CN103701156A - 充电装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种充电装置及包括该充电装置的电子设备，所述充电装置包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至待充电电池；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述待充电电池，用来对所述待充电电池充电。本发明提高了多路充电的安全性，节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于电器领域，特别是涉及一种充电装置及电子设备。
背景技术
随着各种电子设备的不断应用，用户对电子设备功能的要求越来越高。以对电子设备进行充电为例，用户不仅需要通过电源直接进行充电，譬如交流电源适配器（AC adapter），还需要能够支持电脑的通用串行总线（Universal SerialBUS，USB）接口充电、甚至无线充电等。
以具有多路充电功能的电子设备为例，现有技术中的多路充电方式主要有以下两种：
一种方式是将多路充电接口直接并联，譬如请参阅图1，图1为现有技术中电子产品的双路充电电路示意图。该双路充电电路包括第一接口J'1和第二接口J'2，其中所述第一接口J'1譬如交流电源适配器充电接口，所述第二接口J'2譬如为电脑USB充电接口。用户可通过上述两路充电电路同时对电池进行充电。该方式的优点是容易实现，成本低；缺点是安全性能差，尤其是第一接口J'1和第二接口J'2的电压可相互倒灌，在使用其中一路充电接口进行充电时，若另外一路充电接口发生短路，譬如汗水渗入、钥匙等导体***导致短路，则很容易烧坏充电电源或电子设备；且由于一般的充电电源是不能够直接并联使用，导致不能同时在所述第一接口J'1和第二接口J'2接入充电电源进行充电，否测很容易烧坏电源或电子设备。
另一种方式是通过专用充电IC（集成电路）来实现。该IC提供了两路充电接口，内含充电三极管和场效应管等器件，且可控制充电电流。但是该方式的缺点是：现有技术中的主流移动设备解决方案本身已经包含了充电电路和充电电流控制的软、硬件方案，若通过专用IC来实现双路或多路充电，不仅是很大的浪费，而且成本很高。
因此，需解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电装置及电子设备，旨在降低多路充电的成本高，提高多路充电的安全性。
为达到上述有益效果，本发明实施例提供一种充电装置，包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；
至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；
至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至待充电电池；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述待充电电池，用来对所述待充电电池充电。
在本发明一优选实施例中，所述充电装置还包括电流控制端，至少两路的所述充电接口还并联至一第三连接点，并通过所述第三连接点连接至所述电流控制端。
在本发明一优选实施例中，所述三极管包括发射极、基极以及集电极；
每一所述三极管的所述发射极均连接对应的所述充电接口；
每一所述三极管的所述基极均连接至所述第三连接点，进而连接至所述电流控制端；
每一所述三极管的所述集电极均连接至所述第二连接点，进而连接至所述待充电电池。
在本发明一优选实施例中，所述充电接口包括交流电源适配器充电接口、通用串行总线充电接口或者无线充电接口。
在本发明一优选实施例中，所述三极管为PNP型三极管。
为达到上述有益效果，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括电池，还包括用于对所述电池进行充电的充电装置，所述充电装置包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；
至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；
至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至所述电池；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述电池，用来对所述电池充电。
在本发明一优选实施例中，所述充电装置还包括电流控制端，至少两路的所述充电接口还并联至一第三连接点，并通过所述第三连接点连接至所述电流控制端。
在本发明一优选实施例中，所述三极管包括发射极、基极以及集电极；
每一所述三极管的所述发射极均连接对应的所述充电接口；
