一种适配器及其实现充电的方法与流程

本发明涉及终端充电技术，尤指一种适配器及其实现充电的方法。

背景技术：

目前的终端充电实现，从物理功能上划分包括两部分，即充电器和被充电终端。其中，充电器负责将交流(AC)的高压电能量转化为直流的低压能量，一般是5V电压，以提供给终端使用；而终端自身，都设计有充电芯片，其负责对终端自身的电池进行特定的充电管理，包括对外部输入电流大小、电池充电电流的管理，充电电压的管理，以及电池温度保护的实现等。

现有的终端充电技术存在以下问题：

一方面表现为充电器和终端的不通用性。各种终端具有不同的电池容量，因此对最大的充电电流有不同的要求，进一步对输入的电流进行了一定的约束。比如3000mAh的电池，其设定的最大输入电流和充电电流一般都是3A，这样，将无法使用输出能力为1A的充电器进行充电。而在对电池大小为2000mA的电池的终端充电时，对于输出能力为3A的充电器，由于终端吸取的外部能量输入电流最大仅为2A，因此，是无法充分使用外部的能量。

另一方面表现为高成本和布局面积大。现有终端的充电实现，一般都采用集成芯片，特别是开关型的充电功能实现，其组成包括：充电芯片、功率电感和功率储能电容，以及外围的电容电阻等。这些器件都会有成本和布局面积的问题。而且，每个终端产品都设计有充电芯片，带来了设计上的复杂程度并增加了成本，也阻碍了对终端的进一步小型化。

此外，一般的充电效率都在90％，比如一个10W的充电实现，将有1W的功率转化为热功耗，充电导致的发热也很明显，降低了终端的充电效率，也降低了终端用户的体验。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适配器及其实现充电的方法，能够满足不同充电电流要求的终端的充电需求，提升充电器和终端的通用性。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种适配器，包括：电源输入模块、电源输出模块、电池容量检测模块、温度检测模块，以及控制模块；其中，

电源输入模块，用于将接入的交流电信号转换为第一直流电信号，并输出给电源输出模块；

电源输出模块，用于接收来自电源输入模块的第一直流电信号；在控制模块的控制下向当前充电的终端提供第二直流电信号；

温度检测模块，用于检测到来自接入充电的终端电池内部的负温度系数NTC信号，以触发电池容量检测模块；

电池容量检测模块，用于检测终端标称的电池容量并输出给控制模块；

控制模块，用于根据当前接入充电的终端的电池容量，确定最大允许充电电流，并按照最大允许充电电流控制电源输出模块的第二直流电信号。

可选地，所述温度检测模块还用于：未检测到来自终端电池内部的NTC信号，进入低功耗模式并继续检测。

可选地，所述温度检测模块还用于：从所述检测到的NTC信号中获取温度检测电压，并输出给所述控制模块；

所述控制模块还用于：根据温度检测电压判断当前所述接入充电的终端的电池温度是否允许充电，在判断出允许充电时，继续控制所述电源输出模块向所述终端输出第二直流电压信号；在判断出禁止充电时，控制所述电源输出模块断开第二直流电信号的输出。

可选地，所述电池容量检测模块具体用于：

检测来自所述终端的容量配置信息，从中获取终端标称的电池容量；

或者，通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量。

可选地，所述适配器还包括电池充电电流检测模块，用于检测当前所述接入的终端的电池充电电流，并输出给所述控制模块；

所述控制模块还用于：根据电池充电电流的大小，实时调整所述电源输 出模块的第二直流电信号，使其被控制在所述最大允许充电电流范围内。

可选地，所述电池充电电流检测模块具体用于：

检测所述终端中的检流电阻两端的电压：第一检流电压Vbat1和第二检流电压Vbat2的值；

按照下面的公式计算得到所述电池充电电流：电池充电电流＝(Vbat2-Vbat1)/检流电阻值。

本发明还提供了一种适配器实现充电的方法，包括：适配器检测存在终端接入；

检测终端标称的电池容量；

根据当前接入充电的终端的电池容量，确定最大允许充电电流，并按照最大允许充电电流输出充电电信号。

可选地，所述适配器检测存在终端接入包括：检测到来自所述终端的电池内部的NTC信号。

可选地，所述检测终端标称的电池容量包括：

检测来自所述终端的容量配置信息，从中获取终端标称的电池容量；

或者，通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量。

可选地，预先设置温控策略；该方法还包括：

从所述检测到的NTC信号中获取温度检测电压，根据温度检测电压及温控策略，判断当前所述接入充电的终端的电池温度是否允许充电，在判断出允许充电时，继续向所述终端输出充电电信号；在判断出禁止充电时，断开所述充电电信号。

