一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法，控制装置与充电模块连接，包括插入检测模块、电压控制模块和电压比较模块，电压控制模块连接插入检测模块、电压比较模块和充电模块，电压比较模块连接充电模块；插入检测模块检测充电器插入时，电压控制模块将充电器的输出电压按照降压倍数降压后生成充电电压；电压比较模块比较充电电压与设定电压的大小，在充电电压小于设定电压范围时控制电压控制模块调整降压倍数的大小，直至电压比较模块判断充电电压达到设定电压范围时停止调整，启动充电模块充电；避免使用各种非标配充电器时由于输出电压不一致所导致的充电安全隐患，确保了充电的安全性。
【专利说明】一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及充电【技术领域】，尤其涉及的是一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法。
【背景技术】
[0002]移动终端均采用电池供电，使用充电器充电是移动终端最为常用的功能之一。目前生产充电器的厂商很多，各厂商的充电器常与其生产的移动终端配套使用，能保证自家生产的移动终端正常、安全地充电。基于充电器均采用USB接口，大部分充电器可通用。但是，由于各厂商生产的充电器主要针对其自身的移动终端而研发，不同移动终端需要的充电电压不同，导致各充电器的输出电压可能存在差异。例如，三星生产的充电器的输出电压为5.25V，能在三星生产的移动终端上正常使用；TCL生产的充电器的输出电压为5V，能在TCL生产的移动终端上正常使用。若使用三星的充电器对TCL的移动终端充电，虽能充电器能工作，但三星充电器的输出电压略高，长期使用潜在充电异常的风险，轻则损坏移动终端，重则发生火灾等事故。
[0003]另外，还有很多厂商为提高移动终端的充电速度生产出一种高压充电器，其输出电压高达10V。这种高压充电器只有在配设有高压充电模块的移动终端上才能安全使用。若将这种高压充电器连接到普通的移动终端上充电，其输出的高压将会直接损坏移动终端。
[0004]因此，现有技术中缺乏对充电器输出电压的检测和调整，用户使用非标配充电器时存在安全隐患，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法，旨在解决现有充电器的输出电压与移动终端的充电电压不匹配导致充电异常、存在安全隐患的问题。
[0006]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种充电电压控制装置，与移动终端的充电模块连接，其包括插入检测模块、电压控制模块和电压比较模块，所述电压控制模块连接插入检测模块、电压比较模块和充电模块，所述电压比较模块连接充电模块；
所述插入检测模块检测充电器插入时，电压控制模块将充电器的输出电压按照降压倍数降压后生成充电电压；电压比较模块比较充电电压与设定电压的大小，在充电电压小于设定电压范围时控制电压控制模块调整降压倍数的大小，直至电压比较模块判断充电电压达到设定电压范围时停止调整，启动充电模块充电。
[0007]所述的充电电压控制装置中，所述电压控制模块包括:
降压单元，用于将输出电压按照当前的降压倍数降压后输出；
降压控制单元，用于根据电压比较模块的比较结果调整降压单元的降压倍数；
所述降压单元连接充电器、降压控制单元、电压比较模块和充电模块，降压控制单元连接插入检测模块和电压比较模块。
[0008]所述的充电电压控制装置中，所述降压单元包括可调电阻和分压电阻，所述可调电阻的一端连接充电器，可调电阻的另一端连接充电模块、还通过分压电阻接地，可调电阻的滑动端连接降压控制单元。
[0009]所述的充电电压控制装置中，所述可调电阻的阻值的可调范围为O OhnTlOOkohm,分压电阻的阻值为1k ohm。
[0010]一种移动终端，包括充电模块和电池，其还包括所述的充电电压控制装置，所述充电模块连接充电电压控制装置和电池；
所述充电电压控制装置判断充电器是否插入，在判断充电器插入时，将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压后；根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数，直至充电电压达到设定电压范围后停止调整；充电电压控制装置启动充电模块，以当前经调整后的充电电压对电池充电。
[0011]一种移动终端的充电电压控制方法，其包括:
A、充电电压控制装置判断充电器是否插入，在判断充电器插入时，将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压；
B、根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数，直至充电电压达到设定电压范围后停止调整；
