JP7008013B2 - 等化回路、充電対象機器及び充電制御方法 - Google Patents
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Description
現在、充電対象機器(または充電対象機器内の素子、または充電対象機器内のチップ)は、一般に、一つのバッテリコアで充電する。本発明の実施例では、相互に直列接続されるマルチセルコアを採用しており、マルチセルコアの総電圧が高いので、直接充電対象機器(または充電対象機器内の素子、または充電対象機器内のチップ)を充電することに適していない。この課題を解決するために、実現可能な実施形態は、充電対象機器(または充電対象機器内の素子、または充電対象機器内のチップ)の作動電圧を調整することで、マルチセルコアの充電をサポートする。しかし、この実施形態では、充電対象機器を大きく変更する必要があるので、コストが高くなる。以下、図10、図11及び図12を参照して本発明の実施例による実現形態について、マルチセルコアの技術案でどのように充電するかについて、詳細に説明する。
更に、いくつかの実施例において、第1充電モードでは、アダプタは、第2充電回路61を介してマルチセルコア13を充電する。第2充電モードでは、アダプタは、第1充電回路12を介してマルチセルコア13を充電する。言い換えると、第1充電モードで作動するアダプタと比べて、第2充電モードで作動するアダプタが同一容量のバッテリを完全に充電するに必要な時間は更に短い。
充電対象機器が電源提供装置に接続された後に、充電対象機器は、データケーブルD+、D-を介して電源供給装置のタイプを検出することができる。電源供給装置がアダプタであることが検出されると、充電対象機器が受け入れる電流は、所定電流閾値I2(例えば、1Aであっても良い)より大きくても良い。アダプタが所定持続時間(例えば、連続するT1時間であっても良い)にアダプタの出力電流がI2より以上であることを検出すると、アダプタは、充電対象機器が電源供給装置のタイプの認識が完了したとみなすことができる。そして、アダプタは、充電対象機器との間のネゴシエーションのプロセスを開始し、充電対象機器にコマンド1(上記第1コマンドに対応する)を送信して、アダプタが第2充電モードで充電対象機器を充電することに同意するか否かを充電対象機器に尋ねる。
アダプタの出力電圧は、複数のグレードを含む。アダプタは、充電対象機器にコマンド2(上記第2コマンドに対応する)を送信して、アダプタの出力電圧(現在の出力電圧)と充電対象機器のバッテリの現在の電圧(マルチセルコアの現在の総電圧)とが一致しているか否かを尋ねる。
アダプタは、充電対象機器にコマンド3(上記第3コマンドに対応する)を送信して、充電対象機器の現在サポートする最大充電電流を尋ねる。充電対象機器はアダプタにコマンド3の応答コマンドを送信して、充電対象機器の現在サポートする最大充電電流を指示して、段階4に入る。
アダプタは、充電対象機器の現在サポートする最大充電電流に基づいて、第2充電モードでのアダプタに出力された充電対象機器を充電する充電電流を決定する。その後、段階5に入る。即ち、定電流充電段階に入る。
定電流充電段階に入った後、アダプタは一定の時間ごとに充電対象機器にコマンド4(上記第4コマンドに対応する)を送信して、充電対象機器のバッテリの現在の電圧(マルチセルコアの現在の総電圧)を尋ねる。充電対象機器は、アダプタにコマンド4の応答コマンドを送信して、バッテリの現在の電圧(マルチセルコアの現在の総電圧)をフィードバックする。アダプタは、バッテリの現在の電圧(マルチセルコアの現在の総電圧)に基づいて、充電インタフェースの接触が良好であるか否か、及びアダプタの出力電流を低減する必要があるか否かを判断する。アダプタが、充電インタフェースに接触不良があると判断すると、充電対象機器にコマンド5(上記第5コマンドに対応する)を送信して第2充電モードを終了し、リセットして再度、段階1に入る。
図18の方法は、第1バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第1バッテリコアから出力された直流電圧を第1交流電圧に変換するステップ710と、前記第1交流電圧を受け入れ、前記第1交流電圧を振幅が前記第1交流電圧の振幅より大きい第2交流電圧に共振的に変換するステップ720と、前記第2交流電圧を前記第2変換ユニットに容量結合し、前記第2変換ユニットが前記第2交流電圧を第1充電電圧に変換して第2バッテリコアを充電するステップ730と、を含む。
図19の充電方法は、充電対象機器を充電することに使用することができる。図19の方法は、前記充電インタフェースを介してアダプタの出力電圧と出力電流とを受け入れるステップ910と、前記アダプタの出力電圧と出力電流とを直接前記充電対象機器内の相互に直列接続されるマルチセルコアの両端に印加し、前記マルチセルコアを充電するステップ920と、を含む。
Claims (14)
- 第1バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第1バッテリコアから出力された直流電圧を第1交流電圧に変換する第1変換ユニットと、
前記第1交流電圧を受け入れ、前記第1交流電圧を振幅が前記第1交流電圧の振幅より大きい第2交流電圧に共振的に変換する第1共振ユニットと、
前記第2交流電圧を第2変換ユニットに容量結合する第1容量結合ユニットと、
前記第2交流電圧を第1充電電圧に変換して前記第1バッテリコアの電圧と前記第1バッテリコアに直列接続される第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第2バッテリコアを充電する前記第2変換ユニットと、
