一种充电方法、装置及移动终端与流程
本发明涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种充电方法、装置及移动终端。
背景技术：
随着移动互联网技术的发展，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等移动终端设备越来越普及。
目前的移动终端主要采用可充电电池，例如锂电池来供电。现有的电池充电方案是恒流-恒压充电，即在初期采用恒定电流充电，当检测到电池电压达到给定电压后，以恒定电压继续充电，当充电电流降低到给定值时结束充电。恒流充电可以加快充电速度，缩短充电时间；当达到给定电压后进行恒压充电，可以避免电池过冲。但是，电池有内阻，充电回路中存在回路阻抗，二者均会缩短恒流阶段的时长，从而影响充电速度，增大了整个充电过程的时间。另外，在恒压充电阶段，如果充电电压设置的较大，电池内阻上的电压损耗较大，电池会产生“虚电”现象，即虽然表面看来电池已充满电，但其实际上并未被充满。这种情况下，在停止充电后，电池的电量会快速下降，减少了移动设备的续航时间。
因此，需要提供一种既能快速充电、又能保证电池实际被充满电的充电方法。
技术实现要素：
为此，本发明提供一种充电方法、装置及移动终端，以解决或至少缓解上面存在的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种充电方法，包括：采用恒定充电电流为电池充电；当电芯电压达到第一电压阈值时，采用分阶段的恒定充电电压为电池充电，其中，各阶段的充电电压依次递减；当充电电压与电池满电电压相等时，停止充电。
可选地，在根据本发明的充电方法中，采用恒定充电电流为电池充电时的最大充电电压按照以下公式确定：
vchgm＝v2+a
其中，vchgm为最大充电电压，v2为电芯电压达到第一电压阈值时的充电电压，a为第一常数。
可选地，在根据本发明的充电方法中，a＝100mv。
可选地，在根据本发明的充电方法中，阶段的数量按照以下公式中的任一种来确定：
其中，n为阶段的数量，vop为电池满电电压，v1为第一电压阈值，b为第二常数，
可选地，在根据本发明的充电方法中，每个阶段的充电电压按照以下公式确定：
其中，vchg(i)为第i阶段的充电电压，i为阶段序号，i为整数且1≤i≤n。
可选地，在根据本发明的充电方法中，当电芯电压达到第一电压阈值时，采用第一阶段的充电电压为电池充电；随后，每当电芯电压增加第二常数时，采用下一阶段的充电电压为电池充电。
可选地，在根据本发明的充电方法中，b＝10mv。
根据本发明的一个方面，提供一种充电装置，驻留于移动终端中，包括：充电控制单元和电量输出单元；其中，充电控制单元适于根据可充电电池的电芯电压确定充电电压和/或充电电流，并向电量输出单元发送指示电量输出单元输出所确定的充电电压和/或充电电流的控制信号；电量输出单元适于接收充电控制单元发送的控制信号，并向可充电电池输出控制信号所指示的充电电压和/或充电电流。
可选地，在根据本发明的充电装置中，充电控制单元进一步适于按照以下步骤确定充电电压和/或充电电流：当电芯电压小于第一电压阈值时，将充电电流设置为恒定值；当电芯电压达到第一电压阈值时，将充电电压设置为多阶段的恒定值，其中，各阶段的充电电压依次递减。
可选地，在根据本发明的充电装置中，充电控制单元进一步适于：在将充电电流设置为恒定值时，按照以下公式确定最大充电电压：
vchgm＝v2+a
其中，vchgm为最大充电电压，v2为电芯电压达到第一电压阈值时的充电电压，a为第一常数。
可选地，在根据本发明的充电装置中，a＝100mv。
可选地，在根据本发明的充电装置中，充电控制单元适于按照以下公式中的任一种来确定所述阶段的数量：
其中，n为阶段的数量，vop为电池满电电压，v1为第一电压阈值，b为第二常数，
可选地，在根据本发明的充电装置中，充电控制单元适于按照以下公式确定每个阶段的充电电压值：
其中，vchg(i)为第i阶段的充电电压值，v2为电芯电压达到第一电压阈值时的充电电压，i为阶段序号，i为整数且1≤i≤n。
可选地，在根据本发明的充电装置中，充电控制单元进一步适于按照以下步骤将充电电压设置为多阶段的恒定值：当电芯电压达到第一电压阈值时，将充电电压设置为第一阶段的充电电压值vchg(1)；随后，每当电芯电压增加第二常数时，将充电电压设置为下一阶段的充电电压值。
