实现快速充电的充电系统及其方法

文档序号:10659093阅读:268来源:国知局
实现快速充电的充电系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种实现快速充电的充电系统及其方法。该充电系统包括充电装置和移动设备,充电装置用于为移动设备进行快速充电,充电装置包括基本充电模块、开关模块、MCU模块以及第一接口,基本充电模块、开关模块以及第一接口依次连接,MCU模块分别与开关模块和第一接口连接,第一接口通过数据线与移动设备的第二接口连接,移动设备的电池与第二接口连接,MCU模块在判断到电池的电压小于预设的第一阈值时控制开关模块导通,基本充电模块直接对电池进行充电。通过上述方式,本发明能够实现快速充电,避免移动设备在充电时大量发热。
【专利说明】
实现快速充电的充电系统及其方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及充电技术领域,特别是涉及一种实现快速充电的充电系统及其方法。 【背景技术】
[0002]目前,移动设备通过充电器对移动设备的电池进行充电。如图1所示,现有技术中的充电器11通过PMU(Pressure Measuring Unit,电源管理单元)12对移动设备13的电池14 进行充电,由于PMU12设置在移动设备13的内部,在电池14进行充电时,导致PMU12发热,无法实现快速充电。
【发明内容】

[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种实现快速充电的充电系统及其方法,以解决上述问题。
[0004]为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种实现快速充电的充电系统,其包括充电装置和移动设备,充电装置用于为移动设备进行快速充电,充电装置包括基本充电模块、开关模块、MCU模块以及第一接口,基本充电模块、开关模块以及第一接口依次连接,MCU模块分别与开关模块和第一接口连接,第一接口通过数据线与移动设备的第二接口连接,移动设备的电池与第二接口连接,MCU模块在判断到电池的电压小于预设的第一阈值时控制开关模块导通,基本充电模块直接对电池进行充电。
[0005]其中,在MCU模块判断到电池的电压大于或等于第一阈值并且小于预设的第二阈值时,MCU模块控制开关模块交替导通和断开,实现脉冲充电。
[0006]其中,在MCU模块判断到电池的电压等于第二阈值时,MCU模块控制开关模块断开, 充电结束。
[0007]其中,开关模块包括第一M0S管、第二M0S管、电阻以及三极管,第一M0S管的源极与基本充电模块连接,第一 M0S管的漏极与第二M0S管的漏极连接,第一 M0S管的栅极和第二 M0S管的栅极与三极管的集电极连接,第二M0S管的源极与第一接口连接,三极管的基极与 MCU模块连接,三极管的发射极接地,电阻的一端与第一 M0S管的漏极连接,电阻的另一端与三极管的集电极连接。
[0008]其中,MCU模块控制三极管导通时,第一 M0S管和第二M0S管均导通,开关模块导通; MCU模块控制三极管截止时,第一 M0S管和第二M0S管均断开,开关模块断开。
[0009]其中,第一接口包括VCC端、D-端、D+端以及GND端,VCC端与第二M0S管的源极连接, D-端与MCU模块的第一中断端连接,D+与MCU模块的第二中断端连接。
[0010]其中,基本充电模块包括整流电路、比较电路以及变压器,整流电路与变压器连接,比较电路分别与整流电路和变压器连接。
[0011]为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种实现快速充电的方法,其应用于充电系统,充电系统包括充电装置和移动设备,方法包括:
[0012]充电装置获取移动设备的电池的电压;
[0013]充电装置将电池的电压与预设的第一阈值进行比较;
[0014]若电池的电压小于第一阈值时,充电装置直接对电池进行充电。
[0015]其中,若电池的电压大于或者等于第一阈值时,充电装置将电池的电压与预设的第二阈值进行比较;
[0016]若电池的电压小于第二阈值时,充电装置对电池进行脉冲充电。
[0017]其中,若电池的电压等于第二阈值时,充电装置对电池结束充电。
