CN106849645A - 一种充电电路、方法及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电电路、方法及电子装置，包括包含一个或多个并联的电荷泵变换子模块的电荷泵变换模块，各电荷泵变换子模块在接收到控制模块下发的第一控制信号时，可开启第一组开关，关闭第二组开关，使得适配模块能够向各电荷泵变换子模块中的电容以及与各电荷泵变换子模块均相连电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，可开启第二组开关，关闭第一组开关，使得各电荷泵变换子模块中的电容能够向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题。

Description

一种充电电路、方法及电子装置
本发明申请是申请日为2016年8月15日、申请号为201610668958.7、发明名称为“一种充电电路、***、方法及电子装置”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电电路、方法及电子装置。
背景技术
随着终端设备配置的不断提升，终端设备对电量的需求量以及消耗量变得越来越大，这就导致终端设备的充电频率也变得越来越高，严重影响了终端设备的充电效率，降低了用户的使用体验。目前，业内常采用基于Buck电路的充电电路对终端设备进行大电流的充电。
但是，由于Buck电路中包括存在线圈损耗和磁芯损耗的输出电感L1，因而可能会导致整个充电电路的降压转换效率较低(一般而言，在91％以下)，使得所述充电电路无法实现真正的大电流充电(即充电电流仍较小)，进而使得所述充电电路的充电速度较小、充电时间较长以及充电效率较低，且由于输出电感L1损耗的能量通常会转化成热能，进而还会存在充电电路发热的问题。
也就是说，现有的充电电路存在降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种充电电路、方法及电子装置，用以解决现有的充电电路存在的降压转换效率较低以及发热较严重的问题。
本发明实施例提供了一种充电电路，包括控制模块以及与所述控制模块连接的电荷泵变换模块，所述电荷泵变换模块的输入端用于与适配模块连接，所述电荷泵变换模块的输出端用于与电池模块连接，其中，所述电荷泵变换模块包括一个或多个并联的电荷泵变换子模块；
针对所述电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块，所述电荷泵变换子模块用于在接收到所述控制模块下发的第一控制信号时，开启所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述适配模块能够向所述电荷泵变换子模块中的电容以及所述电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，关闭所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，开启所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述电荷泵变换模块中的所述电容能够向所述电池模块充电。
本发明实施例还提供了一种充电***，包括本发明实施例中所提供的充电电路。
本发明实施例还提供了一种应用本发明实施例中所述的充电电路进行充电的充电方法，包括：
电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块接收控制模块下发的控制信号；
若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块向所述电荷泵变换子模块的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若确定所述控制信号为第二控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组关，并通过所述第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。
本发明实施例还提供了一种电子装置，包括本发明实施例中所述的充电电路，包括：
接收单元，用于接收控制模块下发给电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块的控制信号；
