CN107910912A - 一种充电电路及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种充电电路及充电方法,涉及电子技术领域,解决现有充电时间长、充电损耗大、充电温升高的问题。该充电电路包括充电接口、M组电池单元、开关单元和控制单元;控制单元向开关单元输出第一控制指令,使得开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联后组成M1个串联电池组,并控制M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口和地之间,同时向充电器输出第二控制指令,使得充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电。本发明的方案使多个串联电池组能同时进行高压直冲,降低了功率损耗,降低了整机充电温升,减少了充电时间,提高了充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种充电电路及充电方法。
背景技术
随着科技的迅速发展,智能手机、智能平板电脑等快速充电终端被大量使用。从智能手机、智能平板电脑等快速充电终端的发展趋势来看,快速充电终端的显示屏会越来越大、功能将越来越强、CPU(central processing unit,中央处理器)的处理速度也会越来越快,这些变化都会使快速充电终端的耗电急剧增加。为了不影响待机时间,快速充电终端配备的电池的容量也必将越来越大。
目前移动终端行业中都是采用单个电池、通过充电管理IC(Integrated Circuit,集成电路)进行高压大电流充电。此方案对终端的单个电池进行高压大电流快速充电时,增加了充电管理IC进行高压充电、低压供电的转换,一个充电管理IC进行高、低压转换至少有5%的损耗,使整机充电温升升高,器件使用寿命降低。而为了增加电池充电电流,减少充电时间,当采用2个充电管理IC进行充电时,至少有10%的高低压转换功率损耗,使整机充电温度快速升高。且由于单个电池的容量的增大,会使电池充电时间增加,从而会使用户的充电体验越来越差。
因此,目前通过充电管理IC对单个电池采用高压大电流进行快速充电的方法,充电时间长、充电损耗大、充电温升高,影响用户体验,这一问题亟待解决。
发明内容
本发明实施例提供一种充电电路及充电方法,以解决现有技术中通过充电管理IC对单个电池进行快速充电的方法,充电时间长、充电损耗大、充电温升高的问题。
为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:一种充电电路,包括:
充电接口,所述充电接口用于与充电器连接;
M组电池单元,每组电池单元分别包括N个单电池;
设置于每组电池单元的每个单电池的连接通路上的开关单元,用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间;
分别与所述M组电池单元、所述开关单元以及所述充电器连接的控制单元,用于向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
第一方面,本发明的实施例还提供了一种充电方法,应用于如上任一项所述的充电电路,所述充电方法包括:
检测每组电池单元中每个单电池的预设参数;
根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
第二方面,本发明的实施例还提供了一种移动终端,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的充电方法的步骤。
第三方面,本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的充电方法的步骤。
在本发明实施例中,充电电路包括充电接口、M组电池单元、开关单元以及控制单元,充电接口用于与充电器连接,控制单元分别与开关单元以及充电器连接,每组电池单元分别包括N个单电池;开关单元设置于每组电池单元的每个单电池的连接通路上,开关单元能够控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口和地之间;控制单元用于向开关单元输出第一控制指令,使得开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口和地之间,同时向充电器输出第二控制指令,使得充电器按照与N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电,此时充电器按照N1倍电池电压供电,每个串联电池组进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的充电电路的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的充电电路的另一结构示意图;
图3为本发明实施例提供的充电方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的移动终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的一些实施例中,提供了一种充电电路,参照图1所示,包括:
充电接口10,所述充电接口10用于与充电器20连接;
M组电池单元30,每组电池单元30分别包括N个单电池40;
设置于每组电池单元30的每个单电池40的连接通路上的开关单元50,用于控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口10和地之间;
分别与所述M组电池单元30、所述开关单元50以及所述充电器20连接的控制单元60,用于向所述开关单元50输出第一控制指令,使得所述开关单元50控制M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口10和地之间,同时向所述充电器20输出第二控制指令,使得所述充电器20按照与所述N1个单电池40相对应的N1倍电池电压供电。
其中,M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
M1组电池单元30为M组电池单元30中的任意一组或多组,具体可根据实际需求进行选择。N1个单电池40为每组电池单元30中的任意一个或多个,具体可根据实际需求进行选择。
其中,所述充电器20支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电。此时充电器20支持高中低电压切换输出,如N为5,则充电器20支持1倍电池电压、2倍电池电压、3倍电池电压、4倍电池电压和5倍电池电压的输出供电。
需要说明的是,图1示出了2组电池单元30及2组电池单元30与其他结构单元的连接关系,但本发明实施例的充电电路并不限于2组电池单元30,即M的取值并不限于2,M可以是大于1的任意整数,如3、4、5等等。当M的取值大于2,即电池单元30包括2组以上时,可以参照图1所示的2组电池单元30的设置方式,设置其他电池单元30。
