便携式电子设备、芯片及其充电系统和充电方法与流程

本申请涉及电子技术领域，具体涉及便携式电子设备、芯片及其充电系统和充电方法。

背景技术：

现有技术中，带电池的便携式多媒体设备接到充宝上充电，电池充满电后多媒体设备从充电宝抽取的电流就会小于一个阈值，具有待机功能的充电宝在判断它的输出电流小于某个阈值后就会进入待机状态。比如三星手机、苹果手机、华为手机，使用具有待机功能的充电宝给手机充电，当充电宝给手机充满电后并且手机没有打开大耗电的应用软件，充电宝就会进入待机状态，此时手机转为消耗自身电池的电量。当手机电池电量降低到很低的情况下(3.6v或50％以下)，即使充电宝仍然插在手机上，但是充电宝依然在睡眠待机状态下，并没有给手机充电，这就使得手机的电量可能会越来越少，影响用户的体验。手机依然没有唤醒充电宝再次给手机充电，即当前手机没有“将休眠状态下的充电宝唤醒”的功能，不能实现对手机电池的recharge“复充电”功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于使便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。

本发明实施例是这样实现的，一种便携式电子设备，包括电池、充电电路和电源接口，所述电源接口通过充电电路对电池进行充电；其特征在于，所述便携式电子设备进一步包括电压检测电路和高压脉冲信号电路；所述电压检测电路包括第一检测端口和第二检测端口，所述第一检测端口与所述电源接口电连接，用于检测充电电压，所述第二检测端口与所述电池电连接，用于检测所述电池的电压；所述高压脉冲信号电路连接在所述电池和所述电源接口之间，用于获取电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述电源接口。

进一步地，当所述第一检测端口检测到所述充电电压低于阈值a时，确定外部充电装置处于休眠状态；当所述第二检测端口检测到所述电池电压大于等于阈值b时，确定所述电池已充满；当所述第二检测端口检测到所述电池电压小于阈值c时，确定所述电池处于待充电状态。

进一步地，充电电压为5v，所述阈值a为4.3v，所述阈值b为4.2v，所述阈值c为4.1v。

进一步地，所述高压脉冲信号电路进一步包括负载电路和电压转换电路；所述负载电路与所述电源接口连接，用于对充电电源进行放电使充电电压降低；所述电压转换电路连接在所述电池和所述usb接口之间，用于在电池电压低于预定值时获取电池电压并产生一高压。

进一步地，所述高压脉冲信号电路进一步包括：负载电路，用于对充电电源进行放电使充电电压降低。

进一步地，所述电压转换电路包括如下任一电路：

降压电路，所述降压电路连接在所述电池和电源接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值c时对电池电压进行降压后传输到所述电源接口；

直通电路，所述直通电路连接在所述电池和电源接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值c时直通连接所述电池和所述电源接口；

升压电路，所述升压电路连接在所述电池和电源接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值d时对所述电池电压进行升压后连接到所述电源接口。

进一步地，所述便携式电子设备还进一步包括时钟电路；所述时钟电路控制电压转换电路的导通时间t1。

根据本发明实施例的另外一方面，本发明实施例还提供一种便携式电子设备充电系统，目的在于使便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。本发明实施例是这样实现的，一种便携式电子设备充电系统，包括便携式充电装置和上述任一所述的便携式电子设备，所述便携式充电装置包括电源输出接口，所述电源输出接口和所述电源接口通过电源线连接。

根据本发明实施例的另外一方面，本发明实施例还提供一种芯片，目的在于使使用本芯片的便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。本发明实施例是这样实现的，该芯片包括充电电路，所述充电电路与外部电池及外部电源接口电连接，所述外部电源接口通过所述充电电路对外部电池进行充电；其特征在于，所述芯片进一步包括电压检测电路和高压脉冲信号电路；所述电压检测电路包括第一检测端口和第二检测端口，所述第一检测端口与所述外部电源接口电连接，用于检测充电电压，所述第二检测端口与所述外部电池电连接，用于检测所述外部电池的电压；所述高压脉冲信号电路连接在所述外部电池和所述外部电源接口之间，用于获取所述外部电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述外部电源接口。目的在于使便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。

