第１出力端に接続され、制御ユニット１０７は、充電モードが通常充電モードであることが決定された場合、制御可能なスイッチ１０８が閉じるように制御し、充電モードが急速充電モードであることが決定された場合、制御可能なスイッチ１０８を切るように制御する。また、第２整流ユニット１０４の出力端は、一組又は複数の組の小電気容量に並列連結し、ノイズ低減効果があるだけではなく、サージ現象の発生も減少させる。又は、第２整流ユニット１０４の出力端にＬＣフィルタ回路又はπ型フィルタ回路が接続され、リップル干渉をフィルタリングするようにする。ここで、図７Ｂに示すように、第２整流ユニット１０４の出力端には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型フィルタ回路における電気容量は全て小電気容量であり、占有面積が少ない。すなわち、前記フィルタユニットは、前記第３リップル波形の電圧をフィルタ処理するために用いられ、前記制御可能なスイッチは、前記フィルタユニットがフィルタ作業を行うか否かを制御し、前記変調制御ユニットは、さらに、前記充電モードが通常充電モードであると決定した場合、閉成するように前記制御可能なスイッチを制御して前記フィルタユニットが動作するようにし、前記充電モードが急速充電モードであると決定した場合、開放するように前記制御可能なスイッチを制御して前記フィルタユニットの動作を停止させる。

ここで、フィルタユニット１０９は、フィルタコンデンサを備え、このフィルタコンデンサは、５Ｖの標準充電をサポートし、即ち、通常充電モードに対応し、制御可能なスイッチ１０８は、半導体スイッチングデバイス、例えば、ＭＯＳトランジスタからなる。電源アダプタは、通常充電モード（又は標準充電）を利用して端末における電池を充電する場合、制御ユニット１０７は、制御可能なスイッチ１０８を閉じるように制御し、フィルタユニット１０９の回路にアクセスし、これにより、第２整流ユニットの出力をフィルタリングし、このようにして、直流充電技術とより良い互換性があり、即ち、直流を端末の電池に印加し、電池に直流充電することを実現する。例えば、一般的に、フィルタユニットは、並列連結の電解コンデンサと通常電気容量即ち５Ｖ標準充電をサポートする小電気容量（固体コンデンサなど）。電解コンデンサは、占有体積が大きいため、電源アダプタのサイズを減少させるには、電源アダプタ内の電解コンデンサを取り除き、一つの容量が小さい電気容量を残すことができる。通常充電モードを利用する場合、この小電気容量がある分岐路が導通するように制御することができ、電流をフィルタリングし、小電力の安定出力を実現し、電池に直流充電する。急速充電モードを利用する場合、小電気容量がある分岐路を切るように制御し、第２整流ユニット１０４の出力はフィルタリングすることなく、リップル波形の電圧／電流を直接に出力し、電池に印加し、電池の急速充電を実現する。

本発明の一つの実施形態によると、制御ユニット１０７は、充電モードが急速充電モードであると決定された場合、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／又は充電電圧を取得し、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、例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。つまり、現在の充電モードが急速充電モードであると決定された場合、制御ユニット１０７は、取得された端末の状態情報、例えば、電池の電圧、電力レベル、温度、端末の運転パラメータ、及び端末上に動作しているアプリケーションの消費電力量情報等により急速充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、その後取得された充電電流及び／又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプタの出力が充電ニーズを満足するようにして、電池の急速充電を実現する。

ここで、端末の状態情報は、電池の温度を含む。また、電池の温度が第１の予め設定された温度の閾値より大きく、又は、電池の温度が第２の予め設定された温度の閾値よりも小さい場合、現在の充電モードが急速充電モードである場合、急速充電モード切換を通常充電モードに切り替える。ここで、第１の予め設定された温度の閾値は、第２の予め設定された温度の閾値よりも大きい。即ち、電池の温度が低すぎる（例えば、第２の予め設定された温度の閾値よりも小さいことに対応する）又は高過ぎる（例えば、第１の予め設定された温度の閾値よりも大きいことに対応する）場合、いずれも急速充電が適用されていないから、急速充電モードを通常充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施形態において、第１の予め設定された温度の閾値と第２の予め設定された温度の閾値とは実際的な状況により設定され、又は、制御ユニット（例えば、電源アダプタＭＣＵ）の記憶装置に書き込むことができる。

本発明の一つの実施形態において、制御ユニット１０７は、電池の温度が、予め設定された高温保護閾値より大きい場合に、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、即ち、電池の温度が高温保護閾値を超えた場合、制御ユニット１０７は高温保護策を利用する必要があり、スイッチユニット１０２を閉じた状態になるように制御し、電源アダプタが電池を充電しないようにさせ、電池への高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。前記高温保護閾値は、前記第１温度の閾値と異なってもよいし、同じでもよい。好ましくは、前記高温保護閾値は、前記第１温度の閾値よりも大きい。

本発明のもう一つの実施形態において、前記コントローラは、前記電池の温度を取得することに用いられ、前記電池の温度が予め設定された高温保護閾値より大きい場合、前記充電制御スイッチを閉じるように制御し、即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じることにより、電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を保証する。

また、本発明の一つの実施形態において、前記制御ユニットは、前記第１充電インタフェースの温度を取得することに用いられ、前記第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度よりも大きい場合、前記スイッチユニットを閉じるように制御する。即ち、充電インタフェースの温度が一定的な温度を超えた場合、制御ユニット１０７も高温保護策を実行する必要があり、スイッチユニット１０２を切るように制御し、電源アダプタが電池を充電しないようにさせ、充電インタフェースへの高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。

勿論、本発明のもう一つの実施形態において、前記コントローラは、前記制御ユニットと双方向通信を行って前記第１充電インタフェースの温度を取得し、前記第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度よりも大きい場合に、前記充電制御スイッチ（図１３と図１４を参照）が閉じるように制御し、即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じ、電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を向上させる。