另,需要说明的是,为了更清楚的展示控制单元60与2组电池单元的连接关系,图1在2组电池单元的两侧分别示出了一个控制单元60,这两个控制单元60指代的是同一个控制单元60。
本发明实施例的充电电路,设置有多组电池单元30以及可控制每组电池单元30的串并联关系的开关单元50,通过控制单元60控制开关单元50,使得M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联后再并联,并控制充电器20按照N1倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
其中,多组电池单元30可根据移动终端的空间避开发热源进行分开放置,以进一步优化整机温升。
可选的,所述开关单元50还用于控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间并联组成并联电池组,并控制任意一个或多个并联电池组之间并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口10和地之间;
所述控制单元60还用于向所述开关单元50输出第三控制指令,使得所述开关单元50控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口10和地之间,同时向所述充电器20输出第四控制指令,使得所述充电器20按照1倍电池电压供电。
其中M2、N2均为大于或等于1的整数,且M2≤M,N2≤N。
M2组电池单元30为M组电池单元30中的任意一组或多组,具体可根据实际需求进行选择。N2个单电池40为每组电池单元30中的任意一个或多个,具体可根据实际需求进行选择。
此时,通过控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电,使得在N2个单电池40快充满时或出现其他需要对N2个单电池40单独充电的情况时,N2个单电池40能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间,提高了充电效率。
具体的,控制单元60可在移动终端***充电器或进行充电状态时,检测每组电池单元30中每个单电池40的预设参数,如检测每组电池单元30中每个单电池40的电压、电流、内阻和任意两个单电池40之间的电压差中的一项或多项,然后根据检测到的每组电池单元30中每个单电池40的预设参数,控制M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联后再并联,并控制充电器20按照N1倍电池电压供电,或者控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电。
此时,由于是串、并联多个电池充电,在充电之前各个电池的电压差等参数的大小都会影响串、并电池组整个充电完成时间,因此,充电之前,先检测各个电池电压、电流、内阻及计算各个电池之间的电压差等参数,然后根据各个电池电压、电流、内阻及各个电池之间的电压差确定最优的电压充电方案,能够减少整机充电完成时间,提高用户体验。
其中,可通过电池的电流、内阻等参数检测电池是否正常,当电流值或内阻值超过设定的正常范围时,可确定电池故障。
进一步的,控制单元60可在确定M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40的电压均小于第一预设阈值,且N1个单电池40中任意两个单电池40之间的电压差均小于第二预设阈值时,向开关单元50输出第一控制指令,使得开关单元50控制M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联组成M1个串联电池组,并控制M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口10和地之间,同时向充电器20输出第二控制指令,使得充电器20按照与所述N1个单电池40相对应的N1倍电池电压供电。
其中,第一预设阈值和第二预设阈值可根据实际需求进行设定。如第一预设阈值可为4.1V或4.2V,第二预设阈值可为0.2V,但不限于此。
此时,在M1组电池单元30的N1个单电池40满足高压充电要求时,将M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联后再并联,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
例如,M为2,N为5,第一预设阈值为4.1V,第二预设阈值为0.2V。控制单元60在确定2组电池单元30中每组电池单元30的5个单电池40的电压均小于4.1V,且5个单电池40中任意两个单电池40之间的电压差均小于0.2V时,控制2组电池单元30中每组电池单元30的5个单电池40串联后再并联,并控制充电器20进行5倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够同时进行5倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且2个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
其中,在检测到某一个或多个单电池40故障或快充满时,可将该一个或多个单电池40从串联电池组中除去,将剩余的单电池40串联后再并联,并控制充电器20进行相应倍数的电池电压供电。
进一步的,控制单元60可在确定M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40的电压大于或等于第一预设阈值,或者N2个单电池40与其他单电池40之间的电压差大于或等于第二预设阈值时,向开关单元50输出第三控制指令,使得开关单元50控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联组成M2个并联电池组,并控制M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到充电接口和地之间,同时向充电器20输出第四控制指令,使得充电器20按照1倍电池电压供电。
其中,如前文所述,第一预设阈值和第二预设阈值可根据实际需求进行设定。如第一预设阈值可为4.1V或4.2V,第二预设阈值可为0.2V,但不限于此。
此时,在N2个单电池40快充满时或N2个单电池40之间电压差较大需要单独充电时,通过控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电,使得N2个单电池40能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间,提高了充电效率。
其中,控制单元60在确定M2组电池单元30中每组电池单元30的任意一个单电池40的电压大于或等于第一预设阈值时,可向开关单元50输出第三控制指令,使得开关单元50控制M2组电池单元30中每组电池单元30的所有单电池40并联组成M2个并联电池组,并控制控制M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到充电接口10和地之间,同时向充电器20输出第四控制指令,使得充电器20按照1倍电池电压供电。
