CN105429213B - 一种移动终端及其充电电流调节的***、方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于移动终端充电技术领域，提供了一种移动终端及其充电电流调节的***、方法，所述***包括充电接口、功率三极管、电池座、电源管理单元和基带处理器。采用本专利的技术，使用普通的充电器，在满足移动终端充电电路中的功率三级管允许的最大功耗的前提下，移动终端可根据功率三极管上的集电极和发射极的压差来自动调节充电电流，是一种低成本实现安全高效充电的方法。

Description

一种移动终端及其充电电流调节的***、方法

技术领域

本发明属于移动终端充电技术领域，尤其涉及一种移动终端及其充电电流调节的***、方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展和成熟,移动终端日益普及。在中低端移动终端的充电过程中，基本采用的是功率三级管这种线性充电的方式，相较于充电IC的开关充电方式，功率三级管这种线性充电的优点是电路简单，成本低；缺点是效率不高，损失的效率转换成热能，导致移动终端过热。

目前移动终端的充电器的接口已经基本统一，但充电器种类繁多。有些是高压充电器，输出电压可以调节；有些是自身性能不太稳定的充电器，输出电压可能偏离正常值较大，在用户使用此类充电器给采用功率三级管这种线性充电的移动终端充电时，充电器输出电压过低，在充电过程中可能导致充电过慢，充电时间过长；更致命的是，输出电压过高时，在充电过程中可能导致功率三极管甚至整个移动终端过载过热损坏，使得移动终端的返修率升高。

采用功率三级管这种线性充电的方式，充电的效率是跟充电器输出电压与电池电压的压差成反比的，最优的充电电流是能根据充电器输出电压与电池电压的压差调整电流大小的，但现在采用功率三极管这种充电电路的移动终端，充电电流基本是恒定的，不能调整，这样当功率三极管上的压差过大时，功率三极管会面临过载过热损坏的风险，当功率三极管上的压差过小时，又会因为充电电流过小，导致移动终端充电时间过长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种调节移动终端充电电流的方法及***，可根据充电器的输出电压与可充电电池电压的压差来调节移动终端的充电电流，从而解决充电时压差过大导致功率三极管过载过热损坏，压差过小导致充电时间太长的问题。

本发明是这样实现的，一种调节移动终端充电电流的***，包括充电接口、功率三极管、用于连接可充电电池的电池座、电源管理单元和基带处理器；

所述充电接口用于连接外部的充电器，使充电器通过所述充电接口给移动终端充电；

所述功率三极管的基极连接所述电源管理单元，集电极连接所述电池座，发射极连接所述充电接口；

所述电源管理单元用于检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并把检测结果传输到所述基带处理器；

所述基带处理器用于根据所述检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来实现充电电流的调节。

进一步地，所述调节移动终端充电电流的***还包括一电流采样电阻，所述三极管的集电极通过所述电流采样电阻与电池座连接；

所述电源管理单元具体用于：检测所述充电器的输出电压、所述可充电电池电压以及所述电流采样电阻两端的电压，并把检测结果传输至所述基带处理器；

所述基带处理器具体用于：根据检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来调节充电电流，然后根据检测所述电流采样电阻两端电压的检测结果以及所述电流采样电阻的阻值，计算出实际的充电电流，并与预设压差对应的充电电流做比较，然后据此比较结果产生携带有电流调节幅值的控制信号，然后将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来调节充电电流，反复检测所述电流采样电阻两端电压并调节所述实际充电电流，直至所述实际充电电流达到与预设压差对应的充电电流值。

进一步地，所述电源管理单元内置于所述基带处理器中。

本发明还提供了一种移动终端，包括一如上述的调节移动终端充电电流的***。

本发明还提供了一种调节移动终端充电电流的方法，包括以下步骤：

(1)检测是否有充电器***；

(2)若检测到有充电器***，进一步检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差；

(3)根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

进一步地，所述步骤(1)、(2)、(3)均在移动终端通信***关闭的关机状态下执行；在步骤(1)和步骤(2)之间，还包括下述步骤：移动终端进入AP开机启动流程，所述AP开机启动流程是仅启动移动终端充电***的流程；

所述步骤(3)具体为：根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，在所述关机状态下启动移动终端充电***，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

进一步地，所述步骤(1)、(2)、(3)均在移动终端的开机状态下执行；

所述步骤(3)具体为：根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，直接启动移动终端充电***，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

进一步地，所述步骤(3)在脉冲恒流充电的过程中执行。

进一步地，所述步骤(2)具体为：

若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差。

进一步地，所述步骤(2)具体为：

若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙多次检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果多次计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并将计算出的多个压差的均值作为该次检测到的压差大小。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：采用本发明的技术，使用普通的充电器，在满足移动终端充电电路中的功率三级管允许的最大功耗的前提下，根据充电器的输出电压与可充电电池电压的压差来自动调节充电电流，在低成本的情况下，可以实现安全高效的充电。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的调节移动终端充电电流***的结构原理图。