C、充电电压控制装置启动充电模块，以当前的充电电压对电池充电。
[0012]所述的充电电压控制方法中，在所述步骤A中，判断充电器是否插入的步骤包括:判断移动终端的CHGIN引脚上是否产生上升沿中断信号:若有，则判断充电器插入；没有，则判断无充电器插入。
[0013]所述的充电电压控制方法中，所述步骤B具体包括:
B1、电压比较模块采集调整后的充电电压与设定电压范围进行比较；
B2、若判断充电电压小于设定电压范围，则降压控制单元输出第一控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变小，从而使充电电压上升；返回步骤BI;
若判断充电电压在设定电压范围内，则降压控制单元停止调整滑片的位置；
若判断充电电压大于设定电压范围，则降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变大，使充电电压减小；返回步骤BI。
[0014]所述的充电电压控制方法中，所述第一控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值减小第一预设阻值；所述第二控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值增大第二预设阻值；第一预设阻值大于第二预设阻值。
[0015]所述的充电电压控制方法中，所述步骤B具体包括:
BI 1、电压比较模块采集调整后的充电电压与设定电压范围进行比较；
B12、若判断充电电压小于设定电压范围，根据充电电压与设定电压的差值调用对应的调整等级，根据所述调整等级中的上升阈值使充电电压上升；返回步骤Bll;
若判断充电电压在设定电压范围内，则降压控制单元停止调整滑片的位置；
若判断充电电压大于设定电压范围，则降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变大，使充电电压减小；返回步骤B11。
[0016]相较于现有技术，本发明提供的充电电压控制装置、移动终端、及控制方法，插入检测模块检测充电器插入时，电压控制模块将充电器的输出电压按照降压倍数降压后生成充电电压；电压比较模块比较充电电压与设定电压的大小，在充电电压小于设定电压范围时控制电压控制模块调整降压倍数的大小，直至电压比较模块判断充电电压达到设定电压范围时停止调整，启动充电模块充电；可以将不同类型的充电器的输出电压调整为移动终端需要的充电电压，避免了使用各种非标配充电器时由于输出电压不一致所导致的充电安全隐患，确保了充电的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明提供的移动终端应用实施例的结构框图。
[0018]图2是本发明提供的充电电压控制装置中降压单元的电路图。
[0019]图3是本发明提供的移动终端的充电电压控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供一种充电电压控制装置、移动终端、及控制方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]请参阅图1，本发明提供的移动终端I与充电器2采用USB方式连接，充电器2的输出引脚连接移动终端的CHGIN引脚(该引脚为现有技术)。所述移动终端I包括本实施例提供的充电电压控制装置10、充电模块20和电池30。所述充电模块20连接充电电压控制装置10和电池30。充电电压控制装置10通过检测CHGIN引脚上是否产生上升沿中断信号来判断充电器2是否插入。当判断充电器2插入时，所述充电电压控制装置10先将充电器2的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压，之后根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数、使充电电压逐步上升或下降，直至充电电压达到设定电压范围(即满足移动终端标准充电的设定电压)后停止调整。之后，充电电压控制装置10启动充电模块20，以当前的充电电压对电池30充电。本实施例提供的移动终端在充电器2插入时，并没有即刻对电池充电；而是通过充电电压控制装置10对充电电压进行调整，使充电电压满足所述设定电压后才开始充电，这样可以将不同类型的充电器的输出电压调整为移动终端需要的充电电压，可避免使用各种非标配充电器时由于输出电压不一致所导致的充电安全隐患，确保了充电的安全性。
[0022]请继续参阅图1，所述充电电压控制装置10适用于所有需要充电的移动终端、如手机、平板电脑、照相机等。所述充电电压控制装置10包括插入检测模块100、电压控制模块200和电压比较模块300，所述电压控制模块200连接插入检测模块100、电压比较模块300和充电模块20，所述电压比较模块300连接充电模块20。所述插入检测模块100用于检测移动终端I与充电器2连接的接口(图中未示出，其为现有接口)上CHGIN引脚的电压，从而判断是否有充电器2插入:具体地，当插入检测模块检测CHGIN引脚上产生了一个上升沿中断信号时则认为有充电器插入。