根据本发明实施例的另外一方面，本发明实施例还提供一种便携式电子设备的充电管理方法，目的在于使便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。

本发明实施例是这样实现的，包括如下步骤：一种便携式电子设备的充电管理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)检测所述便携式电子设备的电池电压；(2)当检测到所述电压小于阈值c时，启动高压脉冲信号电路；(3)所述高压脉冲信号电路获取电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到电源接口。

进一步地，在所述步骤(1)之前进一步包括，检测便携式充电装置充电电源的充电电压，当所述充电电压小于阈值a时，外部充电电源进入休眠状态。

进一步地，所述获取电池电压并产生一高压脉冲信号进一步包括：

利用电压转换电路获取电池电压并产生一导通时间t1的高压；

利用负载电路对充电电源进行放电使充电电压降低。

进一步地，所述获取电池电压并产生一高压脉冲信号进一步包括：

获取便携式充电装置的高压；

利用负载电路对充电电源进行放电使充电电压降低。

进一步地，所述利用电压转换电路获取电池电压并产生一导通时间t1的高压包括如下任一情况：

所述电压转换电路为降压电路，当所述电池电压低于所述阈值c时对电池电压进行降压后传输到电源接口；

所述电压转换电路为直通电路，当所述电池电压低于所述阈值c时直通连接所述电池和电源接口；

所述电压转换电路为升压电路，当所述电池电压低于所述阈值d时对所述电池电压进行升压后连接到所述电源接口。

进一步地，在所述步骤(3)之后进一步包括，所述便携式充电装置检测到所述高压脉冲信号后输出充电电压。

根据上述技术方案，本发明实施例具有如下效果：当便携式电子设备通过检测电路检测到自身电池电压低于某个阈值时，就会通过电压转换电路产生一个高压脉冲来唤醒充电宝，从而使充电宝输出5v电压并具有较强的负载能力，从而对便携式电子设备的电池进行复充电，以维持电池满电。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本申请提供的便携式电子设备的电路框图；

图2示出了本申请提供的便携式电子设备中检测电路的电路框图；

图3示出了本申请提供的便携式电子设备中高压脉冲信号电路电路框图；

图4示出了本申请提供的便携式电子设备充电系统的电路框图；

图5示出了本申请提供的便携式电子设备的充电管理方法的流程图；

图6示出了本申请提供的便携式电子设备的充电管理方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，一种便携式电子设备1，包括电池104、充电电路102和usb接口103，所述usb接口103通过充电电路102对电池104进行充电，以及系统供电电路107和系统电路101；所述便携式电子设备1进一步包括电压检测电路105和高压脉冲信号电路106；如图2所示，所述电压检测电路包括第一检测端口1051和第二检测端口1052，所述第一检测端口1051与所述usb接口103电连接，用于检测充电电压，所述第二检测端口1052与所述电池104电连接，用于检测所述电池104的电压；所述高压脉冲信号电路106连接在所述电池和所述电源接口之间，用于获取电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述usb接口103。本领域技术人员了解，本实施例所提及的usb接口103仅用作充电电源接口的一个示例，而不仅限于usb接口，在实际应用中，试便携式电子设备的充电电源接口情况，还可以为其他接口类型，例如microusb，miniusb，usbtypec接口，或者苹果的lightning等接口，或者传统的圆口充电接口都可以。

