一種充電方法及充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種充電方法及充電系統(tǒng)。該充電方法包括：根據(jù)電池的電壓值判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段；若電池進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值；設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值并以充電器的輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電；判斷恒流充電后的電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓值；若恒流充電后的電池的電壓值達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷電池是否已充飽；若電池未充飽，按照預(yù)定規(guī)則降低充電器的輸出限流值，并繼續(xù)執(zhí)行以充電器的輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電的步驟。通過上述方式，本發(fā)明能夠大大減少恒壓充電階段的開關(guān)損耗。
【專利說明】-種充電方法及充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及充電領(lǐng)域，特別是涉及一種充電方法及充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] -般來說，電池的充電模式包括開關(guān)充電和線性充電。
[0003] 請參考圖1，圖1是現(xiàn)有的開關(guān)充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，根據(jù)開關(guān)充 電電路的原理可知0: =Uinf = DUin，其中，%為開關(guān)充電電路的輸出電 lon ^ lojj 1 壓，也即電池的電壓，Uin為開關(guān)充電電路的輸入電壓，也即充電器的輸出電壓，D為開關(guān)管 VT導(dǎo)通時間與周期之比，也即控制信號的占空比。
[0004] 請一并參考圖2，圖2是圖1所示開關(guān)充電電路在充電過程中的電池的電壓和電流 的曲線圖。從圖2可知，以鋰電池為例，電池在恒壓充電階段的電壓通常為4. 2V或者4. 35V， Up. 4.35 _ _ 而充電器的輸出電壓通常為5V左右，根據(jù)? = = -丨一 =〇·87可知D小于1，進(jìn)而可推斷 出在充電恒壓充電階段開關(guān)管VT -直處于BUCK開關(guān)模式，開關(guān)充電電路具有很高的開關(guān) 損耗。
[0005] 請參考圖3,圖3是現(xiàn)有的線性充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，線性充電電 路包括一個三極管Q1和一個限流電阻Re，三極管Q1有三種工作模式：截止模式、線性模式 和導(dǎo)通模式。其中，在恒壓充電階段，三極管Q1 -般工作在線性模式下，此時，線性充電電 路同樣具有很1?的開關(guān)損耗。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)有的充電模式，無論是開關(guān)充電還是線性充電，在恒壓充電階段都存 在開關(guān)損耗大的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種充電方法及充電系統(tǒng)，能夠減少電池在恒 壓充電階段的開關(guān)損耗。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種一種充電方法， 該方法包括：根據(jù)電池的電壓值判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段；若電池進(jìn)入恒壓充電階 段，獲取充電器的出限流值；設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值并以充電器 的輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電；判斷恒流充電后的電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓 值；若恒流充電后的電池的電壓值達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷電池是否已充飽；若電池未 充飽，按照預(yù)定規(guī)則降低充電器的輸出限流值，并繼續(xù)執(zhí)行以充電器的輸出限流值對電池 進(jìn)行恒流充電的步驟。
[0009] 其中，根據(jù)電池的電壓值判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段的步驟具體包括：獲取 電池的電壓值；比較電池的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值，根據(jù)比較結(jié)果判斷電池是否進(jìn)入恒壓充 電階段。
