一种移动终端的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动终端，通过在电池的充电线路中同时设置负载开关和充电芯片，使得移动终端在硬件上可以支持直充和充电芯片充电两种方式。针对两种充电方式的选择切换，本发明采用根据电池的电芯电压变化自动控制负载开关和充电芯片交替使能运行的方式进行切换，并基于输出电压动态可调的充电器，自动在充电芯片和处理器之间进行充电电压调控权的选择切换。由此设计的充电策略可以在保证移动终端充电安全的同时，加快电池的充电速度，提高充电效率，降低充电温升，在很大程度上减少了因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的困扰，改善了用户的使用体验。
【专利说明】
一种移动终端
技术领域
[0001]本发明属于移动终端技术领域，具体地说，是涉及一种支持直充和充电芯片充电两种充电方式的移动终端产品。
【背景技术】
[0002]随着电子信息技术的快速发展，便携式移动终端产品(例如手机、PAD、笔记本电脑等)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。目前的移动终端产品大多采用可充电电池为产品内部的系统电路供电。随着移动终端产品所支持的功能日渐增多，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SDP充电方式，即利用主机(例如计算机等)为电池充电，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，因此需要较长的充电时间。另一种是DCP充电方式，即利用电源适配器(充电器)为电池充电。现有的充电器，其类型多种多样，有输出电压为直流5V的普通5V充电器、输出电压多档可选的QC2.0、USB PD,MTK PE+充电器以及输出电压可自由调节的QC3.0充电器等。其中，QC3.0充电器是2015年高通公司发布的一款智能化程度比较高的电源适配器，其输出电压可以在3.6V~12V范围内以0.2V为步长进行调整，并采用电压协商机制，实现了最佳功率传输。
[0004]在利用QC3.0充电器对手机等移动终端产品的内置电池进行充电时，可以采用降低手机内部的充电芯片的输入电压的方式来提高充电芯片的效率。但是，手机内置充电芯片的效率会受到芯片制作工艺的限制，使得充电芯片的最大效率一般限制在80%?90%左右。对于大电流充电来说，即使10%的效率损失也会转化为很高的手机温升，继而影响用户的使用体验，这也成为充电电流继续增大的瓶颈，阻碍了电池充电速度的进一步提升。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种支持直充和充电芯片充电两种充电方式的移动终端，可以在加快电池充电速度的同时，降低充电温升，提高充电效率。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种移动终端，设置有电池、充电接口、充电芯片、负载开关和处理器;所述电池用于储存电能;所述充电接口用于外接充电器，其上设置有电源引脚、D+引脚、D-引脚;所述充电芯片连接在所述充电接口与电池之间，用于接收充电器输出的充电电源，并为所述电池充电；在所述充电芯片上设置有与所述D+引脚相连的第一驱动引脚、与所述D-引脚相连的第二驱动引脚，在所述电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，所述充电芯片通过所述第一驱动引脚和所述第二驱动引脚对所述充电器的输出电压进行调节;所述负载开关连接在所述电源引脚与电池之间，用于连通或切断电池的直充通路;所述处理器设置有与所述D+引脚相连的第三驱动引脚、与所述D-引脚相连的第四驱动引脚;所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，控制所述负载开关断开，并启动所述充电芯片为电池充电;在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，关闭所述充电芯片，并控制所述负载开关连通所述电池和所述电源引脚，且通过所述第三驱动引脚和所述第四驱动引脚对所述充电器的输出电压进行调节。
[0007]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明通过在电池的充电线路中同时设置负载开关和充电芯片，使得移动终端在硬件上可以支持直充和充电芯片充电两种方式。针对两种充电方式的选择切换，本发明采用根据电池的电芯电压变化自动控制负载开关和充电芯片交替使能运行的方式进行切换，并基于输出电压动态可调的充电器，自动在充电芯片和处理器之间进行充电电压调控权的选择切换。由此设计的充电策略可以在保证移动终端充电安全的同时，加快电池的充电速度，提高充电效率，降低充电温升，在很大程度上减少了因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的困扰，改善了用户的使用体验。
[0008]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本发明所提出的移动终端与输出电压可调的充电器连接的一种实施例的电路原理框图；
图2为本发明所提出的移动终端与输出电压可调的充电器连接的另外一种实施例的电路原理框图；
图3为基于图1或图2所示的移动终端提出的充电方法的一种实施例的处理流程图；
图4为电池直充过程的一种实施例的处理流程图；
图5为电池直充过程中充电器插拔检测方法的一种实施例的处理流程图；
图6为电池直充过程中充电器插拔检测方法的另外一种实施例的处理流程图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0012]本实施例为了充分利用QC3.0充电器输出电压动态可调的特性，来实现充电速度的明显提升，一方面对内置有可充电电池的移动终端进行硬件改造，使移动终端既可支持常规充电，即，通过移动终端内部的充电芯片对电池进行充电；又可支持直充，即，将充电器的输出电压直接输送至电池，对电池进行大电流直充;另一方面，根据电池在充电过程中其电芯电压的实时变化，对QC3.0充电器输出的充电电压进行动态调节，并控制移动终端进入不同的充电方式，继而实现了充电电源的合理化利用，缩短了电池的充电时间。
[0013]当然，所述QC3.0充电器也可以采用其他输出电压动态可调的充电器进行替换，同样可以达到相同的技术效果，本实施例对输出电压可调的充电器的具体类型并不仅限于以上举例。
[0014]下面结合图1、图2，首先对本实施例的移动终端的硬件配置情况进行具体阐述。
