充电控制方法、充电设备及充电系统的制作方法_2

文档序号:9923218阅读:来源:国知局
032 ] 4、低压快充对充电连接器阻抗变化敏感,充电线缆使用寿命短问题
[0033]低压快充的连接器接触回路阻抗被设计为20mR,初始功率损耗由P = I2*R计算为0.405W。随着插拔次数的增加,连接器接触位置插针磨损,氧化,脏污,变形后,当连接器回路阻抗增大到40mR时,P = I2*R功率损耗为0.81W,由于MICRO连接器位置金属面积很小,散热能力差,功率损耗达到0.81W已经超过预设安全值,该条线缆将不能继续用于低压快充。
[0034]5、现有高压充电技术手机端发热大问题
[0035]现有技术普遍使用一个基于电感充放电的直流转直流变换单元,或者两个或多个基于电感充放电的直流转直流变换单元并联做电流变换的最高效率仅为90%,充电设备输出24W的功率,在电感充放电直流降压单元损耗的功率为2.4W。以普通5.5寸智能手机为例:
2.4W的功率损耗造成的温升典型值为15 °C,外加电池及手机内部充电线路的典型损耗2W,温升典型值为12.5°C。手机温升可达到27.5°C。以环境温度为25°C为例,手机温度为25+27.5 = 52.5°C,手机温度到达52.5°C带来的直接后果是影响用户手持舒适度,严重后果是电池高温大电流充电后膨胀或者爆炸,现有高压快充技术采用的应对方案是使用温度传感器检测手机温度,当达到预设值时降低充电功率,能够将温升控制在安全范围内,但同时延长了充电时间,快速充电速度减慢。
[0036]另外,现有技术的快速充电方法,并不能很好地根据电池的状态来调整充电电流、电压等,使得充电过程存在一定的风险。

