TW201703386A - 充電電路和移動終端 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例提供一種充電電路和移動終端，包括：第一電路，與充電介面相連，第一電路通過充電介面接收用於充電的直流電，並將充電介面提供的直流電轉換成交流電；第二電路，與電池相連，第二電路接收第一電路輸出的交流電，並將第一電路輸出的交流電轉換成直流電，為電池充電；電容耦合元件，位於第一電路和第二電路之間。本發明實施例中，通過電容耦合元件將充電線路的直流通路隔開，也就是說，充電電路上不存在直流通路，那麼，在第一電路失效時，充電介面輸出的直流電就不會直接輸出至第二電路和電池上，提高了充電電路的可靠性。

Description

充電電路和移動終端
本發明實施例涉及移動終端領域，並且更具體地，涉及一種充電電路和移動終端。
移動終端的使用越來越普及，移動終端的充電問題成為移動終端提供商重點關注的問題。
第1圖示出了習知的移動終端所使用的充電電路的電路圖。該電路圖稱為BUCK電路，主要包括：MOS電晶體，控制電路，二極體，電感和電池。充電時，控制電路控制MOS電晶體的導通與關斷，產生變化的方波電流，該方波電流從MOS電晶體流到電感，經電感穩壓後流到電池。
習知技術存在的主要問題，或者說風險在於，MOS電晶體可能會被擊穿，造成電流直接通過電感，電流電壓檢查電路及電池，這樣會造成電池超過極限電壓，導致災難性的後果。
造成MOS電晶體損壞的原因可以是：1、MOS電晶體誤導通，施加在MOS電晶體兩端的電壓超過了MOS電晶體的最大可承受電壓、靜電擊穿或浪湧；2、MOS電晶體品質不良，或整機製造工藝問題； 3、其他缺陷等。
正因為MOS電晶體存在較多問題，也為了避免上述問題，提高MOS電晶體的可靠性，習知的解決方案是：增加MOS電晶體的導通電阻(RDSON)的阻值，以提高MOS電晶體的耐壓性，但導通電阻很高會導致充電電路容易發熱，能量傳輸效率低等問題。
本發明實施例提供一種充電電路和移動終端，以提高移動終端內的充電電路的可靠性。
第一方面，提供一種充電電路，所述充電電路位於移動終端的充電介面和電池之間，包括：第一電路，與所述充電介面相連，其中，所述第一電路通過所述充電介面接收用於充電的直流電，並將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電；第二電路，與所述電池相連，其中，所述第二電路接收所述第一電路輸出的交流電，並將所述第一電路輸出的交流電轉換成直流電，為所述電池充電；電容耦合元件，位於所述第一電路和所述第二電路之間，以斷開所述第一電路和所述第二電路之間的直流通路，其中，所述電容耦合元件用於在所述第一電路正常工作時，將所述第一電路輸出的交流電耦合至所述第二電路，在所述第一電路因故障而無法生成交流電時，阻擋所述第一電路輸出的直流電。
結合第一方面，在第一方面的一種實現方式中，所述第一電路具體用於：通過控制所述第一電路內部的電晶體，對所述電容耦合元件中的電容進行充放電，將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電。
結合第一方面或其上述實現方式的任一種，在第一方面的另一種實現方式中，所述第一電路包括橋臂電路和用於控制所述橋臂電路的控制電路，其中，所述控制電路控制所述橋臂電路交替實現所述電容的充放電。
結合第一方面或其上述實現方式的任一種，在第一方面的另一種實現方式中，所述電容耦合元件中的電容為以下電容中的一種：印刷電路板(PCB)構成的電容，以及柔性印刷電路(FPC)板構成的電容。
結合第一方面或其上述實現方式的任一種，在第一方面的另一種實現方式中，所述電容耦合元件中的電容的尺寸、形狀或厚度是基於所述充電電路的結構而設計的。
結合第一方面或其上述實現方式的任一種，在第一方面的另一種實現方式中，所述第一電路包括橋臂電路，所述橋臂電路包括多個金屬氧化層半導體場效應電晶體(MOSFET)。
結合第一方面或其上述實現方式的任一種，在第一方面的另一種實現方式中，所述第二電路包括整流電路和濾波電路。
第二方面，提供一種移動終端，包括充電介面和電池，其中，在所述充電介面和所述電池之間設置有如第一方面或其上述實現方式的任一種中描述的充電電路。
結合第二方面，在第二方面的一種實現方式中，所述充電介面為通用序列匯流排USB介面。
結合第二方面或其上述實現方式的任一種，在第二方面的另一種實現方式中，所述移動終端支援普通充電模式和快速充電模式，其中，所述快速充電模式的充電電流大於所述普通充電模式的充電電流。