[0015]如图1所示，为了保留移动终端既有的传统充电功能，保证移动终端能够与现有的主机和常规充电器正常插接、充电，本实施例保持移动终端现有的充电接口不变，即兼用于充电和传输数据的复用接口，例如目前广泛采用的USB接口 Jl，以满足其与目前市面上绝大多数厂家生产的常规电源适配器和计算机主机的插接充电要求。在本实施例中，所述USB接口Jl可以是USB Type-C接口，也可以是Micro USB接口等。由于USB Type-C接口可以支持高达5A的电流，因此，本实施例优选采用USB Type-C接口作为所述移动终端的充电接口，以用于外接充电器，对移动终端内部的电池U4充电。
[0016]在移动终端的内部设置负载开关Ul和充电芯片U2，以支持直充和充电芯片充电两种方式。在本实施例中，所述负载开关Ul可以采用一颗集成芯片对所述电池U4的直充通路进行通断控制，如图1所示;也可以采用分立元件组建所述的负载开关Ul，例如采用一颗MOS对管Q2配合一升压电路U7搭建而成，如图2所示，同样可以实现对电池U4直充通路的通断控制。
[0017]本实施例首先结合图1对采用集成芯片作为负载开关Ul的充电电路的具体线路设计及其工作原理进行详细阐述。
[0018]当所述负载开关Ul为一颗可控的开关芯片时，可以将负载开关Ul的输入引脚VIN连接至USB接口 JI的电源引脚VBUS，输出引脚VOUT连接至电池U4的正极。在直充过程中，负载开关Ul通过将其输入引脚VIN与其输出引脚VOUT接通，以连通电池U4的直充通路。
[0019]为了实现对所述负载开关Ul的通断控制，本实施例在所述移动终端中还设置有处理器U3，利用处理器U3向负载开关Ul的使能引脚EN输出有效或者无效的使能信号，继而控制负载开关Ul使能或者挂起(非使能)，以实现两种充电方式的准确切换。
[0020]在本实施例中，为了确保电池U4充电的安全性，本实施例在所述移动终端中还进一步设置有电池电压监控单元U5和逻辑与门U6，如图1所示。其中，电池电压监控单元U5用于检测电池U4的端子电压，具体可以采用在电池U4的正极与电池电压监控单元U5的输入端之间连接分压电路(例如由电阻Rl O、Rl I组成的分压电路)的方式，利用分压电路对电池U4的端子电压进行分压后，传输至所述电池电压监控单元U5的输入端，通过换算以实现电池电压监控单元U5对电池U4的端子电压的有效监控。如果电池U4的端子电压没有超过预设阈值(对于最大电芯电压为4.4V的电池来说，可以设置端子电压的阈值为4.6V)，则电池电压监控单元U5通过其输出端输出高电平信号，传输至逻辑与门U6的其中一个输入管脚。将逻辑与门U6的另外一个输入管脚连接至处理器U3的第一路GP1口，例如GP1l 口，接收处理器U3输出的用于控制负载开关Ul使能的使能信号。当需要对电池U4进行直充时，处理器U3通过其GP1l 口输出高电平有效的使能信号。此时，若电池U4的端子电压没有超出预设阈值，则逻辑与门U6的两个输入管脚均为高电平。逻辑与门U6对接收到的两路高电平信号进行与运算，输出高电平信号传输至负载开关Ul的使能引脚EN，控制负载开关Ul使能，接通其输入弓丨脚VIN和输出弓丨脚VOUT，使电池U4的直充通路连通，利用充电器的输出电压对电池U4进行直充。在直充过程中，处理器U3通过其GP1l 口始终输出高电平有效的使能信号，当电池电压监控单元U5检测到电池U4的端子电压超过预设阈值时，置其输出端为低电平，使逻辑与门U6的输出信号由高电平变为低电平，继而将负载开关Ul挂起(即控制负载开关Ul进入非使能的不工作状态)，使负载开关Ul的输入引脚VIN和输出引脚VOUT断开，切断电池U4的直充通路，避免电池U4过充损坏。
[0021]将电池电压监控单元U5的输出信号同时发送给处理器U3的另外一路GP1口，例如GP102口，可以实现处理器U3对电池U4的端子电压的实时监控。
[0022]本实施例在移动终端中设置电池电压监控单元U5和逻辑与门U6，即使移动终端在充电过程中出现死机等情况，也可以利用电池电压监控单元U5输出的低电平信号控制逻辑与门U6置负载开关Ul的使能引脚为低电平，进而进入非使能状态，切断电池U4的直充通路，实现硬件过压保护功能。
[0023]为了防止因逻辑与门U6出现异常而导致无法对负载开关U6进行关断控制，本实施例利用处理器U3的第二路GP1口，例如GP103口，直接连接负载开关Ul的使能引脚EN。所述处理器U3在默认状态下置其GP103 口为输入状态，一旦发现逻辑与门U6出现故障不能按照要求控制负载开关Ul切断直充通路时，可以采用将其GP103 口置为低电平的方式，控制负载开关Ul进入非使能状态，继而切断电池U4的直充通路，执行硬件异常的保护机制。
[0024]本实施例的负载开关Ul还具有过压保护和限流功能，其上设置有过压保护引脚OVP和限流引脚IUM，如图1所示。将所述负载开关Ul的过压保护引脚OVP通过电阻分压网络连接至USB接口 JI的电源引脚VBUS，以监测充电器的输出电压。在本实施例中，所述电阻分压网路可以由两个分压电阻R4、R5串联而成，连接在USB接口 JI的电源引脚VBUS与系统地之间，将分压电阻R4、R5的中间节点连接至负载开关Ul的过压保护引脚0VP，通过配置分压电阻R4、R5的阻值，使通过电源引脚VBUS接入的充电电压(即充电器的输出电压)在超过预设的直充电压安全阈值Vsafe时，触发负载开关Ul执行过压保护动作，切断电池U4的直充通路，避免电池U4遭受过压冲击。
[0025]在本实施例中，所述直充电压安全阈值Vsafe可以考虑电池U4的电芯电压Vbat—real、电池U4所支持的最大充电电流值Imax—bat、电池U4的内阻以及系统在直充通路中的线路电阻等因素具体确定。具体来讲，可以设置Vsaf e= Vbat_real + Imax_bat*R+AV ;其中，R为电池U4的内阻和系统在直充通路中的线路电阻之和，AV为电压偏差阈值，且AV多IV。本实施例优选设置AV=I V，在对电池U4起到过压保护作用的同时，提高过压保护动作响应的及时性。
[0026]对于负载开关Ul的限流引脚ILIM，本实施例优选将其一路通过电阻R8接地，另一路通过电阻R6和一开关管Ql的开关通路接地，将开关管Ql的控制端连接至处理器U3，例如处理器U3的GP105 口上，通过控制开关管Ql通断以控制电阻R6的选择性接入。具体来讲，所述开关管Ql可以选用晶体管、功率管、可控硅等多种开关元件，本实施例以NPN型三极管为例进行说明。将NPN型三极管Ql的基极连接至处理器U3的GP105 口，发射极接地，集电极通过与其串联的电阻R6连接至负载开关Ul的限流引脚IUM。配置电阻R8的阻值，使负载开关Ul在默认状态下限流500mA。当需要进入直充过程时，处理器U3首先通过其GP1l 口输出高电平，控制负载开关Ul导通，连通电池U4的直充通路;然后通过其GP105 口输出高电平，控制NPN型三极管Ql饱和导通，此时连接到负载开关Ul的限流引脚ILIM上的等效电阻的阻值
