移动终端、可直充电源适配器及充电方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于直流充电技术领域，具体地说，是涉及一种用于对移动终端内部的电 池进行充电的方法以及支持所述充电方法的移动终端和可直充电源适配器。
【背景技术】
[0002] 目前，便携式移动终端已经深入到人们生活的方方面面，成为引领半导体产业前 进的主导力量。目前的便携式移动终端大多采用可充电电池为产品内部的系统电路供电。 随着便携式产品所支持的功能日渐繁多，其系统电路的耗电量也随之增大，在电池容量有 限的情况下，产品充电后的续航时间逐渐缩短，导致充电操作变得越来越频繁。
[0003]目前，广泛采用的电池充电方式主要有两种：一种是利用常规的电源适配器(充电 器）为电池充电，即标准DCP充电方式，这种常规电源适配器一般仅支持5V/9V/12V等固定 电压输出，输出电压的选择性相对较小，充电时间较长，例如一块手机电池从耗尽到充满电 所需的时间一般在3-4小时；另一种是利用主机(例如计算机等)为电池充电，即SDP充电方 式，这种充电方式，由于通过主机输出的充电电压恒定，且充电电流较小，因此需要比标准 DCP充电方式更长的充电时间。较长的充电时间严重影响着用户对便携式移动终端的日常 使用，在很大程度上降低了用户使用的满意度。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种移动终端、可直充电源适配器及充电方法，以加快电 池的充电速度。
[0005] 在一个方面，本发明提出了一种移动终端的充电方法，包括：移动终端检测到其 USB接口上有外部设备插入，判断USB接口的两个差分数据引脚是否短接；若短接，则与插 入的外部设备通信；若外部设备为可直充电源适配器，则可直充电源适配器将其充电接口 的两个通信引脚从默认的短接状态切换至断开状态，并与所述移动终端进行通信；移动终 端在与可直充电源适配器成功通信后，检测其电池的电压，若电池电压在预设的直充阈值 的范围内，则所述电池由可直充电源适配器输出的充电电压直接充电，并根据当前的电池 电压确定可直充电源适配器的充电电压值。
[0006] 为了实现移动终端对插入的充电器类型的识别，本发明提出以下三种优选判别方 式： 第一种方式是，移动终端在与插入的外部设备进行通信时，移动终端首先向外部设备 输出特定脉冲波形；延迟一个预设时间后，移动终端与外部设备交互握手指令，若握手成 功，则判定插入的外部设备是可直充电源适配器；若握手失败，则判定插入的外部设备是常 规电源适配器； 第二种方式是，移动终端在与插入的外部设备进行通信时，移动终端在设定的等待时 间内等待接收外部设备发出的通信命令，若接收到通信命令，则判定插入的外部设备是可 直充电源适配器；否则，判定插入的外部设备是常规电源适配器； 第三种方式是，移动终端在与插入的外部设备进行通信时，移动终端在设定的等待时 间内定时向外部设备发送通信命令，并等待接收反馈的应答命令，若在所述等待时间内接 收到有效的应答命令，则判定插入的外部设备是可直充电源适配器；否则，判定插入的外部 设备是常规电源适配器。
[0007] 当移动终端采用可直充电源适配器充电时，为了加快充电速度，可以利用可直充 电源适配器输出的充电电压对移动终端内部的电池进行直充，但在电池直充过程中，需要 根据电池的电芯电压V bat raal动态地调节可直充电源适配器输出的充电电压值，以保证电池 的充电安全。具体调节方式，本发明提出以下三种优选设计方案： 第一种方案是，移动终端根据检测到的电芯电压Vbat raal查找预设的对照表，获取V bat_ raal所处区间段所对应的目标充电电压值V _，发送至可直充电源适配器，以确定可直充电 源适配器输出的充电电压值； 第二种方案是，移动终端将检测到的电芯电压Vbat raal发送至可直充电源适配器，通过 可直充电源适配器查找预设的对照表，以获取Vbat raal所处的区间段所对应的目标充电电压 值Vciut，并接收可直充电源适配器调节输出的目标充电电压； 第三种方案是，移动终端根据所述电池支持的最大端子电压以及电池内阻确定出充电 电流最大值1_，继而根据1_确定出当前电芯电压V bat raal所对应的目标充电电流值I t"g， 进而根据Itog结合充电线上的电阻阻值、移动终端的电路板上的电阻阻值以及电池内阻计 算出目标充电电压值V ciut，发送至可直充电源适配器，以确定所述可直充电源适配器输出的 充电电压值。
[0008] 其中，所述对照表优选采用以下方式生成： 针对范围在[S1，S2]区间内的电芯电压设置i个区间段，记为Xll~xl2; 针对每一个所述的区间段分别计算该区间段所对应的V^、Ital^g和充电电流最大值 IniM，其中，
公式中，RlinA充电线上的电阻阻值，Rbc^为移动终端的电路板上的电阻阻值，Rbat为 所述电池的内阻阻值，Vbatniax为所述电池支持的最大端子电压值，Iallciw是在保证电池充电 安全的前提下选取的最大安全充电电流值，A I为设定的电流差值； 根据参数Vbat_raal、V^、It"g、1_生成所述的对照表。
[0009] 优选的，所述直充阈值的范围[SI, S2]与标准DCP充电模式下的恒流充电阶段所 对应的电池电压范围一致；当电池电压小于Sl时，通过电源管理芯片对所述电池进行小电 流预充；当电池电压大于S2时，通过电源管理芯片对所述电池进行恒压充电；当所述电池 电压落在所述直充阈值的范围以外时，移动终端通知可直充电源适配器输出其在默认情况 下输出的恒定充电电压。