[0010] 其中，設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值的步驟包括：設(shè)置充電電 流的電流值為充電器的輸出限流值的1. 5倍。
[0011] 其中，按照預(yù)定規(guī)則降低充電器的輸出限流值的步驟包括：以預(yù)定的步長逐步降 低充電器的輸出限流值。
[0012] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種充電系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括充電器和待充電裝置，其中，待充電裝置包括：第二接口、充電控制電路、第一處理器 和電池，第二接口、充電控制電路和電池分別耦接于第一處理器；第一處理器用于根據(jù)電池 的電壓值判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段；若電池進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器的輸出 限流值；設(shè)置充電控制電路中的充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值并以充電器的 輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電；判斷恒流充電后的電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓值； 若恒流充電后的電池的電壓值達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷電池是否已充飽；若電池未充飽， 第一處理器通過第二接口向充電器發(fā)送控制信號以使充電器按照預(yù)定規(guī)則降低輸出限流 值，并繼續(xù)執(zhí)行以充電器的輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電的步驟；
[0013] 充電器包括：變壓器模塊、反饋模塊、反饋控制模塊、變壓器控制模塊和第一接口； 變壓器模塊耦接于交流電源，用于對交流電源輸入的交流電進(jìn)行整流濾波以及調(diào)制處理以 產(chǎn)生充電器的輸出電流；反饋模塊耦接于變壓器模塊和反饋控制模塊，反饋模塊包括多個 反饋單元，其中不同的反饋單元對應(yīng)于充電器的不同輸出限流值，反饋模塊接收反饋控制 模塊輸出的選擇信號，并根據(jù)選擇信號選擇多個反饋單元中的一反饋單元；變壓器控制模 塊耦接于所選擇的反饋單元與變壓器模塊之間，用于控制充電器的輸出電流等于所選擇的 反饋單元對應(yīng)的充電器的輸出限流值；反饋控制模塊耦接于第一接口，用于根據(jù)第一接口 接收的控制信號產(chǎn)生用于選擇多個反饋單元中的一反饋單元的選擇信號；第一接口與待充 電裝置的第二接口連接，用于接收待充電裝置發(fā)送的控制信號。
[0014] 其中，變壓器模塊包括變壓器，變壓器包括原邊繞組、輔助繞組和副邊繞組，變壓 器控制模塊包括第一開關(guān)元件和控制芯片，第一開關(guān)元件的第一端與控制芯片的驅(qū)動引腳 連接，第二端與原邊繞組連接，第三端與控制芯片的電流檢測引腳連接，多個反饋單元包括 多個分流電阻、多個第二開關(guān)元件和多個光電隔離元件，多個分流電阻彼此并聯(lián)且多個分 流電阻的高壓端進(jìn)一步連接控制芯片的電流檢測引腳，每一光電隔離元件的發(fā)光元件對應(yīng) 連接一第二開關(guān)元件，每一光電隔離元件的受光元件對應(yīng)連接一限流電阻，每一第二開關(guān) 元件根據(jù)反饋模塊輸出的選擇信號選擇性導(dǎo)通，進(jìn)而選擇不同的分流電阻與第一開關(guān)元件 形成不同的分流電路以獲取不同的充電器的輸出限流值。
[0015] 其中，充電器的輸出限流值根據(jù)如下公式進(jìn)行計算：
[0016] lout = Vcs*Np/Ns/Ri ;
[0017] 其中，lout為充電器的輸出限流值，Vcs為電流檢測引腳的電壓，Np為原邊繞組的 匝數(shù)，Ns為副邊繞組的匝數(shù)，Ri為反饋模塊中所選擇的反饋單元的阻值。
[0018] 其中，第一處理器獲取電池的電壓值，比較電池的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值，根據(jù)比較 結(jié)果判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段。
[0019] 其中，第一處理器設(shè)置充電電流的電流值為充電器的輸出限流值的1.5倍。