为电阻R6和电阻R8的并联阻值，配置电阻R6的阻值，使负载开关的限流值。其中，所述Isafe为预设的直充电流安全阈值Isafe,所述Isafe可以考虑电池U4所支持的最大充电电流值Imax—1^等因素确定。作为本实施例的一种优选设计方案，可以设置ISafe=Imax—bat+Λ I，其中，ΛI为电流偏差阈值，且ΛI多500mA。本实施例优选设置Λ I=500mA，在对电池U4起到过流保护作用的同时，提高限流响应动作的及时性。
[0027]将USB接口 Jl的电源引脚VBUS同时连接至移动终端内部的充电芯片U2的电源输入端VBUS，在需要采用充电芯片U2对电池U4进行充电时，处理器U3首先通过其GP1l 口输出低电平无效的使能信号，控制负载开关Ul断开;然后通过其控制端口，例如其GP104口，输出高电平信号至充电芯片U2的EN引脚，控制充电芯片U2使能运行，将充电方式切换至充电芯片U2充电，利用充电芯片U2接收充电器的输出电压，并将充电器的输出电压调控权切换至充电芯片U2，利用充电芯片U2对充电器的输出电压进行动态调节。具体来讲，充电芯片U2可以根据电池U4的电芯电压变化，调节充电器的输出电压，并将充电芯片U2的输出端ChgOut连通电池U4的正极，利用充电芯片U2输出的电源为电池U4充电。
[0028]为了对电池U4的电芯电压、充电电流等参数进行检测，本实施例优选在所述电池U4中内置计量芯片，利用计量芯片检测电池U4的电芯电压、充电电流、电池温升等参数，并通过总线通信方式(例如通过I2C总线)传输至所述的处理器U3。所述处理器U3可以将接收到的电芯电压、充电电流等参数发送给充电芯片U2，例如通过SPMI总线传送给充电芯片U2，充电芯片U2根据电池U4的电芯电压大小确定执行何种充电方式(例如涓流充电或者恒压充电等)。此外，可以将充电芯片U2的B+、B-引脚对应连接至电池U4的正极和负极，用于检测电池U4的端子电压。在充电芯片U2的输出端ChgOut与电池U4的正极之间串联采样电阻R9，例如10毫欧的大功率精密电阻，并将充电芯片U2的C+、C-引脚对应连接至所述采样电阻R9的两端，通过检测采样电阻R9两端的压降，结合采样电阻R9的阻值，便可计算出充电芯片U2的输出电流的大小。
[0029]在所述负载开关Ul上还设置有电流监测引脚頂0N，所述电流监测引脚頂ON根据充电器的输出电流生成等比例缩小的监测电流输出。所述充电芯片U2可以利用其一路ADC接口连接至负载开关Ul的所述电流监测引脚Μ0Ν，并通过电阻R3接地，如图1所示。利用电阻R3将电流监测弓I脚頂ON输出的监测电流转换成电压，并经由ADC接口进行模数转换后，计算出充电器的输出电流，实现充电芯片U2对充电器的输出电流的实时监测。当然，所述充电芯片U2也可以将检测到的充电器的输出电流值通过SPMI总线传输至处理器U3，以实现处理器U3对系统充电安全的全面监控。
[0030]为了对外接USB接口Jl的QC3.0充电器的输出电压进行动态调节，本实施例将处理器U3的第三驱动引脚(例如差分引脚D+)和第四驱动引脚(例如差分引脚D-)分别连接至USB接口 Jl的差分引脚，即D+引脚和D-引脚，并将充电芯片U2的第一驱动引脚(例如差分引脚D+ )和第二驱动引脚(例如差分引脚D-)分别通过隔离电阻R1、R2连接至USB接口 Jl的D+引脚和D-引脚，通过电阻R1、R2实现差分信号线上的信号在充电芯片U2与处理器U3之间的隔离。具体来讲，当处理器U3或者充电芯片U2检测到插入到USB接口 Jl上的充电器为QC3.0充电器时，可以采用通过其差分引脚D+或差分引脚D-向QC3.0充电器发送脉冲信号的方式来调节QC3.0充电器的输出电压。
[0031]QC3.0充电器利用其接口芯片接收通过其差分引脚D+、差分引脚D-传送过来的信号，每当其差分引脚D+接收到一个脉冲信号，接口芯片就控制充电器内部的AC-DC单元将其输出电压上调0.2V;每当其差分引脚D-接收到一个脉冲信号，接口芯片就控制AC-DC单元将其输出电压下调0.2V，由此便可实现对QC3.0充电器的输出电压的动态调节。
[0032]为了对外接的充电器是否为标配QC3.0充电器进行准确识别，可以在移动终端的USB接口 Jl上以及标配QC3.0充电器的USB接口 JO上分别设置检测引脚ID，利用处理器U3检测所述ID引脚的电平变化，以实现对标配QC3.0充电器的识别。作为本实施例的一种优选设计方案，可以采用在标配QC3.0充电器的内部设置上拉电路或者接地电路的方式来改变所述检测引脚ID在标配QC3.0充电器插拔时的电平状态。例如，在移动终端的USB接口 Jl上未插入标配QC3.0充电器时，配置移动终端内部的接口电路，使USB接口 Jl的检测引脚ID的电位呈第二电平状态(例如低电平)；当有标配的QC3.0充电器插入到所述USB接口 Jl上时，利用标配QC3.0充电器的内部电路(例如上拉电路)将所述检测引脚ID的电位变换成第一电平状态(例如高电平)，处理器U3在检测到所述ID引脚的电位由第二电平状态跳变为第一电平状态时，判定有标配QC3.0充电器插入，进入充电管理流程。
[0033]对于USB接口Jl中的接地引脚GND，应其与移动终端的系统地良好接通，在移动终端与外部设备插接时，保证移动终端与外部设备共地。
[0034]下面结合图2对采用分立元件搭建的负载开关Ul及由所述负载开关Ul组建的充电电路的具体线路设计及其工作原理进行详细阐述。
[0035]如图2所示，本实施实例的负载开关Ul可以采用一颗MOS对管Q2配合一升压电路U7搭建而成。具体来讲，可以将MOS对管Q2的开关通路串联在USB接口 Jl的电源引脚VBUS与电池U4的正极之间，将MOS对管Q2的栅极连接至升压电路U7的输出端，通过升压电路U7输出的驱动电压来控制所述MOS对管Q2通断，进而对电池U4的直充通路进行通断控制。
[0036]为了在电池直充过程中实现过压保护和过流保护，对于采用分立元件搭建的负载开关Ul可以进一步设置电流监控芯片U9和控制器U8，如图2所示。所述控制器U8可以采用单片机实现，将单片机的一路ADC接口 AD2通过由电阻R26、R27组成的分压电路连接至电池U4的正极，用于对电池U4的端子电压进行检测。将控制器U8的另外一路ADC接口 AD3通过由电阻R28、R29组成的分压电路连接至电池U4的直充通路，以用于对充电器的输出电压进行检测。在电池U4的直充通路中串联采样电阻R23(优选采用大功率精密电阻作为所述的采样电阻R23)，并将所述电流监控芯片U9的正负输入端+■、41对应连接至所述采样电阻1?23的两端，通过采集所述采样电阻R23两端的压降，以计算出充电器的输出电流大小，进而通过电流监控芯片U9的输出端OUT输出可以反映所述输出电流大小的监测电压，经由分压电阻R24、R25分压后，分别传输至所述控制器U8的ADC接口ADl和充电芯片U2的ADC接口，以实现控制器U8和充电芯片U2对充电器输出电流大小的准确监测。
[0037]在控制器U8中可以预设过压保护阈值(例如直充电压安全阈值Vsafe)、过流保护阈值(例如直充电流安全阈值I safe )和端子电压最大值，在电池直充过程中，控制器U8根据检测到的充电器的输出电压、输出电流以及电池U4的端子电压，判断各参数是否超出了其预设阈值，进而通过其控制引脚CTL输出相应的控制信号，以实现对升压电路U7的使能控制。