每一所述三极管的所述基极均连接至所述第三连接点，进而连接至所述电流控制端；
每一所述三极管的所述集电极均连接至所述第二连接点，进而连接至所述待充电电池。
在本发明一优选实施例中，所述充电接口包括交流电源适配器充电接口、通用串行总线充电接口或者无线充电接口。
在本发明一优选实施例中，所述三极管为PNP型三极管。
本发明实施例通过为多路充电中的每一路设置一二极管以及三极管，由于二极管的单向导电特性，以及三极管的电流不会从集电极流向发射极，可保证充电电路之间的电压不会相互倒灌，提高了多路充电的安全性，而且无需专门设置IC，节约了成本。
附图说明
图1为现有技术中电子设备的双路充电的电路示意图；
图2是本发明第一实施例提供的电子设备的电路结构示意图；
图3是本发明第二实施例提供的电子设备的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的充电设备包括电池以及充电装置，所述充电装置包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至所述电池（或者其它待充电电池）；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述电池，用来对所述电池充电。所述充电装置还包括电流控制端，至少两路的所述充电接口还并联至一第三连接点，并通过所述第三连接点连接至所述电流控制端。
下面分别以两路和三路充电接口为例进行说明。
请参阅图2，图2为本发明第一实施例提供的电子设备的内部连接结构示意图，所述电子设备包括电池BT以及充电装置（图中除电池BT以外的其它部分），所述充电装置包括有电压输出端VCHG、电压采样端VCDT、电流控制端VDRV以及电流控制场效应管Q1等。
其中图2是以两个充电接口为例进行说明，该两个充电接口分别为第一充电接口J1以及第二充电接口J2，所述第一充电接口J1及第二充电接口J2并联至一第一连接点P1，并通过所述第一连接点P1连接至电压输出端VCHG。其中所述第一充电接口J1譬如为交流电源适配器的充电接口，所述第二充电接口J2譬如为电脑USB的充电接口，当然也可以是其它形式的充电接口，均在本发明保护范围之内。
请继续参阅图2，所述第一充电接口J1与所述第一连接点P1之间设置一第一二极管D1，且所述第一二极管D1的传导方向为从所述第一充电接口J1至所述第一连接点P1；所述第二充电接口J2与所述第一连接点P1之间设置一第二二极管D2，且所述第二二极管D2的传导方向为从所述第二充电接口J2至所述第一连接点P1。
请继续参阅图2，所述第一充电接口J1及第二充电接口J2还并联至一第二连接点P2，并通过所述第二连接点P2连接至所述电池BT。其中所述第一充电接口J1和所述第二连接点P2之间设置有一第一三级管Q2，所述第一充电接口J1通过所述第一三极管Q2连接至所述电池BT，用来对所述电池BT充电。所述第二充电接口J2和所述第二连接点P2之间设置有一第二三级管Q3，所述第二充电接口J2通过所述第二三极管Q3连接至所述电池BT，用来对所述电池BT充电。
请继续参阅图2，所述充电装置还包括一第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，其中所述第一电阻R1和第二电阻R2构成取样电路，所述第四电阻R4形成于所述第二连接点P2和所述电池BT之间。
请继续参阅图2，所述第一充电接口J1及第二充电接口J2还并联至一第三连接点P3，并通过所述第三连接点P3连接至电流控制端VDRV。
在本发明实施例中，每一所述充电接口对应的三极管的发射极均连接对应的充电接口，基极均连接至所述第三连接点P3，进而连接至电流控制端VDRV，集电极均连接至所述第二连接点P2，进而连接所述电池BT。
譬如所述第一三极管Q2的发射极连接所述第一充电接口J1，所述第一三极管Q2的基极连接至所述第三连接点P3，进而连接至电流控制端VDRV，所述第一三极管Q2的集电极连接至所述第二连接点P2，进而连接所述电池BT；所述第二三极管Q3的发射极连接所述第二充电接口J2，所述第二三极管Q3的基极连接至所述第三连接点P3，进而连接至电流控制端VDRV，所述第二三极管Q3的集电极连接至所述第二连接点P2，进而连接所述电池BT。
其中所述第一二极管D1及所述第二二极管D2均由P型半导体和N型半导体烧结形成，所述第一三极管Q2以及所述第二三极管Q3均为PNP型三极管，即由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管。而所述电流控制场效应管Q1为N-MOS（Metal-Oxide-SemIConductor，金属-氧化物-半导体）管。