具体的には、本発明の一つの実施形態において、図８に示すように、電源アダプタ１は、駆動ユニット１１０、例えば、ＭＯＳＦＥＴドライバを更に備え、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の間に接続され、駆動ユニット１１０は、制御信号に基づいてスイッチユニット１０２を切る又は閉じるように駆動する。なお、勿論、本発明の他の実施形態において、駆動ユニット１１０は、制御ユニット１０７に一体化することができる。

また、図８に示すように、電源アダプタ１は、隔離ユニット１１１を更に備え、隔離ユニット１１１は、駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７の間に接続され、電源アダプタ１の一次と二次の間の信号の隔離（又はトランス１０３の一次巻線と二次巻線の間の信号隔離）を実現する。ここで、隔離ユニット１１１は、オプトカプラ隔離方法を利用することができるが、他の隔離方法を利用することもできる。隔離ユニット１１１を設けることにより、制御ユニット１０７は、電源アダプタ１の二次側（又はトランス１０３の二次巻線側）に設けられてもよく、これにより、端末２と便利に通信することができ、電源アダプタ１の空間デザインはより簡易になる。

勿論、本発明の他の実施形態において、制御ユニット１０７も、駆動ユニット１１０も、一次側に設けられることができ、この時、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６の間に隔離ユニット１１１を設けることにより、電源アダプタ１の一次と二次の間の信号隔離を実現する、と理解される。

また、ここで、本発明の実施形態において、制御ユニット１０７が二次側に設けられた場合、隔離ユニット１１１を設ける必要があり、隔離ユニット１１１は、制御ユニット１０７に一体化することもできる。つまり、一次から二次へ信号を伝達する、又は、二次から一次へ信号を伝達する場合、通常、隔離ユニットを設けることにより信号隔離を行う必要がある。

本発明の一つの実施形態において、図９に示すように、電源アダプタ１が、補助巻線と給電ユニット１１２とを更に備え、補助巻線は、変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第４リップル波形の電圧を生成し、給電ユニット１１２は、補助巻線に接続され、給電ユニット１１２（例えば、フィルタリングレギュレータモジュール、電圧変換モジュール等）は、第４リップル波形の電圧を変換して直流を出力するよう、それぞれ駆動ユニット１１０及び／又は制御ユニット１０７に給電する。給電ユニット１１２は、フィルタリング小電気容量、レギュレータチップ等のデバイスからなり、第４リップル波形の電圧を処理して変換し、３．３Ｖ又は５Ｖ等低電圧直流を出力する。

つまり、駆動ユニット１１０の給電電源は、給電ユニット１１２が第４リップル波形の電圧を変換することにより取得することができ、制御ユニット１０７は、一次側に設けた場合、その給電電源は、給電ユニット１１２が第４リップル波形の電圧を変換して取得することができる。ここで、図９に示すように、制御ユニット１０７を一次側に設けた場合、給電ユニット１１２は、２つの直流出力を提供し、駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７とにそれぞれ給電し、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６の間にオプトカプラ隔離ユニット１１１を設けることにより、電源アダプタ１の一次と二次の間の信号隔離を実現する。

制御ユニット１０７が一次側に設けられ、且つ、駆動ユニット１１０を一体化した場合、給電ユニット１１２は個別に制御ユニット１０７に給電する。制御ユニット１０７が二次側に設けられ、駆動ユニット１１０が一次側に設けられた場合、給電ユニット１１２は、個別に駆動ユニット１１０に給電し、制御ユニット１０７の給電は二次により提供され、例えば、一つの給電ユニットにより第２整流ユニット１０４により出力された第３リップル波形の電圧を直流源に変換して制御ユニット１０７に供給する。

また、本発明の実施形態において、第１整流ユニット１０１の出力端は、複数の小電気容量に並列連結され、フィルタリング作用がある。又は、第１整流ユニット１０１の出力端にＬＣフィルタ回路が接続される。

本発明のもう一つの実施形態において、図１０に示すように、電源アダプタ１が、第１電圧検出ユニット１１３を更に備え、第１電圧検出ユニット１１３は、補助巻線と制御ユニット１０７とにそれぞれ接続され、第１電圧検出ユニット１１３は、第４リップル波形の電圧を検出して電圧検出値を生成するためのものであり、ここで、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節する。

つまり、制御ユニット１０７は、第１電圧検出ユニット１１３により検出された補助巻線の出力電圧に基づいて、第２整流ユニット１０４の出力電圧を反映することができ、その後、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、第２整流ユニット１０４の出力が電池の充電ニーズに一致する。

具体的には、本発明の一つの実施形態において、図１１に示すように、サンプリングユニット１０６は、第１電流サンプリング回路１０６１と第１電圧サンプリング回路１０６２とを含む。ここで、第１電流サンプリング回路１０６１は、第２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リング値を取得するためのものであり、第１電圧サンプリング回路１０６２は、第２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のサンプリング値を取得する。

好ましくは、第１電流サンプリング回路１０６１は、第２整流ユニット１０４の第１出力端の抵抗（電流検出抵抗）に接続された電圧をサンプリングして第２整流ユニット１０４出力の電流をサンプリングする。第１電圧サンプリング回路１０６２は、第２整流ユニット１０４の第１出力端と第２出力端の間の電圧をサンプリングして第２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。

また、本発明の一つの実施形態において、図１１に示すように、第１電圧サンプリング回路１０６２は、ピーク電圧サンプリング保持ユニットと、ゼロ交差サンプリングユニットと、リーケージユニットと、ＡＤサンプリングユニットとを備える。ピーク電圧サンプリング保持ユニットは、第３リップル波形の電圧のピーク電圧をサンプリングして保持し、ゼロ交差サンプリングユニットは、第３リップル波形の電圧のゼロ交差点をサンプリングし、リーケージユニットは、ゼロ交差点した際にピーク電圧サンプリング保持ユニットをリーケージし、ＡＤサンプリングユニットは、ピーク電圧サンプリング保持ユニットにおけるピーク電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得する。