[0038]具体来讲，可以设置控制器U8的控制引脚CTL默认输出高电平，将所述控制器U8的控制引脚CTL与逻辑与门U6的其中一个输入管脚连接，将逻辑与门U6的另外一个输入管脚与处理器U3的GP1l 口连接，接收处理器U3通过其GP1l 口输出的使能信号。当需要切换至直充方式时，处理器U3通过其GP1l 口输出高电平有效的使能信号，由于控制器U8的控制引脚CTL默认输出高电平，因此通过逻辑与门U6的输出端输出高电平信号，控制升压电路U7使能运行，输出驱动信号控制MOS对管Q2导通，连通电池U4的直充通路。在电池U4的直充过程中，控制器U8实时检测充电器的输出电压、输出电流以及电池U4的端子电压，只要其中一个参数超出预设阈值，则立即将其控制引脚CTL置为低电平，使升压电路U7停止运行，控制MOS对管Q2关断，以切断电池U4的直充通路，确保电池U4的充电安全。同时，控制器U8可以将检测到充电器的输出电压、输出电流以及电池U4的端子电压等参数通过总线(例如UART总线)传输至处理器U3，以实现处理器U3对系统电路的全局控制。
[0039]在需要将电池U4的充电方式由直充切换到充电芯片充电时，可以通过处理器U3将其GP1l 口置为低电平，继而控制逻辑与门U6输出低电平信号，控制升压电路U7停止运行，切断电池U4的直充通路，然后处理器U3通过其控制端口(例如其GP104 口)输出高电平信号至充电芯片U2的EN引脚，控制充电芯片U2使能运行，以启动充电芯片U2为电池U4充电。
[0040]在图2中，对于充电芯片U2、处理器U3与电池U4之间的线路连接关系以及与充电接口 Jl的连接关系可以仿照图1所示的电路设计，本实施例在此不再展开说明。
[0041]对移动终端进行上述硬件改造后，下面结合图3、图4对移动终端所执行的充电管理流程进行详细阐述。
[0042]如图3所示，本实施例的充电管理流程主要涉及以下步骤:
S301、检测充电器的插入状态；
在本实施例中，移动终端可以利用其充电芯片U2或者处理器U3对其USB接口 Jl上是否有充电器插入进行检测，若未检测到充电器，则重复执行本步骤的检测过程;若检测到有充电器插入，则执行后续步骤。
[0043]S302、识别充电器的类型；
移动终端可以按照传统的充电器类型识别方法对插入到其USB接口 Jl上的充电器进行识别，并在识别过程中保持电池U4的直充通路断开(S卩，控制图1中的负载开关Ul非使能;或者控制图2中升压电路U7非使能，使MOS对管Q2保持关断状态)，默认采用充电芯片充电。
[0044]当移动终端检测到插入的充电器是输出电压固定的充电器，例如普通5V充电器、QC2.0充电器、USB PD充电器或MTK PE+充电器等，则在整个充电过程中，保持充电芯片充电，即，始终利用充电芯片U2为电池U4充电。若插入的是输出电压动态可调的充电器(本实施例以QC3.0充电器为例进行说明)，则执行后续步骤。
[0045]在本实施例中，当检测到插入的是QC3.0充电器时，还可以根据设计需要对所述QC3.0充电器是否为标配充电器作进一步识别，具体可以利用处理器U3根据USB接口 Jl上的检测引脚ID的电平状态来判断插入的QC3.0充电器是否为标配充电器，若是，则执行后续步骤;否则，即使插入的是QC3.0充电器，为确保移动终端的充电安全，也采用充电芯片为电池U4充电。也就是说，移动终端只有在检测到插入其USB接口 Jl的充电器是标配的QC3.0充电器时，才选择性地进入直充方式，否则，一律采用充电芯片U2为电池U4充电。
[0046]在本实施例中，可以设置标配QC3.0充电器在默认情况下输出5V电压，该电压与主机、常规电源适配器输出的充电电压相同，以满足移动终端中的充电芯片U2对输入电源的要求。
[0047]S303、检测电池的电芯电压，根据电池的电芯电压选择进入不同的充电方式； 在本实施例中，处理器U3可以通过与内置于电池U4中的计量芯片进行通信，来获取电池U4的电芯电压Vbat—reai;若电池的电芯电压Vbat—reai在预设的直充阈值的范围[SI，S2 ]以内，则执行后续步骤;否则，跳转至步骤S305执行。
[0048]在本实施例中，所述直充阈值(低压阈值S1、高压阈值S2)可以根据电池的实际情况具体确定，优选与标准DCP充电方式(即采用常规充电器对电池进行的传统充电)下的恒流充电阶段所对应的电池电压范围一致。例如，对于一块4.4V电池(即电芯电压最大值为
4.4V的可充电电池)，可以设定其低压阈值SI =3.2V、高压阈值S2=4.2V。
[0049]S304、进入电池直充过程；
当处理器U3检测到电池U4的电芯电压Vbat—real处于预设的直充阈值的范围[3.2，4.2]以内时，首先控制充电芯片U2挂起，即进入非使能的不工作状态，将充电方式由充电芯片充电切换到直充，并将充电器的输出电压调控权由充电芯片执行切换至由处理器U3执行。然后，查找预设的初始关系对照表，根据电池的电芯电压Vbat—re3al所处的区间段获取该区间段所对应的输出电压目标值Vtarg和充电电流目标值I targ。
[0050]具体说明，可以根据设定的直充阈值范围[SI，S2]，针对电池的电芯电压划分出若干个区间段，例如以10mV为跨度，划分出N个区间段，N=(S2-Sl)/100mV。针对每一个区间段事先确定出每一个区间段的电芯电压所对应的输出电压目标值Vtarg和充电电流目标值Itarg，以形成所述的初始关系对照表，保存在处理器U3中，或者保存在移动终端中与处理器U3连接的存储器中，供处理器U3调用。
[0051]在本实施例中，优选在所述直充阈值的范围[3.2，4.2]内划分出两个区间段:
第一区间段对应的电芯电压Vbat—reai在3.2V~4V之间，充电器的输出电压目标值Vtarg=Vmax-1，充电电流目标值Itarg=I.—bat。即，可以根据电池U4所支持的最大充电电流值Imax—bat来确定第一区间段所对应的充电电流目标值Itarg，例如可以设置Itarg=4.5A。所述Vmax^1可以根据电池U4的电芯电压Vbat—rea1、所述Imax—bat以及电池U4的内阻和系统在直充通路中的线路电阻确定，例如可以设置Vmax-1=Imax—bat*R+Vbat—reai，所述R为电池U4的内阻与系统在直充通路中的线路电阻之和；
第二区间段对应的电芯电压在4V~4.2V之间，充电器的输出电压目标值Vtarg= Vmax-2，充电电流目标值Itarg=I.—K。即，可以根据充电芯片U2所支持的最大输出电流值Imax—K来确定第二区间段所对应的充电电流目标值I targ，例如可以设置I targ=3A，以在充电方式由直充过度到充电芯片充电时，能够保持充电电流平稳。所述Vmax-2可以根据电池U4的电芯电压Vbat—rea1、所述I.—K以及电池U4的内阻和系统在直充通路中的线路电阻确定，例如可以设置
Vmax-2 —Imax IC^R-1-Vbat real ο
