CN105305558A - 一种自适应适配器的充电控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应适配器的充电控制装置及方法，通过在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；之后将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；当比较结果在预设阈值范围内时，按照当前充电电流充电；当比较结果不在预设阈值范围内时，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较，直到比较结果在预设阈值范围内，能在不触发适配器过载保护的同时获取适配器能提供的最大充电电流，从而自适应不同型号的适配器，完美解决了移动终端与不同型号适配器间的兼容问题。

Description

一种自适应适配器的充电控制装置及方法

技术领域

本发明涉及移动终端充电技术领域，特别涉及一种自适应适配器的充电控制装置及方法。

背景技术

随着科技发展目前移动设备的普及率越来越高，而移动设备在使用过程中通常使用电池供电，所以通常会配备适配器，使得消费者手中的适配器也越来越多，由于移动设备更新换代的速度快，消费者更换移动设备的频率也随之升高，这无疑也增加了消费者手中适配器的数量，由于适配器型号过多无法同时全部随身携带，很可能导致因适配器规格不一样而与移动设备不能兼容使用，而且使用不当有可能发送火灾等危险。

为解决此兼容问题，现有技术通常对适配器进行改造，例如过流保护，短路保护等处理，这样的处理保证了安全，但同时使适配器在一些情况下完全不能使用，如移动设备设置的充电电流大于适配器额定输出电流的情况，对于移动设备端，通常会设置最大的充电电流，这个最大电流通常是根据移动设备的特征，如充电芯片，电池，硬件PCB和标配适配器等来确定，而没有考虑如何兼容非标配适配器。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自适应适配器的充电控制装置及方法，能在不触发适配器过载保护的同时获取适配器能提供的最大充电电流，从而自适应不同型号的适配器，完美解决了移动终端与不同型号适配器间的兼容问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种自适应适配器的充电控制方法，其包括如下步骤：

在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；

将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；

若比较结果在预设阈值范围内，则按照当前充电电流充电；若比较结果不在预设阈值范围内，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较。

所述的自适应适配器的充电控制方法中，所述若比较结果在预设阈值范围内，则按照当前充电电流充电；若比较结果不在预设阈值范围内，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较的步骤包括：当比较结果大于预设上限值时，每次增加预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果小于预设下限值时，每次减小预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值时按照当前充电电流充电。

所述的自适应适配器的充电控制方法中，所述在适配器接入时，读取适配器输出的电压值的步骤包括：

当适配器接入时产生中断；

通过ADC口读取适配器输出的电压值。

所述的自适应适配器的充电控制方法中，在所述当适配器接入时产生中断的步骤之后、所述通过ADC口读取适配器输出的电压值的步骤之前，还包括：

关闭充电功能。

所述的自适应适配器的充电控制方法中，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压。

所述的自适应适配器的充电控制方法中，所述预设充电电流为50mA。

一种自适应适配器的充电控制装置，其与移动终端的充电管理模块和适配器连接，包括：

读取模块，用于在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；

比较判断模块，用于将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；

控制模块，用于当比较结果在预设阈值范围内时，按照当前充电电流充电；当比较结果不在预设阈值范围内时，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较。

所述的自适应适配器的充电控制装置中，所述读取模块包括中断单元和ADC读取单元，所述中断单元用于当适配器接入时产生中断；所述ADC读取单元用于通过ADC口读取适配器输出的电压值。