可选地，该方法还包括：

检测当前所述接入的终端的电池充电电流；

根据电池充电电流的大小，按照预先设置的控制策略实时调整所述充电电信号，使其被控制在所述最大允许充电电流范围内。

可选地，所述检测当前所述接入的终端的电池充电电流包括：

检测所述终端中的检流电阻两端的电压：第一检流电压Vbat1和第二检 流电压Vbat2的值，并按照下面的公式计算得到所述电池充电电流：电池充电电流＝(Vbat2-Vbat1)/检流电阻值。

与现有技术相比，本申请技术方案包括适配器检测存在终端接入，检测终端标称的电池容量；根据当前接入充电的终端的电池容量，确定最大允许充电电流，并按照最大允许充电电流输出第二直流电信号。本发明的充电方式会对当前接入充电的终端的电池容量进行检测，并根据检测到的电池容量，适配出针对该终端的进行充电的最大允许充电电流，从而满足了不同充电电流要求的终端的充电需求，提升了充电器和终端的通用性。

进一步地，本发明通过对当前接入的终端的电池温度的检测，在电池温度过高时及时停止充电，实现了对电池的保护，也保证了充电得以正常实现。

进一步地，本发明通过对电池充电电流的实时检测，使得在整个充电过程中，适配器的输出电流始终在最大允许充电电流范围内，保证了电池充电的完整性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明适配器的组成结构示意图；

图2为本发明适配器实现充电的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明适配器的组成结构示意图，如图1所示，本发明适配器至 少包括电源输入模块、电源输出模块、电池容量检测模块、温度检测模块，以及控制模块；其中，

电源输入模块，用于将接入的交流电信号转换为第一直流电信号，并输出给电源输出模块。其中，电源输入模块可以采用各种高效的交流-直流(AC-DC)转化模块实现，比如输入为220V的交流电压，输出为5V的直流电压等。

电源输出模块，用于接收来自电源输入模块的第一直流电信号；在控制模块的控制下向当前充电的终端提供第二直流电信号；其中，电源输出模块可以采用低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)，或者高效的直流-直流(DC-DC)转换器实现，与控制模块之间可以采用I²C接口，或者是数模转换(DAC)实现输出的模拟信号。

温度检测模块，用于检测到来自终端电池内部的负温度系数(NTC，Negative Temperature Coefficient)信号，以触发电池容量检测模块；进一步地，温度检测模块还用于，未检测到来自终端电池内部的NTC信号，进入低功耗模式并继续检测。其中，NTC信号是现有终端的电池向外提供的已有信号，简单来说，是由一个固定电阻和NTC电阻组成的分压电路产生的信号。因为NTC电阻的阻值随着温度升高线性降低，所以NTC电阻上的电压会随着降低，具体是本领域技术人员熟知的概念，并不用于限定本发明的保护范围，这里强调的是通过对NTC信号的检测，在该信号存在时，表明有终端接入。

电池容量检测模块，用于检测终端标称的电池容量并输出给控制模块；具体用于：检测来自终端的容量配置信息，从中获取终端标称的电池容量；或者，通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量。

控制模块，用于根据当前接入充电的终端的电池容量，确定最大允许充电电流，并按照最大允许充电电流控制电源输出模块的第二直流电信号。

这里，控制模块可根据电池容量与最大允许充电电流的对应关系确定最大允许充电电流，其中，电池容量与最大允许充电电流的对应关系可以如表1所示：

表1

其中，可以在终端侧或适配器侧，通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量，具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，这里不再赘述。这里强调的是，本发明的适配器自身会对当前接入充电的终端的电池容量进行检测，并根据检测到的电池容量，适配出针对该终端的进行充电的最大允许充电电流，从而满足了不同充电电流要求的终端的充电需求，提升了充电器和终端的通用性。

进一步地，

温度检测模块还用于：从检测到的NTC信号中获取温度检测电压Vntc，并输出给控制模块；

控制模块进一步用于：根据温度检测电压判断当前接入充电的终端的电池温度是否允许充电，在判断出允许充电时，继续向终端输出第二直流电压信号；在判断出禁止充电时，控制电源输出模块断开第二直流电信号的输出。这里，控制模块可根据温度检测电压与判断结果之间的对应关系确定是否允许充电，其中，具体温度检测电压与判断结果之间的关系如表2所示：

表2

本发明适配器通过对当前接入的终端的电池温度的检测，实现了对电池的保护，也保证了充电得以正常实现。

进一步地，

本发明适配器还包括电池充电电流检测模块，用于检测当前接入的终端的电池充电电流，并输出给控制模块；具体地，可以通过检测终端中的检流电阻两端的电压即第一检流电压Vbat1和第二检流电压Vbat2的值，并按照下面的公式计算得到电池充电电流：电池充电电流＝(Vbat2-Vbat1)/检流电阻值，对两个电压值的检测可以采用ADC差分采样，或者模拟放大方式实现，具体实现属于本领域技术人员的公知技术，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