[0023]插入检测模块100检测充电器插入后，充电器2的输出电压通过CHGIN引脚传输至电压控制模块200中。电压控制模块200将所述输出电压按照降压倍数降压后生成充电电压、并(通过VCHG引脚)传输给充电模块20。电压比较模块300比较充电电压与设定电压的大小，在充电电压小于设定电压范围时控制电压控制模块200调整降压倍数的大小(即调低降压倍数)使充电电压上升，直至电压比较模块300判断充电电压达到设定电压范围时停止调整，启动充电模块充电。所述设定电压为标配充电器的输出电压，其压值等于该移动终端的标准充电电压值，出厂前由厂商提供并已写入电压比较模块300中。所述设定电压范围即等于标准充电电压或者比标准充电电压略大，如比标准充电电压大0.1疒0.5V。
[0024]本实施例中，所述电压控制模块200采用先降压至很低，后逐渐升压的方式来调整充电电压。具体实施时，所述电压控制模块200包括降压单元201和降压控制单元202，所述降压单元201连接充电器2、降压控制单元202、电压比较模块300和充电模块20。所述降压控制单元202连接插入检测模块100和电压比较模块300。所述降压单元201将输出电压按照当前的降压倍数降压后输出至充电模块20，其降压倍数可调。所述降压控制单元202根据电压比较模块300的比较结果调整降压单元201的降压倍数。
[0025]请一并参阅图2，所述降压单元201包括可调电阻Rl和分压电阻R2，所述可调电阻Rl的一端连接移动终端的CHGIN引脚(相当于连接充电器)，可调电阻Rl的另一端连接充电模块20的VCHG引脚、还通过分压电阻R2接地，可调电阻的滑动端连接降压控制单元202的控制引脚CTL。
[0026]所述可调电阻Rl的阻值的可调范围为O ohnTlOOk ohm。分压电阻R2的阻值为1k ohm。则CHGIN引脚上的第一电压Vl (即是输出电压，电压值固定)与VCHG引脚上的第二电压V2 (即是充电电压)满足以下关系:
V2 = Vl * R2 / ( Rl + R2 )。
[0027]降压控制单元202通过调整可调电阻Rl滑片的位置来改变可调电阻Rl的阻值，从而调整了充电电压的大小。
[0028]电压比较模块300采集每次调整后的充电电压与设定电压范围进行比较。
[0029]若电压比较模块300判断充电电压小于设定电压范围，则通知降压控制单元202需要继续调整，降压控制单元202输出第一控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻Rl的阻值变小，从而使充电电压上升；此时需继续调整滑片的位置。
[0030]若判断充电电压在设定电压范围内，则通知降压控制单元202停止调整，滑片的位置固定，充电模块20启动，以当前的充电电压对电池30充电。
[0031 ] 若判断充电电压大于设定电压范围，则通知降压控制单元202输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻Rl的阻值变大，使充电电压减小。
[0032]本实施例在充电电压过低时，充电效率低下，而通过变压提高充电电压的方案；最终实现大、小均可调。
[0033]通过上述调整可以将不同类型的充电器的输出电压调整为移动终端需要的充电电压，可避免使用各种非标配充电器时由于输出电压不一致所导致的充电安全隐患，避免高压对移动终端的损坏，确保了充电的安全性。
[0034]基于上述的移动终端，本发明还提供一种充电电压控制方法，请参阅图3，所述充电电压控制方法包括:
S100、充电电压控制装置判断充电器是否插入，在判断充电器插入时，将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压；
S200、根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数，直至充电电压达到设定电压范围后停止调整；
S300、充电电压控制装置启动充电模块，以当前的充电电压对电池充电。
[0035]在所述步骤SlOO中，判断充电器是否插入的方法为:判断CHGIN引脚上是否产生上升沿中断信号，若有，则认为充电器插入；没有则无充电器插入。
[0036]充电器插入后，充电电压控制装置先将充电器的输出电压按照降压倍数降压，SP调整降压单元中可调电阻的滑片的位置，使可调电阻的阻值最大(如为100k ohm)，这样即可获得最低压值的充电电压。这样可以避免高压、或者脉冲高压对移动终端的损坏。接着需要调整滑片的位置来逐渐升高充电电压。
[0037]本实施例中，所述步骤S200具体包括:
步骤201、电压比较模块采集每次调整后的充电电压与设定电压范围进行比较；
