一种手持终端的充电系统和充电方法
【专利摘要】本发明涉及一种手持终端的充电系统和充电方法，包括MCU控制电路、USB电路和电池，还包括用于DC充电的DC充电电路和用于选择DC充电或USB充电的DC-USB充电选择电路，所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GPIO端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电，让能够让手持终端实现USB充电、DC充电或USB+DC充电的自由切换。
【专利说明】一种手持终端的充电系统和充电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及手持终端设备充电【技术领域】，尤其涉及一种手持终端的充电系统和充电方法。
【背景技术】
[0002]目前市面上的手持终端设备一般只具备USB充电功能，实现该功能的USB电路的USB接口把USB数据传输、USB-OTG设备连接、USB CHARGER充电等功能集成为一体，以达到一口多用的目的。USB电路的USB接口为多合一接口，在物理结构上减少了外围接口，不过也直接产生了当使用USB接口实现USB数据传输功能时就不能使用USB-OTG设备连接功能、或使用USB接口实现USB-OTG设备连接功能时就不能使用USB充电功能的后果。而且，目前利用USB电路对手持终端设备进行充电的充电电流较小，不能满足手持终端设备快速充电的需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种手持终端的充电系统和充电方法，能够让手持终端实现USB充电、DC充电或USB+DC充电的自由切换。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]第一方面,提供一种手持终端的充电系统，包括MCU控制电路、USB电路和电池,所述USB电路的电压输入VBUS端和MCU控制电路连接，所述USB电路的电压输出端和电池的电池供电VBAT端连接，还包括用于DC充电的DC充电电路和用于选择DC充电或USB充电的DC-USB充电选择电路，所述DC充电电路的电压输入VCHG端和MCU控制电路连接，所述DC充电电路的电压输出端和所述电池供电VBAT端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输入端和MCU控制电路的GP1端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输出端分别与USB电路、DC充电电路连接；所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电。
[0006]其中，所述DC充电电路包括AW3215-2013型的充电管理芯片U1705、电容C1716、电容C1715、电容C1712、电阻R1732、电阻R1718、电容C1717、电容C1718、电阻R1717和电感L1705 ;所述U1705的第I引脚分别连接电容C1716的一端、电容C1715的一端、电容C1712的一端、DC充电电路的电压输入VCHG端和所述U1705的第8引脚，所述U1705的第2引脚连接电阻R1718的一端，所述U1705的第3引脚连接MCU控制电路的GP1076-AW3215-EN端，所述U1705的第4引脚连接MCU控制电路的GP1075-AW3215-CTRL端，所述U1705的第5引脚分别连接MCU控制电路的EINT-AW3215端、电阻R1732的一端，所述U1705的第6引脚分别连接电容C1718的一端、电池的电池供电VBAT端、电阻R1717的一端，所述U1705的第9引脚连接电容C1717的一端，所述U1705的第10引脚连接电感L1705的一端，电感L1705的另一端分别连接U1705的第7引脚、电阻R1717的另一端，所述U1705的第11引脚、U1705的第12引脚、电容C1716的另一端、电容C1715的另一端、电容C1712的另一端、电阻R1718的另一端、电容Cl718的另一端、电容Cl717的另一端均接地，电阻Rl732的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端。
[0007]其中，所述电容C1712为22pF电容，所述电容C1715为IuF电容，所述电容C1716为IuF电容，所述电阻R1732为100ΚΩ电阻，所述电阻R1718为10ΚΩ电阻，所述电容C1717为4.7uF电容，所述电容C1718为1uF电容，所述电阻R1717为0.068 Ω电阻，所述电感L1705为2.2uH电感。