此时,在某个单电池40快充满时,可停止高压大电流充电,对M2组电池单元30的所有单电池40同时进行1倍电池电压的低压充电。
例如,M为2,N为5,第一预设阈值为4.1V,控制单元60首先控制2组电池单元30中每组电池单元30的5个单电池40串联后再并联,并控制充电器20进行5倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够同时进行5倍电池电压的高压直冲,在确定某个单电池40的电压大于4.1V时,控制2组电池单元30的5个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电,使得每组电池单元30的5个单电池40能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间。
可选的,如图1所示,本发明实施例的充电电路还包括:
负载接口70,移动终端的负载80一端与所述负载接口70连接,另一端接地;
所述开关单元50还用于控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40连接到所述负载接口70和地之间;
所述控制单元60还用于向所述开关单元50输出第五控制指令,使得所述开关单元50控制M3组电池单元30中每组电池单元30的N3个单电池40连接到所述负载接口70和地之间;
其中,M3和N3均为大于或等于1的整数,且M3≤M,N3≤N。
M3组电池单元30为M组电池单元30中的任意一组或多组,具体可根据实际需求进行选择。N3个单电池40为每组电池单元30中的任意一个或多个,具体可根据实际需求进行选择。
此时,通过控制一个或多个单电池40连接到负载接口70和地之间,使得一个或多个单电池40能够同时给负载80进行供电。
具体的,可在每组电池单元30中设置一个主电池和N-1个从电池。如图1所示,一组电池单元30包括主电池A、从电池A1…从电池AN-2、从电池AN-1,另一组电池单元30包括主电池B、从电池B1…从电池BN-2、从电池BN-1。在控制充电器20进行N倍电池电压(如5倍电池电压)的高压充电状态时,可控制主电池连接到负载接口70和地之间,也就是主电池给负载80供电,从而在保证各电池高压大电流充电的同时,又可通过主电池给负载进行大电池供电,减少充电时间,提高用户体验。当进行N-1倍电池电压、…、2倍电池电压或1倍电池电压充电时,从电池既可充电也可供电。
其中,在移动终端处于非充电状态,正常使用时,控制单元60可控制开关单元50,使得每组电池单元30的所有单电池40都连接到负载接口70和地之间,即所有单电池40同时给负载80并联供电,能够保证在充电状态时,各个电池的电压基本一样,电池之间的电压差很小,以便进行高压大电流充电,提高充电效率。
下面对本发明实施例的一具体应用流程举例说明如下。
控制单元60检测到移动终端***充电器或进行充电状态时,可检测每组电池单元30中每个单电池40的电压及任意两个单电池40之间的电压差,如两个单电池40之间的电压差超过第二预设阈值(如0.2V),则对电压低的单电池40进行单独充电,直到两个单电池40之间的电压差小于第二预设阈值,然后控制所有电池单元30,即M组电池单元30的所有单电池40串联组成M个串联电池组,并控制M个串联电池组并联后连接在充电接口10和地之间,同时控制每组电池单元30的主电池连接在负载接口70和地之间,并控制充电器20以N倍电池电压供电,此时M个串联电池组同时进行高压大电流充电,且M个主电池同时给负载80供电。
控制单元60检测每组电池单元30的各个从电池电压,当其中一个从电池电压超过第一预设阈值(如4.1V)时,控制单元60控制开关单元50停止高压大电流充电。控制单元60控制所有电池单元30,即M组电池单元30的所有单电池40并联组成M个并联电池组,并控制M个并联电池组并联后连接在充电接口10和地之间,同时控制每组电池单元30的所有单电池40连接在负载接口70和地之间,并控制充电器20由高压转为低压(如1倍电池电压),此时各个单电池40同时进行低压(1倍电池电压)充电,并同时给负载80供电,直到各个电池充满。
其中,由于主电池在充电时也在给负载供电,因此,当在负载耗电非常大的状态(如用户玩游戏状态等)时,从电池充电到一定电压阈值(如4.1V)时,主电池电压还没有充到电压阈值,因此,此时只需检测从电池电压。
下面对本发明实施例中开关单元50的具体结构详细介绍如下。
可选的,如图1所示,所述开关单元50包括第一开关结构、第二开关结构和第三开关结构;
每组电池单元30的N个单电池40按照预设串联顺序排列,位于两端的两个单电池40中第一端单电池41的正极与所述充电接口10连接,第二端单电池42的负极与地连接;
每组电池单元30中除所述第一端单电池41外的所有单电池40的正极分别与前一个单电池40的负极通过所述第一开关结构连接;
每组电池单元30中除所述第二端单电池42外的所有单电池40的负极分别通过所述第二开关结构与地连接;
每组电池单元30中除所述第一端单电池41外的所有单电池40的正极分别通过所述第三开关结构与所述充电接口10连接;
每组电池单元30中的每个单电池40的正极分别通过所述第三开关结构与所述负载接口70连接。
其中,若在每组电池单元30中设置一个主电池和N-1个从电池,如图1所示,从电池AN-1和从电池BN-1分别为两组电池单元30的第一端单电池41,,主电池A和主电池B分别为两组电池单元30的第二端单电池42。
左边一组电池单元30中,从电池AN-1正极与充电接口10连接,主电池A的负极与地连接,除从电池AN-1外的所有单电池40的正极分别与前一个单电池40的负极通过第一开关结构连接,除主电池A外的所有单电池40的负极分别通过第二开关结构与地连接,除从电池AN-1外的所有单电池40的正极分别通过第三开关结构与充电接口10连接,且每个单电池40的正极分别通过第三开关结构与负载接口70连接。
右边一组电池单元30中,从电池BN-1正极与充电接口10连接,主电池B的负极与地连接,除从电池BN-1外的所有单电池40的正极分别与前一个单电池40的负极通过第一开关结构连接,除主电池B外的所有单电池40的负极分别通过第二开关结构与地连接,除从电池BN-1外的所有单电池40的正极分别通过第三开关结构与充电接口10连接,且每个单电池40的正极分别通过第三开关结构与负载接口70连接。
此时,开关单元50通过第一开关结构、第二开关结构和第三开关结构的配合作用,能够控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口10和地之间,或者控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间并联组成并联电池组,并控制任意一个或多个并联电池组之间并联组成的第二并联电池单元连接到充电接口10和地之间,且通过第三开关结构能够控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40连接到负载接口70和地之间。
可选的,每组电池单元30的第一开关结构包括:与除所述第一端单电池41外的每个单电池40一一对应的N-1个第一开关31;