步骤202、若判断充电电压小于设定电压范围，则降压控制单元输出第一控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变小，从而使充电电压上升；返回步骤201。
[0038]若判断充电电压在设定电压范围内，则降压控制单元停止调整滑片的位置。
[0039]若判断充电电压大于设定电压范围，则降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变大，使充电电压减小；返回步骤201。
[0040]在具体实施时，电压比较模块可采用阶梯调整方式或分级调整方式来改变可调电阻的阻值使充电电压上升或下降。
[0041]阶梯调整方式:
步骤1、电压比较模块判断当前的充电电压(即最低压值的充电电压)是否小于设定电压范围:若小于，控制降压控制单元输出第一控制信号调整所述滑片的位置，将可调电阻的阻值减小第一预设阻值Rx。
[0042]此时V2 = Vl * R2 / ( Rl_bak_Rxl + R2 )，V2为调整后的充电电压，Vl为输出电压，Rl_bak-Rxl即是本次调整后的可调电阻的阻值，Rl_bak为上次调整后的可调电阻的阻值。设定电压范围为设定电压?设定电压+偏差值(0.1疒0.5V)。
[0043]需要理解的是，由于可调电阻的阻值先被调整为100k ohm，则第一次判断时，最低压值的充电电压通常小于设定电压范围。
[0044]步骤2、电压比较模块判断当前的充电电压(即调整后的充电电压)是否小于设定电压范围:
步骤3、若小于，控制降压控制单元输出第一控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值减小第一预设阻值Rxl ;返回步骤2继续判断调整可调电阻的阻值。
[0045]若在设定电压范围内，则通知降压控制单元停止调整，可调电阻的滑片的位置固定，充电模块启动，以当前的充电电压对电池充电。
[0046]若大于设定电压范围，则通知降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值增大第二预设阻值Rx2，使当前的充电电压减小；返回步骤2继续判断。
[0047]此时V2 = Vl * R2 / (Rl_bak+Rx2 + R2 )，Rl_bak+Rx2 即是本次调整后的可调电阻的阻值，Rl.bak为上次调整后的可调电阻的阻值
其中，第一预设阻值Rxl大于第二预设阻值Rx2。第一预设阻值Rxl使每次调整后的充电电压呈等值的阶梯状上升，第一预设阻值Rxl的调节步进较大，每次可使充电电压上升IV或0.5V，可加快充电电压的上升速度。若在调整后的充电电压大于设定电压范围的情况下，仍以第一预设阻值Rxl来调节，可能会出现充电电压在小于或大于设定电压范围的两种状态下循环往复的情况。为此，本实施例设置第二预设阻值Rx2来微调可调电阻，使调整后的充电电压尽量以较小的调整步进(如每次可使充电电压减小0.1V或0.2V)靠近设定电压范围，以避免出现调节步进过大使充电电压无法达到设定电压范围的情况。
[0048]分级调整方式:
步骤11、电压比较模块判断当前的充电电压是否小于设定电压范围:
步骤12、若小于，则根据充电电压与设定电压的差值调用对应的调整等级。
[0049]为了加快充电电压上升速度，本实施例根据充电电压与设定电压的差值设置不同的调整等级，不同调整等级的调节步进(即充电电压的上升阈值)不同。所述差值、调整等级、调节步进的关系如下:
差值大于等于第一电压(如2V)，第一调整等级，可调电阻的阻值减小第三预设阻值Rx3 (能使充电电压上升2V)。
[0050]差值小于第一电压且大于等于第二电压(如IV)，第二调整等级，可调电阻的阻值减小第四预设阻值Rx4 (能使充电电压上升IV)。
[0051]差值小于第二电压且大于等于第三电压(如0.1V)，第三调整等级，可调电阻的阻值减小第五预设阻值Rx5 (能使充电电压上升0.1V)。
[0052]根据差值选择对应调整步进(即上升阈值)使充电电压上升后、返回步骤11继续判断。
[0053]若在设定电压范围内，则通知降压控制单元停止调整，可调电阻的滑片的位置固定，充电模块启动，以当前的充电电压对电池充电。
[0054]若大于设定电压范围，则通知降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值增大第二预设阻值Rx2，使当前的充电电压减小；调整完后返回步骤11。
[0055]综上所述，本发明在充电器插入时，先将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压，之后通过调整可调电阻的阻值来改变降压倍数使充电电压逐步上升或下降，直至充电电压达到设定电压范围(即满足移动终端标准充电的设定电压)后停止调整，以当前的充电电压进行充电；其在充电电压满足设定电压后才开始充电，可以将不同类型的充电器的输出电压调整为移动终端需要的充电电压，可避免使用各种非标配充电器时由于输出电压不一致所导致的充电安全隐患，避免高压对移动终端的损坏，确保了充电的安全性。