[0008]其中，所述DC-USB充电选择电路包括RB160M-40型的二极管D1701、Si2301CDS-Tl-GE3 型的 P 通道MOSFET 管 Q1702、电阻R1719、S0T23/SMD-FJY4002R-PNP 型的三极管 Q1603、电阻 R1721、电阻 R1735、电阻 R1720、S0T23/SMD_SST3904 型的三极管 Q1602、电阻R1723和电阻R1733 ;所述P通道MOSFET管Q1702的漏极连接二极管D1701的负极，所述二极管D1701的正极连接DC充电电路的电压输入VCHG端，所述MOSFET管Q1702的源极连接USB电路的电压输入VBUS端，所述MOSFET管Q1702的栅极分别连接电阻R1719的一端、三极管Q1603的集电极，电阻R1719的另一端接地，三极管Q1603的发射极连接电阻R1735的一端，电阻R1735的另一端分别连接DC充电电路的电压输入VCHG端、电阻R1720的一端，三极管Q1603的基极连接电阻R1721的一端，电阻R1721的另一端分别连接电阻R1720的另一端、三极管Q1602的集电极，三极管Q1602的发射极接地，三极管Q1602的基极连接电阻R1723的一端，电阻R1723的另一端分别连接电阻R1733的一端、MCU控制电路的GP1073-DC-CHGDET端，电阻R1733的另一端接地。
[0009]其中，所述电阻R1719为1ΜΩ电阻，所述电阻R1721为IK Ω电阻，所述电阻R1720为100ΚΩ电阻，所述电阻R1723为1ΚΩ电阻，所述电阻R1733为100KΩ电阻。
[0010]其中，所述手持终端的充电系统还包括预充电指示灯控制电路，所述预充电指示灯控制电路包括SSM3K35MFV型的MOS管Q1701，所述MOS管Q1701的源极连接MCU控制电路的检测PCH-DET端，所述MOS管Q1701的漏极连接MCU控制电路的信号PCH-LED端，所述MOS管Q1701的栅极连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端。
[0011]其中，所述手持终端的充电系统还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括FAN5405/BQ24158-2012型的电池管理芯片U1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻RlO和LQM2HPN2R2MG0型的电感LI ；
[0012]所述电池管理芯片Ul的Al引脚分别连接电容C2的一端、电阻R9的一端、电池管理芯片Ul的A2引脚，所述电池管理芯片Ul的BI引脚分别连接电容C4的一端、电池管理芯片Ul的B2引脚、电池管理芯片Ul的B3引脚，电容C4的另一端接地，所述电池管理芯片Ul的B4引脚连接MCU控制电路的双向数据SDA6端，所述电池管理芯片Ul的A4引脚连接MCU控制电路的时钟SCL6端，所述电池管理芯片Ul的E2引脚连接MCU控制电路的GP10-CHG-EN端，所述电池管理芯片Ul的D4引脚连接电阻R7的一端，所述电池管理芯片Ul的C4引脚分别连接MCU控制电路的CHG-STAT端、电阻R6的一端，所述电池管理芯片Ul的E3引脚分别连接电阻R7的另一端、电容C5的一端，所述电池管理芯片Ul的E4引脚分别连接电容ClO的一端、电阻RlO的一端、电阻R8的一端、电阻R4的一端、所述电池管理芯片Ul的Dl引脚、D2引脚和D3引脚均接地，所述电池管理芯片Ul的Cl引脚分别连接电池管理芯片Ul的C2引脚、电池管理芯片Ul的C3引脚、电容C6的一端、电感LI的一端，所述电池管理芯片Ul的A3引脚连接电容C6的另一端，电感LI的另一端分别连接电容C7的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、所述电池管理芯片Ul的El引脚、电阻R4的另一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻正极ISENSE端，电容C7的另一端、电容C9的另一端、电容C8的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R9的另一端分别连接电容C3的一端、USB电路的电压输入VBUS端，电容C3的另一端接地，电阻R6的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端，电容C5的另一端、电容ClO的另一端均接地，电阻RlO的另一端连接电池的电池供电VBAT端，电阻R8的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻负极BATSNS端，
[0013]USB电路的电压输入VBUS端分别连接电阻Rl的一端、电阻R2的一端、电容Cl的一端，电容Cl的另一端接地，电阻R2的另一端连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端，电阻Rl的另一端分别连接电阻R3的一端、MCU控制电路的充电电压检测VCDT端，电阻R3的另一端接地。