[0052]下面结合图4，对直充过程进行详细阐述。
[0053]S401、处理器U3根据检测到的电池U4的电芯电压Vbat—reai查找其在初始关系对照表中所处的区间段，根据该区间段所对应的输出电压目标值Vtarg调节QC3.0充电器的输出电
J玉Vout，直至l|Vriiit—Vt.a.rg ；
具体来讲，处理器U3可以将输出电压目标值Vtarg与QC3.0充电器默认输出的5V电压进行比较，计算出需要通过其差分引脚D+或D-输出的脉冲个数，然后向QC3.0充电器的差分引脚D+或D-输出相应数量的脉冲，将QC3.0充电器的输出电压Vciut调整至ljVtarg。
[0054]S402、连通电池U4的直充通路，利用充电器的输出电压直接为电池U4充电；
具体来讲，对于采用负载开关Ul设计的直充通路(如图1所示)，可以利用处理器U3控制负载开关Ul使能运行，以连通电池U4的直充通路;对于采用MOS对管Ql设计的直充通路(如图2所示)，可以利用处理器U3控制升压电路U7使能运行，继而驱动MOS对管Q2导通，连通电池U4的直充通路，以实现对电池U4的直充。
[0055]S403、实时检测电池U4的充电电流I，通过将充电电流I与该区间段的充电电流目标值Itarg进行对比，以确定上调还是下调充电器的输出电压Vciut,以使电池U4的充电电流I达到或者接近所述的充电电流目标值I targ ；
具体来讲，在对电池U4进行直充的过程中，实时检测电池U4的充电电流I，若KItarg，则逐步上调充电器的输出电压v?t，直到充电电流I=Itarg;若I>Itarg，则逐步下调充电器的输出电压Vcmt，直到充电电流I=Itarg。此后，继续检测电池U4的充电电流I，只要充电电流I接近I targ，例如充电电流I在[I targ-Δ I，I targ ]的区间内，就保持充电器当前的输出电压Vciut不变，对电池U4进行大电流类恒流直充。所述ΛΙ为电流偏差阈值，其取值最好不小于500mA。在本实施例中，优选设置AI=500mA，以避免出现充电器的输出电压Vciut反复调整的情况。
[0056]S404、在电池U4的电芯电压Vbat—real从电压低一级的区间段进入到电压尚一级的区间段时，查找所述初始关系对照表，获取该区间段的充电电流目标值Itarg，并调整充电器的输出电压Vciut，使电池U4的充电电流I达到或者接近该区间段的充电电流目标值I targ ；
具体来讲，在对电池U4进行直充的过程中，电池U4的电芯电压Vbat—r—不断上升，当电芯电压Vbat—real从电压低一级的区间段进入到电压高一级的区间段时，处理器U3通过查找所述的初始关系对照表获取所述高一级的区间段所对应的充电电流目标值Itarg;然后，通过处理器U3动态降低所述充电器的输出电压Vciut,直到所述电池U4的充电电流I等于该区间段的充电电流目标值Itarg。
[0057]例如，当电池U4的电芯电压Vbat—real从所述第一区间段上升到所述第二区间段时，仅读取第二区间段所对应的充电电流目标值Itarg=Imax—Κ=3Α即可，根据第二区间段的充电电流目标值Itarg调整充电器的输出电压Vciut，无需根据第二区间段所对应的输出电压目标值Vtarg来调整充电器的输出电压Vciut,以保证充电电流平稳变化。在本实施例中，第二区间段所对应的输出电压目标值Vtarg仅在移动终端插入标配充电器时，电池U4的电芯电压Vbat—re3al刚好处于所述的第二区间段时读取，以作为充电器输出电压初始调整的基础。
[0058]在所述电池U4的电芯电压Vbat—real从电压低一级的区间段进入到电压高一级的区间段，且接近两个区间段的临界点时(例如，对于设置两个区间段的情况，当电池U4的电芯电压Vbat—超过4V时)，由于电压高一级的区间段所对应的充电电流目标值低于电压低一级的区间段所对应的充电电流目标值，因此需要将充电器的输出电压Vciut下调。在动态降低所述充电器的输出电压VmJt时，可能会出现电池U4的电芯电压Vbat—real从所述电压高一级的区间段下降到所述电压低一级的区间段的情况(例如，电芯电压Vbat—real变得小于4V)，这是由于电芯内阻的存在，充电电流I降低后，导致电芯电压Vbat—real瞬间降低一些，重回到了上一区间段。在这种情况下，为了保证直充过程的平稳性，只要检测到电池U4的充电电流I不为零，就不返回到上一区间段，而是继续动态降低所述充电器的输出电压Vciut,直到所述电池的充电电流I达到所述高一级的区间段所对应的充电电流目标值Itarg(例如，针对本实施例设计的两个区间段的情况，继续下调充电器的输出电压Vciut,直到I=3A)。此后，为了避免输出电压Vcmti复调整，只要处理器U3检测到充电电流I接近Itarg，例如，I在2.5A~3A之间，就保持充电器当前的输出电压Vciut不变，对电池U4进行大电流类恒流直充。本实施例在这里优选将电流偏差阈值设计成500mA，当然，也可以根据移动终端的实际设计需要选择设置成其它数值，本实施例对此不进行具体限制。
[0059]S405、当电池U4的电芯电压Vbat—reai升高超过预设的直充阈值范围[S1，S2]时，将充电方式由直充切换到充电芯片充电； 具体来讲，当检测到电池U4的电芯电压Vbat—real随直充过程不断升高，超过高压阈值S2时，则切断电池U4的直充通路。对于采用负载开关Ul设计的直充通路(如图1所示)，可以利用处理器U3控制负载开关Ul挂起，即控制负载开关Ul非使能，进入不运行状态，以切断电池U4的直充通路;对于采用MOS对管Ql设计的直充通路(如图2所示)，可以利用处理器U3控制升压电路U7非使能，继而控制MOS对管Q2关断，以切断电池U4的直充通路。在电池U4的直充通路切断后，通过处理器U3控制充电芯片U2使能，切换至充电芯片充电，利用充电芯片U2接收充电器的输出电压V—，为电池U4充电，并跳转至步骤S306执行。
[0060]S305、判断电池的电芯电压Vbat—reai是否小于低压阈值SI，若是，则通过充电芯片U2对电池U4进行涓流充电，直到电池的电芯电压Vbat—reai=Sl，返回步骤S304，进入电池直充过程;若电池的电芯电压Vbat—reai大于高压阈值S2，则执行步骤S306 ；
在本实施例中，所述处理器U3在检测到电池U4的电芯电压Vbat—real在预设的直充阈值范围[SI，S2]以外时，首先控制负载开关Ul断开，切断电池U4的直充通路，将充电方式切换到充电芯片充电，利用充电芯片U2为电池U4充电，并将充电器的输出电压调控权切换至充电芯片U2，利用充电芯片U2调节充电器的输出电压。
[0061 ] 充电芯片U2可以通过与处理器U3通信，获取电池U4的电芯电压Vbat—reai。当充电芯片U2检测到电池U4的电芯电压Vbat—reai低于SI时，调整QC3.0充电器的输出电压Vcmt=5V，为充电芯片U2供电。此时，充电芯片U2可以输出200mA的小电流，对所述电池U4进行涓流充电，直到电池U4的电芯电压Vbat—reai=S I。