[0056]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种充电电压控制装置，与移动终端的充电模块连接，其特征在于，包括插入检测模块、电压控制模块和电压比较模块，所述电压控制模块连接插入检测模块、电压比较模块和充电模块，所述电压比较模块连接充电模块； 所述插入检测模块检测充电器插入时，电压控制模块将充电器的输出电压按照降压倍数降压后生成充电电压；电压比较模块比较充电电压与设定电压的大小，在充电电压小于设定电压范围时控制电压控制模块调整降压倍数的大小，直至电压比较模块判断充电电压达到设定电压范围时停止调整，启动充电模块充电。
2.根据权利要求1所述的充电电压控制装置，其特征在于，所述电压控制模块包括: 降压单元，用于将输出电压按照当前的降压倍数降压后输出； 降压控制单元，用于根据电压比较模块的比较结果调整降压单元的降压倍数； 所述降压单元连接充电器、降压控制单元、电压比较模块和充电模块，降压控制单元连接插入检测模块和电压比较模块。
3.根据权利要求2所述的充电电压控制装置，其特征在于，所述降压单元包括可调电阻和分压电阻，所述可调电阻的一端连接充电器，可调电阻的另一端连接充电模块、还通过分压电阻接地，可调电阻的滑动端连接降压控制单元。
4.根据权利要求3所述的充电电压控制装置，其特征在于，所述可调电阻的阻值的可调范围为O ohnTlOOk ohm,分压电阻的阻值为1k ohm。
5.一种移动终端，包括充电模块和电池，其特征在于，还包括如权利要求1-4所述的充电电压控制装置，所述充电模块连接充电电压控制装置和电池； 所述充电电压控制装置判断充电器是否插入，在判断充电器插入时，将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压后；根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数，直至充电电压达到设定电压范围后停止调整；充电电压控制装置启动充电模块，以当前经调整后的充电电压对电池充电。
6.—种移动终端的充电电压控制方法,其特征在于,包括: A、充电电压控制装置判断充电器是否插入，在判断充电器插入时，将充电器的输出电压按照降压倍数降压、获得最低压值的充电电压； B、根据充电电压与设定电压范围的比较结果调整降压倍数，直至充电电压达到设定电压范围后停止调整； C、充电电压控制装置启动充电模块，以当前的充电电压对电池充电。
7.根据权利要求6所述的充电电压控制方法，其特征在于，在所述步骤A中，判断充电器是否插入的步骤包括:判断移动终端的CHGIN引脚上是否产生上升沿中断信号:若有，则判断充电器插入；没有，则判断无充电器插入。
8.根据权利要求6所述的充电电压控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: B1、电压比较模块采集调整后的充电电压与设定电压范围进行比较； B2、若判断充电电压小于设定电压范围，则降压控制单元输出第一控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变小，从而使充电电压上升；返回步骤BI; 若判断充电电压在设定电压范围内，则降压控制单元停止调整滑片的位置； 若判断充电电压大于设定电压范围，则降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变大，使充电电压减小；返回步骤BI。
9.根据权利要求8所述的充电电压控制方法，其特征在于，所述第一控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值减小第一预设阻值；所述第二控制信号调整所述滑片的位置，使可调电阻的阻值增大第二预设阻值；第一预设阻值大于第二预设阻值。
10.根据权利要求6所述的充电电压控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: BI 1、电压比较模块采集调整后的充电电压与设定电压范围进行比较； B12、若判断充电电压小于设定电压范围，根据充电电压与设定电压的差值调用对应的调整等级，根据所述调整等级中的上升阈值使充电电压上升；返回步骤Bll; 若判断充电电压在设定电压范围内，则降压控制单元停止调整滑片的位置； 若判断充电电压大于设定电压范围，则降压控制单元输出第二控制信号调整所述滑片的位置使可调电阻的阻值变大，使充电电压减小；返回步骤B11。
【文档编号】H02J7/04GK104348238SQ201410638823
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】杨维琴, 俞斌 申请人:惠州Tcl移动通信有限公司