[0014]其中，所述电容Cl为IuF电容、电容C2为4.7uF电容、电容C3为22pF电容、电容C4为4.7uF电容、电容C5为IuF电容、电容C6为1nF电容、电容C7为4.7uF电容、电容C8为22pF电容、电容C9为10nF电容、电容ClO为4.7uF电容、电阻Rl为330K Ω电阻、电阻R2为3.3ΚΩ电阻、电阻R3为39ΚΩ电阻、电阻R4为0.056 Ω电阻、电阻R6为10ΚΩ电阻、电阻R7为100K Ω电阻。
[0015]第二方面，提供一种应用于上述手持终端的充电系统的充电方法，所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电，包括:
[0016]当MCU控制电路检测到USB电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设低电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号接通USB电路，以便对手持终端进行USB充电；
[0017]当MCU控制电路检测到DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设高电平信号接通DC充电电路，以便对手持终端进行DC充电；
[0018]当MCU控制电路检测到USB电路和DC充电电路均插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端同时输出对应预设低电平信号和对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号和预设高电平信号同时接通USB电路和DC充电电路，以便对手持终端同时进行USB充电和DC充电。
[0019]其中，所述的手持终端的充电方法，还包括:
[0020]当MCU控制电路停止工作时，
[0021 ] DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，所述手持终端进入关机DC充电模式。
[0022]本发明的有益效果在于:一种手持终端的充电系统和充电方法，包括MCU控制电路、USB电路和电池，所述USB电路的电压输入VBUS端和MCU控制电路连接，所述USB电路的电压输出端和电池的电池供电VBAT端连接，还包括用于DC充电的DC充电电路和用于选择DC充电或USB充电的DC-USB充电选择电路，所述DC充电电路的电压输入VCHG端和MCU控制电路连接，所述DC充电电路的电压输出端和所述电池供电VBAT端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输入端和MCU控制电路的GP1端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输出端分别与USB电路、DC充电电路连接；所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电，让能够让手持终端实现USB充电、DC充电或USB+DC充电的自由切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明提供的手持终端的充电系统的结构方框图。
[0025]图2是本发明提供的DC充电电路的电路结构示意图。
[0026]图3是本发明提供的DC-USB充电选择电路的电路结构示意图。
[0027]图4是本发明提供的预充电指示灯控制电路的电路结构示意图。
[0028]图5是本发明提供的电池管理电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]请参考图1，其是本发明提供的手持终端的充电系统的结构方框图。
[0031]一种手持终端的充电系统，包括MCU控制电路、USB电路和电池，所述USB电路的电压输入VBUS端和MCU控制电路连接，所述USB电路的电压输出端和电池的电池供电VBAT端连接，还包括用于DC充电的DC充电电路和用于选择DC充电或USB充电的DC-USB充电选择电路，所述DC充电电路的电压输入VCHG端和MCU控制电路连接，所述DC充电电路的电压输出端和所述电池供电VBAT端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输入端和MCU控制电路的GP1端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输出端分别与USB电路、DC充电电路连接；所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电。
[0032]本发明提供的手持终端的充电系统，包括DC充电电路，所述DC充电电路在手持终端物理结构的外围设置一个DC充电接口，使手持终端可实现USB充电、DC充电、USB+DC充电、DC充电+USB-OTG设备连接、DC充电+USB数据传输等功能，实现功能多样化，且在不影响其他功能的情况下使手持终端的充电性能大大提升，用户体验度高。
