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移動(dòng)終端、可直充電源適配器及充電方法

文檔序號(hào):9379172閱讀:684來源:國知局
移動(dòng)終端、可直充電源適配器及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于直流充電技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,是涉及一種用于對(duì)移動(dòng)終端內(nèi)部的電 池進(jìn)行充電的方法以及支持所述充電方法的移動(dòng)終端和可直充電源適配器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,便攜式移動(dòng)終端已經(jīng)深入到人們生活的方方面面,成為引領(lǐng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前 進(jìn)的主導(dǎo)力量。目前的便攜式移動(dòng)終端大多采用可充電電池為產(chǎn)品內(nèi)部的系統(tǒng)電路供電。 隨著便攜式產(chǎn)品所支持的功能日漸繁多,其系統(tǒng)電路的耗電量也隨之增大,在電池容量有 限的情況下,產(chǎn)品充電后的續(xù)航時(shí)間逐漸縮短,導(dǎo)致充電操作變得越來越頻繁。
[0003]目前,廣泛采用的電池充電方式主要有兩種:一種是利用常規(guī)的電源適配器(充電 器)為電池充電,即標(biāo)準(zhǔn)DCP充電方式,這種常規(guī)電源適配器一般僅支持5V/9V/12V等固定 電壓輸出,輸出電壓的選擇性相對(duì)較小,充電時(shí)間較長,例如一塊手機(jī)電池從耗盡到充滿電 所需的時(shí)間一般在3-4小時(shí);另一種是利用主機(jī)(例如計(jì)算機(jī)等)為電池充電,即SDP充電方 式,這種充電方式,由于通過主機(jī)輸出的充電電壓恒定,且充電電流較小,因此需要比標(biāo)準(zhǔn) DCP充電方式更長的充電時(shí)間。較長的充電時(shí)間嚴(yán)重影響著用戶對(duì)便攜式移動(dòng)終端的日常 使用,在很大程度上降低了用戶使用的滿意度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)終端、可直充電源適配器及充電方法,以加快電 池的充電速度。
[0005] 在一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種移動(dòng)終端的充電方法,包括:移動(dòng)終端檢測(cè)到其 USB接口上有外部設(shè)備插入,判斷USB接口的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳是否短接;若短接,則與插 入的外部設(shè)備通信;若外部設(shè)備為可直充電源適配器,則可直充電源適配器將其充電接口 的兩個(gè)通信引腳從默認(rèn)的短接狀態(tài)切換至斷開狀態(tài),并與所述移動(dòng)終端進(jìn)行通信;移動(dòng)終 端在與可直充電源適配器成功通信后,檢測(cè)其電池的電壓,若電池電壓在預(yù)設(shè)的直充閾值 的范圍內(nèi),則所述電池由可直充電源適配器輸出的充電電壓直接充電,并根據(jù)當(dāng)前的電池 電壓確定可直充電源適配器的充電電壓值。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)插入的充電器類型的識(shí)別,本發(fā)明提出以下三種優(yōu)選判別方 式: 第一種方式是,移動(dòng)終端在與插入的外部設(shè)備進(jìn)行通信時(shí),移動(dòng)終端首先向外部設(shè)備 輸出特定脈沖波形;延遲一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間后,移動(dòng)終端與外部設(shè)備交互握手指令,若握手成 功,則判定插入的外部設(shè)備是可直充電源適配器;若握手失敗,則判定插入的外部設(shè)備是常 規(guī)電源適配器; 第二種方式是,移動(dòng)終端在與插入的外部設(shè)備進(jìn)行通信時(shí),移動(dòng)終端在設(shè)定的等待時(shí) 間內(nèi)等待接收外部設(shè)備發(fā)出的通信命令,若接收到通信命令,則判定插入的外部設(shè)備是可 直充電源適配器;否則,判定插入的外部設(shè)備是常規(guī)電源適配器; 第三種方式是,移動(dòng)終端在與插入的外部設(shè)備進(jìn)行通信時(shí),移動(dòng)終端在設(shè)定的等待時(shí) 間內(nèi)定時(shí)向外部設(shè)備發(fā)送通信命令,并等待接收反饋的應(yīng)答命令,若在所述等待時(shí)間內(nèi)接 收到有效的應(yīng)答命令,則判定插入的外部設(shè)備是可直充電源適配器;否則,判定插入的外部 設(shè)備是常規(guī)電源適配器。