第2共振ユニットと、
第2容量結合ユニットと、
を含み、
前記第2変換ユニットは、更に、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を第3交流電圧に変換し、
前記第2共振ユニットは、前記第3交流電圧を受け入れ、前記第3交流電圧を、その振幅が前記第3交流電圧の振幅より大きい第4交流電圧となるように共振的に変換し、
前記第2容量結合ユニットは、前記第4交流電圧を前記第1変換ユニットに容量結合し、前記第1変換ユニットは、前記第4交流電圧を第2充電電圧に変換して前記第1バッテリコアの電圧と前記第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第1バッテリコアを充電する等化回路。 - 前記第1共振ユニットは、第1インダクタと、第1コンデンサと、を含み、
前記第2共振ユニットは、前記第1インダクタと、第2コンデンサと、を含む請求項1に記載の等化回路。 - 前記第1バッテリコアの電圧が前記第2バッテリコアの電圧より大きい場合に、前記第2バッテリコアを充電するように前記第1共振ユニットと前記第1容量結合ユニットの作動を制御し、前記第2バッテリコアの電圧が前記第1バッテリコアの電圧より大きい場合に、前記第1バッテリコアを充電するように前記第2共振ユニットと前記第2容量結合ユニットの作動を制御する第1制御ユニットを更に含む請求項1または2に記載の等化回路。
- 直列接続される第1バッテリコアと第2バッテリコアとを含み、相互に直列接続されるマルチセルコアと、
等化回路と、を含み、
前記等化回路は、
第1バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第1バッテリコアから出力された直流電圧を第1交流電圧に変換する第1変換ユニットと、
前記第1交流電圧を受け入れ、前記第1交流電圧を振幅が前記第1交流電圧の振幅より大きい第2交流電圧に共振的に変換する第1共振ユニットと、
前記第2交流電圧を第2変換ユニットに容量結合する第1容量結合ユニットと、
前記第2交流電圧を第1充電電圧に変換して前記第1バッテリコアの電圧と第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第2バッテリコアを充電する前記第2変換ユニットと、
第2共振ユニットと、
第2容量結合ユニットと、
を含み、
前記第2変換ユニットは、更に、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を第3交流電圧に変換し、
前記第2共振ユニットは、前記第3交流電圧を受け入れ、前記第3交流電圧を、その振幅が前記第3交流電圧の振幅より大きい第4交流電圧となるように共振的に変換し、
前記第2容量結合ユニットは、前記第4交流電圧を前記第1変換ユニットに容量結合し、前記第1変換ユニットは、前記第4交流電圧を第2充電電圧に変換して前記第1バッテリコアの電圧と前記第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第1バッテリコアを充電する充電対象機器。 - 充電インタフェースに接続され、前記充電インタフェースを介してアダプタの出力電圧と出力電流とを受け入れ、前記アダプタの出力電圧と出力電流とを直接前記充電対象機器の相互に直列接続された複数のバッテリセルの両端に印加して前記複数のバッテリセルを直接充電する第1充電回路と、
入力端が前記複数のバッテリセルのうちのいずれかのバッテリセルの両端に接続され、前記一つのバッテリセルの電圧により前記充電対象機器内の素子へ充電する電源回路と、
を含む請求項4に記載の充電対象機器。 - 前記第1充電回路が前記充電インタフェースを介して受け入れた前記アダプタの出力電圧及び出力電流は、前記アダプタが定電流モードで出力した電圧及び電流である請求項5に記載の充電対象機器。
- 前記充電対象機器は、第2充電回路を更に含み、
前記第2充電回路は、昇圧回路を含み、前記昇圧回路の両端がそれぞれ前記充電インタフェースと前記複数のバッテリセルとに接続され、
前記昇圧回路は前記充電インタフェースを介してアダプタの出力電圧を受け入れ、前記アダプタの出力電圧を第2電圧に昇圧し、前記第2電圧を前記複数のバッテリセルの両端に印加し、前記複数のバッテリセルを充電し、前記第2充電回路が受け入れた前記アダプタの出力電圧は、前記複数のバッテリセルの総電圧より小さく、前記第2電圧は、前記複数のバッテリセルの総電圧よりも大きい請求項5に記載の充電対象機器。 - 前記アダプタは第1充電モードと第2充電モードとをサポートし、
前記アダプタの前記第2充電モードでの充電対象機器への充電速度は、前記アダプタの前記第1充電モードでの前記充電対象機器への充電速度より速く、
前記第1充電モードにおいて、前記アダプタは、前記第2充電回路を介して前記複数のバッテリセルを充電し、
前記第2充電モードにおいて、前記アダプタは、前記第1充電回路を介して前記複数のバッテリセルを充電する請求項7に記載の充電対象機器。 - 前記充電インタフェースは、データケーブルを含み、
前記充電対象機器は、制御ユニットを更に含み、
前記制御ユニットは、前記データケーブルを介して前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタの出力を制御する請求項8に記載の充電対象機器。 - 前記制御ユニットが前記データケーブルを介して前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタの出力を制御するプロセスは、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることを含み、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、