所述的自适应适配器的充电控制装置中，所述控制模块还包括充电控制单元，用于在适配器接入时产生中断之后，通过ADC口读取适配器输出的电压值之前关闭充电功能。

所述的自适应适配器的充电控制装置中，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压。

所述的自适应适配器的充电控制装置中，所述预设充电电流为50mA。

所述的自适应适配器的充电控制装置中，包括：主控芯片、电源管理芯片、适配器接口、电池接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和三极管，所述读取模块、比较判断模块和控制模块集成于所述主控芯片中；主控芯片通过I2C总线与电源管理芯片连接，主控芯片的GPIO1_C0端连接三极管的集电极，主控芯片的SARDC_ANI0端连接电源管理芯片的USB端和第二电容的一端，还连接第一电阻的一端及适配器接口的USBD端，所述第二电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地、也通过第一电容接地、还连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述适配器接口的GND端接地；主控芯片的I2C4_SDA端和I2C4_SCL端分别连接电源管理芯片的SDA端和SCL端，所述电源管理芯片的BAT端连接VBAT供电端和电池接口的BAT+端以及第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地、还连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接电源管理芯片的TS1端，所述电源管理芯片的SNSP端连接第三电容的一端、也通第四电阻接地、还连接电池接口的BAT-端，所述第三电容的另一端连接电源管理芯片的SNSN端，还通过第五电阻接地。

相较于现有技术，本发明提供的自适应适配器的充电控制装置及方法，其充电控制装置包括读取模块、比较判断模块和控制模块，由读取模块在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；之后由比较判断模块将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；由控制模块当比较结果在预设阈值范围内时，按照当前充电电流充电；当比较结果不在预设阈值范围内时，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较，直到比较结果在预设阈值范围内，能在不触发适配器过载保护的同时获取适配器能提供的最大充电电流，从而自适应不同型号的适配器，完美解决了移动终端与不同型号适配器间的兼容问题。

附图说明

图1为本发明提供的自适应适配器的充电控制方法的流程图；

图2为本发明提供的自适应适配器的充电控制装置的结构框图；

图3为本发明提供的自适应适配器的充电控制装置的电路图。

具体实施方式

鉴于现有技术中非标配适配器在使用过程中可能因为其额定输出电流小于移动终端的充电电流而触发适配器过流保护导致其不能使用的缺点，本发明的目的在于提供一种自适应适配器的充电控制装置及方法，能在不触发适配器过载保护的同时获取适配器能提供的最大充电电流，从而自适应不同型号的适配器，完美解决了移动终端与不同型号适配器间的兼容问题。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的自适应适配器的充电控制方法包括如下步骤：

S100、在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；

S200、将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；

若比较结果在预设阈值范围内，执行步骤S300，按照当前充电电流充电；若比较结果不在预设阈值范围内，执行步骤S301，每次增加或减小预设充电电流，之后返回步骤S200，继续将读取的电压值与预设电压比较。

具体地，当比较结果大于预设上限值时，每次增加预设充电电流充电，之后返回步骤S200，继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果小于预设下限值时，每次减小预设充电电流充电，之后返回步骤S200，继续将读取的电压值与预设电压比较；直到比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值时，执行步骤S300，按照当前充电电流充电。

本发明通过在适配器接入时，读取适配器输出的电压值，将适配器输出的电压值与预设电压值比较，根据比较结果每次增加预设充电电流或减小预设充电电流后继续读取适配器输出的电压值，直到适配器输出的电压值与预设电压的比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值，即在预设阈值范围内时，则保存当前的充电电流为适配器可提供的最大充电电流，之后进入一般充电程序为移动终端充电，从而保证在后续充电过程中的充电电流不会超过适配器可提供的最大充电电流，确保充电的安全性，同时实现了在不触发适配器过载保护的前提下自适应不同型号的适配器，提高了对适配器的兼容性。

具体实施时，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压；

如将所述预设阈值范围设置为[-1%，1%]，即所述预设下限值和预设上限值分别设置为-1%和1%，在读取了适配器输出的电压值后与预设电压比较，并按上述公式计算比较结果a，若比较结果a>1%则增加预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较，如果比较结果仍大于1%，则继续增加预设充电电流充电，直到比较结果-1%≦a≦1%；若比较结果a<-1%则减小预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较，如果比较结果仍小于1%，则继续减小预设充电电流充电，直到读取的电压值与预设电压的比较结果-1%≦a≦1%，则保存当前的充电电流为适配器可提供的最大充电电流，之后进入一般充电程序按照当前充电电流为移动终端充电，从而实现了对适配器可提供的最大电流进行探测，保证充电电流不会超过适配器的额定输出电流，其中，所述预设充电电流设置为50mA，即每次比较判断后按固定间隔增加或减小充电电流，提高了测试适配器最大可提供电流的安全性，当然，所述预设下限值、预设上限值及预设充电电流可根据实际需要设定，本发明对此不作限定。

