CN113725964A - 三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备 - Google Patents

三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备，三电芯电池的充放电控制电路包括升压电路、控制电路和至少一个第一电荷泵，控制电路用于根据外部电源适配器的设定参数以及三电芯电池的设定参数控制升压电路以及第一电荷泵的打开和关闭时段；升压电路用于在三电芯电池的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向三电芯电池充电；第一电荷泵用于在三电芯电池的恒流充电阶段向三电芯电池充电；第一电荷泵的输出电压小于第一电荷泵的输入电压，第一电荷泵的输出电流大于第一电荷泵的输入电流。通过本公开的技术方案，改善了电池电路板发热的问题，控制过程简单灵活，提高了三电芯电池的充电效率。

Description

三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备
技术领域
本公开涉及充电技术领域，尤其涉及一种三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备。
背景技术
目前的终端设备主要使用单电芯电池进行充电，但是由于单电芯电池充满电后的电压在4.5V左右，当单电芯电池的充电电流超过8A时，会出现电池端电路板发热严重的问题。另外，也需要更换阻抗更小且通流更大的电池连接器，导致单电芯电池实现充电的成本增加，同时增加了电池端电路板PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)走线及散热的难度，单电芯电池端的充电功率在36W左右到达瓶颈。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种三电芯电池的充放电控制电路及其控制方法、终端设备，改善了电池电路板发热的问题，控制过程简单灵活，提高了三电芯电池的充电效率。
第一方面，本公开实施例提供了一种三电芯电池的充放电控制电路，包括：
升压电路、控制电路和至少一个第一电荷泵，外部电源适配器分别与所述升压电路、所述至少一个第一电荷泵以及所述控制电路电连接，所述控制电路分别与所述升压电路以及所述至少一个第一电荷泵电连接，所述三电芯电池分别与所述升压电路、所述控制电路以及所述至少一个第一电荷泵电连接；
所述控制电路用于根据所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数控制所述升压电路以及所述第一电荷泵的打开和关闭时段；
所述升压电路用于在所述三电芯电池的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向所述三电芯电池充电；
所述第一电荷泵用于在所述三电芯电池的恒流充电阶段向所述三电芯电池充电；其中，所述第一电荷泵的输出电压小于所述第一电荷泵的输入电压，所述第一电荷泵的输出电流大于所述第一电荷泵的输入电流。
可选地，还包括：
第一降压电路和放电电路，所述第一降压电路分别与所述外部电源适配器、所述控制电路和***供电模块电连接，所述放电电路分别与所述控制电路、所述三电芯电池和所述***供电模块电连接；
所述控制电路用于根据所述三电芯电池的设定参数控制所述第一降压电路以及所述放电电路的打开和关闭时段；
所述第一降压电路用于在所述三电芯电池的恒流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向所述***供电模块供电；
所述放电电路用于在所述三电芯电池的放电阶段向所述***供电模块供电。
可选地，所述放电电路包括第二降压电路或者至少一个第二电荷泵。
可选地，所述第一电荷泵包括多个第一开关和N个第一电容，所述第一开关用于根据其自身的开关状态控制所述第一电容在所述第一电荷泵中的串并联状态以使所述第一电荷泵的输出电压等于所述第一电荷泵的输入电压的1/N；其中，N为大于1的整数；