可选地，在根据本发明的充电装置中，b＝10mv。
根据本发明的一个方面，提供一种移动终端，包括可充电电池，可充电电池包括电芯和电量计，电量计适于获取所述电芯的电压；以及如上所述的充电装置。
根据本发明的技术方案，首先，在电芯电压较低时，采用恒流充电方式为电池充电，并设置一个余量足够大的最大充电电压，从而可以补偿回路阻抗和电池内阻造成的电压消耗，延长了恒流阶段的充电时间。当电芯电压达到第一电压阈值时，采用分阶段的恒压充电方式为电池充电，根据电芯电压调节每个阶段的充电电压，各阶段的充电电压依次递减，从而实现了动态的内阻补偿，缩短了恒压阶段的充电时间，同时可以保证电池被实际充满电。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
图1示出了根据本发明一个实施例的移动终端100以及充电装置200的结构图；
图2示出了根据本发明一个实施例的充电方法200的流程图；
图3示出了根据本发明一个实施例的充电过程的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明一个实施例的移动终端100以及充电装置200的结构图。如图1所示，移动终端100包括可充电电池110和充电装置200。
可充电电池110适于向移动终端100提供电能，以维持移动终端100的正常使用。可充电电池110可以作为不可拆卸的一部分内置于移动终端100中，也可以作为移动终端100的可拆卸的一个部件，本发明对可充电电池110在移动终端100中的存在形式不做限制。可充电电池110包括电芯和电量计，其中，电量计可以读取电芯的电压、剩余电量等，从而可以获取电池的状态，例如，在可充电电池110处于使用(放电)状态时，获取可充电电池110的剩余电量；在可充电电池110处于充电状态时，获取电芯电压，从而得知可充电电池110的充电进程。
充电装置200与外部电源(或电源适配器)连接，可以根据可充电电池110的电芯电压，将外部电源转化为合适的电流源或电压源为可充电电池110进行高效的充电。具体地，充电装置200包括充电控制单元210和电量输出单元220。充电控制单元210适于根据可充电电池的电芯电压确定充电电压和/或充电电流，并向电量输出单元220发送指示电量输出单元220输出所确定的充电电压和/或充电电流的控制信号。电量输出单元220接收充电控制单元210发送的控制信号，并向可充电电池110输出该控制信号所指示的充电电压和/或充电电流。
根据一种实施例，充电控制单元210在电芯电压小于第一电压阈值时，将充电电流设置为恒定值；当电芯电压达到第一电压阈值时，将充电电压设置为多阶段的恒定值，其中，各阶段的充电电压依次递减。也就是说，充电控制单元210在电芯电压较低时，控制电量输出单元220采用恒流方式为可充电电池110充电；当电芯电压较高时，控制电量输出单元220采用分阶段恒压方式为可充电电池110充电。应当指出，上述第一电压阈值应当小于电池满电电压。第一电压阈值可以是测量值，例如，将采用现有技术的“恒流-恒压”充电方式为电池充电时，测得的进入恒压充电时的电芯电压作为第一电压阈值；第一电压阈值也可以是指定值，例如由本领域技术人员根据经验和实际情况自行设置。本发明对第一电压阈值的取值不做限制，但是一般来说，第一电压阈值采用测量值会比采用指定值的充电效果更好。
根据一种实施例，在恒流充电阶段，充电控制单元210将充电电流设置为电池可承受的最大电流，从而加快充电速度。此外，为了补偿内阻和回路阻抗，保证恒流阶段的充电时间，需要为恒流阶段的充电电压设置一个余量。例如，按照以下公式确定恒流充电时的最大充电电压：
vchgm＝v2+a(1)
其中，vchgm为最大充电电压，v2为电芯电压达到第一电压阈值时的充电电压，a为第一常数。根据一种实施例，a＝100mv。当然，本领域技术人员也可以将a设置为其他数值，本发明对a的取值不做限制。应当指出，第二电压阈值是一个与第一电压阈值对应的值。第二电压阈值可以是测量值，例如，将采用现有技术的“恒流-恒压”充电方式为电池充电时，测得的进入恒压充电时的充电电压作为第二电压阈值(进入恒压充电时的电芯电压为第一电压阈值)；第二电压阈值也可以是指定值，例如由本领域技术人员根据经验和实际情况自行设置，但应当注意，第二电压阈值应当与第一电压阈值相匹配。本发明对第二电压阈值的取值不做限制，但是，由于采用指定值时难以保证第一电压阈值与第二电压阈值相匹配，第二电压阈值采用与第一电压阈值相对应的测量值会比采用指定值的充电效果更好。
