本實(shí)用新型涉及一種充電技術(shù)，特別是一種高效率快速充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

提高設(shè)備的充電效率，可以采用減小充電電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的快充采用模式一般是提高輸入電流的功率，或者采用提高輸入電壓或者采用提高輸入電流的方式縮短充電時間，但是提高功率的方式對電池造成的一定的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效率快速充電系統(tǒng)，包括充電管理子系統(tǒng)、線性穩(wěn)壓電源電路、輸入電壓。所述充電管理子系統(tǒng)用于測量設(shè)備電池兩端的動態(tài)電壓；所述線性穩(wěn)壓電源電路用于當(dāng)輸入電壓有波動時維持電池端電壓的穩(wěn)定；所述輸入電壓至少一段時間內(nèi)與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值小于一閾值。

采用上述系統(tǒng)，所述輸入電壓在充電過程中一致保持與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值小于一閾值。基于此目的本實(shí)用新型包括設(shè)置于充電器內(nèi)的功率和電流控制子系統(tǒng)、輸出電壓控制子系統(tǒng)，以及設(shè)置于充電器和設(shè)備之間的雙向通信通道和至少是充電器到設(shè)備的供電通道；所述充電管理子系統(tǒng)、線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)置于設(shè)備中。其中通信通道中的信息至少包括電池兩端的動態(tài)電壓信息、電池的輸入電流、電池的額定輸入功率和充電器輸出端口電壓信息；所述功率和電流控制子系統(tǒng)對輸入充電器的電流的功率和電流根據(jù)通信信息進(jìn)行調(diào)控；所述輸出電壓控制子系統(tǒng)對充電器輸出端口的電壓進(jìn)行采集且根據(jù)通信信息進(jìn)行調(diào)控；所述供電通道傳輸調(diào)控后的電流。

本實(shí)用新型采用控制輸入設(shè)備電池的電流電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值維持在一很小的范圍內(nèi)，可以提高充電的效率。

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中帶充電器的原理示意圖。

圖2是本實(shí)用新型兼容普通充電器的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

縮小終端電池的充電時間可以通過增大電池功率來實(shí)現(xiàn)，但是提高充電效率，可以減小充電電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值來實(shí)現(xiàn)。因此本實(shí)用新型涉及的系統(tǒng)通過控制輸入至終端電池的電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值在10～100mV，來提升充電效率。

根據(jù)上述原理，結(jié)合圖1，一種高效率快速充電系統(tǒng)，包括充電器部分和設(shè)備部分，且充電器和設(shè)備之間存在雙向通信通道和至少是充電器到設(shè)備的供電通道。通信通道和供電通道可以通過USB接口及接口中的幀來實(shí)現(xiàn)，其中通信通道中的信息至少包括電池兩端的動態(tài)電壓信息、電池的輸入電流、電池的額定輸入功率和充電器輸出端口電壓信息。

所述充電器包括充電器通信子系統(tǒng)、功率和電流控制子系統(tǒng)、輸出電壓控制子系統(tǒng)，所述設(shè)備中包括設(shè)備通信子系統(tǒng)、線性穩(wěn)壓電源電路、充電管理子系統(tǒng)和電池。

所述充電器通信子系統(tǒng)和設(shè)備通信子系統(tǒng)之間傳遞上述信息。

所述功率和電流控制子系統(tǒng)包括功率控制電路和電流控制電路，對輸入充電器的市電或其他電源的電流的功率和電流根據(jù)通信信息進(jìn)行調(diào)控。

所述輸出電壓控制子系統(tǒng)對充電器輸出端口的電壓進(jìn)行采集且根據(jù)通信信息進(jìn)行調(diào)控。

所述充電管理子系統(tǒng)包括偵測單元、處理單元、接收單元、發(fā)射單元。其中偵測單元實(shí)時偵測電池兩端的動態(tài)電壓值信息；接收單元接收充電器輸出端口電壓信息；處理單元用于監(jiān)控輸入電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端的電壓差并產(chǎn)生指令；發(fā)射單元用于傳輸指令至設(shè)備通信子系統(tǒng)。具體地，處理單元依據(jù)電壓差通過通信通道向輸出電壓控制子系統(tǒng)發(fā)送指令調(diào)整輸出電壓，即輸入電壓，使得電壓雅差一直處在閾值內(nèi)。通過上述描述，使得充電器輸出電壓盡量接近電池允許的最大輸入電壓和設(shè)備內(nèi)線路損耗之和。

本實(shí)用新型電壓差的閾值為10～100mV，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

所述線性電源電路用于當(dāng)使輸入端口電壓有波動時(接口接觸阻抗變化，充電線電感效應(yīng)等因素造成)保證電池端電壓的穩(wěn)定。

對于普通適配器，根據(jù)本實(shí)用新型的原理，本系統(tǒng)可以將上述充電器中的輸出電壓控制子系統(tǒng)設(shè)置于設(shè)備的輸入端口。通過調(diào)節(jié)輸入至設(shè)備中的電壓，以獲得相同的目的。本實(shí)用新型提出一種簡易的系統(tǒng)，對于輸入電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值不大的情形下，采用線性電壓電源電路對電池充電；對于上述電壓差較大時，即輸入電壓明顯大于電池兩端電壓時，則采取電壓轉(zhuǎn)換電路，將輸入電壓下降至電池允許的輸入電壓范圍內(nèi)。這樣的做法雖然沒能在電池兩端電壓存在動態(tài)的情形下輸入電壓也做相應(yīng)的動態(tài)調(diào)整，但是依然可以提高充電效率。

基于上述原理，在設(shè)備中設(shè)置兩條充電通道，第一條充電通道與線性電壓轉(zhuǎn)換器電路連接，第二條充電通道與電源電壓轉(zhuǎn)換電路連接。通道的選擇由設(shè)置于設(shè)備中的充電管理子系統(tǒng)控制，控制方式如下：(1)當(dāng)設(shè)備電池兩端電壓與線性穩(wěn)壓電源電路兩端電壓間的差值處于10～100mV時，選擇第一條充電通道；(2)當(dāng)設(shè)備電池兩端電壓小于輸入設(shè)備電壓超過100mV時，選擇第二條通道。輸入電壓由充電管理子系統(tǒng)直接獲取。

本系統(tǒng)是基于USB-PD基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來，接口和線纜的定義都是基于此協(xié)議，設(shè)備識別，通信可靠。