CN104467116B

CN104467116B - 充电方法、装置以及充电器

Info

Publication number: CN104467116B
Application number: CN201410851526.0A
Authority: CN
Inventors: 陈良金
Original assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2018-03-23
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: CN104467116A

Abstract

一种充电方法、装置以及充电器，所述充电方法包括：当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。采用所述充电方法、装置以及充电器，可以减少充电电路在充电过程中的功率损耗。

Description

充电方法、装置以及充电器

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种充电方法、装置以及充电器。

背景技术

现有的国标充电器中，充电器的输出电压为5V，输出电流则根据充电器的标称值不同而不同，一般为300mA～1800mA之间。

现有的USB国标充电器一般包括四个端口：VBUS端口、DP端口、DM端口以及GND端口，其中，VBUS端口为充电器的输出端口，DP端口和DM端口为USB接口的两个信号端口。在通过充电器对待充电设备，例如手机等移动终端进行充电时，待充电设备通过检测充电器的DM和DP端口是否短路来判断当前充电器是否为国标充电器。在确定当前充电器为国标充电器时，充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电。

然而，在采用上述方法为待充电设备进行充电时，充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电，存在充电器输出功率损耗较高的问题。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何减少充电电路在充电过程中的功率损耗。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种充电方法，包括：

当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；

向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

可选的，所述接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值，包括：

接收到待充电设备发送的第一PWM波，所述第一PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应；

获取所述第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取所述电池当前电压值。

可选的，所述根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压并输出，包括：将所述电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为所述充电器调整后的输出电压。

可选的，所述向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电，包括：

向所述待充电设备发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应，使得所述待充电设备根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，获取所述充电器的当前额定输出电流值，根据所述当前额定输出电流值调整所述待充电设备的预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

可选的，在接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号之前，还包括：接收到所述待充电设备发送的检测信号，向所述待充电设备发送对应的反馈信号，使得所述待充电设备在接收到所述反馈信号时，发送表示电池当前电压值的信号。

可选的，在根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压之后，还包括：在未检测到所述待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，将充电器的输出电压重置为默认输出电压值。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了一种充电装置，包括：

获取单元，用于当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

调整单元，用于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；

发送单元，用于向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

可选的，所述获取单元用于：接收到待充电设备发送的第一PWM波，所述第一PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应；获取所述第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取所述电池当前电压值。

可选的，所述调整单元用于将所述电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为所述充电器调整后的输出电压。

可选的，所述发送单元用于向所述待充电设备发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应，使得所述待充电设备根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，获取所述充电器的当前额定输出电流值，根据所述当前额定输出电流值调整所述待充电设备的预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

可选的，所述充电装置还包括：重置单元，用于在未检测到所述待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，将充电器的输出电压重置为默认输出电压值。

本发明实施例还提供了一种充电器，包括：PWM反馈电路、电压转换器以及PWM输出电路，其中：

所述PWM反馈电路，适于接收待充电设备发送的第一PWM波，获取所述第一PWM波对应的所述待充电设备的电池当前电压值；

所述电压转换器，适于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；

所述PWM输出电路，适于根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，将所述充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波，并发送至所述待充电设备，控制所述待充电设备的充电电流。

可选的，所述充电器还包括：控制电路以及开关电路，其中：

所述控制电路，适于在接收到所述待充电设备发送的检测信号达到预设时长时，向所述开关电路发送断开指令；

所述开关电路，设置在所述充电器的DP端口和DM端口之间，适于在接收到所述控制电路发送的断开指令时，断开所述DP端口与所述DM端口之间的连接。

可选的，所述PWM反馈电路包括：采样电路，适于对所述第一PWM波进行采样，以获取所述第一PWM波的占空比。

可选的，所述采样电路包括ADC电路。

可选的，所述PWM反馈电路包括：低通滤波器；与所述低通滤波器耦接的ADC或运算放大器。

可选的，所述低通滤波器包括以下任意一种：一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。

可选的，所述电压转换器为AC-DC转换器或DC-DC转换器。

可选的，当所述电压转换器为AC-DC转换器时，在所述AC-DC转换器与所述PWM反馈电路之间设置隔离器，适于将所述AC-DC转换器与所述PWM反馈电路物理隔离。

可选的，所述隔离器为光耦合器件。

本发明实施例还提供了一种充电方法，包括：

当接收到表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；

发送表示当前额定输出电流值的信号。

可选的，所述当接收到表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值，包括：

接收到第一PWM波，所述第一PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应；

可选的，所述根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压，包括：将电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为所述充电器调整后的输出电压。