[0020] 其中，第一處理器通過第二接口向充電器發(fā)送控制信號以使充電器以預(yù)定步長逐 步降低輸出限流值。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的充電方法和充電系統(tǒng)通 過在電池進(jìn)入恒壓充電階段后，設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值，接著將 恒壓充電階段分成多次充電電流依次減少的恒流充電階段，使得充電電路中的開關(guān)管一直 處于導(dǎo)通的狀態(tài)，從而大大減少恒壓充電階段的開關(guān)損耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是現(xiàn)有的開關(guān)充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是圖1所示開關(guān)充電電路在充電過程中的電池的電壓和電流的曲線圖；
[0024] 圖3是現(xiàn)有的線性充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)中電池在充電過程中電壓和電流的曲線圖；
[0027] 圖6是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)中的充電器的電路原理圖；
[0028] 圖7是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)中的充電器輸出電壓和輸出電流的曲線圖；
[0029] 圖8是本發(fā)明實施例的充電方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領(lǐng)域中的 技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權(quán)利要求 書并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的基 準(zhǔn)。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031] 圖4是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，充電系統(tǒng)包括充電 器10和待充電裝置20。其中，充電器10包括變壓器模塊11、反饋模塊12、反饋控制模塊 13、變壓器控制模塊14和第一接口 15,待充電裝置20包括第二接口 21、充電控制電路22、 電池23和第一處理器24。
[0032] 在待充電裝置20中，第二接口 21、充電控制電路22和電池23分別耦接于第一處 理器24。
[0033] 第一處理器24用于根據(jù)電池23的電壓值判斷電池23是否進(jìn)入恒壓充電階段；若 電池23進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器10的輸出限流值；設(shè)置充電控制電路22中的充電 電流的電流值大于充電器10的輸出限流值并以充電器10的輸出限流值進(jìn)行恒流充電；判 斷恒流充電后的電池23的電壓值是否達(dá)到截止電壓值；若恒流充電后的電池23的電壓值 達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷電池23是否已充飽；若電池23未充飽，第一處理器24通過第二 接口 21向充電器10發(fā)送控制信號以使充電器10按照預(yù)定規(guī)則降低輸出限流值，接著第一 處理器24控制充電控制電路22以降低后的充電器10的輸出限流值對電池23進(jìn)行恒流充 電，若恒流充電后的電池23的電壓值達(dá)到截止電壓值時仍未充飽，則重復(fù)上述步驟，直至 電池23充飽為止。
[0034] 優(yōu)選地，第一處理器24根據(jù)電池23的電壓值判斷電池23是否進(jìn)入恒壓充電階段 的步驟具體為：第一處理器24獲取電池23的電壓值，接著比較電池23的電壓值與預(yù)設(shè)電 壓值，根據(jù)比較結(jié)果判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段。其中，預(yù)設(shè)電壓值包括第一預(yù)設(shè)電壓 和第二預(yù)設(shè)電壓，當(dāng)電池23的電壓值大于第一預(yù)設(shè)電壓且小于第二預(yù)設(shè)電壓時，電池處于 恒流充電階段。電池23經(jīng)過恒流充電階段的充電且電壓值達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓時，電池23 進(jìn)入恒壓充電階段。以鋰電池為例，第一預(yù)設(shè)電壓為3. 2V，第二預(yù)設(shè)電壓為4. 2V。
[0035] 優(yōu)選地，第一處理器24設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值的步驟 具體為：第一處理器24設(shè)置充電電流的電流值為充電器10的輸出限流值的1. 5倍。
[0036] 優(yōu)選地，第一處理器24通過第二接口 21向充電器10發(fā)送控制信號以使充電器10 按照預(yù)定規(guī)則降低輸出限流值的步驟具體為：第一處理器24通過第二接口 21向充電器10 發(fā)送控制信號以使充電器10以預(yù)定的步長逐步降低充電器10的輸出限流值。