充电单元，用于若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块向所述电荷泵变换子模块的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若确定所述控制信号为第二控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组开关，并通过所述第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种充电电路、***、方法及电子装置，包括包含一个或多个并联的电荷泵变换子模块的电荷泵变换模块，各电荷泵变换子模块在接收到控制模块下发的第一控制信号时，可开启第一组开关，关闭第二组开关，使得适配模块能够向各电荷泵变换子模块中的电容以及与各电荷泵变换子模块均相连电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，可开启第二组开关，关闭第一组开关，使得各电荷泵变换子模块中的电容能够向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率、解决了终端设备充电时的发热现象、提高了用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例一中的充电电路的结构示意图；
图2所示为本发明实施例一中的一种可能的充电电路的具体结构示意图；
图3所示为本发明实施例一中的一种可能的充电电路在第一阶段的等效电路；
图4所示为本发明实施例一中的一种可能的充电电路在第二阶段的等效电路；
图5所示为本发明实施例二中的充电方法的流程示意图；
图6所示为本发明实施例三种的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
为了解决现有的充电电路所存在的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，本发明实施例一提供了一种充电电路，如图1所示，其为本发明实施例一中所述的充电电路的结构示意图。需要说明的是，所述充电电路可应用于终端设备的充电场景。具体地，由图1可知，所述充电电路可包括控制模块12以及与所述控制模块12连接的电荷泵变换模块14，所述电荷泵变换模块14的输入端用于与适配模块11(例如适配器)连接，所述电荷泵变换模块14的输出端用于与电池模块13连接，其中，所述电荷泵变换模块14包括一个或多个并联的电荷泵变换子模块(图1以包括N个电荷泵变换子模块为例，N为正整数)；
针对所述电荷泵变换模块14中的任一电荷泵变换子模块(如图1中所示的141、142、……14N)，所述电荷泵变换子模块用于在接收到所述控制模块12下发的第一控制信号时，开启所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述适配模块11能够向所述电荷泵变换子模块中的电容以及所述电池模块13充电；在接收到所述控制模块12下发的第二控制信号时，关闭所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，开启所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述电荷泵变换子模块中的所述电容能够向所述电池模块13充电。
其中，需要说明的是，在本发明实施例中，所述电荷泵变换模块14中可包括的电荷泵变换子模块的数量可根据实际情况灵活设置，如可设置为2个、5个、10个等，对此不作任何限定。优选地，通常情况下，所述电荷泵变换模块14可包括至少两个(相互并联)电荷泵变换子模块，对此不作赘述。
再有，所述第一控制信号以及所述第二控制信号可根据需求灵活设置，如可将所述第一控制信号设置为高电平1，将所述第二控制信号设置为低电平0，或者可将所述第一控制信号设置为低电平0，将所述第二控制信号设置为高电平1，对此不作任何限定。
另外，需要说明的是，所述控制模块12不仅可通过软件方式实现第一控制信号以及第二控制信号的下发(如可编写相应的软件程序，通过该软件程序的执行实现第一控制信号以及第二控制信号的下发)，也可直接通过硬件方式实现第一控制信号以及第二控制信号的下发(如通过特定的硬件芯片实现第一控制信号以及第二控制信号的下发)，且所述控制模块12可按照一定的周期(可根据实际情况灵活设定)下发所述第一控制信号以及所述第二控制信号，如在一个周期(如T内)的第一阶段(前T/2内)下发第一控制信号，在一个周期的第二阶段(后T/2)下发第二控制信号等，本发明实施例对此不作任何限定。