可选的，所述发送表示当前额定输出电流值的信号，包括：发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应。

本发明实施例还提供了一种充电装置，包括：

获取单元，用于当接收到表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

发送单元，用于发送表示当前额定输出电流值的信号。

可选的，所述获取单元用于接收第一PWM波，获取所述第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取所述电池当前电压值。

可选的，所述发送单元用于发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应。

所述PWM反馈电路，适于接收第一PWM波，获取所述第一PWM波对应的电池当前电压值；

所述电压转换器，适于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压值；

所述PWM输出电路，适于根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，将所述充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波并发送。

可选的，所述采样电路包括ADC电路。

可选的，所述PWM反馈电路包括：低通滤波器，与所述低通滤波器耦接的ADC或运算放大器。

可选的，所述电压转换器为AC-DC转换器或DC-DC转换器。

可选的，所述隔离器为光耦合器件。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

充电器通过接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号，获取电池的当前电压值，根据电池当前电压值对输出电压进行调整，而不是以固定的电压进行输出。在充电过程中，充电器的输出电压随电池电压改变而改变，在充电器的输出电流不变的情况下，降低充电器的输出电压，可以使得充电器的输出电压与电池的电压值之间的差值降低，从而可以减少在充电电路在充电过程中的功率损耗。

通过待充电设备获取充电器的当前额定输出电流值，对充电电流进行调整，而不是仅以固定的预设充电电流值进行充电，在充电器的当前额定输出电流值对应的充电电流值大于待充电设备的固定的充电电流时，调整待充电设备的充电电流，使得调整后的充电电流值大于固定的预设充电电流值，可以充分利用充电器的输出电流，从而实现更加快速的充电。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种充电方法的流程图；

图2是本发明实施例中的一种充电装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中的一种充电器的结构示意图；

图4是本发明实施例中的一种PWM反馈电路的结构示意图；

图5是本发明实施例中的另一种PWM反馈电路的结构示意图；

图6是本发明实施例中的一种PWM输出电路的结构示意图；

图7是本发明实施例中的另一种充电器的结构示意图；

图8是本发明实施例中的另一种充电方法的流程图。

具体实施方式

在通过USB充电器对待充电设备，例如手机等移动终端进行充电时，待充电设备通过检测充电器的DM和DP端口是否短路来判断当前充电器是否为国标充电器。在确定当前充电器为国标充电器时，充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电。然而，在采用上述方法为待充电设备进行充电时，充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电，存在充电器输出功率损耗较高的问题。

在本发明实施例中，充电器通过接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号，获取电池的当前电压值，根据电池当前电压值对输出电压进行调整，而不是以固定的电压进行输出。在充电过程中，充电器的输出电压随电池电压改变而改变，在充电器的输出电流不变的情况下，降低充电器的输出电压，可以使得充电器的输出电压与电池的电压值之间的差值降低，从而可以减少在充电电路在充电过程中的功率损耗。

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供了一种充电方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。

步骤S101，当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值。

在具体实施中，待充电设备可以为任何包含有能够存储电能的装置的设备，充电器可以为任意包括USB接口的充电器。例如，待充电设备可以为手机终端、平板电脑等，也可以是充电宝、移动电源等可以存储电能的设备，还可以为其他设备，只要包括能够存储电能的装置即可，此处不做赘述。

在本发明实施例中，在充电过程中，电池的电压可以随着充电时长而发生变化。待充电设备可以实时获取电池的当前电压值，并向充电器发送表示电池当前电压值的信号。充电器在接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号后，可以获取电池当前电压值，并执行步骤S102。

在本发明一实施例中，待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号为一定占空比的第一PWM波。在待充电设备中设置PWM波生成装置，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，通过PWM波生成装置将电池当前电压值转换成对应占空比的第一PWM波，并将第一PWM波发送至充电器。在本发明其他实施例中，待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号还可以为其他形式的信号，此处不做赘述。

在本发明一实施例中，待充电设备中设置的PWM生成装置包括比较器。比较器通过比较两个输入端输入的电压值，输出对应的高电平或低电平。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取电池当前电压值对应的第一PWM波的占空比。比较器的第一输入端输入锯齿波，第二输入端输入一个对应的电压值V1，通过对相同时刻V1于锯齿波对应的电压值进行比较，输出高电平或低电平。通过调整电压值V1，即可通过比较器产生对应占空比的第一PWM波。