下面对上述电路进行详细描述，便携式电子设备通常包括电池104、充电电路102、usb接口103、系统供电电路107和系统电路101，所述usb接口103通过充电电路102对电池104进行充电，电池用于对系统供电电路107进行供电并用于系统电路101的工作，系统电路101包括便携式电子设备的多个电路模块，例如内存，中央处理器，显示器等，电池104通过供电电路107对这些电路模块进行供电。为了实现本发明实施例所需要实现的对外部充电装置的唤醒，在便携式电子设备中增加了电压检测电路105和高压脉冲信号电路106，电压检测电路一方面用于检测便携式电子设备的电池电压，一方面还用于检测外部充电装置的充电电压，如图2所示，所述电压检测电路包括第一检测端口1051和第二检测端口1052，所述第一检测端口1051与所述usb接口103电连接，用于检测外部充电装置的充电电压，所述第二检测端口1052与所述电池104电连接，用于检测所述电池104的电压；当所述第一检测端口检测到所述充电电压低于阈值a时，确定外部充电装置处于休眠状态；当所述第二检测端口检测到所述电池电压大于等于阈值b时，确定所述电池已充满；当所述第二检测端口检测到所述电池电压小于阈值c时，确定所述电池处于待充电状态，本领域技术人员可以理解，上述第一检测端口和第二检测端口在检测电路内部可能使用的是同一个检测电路也可能用不同的检测电路，当其分别用于不同的电压检测时，可以分别称为第一检测端口和第二检测端口。当确定电池处于待充电状态时，触发高压脉冲信号电路产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述usb接口103，外部充电装置检测到该高压脉冲信号后，则判定为需要唤醒向外继续正常输出充电电压。优选地，如图3所示所示，高压脉冲信号电路进一步包括电压转换电路1061和负载电路1062，负载电路1062与usb接口103连接，用于对充电电源进行放电使充电电压降低；所述电压转换电路连接在所述电池和所述usb接口之间，在电池电压低于预定值时获取电池电压并产生一高压，电压转换电路产生的高压和负载电路产生的低压形成一高压脉冲信号。另一种情况下，当外部充电装置本身具有高压时，则高压脉冲信号电路不需要电压转换电路产生高压，只需要有一个负载电路，充电电源进行放电使充电电压降低以形成低压，这样利用充电装置的高压和负载电路产生的低压形成一高压脉冲信号。该便携式电子装置还包括时钟电路108所述时钟电路108控制电压转换电路106的导通时间t1，以控制高压的时间。

上述便携式电子设备为带有外接充电器的任何设备，例如蓝牙耳机、手机、平板电脑、手持电风扇等等设备。下面以耳机为例对上述电路进行说明书。

例如使用充电宝对蓝牙耳机进行充电，充电宝的输出电压为5v，蓝牙耳机通过usb线连通到充电宝获取5v电压给自身的电池充电。蓝牙耳机内部的电压检测电路的第二检测端口检测到电池电压大于等于阈值b，例如设定阈值b为4.3v，充电电流小于1/20c(其中c为电池容量数值)的时候，判定蓝牙耳机电池电量已经充满；充满电的情况下，耳机从充电宝抽取的电流就变得非常小，例如小于5ma,充电宝判断其输出电流小于某个阈值，比如小于5ma，那么充电宝则进入待机状态，进入待机状态的充电宝，其输出电压从5v降低为3v以下，输出负载能力从几百ma以上降低为10ua以内。因充电宝输出电压过低以及低负载能力，此时耳机设备就会转为由耳机自身的电池供电，于是耳机电池的电压就会慢慢降低，即耳机电池的电量会慢慢减小。当蓝牙耳机内部的电压检测电路的第二检测端口检测到电池电压低于阈值c时，例如设定阈值c为4.1v(大概对应90％电量)，电压检测电路会判定电池处于待充电状态，此时就会触发高压脉冲信号电路来唤醒充电宝，从而使充电宝输出5v电压并具有较强的负载能力，从而对电池进行复充电，以维持电池满电。在电压检测电路的第二检测端口对电池进行实时检测的同时，第一检测端口也实时对usb接口外部所连接的充电宝的充电电压进行检测；当检测到充电电压低于阈值a时，例如设定阈值a为4.2v，确定外部充电装置处于休眠状态。电压检测电路为较为常规的检测电路，可以使用adc(模数转换)转换电话或者比较器电路等电路实现检测，此处不予赘述。

上述触发高压脉冲信号电路中产生高压的电源转换电路在具体实现时包括如下三种具体的电路；电压转换电路可以为降压电路、直通电路或者是升压电路，所述降压电路连接在所述电池和usb接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值c时对电池电压进行降压后传输到所述usb接口；当电压转换电路为直通电路，所述直通电路连接在所述电池和usb接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值c时直通连接所述电池和所述usb接口；当电压转换电路为升压电路，所述升压电路连接在所述电池和usb接口之间，用于当所述电池电压低于所述阈值d时对所述电池电压进行升压后连接到所述usb接口，以形成高压。