[0018]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明的充电装置包括基本充电模块、开关模块、MCU模块以及第一接口,基本充电模块、开关模块以及第一接口依次连接, MCU模块分别与开关模块和第一接口连接,第一接口通过数据线与移动设备的第二接口连接,移动设备的电池与第二接口连接,MCU模块在判断到电池的电压小于预设的第一阈值时控制开关模块导通,基本充电模块直接对电池进行充电,能够实现快速充电,避免移动设备在充电时大量发热。【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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,进一步可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
[0020]图1是现有技术的充电系统的结构示意图;
[0021]图2是本发明第一实施例的实现快速充电的充电系统的结构示意图;
[0022]图3是图2中充电系统进行快速充电时充电电流的示意图;
[0023]图4是图2中充电系统进行脉冲充电时充电电流的示意图;[〇〇24]图5是图2中充电装置的电路图;
[0025]图6是本发明第一实施例实现快速充电的方法的流程图。【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0027]请参见图2,图2是本发明第一实施例的实现快速充电的充电系统的结构示意图。 如图2所示,本实施例的充电系统包括充电装置21、移动设备22以及数据线23,充电装置21 用于为移动设备22进行快速充电。
[0028]其中,充电装置21包括基本充电模块211、开关模块212、MCU (MicroControllerUnit,微控制)模块213以及第一接口 214。基本充电模块211、开关模块 212以及第一接口 214依次连接,MCU模块213分别与开关模块212和第一接口 214连接。[〇〇29]充电装置21通过数据线23与移动设备22连接,其中移动设备22包括第二接口 221 和电池222,其中第一接口 214通过数据线23与第二接口 221连接,第二接口 221与电池222连接。
[0030]M⑶模块213通过第一接口 214、数据线23以及第二接口 221检测电池222的电压,并将电池222的电压和预设的第一阈值进行比较;若MCU模块213判断到电池222的电压小于第一阈值时,则MCU模块213控制开关模块212导通,此时基本充电模块211通过开关模块212、 第一接口 214、数据线23以及第二接口 221直接对电池222进行充电,此时充电电流如图3所示的阶段I,能够实现超大的充电电流,进而实现快速充电。此外,基本充电模块211、开关模块212以及MCU模块213设置在充电装置21,避免移动设备22在充电时大量发热,并且降低移动设备22的PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)的面积,降低移动设备22的设计难度。
[0031]若M⑶模块213判断到电池2 2 2的电压大于或者等于第一阈值时,M⑶模块213控制开关模块212断开,充电电流如图3所示的阶段IIICU模块213进一步将电池222的电压与预设的第二阈值进行比较;若MCU模块213判断到电池222的电压小于第二阈值时,则MCU模块 213控制开关模块212交替导通和断开,进而实现脉冲充电。即MCU模块213向开关模块212提供具有周期性的脉冲开关信号,以使开关模块212处于导通和断开的脉冲状态,此时充电电流如图4所示。[〇〇32] 若M⑶模块213判断到电池222的电压等于第二阈值时,则M⑶模块213控制开关模块212断开,充电结束。[〇〇33] 优选地,第一阈值为4.35V,第二阈值优选为4.5V。
[0034]请一并参见图5所示,图5是本发明图2中充电装置的电路图。如图5所示,基本充电模块211包括整流电路215、比较电路216以及变压器217,整流电路215与变压器217连接,比较电路216分别与整流电路215和变压器217连接。其中,整流电路215包括整流桥218、电容 (:1、电感11、电感12、电容02、电阻1?1、电阻1?2、电阻1?、电阻1?4、电容03、电容04以及二极管 D1,整流桥218的输入端连接供电线(图未视),整流桥218的第一输出端与电容C1的一端和电感L2的一端连接,整流桥218的第二输出端与电容C1的另一端和电感L1的一端连接,电感 L1的另一端接地,电感L2的另一端与电容C2的一端、电阻R1的一端、电容C3的一端以及电阻 R3的一端连接,电容C2的另一端接地,电阻R1的另一端通过电阻R2和电容C4接地,电容C3的另一端连接电阻R3的另一端,电阻R4的一端与电阻R3的另一端连接,二极管D1的负极与电阻R4的另一端连接。