[0037] 其中，若充電控制電路22為線型充電電路，當(dāng)?shù)谝惶幚砥?4設(shè)置線型充電電路中 的充電電流的電流值大于充電器10的輸出限流值時，線型充電電路中的充電電流以充電 器10的輸出限流值進(jìn)行充電，此時，線性充電電路中的開關(guān)管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，線性充 電電路的開關(guān)損耗最小。
[0038] 其中，若充電控制電路22為開關(guān)充電電路，當(dāng)?shù)谝惶幚砥?4設(shè)置開關(guān)充電電路中 的充電電流的電流值大于充電器10的輸出限流值時，充電器10的輸出電壓值被拉低使得 開關(guān)充電電路輸出的電壓值等于輸入的電壓值，也即Ud = Uin, D = 1。此時，開關(guān)充電電路 中的開關(guān)管一直工作于導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)充電電路的開關(guān)損耗最小。
[0039] 請一并參考圖5,圖5是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)中電池在充電過程中電壓和電 流的曲線圖。如圖5所示，在恒壓充電階段，電池的充電電流分階段依次減少，其中，電池的 充電電流也即充電器的輸出限流值。也就是說，充電過程的恒壓充電階段被分成多次充電 電流依次減少的恒流充電階段，其中，多次充電電流依次減少的恒流充電階段可以根據(jù)電 池的容量大小和充電電流的大小來確定，當(dāng)當(dāng)前恒流充電階段充電至電池的電壓達(dá)到截止 電壓且電池仍未充飽時，切換到充電電流減少的下一恒流充電階段，直至電池充飽為止。
[0040] 請繼續(xù)參考圖4，在充電器10中，變壓器模塊11耦接于交流電源，用于對交流電源 輸入的交流電進(jìn)行整流濾波以及調(diào)制處理以產(chǎn)生充電器10的輸出電流。反饋模塊12耦接 于變壓器模塊11和反饋控制模塊13,反饋模塊12包括多個反饋單元，其中不同的反饋單元 對應(yīng)于充電器10的不同輸出限流值，反饋模塊12接收反饋控制模塊13輸出的選擇信號， 并根據(jù)選擇信號選擇多個反饋單元中的一反饋單元。變壓器控制模塊14耦接于所選擇的 反饋單元與變壓器模塊11之間，用于控制充電器10的輸出電流等于所選擇的反饋單元對 應(yīng)的充電器10的輸出限流值。反饋控制模塊13耦接于第一接口 15,用于根據(jù)第一接口 15 接收的控制信號產(chǎn)生用于選擇多個反饋單元中的一反饋單元的選擇信號。第一接口 15與 待充電裝置20的第二接口 21連接，用于接收待充電裝置20發(fā)送的控制信號。其中，第一 接口 15和第二接口 21優(yōu)選為USB接口。
[0041] 請一并參考圖6,圖6是本發(fā)明實施例的充電系統(tǒng)中的充電器的電路原理圖。如圖 6所示，變壓器模塊11包括變壓器U1、整流二極管D1和電容C1，其中，變壓器U1包括原邊 繞組111、輔助繞組112和副邊繞組113。反饋模塊12包括多個分流電阻RiN(N = 1，2···， η)、多個光電隔離元件PHiN(N = l，2...，n)和多個第三開關(guān)元件QiN(N = 1，2…，η)。變壓 器控制模塊14包括第一開關(guān)元件Q2、控制芯片U2、第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2。
[0042] 交流電的火線L與變壓器U1的原邊繞組111的第一端114連接，交流電的零線Ν 與地信號GND連接。
[0043] 變壓器U1的原邊繞組111的第二端115與變壓器控制模塊14連接，具體來說，原 邊繞組111的第二端115與第一開關(guān)元件Q2連接，第一開關(guān)元件Q2與控制芯片U2連接。
[0044] 其中，第一開關(guān)元件Q2為NPN三極管，控制芯片U2包括驅(qū)動引腳GATE、電壓反饋 引腳FB、電流檢測引腳CS和電源引腳VCC，原邊繞組111的第二端115與第一開關(guān)元件Q2 的集電極連接，第一開關(guān)元件Q2的基極與控制芯片U2的驅(qū)動引腳GATE連接，第一開關(guān)元 件Q2的發(fā)射極與控制芯片U2的電流檢測引腳CS和反饋模塊12連接，控制芯片U2的電壓 反饋引腳FB分別與第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2的一端連接，第一分壓電阻R1的 另一端與輔助繞組112的第一端116連接，第二分壓電阻R2的另一端與地信號GND連接。
[0045] 變壓器U1的輔助繞組112用于給控制芯片U2供電。具體來說，變壓器控制模塊 14進(jìn)一步包括限流電阻Ra和整流二極管D2,限流電阻Ra的一端與輔助繞組112的第一端 116連接，用以獲取輔助繞組112的輔助電壓，限流電阻Ra的另一端與整流二極管D2的陽 極連接，整流二極管D2的陰極與控制芯片U2的電源引腳VCC連接，輔助繞組112的第二端 117連接地信號GND。
[0046] 變壓器U1的副邊繞組113的第一端118與整流二極管D1的陽極連接，電容C1串 聯(lián)連接在整流二極管D1的陰極和副邊繞組113的第二端119,副邊繞組113的第二端119 與地信號GND連接。
