實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)及其方法。該充電系統(tǒng)包括充電裝置和移動(dòng)設(shè)備，充電裝置用于為移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速充電，充電裝置包括基本充電模塊、開關(guān)模塊、MCU模塊以及第一接口，基本充電模塊、開關(guān)模塊以及第一接口依次連接，MCU模塊分別與開關(guān)模塊和第一接口連接，第一接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與移動(dòng)設(shè)備的第二接口連接，移動(dòng)設(shè)備的電池與第二接口連接，MCU模塊在判斷到電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，基本充電模塊直接對(duì)電池進(jìn)行充電。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，避免移動(dòng)設(shè)備在充電時(shí)大量發(fā)熱。
【專利說(shuō)明】
實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)及其方法。 【背景技術(shù)】
[0002]目前，移動(dòng)設(shè)備通過(guò)充電器對(duì)移動(dòng)設(shè)備的電池進(jìn)行充電。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的充電器11通過(guò)PMU(Pressure Measuring Unit，電源管理單元)12對(duì)移動(dòng)設(shè)備13的電池14 進(jìn)行充電，由于PMU12設(shè)置在移動(dòng)設(shè)備13的內(nèi)部，在電池14進(jìn)行充電時(shí)，導(dǎo)致PMU12發(fā)熱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速充電。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)及其方法，以解決上述問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)，其包括充電裝置和移動(dòng)設(shè)備，充電裝置用于為移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速充電，充電裝置包括基本充電模塊、開關(guān)模塊、MCU模塊以及第一接口，基本充電模塊、開關(guān)模塊以及第一接口依次連接，MCU模塊分別與開關(guān)模塊和第一接口連接，第一接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與移動(dòng)設(shè)備的第二接口連接，移動(dòng)設(shè)備的電池與第二接口連接，MCU模塊在判斷到電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，基本充電模塊直接對(duì)電池進(jìn)行充電。
[0005]其中，在MCU模塊判斷到電池的電壓大于或等于第一閾值并且小于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，MCU模塊控制開關(guān)模塊交替導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)脈沖充電。
[0006]其中，在MCU模塊判斷到電池的電壓等于第二閾值時(shí)，MCU模塊控制開關(guān)模塊斷開， 充電結(jié)束。
[0007]其中，開關(guān)模塊包括第一M0S管、第二M0S管、電阻以及三極管，第一M0S管的源極與基本充電模塊連接，第一 M0S管的漏極與第二M0S管的漏極連接，第一 M0S管的柵極和第二 M0S管的柵極與三極管的集電極連接，第二M0S管的源極與第一接口連接，三極管的基極與 MCU模塊連接，三極管的發(fā)射極接地，電阻的一端與第一 M0S管的漏極連接，電阻的另一端與三極管的集電極連接。
[0008]其中，MCU模塊控制三極管導(dǎo)通時(shí)，第一 M0S管和第二M0S管均導(dǎo)通，開關(guān)模塊導(dǎo)通； MCU模塊控制三極管截止時(shí)，第一 M0S管和第二M0S管均斷開，開關(guān)模塊斷開。
[0009]其中，第一接口包括VCC端、D-端、D+端以及GND端，VCC端與第二M0S管的源極連接， D-端與MCU模塊的第一中斷端連接，D+與MCU模塊的第二中斷端連接。
[0010]其中，基本充電模塊包括整流電路、比較電路以及變壓器，整流電路與變壓器連接，比較電路分別與整流電路和變壓器連接。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種實(shí)現(xiàn)快速充電的方法，其應(yīng)用于充電系統(tǒng)，充電系統(tǒng)包括充電裝置和移動(dòng)設(shè)備，方法包括:
[0012]充電裝置獲取移動(dòng)設(shè)備的電池的電壓；
[0013]充電裝置將電池的電壓與預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較；
[0014]若電池的電壓小于第一閾值時(shí)，充電裝置直接對(duì)電池進(jìn)行充電。
[0015]其中，若電池的電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，充電裝置將電池的電壓與預(yù)設(shè)的第二閾值進(jìn)行比較；
[0016]若電池的電壓小于第二閾值時(shí)，充電裝置對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。
[0017]其中，若電池的電壓等于第二閾值時(shí)，充電裝置對(duì)電池結(jié)束充電。