当电芯电压达到第一电压阈值时，充电控制单元210控制电量输出单元220由输出恒定电流转化为输出多阶段的恒定电压。根据一种实施例，阶段的数量按照以下公式中的任一种来确定：
其中，n为阶段的数量，vop为电池满电电压，v1为第一电压阈值，b为第二常数，
根据一种实施例，每个阶段的充电电压按照以下公式确定：
其中，vchg(i)为第i阶段的充电电压，i为阶段序号，i为整数且1≤i≤n。
在根据上述公式确定了阶段数量以及每个阶段的充电电压之后，充电控制单元210可以根据电芯电压来确定是否进入某一恒压充电阶段。根据一种实施例，当电芯电压达到第一电压阈值时，将充电电压设置为第一阶段的充电电压值vchg(1)；随后，每当电芯电压增加第二常数时，将充电电压设置为下一阶段的充电电压值。
图2示出了根据本发明一个实施例的充电方法300的流程图。方法300适于由充电装置200实施，以实现对可充电电池110的高效充电。如图2所示，方法300始于步骤s310。
在步骤s310中，采用恒定充电电流为电池充电。
根据一种实施例，在恒定电流充电的过程中，按照前述公式(1)确定最大充电电压。这样可以为恒流充电过程设置一个余量足够大的最大充电电压，从而补偿回路阻抗和电池内阻造成的压降，忽略掉回路阻抗和电池内阻的差异，只要恒流充电过程中的充电电压没有超过所设置的最大充电电压，就可以保证恒定的充电电流，延长恒流阶段的充电时间。
随后，在步骤s320中，判断电芯电压是否达到第一电压阈值。若否，则继续执行步骤s310，采用恒定充电电流为电池充电；若是，则执行步骤s330。
在步骤s330中，采用分阶段的恒定充电电压为电池充电。
根据一种实施例，阶段的数量可以按照前述公式(2)或公式(3)来确定，各阶段的充电电压可以根据前述公式(4)来确定。步骤s330具体可以按照以下步骤来实施：当电芯电压达到第一电压阈值时，采用第一阶段的充电电压为电池充电；随后，每当电芯电压增加第二常数时，采用下一阶段的充电电压为电池充电。
对于可充电电池来说，电芯电压越高，其内阻越小。步骤s330的分阶段恒压充电方式可以根据电芯电压调节每个阶段的充电电压，且各阶段的充电电压依次递减，即各阶段的电压补偿值依次递减，这与充电过程中电池内阻越小(因为随着充电过程的进行，电芯电压越来越高)的基本规律相吻合，实现了动态的内阻补偿，缩短了恒压阶段的充电时间。此外，由于各阶段的充电电压依次递减，电芯电压逐渐升高，充电电压与电芯电压的压差逐渐减小，相应地，充电电流也会逐渐减小；当充电电压与电芯电压相等时，充电电流为0，结束整个充电过程。本发明的分阶段恒压充电是一个循序渐进的过程，避免了像现有技术一样因为采用单一恒定电压直冲而造成的“虚电”现象，可以保证电池电量被实际充满，在缩短充电时间的同时提高了充电质量。
图3示出了根据本发明一个实施例的充电过程的示意图。首先，为了实施本发明的方法，需要设置第一电压阈值v1和第二电压阈值v2。在本实施例中，第一电压阈值是采用现有技术的“恒流-恒压”充电方式为电池充电时，测得的进入恒压充电时的电芯电压；第二电压阈值是采用现有技术的“恒流-恒压”充电方式为电池充电时，测得的进入恒压充电时的充电电压。经测试，第一电压阈值v1＝4.35v，第二电压阈值为v2＝4.56v。此外，电池满电电压vop＝4.4v，电池额定电流为3.2a。设置第一常数a＝100mv，第二常数b＝10mv。
基于以上参数，可以得出：
恒流充电时：充电电流为3.2a，最大充电电压＝v2+a＝4.56+0.1＝4.66v；
分阶段恒压充电时：
阶段数量
第一阶段充电电压vchg(1)＝4.56-(4.56-4.4)*0/4＝4.56v；
第二阶段充电电压vchg(2)＝4.56-(4.56-4.4)*1/4＝4.52v；
第三阶段充电电压vchg(3)＝4.56-(4.56-4.4)*2/4＝4.48v；
第四阶段充电电压vchg(4)＝4.56-(4.56-4.4)*3/4＝4.44v；
第五阶段充电电压vchg(5)＝4.56-(4.56-4.4)*4/4＝4.4v；