也就是说，在本发明实施例中，各电荷泵变换子模块在接收到控制模块下发的第一控制信号时，可开启第一组开关，关闭第二组开关，使得适配模块能够向各电荷泵变换子模块中的电容以及与各电荷泵变换子模块均相连电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，可开启第二组开关，关闭第一组开关，使得各电荷泵变换子模块中的电容能够向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而电路中就不会存在由电感元件引起的线圈损耗以及磁芯损耗，也不会出现由电感元件所导致的电路发热，解决了现有技术中的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率、避免了终端设备充电时的发热现象、提高了用户的使用体验。
具体地，如图2所示(以电荷泵变换模块14中仅包括一个电荷泵变换子模块为例)，所述第一组开关可包括第一开关(如图2中所示的Q1)以及第二开关(如图2中所示的Q2)，所述第二组开关可包括第三开关(如图2中所示的Q3)以及第四开关(如图2中所示的Q4)，所述电容可包括第一电容(如图2中所示的C1)以及第二电容(如图2中所示的C2)，其中：
所述第一开关(如图2中所示的Q1)的控制端与所述控制模块12的输出端相连，输入端与所述适配模块11的第一端相连，输出端与所述第三开关(如图2中所示的Q3)的输入端以及所述第一电容(如图2中所示的C1)的第一端相连；
所述第二开关(如图2中所示的Q2)的控制端与所述控制模块12的输出端相连，输入端与所述第一电容(如图2中所示的C1)的第二端以及所述第四开关(如图2中所示的Q4)的输入端相连，输出端与所述第二电容(如图2中所示的C2)的第一端、所述电池模块13的第一端以及所述第三开关(如图2中所示的Q3)的输出端相连；
所述第三开关(如图2中所示的Q3)的控制端与所述控制模块12的输出端相连；
所述第四开关(如图2中所示的Q4)的控制端与所述控制模块12的输出端相连，输出端与所述第二电容(如图2中所示的C2)的第二端、所述适配模块11的第二端以及所述电池模块13的第二端相连。
由上述内容可知，在本发明实施例中，各电荷泵变换子模块在接收到控制模块12下发的第一控制信号时，可开启各电荷泵变换子模块中的第一组开关，关闭各电荷泵变换子模块中的第二组开关，使得所述适配模块11能够向各电荷泵变换子模块中的第一电容、第二电容以及所述电池模块13充电，需要说明的是，此时向电池模块13充电的具体可为各电荷泵变换子模块中的第二电容；在接收到所述控制模块12下发的第二控制信号时，可开启各电荷泵变换子模块中的第二组开关，关闭各电荷泵变换子模块中的第一组开关，使得各电荷泵变换子模块中的第一电容以及第二电容能够向所述电池模块13充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容(即第一电容以及第二电容)而非电感，因而不会出现线圈损耗、磁芯损耗以及发热的问题，进而能够实现真正的大电流充电，即可有效地加快所述充电电路的充电速度、减小所述充电电路的充电时间、提高所述充电电路的充电效率，同时还能够避免终端设备充电时的发热现象、提高了用户的使用体验，此处不再赘述。
需要说明的是，由于由所述第一开关(如图2中所示的Q1)、第二开关(如图2中所示的Q2)、第三开关(如图2中所示的Q3)、第四开关(如图2中所示的Q4)、第一电容(如图2中所示的C1)以及第二电容(如图2中所示的C2)所组成的电路结构通常可被称为Charge PumpConverter(电荷泵变换)电路，因此，本发明实施例中所述的充电电路具体可被称为基于Charge Pump Converter电路的充电电路(后续仍简称为充电电路)，此处不再赘述。
进一步地，所述第一开关(如图2中所示的Q1)、第二开关(如图2中所示的Q2)、第三开关(如图2中所示的Q3)以及第四开关(如图2中所示的Q4)均至少可包括一个或多个并联的开关元件。这就有效地降低了开关元件的导通电阻，增大了所述充电电路中的电流，加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率，本发明实施例对此不作赘述。
优选地，所述一个或多个并联的开关元件可为晶体管。
可选地，所述晶体管可包括三极管或场效应管。
需要说明的是，若开关为三极管，则开关的控制端即可为三极管的基极，开关的输入端即可为三极管的集电极(或发射极)，开关的输出端即可为三极管的发射极(或集电极)；若开关为场效应管，则开关的控制端即可为场效应管的栅极，开关的输入端即可为场效应管的漏极(或源极)，开关的输出端即可为场效应管的源极(或漏极)。当然，开关的输入端和输出端还可互相交换，本发明实施例对此不作任何限定。
进一步可选地，所述三极管可包括NPN型三极管、PNP型三极管，所述场效应管可包括N沟道型场效应管以及P沟道型场效应管等，本发明实施例对此也不作任何限定。