在本发明一实施例中，可以预先建立电压值V1与PWM波占空比的对应关系，例如，电压值V1＝1.4V时对应的PWM波占空比为70％，电压值V1＝1.2V时对应的PWM波占空比为60％等，由此，在获取到待充电设备电池当前电压值对应的第一PWM波的占空比时，比较器的第二输入端输入预设的电压值V1＝1.4V，从而生成占空比为70％第一PWM波。

例如，针对手机等移动终端，使用的锂电池或者其他类型的电池的电压一般都不会超过5V，一般为4.2V或4.35V。在正常工作时，电池的最低电压一般不会低于3V。设定5V对应的PWM波占空比为100％，3V对应的PWM波占空比为20％，则电池当前电压值V_BAT对应的PWM波占空比为Duty＝(V_BAT-3)/(5-3)*80％+20％。

电池当前电压值为V_BAT＝4V，则电池当前电压值对应的PWM波占空比为Duty＝(4-3)/(5-3)*80％+20％＝60％。根据预设的电压值V1与PWM波占空比的对应关系可知，V1＝1.2V时比较器产生占空比为60％的PWM波，因此，比较器的第二输入端输入1.2V，从而可以产生占空比为60％的第一PWM波，并发送至充电器。

通过PWM波接收装置接收待充电设备发送的第一PWM波，并获取到第一PWM波的占空比为60％。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，充电器可以获知待充电设备的电池当前电压值为4V。

可以理解的是，电池当前电压值与PWM波占空比的对应关系并不仅限于本发明上述实施例中提供的对应关系，还可以存在其他形式的对应关系，此处不做赘述。

步骤S102，根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压。

在具体实施中，充电器在获取到电池当前电压值后，可以将获取到的电池的当前电压值与预设的电压差值进行相加运算，得到的和值作为调整后的充电器输出电压，即调整后的充电器的输出电压为电池的当前电压值与预设的电压差值之和。

在本发明实施例中，预设的电压差值可以是预先测量得到的，其是：能够满足充电器输出额定电流时充电器的输出电压值与电池电压值之间的差值。在实际应用中，预设的电压差值可以为0.4V～0.6V之间，也可以为其他值。在本发明一实施例中，预设的电压差值为0.5V。

例如，充电器获知待充电设备的电池当前电压值为4V，预设的电压差值为0.5V，则调整后的充电器的输出电压值为4.5V，即充电器以4.5V的电压进行输出。

以待充电设备采用线性充电方式为例，现有技术中，设定充电器的输出电压值为5V，输出电流值为1A，即充电器的输出功率为5W。待充电设备的电池当前电压值为3.2V，线性充电方式中，待充电设备电流的输入电流可以与充电器的输出电流相等，即待充电设备的电池的输入电流为1A，则电池的当前输入功率为3.2W。充电器的输出功率与电池的当前输入功率之间的差值为5W-3.2W＝1.8W，即有1.8W的能量被浪费。

而采用本发明实施例中的方法，电池当前电压值为3.2V，待充电设备向充电器发送表示电池当前电压值的信号，使得充电器获知电池当前电压值为3.2V，将电池当前电压值与预设的电压差值相加，预设的电压差值为0.5V，则得到调整后的充电器输出电压为3.7V，充电器的输出电流保持不变，仍为1A，则充电器的输出功率为3.7W，电池的当前输入功率为3.2W，充电器的输出功率值与电池的当前输入功率之间的差值为3.7W-3.2W＝0.5W，即仅有0.5W的能量被浪费。相比于现有技术中的1.8W的能量被浪费，本发明实施例大大减少了充电电路在充电过程中的功率损耗。

由此可见，充电器通过接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号，获取电池的当前电压值，根据电池当前电压值对输出电压进行调整，而不是以固定的电压进行输出。在充电过程中，充电器的输出电压随电池电压改变而改变，在充电器的输出电流不变的情况下，降低充电器的输出电压，可以使得充电器的输出电压与电池的电压值之间的差值降低，从而可以减少在充电电路在充电过程中的功率损耗。

在充电器根据电池当前电压值调整输出电压后，执行步骤S103。

步骤S103，向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

在具体实施中，充电器在向待充电设备输出电流时，输出的电流值可以为充电器的额定输出电流值。充电器在向待充电设备输出电流的同时，可以向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得待充电设备在接收到该信号后，可以获取充电器的当前额定输出电流值。充电器向待充电设备发送的信号可以包括多种形式的信号，只要满足待充电设备能够获取充电器的当前额定输出电流值即可。