[0033]USB+DC充电即同时进行USB充电和DC充电。
[0034]请参考图2，其是本发明提供的DC充电电路的电路结构示意图。
[0035]其中，所述DC充电电路包括AW3215-2013型的充电管理芯片U1705、电容C1716、电容C1715、电容C1712、电阻R1732、电阻R1718、电容C1717、电容C1718、电阻R1717和电感L1705 ;所述U1705的第I引脚分别连接电容C1716的一端、电容C1715的一端、电容C1712的一端、DC充电电路的电压输入VCHG端和所述U1705的第8引脚，所述U1705的第2引脚连接电阻Rl 718的一端，所述U1705的第3引脚连接MCU控制电路的GP1076-AW3215-EN端，所述U1705的第4引脚连接MCU控制电路的GP1075-AW3215-CTRL端，所述U1705的第5引脚分别连接MCU控制电路的EINT-AW3215端、电阻R1732的一端，所述U1705的第6引脚分别连接电容C1718的一端、电池的电池供电VBAT端、电阻R1717的一端，所述U1705的第9引脚连接电容C1717的一端，所述U1705的第10引脚连接电感L1705的一端，电感L1705的另一端分别连接U1705的第7引脚、电阻R1717的另一端，所述U1705的第11引脚、U1705的第12引脚、电容C1716的另一端、电容C1715的另一端、电容C1712的另一端、电阻R1718的另一端、电容C1718的另一端、电容C1717的另一端均接地，电阻R1732的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端。
[0036]AW3215-2013型的充电管理芯片U1705采用开关充电架构，具备防反灌功能和较高的充电效率，有效降低了大电流充电给手持终端的主板带来的温升。AW3215-2013型的充电管理芯片U1705的充电流程包括:激活、涓流、恒流和恒压四个阶段。激活电流为50mA，涓流电流为200mA，恒流的充电电流为1.5A大电流。1.5A的电流充电的最高效率能够达到88%左右，而一般线性充电的最高效率也就只能达到70%左右。可见，本发明提供的手持终端的充电系统的充电效率高，充电时间短。该充电管理芯片U1705采用纤小的DFN 3x3-12L封装，自动控制充电流程，电池电压下降到4V以下时自动重新充电。
[0037]其中，所述电容C1712为22pF电容，所述电容C1715为IuF电容，所述电容C1716为IuF电容，所述电阻R1732为100ΚΩ电阻，所述电阻R1718为10ΚΩ电阻，所述电容C1717为4.7uF电容，所述电容C1718为1uF电容，所述电阻R1717为0.068 Ω电阻，所述电感L1705为2.2uH电感。
[0038]所述电阻R1717为0805型电阻，0805指该帖片电阻的外形尺寸为1.27mm(80mil)长、2.032mm(50mil)宽。
[0039]本发明提供的手持终端的充电系统，是大功率充电系统，解决了使用电池的手持终端充电慢以及充电时不能使用USB接口相关功能的难题。使用本发明提供的手持终端的充电系统，相对于单独采用USB充电的手持终端的充电时间可减少三倍以上，在充电的同时还可让USB接口空闲，不影响其他相关功能的正常使用。
[0040]请参考图3，其是本发明提供的DC-USB充电选择电路的电路结构示意图。
[0041]其中，所述DC-USB充电选择电路包括RB160M-40型的二极管D1701、Si2301CDS-Tl-GE3 型的 P 通道MOSFET 管 Q1702、电阻R1719、S0T23/SMD-FJY4002R-PNP 型的三极管 Q1603、电阻 R1721、电阻 R1735、电阻 R1720、S0T23/SMD_SST3904 型的三极管 Q1602、电阻R1723和电阻R1733 ;所述P通道MOSFET管Q1702的漏极连接二极管D1701的负极，所述二极管D1701的正极连接DC充电电路的电压输入VCHG端，所述MOSFET管Q1702的源极连接USB电路的电压输入VBUS端，所述MOSFET管Q1702的栅极分别连接电阻R1719的一端、三极管Q1603的集电极，电阻R1719的另一端接地，三极管Q1603的发射极连接电阻R1735的一端，电阻R1735的另一端分别连接DC充电电路的电压输入VCHG端、电阻R1720的一端，三极管Q1603的基极连接电阻R1721的一端，电阻R1721的另一端分别连接电阻R1720的另一端、三极管Q1602的集电极，三极管Q1602的发射极接地，三极管Q1602的基极连接电阻R1723的一端，电阻R1723的另一端分别连接电阻R1733的一端、MCU控制电路的GP1073-DC-CHGDET端，电阻R1733的另一端接地。
[0042]其中，所述电阻R1719为1ΜΩ电阻，所述电阻R1721为IK Ω电阻，所述电阻R1720为100ΚΩ电阻，所述电阻R1723为1ΚΩ电阻，所述电阻R1733为100KΩ电阻。