[0062] S306、检测电池U4的电芯电压Vbat—reai是否高于S2且低于电池U4所对应的最大电芯电压S3，若是，则执行步骤S307 ；否则，执行步骤S308 ；
在本实施例中，对于选用4.4V电池的情况，所述S3即为4.4V。
[0063 ] S307、动态调节充电器的输出电压Vciut，找出充电芯片U2的输出电流在满足其预期输出电流Ith的情况下充电器的最小输出电压，利用所述最小输出电压为充电芯片U2供电，直到电池U4的电芯电压Vbat—reai达到其最大电芯电压；
在本实施例中，考虑到在相同的充电电流情况下，充电芯片的输入电压(也就是充电器的输出电压)越高，充电芯片的效率越低，热损耗也就越大，所以在利用充电芯片U2为电池U4充电时，充电器的输出电压Vciut调整的基本原则就是在满足充电功率的情况下，尽量减小充电器的输出电压V-，提高输入电流Iin，以保持充电芯片U2的输入功率与输出功率守恒。
[0064]具体来讲，当S2〈Vbat—reai彡S3时，充电芯片U2调整其输出电流(S卩，电池U4的充电电流I)到达其预期输出电流Ith。在本实施例中，优选设置所述预期输出电流Ith等于所述充电芯片U2所支持的最大输出电流，例如设置Ith=3A，以进一步缩短充电时间。
[0065]在充电芯片U2为电池U4充电的过程中，可以通过处理器U3控制充电芯片U2逐步调整充电器的输出电压V?t，同时检测充电芯片U2的输出电流，找出在满足预期输出电流Ith情况下的最小输入电压(即，在满足充电芯片U2预期输出电流Ith情况下充电器的最小输出电压)，此时的输入电压就是当前电池电压情况下的最佳效率。此后，随着电池U4的电芯电压Vbat—r—逐渐升高，同步调整充电器的输出电压V-，以维持电池U4的充电电流I满足所述的Ith，直到电池U4的电芯电压Vbat—reai到达恒压充电的转折点，即Vbat—reai=S3，进入后续的恒压充电阶段。
[0066]S308、保持充电芯片U2的输出电压等于电池U4的最大电芯电压S3不变，对电池U4进行恒压充电，并在充电电流I每降低500mA时，调整充电器的输出电压Vcmt下调200mV且最低调整到5V就不再向下调整，直到充电完成；
在本实施例中，当充电过程进入到恒压充电阶段，电池U4的充电电流I将逐步降低，为了在恒压充电过程中依然维持较高的充电效率，本实施例在恒压充电阶段设计充电电流I每降低500毫安，控制充电器的输出电压Vciut下调200毫伏(此值可以根据移动终端的具体情况测算)，直到充电完成时，将充电器的输出电压Vciut调整到默认的5V。
[0067]由此，完成了整个充电过程。
[0068]为了保证移动终端充电的安全性，本实施例还提出以下充电异常处理机制:
(一)针对采用集成芯片作为负载开关Ul设计的移动终端，如图1所示，本实施例优选采用以下安全保护机制:
①利用负载开关Ul的限流功能，系统在上电时默认以500mA限流(通过配置电阻R8的阻值实现)，保证异常情况下的充电电流不会损坏移动终端；
②利用负载开关Ul的电流监测引脚頂ON实时监测直充过程中进入移动终端的总输入电流I in (即充电器的输出电流)，若所述总输入电流I in超过预设的直充电流安全阈值I saf e(通过配置电阻R6和电阻R8的并联阻值实现，优选设置Isafe=5A)，则降低所述充电器的输出电压Vciut，从而降低其输出电流(即总输入电流I in)，直到I in< Isafe ；
③利用负载开关Ul的过压保护功能，使直充过程中进入移动终端的总输入电压不超过设定阈值。即，实时检测充电器的输出电压Vciut,若所述充电器的输出电压Vciut超过预设的直充电压安全阈值Vsafe,则切断电池U4的直充通路，避免电池U4收到过压冲击。在本实施例中，对于4.4V电池，优选设置Vsafe=6V;
④利用电池U4中内置的计量芯片，实时检测电池U4的电芯电压Vbat—reai和充电电流I，若其中之一超过电池规格书中所规定的最大阈值(即电池规格书中所规定的最大充电电压值和最大充电电流值)，则降低所述充电器的输出电压V-，并切断电池U4的直充通路；
⑤监控电池U4的端子电压，一旦超过最大阈值(可根据电池规格书中所规定的最大端子电压确定，本实施例针对4.4V电池U4优选设置所述最大阈值为4.6V)，则降低所述充电器的输出电压V—，并切断电池U4的直充通路；
⑥硬件保护机制:当图1中的逻辑与门U6出现异常导致不能控制负载开关Ul正常断开时，置处理器U3的GP103 口为低电平，控制负载开关Ul断开，切断电池U4的直充通路，避免对电池造成损坏。
[0069](二)针对采用MOS对管Q2配合升压电路U7设计的负载开关Ul，如图2所示，本实施例优选采用以下安全保护机制:
①通过电流监控芯片U9检测进入移动终端的总输入电流Iin(即，充电器的输出电流)，并将检测到的总输入电流Iin同时传送至充电芯片U2和控制器U8，处理器U3通过充电芯片U2获取直充过程中进入移动终端的总输入电流Iin，当处理器U3或控制器U8检测到Iin超过预设阈值(例如直充电流安全阈值Isafe，优选设置Isaf(3=5A)时，向逻辑与门U6输出低电平信号，切断直充通路，起到双重保护的作用；
②利用电池U4中内置的计量芯片，实时检测电池U4的电芯电压Vbat—reai和充电电流I，若其中之一超过电池规格书中所规定的最大阈值(即电池规格书中所规定的最大充电电压值和最大充电电流值)，则降低所述充电器的输出电压V-，并切断电池U4的直充通路； ③监控电池U4的端子电压，一旦超过最大阈值(可根据电池规格书中所规定的最大端子电压确定，本实施例针对4.4V电池U4优选设置所述最大阈值为4.6V)，则降低所述充电器的输出电压V—，并切断电池U4的直充通路；
④控制器U8通过其ADC接口AD2同时检测电池U4的端子电压，一旦超过最大阈值，则通过其UART接口通知处理器U3，以降低所述充电器的输出电压Vciut，甚至切断电池U4的直充通路；
⑤在直充过程中，控制器U8与处理器U3采用定时握手机制，一旦发现一方没有定时进行信号握手，则切断电池U4的直充通路；
⑥在直充过程中，控制器U8通过其ADC接口AD3实时检测进入移动终端的总输入电压Vin，即充电器的输出电压Vciut，一旦乂^超过设定阈值，例如超过预设的直充电压安全阈值Vsafe(对于4.4V电池优选设置Vsafe=6V)，则通知处理器U3降低充电器的输出电压Vcmt，甚至切断电池U4的直充通路。
[0070]通过采用处理器U3和控制器U8双重保护机制，可以进一步保证移动终端充电的安全性。
[0071]采用本实施例所提出的上述设计方案，在直充过程中若充电器被拔下或者断电，由于负载开关Ul的输入引脚VIN和输出引脚VOUT处于通路状态(对于采用MOS对管Q2设计的直充通路，则由于MOS对管Ql的源极和漏极连通)，则电池U4电压会通过直充通路作用于USB接口 Jl的电源引脚VBUS，导致USB接口 Jl的电源引脚VBUS的电压维持在高电位，使得系统检测不出充电器已拔出，用户界面上的充电器图标还会保留。