在本发明实施例中，在充电器处于待机状态时，充电器的DP端口和DM端口短接。充电器实时检测DP端口上的电压值，当检测到DP端口上的电压值高于预设电压值的时长达到预设时长时，充电器将DM端口和DP端口断开，通过DM端口向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。

在本发明一实施例中，充电器实时检测DP端口上的电压值。当待充电设备与充电器连接时，待充电设备向充电器发送信号，例如发送询问信号或使能信号的方式，使得充电器的DP端口上的电压升高。当DP端口上的电压升高到Vth的时长达到预设时长时，充电器将短接的DM端口和DP端口断开，并通过DM端口向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。

在本发明实施例中，根据步骤S101～步骤S102，充电器在对输出电压进行调整之后，调整后的输出电压值对应的额定输出电流值与输出电压调整前的额定输出电流值相等，充电器向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。

在本发明一实施例中，充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号为一定占空比的第二PWM波。在充电器中设置PWM生成装置，根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，将充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波，并将第二PWM波发送至待充电设备。

在本发明一实施例中，PWM波生成装置可以是比较器，比较器的第一输入端输入锯齿波，第二输入端输入需要调制的充电器的当前额定输出电流值对应的电压值，从而可以产生对应占空比的第二PWM波。

例如，当前充电器的额定输出电流值为2A，对应的电压值为5V，则在比较器的第二输入端输入2A对应的电压值5V，从而可以产生对应占空比的第二PWM波。

在本发明其他实施例中，充电器中的PWM波生成装置也可以是其他能够生成PWM波的装置，此处不做赘述。

可以在待充电设备端设置PWM波接收装置，在PWM波接收装置接收到充电器发送的第二PWM波后，获取第二PWM波对应的占空比，根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，即可获取充电器的当前额定输出电流值。

设定普通USB接口的最大电流承载能力为maxoutA，将maxoutA作为PWM波占空比为100％对应的电流值，充电器当前额定输出电流值为maxA，且maxA＜maxoutA，则将当前额定输出电流值对应的PWM波的占空比为(maxA/maxoutA)×100％。待充电设备在接收到充电器发送的PWM波后，可以获取接收到的PWM波的占空比，根据充电器端预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，即可获知充电器的当前额定输出电流值。

例如，普通USB接口的最大电流承载能力为2.5A，充电器当前额定输出电流值即额定电流值为2A，则当前额定输出电流值对应的PWM波的占空比为：2/2.5×100％＝80％，即充电器向待充电设备发送占空比为80％的PWM波。待充电设备在接收到充电器发送的PWM波后，获取到PWM波的占空比为80％，根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，即可获知充电器当前额定输出电流值为2A。

在本发明其他实施例中，还可以通过其他的运算方式来获取充电器当前额定输出电流值所对应的PWM波占空比，此处不做赘述。

在本发明实施例中，针对待充电设备的充电方式不同，在充电器的输出电流值相同的情况下，对应的待充电设备的充电电流I_CHG可以并不相同。在实际应用中，待充电设备的充电方式可以为线性充电方式。在待充电设备的充电方式为线性充电时，I_CHG与充电器的输出电流值相等。

在获取到充电器的额定输出电流值对应的充电电流值I_CHG之后，可以将I_CHG与待充电设备的预设充电电流值I₀进行比较。当I_CHG＞I₀时，可以将待充电设备的预设充电电流调整为I_CHG或略小于I_CHG，并以I_CHG或略小于I_CHG的电流值进行充电，从而实现快速充电。当I_CHG≤I₀时，可以以I_CHG或略小于I_CHG的电流值进行充电，从而保护充电器，并且在尽可能的情况下快速充电。

可以理解的是，在实际应用中，步骤S103与步骤S101之间并没有直接的、固定的先后顺序。可以在步骤S101执行之前先执行步骤S103，也可以在步骤S101～步骤S102执行完成之后再执行步骤S103。

在本发明一实施例中，充电器端设置的PWM波生成装置生成的第二PWM波信号可以通过USB充电器的DM端口输出，待充电设备端的PWM波接收装置可以在充电接口的DM端口上接收PWM波生成装置输出的第二PWM波。

