JP6526287B2

JP6526287B2 - 端末のための充電システム、充電方法及び電源アダプタ

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Publication number: JP6526287B2
Application number: JP2018095578A
Authority: JP
Inventors: ジャリャンジャン; ジュンジャン; チェンティエン; シェビャオチェン; ジャダリ; シミンワン
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: IL255330A0; CN108521838B; ES2757448T3; CN107980192B; PT3276782T; TW201733242A; CN106537724A; WO2017133195A1; EP3285358A4; US10680460B2; KR20170134655A; CN205882805U; CN107534305B; KR20170133482A; US10333331B2; CN107592023A; KR102191538B1; CN106059025B; EP3264563B1; CN107994662B

Description

本発明は端末装置の分野に関し、また、特に、端末のための充電システム、端末のための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、消費者にますます人気であり、しかし、消費電力量が高いため、頻繁な充電が一般的に必要である。

通常、移動端末は電源アダプタを介して充電される。電源アダプタは、一次整流回路と、一次フィルタ回路と、変圧器と、二次整流回路と、二次フィルタ回路と、制御回路などとを含む。それにより、電源アダプタは入力２２０Ｖの交流を、移動端末の要求に適した、安定する低電圧の直流電流（５Ｖ）に変換することにより、この電流は移動端末の電源管理装置およびバッテリに供給され、移動端末を充電することを実現する。

しかし、電源アダプタは５Ｗから１０Ｗ、１５Ｗ、２５Ｗまたはそれ以上にアップグレードされるなど、電源アダプタの電力が継続的に増加するにつれて、高出力に耐えることができ、より精密な制御を実現できるより多くの電子部品が必要になる。しかし、これは電源アダプタのサイズを増加させるだけではなく、製造コストおよび製造上の困難性を増大させる。

この出願は、発明者の知識と次の問題に関する研究に基づいてなされている。

本発明者は、電源アダプタの電力が増加するにつれて、電源アダプタによって端末のバッテリを充電すると、電池の分極抵抗が増加し、電池温度が上昇しやすくなり、電池寿命が低下し、電池の信頼性および安全性に影響を及ぼす、ことを見つけた。

また、交流電源から電力を供給される時、５０Ｈｚ／２２０Ｖの幹線給電などの交流電源が間欠的に電力を出力するため、ほとんどのデバイスは交流電源を用いて直接動作することができない。このような「間欠性」を克服するために、電解コンデンサによってエネルギーを貯蔵する必要がある。このように、電源の波形が谷底にあるとき、電源の連続性は、電解コンデンサのエネルギー蓄積に依存して、安定した電力供給を維持することができる。したがって、交流電源は、電源アダプタを介して移動端末を充電する時、先に交流電源によって供給される２２０Ｖのような交流を、その端末に電力を供給することができる安定した直流電流に変換する。しかし、電源アダプタは、移動端末のバッテリを充電するときに間接的に移動端末に電力を供給する。バッテリは電力供給の連続性を保証することができるので、バッテリを充電するときに電源アダプタが安定した直流電流を連続的に出力する必要はない。

そのため、本発明の第一目的は、電源アダプタが充電要求を満たす第二交流を出力し、端末のバッテリに直接印加するように、端末のための充電システムを提案することにある。それにより、電源アダプタの小型化、低いコストを実現することができ、電池の寿命を向上することができる。

本発明の第二目的は、電源アダプタを提案することにある。本発明の第三目的は、端末のための充電方法を提案することにある。

前記の目的を達するために、第１技術手段の実施形態は、端末のための充電システムを提案する。該端末のための充電システムは、電源アダプタと端末とを備える。前記電源アダプタは、第一整流ユニット、変圧器と、合成ユニットと、サンプリングユニットと、変調制御ユニットと、を備える。第一整流ユニットは、入力される交流を整流して、第一脈動波形の電圧を出力する。合成ユニットは、変圧器の二次側に出力される複数の脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。サンプリングユニットは、電圧サンプリング値を得るために、第二交流の電圧をサンプリングするように構成されている。変調制御ユニットは、電圧サンプリング値に基づいて、第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器の一次側に印加して、第二交流が充電要求を満たすために、変圧器を介して変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換する。前記端末は、バッテリを備え、電源アダプタは端末を充電する時、前記電源アダプタは前記第二交流を前記バッテリに印加する。

本発明の実施形態の端末のための充電システムにより、電源アダプタが第二交流を出力するのを制御し、電源アダプタから出力される第二交流が端末のバッテリに直接印加する。それにより、交流波形の出力電圧/電流によってバッテリに直接に急速充電を行うことを実現することができる。交流波形の出力電圧/電流の大きさは、周期的に変化し、各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、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し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。さらに、電源アダプタから出力される電圧は交流波形の電圧であるため、電源アダプタにおいて電解コンデンサを設ける必要がなく、電源アダプタの簡素化、小型化を実現するだけではなく、コストを大幅に低減することができる。

前記の目的を達するために、第２技術手段の実施形態は、電源アダプタを提案する。前記電源アダプタは、第一整流ユニット、変圧器と、合成ユニットと、サンプリングユニットと、変調制御ユニットと、を備える。第一整流ユニットは、入力される交流を整流して、第一脈動波形の電圧を出力する。合成ユニットは、変圧器の二次側に出力される複数の脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。前記第二交流を端末におけるバッテリに印加する。サンプリングユニットは、電圧サンプリング値を得るために、第二交流の電圧をサンプリングするように構成されている。変調制御ユニットは、電圧サンプリング値に基づいて、第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器の一次側に印加して、第二交流が充電要求を満たすために、変圧器を介して変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換する。

本発明の実施形態の電源アダプタによって、第二交流を出力するように、入力される交流を変調し、変調された第二交流を端末のバッテリに直接印加することにより、バッテリに交流波形の出力電圧/電流によって急速充電を直接行うのを実現することができる。交流波形の出力電圧/電流の大きさは、周期的に変化し、第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、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し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。さらに、電源アダプタから出力される電圧は交流波形の電圧であるため、電源アダプタにおいて電解コンデンサを設ける必要がなく、電源アダプタの簡素化、小型化を実現するだけではなく、コストを大幅に低減することができる。

前記の目的を達するために、第３技術手段の実施形態は、端末のための充電方法を提案する。該方法は、電源アダプタは端末を充電する時、入力された交流に一次整流を行い、第一脈動波形の電圧を出力するステップと、第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器の一次側に印加し、変圧器を介して、変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換するステップと、複数の脈動波形の電圧を合成して、各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値が負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい第二交流を出力し、前記第二交流を前記端末のバッテリに印加するステップと、電圧サンプリング値が得られるように、第二交流の電圧をサンプリングし、前記第二交流が充電要求を満たすように、電圧サンプリング値に基づいて第一脈動波形の電圧を変調するステップと、を備える。

本発明の実施形態の端末のための充電方法は、電源アダプタが充電要求を満たす第二交流を出力するのを制御し、電源アダプタから出力される第二交流が端末のバッテリに直接印加する。それにより、交流波形の出力電圧/電流によってバッテリに直接に急速充電を行うことを実現することができる。交流波形の出力電圧/電流の大きさは、周期的に変化し、第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、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し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。さらに、電源アダプタから出力される電圧は交流波形の電圧であるため、電源アダプタにおいて電解コンデンサを設ける必要がなく、電源アダプタの簡素化、小型化を実現するだけではなく、コストを大幅に低減することができる。

図１Ａは、本発明の一実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図１Ｂは、本発明の一実施形態による合成ユニットの回路概略図である。図１Ｃは、本発明のさらなる実施形態による合成ユニットの回路概略図である。図２は、本発明の一実施形態による端末のための充電システムがフライバックスイッチング電源を採用するブロック概略図である。図３は、本発明の一実施形態による電源アダプタからバッテリへ出力される充電電圧の波形概略図である。図４は、本発明の一実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図５は、本発明の一実施形態による、スイッチユニットに出力される制御信号の概略図である。図６は、本発明の一実施形態による急速充電工程の概略図である。図７は、本発明の更なる実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図８は、本発明の別の実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図９は、本発明のさらに別の実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図１０は、本発明の他の実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図１１は、本発明の実施例によるサンプリングユニットのブロック概略図である。図１２は、本発明のさらに他の実施形態による端末のための充電システムのブロック概略図である。図１３は、本発明の一実施形態による端末のブロック概略図である。図１４は、本発明の別の実施形態による端末のブロック概略図である。図１５は、本発明の実施例による端末のための充電方法のフロー図である。図１６は、本発明の実施例による充電装置のブロック概略図である。図１７は、本発明の一実施形態による電源アダプタのブロック概略図である。図１８は、本発明の一実施形態による端末のブロック概略図である。

以下の詳しく説明する実施形態は、同一または類似の機能を有する要素、或いは、同一または類似の要素を示すために、同一または類似の参照符号が使用されている添付図面に例示されている。添付の図面を参照して以下に記載される実施形態は、本発明を限定するのではなく、本発明を説明するための単に例示的なものであることが理解されるべきである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態による端末のための充電システム及び電源アダプタ、端末のための充電方法について、説明する。

図１Ａ〜図１４に示すように、本発明の実施形態による端末のための充電システムは、電源アダプタ１及び端末２を備える。

図１Ａに示すように、電源アダプタ１は、第一整流ユニット１０１、変圧器１０３と、合成ユニット１０４と、サンプリングユニット１０６と、変調制御ユニット１００と、を備える。第一整流ユニット１０１は、入力される交流を整流して、第一脈動波形の電圧を出力する。合成ユニット１０４は、変圧器１０３の二次側に出力される複数の脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。サンプリングユニット１０６は、電圧サンプリング値を得るために、第二交流の電圧をサンプリングするように構成されている。変調制御ユニット１００は、電圧サンプリング値に基づいて第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器１０３の一次側に印加して、第二交流が充電要求を満たすために、変圧器１０３を介して変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換する。

端末は、バッテリを含み、電源アダプタは、端末を充電する時、電源アダプタは第二交流をバッテリに印加する。

変調制御ユニット１００は、スイッチ変調機能、駆動スイッチ機能、フォトカプラ分離機能、サンプリング機能、制御機能および通信機能などを集積してもよい。また、変調制御ユニット１００のいくつかの制御機能、通信機能は、以下に言及される制御ユニット１０７によって実現することができる。すなわち、変調制御ユニット１００は、スイッチユニット、駆動ユニット、分離ユニット、制御ユニットなどを含んでもよい。

そのため、本発明の一つの実施形態により、図４に示すように、電源アダプタ１は、第一整流ユニット１０１、スイッチユニット１０２と、変圧器１０３と、合成ユニット１０４と、第一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。第一整流ユニット１０１は、入力される交流（幹線給電、例えば、ＡＣ２２０Ｖ）に整流して、例えば蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）の第一脈動波形の電圧を出力する。図２に示すように、第一整流ユニット１０１は、四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、制御信号に従って第一脈動波形の電圧を変調するように構成されている。スイッチユニット１０２は、ＭＳＯトランジスタからなることができる。蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）をチョッピング変調するために、ＭＯＳトランジスタにＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）制御が適用される。

変圧器１０３は、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて複数脈動波形の電圧を出力するように構成されている。合成ユニット１０４は、複数脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。図３は、第二交流の電圧波形に示され得る。第一充電インタフェース１０５は合成ユニット１０４の出力端に接続される。サンプリングユニット１０６は、電圧及び／又は電流サンプリング値を得るために、第二交流の電圧及び／又は電流をサンプリングするように構成されている。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にそれぞれに接続される。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、電圧及び／又は電流サンプリング値によって制御信号のデューティ比を調整し、第二交流が端末の充電要求を満たす。

さらに、図２に示すように、電源アダプタ１は、第一整流ユニット１０１、スイッチユニット１０２と、変圧器１０３と、合成ユニット１０４と、第一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。第一整流ユニット１０１は、入力される交流（幹線給電、例えば、ＡＣ２２０Ｖ）に整流して、例えば蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）の第一脈動波形の電圧を出力する。第一整流ユニット１０１は、四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、制御信号に従って第一脈動波形の電圧を変調するように構成されている。スイッチユニット１０２は、ＭＳＯトランジスタからなることができる。蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）をチョッピング変調するために、ＭＯＳトランジスタにＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）制御が適用される。

