CN107508339A - 一种充电电路及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电电路及移动终端,其中充电电路包括:背光驱动模组、充电管理模组和切换模组。背光驱动模组与移动终端的背光模组连接;充电管理模组与移动终端的充电接口连接,将充电接口输入的第一电压转换为第二电压输出;切换模组的第一输入端与充电接口连接,第二输入端与充电管理模组连接,输出端与背光驱动模组连接;用于使第一输入端与输出端之间导通,输入背光驱动模组的电压为第一电压;或者使第二输入端与输出端之间导通,使输入背光驱动模组的电压为第二电压;背光驱动模组用于将第一电压或者第二电压转换为背光模组的驱动电压。本发明通过对充电路径进行切换,提升了电压转换效率,减少了效率损耗,从而有利于减少整机温升。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种充电电路及移动终端。
背景技术
随着移动终端功能显示屏尺寸的增大,还有各种高耗电应用场景的增多,以及电子产品的轻薄化发展,导致电池体积和容量受到限制。目前,通常采用快充方式,即高压大电流方式实现对电池的快速充电,从而缩短充电时间。
具体的,采用快充方式对电池进行充电的过程为:通过通用串行总线(UniversalSerial Bus,简称USB)接口充电,输入的总线电压(Voltage Bus,简称VBUS)经过移动终端内部的充电管理芯片降压后输出给***供电(例如:处理器、背光模组以及其他外设等),同时也对电池进行充电。但是受移动终端温升的限制以及充电管理芯片输入功率的限制,实际充电电流取决于***的负载电流,***负载消耗的电流越大,则充电电流越小。因此,上述快充方式存在以下缺点:
当采用大电流快充方式进行充电时,由于充电通路的损耗比较大,导致整机的温升比较高。特别是在开机亮屏使用移动终端时进行充电,由于***本身耗电较大,同时采取大电流快充的方式进行充电,导致整机的温升增加。
对于采用液晶显示屏(Liquid Crystal Display,简称LCD)的移动终端,其显示屏的背光模组所需的供电电压较高,因此需要驱动模组将充电管理芯片输出的电压转换为背光模组所需的高压。由于背光模组的耗电占整机耗电的比例较大,并且其供电过程是充电管理芯片将总线电压进行降压后供给驱动模组,驱动模组再升压后输出给背光模组,存在先降压再升压的两级效率损耗,导致整机温升增加。
发明内容
为了解决现有技术中的充电方式效率低,且整机温升大的问题,本发明实施例提供了一种充电电路及移动终端。
第一方面,本发明实施例提供了一种充电电路,应用于移动终端,所述充电电路包括:
背光驱动模组,与移动终端的背光模组连接;
充电管理模组,与所述移动终端的充电接口连接,所述充电管理模组用于将充电接口输入的第一电压转换为第二电压输出;
切换模组,所述切换模组的第一输入端与所述移动终端的充电接口连接,所述切换模组的第二输入端与所述充电管理模组连接,所述切换模组的输出端与所述背光驱动模组连接;
其中,所述切换模组用于使所述第一输入端与所述输出端之间导通,输入所述背光驱动模组的电压为所述第一电压;或者使所述第二输入端与所述输出端之间导通,使输入所述背光驱动模组的电压为所述第二电压;
所述背光驱动模组用于将所述第一电压或者所述第二电压转换为所述背光模组的驱动电压。
第二方面,本发明实施例还提供了一种移动终端,包括上述的充电电路。
这样,本发明的上述方案中,通过切换模组进行充电路径的切换。当移动终端的充电接口中有供电电源接入时,***处于充电模式,通过切换模组使得背光驱动模组与充电接口之间导通,背光驱动模组直接将总线电压进行升压后供给背光模组,提升了转换效率,减少了效率损耗,从而有利于减少整机温升;当充电接口中接入的供电电源拔出时,***处于供电模式,通过切换模组使得背光驱动模组与充电管理模组之间导通,背光驱动模组将充电管理模组的输出电压进行升压后供给背光模组,以保证背光模组实现背光功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例的充电电路的结构框图之一;