[0010] 进一步的，所述移动终端在检测到其USB接口的两个差分数据引脚未短接时，判 定插入的外部设备是主机，并启动标准的SDP充电模式；所述移动终端在检测到其USB接口 的两个差分数据引脚短接且与插入的外部设备通信失败时，判定插入的外部设备是常规电 源适配器，并启动标准的DCP充电模式。
[0011] 基于上述移动终端的充电方法，本发明还提供了一种移动终端，设置有用于储存 电能的电池、用于插接外部设备的USB接口以及微处理器；所述微处理器在检测到所述USB 接口上有外部设备插入时，对USB接口的两个差分数据引脚是否短接进行判断；若短接，则 与插入的外部设备通信；若外部设备为可直充电源适配器，则可直充电源适配器将其充电 接口的两个通信引脚从默认的短接状态切换至断开状态，并与所述微处理器进行通信；所 述微处理器在与可直充电源适配器成功通信后，检测所述电池的电压，若电池电压在预设 的直充阈值的范围内，则控制可直充电源适配器输出的充电电压对所述电池进行直充，并 根据当前的电池电压确定所述可直充电源适配器的充电电压值。
[0012] 优选的，所述微处理器在检测到所述USB接口的两个差分数据引脚短接时，将其 连接所述USB接口的两个差分数据引脚的通信接口切换至UART接口，采用UART通信方式 与外部设备通信。
[0013] 进一步的，在所述移动终端中还设置有直充开关和电源管理芯片；所述直充开关 连接在所述USB接口与电池之间，所述微处理器在检测到电池电压在预设的直充阈值的范 围内时，控制所述直充开关导通，将所述可直充电源适配器输出的充电电压直接传送至所 述电池，对所述电池进行直充；所述电源管理芯片连接在所述USB接口与电池之间，所述微 处理器在检测到电池电压在预设的直充阈值的范围以外时，控制所述电源管理芯片接收所 述可直充电源适配器输出的充电电压，并对所述电池充电。
[0014] 在另一方面，本发明还提出了一种可直充电源适配器的充电方法，包括：配置可直 充电源适配器的充电接口中的两个通信引脚在默认状态下短接；在所述充电接口连接到移 动终端上后，控制所述充电接口的两个通信引脚断开；通过所述通信引脚与移动终端通信， 通信成功后，根据移动终端当前的电池电压确定可直充电源适配器输出的充电电压值。
[0015] 为了实现移动终端对插入的电源适配器类型的自动识别，本发明提出以下三种优 选方式： 方式一，所述可直充电源适配器在与移动终端连接后，等待接收移动终端发送的特定 脉冲波形，若接收到所述特定脉冲波形，则控制所述充电接口的两个通信引脚断开，然后与 移动终端进行通信； 方式二，所述可直充电源适配器根据其输出的充电电流大小判断其是否与移动终端连 接，并在检测到其与移动终端连接后，控制所述充电接口的两个通信引脚断开，并主动向所 述移动终端发送通信命令，交互握手指令； 方式三，所述可直充电源适配器根据其输出的充电电流大小判断其是否与移动终端连 接，并在检测到其与移动终端连接后，控制所述充电接口的两个通信引脚断开，然后等待接 收所述移动终端发送的通信命令，并在接收到所述通信命令后，反馈应答命令，完成握手。
[0016] 为了对可直充电源适配器输出的充电电压进行调节，以满足电池在不同电芯电压 下的充电要求，本发明提出以下两种优选设计方案： 方案一，所述可直充电源适配器直接根据移动终端发送过来的目标充电电压值Vciut，调 节其输出的充电电压达到所述的目标充电电压值Vciut; 方案二，所述可直充电源适配器根据移动终端发送过来的电池电压，查找可直充电源 适配器中预设的对照表，获得当前电池电压所对应的目标充电电压值Vciut，反馈给移动终 端，并调节所述可直充电源适配器输出的充电电压到达所述的目标充电电压值V ciut。
[0017] 为了克服因电池内阻、线上阻抗可能随着温度、老化等因素发生变化所导致的实 际充电电流值偏离目标充电电流值较多的情况，以便于在允许的范围内尽可能地提升 充电电流，进一步加快充电速度，本发明设计所述可直充电源适配器接收移动终端发送过 来的目标充电电流值I tog和充电电流最大值I _，或者采用查找所述对照表的方式获得当 前电池电压所对应的目标充电电流值Itog和充电电流最大值I _;所述可直充电源适配器 实时监测其输出的充电电流Lhg，若It"g-I e< I &〈It"g，则逐次将其输出的充电电压上调 A V，使通过可直充电源适配器实际输出的充电电流I接近目标充电电流值11'若I ^与 Itog的差值的绝对值大于L或者I &大于I _，则所述可直充电源适配器停止输出充电电 源；其中，L表示所述可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异 范围。
[0018] 为了确保电池的充电安全，设计所述可直充电源适配器在默认状态下输出恒定充 电电压。
[0019] 基于上述可直充电源适配器的充电方法，本发明还提出了一种可直充电源适配 器，设置有充电接口、交直流转换单元和控制单元；所述充电接口用于外接移动终端，包括 两个在默认状态下短接的通信引脚；所述交直流转换单元用于将交流输入电源转换成移动 终端所需的充电电压，并通过所述充电接口输出；所述控制单元连接所述的充电接口，在检 测到所