[0043]请参考图4，其是本发明提供的预充电指示灯控制电路的电路结构示意图。
[0044]其中，所述手持终端的充电系统还包括预充电指示灯控制电路,所述预充电指示灯控制电路包括SSM3K35MFV型的MOS管Q1701，所述MOS管Q1701的源极连接MCU控制电路的检测PCH-DET端，所述MOS管Q1701的漏极连接MCU控制电路的信号PCH-LED端，所述MOS管Q1701的栅极连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端。
[0045]本发明提供的手持终端的充电系统的充电过程分为分四个阶段，分别为:
[0046]1、激活阶段:以50mA唤醒充电电路；
[0047]2、涓流阶段:又称预充电状态，以200mA电流涓流充电，手持终端处于关机状态，MCU控制电路不工作；
[0048]3、恒流阶段:又称恒流充电状态，以1.5A大电流恒流充电，电流快速充电，MCU控制电路工作；
[0049]4、恒压阶段:又称恒压充电状态，电流逐渐变小，电压维持不变，当电流减小到接近为O时，MCU控制电路发出控制信号停止充电。
[0050]MCU控制电路对应不同阶段向预充电指示灯控制电路发出不同的控制信号，以控制与预充电指示灯控制电路连接的LED灯显示不同的颜色，或点亮不同的LED灯。
[0051]请参考图5，其是本发明提供的电池管理电路的电路结构示意图。
[0052]其中，所述手持终端的充电系统还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括FAN5405/BQ24158-2012型的电池管理芯片U1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻RlO和LQM2HPN2R2MG0型的电感LI ；
[0053]所述电池管理芯片Ul的Al引脚分别连接电容C2的一端、电阻R9的一端、电池管理芯片Ul的A2引脚，所述电池管理芯片Ul的BI引脚分别连接电容C4的一端、电池管理芯片Ul的B2引脚、电池管理芯片Ul的B3引脚，电容C4的另一端接地，所述电池管理芯片Ul的B4引脚连接MCU控制电路的双向数据SDA6端，所述电池管理芯片Ul的A4引脚连接MCU控制电路的时钟SCL6端，所述电池管理芯片Ul的E2引脚连接MCU控制电路的GP10-CHG-EN端，所述电池管理芯片Ul的D4引脚连接电阻R7的一端，所述电池管理芯片Ul的C4引脚分别连接MCU控制电路的CHG-STAT端、电阻R6的一端，所述电池管理芯片Ul的E3引脚分别连接电阻R7的另一端、电容C5的一端，所述电池管理芯片Ul的E4引脚分别连接电容ClO的一端、电阻RlO的一端、电阻R8的一端、电阻R4的一端、所述电池管理芯片Ul的Dl引脚、D2引脚和D3引脚均接地，所述电池管理芯片Ul的Cl引脚分别连接电池管理芯片Ul的C2引脚、电池管理芯片Ul的C3引脚、电容C6的一端、电感LI的一端，所述电池管理芯片Ul的A3引脚连接电容C6的另一端，电感LI的另一端分别连接电容C7的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、所述电池管理芯片Ul的El引脚、电阻R4的另一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻正极ISENSE端，电容C7的另一端、电容C9的另一端、电容C8的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R9的另一端分别连接电容C3的一端、USB电路的电压输入VBUS端，电容C3的另一端接地，电阻R6的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端，电容C5的另一端、电容ClO的另一端均接地，电阻RlO的另一端连接电池的电池供电VBAT端，电阻R8的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻负极BATSNS端，
[0054]USB电路的电压输入VBUS端分别连接电阻Rl的一端、电阻R2的一端、电容Cl的一端，电容Cl的另一端接地，电阻R2的另一端连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端，电阻Rl的另一端分别连接电阻R3的一端、MCU控制电路的充电电压检测VCDT端，电阻R3的另一端接地。