图2表示本发明实施例的充电电路的结构框图之二;
图3表示本发明实施例的充电电路的结构框图之三;
图4表示本发明实施例的充电电路的结构框图之四;
图5表示本发明实施例的背光驱动模组的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1,本发明实施例提供了一种充电电路,应用于移动终端,充电电路包括:背光驱动模组1、充电管理模组2和切换模组3。
其中,背光驱动模组1与移动终端的背光模组4连接。
充电管理模组2与移动终端的充电接口5连接。其中充电管理模组2用于将充电接口5输入的第一电压(VBUS)转换为第二电压输出。
切换模组3的第一输入端与移动终端的充电接口5连接,切换模组3的第二输入端与充电管理模组2连接,切换模组3的输出端与背光驱动模组1连接。其中切换模组3用于使第一输入端与输出端之间导通,输入背光驱动模组1的电压为第一电压;或者使第二输入端与输出端之间导通,使输入背光驱动模组1的电压为第二电压。
背光驱动模组1用于将第一电压或者第二电压转换为背光模组4的驱动电压。
上述方案中,通过切换模组3进行充电路径的切换。当移动终端的充电接口5中有供电电源接入时,***处于充电模式,通过切换模组3使得背光驱动模组1与充电接口5之间导通,背光驱动模组1直接将总线电压进行升压后供给背光模组4,提升了转换效率,减少了效率损耗,从而有利于减少整机温升;当充电接口5中接入的供电电源拔出时,***处于供电模式,通过切换模组3使得背光驱动模组1与充电管理模组2之间导通,背光驱动模组1将充电管理模组2的输出电压进行升压后供给背光模组4,以保证背光模组4实现背光功能。
参见图2,充电电路还包括:分别与充电管理模组2、切换模组3和背光驱动模组1连接的处理器7。
其中,充电管理模组2还用于在检测到充电接口5中有供电电源接入时,发送第一控制信号至处理器7;在检测到充电接口5中接入的供电电源拔出时,发送第二控制信号至处理器7。
处理器7用于根据第一控制信号,控制切换模组3的第一输入端与输出端导通;根据第二控制信号,控制切换模组3的第二输入端与输出端导通。
具体的,处理器7通过电源管理模组6与充电管理模组2连接。
其中,电源管理模组6用于将充电管理模组2输出的第二电压转换为处理器7的供电电压。
其中,电源管理模组6还与移动终端的负载模组8连接,用于将充电管理模组2输出的第二电压转换为对应负载模组8中不同负载器件的供电电压。
具体的,负载模组8包括移动终端中除背光模组4外的其他负载元件,例如:射频、摄像头、触控、传感器等。
此外,充电管理模组2还与移动终端的电池9连接,用于向电池9充电。
具体的,当充电管理模组2检测到充电接口5中有供电电源接入时,将输入端的VBUS进行降压转换后为***供电,同时根据***充电参数设置给电池9充电,其中电池9可以采用蓄电池。
参见图3,作为一种实现方式,切换模组3包括一负载开关33。例如:二选一负载开关。
其中,负载开关33包括与充电接口5连接的第一输入端、与充电管理模组2连接的第二输入端、与背光驱动模组1的连接的输出端,以及与处理器7连接的控制端。
具体的,充电管理模组2检测充电接口5中是否有供电电源接入。例如:当检测到VBUS大于一预设电压阈值时,确定充电接口5中有供电电源接入,则发送第一控制信号至处理器7,处理器7根据第一控制信号控制负载开关33的第一输入端与输出端导通,即背光驱动模组1通过外接供电电源供电。同时背光驱动模组1根据处理器7的脉宽调制信号,将输入的VBUS进行升压转换为背光模组4的驱动电压,从而实现背光功能。