另外，需要说明的是，所述第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关还可为任一能够实现开关功能的开关元件，如任一单刀双掷开关等，本发明实施例对此不作任何限定。
需要说明的是，所述第一电容(如图2中所示的C1)以及所述第二电容(如图2中所示的C2)均至少可包括一个或多个并联的电容元件。其中，多个并联的电容元件可有效的降低第一电容以及第二电容的ESR(Equivalent Series Resistance，等效串联电阻)，从而可有效地增大所述充电电路中的电流，加快所述充电电路的充电速度、减小所述充电电路的充电时间、提高所述充电电路的充电效率，本发明实施例对此也不作赘述。
进一步地，如图2～3所示，所述充电电路还可包括与所述适配模块11以及所述电荷泵变换模块14均相连的补偿模块15：
所述补偿模块15，可用于在各电荷泵变换子模块中的第一组开关开启、第二组开关关闭时，向各电荷泵变换子模块中的电容(如图2中所示的C1以及C2)以及所述电池模块13进行电流补偿。
可选地，所述补偿模块15可包括第三电容(如图2中所示的C3)，其中：
所述第三电容(如图2中所示的C3)的第一端与所述适配模块11的输出端以及所述第一开关(如图2中所示的Q1)的输入端相连，所述第三电容的第二端与所述第二电容(如图2中所示的C2)的第二端、所述电池模块13的第二端以及所述第四开关(如图2中所示的Q4)的输出端相连。
需要说明的是，为了进一步降低所述第三电容(如图2中所示的C3)的ESR，减小充电时间，提高充电效率，所述第三电容至少可包括一个或多个并联的电容元件，对此也不作赘述。
也就是说，与现有技术类似，在本发明实施例中，还可在整个电荷泵变换模块14的输入端并联有一个第三电容。由于所述第三电容也并联在所述适配模块11的两端，因而所述适配模块11可一直向所述第三电容充电，从而使得在第一开关Q1、第二开关Q2导通时，所述第三电容能够向第一电容C1、第二电容C2以及电池模块13充电，实现了电流补偿的作用，避免了所述适配模块11输出的电流过小导致的充电速度较慢以及充电时间较长的问题。
进一步地，针对所述电荷泵变换模块14中的任一电荷泵变换子模块，所述电荷泵变换子模块的输入电压以及输入电流与所述电池模块13所需要的充电电压以及充电电流之间的关系可如第一公式(即公式1)所示：
其中，Vc表示所述电荷泵变换子模块的输入电压值；所述Ic表示所述电荷泵变换子模块的输入电流值；所述Vbat表示所述电池模块13所需要的充电电压值；所述Ibat表示所述电池模块13所需要的充电电流值；所述η表示所述充电电路的降压转换效率；所述M为正整数、且表示所述电荷泵变换模块14中包括的电荷泵变换子模块的数目。
例如，以电荷泵变换模块14中仅包括一个电荷泵变换子模块为例，假设所述第一开关Q1、所述第二开关Q2、所述第三开关Q3以及所述第四开关Q4的均为MOS管，且导通电阻分别可为RQ1、RQ2、RQ3以及RQ4，所述第一电容C1以及所述第二电容C2的ESR分别可为RC1以及RC2，则当该电荷泵变换子模块接收到的所述控制模块12下发的控制信号为第一控制信号(如为高电平1等)，则所述充电电路的等效电路可简化为图3所示的电路结构；当该电荷泵变换子模块接收到的所述控制模块12下发的控制信号为第二控制信号(如可为低电平0等)，则所述充电电路的等效电路可简化为图4所示的电路结构。
进一步地，假设在第一阶段(即接收到的所述控制模块12下发的控制信号为第一控制信号的阶段，前T/2阶段)，流过所述充电电路的电流(即所述第一电容C1以及所述第二电容C2的充电电流，后T/2阶段)的有效值可为Ic，在第二阶段(即接收到的所述控制模块12下发的控制信号为第二控制信号的阶段)，流过所述充电电路的电流(即所述第一电容C1以及所述第二电容C2的放电电流)有效值为Id；假设所述充电电路的输入电流可为Iin，所述充电电路的输出电流可为Iout，且在第一阶段所述充电电路的损耗功率可为Pc，在第二阶段所述充电电路的损耗功率可为Pd，因而，整个周期内(即第一阶段+第二阶段)所述充电电路的总的损耗功率可为Pt。再有，由于所述充电电路的两个阶段的占空比始终为50％(即第一阶段以及第二阶段各占整个周期的一半)，因而所述充电电路的总的损耗功率与两个阶段的所述充电电路的损耗功率之间存在公式2所示的关系：
由于P＝I2*R，因而第一阶段以及第二阶段的损耗功率可表示为公式3以及公式4：
Pc＝Ic 2*(RQ1+RC1+RQ3+RC2)公式3；
由上述两个公式可以得出所述充电电路的总的损耗功率，如公式5所示：