具体地，所述在适配器接入时，读取适配器输出的电压值的步骤包括：当适配器接入时产生中断；之后通过ADC口读取适配器输出的电压值，在主控芯片***中注册了适配器接入和拔出的中断函数，当有适配器接入时中断函数被调用从而产生中断，可准确判断适配器是否与移动终端连接，之后通过主控芯片的ADC口准确读取适配器输出的电压值，为后续的电压比较判断过程提供可靠的电压值。

进一步地，本发明提供的自适应适配器的充电控制方法中，在所述当适配器接入时产生中断的步骤之后、所述通过ADC口读取适配器输出的电压值的步骤之前还包括：关闭充电功能。即在适配器接入并产生中断之后，先关闭移动终端的充电功能，读取并比较适配器输出的电压值之后得出比较结果，若比较结果大于预设上限值时，则从0开始增加预设充电电流充电，直到获得适配器可提供的最大充电电流，确保在增加预设充电电流的过程中不会超过适配器的可输出的能力范围，保证了充电安全。

以下结合图1，以移动终端为平板电脑为例，对本发明提供的自适应适配器的充电控制方法进行详细描述。

当适配器接入平板电脑时，触发主控中断***，调用中断函数从而产生中断，并关闭平板电脑的充电功能，通过连接到适配器的ADC口读取此时适配器输出的电压值，得到适配器的电压之后与预设电压比较，以公式a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压计算出比较结果，即适配器的电压与预设电压间的相对差值，当比较结果a大于预设上限值如1%，则从0开始增加预设充电电流，如每次增加50mA，且每次增加预设充电电流之后再次读取适配器的电压，并继续将再次读取到的电压与预设电压比较，如果比较结果a仍然大于1%，则继续重复：增加预设充电电流-读取适配器的电压-与预设电压比较得出比较结果这一过程；

当比较结果a小于预设下限值如-1%，则减小预设充电电流，如每次减小50mA，且每次减小预设充电电流之后再次读取适配器的电压，并继续将再次读取到的电压与预设电压比较，如果比较结果a仍然小于-1%则继续重复：减小预设充电电流-读取适配器的电压-与预设电压比较得出比较结果这一过程；

不断重复循环上述两种过程，直到比较结果a大于等于下限值-1%且小于等于上限值1%，则将当前的充电电流保存为适配器可提供的最大充电电流，之后由充电管理模块进入一般充电程序以当前充电电流为平板电脑充电。

本发明还相应提供一种自适应适配器的充电控制装置，请参阅图2，所述自适应适配器的充电控制装置包括读取模块10、比较判断模块20和控制模块30，所述读取模块10、比较判断模块20和控制模块30依次连接。所述充电控制装置与移动终端的充电管理模块40和适配器50连接，用于控制适配器50与移动终端的充电过程。

所述读取模块10与适配器50连接，所述控制模块30与充电管理模块40连接，其中，所述读取模块10用于在适配器50接入时，读取适配器50输出的电压值；所述比较判断模块20用于将适配器50输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否大于等于预设下限值且小于等于预设上限值；所述控制模块30用于比较结果在预设阈值范围内时，按照当前充电电流充电；当比较结果不在预设阈值范围内时，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较。

具体地，所述控制模块30用于当比较结果大于预设上限值时，每次增加预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果小于预设下限值时，每次减小预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值时，按照当前充电电流充电。具体请参阅上述充电控制方法对应的实施例。

本发明通过在适配器50接入时，由读取模块10读取适配器50输出的电压值，由比较判断模块20将适配器50输出的电压值与预设电压值比较，控制模块30根据比较结果增加预设充电电流或减小预设充电电流后继续读取适配器50输出的电压值，直到适配器50输出的电压值与预设电压的比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值，即在预设阈值范围内时，则保存当前的充电电流为适配器50可提供的最大充电电流，之后通知充电管理模块40进入一般充电程序以当前的充电电流为移动终端充电，从而保证在后续充电过程中的充电电流不会超过适配器50可提供的最大充电电流，确保充电的安全性，同时实现了在不触发适配器50过载保护的前提下自适应不同型号的适配器50，提高了对适配器50的兼容性。具体请参阅上述充电控制方法对应的实施例。