所述第二电荷泵包括多个第二开关和M个第二电容，所述第二开关用于根据其自身的开关状态控制所述第二电容在所述第二电荷泵中的串并联状态以使所述第二电荷泵的输出电压等于所述第二电荷泵的输入电压的1/M；其中，M为大于1的整数。
可选地，所述第一电荷泵交替工作于第一时段和第二时段；
所述第一时段内，所述第一开关根据其自身的开关状态控制所述第一电容形成串联关系；
所述第二时段内，所述第一开关根据其自身的开关状态控制所述第一电容形成并联关系；
所述第二电荷泵交替工作于第三时段和第四时段；
所述第三时段内，所述第二开关根据其自身的开关状态控制所述第二电容形成串联关系；
所述第四时段内，所述第二开关根据其自身的开关状态控制所述第二电容形成并联关系。
可选地，所述第一降压电路包括第三开关、第四开关和第一电感，所述第三开关串联于所述第一降压电路的输入端与所述第一电感的第一端之间，所述第四开关串联于第一节点与接地端之间，所述第一电感的第二端作为所述第一降压电路的输出端；其中，所述第一节点为所述第三开关与所述第一电感的串联节点；
所述第二降压电路包括第五开关、第六开关和第二电感，所述第五开关串联于所述第二降压电路的输入端与所述第二电感的第一端之间，所述第六开关串联于第二节点与接地端之间，所述第二电感的第二端作为所述第二降压电路的输出端；其中，所述第二节点为所述第五开关与所述第二电感的串联节点。
可选地，所述升压电路包括：
第七开关、第八开关和第三电感，所述第七开关串联于所述第三电感的第一端与所述升压电路的输出端之间，所述第八开关串联于第三节点与接地端之间，所述第三电感的第二端作为所述升压电路的输入端；其中，所述第三节点为所述第七开关与所述第三电感的串联节点。
第二方面，本公开实施例还提供了一种三电芯电池的充放电控制方法，由如第一方面所述的三电芯电池的充放电控制电路执行，所述三电芯电池的充放电控制方法包括：
获取所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数；
根据所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数判断所述三电芯电池所处工作阶段；
在所述涓流充电阶段、所述恒压充电阶段以及所述充电截止阶段，控制所述升压电路向所述三电芯电池充电；
在所述恒流充电阶段，控制所述第一电荷泵向所述三电芯电池充电。
可选地，所述充放电控制电路还包括第一降压电路和放电电路，所述第一降压电路分别与所述外部电源适配器、所述控制电路和***供电模块电连接，所述放电电路分别与所述控制电路、所述三电芯电池和所述***供电模块电连接；
所述三电芯电池的充放电控制方法还包括：
在所述恒流充电阶段、所述恒压充电阶段以及所述充电截止阶段，控制所述第一降压电路向所述***供电模块供电；
在放电阶段，控制所述放电电路向所述***供电模块供电。
第三方面，本公开实施例还提供了一种终端设备，包括三电芯电池和如第一方面所述的三电芯电池的充放电控制电路。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开实施例采用的三电芯电池有效解决了单电芯电池无法进一步实现大功率充电的瓶颈，改善了单电池电芯导致的电池电路板发热的问题，提高了充电安全性，有利于实现100W、120W及以上大功率充电。另外，在三电芯电池的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段，使用升压电路向三电芯电池充电，控制过程较为简单且控制灵活性较高，在三电芯电池的恒流充电阶段，使用第一电荷泵向三电芯电池充电，第一电荷泵的输出电压小于第一电荷泵的输入电压，第一电荷泵的输出电流大于第一电荷泵的输入电流，能够在实现大电流充电的时候，减少充电线材上传输的电流，进而改善充电线材上的发热，同时可减小充电芯片和PCB的发热，即减小充电电路整体的发热，确保针对三电芯电池较高的充电效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例提供的一种三电芯电池的充放电控制电路的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的另一种三电芯电池的充放电控制电路的结构示意图；