第１電圧サンプリング回路１０６２にピーク電圧サンプリング保持ユニットと、ゼロ交差サンプリングユニットと、リーケージユニットと、ＡＤサンプリングユニットとが設けられることにより、第２整流ユニット１０４により出力された電圧を正確にサンプリングすることができ、電圧のサンプリング値と第１リップル波形の電圧とを同期させ、即ち、位相が同期し、振幅変化傾向が一致する。

本発明の一つの実施形態によると、図１２に示すように、電源アダプタ１が、第２電圧サンプリング回路１１４を更に備え、第２電圧サンプリング回路１１４は、第１リップル波形の電圧をサンプリングするためのものであり、第２電圧サンプリング回路１１４は、制御ユニット１０７に接続され、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値よりも大きい場合、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２が第１の予め設定された時間を切るように制御して第１リップル波形におけるサージ電圧、スパイク電圧に放電する。

図１２に示すように、第２電圧サンプリング回路１１４は、第１整流ユニット１０１の第１出力端と第２出力端とに接続され、第１リップル波形の電圧をサンプリングし、制御ユニット１０７は、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値を判断し、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプタ１は雷撃干渉を受け、サージ電圧が現れ、この時、サージ電圧をリーケージして、充電の安全性と信頼性を確保し、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２が一定的な時間に開くように制御し、リーケージ通路を形成し、雷撃によるサージ電圧をリーケージし、雷撃のせいで電源アダプタが端末を充電する際に発生した干渉を防止し、端末を充電する際の安全性と信頼性とを向上させる。ここで、第１の予め設定された電圧値は、実際的な状況により決定される。

本発明の一つの実施形態において、電源アダプタ１により端末２の電池２０２を充電する過程で、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２の予め設定された電圧値よりも大きい場合、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、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の大きさを判断し、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２の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプタ１により出力された電圧が高すぎることを意味し、この際、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、電源アダプタ１が、端末２の電池２０２を充電しないようにさせ、即ち、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２を閉じることを制御して電源アダプタ１の過電圧保護を実現し、充電の安全性を保証する。

勿論、本発明の一つの実施形態において、前記コントローラ２０４は、前記制御ユニット１０７と双方向通信を行って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取得し（図１３と図１４）、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が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、前記充電制御スイッチ２０３を閉じるように制御し、即ち、端末２側により充電制御スイッチ２０３が閉じ、これにより電池２０２の充電過程も閉じ、充電の安全性を保証する。

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予め設定された電流値より大きい場合、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、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の大きさを判断し、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予め設定された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ことを意味し、この際、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、電源アダプタ１が端末を充電しないようにさせ、即ち、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２を閉じることを制御することにより電源アダプタ１の過電流保護を実現し、充電の安全性を保証する。

同様に、前記コントローラ２０４は、前記制御ユニット１０７と双方向通信を行って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取得し（図１３と図１４）、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流値が、予め設定された電流値よりも大きい場合、前記充電制御スイッチ２０３を閉じるように制御し、即ち、端末２側により充電制御スイッチ２０３を閉じ、更に、電池２０２の充電過程を閉じ、充電の安全性を保証する。

ここで、第２の予め設定された電圧値と予め設定された電流値とは、いずれも実際の状況により設定され、又は、制御ユニット（例えば、マイクロコントローラユニットＭＣＵなどの電源アダプタ１の制御ユニット１０７）の記憶装置に書き込むことができる。

本発明の実施形態において、端末は、移動端末、例えば、携帯電話、移動電源、例えば、充電器ポート、マルチメディアプレーヤ、ラップトップ、ウェアラブル機器等であってもよい。

本発明の実施形態による端末用充電システムによると、電源アダプタが、第３リップル波形の電圧を出力するように制御して、電源アダプタにより出力された第３リップル波形の電圧を直接に端末の電池に印加することにより、リップルの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさを定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

また、本発明の実施形態は電源アダプタを更に提供し、前記電源アダプタは、入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、トランスと、前記トランスの２次出力を整流して第３リップル波形の電圧を出力し、ここで、前記第３リップル波形の電圧が端末の電池に印加される第２整流ユニットと、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するためのサンプリングユニットと、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が前記電池の充電ニーズを満足するような変調制御ユニットと、を備える。

本発明の実施形態によると、電源アダプタは、第１充電インタフェースにより第３リップル波形の電圧を出力し、端末の第２充電インタフェースにより第３リップル波形の電圧を端末の電池に印加し、これにより、リップルの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさを定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

図１５は本発明の実施形態による端末用充電方法のフローチャートである。図１５に示すように、この端末用充電方法は以下のようなステップを含む。
Ｓ１は、電源アダプタの第１充電インタフェースが端末の第２充電インタフェースに接続された場合、即ち、電源アダプタが前記端末を充電する場合、電源アダプタに入力された交流を一次整流して第１リップル波形の電圧を出力する。

即ち、電源アダプタにおける第１整流ユニットにより入力された交流（即ち、商用電源、例えば、２２０Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流商用電源を整流し、第１リップル波形の電圧（例えば、１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）の饅頭形波電圧を出力する。

Ｓ２は、スイッチユニットを制御して前記第１リップル波形の電圧を変調させ、トランスの変換により第２リップル波形の電圧を出力する。例えば、前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧をトランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換する。

ここで、スイッチユニットはＭＯＳトランジスタからなり、ＭＯＳトランジスタをＰＷＭ制御して饅頭形波の電圧をチョッピング変調する。その後、トランスにより変調された第１リップル波形の電圧カップリングを二次にカップリングし、二次巻線により第２リップル波形の電圧を出力する。

本発明の実施形態において、高周波トランスを利用して変換し、このようにトランスの体積をとても小さくすることができ、これにより、電源アダプタが大電力化、小型化することを実現することができる。