本發明實施例中，通過電容耦合元件將充電線路的直流通路隔開，也就是說，充電電路上不存在直流通路，那麼，在第一電路失效時，充電介面輸出的直流電就不會直接輸出至第二電路和電池上，提高了充電電路的可靠性。
10‧‧‧充電介面
20、52‧‧‧電池
30、53‧‧‧充電電路
31‧‧‧第一電路
32‧‧‧第二電路
33‧‧‧電容耦合元件
311、313‧‧‧控制電路
312‧‧‧半橋電路
314‧‧‧全橋電路
50‧‧‧移動終端
51‧‧‧充電介面
T1~T4‧‧‧電晶體
C1、C2‧‧‧電容
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實 施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出進步性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
第1圖是習知技術中的充電電路的電路圖。
第2圖是本發明實施例的充電電路的示意性方塊圖。
第3圖是本發明實施例的充電電路的示例圖。
第4圖是本發明實施例的充電電路的示例圖。
第5圖是本發明實施例的移動終端的示意性方塊圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出進步性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬於本發明保護的範圍。
第2圖是本發明實施例的充電電路的示意性方塊圖。第2圖的充電電路30設置在移動終端的充電介面10和電池20之間，所述充電電路30包括：第一電路31，與所述充電介面10相連，其中，所述第一電路31通過所述充電介面10接收用於充電的直流電，並將所述充電介面10提供的直流電轉換成交流電；第二電路32，與所述電池20相連，其中，所述第二電路32接收所述第一電路31輸出的交流電，並將所述第一電路31輸出的交流電轉換成直流電，為所述電池20充電；電容耦合元件33，位於所述第一電路31和所述第二電路32之間，以斷開所述第一電路31和所述第二電路32之間的直流通路，其中， 所述電容耦合元件33用於在所述第一電路31正常工作時，將所述第一電路31輸出的交流電耦合至所述第二電路32，在所述第一電路31因故障而無法生成交流電時，阻擋所述第一電路31輸出的直流電。
本發明實施例中，通過電容耦合元件將充電線路的直流通路隔開，也就是說，充電電路上不存在直流通路，那麼，在第一電路失效時，充電介面輸出的直流電就不會直接輸出至第二電路和電池上，提高了充電電路的可靠性。
應理解，所述充電介面10可以為通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)介面，該USB介面可以是普通的USB介面，或micro USB 介面。此外，還應理解，上述電池20可以是鋰電池。
應理解，上述第二電路32的作用可以是將第一電路31輸出的電流調整成適合為電池20充電的充電電流。第二電路32可以包括整流電路、濾波電路或穩壓電路等，該整流電路可以是二極體整流電路或三極管整流電路，具體參照習知技術的整流方式，此處不再詳述。
應理解，所述第二電路32可用於將所述第一電路31通過所述電容耦合元件33耦合至第二電路32的交流電調整成適於為所述電池20充電的直流電。
需要說明的是，第一電路31將充電介面10提供的直流電轉換成交流電可以是通過第一電路31對電容耦合元件33中的電容進行充放電實現的，即第一電路31通過一定的控制邏輯實現對電容耦合元件33中的電容進行充放電，當該控制邏輯的控制頻率達到一定程度時，從電容的角度來看，從第一電路31輸出的是交流電，而電容具有通交流、阻直流的功能，該交流電就會通過電容傳至第二電路32。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路31具體用於：通過控制所述第一電路31內部的電晶體，對所述電容耦合元件33中的電容進行充放電，將所述充電介面10提供的直流電轉換成交流電。
本發明實施例中，第一電路內部設置有電晶體(如MOS電 晶體)，電晶體容易發生擊穿，當電晶體發生擊穿時，第一電路就無法通過電晶體將直流轉換成交流，導致充電介面輸入的直流電直接施加到充電電路的後續器件或電池上，但是，本發明實施例在第一電路和第二電路之間設置了電容耦合元件，該電容耦合元件將充電電路的直流通路斷開，通交流、阻直流。也就是說，即使第一電路中的電晶體被擊穿或失效，充電介面輸入的直流電也無法流到第二電路或電池處，從而提高了移動終端充電電路的安全性。