前記制御ユニットが、前記アダプタから送信された、前記充電対象機器が前記第2充電モードをオンにするか否かを尋ねる第1コマンドを受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器が前記第2充電モードをオンにすることに同意するか否かを指示する前記第1コマンドの応答コマンドを前記アダプタに送信することと、
前記充電対象機器が前記第2充電モードをオンにすることに同意した場合に、前記制御ユニットが、前記第1充電回路を介して前記複数のバッテリセルを充電するように前記アダプタを制御することと、を含む請求項9に記載の充電対象機器。 - 前記制御ユニットが前記データケーブルを介して前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタの出力を制御するプロセスは、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタから出力された前記充電対象機器を充電する充電電圧を決定することを含み、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタから出力された前記充電対象機器を充電する充電電圧を決定することは、
前記制御ユニットが、前記アダプタから送信された、前記アダプタの出力電圧と前記複数のバッテリセルの現在の総電圧とが一致しているか否かを尋ねる第2コマンドを受信することと、
前記制御ユニットが、前記アダプタの出力電圧と前記複数のバッテリセルの現在の総電圧とが一致しているか、高めであるか、または低めであるかを指示する前記第2コマンドの応答コマンドを前記アダプタに送信することと、を含む請求項9または10に記載の充電対象機器。 - 前記制御ユニットが前記データケーブルを介して前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタの出力を制御するプロセスは、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタから出力された前記充電対象機器を充電する充電電流を決定することを含み、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタから出力された前記充電対象機器を充電する充電電流を決定することは、
前記制御ユニットが、前記アダプタから送信された、前記充電対象機器の現在サポートする最大充電電流を尋ねる第3コマンドを受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器の現在サポートする最大充電電流を指示する前記第3コマンドの応答コマンドを前記アダプタに送信し、前記アダプタが、前記充電対象機器の現在サポートする最大充電電流に基づいて、前記第2充電モードでの前記アダプタから出力された前記充電対象機器を充電する充電電流を決定することと、を含む請求項9から11のいずれかに記載の充電対象機器。 - 前記制御ユニットが前記データケーブルを介して前記アダプタと双方向通信して、前記第2充電モードでの前記アダプタの出力を制御するプロセスは、
前記第2充電モードで充電するプロセスにおいて、前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記アダプタの出力電流を調整することを含み、
前記制御ユニットが前記アダプタと双方向通信して、前記アダプタの出力電流を調整することは、
前記制御ユニットが、前記アダプタから送信された、前記複数のバッテリセルの現在の総電圧を尋ねる第4コマンドを受信することと、
前記制御ユニットが、前記複数のバッテリセルの現在の総電圧を指示する前記第4コマンドの応答コマンドを前記アダプタに送信し、前記アダプタが前記複数のバッテリセルの現在の総電圧に基づいて、前記アダプタの出力電流を調整することと、を含む請求項9から12のいずれかに記載の充電対象機器。 - 第1変換ユニットが、第1バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第1バッテリコアから出力された直流電圧を第1交流電圧に変換するステップと、
前記第1交流電圧を受け入れ、前記第1交流電圧を振幅が前記第1交流電圧の振幅より大きい第2交流電圧に共振的に変換するステップと、
前記第2交流電圧を第2変換ユニットに容量結合し、前記第2変換ユニットは、前記第2交流電圧を第1充電電圧に変換して、前記第1バッテリコアの電圧と直列接続される第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第2バッテリコアを充電するステップと、
前記第2変換ユニットが、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を受け入れ、前記第2バッテリコアから出力された直流電圧を第3交流電圧に変換するステップと、
前記第3交流電圧を受け入れ、前記第3交流電圧を、その振幅が前記第3交流電圧の振幅より大きい第4交流電圧となるように共振的に変換するステップと、
前記第4交流電圧を前記第1変換ユニットに容量結合し、前記第1変換ユニットが、前記第4交流電圧を第2充電電圧に変換して前記第1バッテリコアの電圧と前記第2バッテリコアの電圧とが一致するように前記第1バッテリコアを充電するステップと、
を含む充電制御方法。
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