変圧器１０３は、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて複数脈動波形の電圧を出力するように構成されている。合成ユニット１０４は、複数脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。図３は、第二交流の電圧波形に示され得る。

本発明の一つの実施形態において、図２に示すように、電源アダプタはフライバックスイッチング電源を採用することができる。変圧器１０３は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線とを備える。一次巻線の一端は第一整流ユニット１０１の第一出力端に接続され、第一整流ユニット１０１の第二出力端は接地されている。一次巻線の他端は、スイッチユニット１０２に接続される（例えば、スイッチユニット１０２がＭＯＳトランジスタである場合、一次巻線の他端がＭＯＳトランジスタのドレインに接続される）。第１二次巻線及び第２二次巻線は合成ユニット１０４に接続される。変圧器１０３は、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて第１二次巻線を介して第二脈動波形の電圧を出力し、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて第２二次巻線を介して第三脈動波形の電圧を出力するように構成されている。合成ユニット１０４は、第二脈動波形の電圧及と第三脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力するように構成されている。

本発明の実施形態において、図１Ｂまたは図１Ｃに示すように、合成ユニット１０４は、ＭＯＳトランジスタのような電子スイッチ素子からなる二つの制御可能なスイッチ回路と、二つの制御可能なスイッチ回路のオン又はオフを制御する制御モジュールとを含んでもよい。二つの制御可能なスイッチ回路は、オン及びオフに交互に切り換えられる。例えば、制御モジュールは、一方の制御可能なスイッチ回路をオンに制御し、他方の制御可能なスイッチ回路をオフに制御するとき、合成ユニット１０４は第二交流の半サイクル波形を出力する。同様に、制御モジュールは、一方の制御可能なスイッチ回路をオフに制御し、他方の制御可能なスイッチ回路をオンに制御するとき、合成ユニット１０４は第二交流の他方の半サイクル波形を出力する。言うまでもなく、本発明の実施形態において、ここで、例えば図１Ｃに示すように、制御モジュールは、制御ユニット１０７を採用してもよいことと理解されるべきである。

変圧器１０３は、動作周波数が５０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの高周波変圧器である。高周波変圧器は、変調された第一脈動波形の電圧を二次側に結合して、第１二次巻線および第２二次巻線によって出力する。本発明の実施形態において、高周波変圧器を採用し、高周波変圧器のサイズは低周波変圧器（低周波変圧器は産業用周波数変圧器として知られ、主に５０Ｈｚまたは６０ＨｚのＡＣなどの幹線給電の周波数に使用される。）のサイズより小さいという特性を利用することができるため、電源アダプタ１の小型化を実現することができる。

図２に示すように、第一充電インタフェース１０５は合成ユニット１０４の出力端に接続される。サンプリングユニット１０６は、電圧及び／又は電流サンプリング値を得るために、第二交流の電圧及び／又は電流をサンプリングするように構成されている。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にそれぞれに接続される。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、電圧及び／又は電流サンプリング値によって制御信号のデューティ比を調整し、第二交流が端末の充電要求を満たす。

図２に示すように、端末２は、第二充電インタフェース２０１およびバッテリ２０２を備える。第二充電インタフェース２０１はバッテリ２０２に接続される。第二充電インタフェース２０１は第一充電インタフェース１０５に接続され、電源アダプタは端末を充電する時、電源アダプタは第二充電インタフェース２０１を介して、第二交流をバッテリ２０２に印加し、バッテリ２０２への充電を実現する。

なお、第二交流が充電要求を満たすことは、第二交流のピーク電圧/平均電圧がバッテリ充電時の充電電圧を満たし、第二交流のピーク電流/平均電流がバッテリ充電時の充電電流を満たすことを指す。すなわち、制御ユニット１０７は、サンプリングされる電源アダプタの出力電圧及び/又は電流、すなわち第二交流の電圧及び/又は電流に基づいて、ＰＷＭ信号などの制御信号のデューティ比を調整し、閉ループ調整および制御を実現するために、合成ユニットの出力は、リアルタイムで調整される。それにより、第二交流が端末の充電要求を満たすことができ、バッテリは安全かつ確実に充電されることを確保する。具体的に、図３は、ＰＷＭ信号のデューティ比を通じてバッテリに出力される充電電圧の波形を調整することを示す。

ＰＷＭ信号のデューティ比を調整する時、電圧サンプリング値または電流サンプリング値に基づいて、または電圧サンプリング値および電流サンプリング値の両方に基づいて調整インストラクションを生成することができる。

そのため、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、フルブリッジ整流された第一脈動波形の電圧、すなわち、蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）に対してＰＷＭチョッピング変調を直接的に行う。そのため、変調された電圧は、高周波変圧器に送信され、高周波変圧器を介して一次側から二次側に結合された後、合成ユニットの波形合成またはスプライシングを介して交流波形の第二交流を出力し、バッテリに直接送信し、バッテリに急速充電を行うことを実現する。第二交流の幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより調整することができる。それにより、電源アダプタの出力はバッテリの充電要求を満たすことを実現する。それから、本発明の実施形態の電源アダプタは、一次電解コンデンサおよび二次電解コンデンサが取り外され、交流波形の電圧を使用して電池を直接充電し、それにより、電源アダプタのサイズを減らし、電源アダプタの小型化を実現し、大幅にコストを削減することができることが分かる。

本発明の具体的な実施形態において、制御ユニット１０７は、ＭＣＵ（ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ，マイクロ制御ユニット）であってもよく、すなわち、スイッチ駆動制御機能、電圧電流調整および制御機能を集積し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り、変調制御ユニットは、電源アダプタが第二交流を断続的に出力させるように、電圧サンプリング値に基づいて第一脈動波形の電圧を変調するようにさらに構成されている。具体的に、制御ユニット１０７は、電圧サンプリング値及び/又は電流サンプリング値に基づいて制御信号の周波数を調整するようにさらに構成されている。すなわち、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２に出力されるＰＷＭ信号が、ある期間に連続的に出力された後、出力が所定時間に停止し、該所定時間経過後にＰＷＭ信号を再び出力することを制御することができる。このように、電池に印加される電圧は断続的であり、電池が断続的に充電されることを実現する。そのため、バッテリの連続充電時に起こる発熱によるセキュリティリスクを避け、バッテリの充電の信頼性と安全性を向上することができる。

低温条件におけるリチウム電池に対し、リチウム電池のイオン伝導度及び電子伝導度が低下することにより、充電過程において、分極度がひどくなることが引き起こされ、連続充電により、この分極現象がますます明らかになる。同時に、リチウムの析出を形成する可能性も高くなるため、バッテリの安全性能に影響を与える。また、連続充電は、連続充電中に発生する熱を連続的に蓄積し、内部電池温度を上昇させ、温度が一定の限度を超えると、電池性能が制限され、セキュリティリスクが増える。

本発明の実施形態において、電源アダプタが間欠的に出力するように制御信号の周波数を調整する。すなわち、バッテリを充電する工程に、バッテリ静置工程が導入されると同じである。それにより、連続充電中の分極によるリチウム析出を緩和することができ、連続的な熱蓄積の影響を緩和することができるため、冷却効果を奏し、電池の充電信頼性及び安全性を確保することができる。

図５に示すように、スイッチユニット１０２に出力される制御信号は、ＰＷＭ信号がある期間に連続的に出力された後、出力が所定期間に停止し、ＰＷＭ信号がある期間に連続的に再び出力される。それにより、スイッチユニット１０２に出力される制御信号は間欠的であり、周波数は調整可能である。

電源アダプタと端末は、第一充電インタフェースを介して接続され、双方向通信を確立する。変調制御ユニットは、電源アダプタと端末との間の双方向通信に基づいて端末の状態情報を取得し、端末の状態情報および電圧サンプリング値によって第一脈動波形の電圧を変調するように構成される。

図２に示すように、制御ユニット１０７は、第一充電インタフェース１０５に接続され、第一充電インタフェース１０５を介して端末２と通信して、端末２の状態情報を取得する。それにより、制御ユニット１０７は、端末状態情報、電圧サンプリング値及び/又は電流サンプリング値に基づいて、ＰＷＭ信号などの制御信号のデューティ比を調整するように構成されている。

端末状態情報は、バッテリの電力、バッテリの温度、端末バッテリの電圧／電流、端末のインタフェース情報、及び端末の経路インピーダンス情報などを含むことができる。

具体的に、第一充電インタフェース１０５は、電源線およびデータ線を備える。電源線は、バッテリを充電するように構成され、データ線は、端末と通信するように構成されている。第二充電インタフェース２０１が第一充電インタフェース１０５に接続される時、電源アダプタ１と端末２の間に、通信クエリインストラクションを互いに送信することができる。対応する応答インストラクションを受信した後、電源アダプタ１と端末２との間の通信接続を確立することができる。それにより、制御ユニット１０７は、端末２の状態情報を取得して、充電モードおよび充電パラメータ（例えば、充電電流、充電電圧）について端末２と交渉し、充電過程を制御することができる。

電源アダプタ及び／または端末によってサポートされる充電モードは、急速充電モード及びノーマル充電モードを備えることができる。急速充電モードにおける端末の充電速度は、ノーマル充電モードにおける端末の充電速度より大きい（例えば、急速充電モードの充電電流はノーマル充電モードの充電電流より大きい）。一般的に、ノーマル充電モードは、定格出力電圧が５Ｖであり、定格出力電流が２．５Ａより小さいまたは同じの充電モードと理解され得る。また、ノーマル充電モードにおいて、電源アダプタの出力ポートのデータ線のＤ＋線及びＤ−線を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、ノーマル充電モードと異なり、本発明の実施形態における急速充電モードにおいて、電源アダプタはデータ線のＤ＋線及びＤ−線を用い、データ交換のために端末と通信できる。すなわち、電源アダプタと端末との間に、急速充電インストラクションを互いに送信することができる。例えば、電源アダプタは端末に急速充電の問い合わせるインストラクションを送信し、電源アダプタは端末からの応答インストラクションを受信した後、端末からの応答インストラクションによって、電源アダプタは端末の状態情報を取得し、急速充電モードを動作可能にする。急速充電モードの充電電流は２．５Ａより大きく、例えば、４．５Ａに達することができ、これより大きくてもよい。本発明の実施形態は、ノーマル充電モードに具体的に限定されない。電源アダプタが二つの充電モードをサポートする限り、一方の充電モードの充電速度（または電流）が他方の充電モードより速い場合、充電速度が遅い充電モードを通常の充電モードとして理解することができる。充電電力に対して、急速充電モードにおける充電電力は１５Ｗ以上にすることができる。

すなわち、制御ユニット１０７は、第一充電インタフェース１０５を介して端末２と通信し、急速充電モード及びノーマル充電モードを含む充電モードを決定する。

具体的に、電源アダプタは、ユニバーサルシリアルバス（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ，ＵＳＢ）インタフェースを介して、端末と接続され得る。
ＵＳＢインタフェースは、一般的なＵＳＢインタフェースであってもよく、ｍｉｃｒｏＵＳＢ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、すなわち、第一充電インタフェースにおけるデータ線は、電源アダプタは端末と双方向に通信するように構成されている。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。双方向に通信することは、電源アダプタと端末とが双方向に情報を交換することを意味することができる。

電源アダプタは、急速充電モードによって端末を充電することを決定するように、ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線を介して、端末と双方向通信を行う。

なお、電源アダプタは、急速充電モードを採用して端末を充電するか否かを端末と交渉する過程において、電源アダプタを端末に充電することなく接続することができ、または電源アダプタがノーマル充電モードで、または小さな電流で充電することができるが、本発明の実施形態はそれに具体的に限定されない。

電源アダプタは、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、端末を充電するように構成されている。電源アダプタは、急速充電モードを採用して端末を充電することを決定した後、充電電流を急速充電モードに対応する充電電流に直接調整してもよく、急速充電モードの充電電流を端末と交渉してもよい。例えば、端末のバッテリの現在電力に応じて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、急速充電のために出力電流を任意にステップアップするのではなく、端末との双方向通信を行う必要があり、急速充電モードを採用できるか否かを交渉するので、従来技術と比較して、急速充電過程の安全性を向上することができる。

一つの実施形態として、急速充電モードによって端末を充電することを決定するように、制御ユニット１０７は、第一充電インタフェースにおけるデータ線によって、端末と双方向通信を行う時、制御ユニットは端末に第一インストラクションを送信し、制御ユニットは端末からの第一インストラクションの応答インストラクションを受信する。第一インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするか否かを問い合わせるように構成される。第一インストラクションの応答インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意することを指示するように構成される。