由此可见，通过充电器向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得待充电设备获取充电器的当前额定输出电流值，并对充电电流进行调整，而不是仅以固定的预设充电电流值进行充电。在充电器的当前额定输出电流值对应的充电电流值大于待充电设备的固定的充电电流时，调整待充电设备的充电电流，使得调整后的充电电流值大于固定的预设充电电流值，可以充分利用充电器的输出电流，从而实现快速充电。

在本发明实施例中，在待充电设备向充电器发送表示电池当前电压值的信号之前，在充电器处于待机状态时，充电器的DP端口和DM端口短接。待充电设备可以通过DM端口向充电器发送检测信号，DM端口上存在电压。由于DM端口和DP端口短接，因此，DP端口上的电压与DM端口上的电压相等。充电器实时检测DP端口上的电压值，当检测到DP端口上的电压值高于预设电压值的时长达到预设时长时，充电器将DM端口和DP端口断开，DP端口上的电压为0，此时，待充电设备可以向充电器发送表示电池当前电压值的信号。

在本发明一实施例中，当待充电设备与充电器连接时，待充电设备通过DM端口向充电器发送检测信号，例如发送询问信号或使能信号的方式，使得充电器的DM端口上的电压升高。由于DM端口与DP端口耦接，因此DP端口上的电压与DM端口上的电压相等。充电器实时检测DP端口上的电压值。当DP端口上的电压升高到Vth的时长达到预设时长时，充电器将短接的DM端口和DP端口断开，此时DP端口上的电压为0，此时，待充电设备可以向充电器发送表示电池当前电压值的信号。

在具体实施中，在充电器根据待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号，对输出电压进行调整。在充电过程结束，例如待充电设备与充电器的充电接口断开连接时，充电器的输出电压值可以被调整到一个较高的电压值，例如，在充电结束时，充电器的输出电压值为12V。在充电器重新为另一待充电设备进行充电时，由于充电器的输出电压值为12V，而待充电设备额定的输入电压值为5V，则无法通过充电器向该充电设备进行充电，甚至对待充电设备造成损坏。

为解决上述问题，在本发明实施例中，在充电器未检测到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，判定当前待充电设备与充电器断开连接，因此，可以将充电器恢复成初始状态，将充电器的电压重置为默认输出电压值。

参照图2，本发明实施例提供了一种充电装置20，包括：获取单元201、调整单元202以及发送单元203，其中：

获取单元201，用于当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

调整单元202，用于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压；

调整单元203，用于向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

在具体实施中，所述获取单元201可以用于接收到待充电设备发送的第一PWM波，所述第一PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应；并获取所述第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取所述电池当前电压值。

在具体实施中，所述调整单元202可以用于将所述电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为所述充电器调整后的输出电压。

在具体实施中，所述发送单元203，可以用于向所述待充电设备发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应，使得所述待充电设备根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，获取所述充电器的当前额定输出电流值，根据所述当前额定输出电流值调整所述待充电设备的预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。

在具体实施中，所述充电装置20还可以包括：重置单元，用于在未检测到所述待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，将充电器的输出电压重置为默认输出电压值。

本发明实施例还提供了一种充电器，参照图3，包括：PWM反馈电路301、电压转换器302以及PWM输出电路303，其中：

所述PWM反馈电路301，适于接收待充电设备发送的第一PWM波，获取所述第一PWM波对应的所述待充电设备的电池当前电压值。

在本发明实施例中，在充电过程中，可以通过待充电设备向充电器发送表示电池当前电压值的第一PWM波。待充电设备可以根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，将电池当前电压值转换成对应占空比的第一PWM波，并发送至充电器。

例如，待充电设备的电池当前电压值为4V，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系可知，4V对应的PWM波占空比为60％，则待充电设备向充电器发送占空比为60％的PWM波。

在本发明实施例中，PWM反馈电路301可以包括采样电路，通过采样电路对第一PWM波进行采样，从而可以获取第一PWM波的占空比，进而获取第一PWM波对应的电池当前电压值。

例如，在本发明一实施例中，采样电路可以包括高频时钟电路。通过高频时钟电路产生高频脉冲，对第一PWM波的高电平和低电平分别进行脉冲计数。根据高电平对应的脉冲数以及低电平对应的脉冲数，即可获知第一PWM波的占空比。再根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，即可获知电池当前电压值，并将电池当前电压值发送至电压转换器302。