具体实施时，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压；

具体实施例在上述方法实施例中已详细描述，此处不作详述。

所述预设充电电流设置为50mA，即每次比较判断后按固定间隔增加或减小充电电流，提高了测试适配器最大可提供电流的安全性，当然，所述预设充电电流可根据实际需要设定，本发明对此不作限定。

请继续参阅图2，所述读取模块10包括中断单元101和ADC读取单元102，所述中断单元101和ADC读取单元102与适配器50连接，所述中断单元101用于当适配器50接入时产生中断，从而可准确判断适配器是否与移动终端连接；所述ADC读取单元102用于通过ADC口读取适配器50输出的电压值，为后续的电压比较判断过程提供可靠的电压值。具体请参阅上述充电控制方法对应的实施例。

进一步地，所述控制模块30还包括充电控制单元301，与充电控制模块40连接，所述充电控制单元301用于在适配器50接入时产生中断之后，通过ADC口读取适配器50输出的电压值之前关闭充电功能，即在适配器50接入并产生中断之后，先关闭移动终端的充电功能，读取并比较适配器50输出的电压值并得出比较结果后，若比较结果大于预设上限值，则从0开始增加预设充电电流充电，直到获得适配器50可提供的最大充电电流，确保在增加预设充电电流的过程中不会超过适配器50的可输出的能力范围，保证了充电安全。具体请参阅上述充电控制方法对应的实施例。

具体地，请参阅图3，其为本发明提供的自适应适配器的充电控制装置的电路图，包括：主控芯片U1、电源管理芯片U2、适配器接口J1、电池接口J2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和三极管Q1。

其中，读取模块10、比较判断模块20和控制模块30集成于所述主控芯片U1中，主控芯片U1通过I2C总线与电源管理芯片U2连接，所述主控芯片U1可采用型号为RK3066的处理器，用于计算适配器可提供的最大充电电流的算法，以及设置电源管理芯片U2给电池充电的充电电流，所述电源管理芯片U2采用型号为RK818的集成芯片，内部集成有充电管理模块。

所述主控芯片U1的GPIO1_C0端连接三极管Q1的集电极，主控芯片U1的SARDC_ANI0端连接电源管理芯片U2的USB端和第二电容C2的一端，还连接第一电阻R1的一端及适配器接口J1的USBD端，所述第二电容C2的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端通过第二电阻R2接地、也通过第一电容C1接地、还连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述适配器接口J1的GND端接地。其中，所述主控芯片U1的GPIO1_C0端为中断口，用于在主控芯片U1适配器的***和拔出时产生中断，所述主控芯片U1的SARDC_ANI0端为ADC口，用于采集适配器的输出电压，主控芯片U1可直接从SARDC_ANI0端读取适配器的电压值，所述三极管Q1为NPN型三极管，所述第一电容C1主要起滤波作用，使主控芯片U1可获取稳定的输出电压。

请继续参阅图3，所述主控芯片U1的I2C4_SDA端和I2C4_SCL端分别连接电源管理芯片U2的SDA端和SCL端，所述电源管理芯片U2的BAT端连接VBAT供电端和电池接口J2的BAT+端以及第四电容C4的一端，所述第四电容C4的另一端接地、还连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接电源管理芯片U2的TS1端，所述电源管理芯片U2的SNSP端连接第三电容C3的一端、也通第四电阻R4接地、还连接电池接口J2的BAT-端，所述第三电容C3的另一端连接电源管理芯片U2的SNSN端，还通过第五电阻R5接地，所述第三电容C3和第四电容C4主要起滤波作用，为电池接口J2提供稳定的充电电流。

