TW201832445A - 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，充電電路設置在移動終端的充電介面和電池之間，充電電路包括：在充電介面和電池之間依次串聯的第一電路、電容耦合元件和第二電路，電容耦合元件斷開了充電電路的直流通路。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圖示出了現有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，現有的解決方案是：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，所述充電電路設置在移動終端的充電介面和電池之間，所述充電電路包括：在所述充電介面和所述電池之間依次串聯的第一電路、電容耦合元件和第二電路，所述電容耦合元件斷開了所述充電電路的直流通路，其中，所述第一電路，包括橋臂電路以及控制所述橋臂電路的控制電路，所述橋臂電路與所述充電介面相連，用於在所述控制電路的控制下，對所述電容耦合元件中的電容進行充放電，以將所述充電介面輸出的用於充電的直流電轉換成交流電；所述第二電路，用於將所述第一電路通過所述電容耦合元件耦合至第二電路的交流電調整成適於為所述電池充電的直流電。
結合第一方面，在第一方面的一種實現方式中，所述電容耦合元件包括一個電容，所述橋臂電路為半橋電路，包括第一電晶體和第二電晶體，其中，所述第一電晶體的第一端與所述充電介面相連，所述第一電晶體的第二端與所述電容的第一端相連，所述第一電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述第二電晶體的第一端與所述第一電晶體的第二端相連，所述第二電晶體的第二端與地相連，所述第二電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述電容的第二端通過所述第二電路與地相連。
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，所述電容耦合元件包括第一電容和第二電容，所述橋臂電路為全橋電路，包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體和第四電晶體，其中，所述第一電晶體的第一端與所述充電介面相連，所述第一電晶體的第二端與所述第一電容的第一端相連，所述第一電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述第二電晶體的第一端與所述第一電晶體的第二端相連，所述第二電晶體的第二端與地相連，所述第二電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述第三電晶體的第一端與所述充電介面相連，所述第三電晶體的第二端與所述第二電容的第一端相連，所述第三電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述第四電晶體的第一端與所述第三電晶體的第二端相連，所述第四電晶體的第二端與地相連，所述第四電晶體的控制端與所述控制電路相連；所述第一電容的第二端與所述第二電路相連；所述第二電容的第二端與所述第二電路相連。
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移動終端的結構而設計的。
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，一種移動終端，包括：充電介面，電池，以及設置在所述充電介面和所述電池之間的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和快速充電兩種充電模式，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‧‧‧控制電路
312‧‧‧橋臂電路
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電路圖。
第4圖是本發明實施例的充電電路的電路圖。
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一種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：在所述充電介面10和所述電池20之間依次串聯的第一電路31、電容耦合元件33和第二電路32，所述電容耦合元件33斷開了所述充電電路30的直流通路，其中，所述第一電路31，包括橋臂電路312以及控制所述橋臂電路的控制電路311，所述橋臂電路312與所述充電介面10相連，用於在所述控制電路311的控制下，對所述電容耦合元件33中的電容進行充放電，以將所述充電介面10輸出的用於充電的直流電轉換成交流電；所述第二電路32，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。
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，參見第3圖，所述電容耦合元件33包括一個電容C1，所述橋臂電路為半橋電路，包括第一電晶體T1和第二電晶體T2，其中，所述第一電晶體T1的第一端與所述充電介面10相連，所述第一電晶體T2的第二端與所述電容C1的第一端相連，所述第一電晶體T1的控制端與所述控制電路311相連；所述第二電晶體T2的第一端與所述第一電晶體T1的第二端相連，所述第二電晶體T2的第二端與地相連， 所述第二電晶體T2的控制端與所述控制電路311相連；所述電容C1的第二端通過所述第二電路32、所述電池20與地相連。
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，導致充電介面輸人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。
可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件33包括第一電容C1和第二電容C2，所述橋臂電路312為全橋電路，包括第一電晶體T1、第二電晶體T2、第三電晶體T3和第四電晶體T4，其中，所述第一電晶體T1的第一端與所述充電介面10相連，所述第一電晶體T1的第二端與所述第一電容C1的第一端相連，所述第一電晶體T1的控制端與所述控制電路311相連；所述第二電晶體T2的第一端與所述第一電晶體T1的第二端相連，所述第二電晶體T2的第二端與地相連，所述第二電晶體T2的控制端與所述控制電路311相連；所述第三電晶體T3的第一端與所述充電介面10相連，所述第三電晶體T3的第二端與所述第二電容C2的第一端相連，所述第三電晶體T3的控制端與所述控制電路311相連；所述第四電晶體T4的第一端與所述第三電晶體T3的第二端相連，所述第四電晶體T4的第二端與地相連，所述第四電晶體T4的控制端與所述控制電路311相 連；所述第一電容C1的第二端與所述第二電路32相連；所述第二電容C2的第二端與所述第二電路32相連。
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。
可選地，作為一個實施例，所述電容耦合元件33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。
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。
可選地，作為一個實施例，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。
第5圖是本發明實施例的移動終端的示意性方塊圖。第5圖的移動終端50包括充電介面51、電池52、以及充電電路53，其中，所述充電電路可以是採用上述充電電路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為嚴重，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：隨身碟、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。

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，所述第一電路內的電晶體為低導通電阻的電晶體。
  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. 如申請專利範圍第1項所述的充電電路，其中，所述電容耦合元件包括至少一個電容，所述第一電路和所述第二電路共地，所述第一電路分別與所述電容和地相連，所述電容的另一端與第二電路連接，所述第二電路與所述電池連接；所述充電電路另包括控制電路，用於控制所述第一電路，使得通過所述充電介面輸入的直流電對所述電容充電，以及控制所述第一電路，使得所述電容對地放電，以實現將所述充電介面提供的直流電轉換成交流電。
  9. 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。
  10. 如申請專利範圍第9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。
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