通过以上公式，即可计算所述充电电路的损耗功率。具体地，由于通常情况下，MOS管的导通电阻一般可在2～20mΩ之间，10uF以上的电容元件的在低频段(1MHZ左右)的ESR可在2～15mΩ之间，若假设本发明实施例中的RQ1＝RQ2＝RQ3＝RQ4＝15mΩ，RC1＝RC2＝10mΩ，则可以计算出本发明实施例中所述的充电电路的总的损耗功率，如公式6所示：
Pt＝0.025*Ic 2+0.004*Id 2 公式6；
进一步假设Id＝Iout(需要说明的是，Ic和Id的取值可通过实际经验值得到，此处不作赘述)，因而所述充电电路的总的损耗功率还可由公式7表示：
Pt≈0.0165*Iout 2 公式7；
综上所述，本发明实施例中所述的充电电路的总的损耗功率可由所述充电电路的输出电流决定。例如，假设一个充电电路(以电荷泵变换模块14中仅包括一个电荷泵变换子模块为例)的输出为4V/4A(即输出电压为4V，输出电流为4A)，则可计算得到所述充电电路的总的损耗功率可为0.264W。需要说明的是，由于电路的转换效率因而还可进一步计算得到所述充电电路的转换效率(此处可为降压转换效率)可为(高于91％)，此处不再赘述。
由上述内容可知，本发明实施例中所述的充电电路的降压转换效率通常可以达到98％以上(只要选择合理的参数)，相较于现有技术中，大大提升了充电电路的降压转换效率，即降低了充电电路的能量损耗，从而实现了真正的大电流充电，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率。
进一步地，由于开关元件本身的导通电阻并不为零，因而，当开关元件串联在电路中时，在开关元件的两端会出现压降，这就导致所述充电电路的输出电压并不等于所述充电电路的输入电压的一半(即VOUT≠VIN/2)。
但是，对于电流而言，由于所述充电电路中并不存在会损耗电流的电感元件(或电阻元件)，因而所述充电电路的输出电流可一直保持为所述充电电流的输入电流的2倍，即Iout＝2*Iin。因此，可根据所述充电电路的输出电流的大小确定出所述充电电路的输出电压的大小，以进一步确定所述充电电路的输入电压的大小。
例如，假设终端设备的电池的充电电压为Vbat(即需要的充电电路的输出电压)，充电电流为Ibat(即需要的充电电路的输出电流)，所述充电电路的输入电压为Vc，输入电流为Ic，输入功率为Pin，输出功率为Pout，降压转换效率为η。则根据Ic＝Ibat/2(即Ibat＝2*Ic)、Pout＝Pin*η、Pout＝Vbat*Ibat以及Pin＝Vc*Ic，可得Vc＝2*Vbat/η，因而可确定所述充电电路的输入电压(即所述充电电路的输出电压与输入电压之间的关系表达式)，对此不作赘述。
也就是说，采用本发明实施例中所述的充电电路对终端设备(如手机、平板电脑等)等进行充电时，可首先确定所述终端设备中的电池的充电电压以及充电电流，然后可根据所述充电电压以及所述充电电流确定向所述终端设备充电的适配器的输出电压以及输出电流，如需要采用输出电压为Vc＝2*Vbat/η、输出电流为Ic＝Ibat/2的适配器向所述终端设备进行充电。从而保证了整个充电电路的安全性以及高效性，本发明实施例对此不作任何限定。
类似地，假设所述充电电路中的电荷泵变换模块14可包括M(M≥2)个电荷泵变换子模块，由于各电荷泵变换子模块是相互并联的，因而整个电荷泵变换模块14的等效电阻会进一步降低，进而可使得所述充电电路输出较大的电流，即实现真正的大电流的充电，加快充电速度、减小充电时间、提高充电效率。此时，若仍假设终端设备的电池的充电电压为Vbat，充电电流为Ibat，则可确定所述电荷泵变换模块14中的各电荷泵变换子模块的输入电压均可为Vc＝2*Vbat/η、输入电流均可为Ic＝Ibat/(2*M)，对此不作赘述。
需要说明的是，本发明实施例一中所述的充电电路不仅仅适用于采用适配器向终端设备充电的场景，还可适用于采用充电宝向终端设备充电的场景，此时，可仅将所述适配器替换为充电宝即可，本发明实施例对此不作任何限定。
相应地，本发明实施例一还提供了一种充电***，可包括本发明本实施例一中所述的充电电路，对此不作赘述。
本发明实施例一提供了一种充电电路及***，包括包含一个或多个并联的电荷泵变换子模块的电荷泵变换模块，各电荷泵变换子模块在接收到控制模块下发的第一控制信号时，可开启第一组开关，关闭第二组开关，使得适配模块能够向各电荷泵变换子模块中的电容以及与各电荷泵变换子模块均相连电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，可开启第二组开关，关闭第一组开关，使得各电荷泵变换子模块中的电容能够向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率。另外，需要说明的是，在实际应用中，所述充电电路中的Charge Pump Converter电路除了可自行搭建之外，还可使用现成的芯片(所述芯片中还可包括相应的控制逻辑，以控制芯片中各开关元件的导通与截止)，此时，只需要在芯片的管脚上连接相应的元件即可，本发明实施例对此不作任何限定。