[0055]FAN5405/BQ24158-2012型的电池管理芯片Ul为手机锂电池管理芯片，电池管理电路结合高度集成的开关模式充电器可在最大程度上缩短USB电源的单体锂离子充电时间，也可结合升压调节器通过电池给USB外设供电。通过操作速度高达3.4Mbps的I2C接口，即SDA6接口和SCL6接口，可对充电参数和工作模式进行编程。电池电量低于内部阀值时，电池管理芯片Ul自动重新开始充电周期。如果移除了输入源，电池管理芯片Ul会进入高阻抗模式，防止输入端电池的漏电。充电状态报告通过I2C接口发回给MCU控制电路。电池管理芯片Ul温度达到120°C时充电电流会减小。FAN5405/BQ24158-2012型的电池管理芯片Ul采用1.96x1.87mm,20凸块、0.4mm间距WLCSP封装。
[0056]其中，所述电容Cl为IuF电容、电容C2为4.7uF电容、电容C3为22pF电容、电容C4为4.7uF电容、电容C5为IuF电容、电容C6为1nF电容、电容C7为4.7uF电容、电容C8为22pF电容、电容C9为10nF电容、电容ClO为4.7uF电容、电阻Rl为330K Ω电阻、电阻R2为3.3ΚΩ电阻、电阻R3为39ΚΩ电阻、电阻R4为0.056 Ω电阻、电阻R6为10ΚΩ电阻、电阻R7为100K Ω电阻。
[0057]其中，所述电阻R4、电阻R9、电阻RlO均为0805型电阻。
[0058]上述各种电路，本领域技术人员还可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用不同的电路连接方式和不同参数的元器件以实现各电路对应的功能，此处不再举例赘述。
[0059]一种应用于上述的手持终端的充电系统的充电方法，所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电，包括:
[0060]当MCU控制电路检测到USB电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设低电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号接通USB电路，以便对手持终端进行USB充电；
[0061]当MCU控制电路检测到DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设高电平信号接通DC充电电路，以便对手持终端进行DC充电；
[0062]当MCU控制电路检测到USB电路和DC充电电路均插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端同时输出对应预设低电平信号和对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号和预设高电平信号同时接通USB电路和DC充电电路，以便对手持终端同时进行USB充电和DC充电。
[0063]其中，上述手持终端的充电方法，还包括:
[0064]当MCU控制电路停止工作时，
[0065]DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，所述手持终端进入关机DC充电模式。
[0066]本发明提供的手持终端的充电方法，在USB电路的基础上，重新设计了另外一套独立的DC充电电路，兼容软开关(软件与外围电路配合)或者硬接口(USB接口/DC接口)实现USB充电、DC充电、USB+DC充电的自由切换，物理结构上在USB接口的基础上添加独立的DC充电接口，其中DC充电电路采用大功率充电模式以解决手持终端充电慢的现状。关机状态下插入DC充电器，手持终端进入关机充电模式。正常情况下充电模式由插入的充电器个数以及种类决定，软件控制充电流程逻辑，达到DC充电、USB充电互不干扰以及DC充电与USB其他功能互不干扰的目的。
[0067]一种手持终端的充电系统和充电方法，能够让手持终端实现USB充电、DC充电或USB+DC充电的自由切换，DC充电方法效率高且DC充电时不影响USB电路功能的使用。
[0068]以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种手持终端的充电系统，包括MCU控制电路、USB电路和电池，所述USB电路的电压输入VBUS端和MCU控制电路连接，所述USB电路的电压输出端和电池的电池供电VBAT端连接，其特征在于:还包括用于DC充电的DC充电电路和用于选择DC充电或USB充电的DC-USB充电选择电路，所述DC充电电路的电压输入VCHG端和MCU控制电路连接，所述DC充电电路的电压输出端和所述电池供电VBAT端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输入端和MCU控制电路的GP1端连接，所述DC-USB充电选择电路的电平信号输出端分别与USB电路、DC充电电路连接；所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电。