[0072]为了保证在直充过程中系统能够准确地检测出充电器的拔出状态，以控制直充通路准确切断，本实施例优选提出以下两种设计方案:
一种方案，将充电接口 Jl的某一固定引脚用于充电器拔出的检测。本实施例以充电接口 Jl的检测引脚ID为例进行说明。将充电接口 Jl的检测引脚ID连接至处理器U3的充电器检测端口，例如某一具有中断功能的中断接口 IDl，如图1、图2所示。通过插拔充电器来触发该IDl接口上的电平变化，从而触发中断，执行以下辨别流程，结合图5所示:
S501、处理器U3在检测到其IDl接口上的电平发生变化时，触发中断；
本实施例可以采用在标配充电器的一侧设置接地电路或者上拉电路的方式来改变所述检测弓I脚ID在插拔充电器时的电平状态。例如，在充电接口 Jl连接标配充电器时，通过标配充电器(例如上拉电路)配置所述检测引脚ID为第一电平状态(例如高电平);在充电接口Jl未连接标配充电器时，检测引脚ID由移动终端侧的接口电路(例如下拉电路)配置为第二电平状态(例如低电平)。
[0073]S502、处理器U3在中断进程中若检测到其IDl接口上的电位由第一电平状态跳变为第二电平状态，则初步判定充电器可能被拔出；
S503、切断电池U4的直充通路；
具体来讲，当处理器U3检测到其IDl接口上的电平由第一电平状态跳变为第二电平状态时，首先通过其GP1l 口输出低电平，进而控制逻辑与门U6的输出电平由高电平变为低电平，继而控制负载开关Ul(如图1)或者升压电路U7(如图2)非使能，由此实现直充通路的切断。由于直充通路被切断，因此电池U4电压不会对充电接口 Jl的电源引脚VBUS上的电位产生影响； S504、利用常规的充电器插拔状态检测机制检测充电器的插拔状态；
由于直充通路已切断，若充电器拔出，则充电接口 JI的电源引脚VBUS上的电压将降为零，可以通过处理器U3检测电源引脚VBUS上的电位，若为零，则判定充电器已拔出，结束充电过程，并通过处理器U3控制用户界面上消除充电器图标;若不为零，则判定充电器未拔出。
[0074]另一种方案，检测通过充电接口Jl输入的总电流(即总输入电流Iin)以及进出电池U4的电流Ibat，根据Iir^PIbat的变化判断充电器是否在直充过程中被拔出。
[0075]结合图6，具体流程包括:
S601、检测通过充电接口 JI输入的总电流，即总输入电流I in;
在本实施例中，对于采用集成芯片设计的负载开关Ul，如图1所示，可以通过检测负载开关Ul的电流监测引脚頂ON输出的监测电流计算出总输入电流Iin。对于采用MOS对管Q2配合升压电路U7设计的负载开关，如图2所示，可以通过电流监控芯片U9检测总输入电流Ιιη，并根据总输入电流I in的大小输出与之对应的电压，经由分压电阻R24、R25分压后，由控制器U8采集，以计算出总输入电流Iin的大小，并通知所述的处理器U3。
[0076]S602、若Iin小于预设值，则执行后续步骤;否则，认为充电器未拔出，保持当前的直充过程；
在本实施例中，优选设置所述预设值为100mA。
[0077]S603、检测电池U4的电流Ibat(即充电电流I)的流向，若从电池U4流出，则表示电池U4放电，初步判定充电器可能被拔出，执行后续步骤;否则，认为充电器未拔出，保持当前的直充过程；
在本实施例中，可以利用电池U4内置的计量芯片检测电池U4的电流Ibat，若电流IbaA正值，则表示电池U4放电，执行后续步骤对充电器的插拔状态作进一步判断;若电流IbatS负值，则表示电池U4充电，认为充电器未拔出，保持当前的直充过程。
[0078]S604、切断电池U4的直充通路；
具体来讲，当处理器U3判定充电器在直充过程中可能被拔出时，通过其GP1l 口输出低电平，控制逻辑与门U6的输出电平由高电平变为低电平，继而控制负载开关Ul(如图1)或者升压电路U7(如图2)非使能，由此实现直充通路的切断。由于直充通路被切断，因此电池电压不会对充电接口 Jl的电源引脚VBUS上的电位产生影响。
[0079]S605、利用常规的充电器插拔状态检测机制检测充电器的插拔状态；
由于直充通路已切断，若充电器拔出，则充电接口 JI的电源引脚VBUS上的电压将降为零，可以通过处理器U3检测电源引脚VBUS上的电位，若为零，则判定充电器已拔出，结束充电过程，并通过处理器U3控制用户界面上消除充电器图标;若不为零，则判定充电器未拔出。
[0080]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。
[0081]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，其特征在于，设置有: 电池，用于储存电能； 充电接口，设置有电源引脚、D+引脚、D-引脚，用于外接充电器； 充电芯片，连接在所述充电接口与电池之间，用于接收充电器输出的充电电源，并为所述电池充电；在所述充电芯片上设置有与所述D+引脚相连的第一驱动引脚、与所述D-引脚相连的第二驱动引脚，在所述电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，所述充电芯片通过所述第一驱动引脚和所述第二驱动引脚对所述充电器的输出电压进行调节； 负载开关，连接在所述电源引脚与电池之间，用于连通或切断电池的直充通路； 处理器，设置有与所述D+引脚相连的第三驱动引脚、与所述D-引脚相连的第四驱动引脚;所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，控制所述负载开关断开，并启动所述充电芯片为电池充电；在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，关闭所述充电芯片，并控制所述负载开关连通所述电池和所述电源引脚，且通过所述第三驱动引脚和所述第四驱动引脚对所述充电器的输出电压进行调节。2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，在所述电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，所述处理器查找其预设的初始关系对照表，根据电池的电芯电压所处的区间段获取该区间段所对应的输出电压目标值和充电电流目标值，并根据所述输出电压目标值确定通过所述第三驱动引脚和所述第四驱动引脚输出的脉冲信号，调整所述充电器的输出电压到所述的输出电压目标值;检测所述电池的充电电流，动态调节所述充电器的输出电压，使所述电池的充电电流达到或者接近所述的充电电流目标值。3.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，在所述处理器上设置有一控制端口和第一路GP1 口 ； 所述处理器在所述电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，通过所述控制端口控制所述充电芯片启动，并通过所述第一路GP1口输出无效的使能信号，控制所述负载开关断开； 所述处理器在所述电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，通过所述控制端口控制所述充电芯片关闭，并通过所述第一路GP1口输出有效的使能信号，控制所述负载开关导通。