实施例二：
本发明实施例二提供了一种充电方法，如图5所示，其为本发明实施例二所述的充电方法的流程示意图，且本发明实施例中所采用的充电电路可如本发明实施例一中所述的充电电路，相同之处不再赘述。具体地，由图5可知，所述充电方法可包括以下步骤：
步骤501：电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块接收控制模块下发的控制信号；
步骤502：若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块(例如适配器)向第一电容、第二电容以及电池模块充电；若确定所述控制信号为第二控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组开关，使得所述第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。
其中，本发明实施例中所述的充电方法可适用于包括一条或多条并联支路的充电电路，且每一支路中均可包括第一组开关、第二组开关、第一电容以及第二电容等元件。需要说明的是，所述充电方法的执行主体可为相应的电子装置，所述第一组开关通常可包括第一开关(可包括一个或多个并联的开关元件)以及第二开关(可包括一个或多个并联的开关元件)，所述第二组开关通常可包括第三开关(可包括一个或多个并联的开关元件)以及第四开关(可包括一个或多个并联的开关元件)。另外，所述第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关通常可为任意能够实现开关功能的开关元件，如晶体管(如三极管或场效应管等)等，本发明实施例对此不作任何限定。
也就是说，在本发明实施例中，在接收到控制模块发送的控制信号时，可首先判断所述控制信号是否为第一控制信号，若是，可开启所述电子装置中的第一开关以及第二开关，并通过适配模块向所述电子装置中的第一电容、第二电容以及电池模块充电，需要说明的是，此时向电池模块充电的具体可为所述第二电容；若否，可开启所述电子装置中的第三开关以及第四开关，并通过所述电子装置中的第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率。
进一步地，所述方法还可包括：
在所述第一组开关开启、所述第二组开关关闭时，通过并联在所述适配模块两端的第三电容，向所述第一电容、所述第二电容以及所述电池进行电流补偿。
可选地，所述第一电容、第二电容以及第三电容均可包括一个或多个并联的电容元件，对此不作赘述。
可选地，所述方法还包括：
确定所述电池模块的充电电压以及充电电流；
根据所述电池模块的充电电压以及充电电流确定所述适配模块输出至所述电荷泵变换模块的的输出电压以及输出电流。
进一步地，所述方法还可包括：
反馈单元实时采集所述电池模块的电量信息，并根据所述电量信息生成充电信息，以及，将所述充电信息反馈至所述适配模块，以使得所述适配模块能够根据所述充电信息适时改变输出至所述电荷泵变换模块的电压以及电流。
也就是说，本发明实施例中所述的充电方法，还可实时采集被充电池(即电池模块)的中的电量信息，如充电电量百分比等，还可根据所述电量信息生成充电信息，并将所述充电信息反馈给所述适配器(即适配模块)，以使得所述适配模块能够根据所述充电信息实时改变输出的电压以及电流等，本发明实施例对此不作赘述。
另外，需要说明的是，本发明实施例二中所述的充电方法不仅仅适用于采用适配器向终端设备充电的场景，还可适用于采用充电宝向终端设备充电的场景，此时，可仅将所述适配器替换为充电宝即可，本发明实施例对此不作任何限定。
本发明实施例二提供了一种充电方法，在接收到控制模块发送的控制信号时，可首先判断所述控制信号是否为第一控制信号，若是，可开启所述电子装置中的第一开关以及第二开关，使得适配模块向所述电子装置中的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若否，可开启所述电子装置中的第三开关以及第四开关，使得所述电子装置中的第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率。
实施例三：
基于与本发明实施例二相同的发明构思，本发明实施例三提供了一种电子装置，所述电子装置可应用本发明实施例一中所述的充电电路进行充电，如图6所示，其为本发明实施例三中所述的电子装置的结构示意图。具体地，由图6可知，所述电子装置可包括：