2.根据权利要求1所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述DC充电电路包括AW3215-2013型的充电管理芯片U1705、电容C1716、电容C1715、电容C1712、电阻R1732、电阻R1718、电容C1717、电容C1718、电阻R1717和电感L1705 ;所述U1705的第I引脚分别连接电容C1716的一端、电容C1715的一端、电容C1712的一端、DC充电电路的电压输入VCHG端和所述U1705的第8引脚，所述U1705的第2引脚连接电阻R1718的一端，所述U1705的第3弓丨脚连接MCU控制电路的GP1076-AW3215-EN端，所述U1705的第4弓丨脚连接MCU控制电路的GP1075-AW3215-CTRL端，所述U1705的第5引脚分别连接MCU控制电路的EINT-AW3215端、电阻R1732的一端，所述U1705的第6引脚分别连接电容C1718的一端、电池的电池供电VBAT端、电阻R1717的一端，所述U1705的第9引脚连接电容C1717的一端，所述U1705的第10引脚连接电感L1705的一端，电感L1705的另一端分别连接U1705的第7引脚、电阻R1717的另一端，所述U1705的第11引脚、U1705的第12引脚、电容C1716的另一端、电容C1715的另一端、电容C1712的另一端、电阻R1718的另一端、电容C1718的另一端、电容C1717的另一端均接地，电阻R1732的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端。
3.根据权利要求2所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述电容C1712为22pF电容，所述电容C1715为IuF电容，所述电容C1716为IuF电容，所述电阻R1732为100K Ω电阻，所述电阻R1718为10ΚΩ电阻，所述电容C1717为4.7uF电容，所述电容C1718为1uF电容，所述电阻R1717为0.068 Ω电阻，所述电感L1705为2.2uH电感。
4.根据权利要求1所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述DC-USB充电选择电路包括 RB160M-40 型的二极管 D1701、Si2301CDS-Tl-GE3 型的 P 通道 MOSFET 管 Q1702、电阻R1719、S0T23/SMD-FJY4002R-PNP 型的三极管 Q1603、电阻 R1721、电阻 R1735、电阻 R1720、S0T23/SMD-SST3904型的三极管Q1602、电阻R1723和电阻R1733 ;所述P通道MOSFET管Q1702的漏极连接二极管D1701的负极，所述二极管D1701的正极连接DC充电电路的电压输入VCHG端，所述MOSFET管Q1702的源极连接USB电路的电压输入VBUS端，所述MOSFET管Q1702的栅极分别连接电阻R1719的一端、三极管Q1603的集电极，电阻R1719的另一端接地，三极管Q1603的发射极连接电阻R1735的一端，电阻R1735的另一端分别连接DC充电电路的电压输入VCHG端、电阻R1720的一端，三极管Q1603的基极连接电阻R1721的一端，电阻R1721的另一端分别连接电阻R1720的另一端、三极管Q1602的集电极，三极管Q1602的发射极接地，三极管Q1602的基极连接电阻R1723的一端，电阻R1723的另一端分别连接电阻R1733的一端、MCU控制电路的GP1073-DC-CHGDET端，电阻R1733的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述电阻R1719为1ΜΩ电阻，所述电阻R1721为1ΚΩ电阻，所述电阻R1720为100ΚΩ电阻，所述电阻R1723为IK Ω电阻，所述电阻R1733为100ΚΩ电阻。
6.根据权利要求1所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述手持终端的充电系统还包括预充电指示灯控制电路，所述预充电指示灯控制电路包括SSM3K35MFV型的MOS管Q1701，所述MOS管Q1701的源极连接MCU控制电路的检测PCH-DET端，所述MOS管Q1701的漏极连接MCU控制电路的信号PCH-LED端，所述MOS管Q1701的栅极连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端。