Ｓ３は、前記第２リップル波形の電圧を二次整流して第３リップル波形の電圧を出力し、前記第２充電インタフェースにより前記第３リップル波形の電圧を端末の電池に印加して、端末電池を充電することを実現する。

本発明の一つの実施形態において、第２整流ユニットにより第２リップル波形の電圧を二次整流し、第２整流ユニットは、ダイオード又はＭＯＳトランジスタからなり、二次同期整流を実現し、これにより、変調された第１リップル波形と第３リップル波形とを同期させる。

Ｓ４は、二次整流された電圧及び／又は電流をサンプリングして電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値を取得する。

Ｓ５は、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいてスイッチユニットを制御する制御信号のデューティ比を調節し、第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにさせる。
つまり、本発明の一実施形態において、前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧サンプリング値を取得し、前記電圧サンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにしてもよい。

なお、第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するとは、第３リップル波形の電圧と電流とが電池充電を満足させる必要がある時の充電電圧と充電電流を指す。つまり、サンプリングされ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、制御信号、例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、リアルタイムに第２整流ユニット１０４の出力を調整し、閉ループ調節制御を実現し、これにより、第３リップル波形の電圧が端末の充電ニーズを満足させ、電池が安全で確実に充電することが保証され、具体的に、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した充電電圧波形を調節し、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した充電電流波形を調節する。

従って、本発明の実施形態において、スイッチユニットを制御することにより、整流された第１リップル波形の電圧、即ち、饅頭形波電圧を直接、ＰＷＭチョッピング変調を行い、高周波トランスに送り、高周波トランスにより一次カップリングから二次まで、それから、同期整流した後に饅頭形波電圧／電流を還元し、電池に直接的に送り込み、電池のを急速充電することを実現する。ここで、饅頭形波の電圧振幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて調節し、電源アダプタの出力は電池の充電ニーズを満足する。これより、電源アダプタにおける一次、二次の電解コンデンサをキャンセルすることができ、饅頭形波電圧は直接的に電池を充電するから、電源アダプタの体積を減少させ、電源アダプタの小型化を実現し、大幅にコストダウンすることができる。

本発明の一つの実施形態によると、さらに、前記電圧サンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して、前記電源アダプタが、前記第３リップル波形の電圧を間欠的に出力するようにする。例えば、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号の周波数を調節することができ、即ち、スイッチユニットに出力するＰＷＭ信号が持続的に出力してしばらく出力を停止させ、所定時間を停止した後再びＰＷＭ信号の出力を起動し、これにより、電池に印加された電圧は断続的なものであり、電池の断続的に充電することを実現し、電池が連続的に充電する時に発熱がひどくて起こったセキュリティリスクを避けられ、電池充電の信頼性と安全性とを向上させる。ここで、スイッチユニットに出力された制御信号は図５に示したとおりである。

更に、上記端末用充電方法は、第１充電インタフェースにより端末と通信を行って端末の状態情報を取得し、端末の状態情報と、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値とに基づいて制御信号のデューティ比を調節する。

つまり、第２充電インタフェースはが第１充電インタフェースに接続された場合、電源アダプタと端末との間に互いに通信問い合わせ命令を送信することができ、対応する応答命令を受信した後、電源アダプタと端末との間に通信接続を作り、このようにして、端末の状態情報を取得し、これにより、充電モードおよび充電パラメータ（充電電流、充電電圧など）について端末とネゴシエートし、充電過程を制御する。

本発明の一つの実施形態によると、トランスの変換により第４リップル波形の電圧を生成し、第４リップル波形の電圧を検出して電圧検出値を生成し、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節する。

具体的には、トランスに補助巻線が更に設けられ、補助巻線は変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第４リップル波形の電圧を生成し、このように、第４リップル波形の電圧を検出することにより、電源アダプタの出力電圧を反映することができ、これにより電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプタの出力が電池の充電ニーズに一致する。

本発明の一つの実施形態において、二次整流された電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するステップは、前記二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、前記二次整流された電圧のゼロ交差点をサンプリングするステップと、前記ゼロ交差の際に前記ピーク電圧をサンプリングして保持されたピーク電圧サンプリング保持ユニットをリーケージするステップと、前記ピーク電圧サンプリング保持ユニットにおけるピーク電圧をサンプリングして前記電圧のサンプリング値を取得するステップとを含む。これにより、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、電圧のサンプリング値と第１リップル波形の電圧とを同期させ、即ち位相と振幅変化傾向とを一致させる。

更に、本発明の一つの実施形態において、上記端末用充電方法は、前記第１リップル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１の予め設定された電圧値より大きい場合に、前記スイッチユニットを第１の予め設定された時間に開くように制御し、第１リップル波形におけるサージ電圧を放電させる。

第１リップル波形の電圧をサンプリングして、その後サンプリングされた電圧値を判断することにより、サンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きい場合、電源アダプタが雷撃干渉を受け、サージ電圧が現れ、この際サージ電圧をリーケージする必要があり、充電の安全性と信頼性を保証し、スイッチユニットを一定の時間に開くように制御し、リーケージ通路を形成し、雷撃によるサージ電圧をリーケージし、雷撃により電源アダプタが端末を充電した際に発生の干渉を防止し、端末を充電する際の安全性と信頼性を有効に向上させる。ここで、第１の予め設定された電圧値は実際的な状況により決定される。

本発明の一つの実施形態によると、更に、第１充電インタフェースが端末と通信を行って充電モードを決定し、充電モードが急速充電モードであると決定された場合、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／又は充電電圧を取得し、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節する。ここで、充電モードは、急速充電モードと通常充電モードとを含む。

つまり、現在の充電モードが急速充電モードであると決定された場合、取得された端末の状態情報、例えば、電池の電圧、電力レベル、温度、端末の運転パラメータ、及び端末上で動作しているアプリケーションの消費電力量情報等により、急速充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、その後取得された充電電流及び／又は充電電圧に基づいて、制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプタの出力が充電ニーズを満足させ、電池の急速充電を実現する。