图3为本公开实施例提供的一种第一电荷泵的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的另一种第一电荷泵的结构示意图；
图5为本公开实施例提供的一种第一降压电路的结构示意图；
图6为本公开实施例提供的一种升压电路的结构示意图；
图7为本公开实施例提供的一种三电芯电池的充放电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为本公开实施例提供的一种三电芯电池的充放电控制电路的结构示意图。如图1所示，三电芯电池的充放电控制电路包括升压电路1、控制电路2和至少一个第一电荷泵3，图1示例性地设置充放电控制电路包括一个第一电荷泵3，外部电源适配器4分别与升压电路1、至少一个第一电荷泵3以及控制电路2电连接，控制电路2分别与升压电路1以及至少一个第一电荷泵3电连接，三电芯电池5分别与升压电路1、控制电路2以及至少一个第一电荷泵3电连接。示例性地，外部电源适配器4可以为AC/DC电源适配器，即直流转交流电源适配器。
控制电路2用于根据外部电源适配器4的设定参数以及三电芯电池5的设定参数控制升压电路1以及第一电荷泵3的打开和关闭时段，升压电路1用于在三电芯电池5的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向三电芯电池5充电，第一电荷泵3用于在三电芯电池5的恒流充电阶段向三电芯电池5充电，第一电荷泵3的输出电压小于第一电荷泵3的输入电压，第一电荷泵3的输出电流大于第一电荷泵3的输入电流。
目前的终端设备主要使用单电芯电池进行充电，但是由于单电芯电池充满电后的电压在4.5V左右，当单电芯电池的充电电流超过8A时，会出现电池端电路板发热严重的问题。另外，也需要更换阻抗更小且通流更大的电池连接器，导致充电实现成本增加，同时增加了电池端电路板走线及散热的难度，单电芯电池端的充电功率在36W左右到达瓶颈。
为了实现更大的充电功率，可以采用双电芯电池对终端设备进行充电，即一个电池里面有两个电芯，两个电芯为串联关系，使得双电芯电池的充电电压是单电芯电池的充电电压的两倍，对于相同的电池端充电功率，双电芯电池的充电电流是单电芯电池的充电电流的一半，双电芯电池端电路板的发热问题相对单电芯电池有所改善，降低了对电池连接器的要求，也降低了电池端电路板的走线及散热难度。但是，双电芯电池充满电后的电压在9V左右，当双电芯电池的充电电流超过10A时，同样会出现电池端电路板发热严重的问题。另外，双电芯电池的充电倍率仍然很高，同样需要更换阻抗更小且通流更大的电池连接器，导致充电实现成本增加，同时增加了电池端电路板走线及散热的难度，双电芯电池端的充电功率在90W左右到达瓶颈。
本公开实施例采用三电芯电池5，即电池包括三个电芯，电芯之间为串联关系，三电芯电池5的充电电压是双电芯电池充电电压的1.5倍，对于相同的电池端的充电功率，三电芯电池5的充电电流是双电芯充电电流的2/3，三电芯电池5充满电后的电压在13.5V左右，当充电功率为90W左右时，三电芯电池5的充电电流为6.67A左右，而双电芯电池的充电电流为10A，有效降低了电池的充电电流，改善了电路板发热的问题，提高了充电安全性。另外，降低了三电芯电池5的充电倍率，进而降低了对电池连接器的要求，降低了充电实现成本，降低了电池端电路板走线及散热的难度，使用三电芯电池5对终端设备进行充电能够实现100W、120W及以上大功率充电。由此，本公开实施例采用三电芯电池5有效解决了单电芯电池无法进一步实现大功率充电的瓶颈，改善了单电池电芯导致的电池电路板发热的问题，提高了充电安全性，有利于实现100W、120W及以上大功率充电。
具体地，三电芯电池5的充电阶段包括涓流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段和充电截止阶段，涓流充电阶段可理解为预充阶段，为小电流充电阶段，恒流充电阶段为采用恒定电流进行充电的阶段，该阶段充电电压逐渐增大，恒压充电阶段为采用恒定电压进行充电的阶段，该阶段充电电流逐渐减小，充电截止阶段充电电流越来越小，当充电电流小于设定值，即充电电流减小到一定程度时，对应三电芯电池5充满的状态。