每组电池单元30的第二开关结构包括:与除所述第二端单电池42外的每个单电池40一一对应的N-1个第二开关32;
每组电池单元30的第三开关结构包括:第三开关33和与除所述第一端单电池41外的每个单电池40一一对应的N-1个第四开关34,所述第三开关33连接在所述第一端单电池41的正极与所述负载接口70之间,每个所述第四开关34的一端与相对应的单电池40的正极连接,另一端连接在所述第三开关33与所述负载接口70之间。
此时,通过第一开关31、第二开关32、第三开关33和第四开关34的配合作用,能够控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口10和地之间,或者控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40之间并联组成并联电池组,并控制任意一个或多个并联电池组之间并联组成的第二并联电池单元连接到充电接口10和地之间,且通过第三开关33和第四开关34能够控制每组电池单元30的任意一个或多个单电池40连接到负载接口70和地之间。
其中,若在每组电池单元30中设置一个主电池和N-1个从电池,如图1所示,从电池AN-1和从电池BN-1分别为两组电池单元30的第一端单电池41,,主电池A和主电池B分别为两组电池单元30的第二端单电池42。
左边一组电池单元30中,除从电池AN-1外的每个单电池40分别对应一个第一开关31、除主电池A外的每个单电池40分别对应的一个第二开关32、除从电池AN-1外的每个单电池40分别对应的一个第四开关34。
从电池AN-1的正极与充电接口10连接,主电池A的负极与地连接,除从电池AN-1外的每个单电池40的正极分别与前一个单电池40的负极通过相对应的第一开关31连接,除主电池A外的每个单电池40的负极分别通过相对应的第二开关32与地连接,从电池AN-1的正极通过第三开关33与负载接口70连接,除从电池AN-1外每个单电池40的正极通过相对应的第四开关34连接在第三开关33与负载接口70之间。
右边一组电池单元30中,除从电池BN-1外的每个单电池40分别对应一个第一开关31、除主电池B外的每个单电池40分别对应的一个第二开关32、除从电池BN-1外的每个单电池40分别对应的一个第四开关34。
从电池BN-1的正极与充电接口10连接,主电池A的负极与地连接,除从电池BN-1外的每个单电池40的正极分别与前一个单电池40的负极通过相对应的第一开关31连接,除主电池B外的每个单电池40的负极分别通过相对应的第二开关32与地连接,从电池BN-1的正极通过第三开关33与负载接口70连接,除从电池BN-1外每个单电池40的正极通过相对应的第四开关34连接在第三开关33与负载接口70之间。
进一步的,任意两组电池单元的N个单电池一一对应;相互对应的单电池连接的开关为联动开关。
此时,相互对应的单电池连接的开关为联动开关,使得相互对应的单电池能够同时进行高压或低压充电或同时向负载放电,从而保证在充电状态时,相互对应的单电池的电压基本一样,电池之间的电压差很小,不会因为电压差很大导致电池之间的充放电,影响正常充电,进一步提高了充电效率。
例如,如图2所示,充电电路包括2组电池单元30,每组电池单元包括5个单电池40。左边一组电池单元30中,从电池A4的正极与充电接口10连接,从电池A4的正极通过开关K25与负载接口70连接,从电池A4的负极通过开关K1与地连接;从电池A3的正极与从电池A4的负极通过开关K2连接,从电池A3的正极通过开关K3连接在开关K25和负载接口70之间,从电池A3的负极通过开关K4接地;从电池A2的正极与从电池A3的负极通过开关K5连接,从电池A2的正极通过开关K6连接在开关K25和负载接口70之间,从电池A2的负极通过开关K7接地;从电池A1的正极与从电池A2的负极通过开关K8连接,从电池A1的正极通过开关K9连接在开关K25与负载接口70之间,从电池A1的负极通过开关K10接地;主电池A的正极与从电池A1的负极通过开关K11连接,主电池A的正极通过开关K12连接在开关K25与负载接口70之间,主电池A的负极接地。
右边一组电池单元30中,从电池B4的正极与充电接口10连接,从电池B4的正极通过开关K25与负载接口70连接,从电池B4的负极通过开关K13与地连接;从电池B3的正极与从电池B4的负极通过开关K14连接,从电池B3的正极通过开关K15连接在开关K25和负载接口70之间,从电池B3的负极通过开关K16接地;从电池B2的正极与从电池B3的负极通过开关K17连接,从电池B2的正极通过开关K18连接在开关K25和负载接口70之间,从电池B2的负极通过开关K19接地;从电池B1的正极与从电池B2的负极通过开关K20连接,从电池B1的正极通过开关K21连接在开关K25与负载接口70之间,从电池B1的负极通过开关K22接地;主电池B的正极与从电池B1的负极通过开关K23连接,主电池B的正极通过开关K24连接在开关K25与负载接口70之间,主电池B的负极接地。
其中,主电池A和主电池B、从电池A1和从电池B1、从电池A2和从电池B2、从电池A3和从电池B3、从电池A4和从电池B4一一对应。开关K1/K13、K2/K14、K3/K15、K4/K16、K5/K17、K6/K18、K7/K19、K8/K20、K9/K21、K10/K22、K11/K23、K12/K24属于联动开关。比如K1/K13这两个开关,K1断开的时候,K13也应断开,K1闭合的时候,K13也应闭合。
控制单元60可控制开关K2/K14、K5/K17、K8/K20、K11/K23、K12/K24闭合,开关K1/K13、K4/K16、K7/K19、K10/K22断开,开关K3/K15、K6/K18、K9/K21、K25断开,并控制充电器20以5倍电池电压供电。此时,主电池A、从电池A1、从电池A2、从电池A3和从电池A4这5个单电池串联组成串联电池组,主电池B、从电池B1、从电池B2、从电池B3和从电池B4这5个单电池串联组成串联电池组,两个串联电池组并联后连接在充电接口10和地之间,两个串联电池组同时进行5倍电池电压的高压大电流充电。其中K12/K24闭合使得主电池A与主电池B并联在负载接口70和地之间,主电池A和主电池B在进行充电的同时向负载80进行低压供电。
当主电池A与主电池B充满后,控制单元60可控制开关K2/K14、K5/K17、K8/K20、K9/K21、K12/K24闭合,开关K1/K13、K4/K16、K7/K19、K11/K23断开,开关K3/K15、K6/K18、K25断开,开关K10/K22闭合,并控制充电器20以4倍电池电压供电。此时,从电池A1、从电池A2、从电池A3和从电池A4这4个单电池串联组成串联电池组,从电池B1、从电池B2、从电池B3和从电池B4这4个单电池串联组成串联电池组,两个串联电池组并联后连接在充电接口10和地之间,两个串联电池组同时进行4倍电池电压的中高压大电流充电。其中,主电池A、主电池B、从电池A1、从电池B1共同给负载80进行低压供电,以保证中高压大电流充电时,在重负载大电流分流的情况下,串联电池充电通道还可一直持续快速充电。
依次类推,可以实现3倍电池电压、2倍电池电压充电,以及低压(1倍电池电压)充电。