ここで、端末の状態情報は、電池の温度を含む。また、電池の温度が第１の予め設定された温度の閾値より大きく、又は、電池の温度が、第２の予め設定された温度の閾値よりも小さい場合、現在の充電モードが急速充電モードである場合、急速充電モード切換を通常充電モードに切り替える。ここで、第１の予め設定された温度の閾値は、第２の予め設定された温度の閾値よりも大きい。即ち、電池の温度が低すぎる（例えば、第２の予め設定された温の度閾値よりも小さいことに対応する）、又は、高過ぎる（例えば、第１の予め設定された温度の閾値よりも大きいことに対応する）場合、いずれも急速充電が適用されていないから、急速充電モードを通常充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施形態において、第１の予め設定された温度の閾値と第２の予め設定された温度の閾値とは実際的な状況により決定される。

本発明の一つの実施形態において、電池の温度が予め設定された高温保護閾値よりも大きい場合に、スイッチユニットを閉じるように制御し、即ち、電池の温度が、高温保護閾値を超えた場合、高温保護策略を利用する必要があり、スイッチユニットを閉じるように制御し、電源アダプタが出力せず電池を充電しないようにさせ、電池への高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。前記高温保護閾値は、前記第１温度の閾値と異なってもよいし、同じでもよい。好ましくは、前記高温保護閾値は、前記第１温度の閾値より大きい。

本発明のもう一つの実施形態において、前記端末は、前記電池の温度を取得することに用いられ、前記電池の温度が予め設定された高温保護閾値よりも大きい場合、前記電池を充電することを停止させるように制御し、即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じることにより、電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を保証する。

また、本発明の一つの実施形態において、この端末に用いられる方法は、前記第１充電インタフェースの温度を取得するステップを更に含み、前記第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度より大きい場合、前記スイッチユニットを閉じるように制御する。即ち、充電インタフェースの温度が一定的な温度を超えた場合、制御ユニットも高温保護策略を実行する必要があり、スイッチユニットを切るように制御し、電源アダプタが電池を充電しないようにさせ、充電インタフェースへの高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。

勿論、本発明のもう一つの実施形態において、前記端末は前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行って前記第１充電インタフェースの温度を取得し、前記第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度よりも大きい場合に、前記電池の充電をやめさせるように制御する。即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じ、電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を向上させる。

また、電源アダプタが端末を充電する過程で、電圧のサンプリング値が、第２の予め設定された電圧値より大きい場合、スイッチユニットを閉じるように制御する。即ち、電源アダプタが端末を充電する過程で、電圧のサンプリング値の大きさを判断し、電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプタにより出力された電圧が高すぎることを意味し、この場合、スイッチユニットを制御することにより閉じ、電源アダプタが端末への充電をやめさせ、即ち、スイッチユニットを閉じるように制御して電源アダプタの過電圧保護を実現し、充電の安全性を保証する。

勿論、本発明の一つの実施形態において、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行って前記電圧のサンプリング値を取得し、前記電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、前記電池への充電をやめさせるように制御し、即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じるようにさせ、これにより電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を保証する。

本発明の一つの実施形態において、電源アダプタが端末を充電する過程で、前記電流サンプリング値が予め設定された電流値より大きい場合、前記スイッチユニットを閉じるように制御する。即ち、電源アダプタが端末を充電する過程で、電流サンプリング値の大きさを判断し、電流サンプリング値が予め設定された電流値より大きいとすると、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、この場合、制御スイッチユニットを制御して閉じ、電源アダプタが端末への充電をやめさせ、即ち、スイッチユニットを閉じるように制御することにより電源アダプタの過電流保護を実現し、充電の安全性を保証する。

同様に、前記端末は、前記第２充電インタフェースにより前記電源アダプタと双方向通信を行って前記電流サンプリング値を取得し、前記電流サンプリング値が予め設定された電流値よりも大きい場合、前記電池への充電をやめさせるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じることができ、これにより電池の充電過程を閉じ、充電の安全性を保証する。

ここで、第２の予め設定された電圧値も、予め設定された電流値も、実際的な状況により決定される。

本発明の実施形態において、前記端末の状態情報は前記電池の電力レベルと、前記電池の温度と、前記端末の電圧／電流と、前記端末のインタフェース情報と、前記端末の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、端末にＵＳＢインタフェースにより接続され、このＵＳＢインタフェースは、通常のＵＳＢインタフェースであってもよいし、Ｍｉｃｒｏ ＵＳＢインタフェースであってもよい。ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線、即ち、第１充電インタフェースにおけるデータ線は、前記電源アダプタが前記端末との双方向通信のためのものであり、このデータ線は、ＵＳＢインタフェースにおけるＤ＋線及び／又はＤ−線であってもよい。双方向通信とは、電源アダプタと端末との両方が情報の交互を行う意味をしている。

ここで、前記電源アダプタは、前記ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線を介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードで前記端末を充電すると決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタは、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行って前記急速充電モードで前記端末を充電すると決定された場合、前記電源アダプタは、前記端末に第１命令を送信する。前記第１命令は、前記端末が前記急速充電モードを起動するか否かを問い合わせるためのものである。前記電源アダプタは、前記端末から前記第１命令の応答命令を受信する。前記第１命令の応答命令は、前記端末が前記急速充電モードを起動するように前記端末を指示するものである。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記端末に前記第１命令を送信する前に、前記電源アダプタは、前記端末との間に前記通常充電モードで充電し、前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、前記電源アダプタは前記端末に前記第１命令を送信する。

なお、電源アダプタが前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、電源アダプタは、自身が電源アダプタであることが既に端末に認識され、急速充電問い合わせ通信を起動することができると考えられる、と理解される。