当电芯电压达到第一电压阈值4.35v时，采用第一阶段充电电压vchg(1)＝4.56v为电池充电；随后，电芯电压每增加第二常数b＝10mv，采用下一阶段的充电电压为电池充电。
基于以上参数对电池充电，可以绘制出充电曲线，如图3所示。图3所示的充电曲线中，横坐标为时间，单位为秒(s)；电压和电流共用一个纵坐标，电压的单位为伏特(v)，电流的单位为安培(a)。图3中的三条实线从上到下依次表示充电过程中的充电电压、电芯电压、充电电流。
图3所示的充电过程包括①-⑥共六个部分：
第①部分是恒流充电过程，充电电流恒定为3.2a，充电电压随着电芯电压的增大而增大。当电芯电压达到第一电压阈值4.35v时，由于最大充电电压事先进行了补偿，充电电压此时未达到设定的最大充电电压4.66v。当电芯电压达到第一电压阈值4.35v时，进入第②部分。
第②部分是第一阶段恒压充电过程，充电电压vchg(1)＝4.56v。在该阶段，充电电压恒定为4.56v，电芯电压从4.35v逐渐上升至4.36v。充电电压和电芯电压之间的压差逐渐减小，相应的，充电电流也逐渐减小。当电芯电压达到4.36v时，进入下一阶段恒压充电，即进入第③部分。
第③部分是第二阶段恒压充电过程，充电电压vchg(2)＝4.52v。在该阶段，充电电压恒定为4.52v，电芯电压从4.36v逐渐上升至4.37v。充电电压和电芯电压之间的压差逐渐减小，相应的，充电电流也逐渐减小。当电芯电压达到4.37v时，进入下一阶段恒压充电，即进入第④部分。
第④部分是第三阶段恒压充电过程，充电电压vchg(3)＝4.48v。在该阶段，充电电压恒定为4.48v，电芯电压从4.37v逐渐上升至4.38v。充电电压和电芯电压之间的压差逐渐减小，相应的，充电电流也逐渐减小。当电芯电压达到4.37v时，进入下一阶段恒压充电，即进入第⑤部分。
第⑤部分是第四阶段恒压充电过程，充电电压vchg(4)＝4.44v。在该阶段，充电电压恒定为4.44v，电芯电压从4.38v逐渐上升至4.39v。充电电压和电芯电压之间的压差逐渐减小，相应的，充电电流也逐渐减小。当电芯电压达到4.37v时，进入下一阶段恒压充电，即进入第⑥部分。
第⑥部分是第五阶段恒压充电过程，充电电压vchg(5)＝4.4v。在该阶段，充电电压恒定为4.4v，电芯电压从4.39v逐渐上升至4.4v。当电芯电压达到4.4v时，充电电压和电芯电压相等，停止充电。此时，电池电量已被充满。
a6：a5所述的方法，其中，当电芯电压达到第一电压阈值时，采用第一阶段的充电电压为电池充电；随后，每当电芯电压增加第二常数时，采用下一阶段的充电电压为电池充电。
a7：a4-6中任一项所述的方法，其中，b＝10mv。
b12：b9-11所述的充电装置，其中，所述充电控制单元适于按照以下公式中的任一种来确定所述阶段的数量：
其中，n为阶段的数量，vop为电池满电电压，v1为第一电压阈值，b为第二常数，
b13：b12所述的充电装置，其中，所述充电控制单元适于按照以下公式确定每个阶段的充电电压值：
其中，vchg(i)为第i阶段的充电电压值，v2为电芯电压达到第一电压阈值时的充电电压，i为阶段序号，i为整数且1≤i≤n。
b14：b12所述的充电装置，其中，所述充电控制单元进一步适于按照以下步骤将充电电压设置为多阶段的恒定值：
当电芯电压达到第一电压阈值时，将充电电压设置为第一阶段的充电电压值vchg(1)；随后，每当电芯电压增加第二常数时，将充电电压设置为下一阶段的充电电压值。
b15：b12-14中任一项所述的充电装置，其中，b＝10mv。
这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、u盘、软盘、cd-rom或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，移动终端一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的游戏对象管理方法。
以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。
在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！