[0018]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)明的充電裝置包括基本充電模塊、開關(guān)模塊、MCU模塊以及第一接口，基本充電模塊、開關(guān)模塊以及第一接口依次連接， MCU模塊分別與開關(guān)模塊和第一接口連接，第一接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與移動(dòng)設(shè)備的第二接口連接，移動(dòng)設(shè)備的電池與第二接口連接，MCU模塊在判斷到電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，基本充電模塊直接對(duì)電池進(jìn)行充電，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，避免移動(dòng)設(shè)備在充電時(shí)大量發(fā)熱?！靖綀D說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，進(jìn)一步可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。其中:
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖2中充電系統(tǒng)進(jìn)行快速充電時(shí)充電電流的示意圖；
[0023]圖4是圖2中充電系統(tǒng)進(jìn)行脈沖充電時(shí)充電電流的示意圖；[〇〇24]圖5是圖2中充電裝置的電路圖；
[0025]圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)快速充電的方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性的勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]請(qǐng)參見圖2,圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖2所示，本實(shí)施例的充電系統(tǒng)包括充電裝置21、移動(dòng)設(shè)備22以及數(shù)據(jù)線23,充電裝置21 用于為移動(dòng)設(shè)備22進(jìn)行快速充電。
[0028]其中，充電裝置21包括基本充電模塊211、開關(guān)模塊212、MCU (MicroControllerUnit，微控制)模塊213以及第一接口 214?；境潆娔K211、開關(guān)模塊 212以及第一接口 214依次連接，MCU模塊213分別與開關(guān)模塊212和第一接口 214連接。[〇〇29]充電裝置21通過(guò)數(shù)據(jù)線23與移動(dòng)設(shè)備22連接，其中移動(dòng)設(shè)備22包括第二接口 221 和電池222,其中第一接口 214通過(guò)數(shù)據(jù)線23與第二接口 221連接，第二接口 221與電池222連接。
[0030]M⑶模塊213通過(guò)第一接口 214、數(shù)據(jù)線23以及第二接口 221檢測(cè)電池222的電壓，并將電池222的電壓和預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較;若MCU模塊213判斷到電池222的電壓小于第一閾值時(shí)，則MCU模塊213控制開關(guān)模塊212導(dǎo)通，此時(shí)基本充電模塊211通過(guò)開關(guān)模塊212、 第一接口 214、數(shù)據(jù)線23以及第二接口 221直接對(duì)電池222進(jìn)行充電，此時(shí)充電電流如圖3所示的階段I，能夠?qū)崿F(xiàn)超大的充電電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速充電。此外，基本充電模塊211、開關(guān)模塊212以及MCU模塊213設(shè)置在充電裝置21，避免移動(dòng)設(shè)備22在充電時(shí)大量發(fā)熱，并且降低移動(dòng)設(shè)備22的PCB(Printed Circuit Board，印制電路板)的面積，降低移動(dòng)設(shè)備22的設(shè)計(jì)難度。
[0031]若M⑶模塊213判斷到電池2 2 2的電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，M⑶模塊213控制開關(guān)模塊212斷開，充電電流如圖3所示的階段IIICU模塊213進(jìn)一步將電池222的電壓與預(yù)設(shè)的第二閾值進(jìn)行比較;若MCU模塊213判斷到電池222的電壓小于第二閾值時(shí)，則MCU模塊 213控制開關(guān)模塊212交替導(dǎo)通和斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脈沖充電。即MCU模塊213向開關(guān)模塊212提供具有周期性的脈沖開關(guān)信號(hào)，以使開關(guān)模塊212處于導(dǎo)通和斷開的脈沖狀態(tài)，此時(shí)充電電流如圖4所示。[〇〇32] 若M⑶模塊213判斷到電池222的電壓等于第二閾值時(shí)，則M⑶模塊213控制開關(guān)模塊212斷開，充電結(jié)束。[〇〇33] 優(yōu)選地，第一閾值為4.35V，第二閾值優(yōu)選為4.5V。