4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，还设置有: 电池电压监控单元，其连接所述的电池，用于检测电池的端子电压； 逻辑与门，其一个输入管脚连接所述处理器的所述第一路GP1 口，另一个输入管脚连接所述电池电压监控单元的输出端，其输出管脚连接所述负载开关的使能引脚； 其中，所述负载开关为一集成芯片，在其使能引脚为高电平时使能导通;所述处理器在检测到电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，通过其第一路GP1 口输出低电平的无效使能信号，通过逻辑与门置负载开关的使能引脚为低电平，控制所述负载开关断开；当所述电池电压监控单元检测到电池的端子电压超过预设阈值时，通过其输出端输出低电平信号，继而通过所述逻辑与门置负载开关的使能引脚为低电平，控制所述负载开关断开；当所述处理器检测到电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内、且所述电池电压监控单元检测到电池的端子电压低于预设阈值时，所述处理器通过其第一路GP1 口输出高电平有效的使能信号，且所述电池电压监控单元通过其输出端输出高电平信号，继而通过所述逻辑与门置负载开关的使能引脚为高电平，控制所述负载开关导通。5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，在所述处理器上还设置有第二路GP1口，所述负载开关的使能引脚连接处理器的所述第二路GP1口 ；所述处理器的第二路GP1口默认为输入状态，在所述逻辑与门发生异常，无法控制所述负载开关断开时，所述处理器通过所述第二路GP1 口输出低电平信号，控制所述负载开关断开。6.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，在所述负载开关上设置有过压保护引脚和限流引脚，所述过压保护引脚通过电阻分压网络连接所述充电接口的电源引脚，通过配置电阻分压网络中的分压电阻的阻值，以在充电器的输出电压超过预设的直充电压安全阈值时，控制所述负载开关断开； 所述负载开关的限流引脚通过第一电阻接地，并通过第二电阻以及一开关管的开关通路接地，所述开关管的控制端接收处理器输出的控制信号;所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，输出控制信号控制所述开关管断开，配置所述第一电阻的阻值，将所述负载开关的限流值设置为500mA;所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，输出控制信号控制所述开关管闭合，配置第二电阻的阻值，将所述负载开关的限流值设置为直充电流安全阈值。7.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，在所述负载开关中设置有一MOS对管和升压电路，所述MOS对管的开关通路连接在所述充电接口的电源引脚与电池之间，MOS对管的控制端连接所述升压电路，利用升压电路输出的驱动电压控制所述MOS对管通断； 在所述移动终端中还设置有: 控制器，其通过一路分压电路连接所述电池的正极，用于检测电池的端子电压;其通过另一路分压电路连接所述充电接口的电源引脚，用于检测充电器的输出电压； 电流监控芯片，其用于检测充电器的输出电流，并将检测到的电流值发送至所述的控制器; 逻辑与门，其一个输入管脚连接所述处理器的第一路GP1口，另一个输入管脚连接所述控制器的控制引脚，其输出管脚连接所述升压电路； 其中，所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以内时，通过其第一路GP1 口向所述逻辑与门输出高电平;所述控制器的控制引脚默认输出高电平，通过所述逻辑与门的输出管脚输出高电平，控制所述升压电路输出驱动电压，以控制所述MOS对管导通；当所述控制器检测到充电器的输出电压高于预设的直充电压安全阈值，或者检测到充电器的输出电流超过预设的直充电流安全阈值时，通过其控制引脚向所述逻辑与门输出低电平，控制所述升压电路停止输出驱动电压，继而控制所述MOS对管关断；所述处理器在电池的电芯电压处于预设的直充阈值的范围以外时，通过其第一路GP1 口向所述逻辑与门输出低电平，控制所述MOS对管关断。8.根据权利要求2至7中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述处理器在控制所述负载开关导通，对电池直充时，若检测到电池的电芯电压在所述直充阈值的范围以内且从电压低一级的区间段进入到电压高一级的区间段，则通过所述初始关系对照表查找出所述高一级的区间段所对应的充电电流目标值，并动态降低所述充电器的输出电压，直到所述电池的充电电流达到或者接近所述高一级的区间段所对应的充电电流目标值。9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述处理器在电池的电芯电压从所述电压低一级的区间段进入到电压高一级的区间段，且接近两个区间段的临界点时，若动态降低所述充电器的输出电压导致电池的电芯电压从所述电压高一级的区间段下降到所述电压低一级的区间段，则检测所述电池的充电电流，若充电电流不为零，则继续动态降低所述充电器的输出电压，直到所述电池的充电电流达到或者接近所述高一级的区间段所对应的充电电流目标值。10.根据权利要求1至7中任一项所述的移动终端，其特征在于， 所述充电芯片在检测到电池的电芯电压低于预设的直充阈值的范围时，调整充电器的输出电压到5V，为充电芯片供电，通过充电芯片对所述电池进行涓流充电； 所述充电芯片在检测到电池的电芯电压高于预设的直充阈值的范围且低于电池所支持的最大电芯电压时，动态调节充电器的输出电压，找出充电芯片的输出电流在满足其预期输出电流的情况下充电器的最小输出电压，利用所述最小输出电压为充电芯片供电，直到电池的电芯电压达到所述的最大电芯电压； 所述充电芯片在检测到电池的电芯电压达到所述的最大电芯电压时，调节其输出电压至所述的最大电芯电压，对所述电池进行恒压充电，并检测所述电池的充电电流，且充电电流每降低500mA，控制充电器的输出电压下调200mV且最低调整至5V，直到充电完成。
【文档编号】H02J7/00GK106026257SQ201610467634
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】尹荣贻, 胡二勐, 王 琦, 张新涛, 常亮
【申请人】青岛海信移动通信技术股份有限公司