此外，由於電容耦合元件具有很好的隔離性能，第一電路中的電晶體的導通電阻就可以做的很低(無需像習知技術那樣通過增加導通電阻來增加MOS電晶體耐壓性，從而增加電路的可靠性)，這樣會減少發熱和損耗，提高整個充電電路的能量傳遞效率。
應注意，本發明實施例對第一電路31的具體形式，電容耦合元件33中的電容的數量，以及第一電路31和電容耦合元件33中的電容的連接形式不作具體限定。例如，第一電路31可以是半橋電路，也可以是全橋電路；電容耦合元件33可以包括一個電容，也可以包括兩個電容。實際上，只要以上電路和元件的具體形式和連接關係能夠實現第一電路31通過電容耦合元件將能量傳遞至第二電路32即可。下文會結合具體的實施例進行詳細描述。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路31可包括橋臂電路和用於控制所述橋臂電路的控制電路，其中，所述控制電路控制所述橋臂電路動作，實現所述電容的充放電。例如，第一電路31可包括半橋電路，電容耦合元件33包括一個電容，第一電路31和第二電路32共地，該第一電路31分別與電容的一端和地相連，電容的另一端通過第二電路和電池接地。第一電路31通過控制半橋電路，實現電容的充電以及電容對地的放電。或者，第一電路31可以包括全橋電路，電容耦合元件33可以包括兩個電容，該全橋電路分別與該兩個電容相連，第一電路31通過控制全橋電路，交替改變兩個電容的電壓的方向。
需要說明的是，控制電路的取電方式可以有多種，例如，可以由充電電流供電，也可以由移動終端內部的電源供電。
可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件中的電容為以下電容中的一種：印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)構成的電容，以及柔性印刷電路(Flexible Printed Circuit，FPC)板構成的電容。可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件中的電容的尺寸、形狀或厚度是基於所述移動終端的結構而設計的。
具體地，PCB板構成的電容可以是利用PCB板材以及上面的銅箔特意構成的電容；FPC板構成的電容可以是利用FPC特意設計構成的電容。PCB板構成的電容及FPC板構成的電容的好處主要有：可以設計成任意形狀，任意大小，任意厚度，可以根據手機等終端的結構及形狀隨意設計。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路31可包括橋臂電路，所述橋臂電路包括多個金屬氧化層半導體場效應電晶體(MOSFET)。
可選地，作為一個實施例，所述第二電路可包括整流電路和濾波電路。
下面結合具體例子，更加詳細地描述本發明實施例。應注意，第3圖至第4圖的例子僅僅是為了幫助本領域技術人員理解本發明實施例，而非要將本發明實施例限於所例示的具體數值或具體場景。本領域技術人員根據所給出的第3圖至第4圖的例子，顯然可以進行各種等價的修改或變化，這樣的修改或變化也落入本發明實施例的範圍內。
舉例說明，參見第3圖，第一電路31可包括控制電路311和半橋電路312，其中，半橋電路312可包括電晶體T1和電晶體T2。電容耦合元件33可包括電容C1。在充電的過程中，控制電路311可交替控制電晶體T1和電晶體T2動作，實現對電容C1的充放電，從而將直流電轉換為交流電，經過電容C1流至第二電路32和電池20。
具體而言，在充電的過程中，控制電路311可以先控制電晶 體T1導通，電晶體T2斷開，此時，充電介面10輸入的直流電會經過電晶體T1對電容C1充電；然後，控制電路311可以控制電晶體T1斷開，電晶體T2導通，由於第一電路31和第二電路32共地，電容C1會對地放電。控制電路311按照上述方式反復控制半橋電路動作，就會形成能夠經過電容C1的交流電。
如果半橋電路312中的電晶體被擊穿，電容C1會阻止充電介面10輸出的直流電直接流到第二電路32和電池，從而提高了充電電路的可靠性。