PWM反馈电路301还可以为其他类型的电路。在本发明一实施例中，PWM反馈电路301包括低通滤波器以及与低通滤波器耦接的ADC，通过低通滤波器将第一PWM波转换成对应电压值的直流信号，通过ADC获取直流信号对应的电压值，并将直流信号对应的电压值发送至电压转换器302。

参照图4，给出了本发明实施例中的一种PWM反馈电路的结构示意图，包括：低通滤波器以及一个ADC，低通滤波器可以由电阻R1和电容C1组成。下面对上述PWM反馈电路的工作流程进行举例说明。

第一PWM波的占空比为60％，对应的电压值为4V。第一PWM波的高电平为3V，低电平为0V。通过低通滤波器对第一PWM波进行滤波，将第一PWM波转换成一个直流信号，并发送至ADC，直流信号的电压值为3V×60％＝1.8V。ADC采集到当前输入的直流信号的电压为1.8V，即可获知第一PWM波的占空比为60％，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，即可获知第一PWM波对应的电池当前电压值为4V，向电压转换器302发送电池当前电压值为4V的信号。

在本发明另一实施例中，PWM反馈电路301包括低通滤波器以及与低通滤波器耦接的运算放大器，通过低通滤波器将第一PWM波转换成对应电压值的直流信号，通过运算放大器对直流信号的电压值按比例进行缩放，使得经过缩放后的电压值处于电压转换器302的工作范围之内，并发送至电压转换器302。例如，通过运算放大器对直流信号的电压值按比例进行缩放，使得经过缩放后的电压值处于电压转换器302的调整电路的工作范围之内。电压转换器302根据预设的比例转换关系，即可获知第一PWM波对应的电池当前电压值。

参照图5，给出了本发明一实施例中的另一种PWM反馈电路的结构示意图，包括：低通滤波器以及一个运算放大器电路，低通滤波器可以由电阻R2和电容C2组成，运算放大器电路可以包括运算放大器A1以及电阻R3和R4组成，下面对上述PWM反馈电路的工作流程进行举例说明。

第一PWM波的占空比为60％，对应的电压值为4V。第一PWM波的高电平为3V，低电平为0V。通过RC低通滤波器对第一PWM波进行滤波，将第一PWM波转换成一个直流信号，并发送至运算放大器A1的“+”输入端，直流信号的电压值为3V×60％＝1.8V。电压转换器302的调整电路的工作范围为0.5V～1V，则通过运算放大器A1将输入的电压值缩放成0.6V，并输入到电压转换器302。当电压转换器302的调整电路的输入为0.6V时，电压转换器输出4V的电压。

在本发明上述实施例中，低通滤波器可以为一阶低通滤波器，也可以为二阶低通滤波器或其他类型的低通滤波器。例如，在本发明一实施例中，采用一阶低通滤波器作为低通滤波器，对接收到的第一PWM波进行滤波处理。而在本发明另一实施例中，则采用二阶低通滤波器作为低通滤波器。

可以理解的是，在具体实施中，PWM反馈电路的结构并不仅限于本发明上述实施例中所提供的几种结构，还可以包括其他形式的结构，只要能够获取第一PWM波对应的电池当前电压值并发送至电压转换器即可，此处不做赘述。

所述电压转换器302，适于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压。

在本发明实施例中，电压转换器302在接收到PWM反馈电路301发送的待充电设备的电池当前电压值后，可以根据电池当前电压值来调整充电器的输出电压，使得充电器的输出电压满足待充电设备的需求。

在本发明一实施例中，电压转换器302将充电器的输出电压调整为：电池当前电压值与预设的电压差值之和。

例如，PWM反馈电路301检测到电池当前电压值为4V，预设的电压差值为0.5V，将电池当前电压值与预设的电压差值求和，得到充电器的输出电压值应为4.5V。电压转换器302接收到PWM反馈电路301发送的电池当前电压值为4V的信号，对充电器的当前电压输出进行调整，将充电器的当前输出电压值调整为4.5V。

又如，电压转换器302接收到的电压为0.7V，根据预设的对应关系，得知0.7V对应的电池当前电压值为4V，预设的电压差值为0.5V，因此电压转换器将充电器的当前输出电压值调整为4.5V。

在本发明实施例中，电压转换器302可以为AC-DC转换器，也可以为DC-DC转换器。当电压转换器为AC-DC转换器时，由于PWM反馈电路301两端的电压较低，一般小于等于20V，而AC-DC侧的电压值较高，超出了人体安全电压的范围，为了安全起见，可以在AC-DC转换器与PWM反馈电路之间设置隔离器件，将AC-DC转换器与PWM反馈电路物理隔离，从而可以避免因人体误接触而存在的安全隐患。