一つの実施形態として、制御ユニットは端末に第一インストラクションを送信する前、電源アダプタと端末の間に、ノーマル充電モードによって充電される。制御ユニットは、ノーマル充電モードにおける充電期間が所定閾値より大きいと判断した後、端末に第一インストラクションを送信する。

電源アダプタは、ノーマル充電モードにおける充電期間が所定閾値より大きいことを判断した後、電源アダプタは、端末が自身を電源アダプタとして識別したと見なすことができ、急速充電問い合わせ通信を動作可能にすることができることが理解されるべきである。

一つの実施形態として、電源アダプタは、所定の電流閾値より大きいまたは同じの充電電流を採用して、所定期間に充電すると決定した後、端末に第一インストラクションを送信する。

一つの実施形態として、制御ユニットは、電源アダプタの充電電流が急速充電モードに対応する充電電流に調整するのを制御するために、スイッチユニットを制御するようにさらに構成される。急速充電モードに対応する充電電流で電源アダプタが端末を充電する前に、制御ユニットは、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信を行い、急速充電モードに対応する充電電圧を決定し、電源アダプタの充電電圧を急速充電モードに対応する充電電圧に調整するのを制御する。

一つの実施形態として、急速充電モードに対応する充電電圧を決定するように、制御ユニットは、第一充電インタフェースにおけるデータ線によって、端末と双方向通信を行う時、制御ユニットは端末に第二インストラクションを送信し、制御ユニットは端末からの第二インストラクションの応答インストラクションを受信する。第二インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が急速充電モードの充電電圧とするのに適するか否かを問い合わせるように構成される。第二インストラクションの応答インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が適切、より高い又はより低いことを指示するように構成される。制御ユニットは、第二インストラクションの応答インストラクションによって、急速充電モードの充電電圧を決定する。

一つの実施形態として、制御ユニットは、電源アダプタの充電電流を急速充電モードに対応する充電電流に調整するのを制御する前、急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信をさらに行う。

一つの実施形態として、急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、制御ユニットは、第一充電インタフェースにおけるデータ線によって、端末と双方向通信を行う時、制御ユニットは端末に第三インストラクションを送信し、制御ユニットは端末からの第三インストラクションの応答インストラクションを受信する。第三インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を問い合わせるように構成される。第三インストラクションの応答インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を指示するように構成される。制御ユニットは、第三インストラクションの応答インストラクションによって、急速充電モードの充電電流を決定する。

電源アダプタは、最大充電電流を急速充電モードの充電電流とすることを直接決定することができ、または、電源アダプタは、充電電流を最大充電電流よりも小さい所定の電流値に設定することができる。

一つの実施形態として、電源アダプタは、急速充電モードで端末を充電する過程において、制御ユニットは、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信を行い、スイッチユニットを制御して電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整する。

電源アダプタは、端末の現在の状態情報について連続的に問い合わせることができる。例えば、電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整するように、バッテリ電圧、バッテリ電力などを端末に問い合わせることができる。

一つの実施形態として、スイッチユニットを制御することを介して電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整するように、制御ユニットは、第一充電インタフェースにおけるデータ線によって、端末と双方向通信を行う時、制御ユニットは端末に第四インストラクションを送信し、制御ユニットは端末からの第四インストラクションの応答インストラクションを受信する。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。制御ユニットは、バッテリの現在電圧によって、スイッチユニットを制御することを介して電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を調整する。

一つの実施形態として、制御ユニットは、バッテリの現在電圧、およびバッテリ電圧値と充電電流値との間の所定の対応関係に基づいて、スイッチユニットを制御することによって、電源アダプタから前記バッテリに出力される充電電流をバッテリの現在電圧に対応する充電電流値に調整する。

具体的に、電源アダプタは、バッテリ電圧値と充電電流値との対応関係を予め格納することができる。電源アダプタは、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信を行い、端末に格納されたバッテリ電圧値と充電電流値との対応関係を端末から取得することができる。

一つの実施形態として、電源アダプタによって急速充電モードで端末を充電する過程において、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定するように、制御ユニットは、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信を行う。第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるのを判定する時、制御ユニットは、急速充電モードを終了するように電源アダプタを制御する。

一つの実施形態として、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する前、制御ユニットは、端末の経路インピーダンスを指示するための情報を端末から受信するように構成されている。制御ユニットは端末に第四インストラクションを送信し、制御ユニットは端末からの第四インストラクションの応答インストラクションを受信する。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。制御ユニットは、電源アダプタの出力電圧およびバッテリの電圧基づいて、電源アダプタとバッテリの間の経路インピーダンスを決定する。制御ユニットは、電源アダプタとバッテリの間の経路インピーダンス、端末の経路インピーダンス、および電源アダプタと端末の間の充電回路の経路インピーダンスによって、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する。

端末は、経路インピーダンスを予め記録することができる。例えば、同じタイプの端末が同じ構造を有するので、同じタイプの端末のパスインピーダンスは、工場出荷時に同じ値に設定する。同様に、電源アダプタは、充電回路の経路インピーダンスを予め記録することができる。電源アダプタは、端末のバッテリ両端の電圧を取得する時、電源アダプタからバッテリの両端までの電圧降下および経路電流によって経路全体の経路インピーダンスを決定することができる。経路全体の経路インピーダンスが端末の経路インピーダンスと充電回路の経路インピーダンスとの和より大きい時、または、経路全体の経路インピーダンスと（端末の経路インピーダンスと充電回路の経路インピーダンスとの和）との差が、インピーダンス閾値より大きい時、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があると判断することができる。

一つの実施形態として、電源アダプタは、急速充電モードを終了する前に、制御ユニットは、端末に第五インストラクションを送信する。第五インストラクションは、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があることを指示するように構成される。

電源アダプタは、第五インストラクションを送信した後、急速充電モードを終了し、またはリセットする。

以上、本発明の実施形態による急速充電工程については、電源アダプタの観点から詳細に説明したが、以下では端末の観点から説明する。

端末の観点から説明される電源アダプタと端末との間の相互作用およびそれに関連する特徴および機能は、電源アダプタの観点からの説明に対応し、簡潔にするために、重複する説明は適切に省略されると理解されるべきである。

本発明の一つの実施形態において、図１３に示すように、端末２は、充電制御スイッチ２０３およびコントローラ２０４をさらに含む。充電制御スイッチ２０３は、例えば、電子スイッチング素子からなり、第二充電インタフェース２０１とバッテリ２０２との間に接続されているスイッチ回路である。充電制御スイッチ２０３は、コントローラ２０４の制御において、バッテリの充電工程のオン/オフを切り替えるように構成されている。それにより、バッテリの充電工程を端末側から制御することができ、バッテリ２０２の安全性と信頼性を確保することができる。

また、図１４に示すように、端末２は、通信ユニット２０５をさらに含み、通信ユニット２０５は、第二インタフェース２０１および第一インタフェース１０５を介してコントローラ２０４と制御ユニット１０７との間の双方向通信を確立するように構成されている。すなわち、端末と電源アダプタとは、ＵＳＢインタフェースのデータ線を介して双方向通信を行うことができる。端末は、ノーマル充電モード及び急速充電モードをサポートする。急速充電モードにおける充電電流は、ノーマル充電モードにおける充電電流より大きい。電源アダプタは急速充電モードによって端末を充電することを決定するように、コントローラは、制御ユニットと双方向通信を行う。それにより、制御ユニットは、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流に従って出力することを制御して、端末におけるバッテリを充電する。

一つの実施形態として、コントローラは、制御ユニットからの第一インストラクションを受信し、コントローラは制御ユニットに第一インストラクションの応答インストラクションを送信する。第一インストラクションは端末が急速充電モードを動作可能にするか否かを問い合わせるように構成される。第一インストラクションの応答インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意することを指示するように構成される。

一つの実施形態として、コントローラは、通信ユニットによって、制御ユニットからの第一インストラクションを受信する前、電源アダプタは、ノーマル充電モードによって端末におけるバッテリを充電する。通信ユニットは、ノーマル充電モードにおける充電期間が所定閾値より大きいことを決定した後、制御ユニットは、端末における通信ユニットに第一インストラクションを送信し、コントローラは、通信ユニットを介して制御ユニットからの第一インストラクションを受信する。

一つの実施形態として、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流に従って出力し、端末におけるバッテリを充電する前、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電圧を決定するように、コントローラは、通信ユニットを介して、制御ユニットと双方向通信を行う。

一つの実施形態として、コントローラは、制御ユニットからの第二インストラクションを受信し、コントローラが制御ユニットに第二インストラクションの応答インストラクションを送信する。第二インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が急速充電モードの充電電圧とするのに適するか否かを問い合わせるように構成される。第二インストラクションの応答インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が適切、より高い又はより低いことを指示するように構成される。

一つの実施形態として、コントローラは、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流を決定するために、制御ユニットと双方向に通信する。

コントローラは、制御ユニットからの第三インストラクションを受信し、コントローラが、制御ユニットに第三インストラクションの応答インストラクションを送信する。第三インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を問い合わせるように構成される。第三インストラクションの応答インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を指示するように構成される。そのため、電源アダプタは最大充電電流に基づいて、急速充電モードに対応する充電電流を決定する。

一つの実施形態として、電源アダプタによって急速充電モードで端末を充電する過程において、コントローラは、制御ユニットと双方向通信を行い、電源アダプタが、電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整する。

コントローラは、制御ユニットからの第四インストラクションを受信し、コントローラが制御ユニットに第四インストラクションの応答インストラクションを送信する。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。そのため、電源アダプタはバッテリの現在電圧によって電源アダプタからバッテリに出力する充電電流を連続的に調整する。

一つの実施形態として、電源アダプタによって急速充電モードで端末を充電する過程において、電源アダプタが第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定するように、コントローラは、制御ユニットと双方向通信を行う。

コントローラは、制御ユニットからの第四インストラクションを受信し、コントローラが制御ユニットに第四インストラクションの応答インストラクションを送信する。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。そのため、制御ユニットは、電源アダプタの出力電圧およびバッテリの現在電圧に基づいて、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する。

一つの実施形態として、コントローラは、制御ユニットからの第五インストラクションを受信する。第五インストラクションは、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があることを指示するように構成される。

急速充電モードを動作可能にし、または使用するために、電源アダプタは端末と急速充電通信工程を行い、一回または複数回のハンドシェイクを介した後、バッテリの急速充電を実現する。図６を参照し、本発明の実施形態による急速充電通信工程および急速充電工程が含む各段階を詳しく説明する。図６に示す通信ステップまたは操作は例示的なものだけであり、本発明の実施形態は他の操作または図６における各操作の変形をさら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に示された段階とは異なる順序で実行されてもよく、図６に示すようにすべての動作を実行する必要はない。なお、図６の曲線は、実際の充電電流曲線ではなく、充電電流のピークまたは平均値の変化を示す。

図６に示すように、急速充電工程は、五つの段階を備えることができる。

段階１：

端末は、電源供給装置を接続した後、端末はデータ線Ｄ＋、Ｄ−によって電源供給装置のタイプを検出することができる。端末が電源供給装置は電源アダプタであることを検出した時、端末の受ける電流は所定の電流閾値Ｉ２（例えば、１Ａであってもよい）より大きくてもよい。電源アダプタは、所定期間（例えば、連続期間Ｔ１）における電源アダプタの出力電流がＩ２より大きいまたは同じであることを検出する時、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を既に完了したと見なす。アダプタは、アダプタと端末の間のハンドシェイク通信をスタートし、電源アダプタにインストラクション１（前記第一インストラクションに対応する）を送信し、端末が急速充電モード（または、フラッシュ充電モードと呼ばれる）を動作可能にするか否かを問い合わせる。

電源アダプタは端末からの応答インストラクションを受信し、応答インストラクションは端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意しないことを指示する時、電源アダプタは自身の出力電流を再びに検出する。電源アダプタは、所定期間（例えば、連続時間期間Ｔ１）における電源アダプタの出力電流が相変わらずにＩ２より大きいまたは同じである時、端末に急速充電モードを動作可能にするか否かを問い合わせる請求を再びに送信する。電源アダプタは、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意し、または電源アダプタの出力電流はＩ２より大きいまたは同じの条件を満たさないまで、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動作可能にするのに同意した後、急速充電モードを動作可能にし、急速充電工程は第２段階に進む。