再舉一例，參見第4圖。第一電路31可包括控制電路313和全橋電路314，其中，全橋電路314可包括電晶體T1、電晶體T2、電晶體T3和電晶體T4。電容耦合元件33包括電容C1和電容C2。在充電的過程中，控制電路313可先控制電晶體T1和電晶體T4動作，再控制電晶體T2和電晶體T4動作，交替改變電容C1和電容C2中的電壓的方向，從而將直流電轉換為交流電，經過電容C1和電容C2流至第二電路32和電池20。
具體而言，在充電的過程中，控制電路311可以先控制電晶體T1和電晶體T4導通，電晶體T2和電晶體T3斷開，此時，充電介面10輸入的直流電會經過電晶體T1、電容C2、電容C1、電晶體T4到地形成回路；然後，控制電路311可以控制電晶體T1和電晶體T4斷開，電晶體T2和電晶體T3導通，此時，充電介面10輸入的直流電會經過電晶體T3、電容C1、電容C2、電晶體T2到地形成回路。控制電路311按照上述方式反復控制全橋電路動作，就會形成能夠經過電容C1和電容C2的交流電。
如果全橋電路314中的電晶體被擊穿，電容C1和電容C2會阻止充電介面10輸出的直流電直接流到第二電路32和電池，從而提高了充電電路的可靠性。
第5圖是本發明實施例提供的一種移動終端的示意性方塊圖。移動終端50包括充電介面51、電池52、以及充電電路53，其中，所 述充電電路53可以採用上述充電電路30的任意一種實現方式。
本發明實施例中，通過電容耦合元件將充電線路的直流通路隔開，也就是說，充電電路上不存在直流通路，那麼，在第一電路失效時，充電介面輸出的直流電就不會直接輸出至第二電路和電池上，提高了充電電路的可靠性。
可選地，作為一個實施例，所述充電介面51為USB介面。
可選地，作為一個實施例，所述移動終端50支援普通充電模式和快速充電模式，其中，所述快速充電模式的充電電流大於所述普通充電模式的充電電流。
應理解，MOS電晶體被擊穿的現象在支援快速充電的移動終端中尤文嚴重，因此，採用本發明實施例的移動終端可以很好的解決快速充電時的MOS電晶體擊穿導致的線路不可靠的問題。
本發明實施例還提供一種充電電路，所述充電電路用於接收直流電，為電池充電，所述充電電路包括：第一電路，與所述直流電的輸入端相連，將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電；第二電路，與所述電池相連，其中，所述第二電路接收所述第一電路輸出的交流電，並將所述第一電路輸出的交流電轉換成直流電，為所述電池充電；電容耦合元件，位於所述第一電路和所述第二電路之間，以斷開所述第一電路和所述第二電路之間的直流通路，其中，所述電容耦合元件用於在所述第一電路正常工作時，將所述第一電路輸出的交流電耦合至所述第二電路，在所述第一電路因故障而無法生成交流電時，阻擋所述第一電路輸出的直流電。
本發明實施例中，通過電容耦合元件將充電線路的直流通路斷開，也就是說，輸入的直流電無法直接流向電池，那麼，在第一電路失效時，充電介面輸出的直流電就會被電容耦合元件阻擋下來，不會對電池 造成損害。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路具體用於：通過控制所述第一電路內部的電晶體，對所述電容耦合元件中的電容進行充放電，將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路包括橋臂電路和用於控制所述橋臂電路的控制電路，其中，所述控制電路控制所述橋臂電路交替實現所述電容的充放電。
可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件中的電容為以下電容中的一種：印刷電路板(PCB)構成的電容，以及柔性印刷電路(FPC)板構成的電容。
可選地，作為一個實施例，所述第一電路包括橋臂電路，所述橋臂電路包括多個金屬氧化層半導體場效應電晶體(MOSFET)。
可選地，作為一個實施例，所述第二電路包括整流電路和濾波電路。
可選地，作為一個實施例，所述充電電路用於移動終端。此外，可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件中的電容的尺寸、形狀或厚度是基於所述移動終端的結構而設計的。
本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及演算法步驟，能夠以電子硬體、或者電腦軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