但在N1倍电池电压(5倍电池电压、4倍电池电压、3倍电池电压、2倍电池电压)充电状态时,只能是彼此相邻的N1个单电池之间串联后进行N1倍电池电压充电。如在4倍电池电压充电状态时,可以是从电池A1、从电池A2、从电池A3和从电池A4这4个单电池串联后进行4倍电池电压充电,或者主电池A、从电池A1、从电池A2和从电池A3这4个单电池串联后进行4倍电池电压充电,不能是主电池A、从电池A1、从电池A2和从电池A4串联。
在低压(1倍电池电压)充电时,通过切换开关,所有单电池都可进行低压(1倍电池电压)充电。如当只对从电池A4、从电池B4两个单电池充电时,控制单元60可控制开关K25、K1/K13闭合,其它开关都断开,并控制充电器20转为1倍电池电压充电,此时给从电池A4、从电池B4充电,且从电池A4、从电池B4共同给负载80供电。当只对从电池A4、从电池B4两个单电池充电时,控制单元60还可控制开关K25、K1/K13、K3/K15、K6/K18、K9/K21、K12/K24闭合,此时给从电池A4、从电池B4充电,且所有单电池共同给负载80供电。
综上,本发明实施例的充电电路,设置有多组电池单元30以及可控制每组电池单元30的串并联关系的开关单元50,通过控制单元60控制开关单元50,使得M1组电池单元30中每组电池单元30的N1个单电池40串联后再并联,并控制充电器20按照N1倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
在本发明的一些实施例中,还提供了一种充电方法,应用于如上述实施例中所述的充电电路,参照图3所示,所述充电方法包括:
步骤301,检测每组电池单元中每个单电池的预设参数;
步骤302,根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
本发明实施例的充电方法,通过控制开关单元使得M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联后再并联,并控制充电器按照N1倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
可选的,上述步骤301之后,还包括:
步骤303,根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电;
其中,M2、N2均为大于或等于1的整数,且M2≤M,N2≤N。
此时,通过控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电,使得在N2个单电池40快充满时或出现其他需要对N2个单电池40单独充电的情况时,N2个单电池40能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间,提高了充电效率。
具体的,上述步骤301包括:
步骤3011,检测每组电池单元中每个单电池的电压、电流、内阻和任意两个单电池之间的电压差中的一项或多项。
此时,由于是串、并联多个电池充电,在充电之前各个电池的电压差等参数的大小都会影响串、并电池组整个充电完成时间,因此,充电之前,先检测各个电池电压、电流、内阻及计算各个电池之间的电压差等参数,便于后续根据各个电池电压、电流、内阻及各个电池之间的电压差等参数确定最优的电压充电方案,能够减少整机充电完成时间,提高用户体验。
其中,可通过电池的电流、内阻等参数检测电池是否正常,当电流值或内阻值超过设定的正常范围时,可确定电池故障。
进一步的,当检测每组电池单元中每个单电池的电压和任意两个单电池之间的电压差时,上述步骤302包括:
步骤3021,在M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池的电压均小于第一预设阈值,且N1个单电池中任意两个单电池之间的电压差均小于第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电。
此时,在M1组电池单元的N1个单电池满足高压充电要求时,将M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联后再并联,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
例如,M为2,N为5,第一预设阈值为4.1V,第二预设阈值为0.2V。在确定2组电池单元中每组电池单元的5个单电池的电压均小于4.1V,且5个单电池中任意两个单电池之间的电压差均小于0.2V时,控制2组电池单元中每组电池单元的5个单电池串联后再并联,并控制充电器进行5倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够同时进行5倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且2个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
其中,在检测到某一个或多个单电池故障或快充满时,可将该一个或多个单电池从串联电池组中除去,将剩余的单电池串联后再并联,并控制充电器进行相应倍数的电池电压供电。
上述步骤303包括:
步骤3031,在M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池的电压大于或等于所述第一预设阈值,或者N2个单电池与其他单电池之间的电压差大于或等于所述第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电。
此时,在N2个单电池40快充满时或N2个单电池40之间电压差较大需要单独充电时,通过控制M2组电池单元30中每组电池单元30的N2个单电池40并联到充电接口10和地之间,并控制充电器20按照1倍电池电压供电,使得N2个单电池40能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间,提高了充电效率。
其中,在检测到M2组电池单元中每组电池单元的任意一个单电池的电压大于或等于第一预设阈值时,可向开关单元输出第三控制指令,使得开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的所有单电池并联组成M2个并联电池组,并控制控制M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到充电接口和地之间,同时向充电器输出第四控制指令,使得充电器按照1倍电池电压供电。
此时,在某个单电池快充满时,可停止高压大电流充电,对M2组电池单元的所有单电池同时进行1倍电池电压的低压充电。
例如,M为2,N为5,第一预设阈值为4.1V,首先控制2组电池单元中每组电池单元的5个单电池串联后再并联,并控制充电器进行5倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够同时进行5倍电池电压的高压直冲,在确定某个单电池的电压大于4.1V时,控制2组电池单元的5个单电池并联到充电接口和地之间,并控制充电器按照1倍电池电压供电,使得每组电池单元的5个单电池能够同时进行1倍电池电压的低压充电,进一步减少了充电时间。