在具体实施过程中，在通过所述第一充电接口J1对所述电池BT进行充电时，所述第一充电接口J1的电压通过所述第一二极管D1传递给电压输出端VCHG，所述第一充电接口J1的电流通过所述第一三极管Q2以及所述第四电阻R4输入至所述电池BT，对所述电池BT进行充电。在通过所述第二充电接口J2对所述电池BT进行充电时，所述第二充电接口J2的电压通过所述第二二极管D2传递给电压输出端VCHG，所述第二充电接口J2的电流通过所述第二三极管Q3以及所述第四电阻R4输入至所述电池BT，对所述电池BT进行充电。在同时通过所述第一充电接口J1和所述第二充电接口J2对所述电池BT进行充电时，原理类似其中一路充电接口，此时所述电池BT实际获得的充电电流为通过所述第四电阻R4的电流，即所述第一充电接口J1和所述第二充电接口J2输入至所述电池BT的电流之和。
更具体的，所述电子设备的基带电路通过电压采样端VCDT可获取电压输出端VCHG的电压值，再通过软件补偿所述第一二极管D1或第二二极管D2上的电压降值，即可获取实际充电电压值。也可以通过调整所述第一电阻R1、第二电阻R2的阻值来矫正已达到取样精度要求，来调整所述第一二极管D1和第二二极管D2的电压降对电压输出端VCHG电压值的影响。
其中接口CHR_LDO是所述基带电路控制电流控制场效应管Q1的导通与截止，所述基带电路可通过电流控制端VDRV控制流过所述电流控制场效应管Q1的电流大小。所述基带电路读取接口I_SENSE和接口BATSNS的电压差值，可获取所述第四电阻R4两端的电压值，进而根据欧姆定律获得通过所述第四电阻R4的电流值，即实际对所述电池BT的充电电流值。一旦所述第四电阻R4内电流大于（或小于）预设电流值，所述基带电路通过电流控制端VDRV减小或者增大流过所述电流控制场效应管Q1的电流，所述第一三极管Q2或者所述第二三极管Q3的基极电流也随着减小（或增大），根据三极管的工作原理，所述第一三极管Q2或者所述第二三极管Q3的集电极电流将减小（或增大），所述第四电阻R4内电流也将减小（或增大），直至与所述预设电流值一致。
显然，在本发明实施例中，当只有一路充电接口对所述电池BT进行充电时，譬如当只有第一充电接口J1对所述电池BT充电，由于所述第二二极管D2的单向导电特性，以及所述第二三极管Q3的电流不会从集电极流向发射极，因此充电电压无法倒灌到所述第二充电接口J2的端口处，即使所述第二充电接口J2的端口出现短路的情况，也不会带来安全隐患。
而当多路充电接口同对所述电池BT进行充电时，譬如所述第一充电接口J1和所述第二充电接口J2同时对所述电池BT充电，由于二极管的单向导电特性，所述基带电路始终可以检测到多路充电电源中的最大充电电压值，不会影响过电压保护电路的工作效果。而且由于二极管的单向导电特性和三极管电流方向不会从集电极流向发射极，所述第一充电接口J1和所述第二充电接口J2之间不会通过发生电流相互倒灌的问题，保证了充电时的安全。
请参阅图3，图3为本发明第二实施例提供的电子设备的结构示意图。
在图3所示的第二实施例为在图2所示的第一实施例的基础上增加一第三充电接口J3，所述第三充电接口J3譬如为无线充电接口，当然也可以是其它形式的充电接口，均在本发明保护范围之内。
请一并参阅图2和图3，其中所述第一充电接口J1、所述第二充电接口J2、所述第三充电接口J3并联至所述第一连接点P1，所述第三充电接口J3与所述第一连接点P1之间设置有一第三二极管D3，所述第三二极管D3的传导方向为从所述第三充电接口J3至所述第一连接点P1，并通过所述第一连接点P1连接至电压输出端VCHG。
其中所述第一充电接口J1、所述第二充电接口J2、所述第三充电接口J3并联至所述第二连接点P2，并通过所述第二连接点P2连接至所述电池BT。所述第三充电接口J3和所述第二连接点P2之间还设置一第三三极管Q4。所述第一充电接口J1、所述第二充电接口J2、所述第三充电接口J3并联至所述第三连接点P3，进而连接至电流控制端VDRV，其中所述第三三极管Q4的发射极连接所述第一充电接口J1，所述第三三极管Q4的基极连接至所述第三连接点P3，进而连接至电流控制端VDRV，所述第三三极管Q4的集电极连接至所述第二连接点P2，进而连接所述电池BT。
其中所述第一二极管D1、所述第二二极管D2以及所述第三二极管D3均由P型半导体和N型半导体烧结形成，所述第一三极管Q2、所述第二三极管Q3以及所述第三三极管Q4均为PNP型三极管，即由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管。
在具体实施过程中，在通过所述第三充电接口J3对所述电池BT进行充电时，所述第三充电接口J3的电压通过所述第三二极管D3传递给电压输出端VCHG，所述第三充电接口J3的电流通过所述第四三极管Q4以及所述第四电阻R4输入至所述电池BT，对所述电池BT进行充电。在同时通过所述第一充电接口J1、所述第二充电接口J2以及所述第三二极管D3对所述电池BT进行充电时，原理类似其中一路充电接口，此时所述电池BT实际获得的充电电流为通过所述第四电阻R4的电流，即所述第一充电接口J1、所述第二充电接口J2和所述第三充电接口J3输入至所述电池BT的电流之和。