变压器217的第一输入端PN1与电感L2的另一端连接,变压器217的第二输入端与二极管D1的正极连接。比较电路216用于根据整流电路215输出的电压调整变压器 217的输入电压,比较电路216包括芯片U1、三极管Q1、电阻R5、二极管D2、电阻R6、电阻R7、电阻R8以及电阻R9,芯片U1的VCC端连接至电阻R2和电容C4之间,变压器217的第三输入端通过电阻R5和二极管D3连接至电阻R2和电容C4之间,芯片U1的VSENSE端通过电阻R7连接至变压器217的第三输入端,芯片U1的VSENSE端通过电阻R8和电阻R9接地,芯片U1的ASU端悬空, 芯片U1的GND端接地,芯片U1的ISENSE端通过电阻R6接地,芯片U1的OUTPUT端与三极管Q1的基极连接,三极管Q1的发射极与电阻R6连接,三极管Q1的集电极与变压器217的第二输入端连接,变压器217的第四输入端接地。[〇〇35] 变压器217的第一输出端和第二输出端通过电容C5和电阻R10连接,变压器217的第一输出端通过二极管D3与开关模块212连接,变压器217的第二输出端接地,电容C7的一端和电容C8的一端连接二极管D3的负极,电容C7的另一端和电容C8的另一端接地。[〇〇36] 开关模块212包括第一 M0S管Ml、第二M0S管M2、电阻Rl 1以及三极管Q2,第一 M0S管Ml的源极与基本充电模块211连接,即第一MOS管Ml的源极与二极管D3的负极连接;第一MOS 管Ml的漏极与第二M0S管M2的漏极连接,第一 M0S管Ml的栅极和第二M0S管M2的栅极与三极管Q2的集电极连接,第二M0S管M2的源极与第一接口 214连接,三极管Q2的基极与M⑶模块 213连接,即三极管Q2的基极与M⑶模块213的第三中断端GP103连接;三极管Q2的发射极接地,电阻R11的一端与第一 M0S管Ml的漏极连接,电阻R11的另一端与三极管Q2的集电极连接。[〇〇37] M⑶模块213控制三极管Q2导通,S卩M⑶模块213的第三中断端GP103向三极管Q2的基极提供电压时,第一 M0S管Ml和第二M0S管M2均导通,开关模块212导通;M⑶模块213控制三极管Q2截止,即MCU模块213的第三中断端GP103停止向三极管Q2的基极提供电压时,第一 M0S管Ml和第二M0S管M2均断开,开关模块212断开。[〇〇38] 第一接口214包括7〇:端、0-端、0+端以及6冊端,¥〇:端与第二》3管112的源极连接, D-端与M⑶模块213的第一中断端GP101连接,D+与M⑶模块213的第二中断端GP102连接,MOT 模块213的GND端接地,MCU模块213的ADC1端与第二MOS管M2的源极连接。
[0039]可选地,第二接口 221包括VCC端、D-端、D+端以及GND端,第二接口 221的VCC端、D-端、D+端以及GND端通过数据线23与第一接口 214的VCC端、D-端、D+端以及GND端对应连接, 第二接口 221的VCC端与电池222的正极连接,第二接口 221的GND端与电池222的负极连接。
[0040]优选地,M⑶模块213通过第一接口 214和第二接口 221的D-端和D+端检测电池222 的电压。[0041 ]本实施例能够实现超大的充电电流,进而实现快速充电。此外,基本充电模块211、 开关模块212以及MCU模块213设置在充电装置21,避免移动设备22在充电时大量发热,并且降低移动设备22的PCB的面积,降低移动设备22的设计难度。[0〇42]本发明还提供第一实施例实现快速充电的方法,其在第一实施例所揭不的充电系统的基础上进行描述。本实施例所揭示的方法应用于上述实施例所描述的充电系统,如图6 所示,该方法包括以下步骤:
[0043]步骤S61:充电装置21获取移动设备22的电池222的电压;
[0044]步骤S62:充电装置21将电池222的电压与预设的第一阈值进行比较;
[0045]步骤S63:若电池222的电压小于第一阈值时,充电装置21直接对电池22进行充电。
[0046]在步骤S63中,若电池222的电压大于或者等于第一阈值时,充电装置21将电池222 的电压与预设的第二阈值进行比较;
[0047]若电池222的电压小于第二阈值时,充电装置21对电池222进行脉冲充电。
[0048]若电池222的电压等于第二阈值时,充电装置21对电池222结束充电。