在三电芯电池5的涓流充电阶段，当三电芯电池5的电压低于9V时，可采用最大0.1C，即0.1库伦的恒定电流对三电芯电池5进行充电，此时控制电路2对外部电源适配器4的端口类型进行判断。示例性地，外部电源适配器4的端口类型可以是SDP(StandardDownstream Port，标准下行端口)，也可以是DCP(Dedicated Charging Port，专用充电端口)，或者也可以是CDP(Charging Downstream Port，充电下行端口)，本公开实施例对此不作具体限定。此时，外部电源适配器4的设定参数包括外部电源适配器4的端口类型，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5的电压。
具体地，当外部电源适配器4的端口类型为SDP时，表示该端口为电脑上可插接的USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，其通流电流为500mA，电压为5V。当外部电源适配器4的端口类型为CDP时，端口类似于集线器且为具有多个接口的集线器，其通流电流为1A至1.5A，电压为5V。当外部电源适配器4的端口类型为DCP时，控制电路2不会同外部电源适配器4之间进行升压控制协议。上述三种情况下，外部电源适配器4的输出电压为5V，此时控制电路2控制升压电路1打开，升压电路1向三电芯电池5进行小电流充电，并控制第一电荷泵3关闭。
在三电芯电池5的恒流充电阶段，当控制电路2监测到三电芯电池5的充电电压大于设定电压阈值，三电芯电池5充电电流大于设定电流阈值，例如1A或2A时，控制电路2控制第一电荷泵3打开，控制电路2同外部电源适配器4之间进行升压控制协议，以控制外部电源适配器4向第一电荷泵3输出动态电压以及动态电流，此时第一电荷泵3向三电芯电池5进行大电流充电，控制电路2同时控制升压电路1关闭。此时，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5的充电电压以及三电芯电池5充电电流。
在三电芯电池5的恒压充电阶段以及充电截止阶段，当控制电路2监测到三电芯电池5的充电电流小于设定电流阈值时，控制电路2无需同外部电源适配器4之间进行升压控制协议，并控制外部电源适配器4输出比三电芯电池5的电压更低的电压，该电压例如为5V或者6V。此时，控制电路2控制升压电路1打开，并控制第一电荷泵3关闭，即控制升压电路1向三电芯电池5充电。此时，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5充电电流。需要说明的是，上述三电芯电池5的充电过程中，电压阈值和电流阈值可基于三电芯电池5的充电需求设置，本公开实施例对此不作具体限定。
由此，本公开实施例采用的三电芯电池5有效解决了单电芯电池无法进一步实现大功率充电的瓶颈，改善了单电池电芯导致的电池电路板发热的问题，提高了充电安全性，有利于实现100W、120W及以上大功率充电。另外，在三电芯电池5的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段，使用升压电路1向三电芯电池5充电，控制过程较为简单且控制灵活性较高，在三电芯电池5的恒流充电阶段，使用第一电荷泵3向三电芯电池5充电，第一电荷泵3的输出电压小于第一电荷泵3的输入电压，第一电荷泵3的输出电流大于第一电荷泵3的输入电流，能够在实现大电流充电的时候，减少充电线材上传输的电流，进而改善充电线材上的发热，同时可减小充电芯片和PCB的发热，即减小充电电路整体的发热，确保针对三电芯电池较高的充电效率。
图2为本公开实施例提供的另一种三电芯电池的充放电控制电路的结构示意图。与图1所示结构的充放电控制电路不同的是，图2所示结构的充放电控制电路包括多个第一电荷泵3，外部电源适配器4分别与多个第一电荷泵3电连接，控制电路2分别与多个第一电荷泵3电连接，三电芯电池5分别与多个第一电荷泵3电连接。具体地，充电电压相同时，充电电流越大，充电功率越高，但发热会越多，为了确保三电芯电池5较大充电功率的同时尽可能减少发热，将充电功率与发热进行均衡设计，单个第一电荷泵3的适用充电电流范围可为4A至6A。