图2是本发明另一实施例提供的调节移动终端充电电流***的结构原理图。

图3是本发明实施例提供的调节移动终端充电电流方法的流程图。

图4是本发明实施例提供的预设的压差与充电电流的对应关系的对照图。

图5是本发明实施例提供的在开机状态下，调节移动终端充电电流方法的流程图。

图6是本发明实施例提供的在关机状态下，调节移动终端充电电流方法的流程图。

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。

如图1所示，本发明提供的一种调节移动终端充电电流的***，包括充电接口1、功率三极管2、电池座3、基带处理器4、电源管理单元41、主控制器42和电流采样电阻5。

充电接口1用于连接外部的充电器，使充电器通过所述充电接口1给移动终端充电。

功率三极管2的基极连接所述基带处理器4中的电源管理单元41；集电极分别与所述电池座3和所述基带处理器4中的电源管理单元41相连接，发射极分别与所述充电接口1和所述基带处理器4中的电源管理单元41相连接。功率三极管2用于控制充电电流大小，本发明中使用的是TSOP-6封装的PNP型功率三极管，也可采用PDFN3x2-8L等其它封装的大功率三极管。

电池座3用于放置移动终端的可充电电池。

基带处理器4中的电源管理单元41用于在①处检测所述充电器的输出电压和在②处检测所述可充电电池电压，并把检测到的结果传输到基带处理器4内的主控制器42中。

基带处理器4中的主控制器42用于根据所述检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至电源管理单元41，由电源管理单元41通过控制所述功率三极管基极电流来实现充电电流的调节。

在上述实施例中，调节移动终端充电电流的***还可进一步包括一电流采样电阻5；电流采样电阻5是一个功率比较大并且阻值很小的精密电阻，阻值一般在0.1Ω以下，三极管2的集电极通过电流采样电阻5与电池座3相连接；

此时，电源管理单元41具体用于：在①处检测所述充电器的输出电压、在②处检测所述可充电电池电压以及在②和③处电流采样电阻5两端的电压，并把检测结果传输到基带处理器4内的主控制器42中；

基带处理器具4中的主控制器42具体用于：根据检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至电源管理单元41，由电源管理单元41通过控制功率三极管2的基极电流来调节充电电流，然后根据检测电流采样电阻5两端电压的检测结果以及电流采样电阻5的阻值，计算出实际的充电电流，并与预设压差对应的充电电流做比较，并据此比较结果产生携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至电源管理单元41，由电源管理单元41通过控制功率三极管2基极电流来调节充电电流，反复检测电流采样电阻5两端电压并调节所述实际充电电流，直至所述实际充电电流达到与预设压差对应的充电电流值。

在上述实施例中，电源管理单元41内置于基带处理器4中。在这种情况下，由于电路过于集中，容易导致移动终端因过热而损坏。因此，作为本发明的另一个实施例，如图2所示，电源管理单元41也可以为独立于基带处理器4的一个单独的IC单元。本发明中的移动终端充电的全过程，按时间大致可以分为三个阶段：

1.预充电阶段,预充电阶段的过程很短，多采用涓流充电的方式，电流很小。

2.恒流充电阶段。

3恒压充电阶段，恒压充电阶段是在电池电压达到一定值时，此时充电电流在所述***预设的充电电流值的基础上慢慢变小，直到充电完成。

预充电阶段和恒压充电阶段这两个阶段的充电电流都相对较小，所以基本不用控制。本专利中所述的调节移动终端充电电流的方法是指调节第二阶段恒流充电阶段中的电流，实现安全高效的充电。

如图3所示，是本发明提供的一种调节移动终端充电电流方法的流程图，包括以下步骤：

(1)检测是否有充电器***；

(2)若检测到有充电器***，进一步检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差；

(3)根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

上述步骤(3)所述的过程，需要通过预设所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差的大小与充电电流的对应关系来实现，如图4所示。例如，我们可将所述压差分为三个区间，每一个区间的压差都对应一个充电电流，当所述压差落入一个区间的时候，如区间A、B、C，所述基带处理器将会根据所述检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，例如对于压差落入区间A的情况，控制信号可使得充电电流调整到a，并将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来将充电电流调节到对应的值。这里要说明的是，在实际应用中，所述压差区间的范围是可以根据实际应用的需要做出相应的调整的；可根据需要调整为更少的区间，也可细分为更多的区间。

上述步骤(3)的充电过程采用脉冲恒流充电的方式。采用这种充电方式时，所述步骤(2)具体为：若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙检测充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差。

在实际的检测过程中，为了增加检测的精度，减少误差，可在检测多次所述充电器的输出电压和所述可充电电池电压的压差后取平均值，所述步骤(2)具体为：

若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙多次检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果多次计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并将计算出的多个压差的均值作为该次检测到的压差大小。