[0007] 當(dāng)移動(dòng)終端采用可直充電源適配器充電時(shí),為了加快充電速度,可以利用可直充 電源適配器輸出的充電電壓對(duì)移動(dòng)終端內(nèi)部的電池進(jìn)行直充,但在電池直充過程中,需要 根據(jù)電池的電芯電壓V bat raal動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)可直充電源適配器輸出的充電電壓值,以保證電池 的充電安全。具體調(diào)節(jié)方式,本發(fā)明提出以下三種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案: 第一種方案是,移動(dòng)終端根據(jù)檢測(cè)到的電芯電壓Vbat raal查找預(yù)設(shè)的對(duì)照表,獲取V bat_ raal所處區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電壓值V _,發(fā)送至可直充電源適配器,以確定可直充電 源適配器輸出的充電電壓值; 第二種方案是,移動(dòng)終端將檢測(cè)到的電芯電壓Vbat raal發(fā)送至可直充電源適配器,通過 可直充電源適配器查找預(yù)設(shè)的對(duì)照表,以獲取Vbat raal所處的區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電壓 值Vciut,并接收可直充電源適配器調(diào)節(jié)輸出的目標(biāo)充電電壓; 第三種方案是,移動(dòng)終端根據(jù)所述電池支持的最大端子電壓以及電池內(nèi)阻確定出充電 電流最大值1_,繼而根據(jù)1_確定出當(dāng)前電芯電壓V bat raal所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電流值I t"g, 進(jìn)而根據(jù)Itog結(jié)合充電線上的電阻阻值、移動(dòng)終端的電路板上的電阻阻值以及電池內(nèi)阻計(jì) 算出目標(biāo)充電電壓值V ciut,發(fā)送至可直充電源適配器,以確定所述可直充電源適配器輸出的 充電電壓值。
[0008] 其中,所述對(duì)照表優(yōu)選采用以下方式生成: 針對(duì)范圍在[S1,S2]區(qū)間內(nèi)的電芯電壓設(shè)置i個(gè)區(qū)間段,記為Xll~xl2; 針對(duì)每一個(gè)所述的區(qū)間段分別計(jì)算該區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的V^、Ital^g和充電電流最大值 IniM,其中,
公式中,RlinA充電線上的電阻阻值,Rbc^為移動(dòng)終端的電路板上的電阻阻值,Rbat為 所述電池的內(nèi)阻阻值,Vbatniax為所述電池支持的最大端子電壓值,Iallciw是在保證電池充電 安全的前提下選取的最大安全充電電流值,A I為設(shè)定的電流差值; 根據(jù)參數(shù)Vbat_raal、V^、It"g、1_生成所述的對(duì)照表。
[0009] 優(yōu)選的,所述直充閾值的范圍[SI, S2]與標(biāo)準(zhǔn)DCP充電模式下的恒流充電階段所 對(duì)應(yīng)的電池電壓范圍一致;當(dāng)電池電壓小于Sl時(shí),通過電源管理芯片對(duì)所述電池進(jìn)行小電 流預(yù)充;當(dāng)電池電壓大于S2時(shí),通過電源管理芯片對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電;當(dāng)所述電池 電壓落在所述直充閾值的范圍以外時(shí),移動(dòng)終端通知可直充電源適配器輸出其在默認(rèn)情況 下輸出的恒定充電電壓。
[0010] 進(jìn)一步的,所述移動(dòng)終端在檢測(cè)到其USB接口的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳未短接時(shí),判 定插入的外部設(shè)備是主機(jī),并啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的SDP充電模式;所述移動(dòng)終端在檢測(cè)到其USB接口 的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳短接且與插入的外部設(shè)備通信失敗時(shí),判定插入的外部設(shè)備是常規(guī)電 源適配器,并啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的DCP充電模式。
[0011] 基于上述移動(dòng)終端的充電方法,本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)終端,設(shè)置有用于儲(chǔ)存 電能的電池、用于插接外部設(shè)備的USB接口以及微處理器;所述微處理器在檢測(cè)到所述USB 接口上有外部設(shè)備插入時(shí),對(duì)USB接口的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳是否短接進(jìn)行判斷;若短接,則 與插入的外部設(shè)備通信;若外部設(shè)備為可直充電源適配器,則可直充電源適配器將其充電 接口的兩個(gè)通信引腳從默認(rèn)的短接狀態(tài)切換至斷開狀態(tài),并與所述微處理器進(jìn)行通信;所 述微處理器在與可直充電源適配器成功通信后,檢測(cè)所述電池的電壓,若電池電壓在預(yù)設(shè) 的直充閾值的范圍內(nèi),則控制可直充電源適配器輸出的充電電壓對(duì)所述電池進(jìn)行直充,并 根據(jù)當(dāng)前的電池電壓確定所述可直充電源適配器的充電電壓值。
[0012] 優(yōu)選的,所述微處理器在檢測(cè)到所述USB接口的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳短接時(shí),將其 連接所述USB接口的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳的通信接口切換至UART接口,采用UART通信方式 與外部設(shè)備通信。