在本发明一实施例中，隔离器为光耦合器件。隔离器还可以为其他类型的器件，只要满足将AC-DC转换电路与PWM反馈电路物理隔离即可，此处不再赘述。

下面通过具体实例对本发明上述实施例提供的充电器的工作流程进行详细说明。

待充电设备在接收到充电器的输出电流后，可以实时获取电池的当前电压值，并向充电器发送表示电池当前电压值的信号。待充电设备的电池当前电压值为4V。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系可以得知，4V对应的PWM波的占空比为60％。因此，待充电设备通过预设的PWM波生成装置向充电器发送占空比为60％的第一PWM波。

充电器通过PWM反馈电路301接收第一PWM波，经过低通滤波器对第一PWM波滤波之后，通过采样电路获取第一PWM波的占空比为60％，由此可知电池当前电压值为4V。PWM反馈电路301将电池当前电压值为4V的信号发送至AC-DC，预设的电压差值为0.5V，AC-DC将充电器的输出电压值进行调整为4.5V。

综上，即可实现通过待充电设备对充电器的输出电压进行调整。

在具体实施中，PWM输出电路303可以包括比较器以及锯齿波发生器，根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，获取充电器的当前额定输出电流值对应的第二PWM波的占空比。锯齿波发生器生成锯齿波并输入到比较器的第一输入端，在比较器的第二端输入电压值V2，通过对相同时刻V2与锯齿波对应的电压值进行比较，输出高电平或低电平。通过调整电压值V2，即可通过比较器产生对应占空比的第二PWM波。

在本发明一实施例中，可以预先建立电压值V2与PWM波占空比的对应关系，例如，电压值V2＝1.6V时对应的PWM波占空比为80％，电压值V2＝1.2V时对应的PWM波占空比为60％等，由此，在获取到当前充电器的额定输出电流值对应的第二PWM波的占空比为80％时，比较器的第二输入端输入的电压值V2＝1.6V，从而生成占空比为80％的第二PWM波。

参照图6，给出了本发明实施例中的一种PWM输出电路303的结构示意图，包括比较器A2以及锯齿波发生器。锯齿波发生器与比较器A2的“－”输入端耦接，产生锯齿波后，将锯齿波发送至比较器A2。比较器A2的“+”输入端输入额定电流值对应的电压值信号，通过比较器A2即可生成第二PWM波。

例如，充电器的当前额定输出电流值为2A，根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，得知2A对应的PWM波占空比为80％，则PWM输出电路303产生一个占空比为80％的第二PWM波，并发送至待充电设备，使得所述待充电设备根据充电器的当前额定输出电流值，对充电电流值进行相应的调整。

在本发明其他实施例中，PWM输出电路303也可以是其他能够将充电器当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波的装置，此处不做赘述。

在本发明实施例中，还可以在充电器30中设置控制器以及开关电路，其中，开关电路设置在充电器的DP端口和DM端口之间，通过控制器控制开关电路断开。

在本发明一实施例中，对应于国标充电器，默认在充电过程中，DP端口和DM端口连接。待充电设备在向充电器发送表示需求电压值的信号之前，向充电器发送检测信号。充电器的控制器接收检测信号，并在接收检测信号的时长达到预设时长时，控制器控制开关电路断开，从而使得DP端口和DM端口断开连接。在待充电设备检测到DP端口和DM端口断开连接时，向充电器发送表示需求电压值的信号。

参照图7，给出了本发明一实施例中的一种充电器的结构示意图，包括：PWM反馈电路701、AC-DC转换器702、PWM输出电路703、控制电路704、隔离器件705、开关电源电路706以及开关电路S1。

充电器的PWM反馈电路701通过DP端口接收待充电设备发送的第一PWM波，获取第一PWM波的占空比，从而获取电池当前电压值。将当前电压值信号通过隔离器件705发送给AC-DC转换器702，AC-DC转换器702根据电池当前电压值，得到对应的充电器的输出电压，控制开关电源电路706生成相对应的输出电压并通过VBUS端口输出。

通过PWM输出电路703输出与充电器当前额定输出电流值对应的第二PWM波，通过控制电路704控制DP端口和DM端口的断开。PWM反馈电路701、AC-DC转换器702、PWM输出电路703、控制电路704、隔离器件705的具体功能和工作原理可以参照本发明上述实施例，此处不再赘述。