当检测到VBUS小于一预设电压阈值时,确定充电接口5中未接入供电电源,则发送第二控制信号至处理器7,处理器7根据第二控制信号控制负载开关33的第二输入端与输出端导通,即背光驱动模组1通过充电管理模组2供电。同时背光驱动模组1根据处理器7的脉宽调制信号,将输入的VBUS进行升压转换为背光模组4的驱动电压,从而实现背光功能。
该实施例中,在充电模式下,即充电管理模组2检测到充电接口5中有供电电源接入时,背光驱动模组1直接通过外接供电电源供电,直接将充电接口5输入的VBUS进行一次转换为背光模组4的驱动电压,减少了电压转换次数,提高了转换效率,从而降低充电过程中的整机温升。
参见图4,作为另一种实现方式,切换模组3包括:第一二极管31和第二二极管32。
其中,第一二极管31连接于切换模组3的第一输入端与输出端之间;其中第一二极管31导通时的电流流向为,从切换模组3的第一输入端流向输出端。
第二二极管32连接于切换模组3的第二输入端与输出端之间;其中第二二极管32导通时的电流流向为,从切换模组3的第二输入端流向输出端。
具体的,第一二极管31的阳极作为切换模组3的第一输入端,与充电接口5连接;第二二极管32的阳极作为切换模组3的第二输入端,与充电管理模组2的输出端连接;第一二极管31的阴极与第二二极管32的阴极连接,作为切换模组3的输出端,与背光驱动模组1连接。
当充电接口5中有供电电源接入时,充电接口5输入的VBUS大于充电管理模组2输出的第二电压,则第一二极管31导通,第二二极管32截止,即背光驱动模组1通过外接供电电源供电。同时背光驱动模组1根据处理器7的脉宽调制信号,将输入的VBUS进行升压转换为背光模组4的驱动电压,从而实现背光功能。
当充电接口5中未接入供电电源时,充电接口5悬置,VBUS小于充电管理模组2输出的第二电压,则第一二极管31截止,第二二极管32导通,即背光驱动模组1通过充电管理模组2供电。同时背光驱动模组1根据处理器7的脉宽调制信号,将输入的VBUS进行升压转换为背光模组4的驱动电压,从而实现背光功能。
该实施例中,在充电模式下,即充电管理模组2检测到充电接口5中有供电电源接入时,背光驱动模组1直接通过外接供电电源供电,直接将充电接口5输入的VBUS进行一次转换为背光模组4的驱动电压,减少了电压转换次数,提高了转换效率,从而降低充电过程中的整机温升。
具体的,参见图5,背光驱动模组包括:驱动芯片11、输入滤波电路12、充放电电路13、保护电路14、输出滤波电路15、设置电阻17、滤波电容16以及输入储能电容18。
其中,驱动芯片11具有多个引脚,包括:供电引脚VCC、转换引脚SW、电流输入引脚LEDO1和LEDO2、电流设置引脚RT、滤波电容引脚FCAP、脉宽调制引脚PWM、使能输入引脚EN、接地引脚GND。其中接地引脚GND用于接地。
输入滤波电路12的输入端与切换模组3的输出端连接,输入滤波电路12的输出端连接于驱动芯片11的供电引脚VCC。具体的,输入滤波电路12包括串联连接的第一电阻R和第一电容C1,第一电阻R与第一电容C1的连接端与供电引脚VCC连接,第一电阻R的另一端与切换模组3的输出端连接,第一电容C1的另一端接地。输入滤波电路12起到输入滤波的作用,将通过切换模组3输入的输入电压限制在预设范围内。
充放电电路13的输入端连接于输入滤波电路12的输入端,充放电电路13的输出端与驱动芯片11的转换引脚SW连接。具体的,充放电电路13包括电感L,电感L的一端与输入滤波电路12的输入端连接,另一端与转换引脚SW连接。
保护电路14的输入端连接于充放电电路13的输出端,保护电路14的输出端通过输出滤波电路15与背光模组4连接;背光模组4的另一端与驱动芯片11的电流输入引脚LEDO1和LEDO2连接。具体的,保护电路14包括第三二极管D,第三二极管D的阳极作为保护电路14的输入端,与充放电电路13的输出端连接;第三二极管D的阴极作为保护电路14的输出端,通过输出滤波电路15与背光模组4连接。当充放电电路13中的电感L处于充电状态时,第三二极管D起到防止电压反灌的作用,当电感L处于放电状态时,第三二极管D起到续流作用。