好ましくは、一つの実施形態として、前記スイッチユニットを制御することにより、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ように前記電源アダプタを制御し、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前記端末を充電する前に、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決定し、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ように制御する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電圧を決定したステップは、前記電源アダプタが前記端末に第２命令を送信するステップであって、前記第２命令は、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して適切であるか否かを問い合わせるためのものであるステップと、前記電源アダプタが前記端末により送信された前記第２命令の応答命令を受信ステップであって、前記第２命令の応答命令は前記電源アダプタの現在出力電圧が適切か、やや高いか、又は、やや低いか、を指示するためのものであるステップと、前記電源アダプタが前記第２命令の応答命令に基づいて、前記急速充電モードの充電電圧を決定するステップとを含む。

好ましくは、一つの実施形態として、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ように制御する前に、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電流を決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記急速充電モードに対応する充電電流を決定するステップは、前記電源アダプタが前記端末に第３命令を送信するステップであって、前記第３命令は前記端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるためのものであるステップと、前記電源アダプタが前記端末により送信された前記第３命令の応答命令を受信するステップであって、前記第３命令の応答命令は前記端末の現在サポートする最大充電電流を指示するステップと、前記電源アダプタが前記第３命令の応答命令に基づいて、前記急速充電モードの充電電流を決定するステップと、を含む。

電源アダプタは、上記最大充電電流を直接的に急速充電モードの充電電流と決定するか、又は、充電電流をこの最大充電電流のある電流値よりも小さくすることができる。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記スイッチユニットを制御することにより前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整する。

ここで、電源アダプタは端末の現在状態情報をずっと問い合わせることができ、例えば、端末の電池電圧や、電池残量等を問い合わせして、これにより充電電流を絶え間なく調整する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記スイッチユニットを制御することにより前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するステップは、電源アダプタが前記端末に第４命令を送信するステップであって、前記第４命令は前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものであるステップと、電源アダプタが前記端末により送信された前記第４命令の応答命令を受信するステップであって、前記第４命令の応答命令は前記端末内の電池の現在電圧を指示するためのものであるステップと、電源アダプタが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により充電電流を調整するステップとを含む。

好ましくは、一つの実施形態として、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により前記充電電流を調整するステップは、前記電池の現在電圧、及び予め設定された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により前記電源アダプタが電池に出力した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ステップを含む。

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することができる。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と双方向通信を行い、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定し、ここで、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定された場合、前記電源アダプタが前記急速充電モードを退出するように制御する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される前に、前記電源アダプタは、前記端末から前記端末のインピーダンスを指示するための情報を受信し、ここで、前記電源アダプタが、前記端末に第４命令を送信し、前記第４命令は、前記端末内の電池の電圧を問い合わせるためのものであり、
前記電源アダプタが、前記端末により送信された前記第４命令の応答命令を受信し、前記第４命令の応答命令は、前記端末内の電池を指示するための電圧であり、前記電源アダプタの出力電圧と前記電池の電圧とに基づいて、前記電源アダプタから前記電池までのインピーダンスを決定し、
前記電源アダプタから前記電池までのインピーダンスと、前記端末までのインピーダンスと、前記電源アダプタと前記端末との間の充電線線路のインピーダンスとに基づいて、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードを退出するように制御する前に、前記端末に第５命令を送信する。前記第５命令は、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するためのものである。

電源アダプタは、第５命令を送信完了すると、急速充電モードを退出する又はリセットすることができる。

以上、電源アダプタの視点から本発明の実施形態による急速充電過程を詳しく説明したが、以下、端末の視点から本発明の実施形態による急速充電過程を説明する。

本発明の実施形態において、前記端末は通常充電モードと急速充電モードとをサポートし、ここで、前記急速充電モードの充電電流は、前記通常充電モードの充電電流よりも大きく、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信して前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電すると決定するようにさせ、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、前記端末内の電池を充電する。

好ましくは、一つの実施形態として、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行って前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電するステップは、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第１命令を受信するステップであって、前記第１命令は前記端末が前記急速充電モードを起動するか否かを問い合わせるためのものであるステップと、前記端末が、前記電源アダプタに前記第１命令の応答命令を送信するステップであって、前記第１命令の応答命令は前記端末が前記急速充電モードの起動を同意するためのものであるステップと、を含む。

好ましくは、一つの実施形態として、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第１命令を受信する前に、前記端末と前記電源アダプタとの間に前記通常充電モードで充電し、前記電源アダプタが、前記通常充電モードの充電時間が予め設定された閾値より長いであることを決定した後、前記端末は、前記電源アダプタにより送信された前記第１命令を受信する。

好ましくは、一つの実施形態として、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に基づいて出力し、前記端末内の電池を充電する前に、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、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圧を決定するようにする。

好ましくは、一つの実施形態として、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、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圧を決定するステップは、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第２命令を受信するステップであって、前記第２命令は、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して適切であるか否かを問い合わせるためのものであるステップと、前記端末が前記電源アダプタに前記第２命令の応答命令を送信するステップであって、前記第２命令の応答命令は前記電源アダプタの現在出力電圧が適切か、やや高いか、又は、やや低いか、を指示するためのものであるステップと、を含む。

好ましくは、一つの実施形態として、前記端末が、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信して、前記端末内の電池を充電する前に、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、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定するようにする。

ここで、前記端末は前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、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を決定するステップは、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第３命令を受信するステップであって、前記第３命令は、前記端末現在サポートの最大充電電流を問い合わせるためのものであるステップと、前記端末が前記電源アダプタに前記第３命令の応答命令を送信するステップであって、前記第３命令の応答命令は、前記端末現在サポートの最大充電電流を指示して、前記電源アダプタが、前記最大充電電流により前記急速充電モードに対応する充電電流を決定するためのものであるステップと、を含む。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記端末は前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、前記電源アダプタは、前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整させる。

ここで、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、前記電源アダプタが電池に出力した充電電流をずっと調整するステップは、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第４命令を受信ステップであって、前記第４命令は前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものであるステップと、前記端末が前記電源アダプタに前記第４命令の応答命令を送信するステップであって、前記第４命令の応答命令は前記端末内の電池の現在電圧を指示し、前記電池の現在電圧に基づいて、前記電源アダプタが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するためのものであるステップと、を含む。

