移动终端、可直充电源适配器及充电方法_5

文档序号:9379172阅读:来源:国知局
作为Vbat raal,代入公式(3)计算出该区间段所对 应的充电电流最大值1_,继而根据计算出的1_利用公式(2)获得目标充电电流值I t"g, 形成所述的对照表。
[0072] 举例说明:仍以4. 2V的可充电电池为例,对于电池供电的系统,从器件供电电压 的安全角度考虑,电池的端子电压Vbat不能大于一个定值V batjliax,该定值Vbatjiax与平台有关, 且小于所规定的电池端子电压的安全值V bat sa^假设所述电池的端子电压的安全值Vbat_ safe=4500mV,则可以取 Vbat__=4470mV,由此,电池的端子电压 Vbat=Vbat reaM^RbatS 4470。
[0073] 从电池的安全角度考虑,假设选取最大安全充电电流值Iallciw=4000mA,结合公式 (3),充电电流最大值I niax为: Inax =min ((4470-Vbat_real)/Rbat, 4000) (5)。
[0074] 假设电池的内阻Rbat=IOOmQ,其他阻抗Rline+R b_d=l〇〇mQ,设定电池的直充阈值 范围在[3500mV,4100mV],以IOOmV为跨度,则可以将直充阈值范围[3500mV,4100mV]划分 成6个区间段,将每个区间段的电芯电压的高临界值代入公式(5),计算出充电电流最大值 结合计算出的I _代入公式(2)计算出目标充电电流值I t"g,本实施例取A I=200mA ; 将每个区间段的电芯电压的低临界值代入公式(1),并结合计算出的Ital^+算出目标充电 电压值V ciut,由此形成所需的对照表如下:
该对照表在一定程度上反应了电池的电芯电压与适配器输出的充电电流以及充电电 压的对应关系,但可能会与实际情况略有出入,可以进行充电试验,记录不同充电电流下的 充电电压的变化,对上述对照表的参数值进行调整,例如采用求取平均值的方式,将对照表 中的各参数值调整到理想状态。
[0075] 由于通过查表法获得的目标充电电压是理论值,而实际上电池内阻、线上阻抗可 能会随着温度、老化等因素发生变化,由此导致通过可直充电源适配器输出的实际充电电 流值I tlhg在一定程度上偏离目标充电电流值I talli,从而对充电速度产生一定程度的影响。为 了在允许的范围内尽可能地提升充电电流,以进一步加快充电速度,本实施例在可直充电 源适配器端引入自调整充电电流算法,即,可直充电源适配器将输出电压调整到V ciJ^,若 ItogK I ★〈 Itog,则采用逐次调整Vciut= Vciut+ Δ V的方式,使得通过可直充电源适配器输出 的实际充电电流值Ug逐渐接近目标充电电流值I tog。
[0076] 本实施例优选允许5次调整,调整幅度可以通过公式(1)估算,假设Vbat_ raal、R (包 括电池内阻、线阻等所有阻抗)是不变的,则AV=A I*R。本实施例优选设定AV=10mV。
[0077] 第二种设计方式:在可直充电源适配器端预设电池的电芯电压与目标充电电压之 间的关系对照表,根据接收到的电芯电压(由移动终端检测并提供)查找所述的对照表,获 得该电芯电压所对应的目标充电电压值。而后,可直充电源适配器调整其输出电压到达所 述的目标充电电压值,以对移动终端的内置电池进行大电流直充。
[0078] 所述对照表的生成方式可以参见上述第一种设计方式中的相关描述。
[0079] 具体说明:在进入直充过程后,在移动终端端,微处理器定时检测电池的电芯电压 Vbat_raal,并与可直充电源适配器进行UART通信,将检测到的电芯电压Vbat raal定时发送至可 直充电源适配器。
[0080] 在可直充电源适配器端,可直充电源适配器根据接收到的电芯电压Vbat raal查找其 保存的对照表,判断电芯电压Vbat raal所落入的电芯电压区间段,然后根据确定出的区间段, 查找该区间段所对应的目标充电电压值Vciut、目标充电电流值Itog和充电电流最大值I _。 然后,控制器通过调整数字电位计的有效电阻的阻值,继而改变其AC-DC单元输出的充电 电压,直至达到所述的目标充电电压值V ciut。待调整结束后,可直充电源适配器发送信息E 给移动终端,并将所述的I^g和I _发送给移动终端,以用于充电异常的检测判断。与此同 时,可直充电源适配器通过其电流监测芯片实时检测通过AC-DC单元输出的实际充电电流 值U,若I U-ItalJ凡或者I Ag>I_,则判定充电异常,切断充电电源的输出,停止向移动 终端充电。若Ikhg-I talJ < L且I I _,则可直充电源适配器结束此次调整过程。
[0081] 在所述可直充电源适配器端也可以引入上述第一种设计方式中阐述的自调整充 电电流算法,以使通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值能够逐渐接近目标充 电电流值I tvg,继而进一步提升充电速度。
[0082] 上述查表方法属于分段式类恒流充电方式,可以减少对可直充电源适配器输出电 压的调整次数,但在一段时间内输出电压是恒定的,随着电池的电芯电压的不断上升,充电 电流也会逐渐减少,因此,在一定程度上会影响电池的充电速度。
[0083] 为了保证充电电流能够维持在稳定的较高水平上,本实施例提出实时跟随电芯电 压变化的直充充电控制方法,详细参见下述的第三种设计方式。