关于图3所示的第二实施例的充电过程的详细描述请参阅针对图2的描述，此处不再赘述。当然图2和图3仅示出了两路和三路充电接口的示意图，关于四路、五路以及更多路充电接口的电子设备，均在本发明保护范围之内，且原理均与图2和图3所示的原理类似，仅仅是每增加一路充电只需要相应的增加一个二极管及一个三极管即可，此处不再一一赘述。
综上所述，本发明很好地提升了多路充电的安全性能；而且每增加一路充电只需要相应的增加一二极管及三极管即可，成本非常低，安装的方式可轻易的由图2和图3所示的实施例得出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充电装置，其特征在于，包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；
至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；
至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至待充电电池；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述待充电电池，用来对所述待充电电池充电。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括电流控制端，至少两路的所述充电接口还并联至一第三连接点，并通过所述第三连接点连接至所述电流控制端。
3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述三极管包括发射极、基极以及集电极；
每一所述三极管的所述发射极均连接对应的所述充电接口；
每一所述三极管的所述基极均连接至所述第三连接点，进而连接至所述电流控制端；
每一所述三极管的所述集电极均连接至所述第二连接点，进而连接至所述待充电电池。
4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电接口包括交流电源适配器充电接口、通用串行总线充电接口或者无线充电接口。
5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管。
6.一种电子设备，所述电子设备包括电池，其特征在于，还包括用于对所述电池进行充电的充电装置，所述充电装置包括电压输出端，以及至少两路的充电接口；
至少两路的所述充电接口并联至一第一连接点，并通过所述第一连接点连接至所述电压输出端；其中每一所述充电接口与所述第一连接点之间设置一二极管，且每一所述二极管的传导方向为从该二极管对应的所述充电接口至所述第一连接点；
至少两路的所述充电接口还并联至一第二连接点，并通过所述第二连接点连接至所述电池；其中每一所述充电接口和所述第二连接点之间设置有一三级管，每一所述充电接口通过对应的所述三极管连接至所述电池，用来对所述电池充电。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述充电装置还包括电流控制端，至少两路的所述充电接口还并联至一第三连接点，并通过所述第三连接点连接至所述电流控制端。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述三极管包括发射极、基极以及集电极；
每一所述三极管的所述发射极均连接对应的所述充电接口；
每一所述三极管的所述基极均连接至所述第三连接点，进而连接至所述电流控制端；
每一所述三极管的所述集电极均连接至所述第二连接点，进而连接至所述待充电电池。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述充电接口包括交流电源适配器充电接口、通用串行总线充电接口或者无线充电接口。
10.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160401 Address after: 100026 Beijing City, Chaoyang District Jintai Road No. 8 Building 2, two floor 2073 Applicant after: Beijing soft wealth technology Invest-holding Company Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Gao Xin Road No. 008 SKYWORTH tower C 11 floor Applicant before: Cellon Communication Technology (Shenzhen) Co.,Ltd. |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140402 |