所屬領域的技術人員可以清楚地瞭解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實 施例中的對應過程，在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統、裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或元件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些介面，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以儲存在一個電腦可讀取儲存介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對習知技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品儲存在一個儲存介質中，包括若干指令用以使得一台電腦設備(可以是個人電腦，伺服器，或者網路設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的儲存介質包括：隨身盤、移動硬碟、唯讀記憶體(ROM， Read-Only Memory)、隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以儲存程式碼的介質。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以申請專利範圍的保護範圍為准。
10‧‧‧充電介面
20‧‧‧電池
30‧‧‧充電電路
31‧‧‧第一電路
32‧‧‧第二電路
33‧‧‧電容耦合元件

Claims (10)

  1. 一種充電電路，位於移動終端的充電介面和電池之間，包括：第一電路，與所述充電介面相連，其中，所述第一電路通過所述充電介面接收用於充電的直流電，並將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電；第二電路，與所述電池相連，其中，所述第二電路接收所述第一電路輸出的交流電，並將所述第一電路輸出的交流電轉換成直流電，為所述電池充電；電容耦合元件，位於所述第一電路和所述第二電路之間，以斷開所述第一電路和所述第二電路之間的直流通路，其中，所述電容耦合元件用於在所述第一電路正常工作時，將所述第一電路輸出的交流電耦合至所述第二電路，在所述第一電路因故障而無法生成交流電時，阻擋所述第一電路輸出的直流電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的充電電路，其中，所述第一電路具體用於：通過控制所述第一電路內部的電晶體，對所述電容耦合元件中的電容進行充放電，將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的充電電路，其中，所述第一電路包括橋臂電路和用於控制所述橋臂電路的控制電路，其中，所述控制電路控制所述橋臂電路交替實現所述電容的充放電。
  4. 如申請專利範圍第1-3中任一項所述的充電電路，其中，所述電容耦合元件中的電容為以下電容中的一種：印刷電路板(PCB)構成的電容，以及柔性印刷電路(FPC)板構成的電容。
  5. 如申請專利範圍第1-3中任一項所述的充電電路，其中，所述電容耦合元件中的電容的尺寸、形狀或厚度是基於所述充電電路的結構而設計的。
  6. 如申請專利範圍第1-3中任一項所述的充電電路，其中，所述第一電路包括橋臂電路，所述橋臂電路包括多個金屬氧化層半導體場效應電晶體(MOSFET)。
  7. 如申請專利範圍第1-3中任一項所述的充電電路，其中，所述第二電路包括整流電路和濾波電路。
  8. 一種移動終端，包括充電介面和電池，其中，在所述充電介面和所述電池之間設置有如申請專利範圍第1-3中任一項所述的充電電路。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的移動終端，其中，所述充電介面為通用序列匯流排USB介面。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的移動終端，其中，所述移動終端支援普通充電模式和快速充電模式，其中，所述快速充電模式的充電電流大於所述普通充電模式的充電電流。
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