可选的,所述充电方法还包括:
步骤304,向所述开关单元输出第五控制指令,使得所述开关单元控制M3组电池单元中每组电池单元的N3个单电池连接到负载接口和地之间;
其中,M3和N3均为大于或等于1的整数,且M3≤M,N3≤N。
此时,通过控制一个或多个单电池连接到负载接口和地之间,使得一个或多个单电池能够同时给负载进行供电。
具体的,可在每组电池单元中设置一个主电池和N-1个从电池。如图1所示,一组电池单元30包括主电池A、从电池A1…从电池AN-2、从电池AN-1,另一组电池单元30包括主电池B、从电池B1…从电池BN-2、从电池BN-1。在控制充电器20进行N倍电池电压(如5倍电池电压)的高压充电状态时,可控制主电池连接到负载接口70和地之间,也就是主电池给负载80供电,从而在保证各电池高压大电流充电的同时,又可通过主电池给负载80进行大电池供电,减少充电时间,提高用户体验。当进行N-1倍电池电压、…、2倍电池电压或1倍电池电压充电时,从电池既可充电也可供电。
其中,在移动终端处于非充电状态,正常使用时,控制单元60可控制开关单元50,使得每组电池单元30的所有单电池40都连接到负载接口70和地之间,即所有单电池40同时给负载80并联供电,能够保证在充电状态时,各个电池的电压基本一样,电池之间的电压差很小,以便进行高压大电流充电,提高充电效率。
本发明实施例的充电方法,通过控制开关单元使得M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联后再并联,并控制充电器按照N1倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
图4为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图。该移动终端400包括但不限于:射频单元401、网络模块402、音频输出单元403、输入单元404、传感器405、显示单元406、用户输入单元407、接口单元408、存储器409、处理器410、以及电源411等部件。本领域技术人员可以理解,图4中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定,移动终端可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。在本发明实施例中,移动终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
其中,接口单元408包括充电接口,充电接口用于与充电器连接;电源411包括M组电池单元,每组电池单元分别包括N个单电池;移动终端400还包括设置于每组电池单元的每个单电池的连接通路上的开关单元,用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到充电接口和地之间;其中,充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数。
其中,开关单元还用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间并联组成并联电池组,并控制任意一个或多个并联电池组之间并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间。
其中,接口单元408还包括负载接口,移动终端的负载一端与所述负载接口连接,另一端接地;开关单元还用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池连接到所述负载接口和地之间。
其中,开关单元包括第一开关结构、第二开关结构和第三开关结构;每组电池单元的N个单电池按照预设串联顺序排列,位于两端的两个单电池中第一端单电池的正极与所述充电接口连接,第二端单电池的负极与地连接;每组电池单元中除所述第一端单电池外的所有单电池的正极分别与前一个单电池的负极通过所述第一开关结构连接;每组电池单元中除所述第二端单电池外的所有单电池的负极分别通过所述第二开关结构与地连接;每组电池单元中除所述第一端单电池外的所有单电池的正极分别通过所述第三开关结构与所述充电接口连接;每组电池单元中的每个单电池的正极分别通过所述第三开关结构与所述负载接口连接。
其中,每组电池单元的第一开关结构包括:与除所述第一端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第一开关;每组电池单元的第二开关结构包括:与除所述第二端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第二开关;每组电池单元的第三开关结构包括:第三开关和与除所述第一端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第四开关,所述第三开关连接在所述第一端单电池的正极与所述负载接口之间,每个所述第四开关的一端与相对应的单电池的正极连接,另一端连接在所述第三开关与所述负载接口之间。
其中,任意两组电池单元的N个单电池一一对应;相互对应的单电池连接的开关为联动开关。
其中,处理器410,用于检测每组电池单元中每个单电池的预设参数;根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
该移动终端400通过控制开关单元使得M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联后再并联,并控制充电器按照N1倍电池电压供电,使得每个串联电池组能够进行N1倍电池电压的高压直冲,无需充电管理IC进行高压到低压的转换,降低了功率损耗,降低了移动终端的充电温升,且M1个串联电池组并联后能够同时进行高压大电流充电,有效减少了充电时间,提高了充电效率,提高了用户体验。
可选的,处理器410还用于根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电;其中,M2、N2均为大于或等于1的整数,且M2≤M,N2≤N。
可选的,处理器410还用于检测每组电池单元中每个单电池的电压、电流、内阻和任意两个单电池之间的电压差中的一项或多项。
可选的,处理器410还用于当检测每组电池单元中每个单电池的电压和任意两个单电池之间的电压差时,在M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池的电压均小于第一预设阈值,且N1个单电池中任意两个单电池之间的电压差均小于第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;在M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池的电压大于或等于所述第一预设阈值,或者N2个单电池与其他单电池之间的电压差大于或等于所述第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电。
可选的,处理器410还用于向所述开关单元输出第五控制指令,使得所述开关单元控制M3组电池单元中每组电池单元的N3个单电池连接到负载接口和地之间;其中,M3和N3均为大于或等于1的整数,且M3≤M,N3≤N。