电压转换电路，可以是升压电路，直通电路或者降压电路。当希望在电池电压降低到4.1v时唤醒充电宝对电池进行复充时，开启直通电路或者降压电路，将电池电压直通或者降压输出到充电电源端，时钟电路控制直通或者降压导通的时间，目标时间到达之后断开电池到充电电源的电压转换电路，然后通过负载电路对充电电源进行放电，使充电电源电压逐渐降低。这样就达到充电电源上有个一定时间的高压脉冲。当希望在电池电压降低到3.6v时再唤醒充电宝对电池进行复充时，电压转换电路选择升压电路，从电池电压3.6v升压到4v(高于当前电池电压且低于4.2v的某个值均可)，之后的流程和前述相同。充电宝检测到通过usb连接线检测到usb接口上该高压脉冲信号后，则判定为需要唤醒向外继续正常输出充电电压，从而实现充电宝的唤醒功能。充电宝检测其输出端电压，也就是usb接口上的电压，在特定时间内，比如200ms，或者300ms，内电压从一个特定值1比如3v，下降到特定值2比如2.3v，从3v下降到特定值2.3v的过程既本发明实施例所产生的高压脉冲，此时充电宝检测到该高压脉冲信号即认为需要被唤醒，充电宝就会正常输出5v对蓝牙耳机进行充电。当然本领域技术人员可以理解，不同充电宝在识别高压脉冲的电压值可能会有所不同。

在高压脉冲产生过程中，可以通过两个途径结束负载电路对充电电源的放电：时钟电路108控制电压转换电路106的导通时间t1，也就是由时钟电路控制负载电路工作的时间t1，目标时间到达之后断开负载电路不再对充电电源放电；或者，在电压检测电路检测到充电电源输出电压大于4.2v以后断开负载电路对充电电源的放电功能。通过时钟电路和负载电路的工作，可以控制高压脉冲高压值的时间。

根据本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种芯片，该芯片包括充电电路，所述充电电路与外部电池及外部电源接口电连接，所述外部电源接口通过所述充电电路对外部电池进行充电；其特征在于，所述芯片进一步包括电压检测电路和高压脉冲信号电路；所述电压检测电路包括第一检测端口和第二检测端口，所述第一检测端口与所述外部电源接口电连接，用于检测充电电压，所述第二检测端口与所述外部电池电连接，用于检测所述外部电池的电压；所述高压脉冲信号电路连接在所述外部电池和所述外部电源接口之间，用于获取所述外部电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述外部电源接口。目的在于使便携式电子设备可以根据自身电量情况唤醒外部充电装置进行充电。本领域技术人员可以理解，上面便携式电子设备的实施例可以利用普通电子元器件来实现，同样也可以实现在芯片内部。

根据本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种便携式电子设备充电系统，如图4所述，该充电系统包括便携式充电装置2和本发明实施例上述任一便携式电子设备1，所述便携式充电装置2包括电源输出接口201，所述电源输出接口201和所述usb接口103通过usb线连接，便携式充电装置通过usb线与usb接口对便携式电子设备进行充电，并且根据便携式电子设备的状态在必要的情况下进行待机和复充电。本领域技术人员可以理解，便携式充电装置的电源输出接口201除了输出电源对便携式电子设备进行充电外，还接收来自便携式电子设备的反馈信号。下面仍然以蓝牙耳机和充电宝为例进行说明，可以理解，便携式充电装置不限定为充电宝，也可以是传统的充电适配器，甚至可以是具有对外充电功能的便携式电子装置等其他具有供电功能的充电设备。通过上述便携式电子设备的实施例的描述，可以理解，当耳机电池充满电的情况下，耳机从充电宝抽取的电流就变得非常小，例如小于5ma,充电宝判断其输出电流小于某个阈值，比如小于5ma，那么充电宝则进入待机状态，进入待机状态的充电宝，其输出电压从5v降低为3v以下，输出负载能力从几百ma以上降低为10ua以内，因充电宝输出电压过低以及低负载能力，此时耳机设备就会转为由耳机自身的电池供电，于是耳机电池的电压就会慢慢降低，即耳机电池的电量会慢慢减小；当蓝牙耳机自身电路检测到电池电量下降需要充电宝进行复充电时，则会发出高压脉冲信号传输到usb接口上，usb接口通过usb线传输到充电宝的电源输出接口，充电宝内部电路识别到该高压脉冲信号后，则重新输出5v电源对蓝牙耳机进行复充电。