7.根据权利要求1所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述手持终端的充电系统还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括FAN5405/BQ24158-2012型的电池管理芯片U1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻RlO和 LQM2HPN2R2MG0 型的电感 LI ； 所述电池管理芯片Ul的Al引脚分别连接电容C2的一端、电阻R9的一端、电池管理芯片Ul的A2引脚，所述电池管理芯片Ul的BI引脚分别连接电容C4的一端、电池管理芯片Ul的B2引脚、电池管理芯片Ul的B3引脚，电容C4的另一端接地，所述电池管理芯片Ul的B4弓丨脚连接MCU控制电路的双向数据SDA6端，所述电池管理芯片Ul的A4引脚连接MCU控制电路的时钟SCL6端，所述电池管理芯片Ul的E2引脚连接MCU控制电路的GP10-CHG-EN端，所述电池管理芯片Ul的D4引脚连接电阻R7的一端，所述电池管理芯片Ul的C4引脚分别连接MCU控制电路的CHG-STAT端、电阻R6的一端，所述电池管理芯片Ul的E3引脚分别连接电阻R7的另一端、电容C5的一端，所述电池管理芯片Ul的E4引脚分别连接电容ClO的一端、电阻RlO的一端、电阻R8的一端、电阻R4的一端、所述电池管理芯片Ul的Dl弓丨脚、D2引脚和D3引脚均接地，所述电池管理芯片Ul的Cl引脚分别连接电池管理芯片Ul的C2引脚、电池管理芯片Ul的C3引脚、电容C6的一端、电感LI的一端,所述电池管理芯片Ul的A3引脚连接电容C6的另一端，电感LI的另一端分别连接电容C7的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、所述电池管理芯片Ul的El引脚、电阻R4的另一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻正极ISENSE端，电容C7的另一端、电容C9的另一端、电容C8的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R9的另一端分别连接电容C3的一端、USB电路的电压输入VBUS端，电容C3的另一端接地，电阻R6的另一端连接MCU控制电路的V1018-PMU端，电容C5的另一端、电容ClO的另一端均接地，电阻RlO的另一端连接电池的电池供电VBAT端，电阻R8的另一端连接MCU控制电路的充电电流检测电阻负极BATSNS端， USB电路的电压输入VBUS端分别连接电阻Rl的一端、电阻R2的一端、电容Cl的一端，电容Cl的另一端接地，电阻R2的另一端连接MCU控制电路的充电电流调节CHR-LDO端，电阻Rl的另一端分别连接电阻R3的一端、MCU控制电路的充电电压检测VCDT端，电阻R3的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的手持终端的充电系统，其特征在于，所述电容Cl为IuF电容、电容C2为4.7uF电容、电容C3为22pF电容、电容C4为4.7uF电容、电容C5为IuF电容、电容C6为1nF电容、电容C7为4.7uF电容、电容C8为22pF电容、电容C9为10nF电容、电容ClO为4.7uF电容、电阻Rl为330K Ω电阻、电阻R2为3.3K Ω电阻、电阻R3为39K Ω电阻、电阻R4为0.056 Ω电阻、电阻R6为10ΚΩ电阻、电阻R7为100K Ω电阻。
9.一种应用于权利要求1所述的手持终端的充电系统的充电方法，其特征在于，所述MCU控制电路根据检测到的USB电路和DC充电电路的插拔状态控制GP1端输出对应预设电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设电平信号接通USB电路和/或DC充电电路，以便对手持终端进行USB充电、DC充电或USB+DC充电，包括: 当MCU控制电路检测到USB电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设低电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号接通USB电路，以便对手持终端进行USB充电； 当MCU控制电路检测到DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端输出对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设高电平信号接通DC充电电路，以便对手持终端进行DC充电； 当MCU控制电路检测到USB电路和DC充电电路均插入电源输入端子且电源输入接通，则控制GP1端同时输出对应预设低电平信号和对应预设高电平信号至DC-USB充电选择电路，所述DC-USB充电选择电路根据接收到的预设低电平信号和预设高电平信号同时接通USB电路和DC充电电路，以便对手持终端同时进行USB充电和DC充电。
10.根据权利要求9所述的手持终端的充电方法，其特征在于，还包括: 当MCU控制电路停止工作时， DC充电电路插入电源输入端子且电源输入接通，所述手持终端进入关机DC充电模式。
【文档编号】H02J7/00GK104167793SQ201410407252
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】高华东, 袁磊, 柴成军, 曾阳 申请人:上海天奕达电子科技有限公司