段階２

電源アダプタから出力される蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）は、複数のレベルを備えることができる。電源アダプタの出力電圧が、電源アダプタの出力電圧がバッテリの現在電圧にマッチするか否かを問い合わせる（または、適切であるか否かを問い合わせる、すなわち、急速充電モードの充電電圧とするのに適するか否かを問い合わせる）ように、すなわち、充電要求を満たすか否かを問い合わせるように、電源アダプタは、端末にインストラクション２（前記第二インストラクションに対応する）を送信する。

端末は、電源アダプタの出力電圧が高い、低い、またはマッチすると応答する。例えば、電源アダプタは、アダプタの出力電圧が高いか低いかを端末からフィードバックすることを受信する時、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一つのレベルに調整する。また、電源アダプタは、端末にインストラクション２を再びに送信して、電源アダプタの出力電圧がマッチするか否かをもう一度問い合わせる。

端末は、電源アダプタの出力電圧がマッチするレベルにあることを電源アダプタに応答するまで、段階２の前記ステップを繰り返す。それから、段階３に進む。

段階３

電源アダプタは、端子からの、電源アダプタの出力電圧がマッチするフィードバックを受信した後、電源アダプタは、端末にインストラクション３（前記第三インストラクションに対応する）を送信して、端末に現在のサポートされる最大充電電流を問い合わせる。端末は、電源アダプタの現在のサポートされる最大充電電流を応答してから、第４段階に進む。

段階４

電源アダプタは、端末からの、現在サポートされる端末の最大充電電流に関するフィードバックを受信した後、その出力電流の基準値を設定することができる。制御ユニット１０７は、電源アダプタの出力電流が端末の充電電流の要求を満たすように、該電流基準値に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。すなわち、急速充電通信工程は、定電流段階に進む。ここで、定電流段階は、電源アダプタの出力電流のピーク値または平均値は本質的に変化しないままであること（つまり、出力電流のピーク値または平均値の変化幅は小さく、例えば、出力電流のピーク値または平均値の５％の範囲内で変化する）を指す。例えば、第二交流の電流ピークは、各サイクルにおいて一定を維持する。

段階５

定電流段階に進んだ時、電源アダプタは、端末バッテリの現在電圧を問い合わせるために、一定の時間間隔で、インストラクション４（前記の第四インストラクション）を送信する。端末は、電源アダプタに、端末バッテリの現在電圧をフィードバックすることができる。電源アダプタは、端末からの、端末バッテリの現在電圧に関するフィードバックによって、ＵＳＢの接触、すなわち、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースの間の接触が良いか否かを判断し、端末の現在の充電電流を減らす必要があるか否かを判断することができる。電源アダプタは、ＵＳＢが接触不良であると判断する時、インストラクション５（前記第五インストラクションに対応する）を送信する。その後、もう一度段階１に進むようにリセットする。

いくつかの実施例において、段階１において、端末はインストラクション１に応答する時、インストラクション１に対応するデータは、端末の経路インピーダンスのデータ（または、情報）を備えることができる。端末の経路インピーダンスのデータは、段階５においてＵＳＢの接触が良いか否かを判断するように構成される。

いくつかの実施例において、段階２において、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意するときから、電源アダプタが電圧を適切な値に調整するときまでの経る期間を、一定の範囲の内に制御することができる。該期間が、所定の範囲を超える場合、端末は急速充電通信工程が異常であると判定することができ、速くリセットすることができる。

いくつかの実施例において、段階２では、電源アダプタが出力する電圧はバッテリの現在電圧より△Ｖ（△Ｖは約２００〜５００ｍＶである）高く調整する時、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か、電源アダプタの出力電圧がマッチするかのフィードバックを行う。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はない（すなわち、より高いまたはより低い）時、フィードバックを行い、制御ユニット１０７は、電圧サンプリング値に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調整するため、電源アダプタの出力電圧を調整する。

いくつかの実施例において、段階４では、電源アダプタの出力電流の大きさの調整速度は一定の範囲の内に制御され得、それにより、極端な調整速度によって引き起こされる急速充電の異常終了を避けることができる。

いくつかの実施例において、段階５では、電源アダプタの出力電流の大きさの変化幅は、５％以内に制御され得る。すなわち、定電流段階と見なせる。

いくつかの実施例において、段階５では、電源アダプタは充電回路インピーダンスをリアルタイムで監視する。すなわち、電源アダプタの出力電圧、現在充電電流を測量し、端末のバッテリ電圧を読み出すことを介して、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は端末の経路インピーダンスと急速充電データ線インピーダンスとの和より大きい時、ＵＳＢが接触不良であると判断することができ、速くリセットすることができる。

いくつかの実施例において、急速充電モードを動作可能にした後、電源アダプタと端末の間の通信時間間隔は一定の範囲の内に制御され得、急速充電をリセットすることを避けることができる。

いくつかの実施例において、急速充電モードの停止（または急速充電工程の停止）は、回復可能の停止と回復不可能の停止との二種類に分けることができる。

例えば、端末は、バッテリが満充電またはＵＳＢが接触不良であることを検出した時、急速充電を停止しリセットする。段階１に進み、端末は急速充電モードを動作可能にするのに同意しなければ、急速充電通信工程は段階２に進まない。この時における急速充電工程の停止は回復不可能な停止と見なせる。

また、例えば、端末と電源アダプタの間に、通信異常が生じる時、急速充電を停止しリセットして、段階１に進む。段階１の要求を満たした後、端末は急速充電モードを動作可能にするのに同意するため、急速充電工程を回復する。この時における急速充電工程の停止は回復可能な停止と見なせる。

また、例えば、端末はバッテリに異常が生じる時、急速充電工程を停止しリセットして、段階１に進む。段階１に進んだ後、端末は急速充電モードを動作可能にするのに同意しない。バッテリは正常に回復し、段階１の要求を満たした後、端末は急速充電モードを動作可能にするのに同意する。この時における急速充電工程の停止は回復可能な停止と見なせる。

なお、以上の図６に示す通信ステップまたは操作は例示だけのものである。例えば、段階１において、端末と電源アダプタを接続した後、端末と電源アダプタの間のハンドシェイク通信は端末が開始することもできる。すなわち、端末はインストラクション１を送信して電源アダプタが急速充電モード（または、フラッシュ充電モードと呼ばれる）を動作可能にするか否かを問い合わせる。端末は電源アダプタの応答インストラクションを受信し、電源アダプタは急速充電モードを動作可能にするのに同意することを指示する時、急速充電工程をスタートする。

なお、以上の図６に示す通信ステップまたは操作は例示だけのものである。例えば、段階５の後、定電圧の充電段階をさらに備えることができる。すなわち、段階５において、端末は電源アダプタに端末バッテリの現在電圧をフィードバックすることができる。端末バッテリの電圧を連続的に上昇するにつれて、前記端末バッテリの現在電圧は定電圧の充電閾値に達する時、充電は定電圧段階に転換する。制御ユニット１０７は、電源アダプタの出力電圧は端末充電電圧の要求を満たすように、すなわち、電圧の変化は実質的に一定に保たれるように、基準電圧値（すなわち、定電圧充電電圧閾値）に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。定電圧の充電段階において、充電電流は段階的に小さくなる。電流はある閾値まで低下すると充電が終了し、これはバッテリが満充電になったことを示す。「定電圧充電」という用語は、第二交流のピーク電圧が実質的に一定を維持することを意味する。

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、第二交流のピーク電圧または平均電圧値を取得することを指し、電源アダプタの出力電流を取得することは、第二交流のピーク電流または平均電流値を取得することを指すと理解されるべきである。

本発明の一実施形態において、図７に示すように、電源アダプタ１は、整流フィルタユニット１０９と、整流フィルタユニット１０９を動作可能にするか否かを制御する制御可能スイッチ１０８とをさらに含む。整流フィルタユニット１０９は、５Ｖのような第二直流電流を出力するために、複数の脈動波形の電圧のうちの一つを整流かつフィルタリングするように構成される。制御ユニット１０７は、充電モードがノーマル充電モードであると判定したとき、整流フィルタユニット１０９を動作可能にするように、制御可能スイッチ１０８を制御し、合成ユニット１０４を停止するのを制御するようにさらに構成され、整流フィルタユニット１０９が第二直流電流をバッテリに出力して、バッテリを充電する。また、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判定したとき、整流フィルタユニット１０９を停止するように、制御可能スイッチ１０８を制御し、第二交流をバッテリに印加するために、合成ユニット１０４を動作可能にするのを制御するようにさらに構成される。

整流フィルタユニット１０９は、整流ダイオードと、ノーマル充電モードに対応する５Ｖの標準充電をサポートするフィルタコンデンサとを含む。制御可能スイッチ１０８は、ＭＯＳトランジスタなどの半導体スイッチ素子からなることができる。ノーマル充電モード（または標準充電）で、電源アダプタが端末のバッテリを充電する時、制御ユニット１０７は、制御可能スイッチ１０８をオンにし、整流フィルタユニット１０９を動作可能にするのを制御することができる。それにより、現在の直流充電技術とのより良好な互換性を可能にする、すなわち、第二直流電流を端末におけるバッテリに印加して、バッテリの直流充電を実現することができる。例えば、一般的に、フィルタ部分は、並列に接続される、電解コンデンサおよびコモンコンデンサを含み、すなわち、５Ｖの標準充電をサポートする小型コンデンサ（例えば、固体コンデンサ）を含む。電解コンデンサは比較的に大きな体積を占めるので、電源アダプタのサイズを小さくするために、電解コンデンサを電源アダプタから取り外し、一つの低容量のコンデンサのみを残す。ノーマル充電モードが採用されるとき、小さなコンデンサが位置するブランチをオンにするのを制御して電流をフィルタリングすることができ、安定した低電力出力を実現し、バッテリに直流充電を行う。急速充電モードが採用されるとき、第二直流電流を直接出力し、バッテリに印加して、バッテリへの急速充電を実現する。

本発明の一つの実施形態により、制御ユニット１０７は、急速充電モードであると判断した時、端末の状態情報に応じて、急速充電モードに対応する充電電流および/または充電電圧を取得し、この充電電流および/または充電電圧に基づいて、ＰＷＭ信号などの制御信号のデューティ比を調整するようにさらに構成されている。すなわち、現在の充電モードは急速充電モードであると判断した時、制御ユニット１０７は、取得したバッテリの電圧、電力、温度、端末の動作パラメータおよび端末に動作されるアプリケーションの消費電力情報などの端末の状態情報に応じて、急速充電モードに対応する充電電流および/または充電電圧を取得し、その後、取得された充電電流及び/又は充電電圧に応じて制御信号のデューティ比を調整する。それにより、電源アダプタの出力は充電要求を満たすように、バッテリの急速充電を実現する。

端末の状態情報は、バッテリの温度を含む。また、バッテリの温度が第一所定温度閾値より高い時、またはバッテリの温度が第二所定温度閾値よりも低い時、現在の充電モードが急速充電モードである場合、急速充電モードをノーマル充電モードに切り替える。第一所定温度閾値は第二所定温度閾値より高い。すなわち、バッテリの温度が低すぎる（例えば、第二所定温度閾値より低い）か、または高すぎる（例えば、第一所定温度閾値より高い）時、急速充電を行うのに適切ではなく、急速充電モードからノーマル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、第一所定温度閾値および第二所定温度閾値を、実際のニーズに応じて、制御ユニット（例えば、電源アダプタのＭＣＵ）の記憶装置に設定することができ、または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、電池の温度が所定の高温保護閾値より高い時、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御するようにさらに構成されている。バッテリの温度が高温保護閾値を超える時、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御するように高温保護対策を適用する必要がある。それにより、電源アダプタはバッテリへの充電を停止し、バッテリの高温保護を実現し、充電の安全性を向上することができる。前記高温保護閾値は前記第一温度閾値と同じであってもよく異なってもよい。好ましくは、前記高温保護閾値は前記第一温度閾値より高い。

本発明の他の実施形態において、コントローラは、バッテリの温度を取得し、バッテリの温度が前記所定の高温保護閾値より高い時に充電制御スイッチをオフにするのを制御するようにさらに構成されている。すなわち、充電制御スイッチを端末側でオフにして、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全性を確保する。