根据本发明实施例的另外一方面，本发明实施例还提供一种便携式电子设备的充电管理方法，如图5所示，包括如下步骤：(s101)检测所述便携式电子设备的电池电压；(s102)当检测到所述电压小于阈值c时，启动高压脉冲信号电路；(s103)所述高压脉冲信号电路获取电池电压并产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到电源接口。在具体应用时，考虑充电宝本身是否持续输出高压，当充电宝本身不输出高压时，所述获取电池电压并产生一高压脉冲信号进一步包括：利用电压转换电路获取电池电压并产生一导通时间t1的高压；利用负载电路对充电电源进行放电使充电电压降低。当充电宝本身输出高压时，所述获取电池电压并产生一高压脉冲信号进一步包括：获取便携式充电装置的高压；利用负载电路对充电电源进行放电使充电电压降低，此时高压无需在便携式电子设备内部产生。

本发明实施例主要应用于上述实施例的便携式电子设备中，便携式电子设备通常包括电池、充电电路、usb接口，所述usb接口通过充电电路对电池进行充电，电池用于对系统供电电路进行供电并用于系统电路的工作，电池通过供电电路对这些电路模块进行供电。本发明实施例提供的充电管理方法用于实现便携式电子设备对外部充电装置的唤醒，下面对上述流程进行详细说明，电压检测电路检测便携式电子设备的电池电压，当检测到所述电压小于阈值c时，启动高压脉冲信号电路，使得该高压脉冲信号电路产生一高压脉冲信号，并传输到usb接口。外部充电装置检测到该高压脉冲信号后，则重新输出电源电压对便携式电子设备进行复充电。

所述电压检测电路包括第一检测端口1051和第二检测端口1052，所述第一检测端口检测外部充电装置的充电电压，所述第二检测端口1052与所述电池104电连接，用于检测所述电池104的电压；当所述第一检测端口检测到所述充电电压低于阈值a时，确定外部充电装置处于休眠状态；当所述第二检测端口检测到所述电池电压大于等于阈值b时，确定所述电池已充满；当所述第二检测端口检测到所述电池电压小于阈值c时，确定所述电池处于待充电状态。当确定电池处于待充电状态时，触发高压脉冲信号电路产生一高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号传输到所述usb接口103，外部充电装置检测到该高压脉冲信号后，则判定为需要唤醒向外继续正常输出充电电压，高压脉冲信号的生成，利用时钟电路108和负载电路1062，所述时钟电路108控制电压转换电路106的导通时间t1；所述负载电路1062用于对充电电源进行放电使充电电压降低，从而生成一个高低电压的脉冲。

本发明提供另一优选实施例，如图6所示，电压检测电路的第一检测端口检测usb接口上的充电电源电压，判断充电电源电压是否小于阈值a，例如4.3v，当充电电压小于4.3v时，判断充电宝进入休眠待机状态，若大于4.3v，则认为充电宝仍处于充电输出状态；当充电宝进入休眠状态时，电压检测电路的第二检测端口检测电池电压，判断其电压是否小于阈值c，例如4.1v，当检测到的电池电压小于4.1v时，则启动电压转换电路，电压转换电路导通，此时时钟电路开始计时使电压转换电路工作t1时间，当计时结束时，关闭电压转换电路并启动负载电路，此时时钟电路开始计时，并达到t2时间，计时结束，上述过程计时的t1和t2的时间段产生高压脉冲信号，此时第一检测端口判断充电电源电压是否大于4.3v，如果大于4.3v继而关闭负载电路，此时充电宝已被唤醒。

上述过程中电压转换电路产生高压的过程可以使用如下任一电路来实现：所述电压转换电路为降压电路，当所述电池电压低于所述阈值c时对电池电压进行降压后传输到usb接口；所述电压转换电路为直通电路，当所述电池电压低于所述阈值c时直通连接所述电池和usb接口；所述电压转换电路为升压电路，当所述电池电压低于所述阈值d时对所述电池电压进行升压后连接到所述usb接口。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。