[0047] 反饋模塊12耦接于變壓器模塊11和反饋控制模塊13。在反饋模塊12中，多個 分流電阻RiN的一端彼此連接并連接至控制芯片U2的電流檢測管腳CS，多個分流電阻RiN 的另一端分別與多個光電隔離元件PHiN的集電極連接，多個光電隔離元件PHiN的發(fā)射極 彼此連接并連接至地信號GND，多個光電隔離元件PHiN的陽極彼此連接并連接至整流二極 管D1和電容C1的公共節(jié)點處，當(dāng)?shù)谌_關(guān)元件QiN為NM0S管時，多個光電隔離元件PHiN 的陰極分別與多個第三開關(guān)元件QiN的源極連接，多個第三開關(guān)元件QiN的漏極彼此連接 并連接至地信號GND，多個第三開關(guān)元件QiN的柵極分別與反饋控制模塊13輸出的多個選 擇信號 IsN(N = 1，2···，η)連接。
[0048] 優(yōu)選地，反饋模塊12進(jìn)一步包括多個限流電阻R2N(N = 1，2…，η)，多個第二限流 電阻R2N分別串接于多個光電隔離元件PHiN的陽極與整流二極管D1和電容C1的公共節(jié) 點處，用以限制流經(jīng)光電隔離元件PHiN的電流，以保護(hù)光電隔離元件PHiN正常工作。
[0049] 在本實施例中，反饋控制模塊13輸出的多個選擇信號IsN選擇不同的分流電阻 RiN，當(dāng)控制芯片U2的電流檢測引腳CS處的電壓Vcs為固定值時，選擇不同的分流電阻RiN 與第一開關(guān)元件Q2形成不同的限流電路并對流經(jīng)原邊繞組111的電流進(jìn)行限流，也即選擇 不同的分流電阻RiN將導(dǎo)致原邊繞組111中的原邊電流發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致充電器10的輸 出限流值發(fā)生變化。
[0050] 舉例來說，當(dāng)N = 3時，反饋模塊12中包括三個分流電阻，其分別為Ril、Ri2和 Ri3,三個光電隔離元件，其分別為Phil、Phi2和Phi3,以及三個第三開關(guān)元件，其分別Qil、 Qi2和Qi3。其中，三個第三開關(guān)元件的柵極分別與三個不同的選擇信號Isl、Is2和Is3連 接。
[0051] 當(dāng)選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平時，第三開關(guān)元件Qil、Qi2和Qi3的漏極和 源極導(dǎo)通，從而使光電隔離元件Phil、Phi2和Phi3處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼而使得分別與光電隔 離元件Phil、Phi2和Phi3的集電極相連的分流電阻Ril、Ri2和Ri3有電流流過，此時，分 流電阻Ril、Ri2和Ri3處于工作也即選中的狀態(tài)，從而控制原邊繞組111中原邊電流的大 小。
[0052] 當(dāng)選擇信號Isl、Is2和Is3為低電平時，第三開關(guān)元件Qil、Qi2和Qi3的漏極 和源極截止，從而使光電隔離元件Phil、Phi2和Phi3處于斷開狀態(tài)，分別與光電隔離元件 Phil、Phi2和Phi3的集電極相連的分流電阻Ril、Ri2和Ri3沒有電流流過，其處于不工作 也即未被選中的狀態(tài)。
[0053] 反饋控制模塊13控制選擇信號Isl、Is2和Is3的高低電平，從而選擇分流電阻 Ril、Ri2和Ri3中的至少一個控制原邊繞組111中原邊電流Ip的大小。
[0054] 優(yōu)選地，分流電阻Ril、Ri2和Ri3具有不同的電阻值，反饋控制模塊控制選擇信號 Isl、Is2和Is3中的一個信號為高電平，從而選中三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個 來控制原邊繞組中的原邊電流Ip。此時，原邊繞組上的原邊電流Ip根據(jù)如下公式進(jìn)行計 算：
[0055] Ip = Vcs/Rin ；
[0056] 其中，Vcs為控制芯片U2的電流檢測引腳CS處的電壓，Rin為選中的分流電阻，其 具體為三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個。
[0057] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)反饋控制模塊13控制選擇信號Isl、Is2和Is3中的 多個信號為高電平時，從而選中三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的多個來控制原邊繞組中 的原邊電流Ip，此時，上述公式中的Rin為選中的多個分流電阻相互并聯(lián)后得到的電阻值。
[0058] 進(jìn)一步，根據(jù)變壓器的電流與繞組匝數(shù)的關(guān)系可知：
[0059] lout = Ip*Np/Ns ;
[0060] 其中，lout為充電器10的輸出限流值，Ip為原邊電流，Np為原邊繞組111的匝 數(shù)，Ns為副邊繞組113的匝數(shù)。
[0061] 根據(jù)上述兩個公式即可得到計算負(fù)載直流電的輸出電流lout的公式為：
[0062] lout = Vcs*Np/Ns/Rin ;