由此，通过设置充放电控制电路包括多个第一电荷泵3，且多个第一电荷泵3形成并联关系，形成了能够适用于较大充电电流的电荷泵电路，即在实际应用中可以根据三电芯电池5的充电电流的大小来选择并联的第一电荷泵3的数量，三电芯电池5的充电电流越大，第一电荷泵3的数量越多，以提高充放电控制电路的电源转换效率和减少发热。示例性地，当三电芯电池5的充电电流为8A至10A时，可以设置充放电控制电路包括两个第一电荷泵3，每个第一电荷泵3分担4A至5A的充电电流；当三电芯电池5的充电电流为20A时，可以设置充放电控制电路包括四个第一电荷泵3，每个第一电荷泵3分担5A的充电电流。需要说明的是，当三电信电池的充电电流为其它电流值或其它电流范围时，充放电控制电路2中第一电荷泵3的数量可以随之调整，本公开实施例对此不作具体限定。
可选地，结合图1和图2，充放电控制电路还可以包括第一降压电路6和放电电路7，第一降压电路6分别与外部电源适配器4、控制电路2和***供电模块8电连接，放电电路7分别与控制电路2、三电芯电池5和***供电模块8电连接，***供电模块8用于向移动终端中的***提供相关电源，保证终端***能正常工作。控制电路2用于根据三电芯电池5的设定参数控制第一降压电路6以及放电电路7的打开和关闭时段，第一降压电路6用于在三电芯电池5的恒流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向***供电模块8供电，放电电路7用于在三电芯电池5的放电阶段向***供电模块8供电。
具体地，在三电芯电池5的恒流充电阶段，当控制电路2监测到三电芯电池5的充电电压大于设定电压阈值，三电芯电池5的充电电流大于设定电流阈值，例如1A或2A时，控制电路2控制第一降压电路6打开，第一降压电路6向***供电模块8供电，实现了在对三电芯电池5充电的过程中，利用第一降压电路6向***供电模块8供电，不影响三电芯电池5的冲充电过程，能够有效防止三电芯电池5边充电边放电，实现了对三电芯电池5的有效保护，该过程控制电路2控制放电电路7、升压电路1以及第一电荷泵3均关闭。此时，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5的充电电压和三电芯电池5的充电电流。
在三电芯电池5的恒压充电阶段以及充电截止阶段，当控制电路2监测到三电芯电池5的充电电流小于设定电流阈值时，控制电路2同样控制第一降压电路6打开，第一降压电路6向***供电模块8供电，实现了在对三电芯电池5充电的过程中，利用第一降压电路6向***供电模块8供电，不影响三电芯电池5的冲充电过程，能够有效防止三电芯电池5边充电边放电，实现了对三电芯电池5的有效保护，该过程控制电路2控制放电电路7、升压电路1以及第一电荷泵3均关闭。此时，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5的充电电流。
在三电芯电池5的放电阶段，控制电路2控制放电电路7打开，三电芯电池5放电，放电电路7对三电芯电池5的输出电压进行降压处理后输出至***供电模块8以向***供电模块8供电，该过程控制电路2控制第一降压电路6、升压电路1以及第一电荷泵3均关闭。示例性地，可以设置放电电路7包括第二降压电路或者至少一个第二电荷泵，以实现放电电路7的降压功能。此时，三电芯电池5的设定参数包括三电芯电池5处于放电状态。
可选地，可以设置第一电荷泵3包括多个第一开关和N个第一电容，第一开关用于根据其自身的开关状态控制第一电容在第一电荷泵3中的串并联状态以使第一电荷泵3的输出电压等于第一电荷泵3的输入电压的1/N，N为大于1的整数。第二电荷泵包括多个第二开关和M个第二电容，第二开关用于根据其自身的开关状态控制第二电容在第二电荷泵中的串并联状态以使第二电荷泵的输出电压等于第二电荷泵的输入电压的1/M，M为大于1的整数。