当检测到USB***时，三极管Q3导通，使主控芯片U1产生中断，由主控芯片U1的SARDC_ANI0端读取适配器接口J1的输出电压后，按上述方法控制电源管理芯片U2给电池充电。

综上所述，本发明提供的自适应适配器的充电控制装置及方法包括读取模块、比较判断模块和控制模块，由读取模块在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；之后由比较判断模块将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否大于等于预设下限值且小于等于预设上限值；由控制模块在比较结果大于预设上限值时，增加预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；在比较结果小于预设下限值时，减小预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；在比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值时按照当前充电电流充电，能在不触发适配器过载保护的同时获取适配器能提供的最大充电电流，从而自适应不同型号的适配器，完美解决了移动终端与不同型号适配器间的兼容问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；

将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；

若比较结果在预设阈值范围内，则按照当前充电电流充电；若比较结果不在预设阈值范围内，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较。

2.根据权利要求1所述的自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，所述若比较结果在预设阈值范围内，则按照当前充电电流充电；若比较结果不在预设阈值范围内，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较的步骤包括：

当比较结果大于预设上限值时，每次增加预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果小于预设下限值时，每次减小预设充电电流充电，并继续将读取的电压值与预设电压比较；当比较结果大于等于预设下限值且小于等于预设上限值时，按照当前充电电流充电。

3.根据权利要求1所述的自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，所述在适配器接入时，读取适配器输出的电压值的步骤包括：

当适配器接入时产生中断；

通过ADC口读取适配器输出的电压值。

4.根据权利要求3所述的自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，在所述当适配器接入时产生中断的步骤之后、所述通过ADC口读取适配器输出的电压值的步骤之前，还包括：

关闭充电功能。

5.根据权利要求1所述的自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压。

6.根据权利要求1所述的自适应适配器的充电控制方法，其特征在于，所述预设充电电流为50mA。

7.一种自适应适配器的充电控制装置，其与移动终端的充电管理模块和适配器连接，其特征在于，包括：

读取模块，用于在适配器接入时，读取适配器输出的电压值；

比较判断模块，用于将适配器输出的电压值与预设电压比较，判断比较结果是否在预设阈值范围内；

控制模块，用于当比较结果在预设阈值范围内时，按照当前充电电流充电；当比较结果不在预设阈值范围内时，则每次增加或减小预设充电电流，并继续将读取的电压值与预设电压比较。

8.根据权利要求7所述的自适应适配器的充电控制装置，其特征在于，所述读取模块包括中断单元和ADC读取单元，所述控制模块还包括充电控制单元，所述中断单元用于当适配器接入时产生中断；所述ADC读取单元用于通过ADC口读取适配器输出的电压值；所述充电控制单元用于在适配器接入时产生中断之后，通过ADC口读取适配器输出的电压值之前关闭充电功能。

9.根据权利要求7所述的自适应适配器的充电控制装置，其特征在于，所述比较结果通过以下公式获得：

a=(适配器输出的电压-预设电压)/预设电压。

10.根据权利要求7所述的自适应适配器的充电控制装置，其特征在于，包括：主控芯片、电源管理芯片、适配器接口、电池接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和三极管，所述读取模块、比较判断模块和控制模块集成于所述主控芯片中；主控芯片通过I2C总线与电源管理芯片连接，主控芯片的GPIO1_C0端连接三极管的集电极，主控芯片的SARDC_ANI0端连接电源管理芯片的USB端和第二电容的一端，还连接第一电阻的一端及适配器接口的USBD端，所述第二电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地、也通过第一电容接地、还连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述适配器接口的GND端接地；主控芯片的I2C4_SDA端和I2C4_SCL端分别连接电源管理芯片的SDA端和SCL端，所述电源管理芯片的BAT端连接VBAT供电端和电池接口的BAT+端以及第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地、还连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接电源管理芯片的TS1端，所述电源管理芯片的SNSP端连接第三电容的一端、也通第四电阻接地、还连接电池接口的BAT-端，所述第三电容的另一端连接电源管理芯片的SNSN端，还通过第五电阻接地。