[0034]請(qǐng)一并參見圖5所示，圖5是本發(fā)明圖2中充電裝置的電路圖。如圖5所示，基本充電模塊211包括整流電路215、比較電路216以及變壓器217,整流電路215與變壓器217連接，比較電路216分別與整流電路215和變壓器217連接。其中，整流電路215包括整流橋218、電容 (:1、電感11、電感12、電容02、電阻1?1、電阻1?2、電阻1?、電阻1?4、電容03、電容04以及二極管 D1，整流橋218的輸入端連接供電線(圖未視)，整流橋218的第一輸出端與電容C1的一端和電感L2的一端連接，整流橋218的第二輸出端與電容C1的另一端和電感L1的一端連接，電感 L1的另一端接地，電感L2的另一端與電容C2的一端、電阻R1的一端、電容C3的一端以及電阻 R3的一端連接，電容C2的另一端接地，電阻R1的另一端通過(guò)電阻R2和電容C4接地，電容C3的另一端連接電阻R3的另一端，電阻R4的一端與電阻R3的另一端連接，二極管D1的負(fù)極與電阻R4的另一端連接。變壓器217的第一輸入端PN1與電感L2的另一端連接，變壓器217的第二輸入端與二極管D1的正極連接。比較電路216用于根據(jù)整流電路215輸出的電壓調(diào)整變壓器 217的輸入電壓，比較電路216包括芯片U1、三極管Q1、電阻R5、二極管D2、電阻R6、電阻R7、電阻R8以及電阻R9,芯片U1的VCC端連接至電阻R2和電容C4之間，變壓器217的第三輸入端通過(guò)電阻R5和二極管D3連接至電阻R2和電容C4之間，芯片U1的VSENSE端通過(guò)電阻R7連接至變壓器217的第三輸入端，芯片U1的VSENSE端通過(guò)電阻R8和電阻R9接地，芯片U1的ASU端懸空， 芯片U1的GND端接地，芯片U1的ISENSE端通過(guò)電阻R6接地，芯片U1的OUTPUT端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與電阻R6連接，三極管Q1的集電極與變壓器217的第二輸入端連接，變壓器217的第四輸入端接地。[〇〇35] 變壓器217的第一輸出端和第二輸出端通過(guò)電容C5和電阻R10連接，變壓器217的第一輸出端通過(guò)二極管D3與開關(guān)模塊212連接，變壓器217的第二輸出端接地，電容C7的一端和電容C8的一端連接二極管D3的負(fù)極，電容C7的另一端和電容C8的另一端接地。[〇〇36] 開關(guān)模塊212包括第一 M0S管Ml、第二M0S管M2、電阻Rl 1以及三極管Q2，第一 M0S管Ml的源極與基本充電模塊211連接，即第一MOS管Ml的源極與二極管D3的負(fù)極連接;第一MOS 管Ml的漏極與第二M0S管M2的漏極連接，第一 M0S管Ml的柵極和第二M0S管M2的柵極與三極管Q2的集電極連接，第二M0S管M2的源極與第一接口 214連接，三極管Q2的基極與M⑶模塊 213連接，即三極管Q2的基極與M⑶模塊213的第三中斷端GP103連接;三極管Q2的發(fā)射極接地，電阻R11的一端與第一 M0S管Ml的漏極連接，電阻R11的另一端與三極管Q2的集電極連接。[〇〇37] M⑶模塊213控制三極管Q2導(dǎo)通，S卩M⑶模塊213的第三中斷端GP103向三極管Q2的基極提供電壓時(shí)，第一 M0S管Ml和第二M0S管M2均導(dǎo)通，開關(guān)模塊212導(dǎo)通;M⑶模塊213控制三極管Q2截止，即MCU模塊213的第三中斷端GP103停止向三極管Q2的基極提供電壓時(shí)，第一 M0S管Ml和第二M0S管M2均斷開，開關(guān)模塊212斷開。[〇〇38] 第一接口214包括7〇:端、0-端、0+端以及6冊(cè)端，￥〇:端與第二》3管112的源極連接， D-端與M⑶模塊213的第一中斷端GP101連接，D+與M⑶模塊213的第二中斷端GP102連接，MOT 模塊213的GND端接地，MCU模塊213的ADC1端與第二MOS管M2的源極連接。
[0039]可選地，第二接口 221包括VCC端、D-端、D+端以及GND端，第二接口 221的VCC端、D-端、D+端以及GND端通過(guò)數(shù)據(jù)線23與第一接口 214的VCC端、D-端、D+端以及GND端對(duì)應(yīng)連接， 第二接口 221的VCC端與電池222的正極連接，第二接口 221的GND端與電池222的負(fù)極連接。
[0040]優(yōu)選地，M⑶模塊213通過(guò)第一接口 214和第二接口 221的D-端和D+端檢測(cè)電池222 的電壓。[0041 ]本實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)超大的充電電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速充電。此外，基本充電模塊211、 開關(guān)模塊212以及MCU模塊213設(shè)置在充電裝置21，避免移動(dòng)設(shè)備22在充電時(shí)大量發(fā)熱，并且降低移動(dòng)設(shè)備22的PCB的面積，降低移動(dòng)設(shè)備22的設(shè)計(jì)難度。[0〇42]本發(fā)明還提供第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)快速充電的方法，其在第一實(shí)施例所揭不的充電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行描述。本實(shí)施例所揭示的方法應(yīng)用于上述實(shí)施例所描述的充電系統(tǒng)，如圖6 所示，該方法包括以下步驟:
[0043]步驟S61:充電裝置21獲取移動(dòng)設(shè)備22的電池222的電壓；
[0044]步驟S62:充電裝置21將電池222的電壓與預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較；
[0045]步驟S63:若電池222的電壓小于第一閾值時(shí)，充電裝置21直接對(duì)電池22進(jìn)行充電。
[0046]在步驟S63中，若電池222的電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，充電裝置21將電池222 的電壓與預(yù)設(shè)的第二閾值進(jìn)行比較；
[0047]若電池222的電壓小于第二閾值時(shí)，充電裝置21對(duì)電池222進(jìn)行脈沖充電。
[0048]若電池222的電壓等于第二閾值時(shí)，充電裝置21對(duì)電池222結(jié)束充電。