【发明内容】

[0037]本发明要解决的技术问题在于,提供一种可根据充电电池状态进行快速充电的控制方法、用于该充电控制方法的充电设备、以及充电系统。
[0038]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种充电控制方法,包括以下步骤:
[0039]获取电子终端的充电电池的电压值,并判断电压值是否位于预设第一电压范围内,是则发出第一控制信号;
[0040]根据第一控制信号设置第一输出电压,并打开第一充电模块,对电池进行充电。
[0041]优选的,在获取电子终端的充电电池的电压值,并判断电压值是否位于预设第一电压范围内,是则发出第一控制信号中,包括:
[0042]当电压值位于预设第一电压范围内时,检测充电电池的电芯温度,并判断电芯温度是否位于预设第一温度范围内,是则发出第一控制信号。
[0043]优选的,在根据控制信号设置第一输出电压,并打开第一充电模块,对电池进行充电中,包括:
[0044]电子终端输出第一控制信号至充电设备,充电设备根据第一控制信号设置第一输出电压,并输出至电子终端;
[0045]电子终端检测输入电压,并判断输入电压是否在设定的电压范围内,是则打开第一充电模块。
[0046]优选的,在充电设备根据第一控制信号设置第一输出电压中,包括:
[0047]充电设备的数字逻辑模块接收第一控制信号,将需要调整的电压转换为数字电平并存到DAC寄存器;DAC寄存器输出的数字电平值通过数模转换模块转化为模拟电压信号,控制线性放大管的导通程度,并由隔离通信单元转为电流信号传输给源边控制单元,由源边控制单元根据第一控制信号调节充电设备的第一输出电压。
[0048]优选的,方法还包括:
[0049]电子终端检测输入电流和输入电压,当输入电流达到线缆回路阻抗检测预设值时,电子终端通过通信线路设置充电设备维持当前输出电压,并读取充电设备当前输出电压和当前输出电流;
[0050]判断当前输出电流和输入电流的差值是否超过预设范围,是则通过通信线路关断充电器输出;否则,电子终端计算线缆回路阻抗;
[0051]判断回路阻抗是否在第一预设阻抗范围内,否则关断充电器输出,是则判断回路阻抗是否在第二预设阻抗范围内,是则根据回路阻抗计算得到最大充电电流I.。
[0052]优选的,在读取充电设备当前输出电压和当前输出电流中,包括:
[0053]充电设备的数字逻辑模块控制切换开关切换到第一针脚,量测连接在充电设备的可控变压输出模块与充电器连接器之间的检测电阻R3左端的第一电压,并存储在ADC寄存器中;然后,数字逻辑模块控制切换开关切换到第二针脚,量测检测电阻R3右端的第二电压,并存储在ADC寄存器中;当电子终端读取当前输出电流时,数字逻辑模块读取ADC寄存器的第一电压和第二电压输出至电子终端,并运算得到当前输出电流;或者,
[0054]数字逻辑模块比较第一电压和第二电压的差值,除以检测电阻R3的电阻值,得到当前充电设备的当前输出电流,并存储在暂态寄存器,当电子终端读取当前输出电流时,数字逻辑模块读取暂态寄存器中的当前输出电流,并发送至电子终端;
[0055]测量当前输出电压时,数字逻辑模块控制切换开关切换到第三针脚,量测串联后并联在充电输出连接器的输出端的检测电阻R 4和检测电阻R 5之间的第三电压,并存储在ADC寄存器中;当电子终端请求读取充电设备的当前输出电压时,数字逻辑模块读取ADC寄存器的第三电压值发送给电子终端;或者,
[0056]将第三电压值*(R4+R5)/R5,得到充电设备的当前输出电压,并存储在暂态寄存器中;当电子终端请求读取充电器的当前输出电压时,数字逻辑模块读取暂态寄存器的当前输出电压值发送给电子终端。
[0057]优选的,方法还包括:
[0058]检测输入充电电池的充电电流Ibat、以及充电电池的电池电压Vbat;或者,检测输入充电电池的电芯的电芯充电电流1。611、以及充电电池的电芯电压Vceii;
[0059]当电池电压Vbat^Vbat■_( Δ νι+Δ V)或者电芯电压Vcell^Vcell max-( Δ V2+Δ v)时,
[0060]若Ibat < Imax-( A Ii+ Δ I2),则电子终端输出控制信号至充电设备,升高第一输出电压;
[0061 ] 若Ιμαχ-( Δ Ii+ Δ Ι2) < Ibat < Imax- Δ Ii,则电子终端输出控制信号至充电设备,维持当前的第一输出电压;
[0062]irlbat > Imax-A I1,贝Ij电子终端输出控制信号至充电设备,降低当前的第一输出电压,直到充电电流维持在Ιμαχ-( Δ?!+ΔΙ2) < Ibat < I.-Δ 1!范围内;
[0063]其中,AV1为电池允许最高充电电压降额值;
[0064]AV1为电芯允许最高充电电压降额值
[0065]AV为测量误差值;
[0066]AI1为充电电流精度;
[0067]八12为充电电流调整阈值;
[0068]Vbat max为充电电池的最大电压;
[0069]Vcell max为电芯的最大电压。
[0070]优选的,方法还包括:
[0071 ]当电池电压Vbat max-( A Vl+ Δ v)<Vbat < Vbat max— A Vl,或者电芯电压VceIl max_( Δ V2+A v)<Vcell < Vcell max" A V2时,电子终端输出控制信号至充电设备,维持当前的第一输出电压,直到充电电流降低到退出快充门限值时,关闭第一充电模块;
[0072]当电池电压Vbat max" Δ Vl<Vbat < Vbat max 或者电芯电压Vcell max" Δ V2<Vcell < Vcell max
时,电子终端输出控制信号至充电设备,降低第一输出电压,直到当电池电压Vbat max-( Δ Vi
+ Δ V )〈Vbat ^ Vbat max- A Vl,或者电心、电压VcelI max- ( Δ V2+ A V )〈VcelI ^ Vcell max- A V2,然后,维持当前的第一输出电压,直到充电电流降低到退出快充门限值;
[0073]当电池电压Vbat>Vbat M或者Vceii>Vceii ■时,电子终端关断第一充电模块以及常规充电单元,中止充电。
[0074]本发明还提供一种应用上述任一充电控制方法的充电设备,包括可控变压输出模块、输出控制与检测单元、以及充电输出连接器;
[0075]输出控制与检测单元与充电输出连接器连接,用于接入第一控制信号,并根据第一控制信号设置可控变压输出模块的第一输出电压。
[0076]优选的,充电设备还包括电流检测单元、以及电压检测单元;
[0077]电流检测单元包括连接在可控变压输出模块与充电输出连接器之间的检测电阻R3 ;电压检测模块包括串联后并联在充电输出连接器的输出端的检测电阻R4和检测电阻R5;
[0078]输出控制与检测单元包括数字逻辑模块、切换开关、DAC寄存器、数模转换模块、线性放大管、ADC寄存器、以及模数转换模块;
[0079]数字逻辑模块接收第一控制信号,将需要调整的电压转换为数字电平并存到DAC寄存器;DAC寄存器输出的数字电平值通过数模转换模块转化为模拟电压信号,控制线性放大管的导通程度,调节可控变压输出模块的第一输出电压;
[0080]数字逻辑模块控制切换开关切换到第一针脚,量测检测电阻R3左端的第一电压,并存储在ADC寄存器中;并且,数字逻辑模块控制切换开关切换到第二针脚,量测检测电阻R3右端的第二电压,并存储在ADC寄存器中;或者,数字逻辑模块比较第一电压和第二电压的差值,除以检测电阻R3的电阻值,得到当前充电设备的当前输出电流,并存储在暂态寄存器;
[0081]数字逻辑模块控制切换开关切换到第三针脚,量测检测电阻R4和检测电阻R5之间的第三电压,并存储在ADC寄存器中;或者,将第三电压值*(R4+R5)/R5,得到充电设备的当前输出电压,并存储在暂态寄存器中。
[0082]本发明还提供一种充电系统,包括电子终端,与电子终端充电及通信连接的、上述任一种的充电设备;
[0083]电子终端获取其充电电池的电压值,并判断电压值是否位于预设第一电压范围内,是则发出第一控制信号;
[0084]充电设备根据控制信号设置第一输出电压并输出至电子终端,电子终端根据第一输出电压、充电电池的电压值,打开其第一充电模块进行快充电。
[0085]本发明与现
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