如图5所示，当移动终端在正常开机状态下***充电器时，以充电器的输出电压与可充电电池电压的压差分为三个区间为例来说明调节移动终端充电电流的方法，该方法包括以下步骤：

(1)检测是否有充电器***；

(2)若检测到有充电器***，进一步检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差；

(3)判断计算出的所述压差是否小于A或者大于B。

(4)若否，则将移动终端调节至在所述***预设的中档充电电流M下进行充电。

(5)若是，则判断检测到的所述压差是否小于A。

(6)若否，则将移动终端调节至在所述***预设的低档充电电流L下进行充电。

(7)若是，则将移动终端调节至在所述***预设的高档充电电流H下进行充电。

(8)判断充电是否已进入恒压充电过程。

(9)若是，则充电电流慢慢变小，直到充电完成。

(10)若否，则回到步骤(2)继续检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压。

如图6所示，同样以压差分为三个区间为例，当移动终端在关机状态下***充电器时，需在步骤(1)和步骤(2)之间加入步骤：移动终端进入AP开机启动流程。

上述步骤中所述的A和B是所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，A小于B。

上述步骤中所述的***预设的充电电流分为三档：高档充电电流H，中档充电电流M和低档充电电流L。

上述步骤中所述的AP开机启动流程是仅启动移动终端充电***的流程。

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 (9)

1.一种调节移动终端充电电流的***，其特征在于，包括充电接口、功率三极管、用于连接可充电电池的电池座、电源管理单元和基带处理器；

所述充电接口用于连接外部的充电器，使充电器通过所述充电接口给移动终端充电；

所述功率三极管的基极连接所述电源管理单元，集电极连接所述电池座，发射极连接所述充电接口；

所述电源管理单元用于检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并把检测结果传输到所述基带处理器；

所述基带处理器用于根据所述检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来实现充电电流的调节；

所述电源管理单元内置于所述基带处理器中，或所述电源管理单元与所述基带处理器并列连接。

2.如权利要求1所述的调节移动终端充电电流的***，其特征在于，所述调节移动终端充电电流的***还包括一电流采样电阻，所述功率三极管的集电极通过所述电流采样电阻与电池座连接；

所述电源管理单元具体用于：检测所述充电器的输出电压、所述可充电电池电压以及所述电流采样电阻两端的电压，并把检测结果传输至所述基带处理器；

所述基带处理器具体用于：根据检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并据此压差产生一携带有电流调节幅值的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来调节充电电流，然后根据检测所述电流采样电阻两端电压的检测结果以及所述电流采样电阻的阻值，计算出实际的充电电流，并与预设压差对应的充电电流做比较，然后据此比较结果产生携带有电流调节幅值的控制信号，然后将所述控制信号发送至所述电源管理单元，由所述电源管理单元通过控制所述功率三极管基极电流来调节充电电流，反复检测所述电流采样电阻两端电压并调节所述实际充电电流，直至所述实际充电电流达到与预设压差对应的充电电流值。

3.一种移动终端，包括一如权利要求1或2所述的调节移动终端充电电流的***。

4.一种调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的移动终端，所述调节移动终端充电电流的方法包括以下步骤：

(1)检测是否有充电器***；

(2)若检测到有充电器***，进一步检测所述充电器的输出电压与可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差；

(3)根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电；

所述方法还包括以下步骤：

判断充电是否进入恒压充电过程，若确定进入恒压充电过程，则控制当前充电电流按照预设的减小规则逐渐变小，直到充电完成；

所述方法还包括以下步骤：

判断充电是否为预充电过程，若为预充电过程，则采用涓流充电方式。

5.如权利要求4所述的调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，所述步骤(1)、(2)、(3)均在移动终端通信***关闭的关机状态下执行；在步骤(1)和步骤(2)之间，还包括下述步骤：移动终端进入AP开机启动流程，所述AP开机启动流程是仅启动移动终端充电***的流程；

所述步骤(3)具体为：根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，在所述关机状态下启动移动终端充电***，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

6.如权利要求4所述的调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，所述步骤(1)、(2)、(3)均在移动终端的开机状态下执行；

所述步骤(3)具体为：根据所述压差的大小以及预设的压差与充电电流的对应关系，直接启动移动终端充电***，将移动终端调节至在相应的充电电流下进行充电。

7.如权利要求4所述的调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，所述步骤(3)在脉冲恒流充电的过程中执行。

8.如权利要求7所述的调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：

若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差。

9.如权利要求8所述的调节移动终端充电电流的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：

若检测到有充电器***，进一步在移动终端进入脉冲恒流充电的过程中，在每个脉冲充电的间隙多次检测所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压，并据此检测结果多次计算出所述充电器的输出电压与所述可充电电池电压的压差，并将计算出的多个压差的均值作为该次检测到的压差大小。