[0049]綜上所述，本發(fā)明的充電裝置包括基本充電模塊、開關(guān)模塊、MCU模塊以及第一接口，基本充電模塊、開關(guān)模塊以及第一接口依次連接，MCU模塊分別與開關(guān)模塊和第一接口連接，第一接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與移動(dòng)設(shè)備的第二接口連接，移動(dòng)設(shè)備的電池與第二接口連接， M⑶模塊在判斷到電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，基本充電模塊直接對(duì)電池進(jìn)行充電，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，避免移動(dòng)設(shè)備在充電時(shí)大量發(fā)熱。此外，基本充電模塊、開關(guān)模塊以及MCU模塊設(shè)置在充電裝置，避免移動(dòng)設(shè)備在充電時(shí)大量發(fā)熱，并且降低移動(dòng)設(shè)備的PCB的面積，降低移動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)難度。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)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(yùn)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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)快速充電的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)包括充電裝置和移動(dòng)設(shè) 備，所述充電裝置用于為所述移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速充電，所述充電裝置包括基本充電模塊、開 關(guān)模塊、MCU模塊以及第一接口，所述基本充電模塊、所述開關(guān)模塊以及所述第一接口依次 連接，所述MCU模塊分別與所述開關(guān)模塊和所述第一接口連接，所述第一接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與 所述移動(dòng)設(shè)備的第二接口連接，所述移動(dòng)設(shè)備的電池與所述第二接口連接，所述MCU模塊在 判斷到所述電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)控制所述開關(guān)模塊導(dǎo)通，所述基本充電模塊 直接對(duì)所述電池進(jìn)行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，在所述MCU模塊判斷到所述電池的電 壓大于或等于所述第一閾值并且小于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，所述MCU模塊控制所述開關(guān)模塊 交替導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)脈沖充電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，在所述MCU模塊判斷到所述電池的電 壓等于所述第二閾值時(shí)，所述MCU模塊控制所述開關(guān)模塊斷開，充電結(jié)束。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括第一MOS管、第二 MOS管、電阻以及三極管，所述第一 MOS管的源極與所述基本充電模塊連接，所述第一 MOS管 的漏極與所述第二MOS管的漏極連接，所述第一 MOS管的柵極和所述第二MOS管的柵極與所 述三極管的集電極連接，所述第二MOS管的源極與所述第一接口連接，所述三極管的基極與 所述MCU模塊連接，所述三極管的發(fā)射極接地，所述電阻的一端與所述第一 MOS管的漏極連 接，所述電阻的另一端與所述三極管的集電極連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU模塊控制所述三極管導(dǎo)通時(shí)， 所述第一 MOS管和所述第二MOS管均導(dǎo)通，所述開關(guān)模塊導(dǎo)通;所述MCU模塊控制所述三極管 截止時(shí)，所述第一 MOS管和所述第二MOS管均斷開，所述開關(guān)模塊斷開。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一接口包括VCC端、D-端、D+端 以及GND端，所述VCC端與所述第二MOS管的源極連接，所述D-端與所述MCU模塊的第一中斷 端連接，所述D+與所述MCU模塊的第二中斷端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述基本充電模塊包括整流電路、比 較電路以及變壓器，所述整流電路與所述變壓器連接，所述比較電路分別與所述整流電路 和所述變壓器連接。8.—種實(shí)現(xiàn)快速充電的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)包 括充電裝置和移動(dòng)設(shè)備，所述方法包括:所述充電裝置獲取所述移動(dòng)設(shè)備的電池的電壓；所述充電裝置將所述電池的電壓與預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較；若所述電池的電壓小于所述第一閾值時(shí)，所述充電裝置直接對(duì)所述電池進(jìn)行充電。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，若所述電池的電壓大于或者等于所述第一 閾值時(shí)，所述充電裝置將所述電池的電壓與預(yù)設(shè)的第二閾值進(jìn)行比較；若所述電池的電壓小于所述第二閾值時(shí)，所述充電裝置對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，若所述電池的電壓等于所述第二閾值時(shí)， 所述充電裝置對(duì)所述電池結(jié)束充電。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK106026323SQ201610321436
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】李城銘, 倪漫利
【申請(qǐng)人】深圳天瓏無(wú)線科技有限公司