可以理解的是，在本发明实施例中，还可以采用DC-DC转换器替代AC-DC转换器702。在采用DC-DC转换器替代AC-DC转换器702时，隔离器件705可以相应省去。在DC-DC转换器与PWM反馈电路701之间设置反馈电路，通过反馈电路向DC-DC反馈电池当前电压值。

本发明实施例还提供了另一种充电方法，参照图8，以下通过具体步骤进行详细说明。

步骤S801，当接收到表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值。

在具体实施中，充电器接收到的表示电池当前电压值的信号可以为第一PWM波信号，第一PWM波信号的占空比与电池当前电压值对应。可以通过获取第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取电池当前电压值。

在本发明实施例中，获取电池当前电压值的具体过程可以参照本发明上述实施例中的步骤S101，此处不再赘述。

步骤S802，根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压。

在具体实施中，在获取到电池当前电压值后，可以将获取到的电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为充电器调整后的输出电压。

在本发明实施例中，充电器的输出电压的调整过程可以参照本发明上述实施例中的步骤S102，此处不再赘述。

步骤S803，发送表示当前额定输出电流值的信号。

在具体实施中，充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号为第二PWM波，且第二PWM波的占空比与充电器的当前额定输出电流值对应。

在本发明实施例中，将充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波的具体流程，可以参照本发明上述实施例中的步骤S103，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种充电装置，可以参照图2，包括：获取单元201、调整单元202以及发送单元203，其中：

获取单元201，用于当接收到表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池的安倩电压值；

发送单元203，用于发送表示当前额定输出电流值的信号。

在具体实施中，所述获取单元201可以用于接收到第一PWM波，获取所述第一PWM波的占空比，根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系，获取所述电池当前电压值。

在具体实施中，所述发送单元203可以用于发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应。

本发明实施例还提供了一种充电器，可以参照图3，包括：PWM反馈电路301，电压转换器302以及PWM输出电路303，其中：

所述PWM反馈电路301，适于接收第一PWM波，获取所述第一PWM波对应的电池当前电压值；

所述电压转换器302，适于根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压值；

所述PWM输出电路303，适于根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，将所述充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第二PWM波并发送。

在具体实施中，所述PWM反馈电路301可以包括：采样电路，适于对所述第一PWM波进行采样，以获取所述第一PWM波的占空比。

在具体实施中，所述PWM反馈电路301可以包括：低通滤波器，与所述低通滤波器耦接的ADC或运算放大器。

在具体实施中，所述低通滤波器包括以下任意一种：一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。

在具体实施中，所述采样电路可以包括ADC电路。

在具体实施中，所述电压转换器302可以为AC-DC转换器或DC-DC转换器。

在具体实施中，当所述电压转换器302为AC-DC转换器时，在所述AC-DC转换器与所述PWM反馈电路之间设置隔离器，适于将所述AC-DC转换器与所述PWM反馈电路物理隔离。

在具体实施中，所述隔离器可以为光耦合器件。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种充电方法，其特征在于，包括：

充电器实时检测DP端口上的电压值，当检测到DP端口上的电压值高于预设电压值的时长达到预设时长时，将待机状态短接的DM端口和所述DP端口断开，使得所述充电器能够通过所述DP端口接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号，或者使得所述充电器能够通过所述DM端口向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号；

当所述充电器通过所述DP端口接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值；

所述充电器根据所述电池当前电压值，调整充电器的输出电压，包括：将所述电池当前电压值与预设的电压差值相加，并将得到的和值作为所述充电器调整后的输出电压值；

所述充电器通过所述DM端口向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电，使得调整后的充电电流值等于或略小于所述充电器的额定输出电流值对应的充电电流值；

当所述充电器在所述DP端口未检测到所述待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，判定与所述待充电设备断开连接，将所述充电器的输出电压重置为默认输出电压值，将所述充电器恢复成初始状态。

2.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时，获取所述电池当前电压值，包括：

3.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号，使得所述待充电设备根据所述当前额定输出电流值调整预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电，包括：向所述待充电设备发送第二PWM波，所述第二PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应，使得所述待充电设备根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系，获取所述充电器的当前额定输出电流值，根据所述当前额定输出电流值调整所述待充电设备的预设充电电流值，并以调整后的充电电流值进行充电。