また、本発明の一つの実施形態において、制御ユニットは、第一充電インタフェースの温度を取得し、第一充電インタフェースの温度が所定の保護温度よりも高い時、スイッチユニットをオフにするのを制御するようにさらに構成されている。すなわち、充電インタフェースの温度が所定温度を超える時、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御するように高温保護対策も適用する必要がある。それにより、電源アダプタはバッテリの充電を停止し、バッテリの高温保護を実現し、充電の安全性を向上することができる。

言うまでもなく、本発明の他の実施形態において、コントローラは、第一充電インタフェースの温度を取得するように、制御ユニットと双方向通信を行い、第一充電インタフェースの温度が所定の保護温度より高い時、充電スイッチユニットをオフにするのを制御する。すなわち、充電制御スイッチを端末側でオフにして、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全性を確保する。

具体的に、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、ＭＯＳＦＥＴドライバなどの駆動ユニット１１０をさらに含む。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の間に接続される。駆動ユニット１１０は、制御信号に応じてスイッチユニット１０２を駆動してオンまたはオフさせるように構成されている。なお、言うまでもなく、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に集積され得る。

また、図８に示すように、電源アダプタ１は、分離ユニット１１１をさらに含む。分離ユニット１１１は、駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７の間に接続されることにより、電源アダプタ１の一次側と二次側との間の信号分離（または変圧器１０３の一次巻線と二次巻線との間の信号分離）を実現する。分離ユニット１１１は、フォトカプラ分離形態によって採用することができ、他の分離形態によって採用することもできる。制御ユニット１０７は、分離ユニット１１１を設けることを介して、電源アダプタ１の二次側（または変圧器１０３の二次巻線側）に設けられ得る。それにより、端末２との通信を容易にすることができ、電源アダプタ１の空間設計をより簡単かつ容易に行うことができる。

言うまでもなく、本発明の他の実施形態において、制御ユニット１０７と駆動ユニット１１０の両方が一次側に設けられ得、その時、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６の間に分離ユニット１１１を設けることにより、電源アダプタ１の一次側と二次側の間の信号分離を実現することができると理解されるべきである。

また、なお、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る時、分離ユニット１１１を設けるのが必要となり、分離ユニット１１１は制御ユニット１０７に集積されてもよい。すなわち、信号が一次側から二次側に、または二次側から一次側に伝送される時、信号分離を実現するために分離ユニットを設けることが必要となる。

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は、補助巻線および電力供給ユニット１１２をさらに含む。補助巻線は、変調された第一脈動波形の電圧に応じて第四脈動波形の電圧を生成する。電力供給ユニット１１２は補助巻線に接続される。電力供給ユニット１１２（例えば、フィルタリング電圧レギュレータモジュール、電圧変換モジュールなどを含む）は、第四脈動波形の電圧を直流電圧に変換して駆動ユニット１１０及び/又は制御ユニット１０７にそれぞれに直流電流を供給するように構成され、すなわち、変調制御ユニット１００に電力を供給するように構成されている。電力供給ユニット１１２は、小型のフィルタコンデンサ、電圧レギュレータチップなどで構成することができ、第四脈動波形の電圧を処理して変換することを実現し、３．３Ｖ、５Ｖなどの低電圧の直流電流を出力することができる。

すなわち、駆動ユニット１１０の供給電源は、電力供給ユニット１１２が第四脈動波形の電圧に対する電圧変換によって得ることができる。制御ユニット１０７は一次側に設けられる時、それらの供給電源は、電力供給ユニット１１２が第四脈動波形の電圧に対する電圧変換によって得ることができる。図８に示すように、制御ユニット１０７は一次側に設けられる時、電力供給ユニット１１２は、二つの直流電流出力を供給し、駆動ユニット１１０および制御ユニット１０７にそれぞれに電力を供給する。制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６との間、電源アダプタ１の一次側と二次側との間の信号分離を実現するためのフォトカプラ分離ユニット１１１が設けられる。

制御ユニット１０７は、一次側に設けられ、駆動ユニット１１０と集積される時、電力供給ユニット１１２は、制御ユニット１０７に単独に電力を供給する。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る時、電力供給ユニット１１２は、駆動ユニット１１０に単独に電力を供給する。制御ユニット１０７への電力供給は、二次側によって供給され、例えば、電力供給ユニットを介して、合成ユニット１０４から出力される第二交流を直流電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、第一整流ユニット１０１の出力端に並列に接続される、フィルタリングするための複数の小型のコンデンサを有する。または、第一整流ユニット１０１の出力端に、ＬＣフィルタリング回路が接続される。

本発明のさらなる実施形態において、図１０に示すように、電源アダプタ１は、第一電圧検出ユニット１１３をさらに備える。第一電圧検出ユニット１１３は、補助巻線および制御ユニット１０７にそれぞれ接続される。第一電圧検出部１１３は、第四脈動波形の電圧を検出して電圧検出値を生成するように構成されている。制御ユニット１０７は、電圧検出値に応じて制御信号のデューティ比を調整するように構成されている。

すなわち、制御ユニット１０７は、第一電圧検出部１１３によって検出された補助巻線の出力電圧に応じて、第二交流の電圧に反映させる。それから、合成ユニット１０４の出力がバッテリの充電要求をマッチするように電圧検出値に応じて制御信号のデューティ比を調整する。

具体的に、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、第一電流サンプリング回路１０６１と、第一電圧サンプリング回路１０６２と、を含む。第一電流サンプリング回路１０６１は、電流サンプリング値が得られるように、第二交流をサンプリングするように構成されている。第一電圧サンプリング回路１０６２は、電圧サンプリング値が得られるように、第二交流の電圧をサンプリングするように構成されている。

本発明の一実施形態において、第一電流サンプリング回路１０６１は、合成ユニット１０４の第一出力端に接続される抵抗器（電流検出抵抗器）の両端の電圧をサンプリングして、第二交流をサンプリングすることを実現する。第一電圧サンプリング回路１０６２は、合成ユニット１０４の第一出力端と第二出力端の間の電圧をサンプリングして、第二交流の電圧をサンプリングすることを実現する。

また、本発明の一実施形態において、図１１に示すように、第一電圧サンプリング回路１０６２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、ブリーダーユニット、およびＡＤサンプリングユニットを含む。ピーク電圧サンプルホールドユニットは、第二交流のピーク電圧をサンプリングして保持するように構成されている。ゼロクロスサンプリングユニットは、第二交流の電圧のゼロクロス点をサンプリングするように構成されている。ブリーダーユニットは、ピーク電圧サンプルホールドユニットの電圧をゼロクロス点でブリードダウンするように構成されている。ＡＤサンプリングユニットは、電圧サンプリング値が得られるように、ピーク電圧サンプルホールドユニット内のピーク電圧をサンプリングするように構成されている。

第一電圧サンプリング回路１０６２において、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、ブリーダーユニット、およびＡＤサンプリングユニットを設けることにより、第二交流の電圧を正確にサンプリングし、電圧サンプリング値は、第二交流の各サイクルのピーク電圧値であり、第一脈動波形の電圧に同期していることを保証することができる。すなわち、位相が同期し、電圧サンプリング値の大きさの変化傾向は、第一脈動波形の電圧の大きさの変化傾向と一致することを保証することができる。

本発明の一実施形態により、図１２に示すように、電源アダプタ１は、第一脈動波形の電圧をサンプリングするように構成される第二電圧サンプリング回路１１４をさらに含む。第二電圧サンプリング回路１１４は、制御ユニット１０７に接続される。第二電圧サンプリング回路１１４によってサンプリングされる電圧値が第一所定電圧値よりも大きい時、制御ユニット１０７は、第一所定期間でスイッチユニット１０２をオンにするのを制御して、第一脈動波形におけるサージ電圧、スパイク電圧等を放電させる。

図１２に示すように、第二電圧サンプリング回路１１４は、第一脈動波形の電圧をサンプリングするために、第一整流ユニット１０１の第一出力端および第二出力端に接続され得る。制御ユニット１０７は、第二電圧サンプリング回路１１４によってサンプリングされた電圧値を判断する。第二電圧サンプリング回路１１４によってサンプリングされた電圧値が第一所定電圧値よりも大きい時、電源アダプタ１は稲妻のような干渉によってサージ電圧が発生することを示し、この時、充電の安全性および信頼性を確保するために、サージ電圧をブリードダウンさせる必要がある。制御ユニット１０７は、ある期間でスイッチユニット１０２をオンにするのを制御し、ブリーダー経路を形成し、稲妻のような干渉によるサージ電圧をブリードダウンさせ、電源アダプタが端末に充電する時に稲妻のような干渉によって引き起こされる干渉を避け、端末を充電する時の安全性および信頼性を効果的に向上することができる。第一所定電圧値は、実際のニーズに応じて決定することができる。

本発明の一実施形態において、電源アダプタが端末におけるバッテリを充電する過程において、制御ユニット１０７は、サンプリング電圧値が第二所定電圧値よりも大きい時、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御するように構成されている。すなわち、制御ユニット１０７は、サンプリング電圧値の大きさをさらに判断する。サンプリング電圧値が第二所定電圧値よりも大きい時、電源アダプタ１から出力される電圧が高すぎることを意味する。この時、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２をオフにするのを制御して、電源アダプタが端末への充電を停止する。すなわち、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御することにより、電源アダプタの過電圧保護を実現し、充電安全性を確保する。

言うまでもなく、本発明の一実施形態において、コントローラは、制御ユニットと双方向通信を行うことにより、サンプリング電圧値を取得し、サンプリング電圧値が第二所定電圧値より大きい時、充電制御スイッチをオフにするのを制御する。すなわち、端末側において充電制御スイッチがオフにするのを制御し、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全を確保する。

また、制御ユニット１０７は、サンプリング電流値が所定電流値より大きい時、スイッチユニット１０２をオフにするのを制御するようにさらに構成されている。すなわち、制御ユニット１０７は、サンプリング電流値の大きさを判断する。サンプリング電流値が所定電流値より大きい場合、電源アダプタ１から出力される電流が高すぎることを意味する。この時、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２をオフにするのを制御することにより、電源アダプタが端末への充電を停止する。すなわち、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２をオフにするのを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、充電安全性を確保する。

同様に、コントローラは、制御ユニットと双方向通信を行うことにより、サンプリング電流値を取得し、サンプリング電流値が所定電流値より大きい時、充電制御スイッチをオフにするのを制御する。すなわち、端末側において充電制御スイッチをオフにするのを制御し、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全を確保する。

第二所定電圧値および所定電流値は、実際のニーズに応じて、制御ユニット（例えば、電源アダプタＭＣＵ）のメモリに設定しまたは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、携帯電話などの移動端末であってもよく、パワーバンク、マルチメディアプレーヤ、ノートブックパソコン、ウェアラブルデバイスなどのモバイル電源などの移動端末であってもよい。

また、本発明の実施形態による電源アダプタは、第一整流ユニット、変圧器と、合成ユニットと、サンプリングユニットと、変調制御ユニットと、を備える。第一整流ユニットは、入力される交流を整流して第一脈動波形の電圧を出力するように構成されている。合成ユニットは、変圧器の二次側に出力された複数の脈動波形の電圧を合成し、第二交流を出力するように構成され、第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、第二交流を端末のバッテリに印加する。サンプリングユニットは、電圧サンプリング値を得るために、第二交流の電圧をサンプリングするように構成されている。変調制御ユニットは、電圧サンプリング値に基づいて、第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器の一次側に印加するように構成されている。第二交流がバッテリの充電要求を満たすように、変圧器を介して、変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換する。

本発明の実施形態の電源アダプタによって、第二交流を、第一充電インタフェースを介して出力して、端末の第二充電インタフェースを介して第二交流を端末のバッテリに直接印加することにより、バッテリに交流波形の出力電圧/電流によって急速充電を直接行うのを実現することができる。交流波形の出力電圧/電流の大きさは、周期的に変化し、第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、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し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。さらに、電源アダプタから出力される電圧は交流波形の電圧であるため、電源アダプタにおいて電解コンデンサを設ける必要がなく、電源アダプタの簡素化、小型化を実現するだけではなく、コストを大幅に低減することができる。