接收单元61，可用于接收控制模块下发给电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块的控制信号；
充电单元62，可用于若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块向所述电荷泵变换子模块的第一电容、第二电容以及电池模块充电，否则，开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组开关，使得所述第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。
进一步地，所述装置还可包括：
补偿单元63，可用于在所述第一组开关开启、所述第二组开关关闭时，通过并联在所述适配模块两端的第三电容，向所述第一电容、所述第二电容以及所述电池模块进行电流补偿。
进一步地，所述装置还可包括：
反馈单元64，可用于实时采集的所述电池模块的电量信息，并根据所述电量信息生成充电信息，以及，将所述充电信息反馈至所述适配模块，以使得所述适配模块能够根据所述充电信息实时改变输出至所述电荷泵变换模块的电压以及电流。
需要说明的是，本发明实施例三中所述的电子装置，可为独立于所述终端设备的一独立装置，也可为集成于所述终端设备的一集成装置，本发明实施例对此不作任何限定。
另外，需要说明的是，本发明实施例三中所述的电子装置不仅仅适用于采用适配器向终端设备充电的场景，还可适用于采用充电宝向终端设备充电的场景，此时，可仅将所述适配器替换为充电宝即可，本发明实施例对此不作任何限定。
本发明实施例二提供了一种电子装置，在接收到控制模块发送的控制信号时，可首先判断所述控制信号是否为第一控制信号，若是，可开启所述电子装置中的第一开关以及第二开关，并通过适配模块(例如适配器)向所述电子装置中的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若否，可开启所述电子装置中的第三开关以及第四开关，并通过所述电子装置中的第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。相比于现有技术，由于本发明实施例中所述的充电电路中采用的充/放电元件为电容而非电感，因而能够避免由电感元件引起的充电电路的降压转换效率较低、充电电流较小以及发热较严重的问题，有效地加快了所述充电电路的充电速度、减小了所述充电电路的充电时间、提高了所述充电电路的充电效率。
本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种充电电路，其特征在于，包括控制模块以及与所述控制模块连接的电荷泵变换模块，所述电荷泵变换模块的输入端用于与适配模块连接，所述电荷泵变换模块的输出端用于与电池模块连接，其中，所述电荷泵变换模块包括一个或多个并联的电荷泵变换子模块；
针对所述电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块，所述电荷泵变换子模块用于在接收到所述控制模块下发的第一控制信号时，开启所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述适配模块能够向所述电荷泵变换子模块中的电容以及所述电池模块充电；在接收到所述控制模块下发的第二控制信号时，关闭所述电荷泵变换子模块中的第一组开关，开启所述电荷泵变换子模块中的第二组开关，以使得所述电荷泵变换子模块中的所述电容能够向所述电池模块充电。
2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一组开关包括第一开关以及第二开关，所述第二组开关包括第三开关以及第四开关，所述电容包括第一电容以及第二电容，其中：
所述第一开关的控制端与所述控制模块的输出端相连，所述第一开关的输入端与所述适配模块的第一端相连，所述第一开关的输出端与所述第三开关的输入端以及所述第一电容的第一端相连；
所述第二开关的控制端与所述控制模块的输出端相连，所述第二开关的输入端与所述第一电容的第二端以及所述第四开关的输入端相连，所述第二开关的输出端与所述第二电容的第一端、所述电池模块的第一端以及所述第三开关的输出端相连；
所述第三开关的控制端与所述控制模块的输出端相连；
所述第四开关的控制端与所述控制模块的输出端相连，所述第四开关的输出端与所述第二电容的第二端、所述适配模块的第二端以及所述电池模块的第二端相连。
3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关均至少包括一个或多个并联的开关元件。
4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述一个或多个并联的开关元件为晶体管。