应理解的是,本发明实施例中,射频单元401可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,具体的,将来自基站的下行数据接收后,给处理器410处理;另外,将上行的数据发送给基站。通常,射频单元401包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频单元401还可以通过无线通信***与网络和其他设备通信。
移动终端通过网络模块402为用户提供了无线的宽带互联网访问,如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元403可以将射频单元401或网络模块402接收的或者在存储器409中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且,音频输出单元403还可以提供与移动终端400执行的特定功能相关的音频输出(例如,呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元403包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元404用于接收音频或视频信号。输入单元404可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)4041和麦克风4042,图形处理器4041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元406上。经图形处理器4041处理后的图像帧可以存储在存储器409(或其它存储介质)中或者经由射频单元401或网络模块402进行发送。麦克风4042可以接收声音,并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元401发送到移动通信基站的格式输出。
移动终端400还包括至少一种传感器405,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板4061的亮度,接近传感器可在移动终端400移动到耳边时,关闭显示面板4061和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别移动终端姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;传感器405还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等,在此不再赘述。
显示单元406用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元406可包括显示面板4061,可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板4061。
用户输入单元407可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,用户输入单元407包括触控面板4071以及其他输入设备4072。触控面板4071,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板4071上或在触控面板4071附近的操作)。触控面板4071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器410,接收处理器410发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板4071。除了触控面板4071,用户输入单元407还可以包括其他输入设备4072。具体地,其他输入设备4072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆,在此不再赘述。
进一步的,触控面板4071可覆盖在显示面板4061上,当触控面板4071检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器410以确定触摸事件的类型,随后处理器410根据触摸事件的类型在显示面板4061上提供相应的视觉输出。虽然在图4中,触控面板4071与显示面板4061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板4071与显示面板4061集成而实现移动终端的输入和输出功能,具体此处不做限定。
接口单元408为外部装置与移动终端400连接的接口。例如,外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元408可以用于接收来自外部装置的输入(例如,数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端400内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端400和外部装置之间传输数据。
存储器409可用于存储软件程序以及各种数据。存储器409可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器409可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器410是移动终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分,通过运行或执行存储在存储器409内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器409内的数据,执行移动终端的各种功能和处理数据,从而对移动终端进行整体监控。处理器410可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器410可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器410中。
移动终端400还可以包括给各个部件供电的电源411(比如电池),优选的,电源411可以通过电源管理***与处理器410逻辑相连,从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
另外,移动终端400包括一些未示出的功能模块,在此不再赘述。
优选的,本发明实施例还提供一种移动终端,包括处理器410,存储器409,存储在存储器409上并可在所述处理器410上运行的计算机程序,该计算机程序被处理器410执行时实现上述充电方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述充电方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。其中,所述的计算机可读存储介质,如只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等。