図１５は、本発明の実施形態による端末のための充電方法のフロー図である。図１５に示すように、該充電方法は、以下のステップを備える。

ステップＳ１において、電源アダプタの第一充電インタフェースが端末の第二充電インタフェースに接続される時、すなわち、電源アダプタは端末を充電する時、電源アダプタに入力された交流に一次整流を行い、第一脈動波形の電圧を出力する。

すなわち、電源アダプタの第一整流ユニットは入力される交流（２２０Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚなどの幹線給電）を整流し、蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）のような第一脈動波形の電圧（例えば１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚ）を出力する。

ステップＳ２において、スイッチユニットによって第一脈動波形の電圧を変調し、変圧器の変換によって複数の脈動波形の電圧を出力する。例えば、第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を変圧器の一次側に印加し、変圧器を介して、変調された第一脈動波形の電圧を複数の脈動波形の電圧に変換する。

スイッチユニットはＭＯＳトランジスタからなることができる。このＭＯＳトランジスタにＰＷＭ制御を行い、蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）をチョッピング変調する。その後、変圧器は変調された第一脈動波形の電圧が二次側に結合され、二次巻線は複数の脈動波形の電圧を出力する。

本発明の実施形態において、高周波変圧器を採用して変換することができるため、変圧器の小型化が可能となり、電源アダプタの高出力化、小型化の設計を実現することができる。

ステップＳ３において、複数の脈動波形の電圧を合成して、各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値が負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい第二交流を出力する。図３は、第二交流の電圧波形を示すことができる。

本発明の一つの実施形態によって、変圧器は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線とを備える。変圧器は、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて第１二次巻線を介して第二脈動波形の電圧を出力し、変調された第一脈動波形の電圧に基づいて第２二次巻線を介して第三脈動波形の電圧を出力する。

それから、合成ユニットを介して、第二脈動波形の電圧と第三脈動波形の電圧を合成して、第二交流を出力する。

第二充電インタフェースを介して、第二交流を端末のバッテリに印加する。端末のバッテリへの充電を実現する。

ステップＳ４において、電圧サンプリング値及び/又は電流サンプリング値が得られるように、第二交流の電圧及び/又は電流をサンプリングする。

ステップＳ５において、制御スイッチユニットの制御信号のデューティ比は、第二交流が充電要求を満たすように、電圧サンプリング値及び/又は電流サンプリング値に応じて調整される。

すなわち、本発明の一つの実施形態において、電圧サンプリング値が得られるように、第二交流の電圧をサンプリングし、第二交流が充電要求を満たすように、電圧サンプリング値に応じて第一脈動波形の電圧を変調する。

なお、第二交流の電圧が充電要求を満たすことは、バッテリを充電するときに、第二交流の電圧が充電電圧を満たし、第二交流の電流が充電電流を満たすことを指す。すなわち、サンプリングされる電源アダプタの第二交流の出力電圧及び/又は電流に基づいてＰＷＭ信号などの制御信号のデューティ比を調整することができる。閉ループ調整および制御を実現するために、電源アダプタの出力は、リアルタイムで調整する。それにより、第二交流の電圧が端末の充電要求を満たすことができ、バッテリは安全かつ確実に充電されることを確保する。具体的に、図３は、ＰＷＭ信号のデューティ比を通じてバッテリに出力される充電電圧の波形を調整することを示す。

そのため、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、フルブリッジ整流された第一脈動波形の電圧、すなわち、蒸し饅頭状波形の電圧（半周期の正弦波電圧）に対してＰＷＭチョッピング変調を直接行う。そのため、変調された電圧は、高周波変圧器に送信され、高周波変圧器を介して一次側から二次側に結合された後、合成ユニットの波形合成またはスプライシング(接合)を介して第二交流を出力し、バッテリに直接送信し、バッテリに急速充電を行うことを実現する。第二交流の幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより調整することができる。それにより、電源アダプタの出力はバッテリの充電要求を満たすことを実現する。そのように、電源アダプタにおける一次電解コンデンサおよび二次電解コンデンサが取り外され、第二交流を介して電池を直接充電することができる。それにより、電源アダプタのサイズを減らし、電源アダプタの小型化を実現し、大幅にコストを削減することができる。

本発明の一つの実施形態により、電源アダプタは間欠的に第二交流を出力するように、電圧サンプリング値に応じて第一脈動波形の電圧を変調する。例えば、電圧サンプリング値及び/又は電流サンプリング値に基づいて制御信号の周波を調整する。すなわち、スイッチユニットに出力されるＰＷＭ信号は、ある期間に連続的に出力された後、前記出力が所定時間に停止し、該所定時間経過後にＰＷＭ信号を再び出力することを制御することができる。このように、電池に印加される電圧は断続的であり、電池は間欠的に充電されるため、バッテリの連続充電時に起こる発熱によるセキュリティリスクを避け、バッテリの充電の信頼性と安全性を向上することができる。図５は、スイッチユニットに出力される制御信号を示すことができる。

さらに、端末のための充電方法は、端末の状態情報を取得するために、第一充電インタフェースを介して端末と通信し、端末の状態情報、電圧サンプリング値及び／又は電流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整することをさらに備える。

すなわち、第二充電インタフェースが第一充電インタフェースに接続される時、電源アダプタと端末の間に、通信クエリインストラクションを互いに送信することができる。対応する応答インストラクションを受信した後、電源アダプタと端末との間の通信接続を確立することができる。それにより、端末の状態情報を取得して、充電モードおよび充電パラメータ（例えば、充電電流、充電電圧）について端末と交渉し、充電過程を制御することができる。

本発明の一つの実施形態により、変圧器の変換により第四脈動波形の電圧を生成し、第四脈動波形の電圧を検出して電圧検出値を生成する。それにより、電圧検出値によって制御信号のデューティ比を調整する。

具体的に、変圧器において、補助巻線をさらに設けることができる。補助巻線は、変調された第一脈動波形の電圧に応じて第四脈動波形の電圧を生成する。第四脈動波形の電圧を検出することによって、電源アダプタの出力電圧を反映させることができる。そのように、電源アダプタの出力がバッテリの充電要求をマッチするように電圧検出値に応じて制御信号のデューティ比を調整する。

本発明の一つの実施形態において、電圧サンプリング値が得られるように第二交流の電圧をサンプリングすることは、第二交流のピーク電圧をサンプリングして保持することと、第二交流のゼロクロス点をサンプリングすることと、ゼロクロス点でピーク電圧をサンプリングして保持するように構成されたピーク電圧サンプルホールドユニットの電圧をブリードダウンすることと、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して、電圧サンプリング値を得ることと、を備える。それにより、電源アダプタから出力される電圧を正確にサンプリングし、電圧サンプリング値が第一脈動波形の電圧に同期していることを保証することができる。すなわち、位相が同期し、電圧サンプリング値の大きさの変化傾向は、第一脈動波形の電圧の大きさの変化傾向と一致することを保証することができる。

さらに、本発明の一つの実施形態において、端末のための充電方法は、第一脈動波形の電圧をサンプリングし、サンプリングされる電圧値が第一所定電圧値より大きい時、第一所定期間でスイッチユニットをオンにするのを制御して、第一脈動波形におけるサージ電圧、スパイク電圧等を放電させることをさらに備える。

第一脈動波形の電圧をサンプリングすることを通じて、サンプリングされた電圧値を判断する。サンプリングされた電圧値が第一所定電圧値より大きい場合、電源アダプタは稲妻のような干渉によってサージ電圧が発生することを示し、この時、充電の安全性および信頼性を確保するために、サージ電圧をブリードダウンさせる必要がある。そのため、ある期間でスイッチユニットをオンにするのを制御し、ブリーダー経路を形成し、稲妻のような干渉によるサージ電圧をブリードダウンさせ、電源アダプタが端末に充電する時に稲妻のような干渉によって引き起こされる干渉を避け、端末を充電する時の安全性および信頼性を効果的に向上することができる。第一所定電圧値は、実際のニーズに応じて決定することができる。

本発明の一つの実施形態により、さらに、第一充電インタフェースを介して端末と通信し、充電モードを決定する。急速充電モードであると判断した時、端末の状態情報に応じて、急速充電モードに対応する充電電流および/または充電電圧を取得し、この充電電流および/また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。充電モードは、急速充電モードおよびノーマル充電モードを備える。

すなわち、現在の充電モードは急速充電モードであると判断した時、取得したバッテリの電圧、電力、温度、端末の動作パラメータおよび端末に動作されるアプリケーションの消費電力情報などの端末の状態情報に応じて、急速充電モードに対応する充電電流および/または充電電圧を取得し、その後、取得された充電電流及び/又は充電電圧に応じて制御信号のデューティ比を調整する。それにより、電源アダプタの出力は充電要求を満たすように、バッテリの急速充電を実現する。

端末の状態情報は、バッテリの温度を含む。また、バッテリの温度が第一所定温度閾値よりも高い時、またはバッテリの温度が第二所定温度閾値よりも低い時、現在の充電モードは急速充電モードである場合、急速充電モードをノーマル充電モードに切り替える。第一所定温度閾値は第二所定温度閾値より高い。すなわち、バッテリの温度が低すぎる（例えば、第二所定温度閾値より低い）か、または高すぎる（例えば、第一所定温度閾値より高い）時、急速充電を行うのに適切ではなく、急速充電モードからノーマル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、第一所定温度閾値および第二所定温度閾値を、実際のニーズに応じて決定することができる。

本発明の一つの実施形態において、バッテリの温度が所定の高温保護閾値より高い時、スイッチユニットをオフにするのを制御する。すなわち、バッテリの温度が高温保護閾値を超える時、スイッチユニットをオフにするのを制御するように高温保護対策を適用する必要がある。それにより、電源アダプタはバッテリの充電を停止し、バッテリの高温保護を実現し、充電の安全性を向上することができる。前記高温保護閾値は前記第一温度閾値と同じであってもよく異なってもよい。好ましくは、前記高温保護閾値は前記第一温度閾値より高い。

本発明の他の実施形態において、端末は、バッテリの温度を取得し、バッテリの温度が前記所定の高温保護閾値よりも高い時、バッテリへの充電を停止するのを制御する。すなわち、充電制御スイッチを端末側でオフにして、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全性を確保する。

また、本発明の一つの実施形態において、端末のための充電方法は、第一充電インタフェースの温度を取得し、第一充電インタフェースの温度が所定の保護温度よりも高い時、スイッチユニットをオフにするのを制御することをさらに備える。すなわち、充電インタフェースの温度が所定温度を超える時、制御ユニットは、スイッチユニットをオフにするのを制御するように高温保護対策も適用する必要がある。それにより、電源アダプタはバッテリの充電を停止し、バッテリの高温保護を実現し、充電の安全性を向上することができる。

言うまでもなく、本発明の他の実施形態において、端末は、第一充電インタフェースの温度を取得するように、第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行い、第一充電インタフェースの温度が所定の保護温度よりも高い時、バッテリへの充電を停止するのを制御する。すなわち、充電制御スイッチを端末側でオフにして、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全性を確保する。

また、電源アダプタが端末を充電する過程において、サンプリングされた電圧値が第二所定電圧値よりも大きい時、スイッチユニットをオフにするのを制御する。すなわち、電源アダプタが端末を充電する過程において、サンプリングされる電圧値の大きさをさらに判断する。サンプリングされた電圧値が第二所定電圧値よりも大きい場合、電源アダプタから出力される電圧が高すぎることを意味する。この時、スイッチユニットをオフにするのを制御して、電源アダプタが端末への充電を停止する。すなわち、スイッチユニットをオフにするのを制御することにより、電源アダプタの過電圧保護を実現し、充電安全性を確保する。

言うまでもなく、本発明の一つの実施形態において、端末は、サンプリングされた電圧値を取得するために、第二充電インタフェースを介して電源アダプタと双方向通信する。サンプリングされた電圧値が第二所定電圧値より大きい時、バッテリへの充電を停止するのを制御する。すなわち、端末側を介して充電制御スイッチをオフにし、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全を確保する。

本発明の一つの実施形態において、電源アダプタは端末を充電する過程において、サンプリングされた電流値が所定電流値よりも大きい時、スイッチユニットをオフにするのを制御する。すなわち、電源アダプタが端末を充電する過程において、サンプリングされる電流値の大きさをさらに判断する。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、電源アダプタから出力される電流が高すぎることを意味する。この時、スイッチユニットをオフにするのを制御して、電源アダプタが端末への充電を停止する。すなわち、スイッチユニットをオフにするのを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、充電安全性を確保する。