[0063] 其中，lout為充電器10的輸出限流值，Np為原邊繞組111的匝數(shù)，Ns為副邊繞組 113的匝數(shù)，Rin為選中的分流電阻，其具體為三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個。
[0064] 當(dāng)本發(fā)明待充電裝置20向充電器10發(fā)送控制信號以使充電器10按照預(yù)定規(guī)則 降低輸出限流值時，假設(shè)三個分流電阻Ri 1、Ri2和Ri3的阻值逐步增大，則反饋控制模塊13 依次控制選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平以使三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3依次被選中， 從而使得充電器10的輸出限流值依次被降低。優(yōu)選地，若本發(fā)明待充電裝置20向充電器10 發(fā)送控制信號以使充電器10按照預(yù)定步長逐步降低輸出限流值時，三個分流電阻Ril、Ri2 和Ri3的阻值不僅需要滿足逐步增大，且三個分流電阻的阻值還需滿足^ ^ + ^， Ri2 Ril Rii 反饋控制模塊13依次控制選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平以使三個分流電阻Ril、Ri2 和Ri3依次被選中，從而使得充電器10的輸出限流值按照預(yù)定步長逐步降低。
[0065] 在實際應(yīng)用中，控制芯片U2的電流檢測引腳CS處的電壓Vcs、原邊繞組的匝數(shù) Np、副邊繞組的匝數(shù)Ns為固定值，此時，通過選中不同的分流電阻Rin即可得到不同的充電 器10的輸出限流值。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，上述N = 3僅為舉例，本發(fā)明不以此為限。 [0066] 值得注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本實施例中反饋模塊12實現(xiàn)的功 能做電路上的修改。例如，利用繼電器代替光電隔離元件PhiN等等，本發(fā)明并不僅僅限于 反饋模塊12的具體的電路實現(xiàn)形式，只需滿足其實現(xiàn)的功能即可。
[0067] 請一并參考圖7,圖7是本實施例的充電系統(tǒng)中的充電器輸出電壓和輸出電流的 曲線圖。如圖7所示，其中I軸為充電器的輸出電流，V軸為充電器的輸出電壓。由圖7可 以看出，充電器的輸出電壓的變化幅度隨著輸出電流的大小的減少而減少，其中，充電器的 輸出電壓的最大值不隨輸出電流的變化而變化。
[0068] 圖8是本發(fā)明實施例的充電方法的流程圖，圖8所示的充電方法基于圖4所示的 充電系統(tǒng)。需注意的是，若有實質(zhì)上相同的結(jié)果，本發(fā)明的方法并不以圖8所示的流程順序 為限。如圖8所示，該方法包括如下步驟：
[0069] 步驟S101 :根據(jù)電池的電壓值判斷電池是否進(jìn)入恒壓充電階段。
[0070] 在步驟S101中，第一處理器24根據(jù)電池23的電壓值判斷電池23是否進(jìn)入恒壓 充電階段的步驟具體為：第一處理器24獲取電池23的電壓值，比較電池23的電壓值與預(yù) 設(shè)電壓值，根據(jù)比較結(jié)果判斷電池23是否進(jìn)入恒壓充電階段。其中，預(yù)設(shè)電壓值包括第一 預(yù)設(shè)電壓和第二預(yù)設(shè)電壓，當(dāng)電池23的電壓值大于第一預(yù)設(shè)電壓且小于第二預(yù)設(shè)電壓時， 電池處于恒流充電階段。電池23經(jīng)過恒流充電階段的充電且電壓值達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓時， 電池23進(jìn)入恒壓充電階段。以鋰電池為例，第一預(yù)設(shè)電壓為3. 2V，第二預(yù)設(shè)電壓為4. 2V。
[0071] 步驟S102 :若電池進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值。
[0072] 在步驟S102中，充電器10的輸出限流值即為充電器10的輸出電流的規(guī)格，也即 充電器10所允許的最大的輸出電流。
[0073] 步驟S103 :設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值。
[0074] 在步驟S103,第一處理器24設(shè)置充電控制電路22中的充電電流的電流值大于充 電器的輸出限流值，優(yōu)選地，第一處理器24設(shè)置充電控制電路22中的充電電流的電流值為 充電器的輸出限流值的1. 5倍。
[0075] 其中，若充電控制電路22為線型充電電路，當(dāng)?shù)谝惶幚砥?4設(shè)置線型充電電路中 的充電電流的電流值大于充電器10的輸出限流值時，線型充電電路中的充電電流將以充 電器10的輸出限流值進(jìn)行充電，此時，線性充電電路中的開關(guān)管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，線性 充電電路的開關(guān)損耗最小。