[0049]综上所述,本发明的充电装置包括基本充电模块、开关模块、MCU模块以及第一接口,基本充电模块、开关模块以及第一接口依次连接,MCU模块分别与开关模块和第一接口连接,第一接口通过数据线与移动设备的第二接口连接,移动设备的电池与第二接口连接, M⑶模块在判断到电池的电压小于预设的第一阈值时控制开关模块导通,基本充电模块直接对电池进行充电,能够实现快速充电,避免移动设备在充电时大量发热。此外,基本充电模块、开关模块以及MCU模块设置在充电装置,避免移动设备在充电时大量发热,并且降低移动设备的PCB的面积,降低移动设备的设计难度。
[0050]以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种实现快速充电的充电系统,其特征在于,所述充电系统包括充电装置和移动设 备,所述充电装置用于为所述移动设备进行快速充电,所述充电装置包括基本充电模块、开 关模块、MCU模块以及第一接口,所述基本充电模块、所述开关模块以及所述第一接口依次 连接,所述MCU模块分别与所述开关模块和所述第一接口连接,所述第一接口通过数据线与 所述移动设备的第二接口连接,所述移动设备的电池与所述第二接口连接,所述MCU模块在 判断到所述电池的电压小于预设的第一阈值时控制所述开关模块导通,所述基本充电模块 直接对所述电池进行充电。2.根据权利要求1所述的充电系统,其特征在于,在所述MCU模块判断到所述电池的电 压大于或等于所述第一阈值并且小于预设的第二阈值时,所述MCU模块控制所述开关模块 交替导通和断开,实现脉冲充电。3.根据权利要求2所述的充电系统,其特征在于,在所述MCU模块判断到所述电池的电 压等于所述第二阈值时,所述MCU模块控制所述开关模块断开,充电结束。4.根据权利要求3所述的充电系统,其特征在于,所述开关模块包括第一MOS管、第二 MOS管、电阻以及三极管,所述第一 MOS管的源极与所述基本充电模块连接,所述第一 MOS管 的漏极与所述第二MOS管的漏极连接,所述第一 MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极与所 述三极管的集电极连接,所述第二MOS管的源极与所述第一接口连接,所述三极管的基极与 所述MCU模块连接,所述三极管的发射极接地,所述电阻的一端与所述第一 MOS管的漏极连 接,所述电阻的另一端与所述三极管的集电极连接。5.根据权利要求4所述的充电系统,其特征在于,所述MCU模块控制所述三极管导通时, 所述第一 MOS管和所述第二MOS管均导通,所述开关模块导通;所述MCU模块控制所述三极管 截止时,所述第一 MOS管和所述第二MOS管均断开,所述开关模块断开。6.根据权利要求5所述的充电系统,其特征在于,所述第一接口包括VCC端、D-端、D+端 以及GND端,所述VCC端与所述第二MOS管的源极连接,所述D-端与所述MCU模块的第一中断 端连接,所述D+与所述MCU模块的第二中断端连接。7.根据权利要求6所述的充电系统,其特征在于,所述基本充电模块包括整流电路、比 较电路以及变压器,所述整流电路与所述变压器连接,所述比较电路分别与所述整流电路 和所述变压器连接。8.—种实现快速充电的方法,其特征在于,所述方法应用于充电系统,所述充电系统包 括充电装置和移动设备,所述方法包括:所述充电装置获取所述移动设备的电池的电压;所述充电装置将所述电池的电压与预设的第一阈值进行比较;若所述电池的电压小于所述第一阈值时,所述充电装置直接对所述电池进行充电。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,若所述电池的电压大于或者等于所述第一 阈值时,所述充电装置将所述电池的电压与预设的第二阈值进行比较;若所述电池的电压小于所述第二阈值时,所述充电装置对所述电池进行脉冲充电。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,若所述电池的电压等于所述第二阈值时, 所述充电装置对所述电池结束充电。
【文档编号】H01M10/44GK106026323SQ201610321436
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】李城铭, 倪漫利
【申请人】深圳天珑无线科技有限公司
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