同様に、端末は、サンプリングされた電流値を取得するために、第二充電インタフェースを介して電源アダプタと双方向通信する。サンプリングされた電流値が所定電流値より大きい時、バッテリへの充電を停止するのを制御する。すなわち、端末側を介して充電制御スイッチをオフにするのを制御し、バッテリの充電工程を停止させ、充電安全を確保する。

第二所定電圧値および所定電流値は、実際的な状況に応じて決定してもよい。

本発明の実施形態において、端末状態情報は、バッテリの電力、バッテリの温度、バッテリの電圧／電流、端末のインタフェース情報、及び端末の経路インピーダンス情報などを含むことができる。

具体的に、電源アダプタは、ＵＳＢインタフェースを介して、端末と接続され得る。ＵＳＢインタフェースは、一般的なＵＳＢインタフェースであってもよく、ｍｉｃｒｏＵＳＢ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、すなわち、第一充電インタフェースにおけるデータ線は、電源アダプタは端末と双方向に通信するように構成されている。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。双方向に通信することは、電源アダプタと端末とが双方向に情報を交換することを意味することができる。

一つの実施形態として、急速充電モードによって端末を充電することを決定するように、電源アダプタが第一充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行う時、電源アダプタは端末に第一インストラクションを送信し、電源アダプタは端末からの第一インストラクションの応答インストラクションを受信する。第一インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするか否かを問い合わせるように構成される。第一インストラクションの応答インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意することを指示するように構成される。

一つの実施形態として、電源アダプタは端末に第一インストラクションを送信する前、電源アダプタと端末の間に、ノーマル充電モードによって充電される。電源アダプタは、ノーマル充電モードにおける充電期間が所定閾値より大きいことと判断した後、端末に第一インストラクションを送信する。

一つの実施形態として、電源アダプタの充電電流が急速充電モードに対応する充電電流に調整するのを制御するために、スイッチユニットを制御する。急速充電モードに対応する充電電流で電源アダプタが端末を充電する前に、第一充電インタフェースのデータ線を介して端末と双方向通信を行い、急速充電モードに対応する充電電圧を決定し、電源アダプタの充電電圧を急速充電モードに対応する充電電圧に調整するのを制御する。

一つの実施形態として、急速充電モードに対応する充電電圧を決定するように、第一充電インタフェースを介して、端末と双方向通信を行うことは、電源アダプタは端末に第二インストラクションを送信することと、電源アダプタは端末からの第二インストラクションの応答インストラクションを受信することと、電源アダプタは、第二インストラクションの応答インストラクションによって、急速充電モードの充電電圧を決定することと、を備える。第二インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が急速充電モードの充電電圧とするのに適するか否かを問い合わせるように構成される。第二インストラクションの応答インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が適切、より高い又はより低いことを指示するように構成される。

一つの実施形態として、電源アダプタの充電電流を急速充電モードに対応する充電電流に調整するのを制御する前、急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、第一充電インタフェースを介して端末と双方向通信をさらに行う。

一つの実施形態として、急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、第一充電インタフェースを介して、端末と双方向通信を行うことは、電源アダプタは端末に第三インストラクションを送信することと、電源アダプタは端末からの第三インストラクションの応答インストラクションを受信することと、電源アダプタは、第三インストラクションの応答インストラクションによって、急速充電モードの充電電流を決定することと、を備える。第三インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を問い合わせるように構成される。第三インストラクションの応答インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を指示するように構成される。

電源アダプタは、最大充電電流を急速充電モードの充電電流とすることを直接決定することができ、または、電源アダプタは、充電電流を最大充電電流より小さい所定の電流値に設定することができる。

一つの実施形態として、電源アダプタが急速充電モードで端末を充電する過程において、第一充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、スイッチユニットを制御して電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整する。

電源アダプタは、充電電流を連続的に調整するように、端末の現在の状態情報について連続的に問い合わせることができる。例えば、充電電流を連続的に調整するように、バッテリ電圧、バッテリ電力などを端末に問い合わせることができる。

一つの実施形態として、スイッチユニットを制御することを介して電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整するように、第一充電インタフェースを介して、端末と双方向通信を行うことは、電源アダプタは端末に第四インストラクションを送信することと、電源アダプタは端末からの第四インストラクションの応答インストラクションを受信することと、バッテリの現在電圧によって、スイッチユニットを制御することを介して充電電流を調整することと、を備える。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。

一つの実施形態として、バッテリの現在電圧に基づいて、スイッチユニットを制御することによって充電電流を調整することは、バッテリの現在電圧、およびバッテリ電圧値と充電電流値との間の所定の対応関係に基づいて、スイッチユニットを制御することを介して、電源アダプタから前記バッテリに出力される充電電流をバッテリ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、電源アダプタは、バッテリ電圧値と充電電流値との対応関係を予め格納することができる。

一つの実施形態として、電源アダプタは急速充電モードで端末を充電する過程において、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定するように、第一充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行う。第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるのを判定する時、急速充電モードを終了するように電源アダプタを制御する。

一つの実施形態として、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する前、電源アダプタは、端末からの経路インピーダンスを指示するための情報を端末から受信する。電源アダプタは端末に第四インストラクションを送信し、電源アダプタは端末からの第四インストラクションの応答インストラクションを受信する。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの電圧を指示するように構成される。電源アダプタの出力電圧およびバッテリの電圧によって、電源アダプタとバッテリの間の経路インピーダンスを決定する。電源アダプタとバッテリの間の経路インピーダンス、端末の経路インピーダンス、および電源アダプタと端末の間の充電回路の経路インピーダンスによって、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する。

一つの実施形態として、電源アダプタは、急速充電モードを終了するのを制御する前に、端末に第五インストラクションを送信する。第五インストラクションは、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があることを指すように構成される。

以上、電源アダプタの観点から、本発明の実施形態による急速充電工程について、詳しく説明した。以下、端末の観点から、本発明の実施形態による急速充電工程について、詳しく説明する。

本発明の実施形態において、端末はノーマル充電モードおよび急速充電モードをサポートする。急速充電モードの充電電流は、ノーマル充電モードの充電電流より大きい。端末は、電源アダプタは急速充電モードで端末を充電することを決定するように、第二充電インタフェースを介して電源アダプタとの双方向通信を行う。電源アダプタは、急速充電モードに対応する充電電流に基づいて出力して端末におけるバッテリを充電する。

一つの実施形態として、電源アダプタが急速充電モードによって端末を充電することを決定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して電源アダプタと双方向通信を行うことは、端末は電源アダプタからの第一インストラクションを受信することと、端末は電源アダプタに第一インストラクションの応答インストラクションを送信する。第一インストラクションは端末が急速充電モードを動作可能にするか否かを問い合わせるように構成される。第一インストラクションの応答インストラクションは、端末が急速充電モードを動作可能にするのに同意することを指示するように構成される。

一つの実施形態として、端末が電源アダプタからの第一インストラクションを受信する前、端末と電源アダプタの間に、ノーマル充電モードによって充電される。電源アダプタは、ノーマル充電モードにおける充電期間が所定閾値より大きいことを決定した後、端末は、電源アダプタからの第一インストラクションを受信する。

一つの実施形態として、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流に従って出力し、端末におけるバッテリを充電する前、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電圧を決定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行う。

一つの実施形態として、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電圧を決定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行うことは、端末は電源アダプタからの第二インストラクションを受信することと、端末は電源アダプタに第二インストラクションの応答インストラクションを送信することと、を含む。第二インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が急速充電モードの充電電圧とするのに適するか否かを問い合わせるように構成される。第二インストラクションの応答インストラクションは、電源アダプタの現在出力電圧が適切、より高い又はより低いことを指示するように構成される。

一つの実施形態として、端末は、電源アダプタからの急速充電モードに対応する充電電流を受け、端末におけるバッテリを充電する前、電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行う。

電源アダプタは急速充電モードに対応する充電電流を決定するように、端末が第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行うことは、端末は電源アダプタからの第三インストラクションを受信することと、端末は電源アダプタに第三インストラクションの応答インストラクションを送信することと、を含む。第三インストラクションは、端末の現在のサポートされる最大充電電流を問い合わせるように構成される。第三インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在のサポートされる最大充電電流を指示するように構成される。そのため、電源アダプタは最大充電電流に基づいて、急速充電モードに対応する充電電流を決定する。

一つの実施形態として、電源アダプタは、急速充電モードで端末を充電する過程において、電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整するように、端末は、第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行う。

電源アダプタからバッテリに出力される充電電流を連続的に調整するように、端末が第二充電インタフェースを介して、電源アダプタと双方向通信を行うことは、端末は電源アダプタからの第四インストラクションを受信することと、端末は電源アダプタに第四インストラクションの応答インストラクションを送信することと、を含む。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。そのため、バッテリの現在電圧によって電源アダプタからバッテリに出力する充電電流を連続的に調整する。

一つの実施形態として、電源アダプタは急速充電モードで端末を充電する過程において、電源アダプタが第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して電源アダプタと双方向通信を行う。

電源アダプタが第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定するように、端末は、第二充電インタフェースを介して電源アダプタと双方向通信を行うことは、端末は電源アダプタからの第四インストラクションを受信することと、端末は電源アダプタに第四インストラクションの応答インストラクションを送信することと、を含む。第四インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を問い合わせるように構成される。第四インストラクションの応答インストラクションは、端末におけるバッテリの現在電圧を指示するように構成される。電源アダプタは、電源アダプタの出力電圧およびバッテリの現在電圧に基づいて、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があるか否かを判定する。

一つの実施形態として、端末は、電源アダプタからの第五インストラクションを受信する。第五インストラクションは、第一充電インタフェースと第二充電インタフェースとの間に接触不良があることを示すように構成される。

急速充電モードを動作可能にし、または使用するために、電源アダプタは端末と急速充電通信工程を行い、一回または複数回のハンドシェイクを介した後、バッテリの急速充電を実現する。図６を参照し、本発明の実施形態による急速充電通信工程および急速充電工程が含む各段階を詳しく説明する。図６に示す通信ステップまたは操作は例示的なものだけであり、本発明の実施形態は他の操作または図６における各操作の変形をさら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に示された段階とは異なる順序で実行されてもよく、図６に示すようにすべての動作を実行する必要はない。

前記のように、本発明の実施形態に係る端末の充電方法は、電源アダプタが充電要求を満たす第二交流を出力するのを制御し、電源アダプタから出力される第二交流が端末のバッテリに直接印加する。それにより、交流波形の出力電圧/電流によってバッテリに直接に急速充電を行うことを実現することができる。交流波形の出力電圧/電流の大きさは、周期的に変化し、第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きく、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し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。さらに、電源アダプタから出力される電圧は交流波形の電圧であるため、電源アダプタにおいて電解コンデンサを設ける必要がなく、電源アダプタの簡素化、小型化を実現するだけではなく、コストを大幅に低減することができる。

図１６に示すように、本発明による充電装置１０００は、充電受信端１００１と、電圧調整回路１００２と、中央制御モジュール１００３とを備える。

充電受信端１００１は交流幹線給電を受けるように構成されている。電圧調整回路１００２は充電受信端１００１に接続される。電圧調整回路１００２の出力端は、端末のバッテリ２０２などのバッテリに接続される。電圧調整回路１００２は、交流幹線給電に調整処理を行って、第二交流を出力し、バッテリを充電するために、第二交流をバッテリに直接印加するように構成されている。第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい。中央制御モジュール１００３は、バッテリの充電要求に応じて、第二交流の電圧および/または電流を調整するために、電圧調整回路を制御するように構成されている。

本発明の一つの実施形態により、第二交流のピーク電圧は交流幹線給電のピーク電圧より小さく、第二交流のサイクルは交流幹線給電のサイクルより大きい。

本発明の一つの実施形態により、図１７に示すように、充電装置１０００は電源アダプタの中に設けられ得る。

本発明の一つの実施形態により、図１８に示すように、充電装置１０００は端末の中に設けられ得る。

本発明の実施形態の充電装置により、交流幹線給電に調整処理を行うことを介して、充電要求を満たす第二交流を出力してバッテリに直接印加し、バッテリに急速充電を行うことができる。それにより、従来の定電圧/定電流充電と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。