好ましくは、一つの実施形態として、前記電源アダプタが前記急速充電モードで前記端末を充電する過程で、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、前記電源アダプタが、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを決定するようにする。

ここで、前記端末は、前記第２充電インタフェースを介して前記電源アダプタと双方向通信を行い、前記電源アダプタが前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定するステップは、前記端末が前記電源アダプタにより送信された第４命令を受信するステップであって、前記第４命令は前記端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものであるステップと、前記端末が前記電源アダプタに前記第４命令の応答命令を送信するステップであって、前記第４命令の応答命令は、前記端末内の電池の現在電圧を指示して、前記電源アダプタが前記電源アダプタの出力電圧と前記電池の現在電圧に基づいて、前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定するステップと、を含む。

好ましくは、一つの実施形態として、前記端末は、前記電源アダプタにより送信された第５命令を受信し、前記第５命令は前記第１充電インタフェースと前記第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するためのものである。

急速充電モードを起動して使用するために、電源アダプタは、急速充電通信の流れを端末と行うことができ、一回又は数回のハンドシェイクにより、電池の急速充電を実現する。以下に、具体的に、図６を参照して、本発明の実施形態による急速充電通信の流れ、及び急速充電過程に含まれる各段階を詳しく説明する。図６に示された通信ステップ又は動作は単に例示的なものであり、本発明の実施形態は他の動作又は図６に示された様々な動作の変形を更に実行することができる、と理解されるべきである。また、図６における各段階は、図６に示されたような順序と異なる順序で実行することもでき、且つ、図６における全部の操作を実行するものではない。

以上より、本発明の実施形態による端末用充電方法は、電源アダプタが、充電ニーズを満足するほどの第３リップル波形の電圧を出力するように電源アダプタを制御して、電源アダプタにより出力された第３リップル波形の電圧を直接に端末の電池に印加することにより、リップルの出力電圧／電流は直接、電池を急速充電する。ここで、リップルの出力電圧／電流の大きさを定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプタにより出力されるのはリップル波形の電圧であるから、電源アダプタに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプタを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。

本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「逆時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解してはいけない。

一方、「第１」、「第２」との用語はただし説明の目的のためであり、相対的な重要性を指示又は暗示したり或いは指定された技術的特徴の数量を暗黙的に指定すると理解してはいけない。よって、「第１」、「第２」と限定されている特徴は、少なくとも一つの当該特徴を含んでいることを、明示又は暗黙的に指定している。本発明の説明で、特に明確で具体的に限定されない限り、「複数」との意味は少なくとも二つであり、例えば、二つ、三つなどである。

なお、本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続も可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合により上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。

本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することを含んでもよいし、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することではなくそれらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表す。

本明細書の説明において、「一つの実施形態例」、「一部の実施形態例」、「例」、「具体的な示例」、或いは「一部の示例」などの用語を参考した説明とは、該実施形態例或いは示例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態例或いは示例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明描写は、必ずしも同じ実施形態例或いは示例を示すことではない。また又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態例又は示例において適切に結合することができる。なお、お互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書で描写された異なる実施形態或いは示例、及び異なる実施形態或いは示例の特徴を結合且つ組み合わせることができる。

本文に記載された実施形態により説明された各例のユニット及び計算方法ステップを組み合わせすると、電子ハードウェア、或いはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせに基づいて実現されることは、当業者に意識されるべきである。これらの機能は、ハードウェアの方式に基づいて実行されるか、又はソフトウェアの方式に基づいて実行されるかは、技術案の特定応用及びデザイン制限条件に次第である。プロの技術者は各特定された応用について異なる方法で説明された機能を実現することができるが、この実現は本発明の範囲を超えるべきではない。

便利で簡潔に説明するために、上記説明されたシステムと、装置とユニットとの具体的な作動過程は、前記方法の実施形態における対応的な過程を参照することができるから、ここで詳しく説明しないようにすることは、当業者にはっきり理解されるべきである。

本願に提供されたいくつの実施形態において、記載されたシステムと、装置と方法は、他の方式により実現されると理解される。例えば、以上説明された装置はただ例示的なもので、例えば、前記ユニットの分割は、ただロジック機能の分割であり、実際的に実現される際に他の分割方式があってもよく、例えば、複数のユニット又は組立品を組み合わせて別のシステムに一体化したり、一部の特徴が無視されたり、実行されなかったりする。なお、表示又は検討された互いのカップリング又は直接カップリング又は通信接続は一部のインタフェースや、装置又はユニットを介する間接的なカップリング又は通信接続であってもよく、電気的、機械的又は他の形でもよい。

前記分離部品として説明されたユニットは物理上の分離でもよいし、物理上の分離ではなくてもよく、ユニットとして表示された部品は、物理上のユニットでもよいし、物理上のユニットでもよく、即ち、一つの場所に位置してもよいし、複数のネットワークユニットに分配してもよい。実際的な需要に応じてその中の一部又は全部ユニットにより本実施形態の方案の目的を実現する。

また、本発明の各実施形態における各機能ユニットは、一つの処理ユニットに集中することができ、各ユニットの単独した物理存在であってもよく、２つ又は２つ以上のユニットを一つのユニットに集中することもできる。

前記機能はソフトウェア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た場合、コンピュータ読み取り可能な記憶メディアに記憶されることができる。このような理解に基づいて、本発明の技術案は本質上に又は従来技術に貢献した部分又はこの技術案の一部はソフトウェア製品の形で体現することができ、このコンピュータソフトウェア製品は一つの記憶メディアに記憶され、若干の命令を含んで一つのコンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワークデバイス等）により本発明の各実施形態に記載の方法の全部又は一部のステップを実行する。前記記憶メディアは、ＵＳＢ、リムーバブルハードディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ディスク、またはディスク等各種の、プログラムコードを記憶するための媒体を含む。