输出滤波电路15包括第二电容C2,其一端与第三二极管D的阴极(保护电路14的输出端)连接,另一端接地。
设置电阻17连接于驱动芯片11的电流设置引脚RT。具体的,设置电阻17的一端与电流设置引脚RT连接,另一端接地。电流设置引脚RT用于设置通路的最大电流。
滤波电容16连接于驱动芯片11的滤波电容引脚FCAP。具体的,滤波电容16的一端与滤波电容引脚FCAP连接,另一端接地。
输入储能电容18的一端连接于切换模组3的输出端,另一端接地。
处理器7分别与驱动芯片11的使能输入引脚EN和脉宽调制引脚PWM连接,用于输入使能信号,以及脉宽调制信号。作为一种实现方式,处理器7还可以是通过两线式串行总线(I2C)接口控制驱动芯片11内部的电流源。
具体的,背光驱动模组1的工作原理:当驱动芯片11内部的开关管闭合时,从输入端VIN输入的电流经由电感L、驱动芯片11内部的开关管形成回路。电流流过电感L,在电感L中转化为磁能贮存,由于输入的是直流,所以电感L上的电流会以一定比率线性增加,这个比率与电感值大小有关。当驱动芯片11内部的开关管断开时,由于电感L两端电流不能突变,流经电感L的电流不会马上变为零,而是缓慢下降;电感L中的磁能转化为电能,在电感L两端产生左负右正电压,此电压叠加在电感L正端,经由第三二极管D续流给第二电容C2充电,实现升压。
具体的,背光模组4包括:多个背光灯串电路。
其中,每一背光灯串电路包括串联连接的多个发光二极管(Light EmittingDiode,简称LED);每一背光灯串电路分别与背光驱动模组1连接。
具体的,每一背光灯串电路的输入端均与背光驱动模组1的输出滤波电路15连接,每一背光灯串电路的输出端一一对应的连接于背光驱动模组1的驱动芯片11的电流输入引脚。
其中,驱动芯片11的电流设置引脚RT用于设置通路的最大电流,每一背光灯串电路的电流计算公式为:
ILED=IMAX*DPWM
其中,ILED表示每一背光灯串电路的电流,IMAX表示通路最大电流,DPWM表示脉宽调制信号的占空比。
具体的,采用以上所述的充电电路的应用场景一:充电接口5中有供电电源接入,在亮屏充电场景下,假如显示屏背光模组4的功率为1W。通过切换模组3将背光模组4的供电切换到充电接口5中的供电电源,其电压为VBUS,其中VBUS可以是5V或9V或12V,取决于快充协议。连接于充电管理模组2输出端的负载模组8的功率将降低1W,相应的充电管理模组2的温升可以降低;或者在保持充电管理模组2输出功率不变的情况下,可以将充电功率再提升1W,对应充电电流可以提升227mA以上(假设充电电压为4.4V,则充电电流为227mA)。同时,背光驱动模组1输入端和输出端的电压差减小,有利于提升背光驱动模组1的转换效率。
场景二:充电接口5中有供电电源接入,在亮屏充电已充满场景下,假如显示屏背光模组的功率为1W。通过切换模组3将背光模组4的供电切换到充电接口5中的供电电源,连接于充电管理模组2输出端的负载模组8的功率会降低1W,则相应充电管理模组2的温升可以降低。同时,背光驱动模组1输入端和输出端的电压差减小,有利于提升背光驱动模组1的转换效率。
本发明实施例还提供了一种移动终端,包括以上所述的充电电路。
上述方案中的移动终端,通过充电电路中的切换模组进行充电路径的切换。当移动终端的充电接口中有供电电源接入时,***处于充电模式,通过切换模组使得背光驱动模组与充电接口之间导通,背光驱动模组直接将总线电压进行升压后供给背光模组,提升了转换效率,减少了效率损耗,从而有利于减少整机温升;当充电接口中接入的供电电源拔出时,***处于供电模式,通过切换模组使得背光驱动模组与充电管理模组之间导通,背光驱动模组将充电管理模组的输出电压进行升压后供给背光模组,以保证背光模组实现背光功能。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种充电电路,应用于移动终端,其特征在于,所述充电电路包括:
背光驱动模组,与移动终端的背光模组连接;
充电管理模组,与所述移动终端的充电接口连接,所述充电管理模组用于将所述充电接口输入的第一电压转换为第二电压输出;
切换模组,所述切换模组的第一输入端与所述移动终端的充电接口连接,所述切换模组的第二输入端与所述充电管理模组连接,所述切换模组的输出端与所述背光驱动模组连接;
其中,所述切换模组用于使所述第一输入端与所述输出端之间导通,输入所述背光驱动模组的电压为所述第一电压;或者使所述第二输入端与所述输出端之间导通,使输入所述背光驱动模组的电压为所述第二电压;
所述背光驱动模组用于将所述第一电压或者所述第二电压转换为所述背光模组的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述切换模组包括:
第一二极管,连接于所述第一输入端与所述输出端之间;其中所述第一二极管导通时的电流流向为,从所述第一输入端流向所述输出端;
第二二极管,连接于所述第二输入端与所述输出端之间;其中所述第二二极管导通时的电流流向为,从所述第二输入端流向所述输出端。
3.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述充电电路还包括:
处理器,分别与所述充电管理模组、所述切换模组和所述背光驱动模组连接;
其中,所述充电管理模组还用于在检测到所述充电接口中有供电电源接入时,发送第一控制信号至所述处理器;在检测到所述充电接口中接入的供电电源拔出时,发送第二控制信号至所述处理器;
所述处理器用于根据所述第一控制信号,控制所述切换模组的第一输入端与所述输出端导通;根据所述第二控制信号,控制所述切换模组的第二输入端与所述输出端导通。
4.根据权利要求3所述的充电电路,其特征在于,所述切换模组包括:
负载开关,包括与所述充电接口连接的所述第一输入端、与所述充电管理模组连接的所述第二输入端、与所述背光驱动模组的连接的所述输出端,以及与所述处理器连接的控制端。
5.根据权利要求3所述的充电电路,其特征在于,所述处理器通过电源管理模组与所述充电管理模组连接;
其中,所述电源管理模组用于将所述第二电压转换为所述处理器的供电电压。
6.根据权利要求5所述的充电电路,其特征在于,所述电源管理模组还与所述移动终端的负载模组连接,用于将所述第二电压转换为对应所述负载模组中不同负载器件的供电电压。
7.根据权利要求3所述的充电电路,其特征在于,所述背光驱动模组包括:
驱动芯片,具有多个引脚;
连接于所述驱动芯片的供电引脚的输入滤波电路,所述输入滤波电路的输入端与所述切换模组的输出端连接;
连接于所述输入滤波电路的输入端的充放电电路,所述充放电电路的输出端与所述驱动芯片的转换引脚连接;
连接于所述充放电电路的输出端的保护电路,所述保护电路的输出端通过输出滤波电路与所述背光模组连接;所述背光模组的另一端与所述驱动芯片的电流输入引脚连接;
连接于所述驱动芯片的电流设置引脚的设置电阻;
连接于所述驱动芯片的滤波电容引脚的滤波电容;
所述处理器分别与所述驱动芯片的脉宽调制引脚和使能输入引脚连接。
8.根据权利要求1或7所述的充电电路,其特征在于,所述背光模组包括:
多个背光灯串电路,每一所述背光灯串电路包括串联连接的多个发光二极管LED;
每一所述背光灯串电路分别与所述背光驱动模组连接。
9.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述充电管理模组还与所述移动终端的电池连接,用于向电池充电。
10.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的充电电路。
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