[0013] 進(jìn)一步的,在所述移動(dòng)終端中還設(shè)置有直充開關(guān)和電源管理芯片;所述直充開關(guān) 連接在所述USB接口與電池之間,所述微處理器在檢測(cè)到電池電壓在預(yù)設(shè)的直充閾值的范 圍內(nèi)時(shí),控制所述直充開關(guān)導(dǎo)通,將所述可直充電源適配器輸出的充電電壓直接傳送至所 述電池,對(duì)所述電池進(jìn)行直充;所述電源管理芯片連接在所述USB接口與電池之間,所述微 處理器在檢測(cè)到電池電壓在預(yù)設(shè)的直充閾值的范圍以外時(shí),控制所述電源管理芯片接收所 述可直充電源適配器輸出的充電電壓,并對(duì)所述電池充電。
[0014] 在另一方面,本發(fā)明還提出了一種可直充電源適配器的充電方法,包括:配置可直 充電源適配器的充電接口中的兩個(gè)通信引腳在默認(rèn)狀態(tài)下短接;在所述充電接口連接到移 動(dòng)終端上后,控制所述充電接口的兩個(gè)通信引腳斷開;通過所述通信引腳與移動(dòng)終端通信, 通信成功后,根據(jù)移動(dòng)終端當(dāng)前的電池電壓確定可直充電源適配器輸出的充電電壓值。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)插入的電源適配器類型的自動(dòng)識(shí)別,本發(fā)明提出以下三種優(yōu) 選方式: 方式一,所述可直充電源適配器在與移動(dòng)終端連接后,等待接收移動(dòng)終端發(fā)送的特定 脈沖波形,若接收到所述特定脈沖波形,則控制所述充電接口的兩個(gè)通信引腳斷開,然后與 移動(dòng)終端進(jìn)行通信; 方式二,所述可直充電源適配器根據(jù)其輸出的充電電流大小判斷其是否與移動(dòng)終端連 接,并在檢測(cè)到其與移動(dòng)終端連接后,控制所述充電接口的兩個(gè)通信引腳斷開,并主動(dòng)向所 述移動(dòng)終端發(fā)送通信命令,交互握手指令; 方式三,所述可直充電源適配器根據(jù)其輸出的充電電流大小判斷其是否與移動(dòng)終端連 接,并在檢測(cè)到其與移動(dòng)終端連接后,控制所述充電接口的兩個(gè)通信引腳斷開,然后等待接 收所述移動(dòng)終端發(fā)送的通信命令,并在接收到所述通信命令后,反饋應(yīng)答命令,完成握手。
[0016] 為了對(duì)可直充電源適配器輸出的充電電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),以滿足電池在不同電芯電壓 下的充電要求,本發(fā)明提出以下兩種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案: 方案一,所述可直充電源適配器直接根據(jù)移動(dòng)終端發(fā)送過來的目標(biāo)充電電壓值Vciut,調(diào) 節(jié)其輸出的充電電壓達(dá)到所述的目標(biāo)充電電壓值Vciut; 方案二,所述可直充電源適配器根據(jù)移動(dòng)終端發(fā)送過來的電池電壓,查找可直充電源 適配器中預(yù)設(shè)的對(duì)照表,獲得當(dāng)前電池電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電壓值Vciut,反饋給移動(dòng)終 端,并調(diào)節(jié)所述可直充電源適配器輸出的充電電壓到達(dá)所述的目標(biāo)充電電壓值V ciut。
[0017] 為了克服因電池內(nèi)阻、線上阻抗可能隨著溫度、老化等因素發(fā)生變化所導(dǎo)致的實(shí) 際充電電流值偏離目標(biāo)充電電流值較多的情況,以便于在允許的范圍內(nèi)盡可能地提升 充電電流,進(jìn)一步加快充電速度,本發(fā)明設(shè)計(jì)所述可直充電源適配器接收移動(dòng)終端發(fā)送過 來的目標(biāo)充電電流值I tog和充電電流最大值I _,或者采用查找所述對(duì)照表的方式獲得當(dāng) 前電池電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電流值Itog和充電電流最大值I _;所述可直充電源適配器 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其輸出的充電電流Lhg,若It"g-I e< I &〈It"g,則逐次將其輸出的充電電壓上調(diào) A V,使通過可直充電源適配器實(shí)際輸出的充電電流I接近目標(biāo)充電電流值11'若I ^與 Itog的差值的絕對(duì)值大于L或者I &大于I _,則所述可直充電源適配器停止輸出充電電 源;其中,L表示所述可直充電源適配器的實(shí)際充電電流值與目標(biāo)充電電流值的可控差異 范圍。
[0018] 為了確保電池的充電安全,設(shè)計(jì)所述可直充電源適配器在默認(rèn)狀態(tài)下輸出恒定充 電電壓。
[0019] 基于上述可直充電源適配器的充電方法,本發(fā)明還提出了一種可直充電源適配 器,設(shè)置有充電接口、交直流轉(zhuǎn)換單元和控制單元;所述充電接口用于外接移動(dòng)終端,包括 兩個(gè)在默認(rèn)狀態(tài)下短接的通信引腳;所述交直流轉(zhuǎn)換單元用于將交流輸入電源轉(zhuǎn)換成移動(dòng) 終端所需的充電電壓,并通過所述充電接口輸出;所述控制單元連接所述的充電接口,在檢 測(cè)到所
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