以上、本発明の実施形態を示して説明したが、上記実施形態は例示的なもので、本発明を限定するものであると理解してはいけない。当業者は、本発明の範囲内で、上記実施形態に対して各種の変化、補正、切り替え及び変形を行うことができる。

Claims (14)

1. 充電システムであって、
   電池と、
   入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、
   トランスと、
   前記トランスの２次出力を整流して前記電池に第３リップル波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、
   前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するためのサンプリングユニットと、
   変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第４リップル波形の電圧を生成する補助巻線と、
   前記補助巻線に接続され、前記第４リップル波形の電圧を変換して直流を出力し、前記変調制御ユニットに提供するための給電ユニットと、
   前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するような変調制御ユニットと、
   を備え、
   前記変調制御ユニットは、前記第４リップル波形の電圧を検出して電圧検出値を取得し、該電圧検出値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調するために用いられることを特徴とする充電システム。
2. 入力された交流を整流して第１リップル波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、
   トランスと、
   該トランスの２次出力を整流して第３リップル波形の電圧を出力し、前記第３リップル波形の電圧が端末の電池に印加される第２整流ユニットと、
   前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するためのサンプリングユニットと、
   変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第４リップル波形の電圧を生成する補助巻線と、
   前記補助巻線に接続され、前記第４リップル波形の電圧を変換して直流を出力し、前記変調制御ユニットに提供するための給電ユニットと、
   前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧を前記トランスの１次に印加して、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換して、前記第３リップル波形の電圧が前記電池の充電ニーズを満足するような変調制御ユニットと、
   を備え、
   前記変調制御ユニットは、前記第４リップル波形の電圧を検出して電圧検出値を取得し、該電圧検出値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調するために用いられることを特徴とする電源アダプタ。
3. 前記変調制御ユニットは、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して前記電源アダプタが前記第３リップル波形の電圧を間欠的に出力するようにするためのものであることを特徴とする請求項２に記載の電源アダプタ。
4. 前記電源アダプタは、第１充電インタフェースを備え、前記電源アダプタと前記端末との間は、前記第１充電インタフェースにより接続されて双方向通信を確立することを特徴とする請求項２に記載の電源アダプタ。
5. 前記変調制御ユニットは、前記電源アダプタと前記端末との間の双方向通信に基づいて前記端末の状態情報を取得し、前記端末の状態情報と前記電圧サンプリング値に基づいて、前記第１リップル波形の電圧を変調し、
   前記端末の状態情報は、前記電池の残量と、前記電池の温度と、前記端末の電圧／電流と、前記端末のインタフェース情報と、前記端末のインピーダンスの情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の電源アダプタ。
6. 前記第１充電インタフェースは、
   前記電池を充電するための電源線と、
   前記端末と双方向通信を行うデータ線と、
   を備え、
   前記変調制御ユニットは、前記電源アダプタを介して前記端末と双方向通信を行って充電モードを決定し、
   該充電モードは、急速充電モードと通常充電モードとを含むことを特徴とする請求項４に記載の電源アダプタ。
7. 直列連結された制御可能なスイッチとフィルタユニットとを備え、
   前記フィルタユニットは、前記第３リップル波形の電圧をフィルタ処理するために用いられ、前記制御可能なスイッチは、前記フィルタユニットがフィルタ作業をするか否かを制御するために用いられ、前記変調制御ユニットは、前記充電モードが通常充電モードであると決定された場合、前記制御可能なスイッチを閉じるように制御して前記フィルタユニットが作業するようにし、前記充電モードが急速充電モードである場合、前記制御可能なスイッチを切るように制御して前記フィルタユニットが作業を停止するように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. 前記電池の温度が第１の予め設定された温度の閾値よりも大きいか、又は、前記電池の温度が第２の予め設定された温度の閾値よりも小さい場合、現在の充電モードが急速充電モードである場合、急速充電モードを通常充電モードに切り替え、前記第１の予め設定された温度の閾値が前記第２の予め設定された温度の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電源アダプタ。
9. 前記変調制御ユニットは、前記電池の温度が予め設定された高温保護閾値よりも大きい場合、出力を停止するように前記電源アダプタを制御するためのものであることを特徴とする請求項８に記載の電源アダプタ。
10. 前記変調制御ユニットは、前記電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値よりも大きい場合、出力を停止するように前記電源アダプタを制御するためのものであることを特徴とする請求項２に記載の電源アダプタ。
11. 前記変調制御ユニットは、前記第１充電インタフェースの温度を取得するためのものであり、前記第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度よりも大きい場合、出力を停止するように前記電源アダプタを制御することを特徴とする請求項５に記載の電源アダプタ。
12. 入力された交流を一次整流して第１リップル波形の電圧を出力するステップと、
    前記第１リップル波形の電圧を変調し、変調された後の第１リップル波形の電圧をトランスの１次に印加し、前記トランスにより前記変調された後の第１リップル波形の電圧を第２リップル波形の電圧に変換するステップと、
    前記第２リップル波形の電圧を二次整流して第３リップル波形の電圧を出力し、前記第３リップル波形の電圧を端末の電池に印加するステップと、
    前記第３リップル波形の電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得し、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調し、前記第３リップル波形の電圧が充電ニーズを満足するようにするステップと、
    変調された第１リップル波形の電圧に基づいて第４リップル波形の電圧を生成するステップと、
    前記第４リップル波形の電圧を変換して直流を出力するステップと、
    前記第４リップル波形の電圧を検出して電圧検出値を取得し、該電圧検出値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調するステップと、
    を含むことを特徴とする充電方法。
13. 前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調して電源アダプタが前記第３リップル波形の電圧を間欠的に出力するようにすることを特徴とする請求項１２に記載の充電方法。
14. 前記端末の状態情報を取得するステップと、
    前記端末の状態情報と、前記電圧のサンプリング値に基づいて前記第１リップル波形の電圧を変調するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の充電方法。

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