5.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述第一电容以及所述第二电容均至少包括一个或多个并联的电容元件。
6.如权利要求1～5任一所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括与所述适配模块以及所述电荷泵变换模块均相连的补偿模块：
所述补偿模块，用于在各电荷泵变换子模块中的第一组开关开启、第二组开关关闭时，向各电荷泵变换子模块中的电容以及所述电池模块进行电流补偿。
7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述补偿模块包括第三电容，其中：
所述第三电容的第一端与所述适配模块的第一端以及所述第一开关的输入端相连，所述第三电容的第二端与所述第二电容的第二端、所述电池模块的第二端、所述适配模块的第二端以及所述第四开关的输出端相连。
8.如权利要求1～5任一所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括连接于所述电池模块和所述适配模块之间的反馈单元；
所述反馈单元，用于实时采集所述电池模块的电量信息，并根据所述电量信息生成充电信息，以及，将所述充电信息反馈至所述适配模块，以使得所述适配模块能够根据所述充电信息实时改变输出至所述电荷泵变换模块的电压以及电流。
9.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，针对所述电荷泵变换模块中的任一电荷泵变换子模块，所述电荷泵变换子模块的输入电压以及输入电流与所述电池模块所需要的充电电压以及充电电流之间的关系如第一公式所示：
V c = 2 * V b a t / η I c = I b a t / ( 2 * M ) ;
其中，Vc表示所述电荷泵变换子模块的输入电压；所述Ic表示所述电荷泵变换子模块的输入电流；所述Vbat表示所述电池模块所需要的充电电压；所述Ibat表示所述电池模块所需要的充电电流；所述η表示所述充电电路的降压转换效率；所述M为正整数、且表示所述电荷泵变换模块中包括的电荷泵变换子模块的数目。
10.一种应用权利要求1-9任一项所述的充电电路进行充电的充电方法，其特征在于，包括：
接收控制模块下发的控制信号；
若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块向所述电荷泵变换子模块的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若确定所述控制信号为第二控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组开关，使得所述第一电容以及所述第二电容向所述电池模块充电。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一组开关开启、所述第二组开关关闭时，通过并联在所述适配模块两端的第三电容，向所述第一电容、所述第二电容以及所述电池模块进行电流补偿。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述电池模块的充电电压以及充电电流；
根据所述电池模块的充电电压以及充电电流确定所述适配模块输出至所述电荷泵变换模块的输出电压以及输出电流。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时采集所述电池模块的电量信息，并根据所述电量信息生成充电信息；
将所述充电信息反馈至所述适配模块，以使得所述适配模块能够根据所述充电信息实时改变输出至所述电荷泵变换模块的电压以及电流。
14.一种应用权利要求1-9任一项所述的充电电路进行充电的电子装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收控制模块下发的控制信号；
充电单元，用于若确定所述控制信号为第一控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第一组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第二组开关，使得适配模块向所述电荷泵变换子模块的第一电容、第二电容以及电池模块充电；若确定所述控制信号为第二控制信号，则开启所述电荷泵变换子模块的第二组开关，关闭所述电荷泵变换子模块的第一组开关，使得所述第一电容以及第二电容向所述电池模块充电。
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