需要说明的是,在本文中,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、物品或者装置不仅包括那些要素,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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本发明的保护之内。
Claims (11)
1.一种充电电路,其特征在于,包括:
充电接口,所述充电接口用于与充电器连接;
M组电池单元,每组电池单元分别包括N个单电池;
设置于每组电池单元的每个单电池的连接通路上的开关单元,用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间串联组成串联电池组,并控制任意一个或多个串联电池组之间并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间;
分别与所述M组电池单元、所述开关单元以及所述充电器连接的控制单元,用于向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
2.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述开关单元还用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池之间并联组成并联电池组,并控制任意一个或多个并联电池组之间并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间;
所述控制单元还用于向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电;
其中M2、N2均为大于或等于1的整数,且M2≤M,N2≤N。
3.根据权利要求1或2所述的充电电路,其特征在于,还包括:
负载接口,移动终端的负载一端与所述负载接口连接,另一端接地;
所述开关单元还用于控制每组电池单元的任意一个或多个单电池连接到所述负载接口和地之间;
所述控制单元还用于向所述开关单元输出第五控制指令,使得所述开关单元控制M3组电池单元中每组电池单元的N3个单电池连接到所述负载接口和地之间;
其中,M3和N3均为大于或等于1的整数,且M3≤M,N3≤N。
4.根据权利要求3所述的充电电路,其特征在于,所述开关单元包括第一开关结构、第二开关结构和第三开关结构;
每组电池单元的N个单电池按照预设串联顺序排列,位于两端的两个单电池中第一端单电池的正极与所述充电接口连接,第二端单电池的负极与地连接;
每组电池单元中除所述第一端单电池外的所有单电池的正极分别与前一个单电池的负极通过所述第一开关结构连接;
每组电池单元中除所述第二端单电池外的所有单电池的负极分别通过所述第二开关结构与地连接;
每组电池单元中除所述第一端单电池外的所有单电池的正极分别通过所述第三开关结构与所述充电接口连接;
每组电池单元中的每个单电池的正极分别通过所述第三开关结构与所述负载接口连接。
5.根据权利要求4所述的充电电路,其特征在于,每组电池单元的第一开关结构包括:与除所述第一端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第一开关;
每组电池单元的第二开关结构包括:与除所述第二端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第二开关;
每组电池单元的第三开关结构包括:第三开关和与除所述第一端单电池外的每个单电池一一对应的N-1个第四开关,所述第三开关连接在所述第一端单电池的正极与所述负载接口之间,每个所述第四开关的一端与相对应的单电池的正极连接,另一端连接在所述第三开关与所述负载接口之间。
6.根据权利要求5所述的充电电路,其特征在于,任意两组电池单元的N个单电池一一对应;
相互对应的单电池连接的开关为联动开关。
7.一种充电方法,其特征在于,应用于如权利要求1-6中任一项所述的充电电路,所述充电方法包括:
检测每组电池单元中每个单电池的预设参数;
根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
其中,所述充电器支持1倍电池电压至N倍电池电压中任一倍数的电池电压供电;M、N均为大于1的整数,M1、N1均为大于或等于1的整数,且M1≤M,N1≤N。
8.根据权利要求7所述的充电方法,其特征在于,所述检测每组电池单元中每个单电池的预设参数之后,还包括:
根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电;
其中,M2、N2均为大于或等于1的整数,且M2≤M,N2≤N。
9.根据权利要求8所述的充电方法,其特征在于,所述检测每组电池单元中每个单电池的预设参数的步骤包括:
检测每组电池单元中每个单电池的电压、电流、内阻和任意两个单电池之间的电压差中的一项或多项。
10.根据权利要求9所述的充电方法,其特征在于,当检测每组电池单元中每个单电池的电压和任意两个单电池之间的电压差时,所述根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电的步骤,包括:
在M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池的电压均小于第一预设阈值,且N1个单电池中任意两个单电池之间的电压差均小于第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第一控制指令,使得所述开关单元控制M1组电池单元中每组电池单元的N1个单电池串联组成M1个串联电池组,并控制所述M1个串联电池组并联组成的第一并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第二控制指令,使得所述充电器按照与所述N1个单电池相对应的N1倍电池电压供电;
所述根据检测到的每组电池单元中每个单电池的预设参数,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电的步骤,包括:
在M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池的电压大于或等于所述第一预设阈值,或者N2个单电池与其他单电池之间的电压差大于或等于所述第二预设阈值的情况下,向所述开关单元输出第三控制指令,使得所述开关单元控制M2组电池单元中每组电池单元的N2个单电池并联组成M2个并联电池组,并控制所述M2个并联电池组并联组成的第二并联电池单元连接到所述充电接口和地之间,同时向所述充电器输出第四控制指令,使得所述充电器按照1倍电池电压供电。
11.根据权利要求7或8所述的充电方法,其特征在于,所述充电方法还包括:
向所述开关单元输出第五控制指令,使得所述开关单元控制M3组电池单元中每组电池单元的N3个单电池连接到负载接口和地之间;其中,M3和N3均为大于或等于1的整数,且M3≤M,N3≤N。
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