[0076] 其中，若充電控制電路22為開關(guān)充電電路，當(dāng)?shù)谝惶幚砥?4設(shè)置開關(guān)充電電路中 的充電電流的電流值大于充電器10的輸出限流值時，充電器10的輸出電壓值被拉低使得 開關(guān)充電電路輸出的電壓值等于輸入的電壓值，也即Ud = Uin, D = 1，此時，開關(guān)充電電路中 的開關(guān)管VT -直工作于導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)充電電路的開關(guān)損耗最小。
[0077] 步驟S104 :以充電器的輸出限流值對電池進(jìn)行恒流充電。
[0078] 在步驟S104中，當(dāng)電池23進(jìn)入恒壓充電階段且第一處理器24設(shè)置充電電流的電 流值大于充電器的輸出限流值后，充電控制電路22將以充電器10所允許的最大的輸出電 流對電池23進(jìn)行恒流充電。
[0079] 步驟S105 :判斷恒流充電后的電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓值，若達(dá)到截止電 壓值，執(zhí)行步驟S106,若未達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)執(zhí)行步驟S105。
[0080] 在步驟S105,第一處理器24判斷恒流充電后的電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓 值，以鋰電池為例，截止電壓值優(yōu)選為4. 2V。當(dāng)?shù)谝惶幚砥?4判斷電池23的電壓值未達(dá) 到截止電壓值時，說明當(dāng)前的恒流充電階段還沒結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行步驟S105。當(dāng)?shù)谝惶幚砥?24判斷電池23的電壓值達(dá)到截止電壓值，說明當(dāng)前的恒流充電階段已結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行步驟 S106。
[0081] 步驟S106 :判斷電池是否已充飽，若未充飽，執(zhí)行步驟S107,若已充飽，執(zhí)行步驟 S108。
[0082] 在步驟S106,第一處理器24判斷電池23是否已充飽的步驟具體為：第一處理器 24判斷電池23的電量是否達(dá)到飽和電量值。
[0083] 步驟S107 :按照預(yù)定規(guī)則降低充電器的輸出限流值，繼續(xù)執(zhí)行步驟S104。
[0084] 在步驟S107中，當(dāng)步驟S106判斷電池未充飽時，第一處理器24通過第二接口 21 向充電器10發(fā)送控制信號以使充電器10按照預(yù)定規(guī)則降低輸出限流值，接著繼續(xù)執(zhí)行步 驟S104,也即繼續(xù)執(zhí)行第一處理器24控制充電控制電路22以降低后的充電器10的輸出限 流值對電池23進(jìn)行恒流充電的操作。優(yōu)選地，按照預(yù)定規(guī)則降低充電器的輸出限流值的步 驟具體為：以預(yù)定的步長逐步降低充電器的輸出限流值。
[0085] 步驟S108:結(jié)束。
[0086] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的充電方法和充電系統(tǒng)通 過在電池進(jìn)入恒壓充電階段后，設(shè)置充電電流的電流值大于充電器的輸出限流值，接著將 恒壓充電階段分成多次充電電流依次減少的恒流充電階段，使得充電電路中的開關(guān)管一直 處于導(dǎo)通的狀態(tài)，從而大大減少恒壓充電階段的開關(guān)損耗。
[〇〇87] 以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的 【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種充電方法，其特征在于，所述方法包括： 根據(jù)電池的電壓值判斷所述電池是否進(jìn)入恒壓充電階段； 若所述電池進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值； 設(shè)置充電電流的電流值大于所述充電器的輸出限流值并以所述充電器的輸出限流值 對所述電池進(jìn)行恒流充電； 判斷恒流充電后的所述電池的電壓值是否達(dá)到截止電壓值； 若恒流充電后的所述電池的電壓值達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷所述電池是否已充飽； 若所述電池未充飽，按照預(yù)定規(guī)則降低所述充電器的輸出限流值，并繼續(xù)執(zhí)行以所述 充電器的輸出限流值對所述電池進(jìn)行恒流充電的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)電池的電壓值判斷所述電池是 否進(jìn)入恒壓充電階段的步驟具體包括： 獲取電池的電壓值； 比較所述電池的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述電池是否進(jìn)入恒壓充電 階段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置充電電流的電流值大于所述充 電器的輸出限流值的步驟包括： 設(shè)置充電電流的電流值為所述充電器的輸出限流值的1. 5倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照預(yù)定規(guī)則降低所述充電器的輸 出限流值的步驟包括： 以預(yù)定的步長逐步降低所述充電器的輸出限流值。