[0084] 第三种设计方式:跟随电池的电芯电压变化实时地调整目标充电电压值的动态跟 随方式。
[0085] 结合图8所示,在进入直充过程后,移动终端中的微处理器定时检测电池的电芯 电压Vbat raal,利用上述公式(1)-公式(4)计算出目标充电电压值Vciut、目标充电电流值Itog 和充电电流最大值1_,发送至可直充电源适配器。
[0086] 可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值Vciut调整其数字电位器的有效电 阻的阻值,继而调整AC-DC单元的输出电压到达所述的目标充电电压值Vciut。待调整结束 后,发送信息E给移动终端,同时通过电流监测芯片检测可直充电源适配器输出的充电电 流U,若I U-ItalJ凡或者I &>1_,则判定充电异常,切断可直充电源适配器对外的充电 电源输出,并通知移动终端充电异常。若IUg-I talJ彡L且I I _,则可直充电源适配 器结束此次调整过程,或者启动上述的自调整充电电流算法,对充电电压进行最多5次(也 可以设定其他次数)的微调整,以使通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值Ug逐渐 接近目标充电电流值1 1#,进而最大限度地加快充电速度。
[0087] S406、检测电池的电芯电压是否超出了直充阈值范围,若未超出,则返回步骤S405 继续执行;若超出,则执行后续步骤。
[0088] S407、微处理器控制直充开关断开,关闭直充通路,并通知可直充电源适配器调整 其输出电压到默认的恒定充电电压,例如5V直流充电电压,并启动电源管理芯片接收所述 的恒定充电电压,为电池进行恒压充电,直至充电完成。
[0089] 为了保证移动终端充电的安全性,本实施例提出以下充电异常处理机制: (一)移动终端侧 ① 移动终端在检测到采用可直充电源适配器为其进行充电时,定时向可直充电源适配 器发送握手指令,并在设定的时间内等待可直充电源适配器反馈的应答信息,若接收到所 述的应答信息,则握手成功,继续充电;否则,判定充电异常,切断移动终端的充电接口与系 统电路之间的连接线路,并提示用户电源适配器异常; ② 移动终端在进入直充过程后,若检测到可直充电源适配器突然拔掉,则切断移动终 端的充电接口与电池之间的直充通路,并将所述充电接口与电源管理芯片连通; ③ 移动终端在进入直充过程后,若检测到电池的端子电压超过设定的门限值(对于 4. 2V的可充电电池来说,其端子电压的门限值可以设定为4. 6V),则切断移动终端的充电 接口与电池之间的直充通路,并通知可直充电源适配器切换至默认的恒定充电电压输出, 例如输出5V直流电压; ④ 移动终端在进入直充过程后,实时检测接收到的实际充电电流值Lhg,若1&与I t"g 的差值的绝对值大于设定的可控差异范围,则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充 通路,切换至电源管理芯片为电池充电; ⑤ 移动终端在进入直充过程后,实时检测接收到的实际充电电流值Lhg,若IAg大于 1_,则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路,并提示用户电源适配器异常。
[0090] (二)可直充电源适配器侧 ① 可直充电源适配器在获得目标充电电压值Vciut、目标充电电流值Ital^g和充电电流最 大值1_后,实时检测其输出的实际充电电流值I ^,若1&与I &,的差值的绝对值大于设 定的可控差异范围,则可直充电源适配器停止输出充电电源,并闪灯提示用户注意; ② 可直充电源适配器在进入直充过程后,实时检测其输出的实际充电电流值Lhg,若 Ug大于I _,则判定充电异常,切断其充电电源的输出,避免继续供电对移动终端造成损 坏。
[0091] 当然,所述移动终端与可直充电源适配器之间也可以采用无线通信方式进行数据 交互,如图2所示。具体来讲,可以在可直充电源适配器的控制单元中设置无线通信模块, 例如蓝牙、WiFi无线通信模块,连接所述的控制器,具体可以连接控制器的另外一路UART 接口 TX1、RXl ;并且,在移动终端中设置与其匹配的无线通信模块,诸如蓝牙芯片,连接所 述的微处理器。在移动终端需要与可直充电源适配器交互通信指令时,可以将微处理器和 控制器生成的通信指令发送至与其连接的无线通信模块,以转换成无线信号后,再发送至 对方。采用无线通信方式,可以解决在大电流充电时,由于电源适配器和移动终端之间的充 电线上的压降较大,而造成的二者之间地电平的差异,这种地电平的差异会影响通信信号 的波形质量,造成通信的不稳定。
[0092] 本发明所提出的充电方法可以广泛应用在手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源 等移动终端中,以满足用户不同的充电需求。
[0093] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替 换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种移动终端的充电方法,其特征在于: 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,
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