控制模块还用于：根据电池充电电流的大小，实时调整电源输出模块的第二直流电信号，使其被控制在最大允许充电电流范围内，以保证电池充电的完整性。举例来看，控制策略可以如表3所示：

表3

需要说明的是，当电源输出模块与控制模块之间可以采用I²C接口时，并带I²C接口的软件可配置，可以直接通过I²C软件调节电源输出模块的输出电压的幅度；如果是一般的I²C接口，通过硬件设置，反馈实现输出电压调整的，则可以通过对反馈信号进行DAC模拟调整，以实现对输出电压的调节。具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

本发明适配器通过对电池充电电流的实时检测，使得在整个充电过程中，适配器的输出电流始终在最大允许充电电流范围内，保证了电池充电的完整性。

本领域技术人员容易理解，与本发明适配器连接的充电终端中应该设置有相应的信号输出/输入接口，比如连接第二直流电信号的充电电源接口、输出NTC信号的电池温度接口、输出容量配置信息的电池容量接口、输出检流电阻两端的电压的电池电压检测接口，接口的具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，具体实现方式并不用于限定本发明的保护范围，只要将所需信号对应传送给适配器并能接受来自适配器的充电电源即可，这里不再赘述。

图2为本发明适配器实现充电的方法的流程图，适配器接上电源如220V交流信号，如图2所示，包括：

步骤200：适配器检测存在终端接入。

本步骤可以通过检测到来自终端的电池内部的NTC信号，确定有终端接入适配器即接入的终端有充电需求。

步骤201：检测终端标称的电池容量。

本步骤包括：检测来自终端的容量配置信息，从中获取终端标称的电池容量。其中，容量配置信息包括终端配置的最大电池容量，也就是允许充电的最大允许充电电流；

或者，在终端侧，或在适配器侧，通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量，具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

本步骤包括：终端标称的电池容量

本步骤中，如何从容量配置信息中获取终端标称的电池容量属于本领域技术人员的惯用技术手段，具体实现并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

步骤202：根据当前接入充电的终端的电池容量，确定最大允许充电电流，并按照最大允许充电电流输出充电电信号即第二直流电信号。

本步骤中，电池容量与最大允许充电电流的对应关系如表1所示，这里不再赘述。

本步骤中，充电电信号即第二直流电信号为外部交流电信号如220V转 换为第一直流电信号如5V后，再经过最大允许充电电流的控制后得到的。第二直流电信号的电流小于最大允许充电电流。具体如何按照最大允许充电电流控制第二直流电信号的输出属于本领域技术人员的惯用技术手段，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

其中，可以通过对终端的容量检测电压的检测，得到对应的电池容量，具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，这里不再赘述。这里强调的是，本发明的适配器自身会对当前接入充电的终端的电池容量进行检测，并根据检测到的电池容量，适配出针对该终端的进行充电的最大允许充电电流，从而满足了不同充电电流要求的终端的充电需求，提升了充电器和终端的通用性。

进一步地，预先设置温控策略；本发明方法还包括：

从检测到的NTC信号中获取温度检测电压Vntc，根据温度检测电压及温控策略，判断当前接入充电的终端的电池温度是否允许充电，在判断出允许充电时，继续向终端输出第二直流电压信号；在判断出禁止充电时，控制断开第二直流电信号的输出。温控策略的具体实现如表2所示，这里不再赘述。

本发明通过对当前接入的终端的电池温度的检测，在电池温度过高时及时停止充电，实现了对电池的保护，也保证了充电得以正常实现。

进一步地，本发明方法还包括：

检测当前接入的终端的电池充电电流；

根据电池充电电流的大小，按照预先设置的控制策略实时调整第二直流电信号，使其被控制在最大允许充电电流范围内，以保证电池充电的完整性。

其中，可以通过检测终端中的检流电阻两端的电压即第一检流电压Vbat1和第二检流电压Vbat2的值，并按照下面的公式计算得到电池充电电流：电池充电电流＝(Vbat2-Vbat1)/检流电阻值，对两个电压值的检测可以采用ADC差分采样，或者模拟放大方式实现，具体实现属于本领域技术人员的公知技术，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

其中，控制策略可以如表3所示，这里不再赘述。

本发明通过对电池充电电流的实时检测，使得在整个充电过程中，适配 器的输出电流始终在最大允许充电电流范围内，保证了电池充电的完整性。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。