5. -種充電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括充電器和待充電裝置，其特征在于，所述待充電裝置包 括：第二接口、充電控制電路、第一處理器和電池，所述第二接口、所述充電控制電路和所述 電池分別耦接于所述第一處理器；所述第一處理器用于根據(jù)所述電池的電壓值判斷所述電 池是否進(jìn)入恒壓充電階段；若所述電池進(jìn)入恒壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值；設(shè) 置所述充電控制電路中的充電電流的電流值大于所述充電器的輸出限流值并以所述充電 器的輸出限流值對所述電池進(jìn)行恒流充電；判斷恒流充電后的所述電池的電壓值是否達(dá)到 截止電壓值；若恒流充電后的所述電池的電壓值達(dá)到截止電壓值，繼續(xù)判斷所述電池是否 已充飽；若所述電池未充飽，所述第一處理器通過所述第二接口向所述充電器發(fā)送控制信 號以使所述充電器按照預(yù)定規(guī)則降低所述輸出限流值，并繼續(xù)執(zhí)行以所述充電器的輸出限 流值對所述電池進(jìn)行恒流充電的步驟； 所述充電器包括：變壓器模塊、反饋模塊、反饋控制模塊、變壓器控制模塊和第一接口； 所述變壓器模塊耦接于交流電源，用于對所述交流電源輸入的交流電進(jìn)行整流濾波以及調(diào) 制處理以產(chǎn)生所述充電器的輸出電流；所述反饋模塊耦接于所述變壓器模塊和所述反饋控 制模塊，所述反饋模塊包括多個反饋單元，其中不同的反饋單元對應(yīng)于所述充電器的不同 輸出限流值，所述反饋模塊接收所述反饋控制模塊輸出的選擇信號，并根據(jù)所述選擇信號 選擇所述多個反饋單元中的一反饋單元；所述變壓器控制模塊耦接于所選擇的所述反饋單 元與所述變壓器模塊之間，用于控制所述充電器的輸出電流等于所選擇的所述反饋單元對 應(yīng)的所述充電器的輸出限流值；所述反饋控制模塊耦接于所述第一接口，用于根據(jù)所述第 一接口接收的所述控制信號產(chǎn)生用于選擇多個反饋單元中的一反饋單元的所述選擇信號； 所述第一接口與所述待充電裝置的第二接口連接，用于接收所述待充電裝置發(fā)送的所述控 制信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器模塊包括變壓器，所述變壓器 包括原邊繞組、輔助繞組和副邊繞組，所述變壓器控制模塊包括第一開關(guān)元件和控制芯片， 所述第一開關(guān)元件的第一端與所述控制芯片的驅(qū)動引腳連接，第二端與所述原邊繞組連 接，第三端與所述控制芯片的電流檢測引腳連接，多個所述反饋單元包括多個分流電阻、多 個第二開關(guān)元件和多個光電隔離元件，所述多個分流電阻彼此并聯(lián)且所述多個分流電阻的 高壓端進(jìn)一步連接所述控制芯片的所述電流檢測引腳，每一所述光電隔離元件的發(fā)光元件 對應(yīng)連接一所述第二開關(guān)元件，每一所述光電隔離元件的受光元件對應(yīng)連接一所述限流電 阻，每一所述第二開關(guān)元件根據(jù)所述反饋模塊輸出的選擇信號選擇性導(dǎo)通，進(jìn)而選擇不同 的所述分流電阻與所述第一開關(guān)元件形成不同的分流電路以獲取不同的所述充電器的輸 出限流值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電器的輸出限流值根據(jù)如下公式 進(jìn)行計算： lout = Vcs*Np/Ns/Ri ; 其中，lout為所述充電器的輸出限流值，Vcs為所述電流檢測引腳的電壓，Np為所述 原邊繞組的匝數(shù)，Ns為所述副邊繞組的匝數(shù)，Ri為所述反饋模塊中所選擇的反饋單元的阻 值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理器獲取電池的電壓值，比較 所述電池的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述電池是否進(jìn)入恒壓充電階段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理器設(shè)置充電電流的電流值 為所述充電器的輸出限流值的1.5倍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理器通過所述第二接口向所 述充電器發(fā)送控制信號以使所述充電器以預(yù)定步長逐步降低所述輸出限流值。
【文檔編號】H02J7/00GK104092254SQ201410277232
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】李城銘, 倪漫利 申請人:深圳天瓏無線科技有限公司