本発明の実施形態による充電方法は、交流幹線給電を受信するステップと、各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい第二交流を出力するように、交流幹線給電を調整し、バッテリを充電するために、該第二交流をバッテリに直接印加するステップと、バッテリの充電要求に応じるように、第二交流の電圧および／または電流を調整するステップと、を備える。

本発明の実施形態の充電方法により、交流幹線給電に調整処理を行うことを介して、充電要求を満たす第二交流を出力してバッテリに直接印加し、バッテリに急速充電を行うことができる。それにより、従来の定電圧/定電流充電と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減し、電池の寿命を改善することができる。また、充電インタフェースの接点のアーク発生の確率および強度を減らすことができ、充電インタフェースの寿命を向上し、バッテリの分極効果を低減し、充電速度を改善し、バッテリの発熱を低減し、充電中の端末の信頼性および安全性を保証することが有利である。

本発明の説明には、用語の「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「広さ」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などで示した方位、位置関係は、図面に基づいて示された方位あるいは位置関係であり、それは単に本発明の説明を簡単化にするためのものであり、説明された装置又は部品は必ず特定の方位を有し特定の方位で構造・操作されることを明示的にも暗示的にも使用されるものではないことを理解すべきである。そのため、本発明に対して限定することを理解することができない。

また、「第一」と「第二」は、ここでは記述目的で使用されており、相対的な重要性を指し又は暗示しまたは示される技術的特徴の数を暗示することを意図しない。このため、「第一」、「第二」と限定されている特徴は、一つまたはさらに多くの当該特徴を有することを明示または暗示していることになる。本発明の説明において、別途の明確的かつ具体的な限定がない限り、「複数」は二つまたはそれ以上、例えば二つ、三つなどを意味する。

本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「装着」、「互いに接続」、「接続」、「固定」の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、または一体型接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続または互いに通信可能であってもよく、直接的に接続されてもよく、または、中間媒体を介して間接的に接続されてもよく、二つの素子の内部が連通されてもよく、二つの素子の互いに作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における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、第一特徴が第二特徴の「上」又は「下」にあることは、第一特徴と第二特徴とが直接接触することを含んでもよく、第一特徴と第二特徴とが直接接触することなくそれらの間に別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第一特徴が第二特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より高いことだけを表す。第一特徴が第二特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より低いことだけを表す。

本明細書の説明において、参考用語の「一つの実施形態」、「一部の実施形態」、「例示」、「具体的な例示」、又は「一部の例示」等の言葉とは、当該実施形態又は例示と合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性が本発明の少なくとも一つの実施形態又は例示に含まれることを意味する。本明細書において、上記の用語の概略表現は必ずしも同じ実施形態又は例示を指さず、且つ、任意の一つ又は幾つの実施形態や例示において、説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性を適当な方法で組み合わせることもできる。相互矛盾しない限り、本明細書の説明における相違の実施形態又は例示及びそれらの特徴を組み合わせる又は結合することが当業者にできることである。

当業者であれば理解できるように、本明細書で開示された実施形態に関連して説明された様々なユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、また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せで実施されることが可能である。これらの機能がハードウェアまたはソフトウェアで実現されるかどうかは、技術手段の特定応用および設計の制約条件に依存する。当業者は、各特定応用に対して、異なる方法を使用して上記機能を実現することができ、しかしながら、この実現は、本発明の範囲を超えるものと見なすべきではない。

また、当業者であれば理解できるように、説明の便利および簡潔のために、上記システム、装置、およびユニットの詳細な動作プロセスについては、上記方法実施形態の対応するプロセスを参照することができるため、再度説明しない。

本出願に提供された若干の実施形態においては、開示されたシステム、装置、および方法は、他の様式で実現されることができると見なすべきである。例えば、以上に説明された装置実施形態は、単に例示的である。例えば、ユニット分割は、単に論理的機能分割であり、実際の実現形態では他の分割であってもよい。例えば、複数のユニットまたは構成要素が別のシステムに組み合わせられるまたは組み込まれることができ、あるいは、若干の特徴が無視されるまたは実行されない。さらに、表示または説明された相互結合または直接結合または通信接続は、若干のインタフェースを介して実現されることができ、装置またはユニットの間接結合または通信接続は、電気的形態、機械的形態、または他の形態であってもよい。

別個の部材として説明されたユニットは、物理的に別個であってもよく、または、物理的に別個ではなくてもよい。表示ユニットとしての部材は、物理的ユニットであってもよく、または、物理的ユニットではなくてもよく、つまり、一つの位置にあってもよく、または、複数のネットワークユニットに分布してもよい。ユニットの一部または全部は、実施形態に係る技術手段の目的を達成するために、実際のニーズに応じて選択されてもよい。

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組み込まれてもよく、物理的に単独で存在してもよく、二つ以上のユニットが一つのユニットに組み込まれてもよい。

上記機能がソフトウェア機能ユニットで実現され、独立した製品として販売または使用される場合、このソフトウェアはコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解に基づいて、本発明の技術手段の要旨、あるいは従来技術に寄与する部分、あるいは技術手段的一部は、ソフトウェア製品で実現されてもよい。このコンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に記憶され、本発明の様々な実施形態に係る方法のステップの全部または一部をコンピュータ(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など)に実行させるための若干のコマンドを含んでもよい。上記記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、リムーバブルハードディスク、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ、ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ)、磁気ディスク、または光ディスクなどの、プログラムコードを記憶することができる任意の媒体を含んでもよい。

以上、本発明の実施形態を示して説明したが、当業者にとって理解できるのは、上記の実施形態は例示的なものだけであり、本発明を制限するように解釈される事が出来ない。本発明の原理と要旨から逸脱しない範囲で、これらの実施形態に対し様々な変更、修正、置換および変形をすることができる。

Claims

充電装置であって、
第一整流ユニット、変圧器と、合成ユニットと、を備え、
前記第一整流ユニットは、入力される交流を整流して、第一脈動波形の電圧が得られるように構成され、
前記変圧器は、前記第一脈動波形の電圧によって複数の脈動波形の電圧が得られるように構成され、
前記合成ユニットは、前記複数の脈動波形の電圧を合成して第二交流を出力してバッテリを充電するように構成され、前記第二交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きいことを特徴とする、充電装置。
前記装置は、サンプリングユニットと、変調制御ユニットと、をさらに備え、
前記サンプリングユニットは、電圧サンプリング値を取得するために、前記第二交流の電圧をサンプリングするように構成され、
前記変調制御ユニットは、前記電圧サンプリング値に基づいて、前記第一脈動波形の電圧を変調し、変調された第一脈動波形の電圧を前記変圧器に印加して、前記第二交流が前記バッテリの充電要求を満たすために、前記変圧器を介して前記変調された第一脈動波形の電圧を前記複数の前記脈動波形の電圧に変換することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記装置は、第一充電インタフェースを備え、
前記第一充電インタフェースは、電源線と、データ線とを備え、
前記電源線は、前記バッテリを充電するように構成され、
前記データ線は、端末と双方向に通信するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
前記変調制御ユニットは、前記端末の状態情報を取得するために、前記データ線によって、前記端末と双方向通信を行い、前記端末の状態情報および前記電圧サンプリング値に応じて前記第一脈動波形の電圧を変調することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
前記変調制御ユニットは、前記合成ユニットが間欠的に前記第二交流を出力するように、前記電圧サンプリング値に応じて前記第一脈動波形の電圧を変調するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
前記変圧器は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線とを備え、
前記変圧器は、前記一次巻線を介して前記第一脈動波形の電圧をそれぞれに前記第１二次巻線及び前記第２二次巻線に結合して、前記第１二次巻線を介して第二脈動波形の電圧を出力し、前記第２二次巻線を介して第三脈動波形の電圧を出力し、
前記合成ユニットは、前記第二交流を出力するように、前記第二脈動波形の電圧と前記第三脈動波形の電圧を合成するように構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
前記装置は、補助巻線と、電力供給ユニットとをさらに備え、
前記補助巻線は、変調された第一脈動波形の電圧に応じて第四脈動波形の電圧を生成するように構成され、
前記電力供給ユニットは、前記補助巻線に接続され、前記第四脈動波形の電圧を変換して直流電流を出力し、前記変調制御ユニットに電力を供給するように構成されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の装置。
前記変調制御ユニットは、電圧検出値を取得するように、前記第四脈動波形の電圧を検出し、前記電圧検出値に基づいて、前記第一脈動波形の電圧を変調するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
前記変調制御ユニットは、充電モードを決定するように、前記データ線を介して前記端末と双方向に通信し、
前記充電モードは、急速充電モードとノーマル充電モードとを含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
前記装置は、整流フィルタユニットと、前記整流フィルタユニットを動作可能にするか否かを制御するための制御可能スイッチとをさらに含み、
前記整流フィルタユニットは、第二直流電流を出力するために、前記複数の脈動波形の電圧のうちの一つを整流かつフィルタリングするように構成され、
前記変調制御ユニットは、前記充電モードがノーマル充電モードであると判定したとき、前記整流フィルタユニットを動作可能にするように、前記制御可能スイッチを制御し、前記合成ユニットを停止するのを制御するようにさらに構成され、前記整流フィルタユニットが前記第二直流電流を出力して前記バッテリに印加し、
前記変調制御ユニットは、前記充電モードが急速充電モードであると判定したとき、前記整流フィルタユニットを停止するように、前記制御可能スイッチを制御し、前記第二交流を前記バッテリに印加するために、前記合成ユニットを動作可能にするのを制御するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
充電方法であって、
入力された交流を受けることと、
前記交流に整流を行い、第一脈動波形の電圧を得ることと、
前記第一脈動波形の電圧を変圧器に印加し、複数の脈動波形の電圧を得ることと、
前記複数の脈動波形の電圧を合成して、各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値が負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きい第二交流を出力することと、を備えることを特徴とする、充電方法。
前記方法は、
電圧サンプリング値を取得するように、前記第二交流の電圧をサンプリングすることと、
前記第二交流がバッテリの充電要求を満たすように、前記電圧サンプリング値に基づいて前記第一脈動波形の電圧を変調することと、をさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
前記方法は、
前記バッテリがある端末の状態情報を取得することと、
前記状態情報および前記電圧サンプリング値に応じて前記第一脈動波形の電圧を変調することと、をさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
前記バッテリがある端末の状態情報を取得することは、
第一充電インタフェースを介して、前記端末と双方向通信を確立することと、
前記端末との間の前記双方向通信を介して前記端末の状態情報を取得することと、を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
前記方法は、
間欠的に前記第二交流を出力するように、前記電圧サンプリング値に応じて前記第一脈動波形の電圧を変調することをさらに備えることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
前記変圧器は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線とを備え、
前記第一脈動波形の電圧を変圧器に印加し、複数の脈動波形の電圧を得ることは、
前記第一脈動波形の電圧を変調することと、
変調された前記第一脈動波形の電圧は、前記一次巻線を介してそれぞれに前記第１二次巻線及び前記第２二次巻線に結合されて、前記第１二次巻線を介して第二脈動波形の電圧を出力し、前記第２二次巻線を介して第三脈動波形の電圧を出力することと、を備えることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
前記複数の脈動波形の電圧を合成して、第二交流を出力することは、
前記第二脈動波形の電圧と、前記第三脈動波形の電圧と、を合成して、前記第二交流を出力することを備えることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
前記方法は、
第二直流電流を出力してバッテリを充電するために、前記複数の脈動波形の電圧のうちの一つを整流かつフィルタリングすることをさらに備えることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
前記方法は、
充電モードを決定するように、前記バッテリがある端末と双方向に通信し、前記充電モードは、急速充電モードとノーマル充電モードとを含み、前記急速充電モードにおいて、前記第二交流によって前記バッテリを充電し、前記ノーマル充電モードにおいて、前記第二直流電流によって前記バッテリを充電することをさらに備えることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
充電方法であって、
出力された交流を受けて、バッテリに印加し前記バッテリを充電することを備え、
前記交流は、複数の脈動波形の電圧を合成して得られるものであり、
前記複数の脈動波形の電圧は、交流幹線給電が整流された後に得られる第一脈動波形の電圧を、変圧器に印加した後に得られるものであり、
前記交流の各サイクルの正の半サイクルのピーク電圧の絶対値は、負の半サイクルの谷底電圧の絶対値より大きいことを特徴とする、充電方法。