具体地，现有的降压电路一般包括LC电路，LC电路由一个电感器和一个电容器组成，电感器存在线圈损耗和磁心损耗，导致整个降压电路的降压转换效率较低，且这些主要功率器件损耗的能量基本都转换为热能，导致降压电路的充电方案发热严重，无法实现大电流充电。本公开实施例利用第一电荷泵和第二电荷泵实现降压，省掉了传统降压电路中的电感器，有效避免了电感器带来的功率损耗，减少了充电过程的发热量，有效提高了充电效率，有利于实现大功率充电。
可选地，第一电荷泵3交替工作于第一时段和第二时段，第一时段内，第一开关根据其自身的开关状态控制第一电容形成串联关系，第二时段内，第一开关根据其自身的开关状态控制第一电容形成并联关系。第二电荷泵交替工作于第三时段和第四时段，第三时段内，第二开关根据其自身的开关状态控制第二电容形成串联关系，第四时段内，第二开关根据其自身的开关状态控制第二电容形成并联关系。具体地，可以设置所有第一电容的分压特性相同以通过第一电容在不同的时段分别形成串联或者并联关系，实现第一电荷泵的输出电压等于第一电荷泵的输入电压的1/N，即实现第一电荷泵的降压功能。同样地，可以设置所有第二电容的分压特性相同以通过第二电容在不同的时段分别形成串联或者并联关系，实现第二电荷泵的输出电压等于第二电荷泵的输入电压的1/M，即实现第二电荷泵的降压功能。
以第一电荷泵3为例且以N等于2为例，图3为本公开实施例提供的一种第一电荷泵的结构示意图。如图3所示，可以设置第一电荷泵3包括两个第一电容C1，即第一电容C11和第一电容C12，即N等于2，即第一电荷泵3的输出电压等于第一电荷泵3的输入电压的1/2，第一电荷泵3的输出电流约等于第一电荷泵3的输入电流的两倍。第一电荷泵3还包括四个第一开关K1，即第一开关K11至第一开关K14，第一电容C1与第一开关K1的具体连接关系如图3所示，这里不再展开描述。示例性地，第一电荷泵3还可以包括滤波电容C01，滤波电容C01对应第一电荷泵3的输入端VIN设置，实现滤除杂波的功能。需要说明的是，这里的N是指第一电荷泵3中不可或缺的第一电容C1的数量，滤波电容C01可有可无。
如图3所示，在第一时段，控制第一开关K11和第一开关K13导通，第一开关K12和第一开关K14关断，第一电容C11和第一电容C12形成串联关系，第一电容C11和第一电容C12充电，第一电容C11上的电压以及第一电容C12上的电压均约等于第一电荷泵3的输入电压的1/2。在第二时段，控制第一开关K12和第一开关K14导通，第一开关K11和第一开关K13关断，第一电容C11和第一电容C12形成并联关系，第一电容C11和第一电容C12放电，第一电荷泵3的输出电压，即第一电容C12上的电压均约等于第一电荷泵3的输入电压的1/2，由此实现了第一电荷泵3的降压功能，且第一电荷泵3的输出电压等于第一电荷泵3的输入电压的1/2。
以第一电荷泵3为例且以N等于3为例，图4为本公开实施例提供的另一种第一电荷泵的结构示意图。如图4所示，可以设置第一电荷泵3包括三个第一电容C1，即第一电容C11、第一电容C12和第一电容C13，即N等于3，即第一电荷泵3的输出电压等于第一电荷泵3的输入电压的1/3，第一电荷泵3的输出电流约等于第一电荷泵3的输入电流的三倍。第一电荷泵3还包括七个第一开关K1，即第一开关K11至第一开关K17，第一电容C1与第一开关K1的具体连接关系如图4所示，这里不再展开描述。示例性地，第一电荷泵3还可以包括滤波电容C02，滤波电容C02对应第一电荷泵3的输入端设置，实现滤除杂波的功能。需要说明的是，这里的N是指第一电荷泵3中不可或缺的第一电容C1的数量，滤波电容C02可有可无。
如图4所示，在第一时段，控制第一开关K11、第一开关K14和第一开关K17导通，其余第一开关K1关断，第一电容C11、第一电容C12和第一电容C13形成串联关系，第一电容C11、第一电容C12和第一电容C13充电，第一电容C11上的电压、第一电容C12上的电压和第一电容C13上的电压均约等于第一电荷泵3的输入电压的1/3。在第二时段，控制第一开关K12、第一开关K13、第一开关K15和第一开关K16导通，其余第一开关K1关断，第一电容C11、第一电容C12和第一电容C13形成并联关系，第一电容C11、第一电容C12和第一电容C13，第一电荷泵3的输出电压，即第一电容C13上的电压约等于第一电荷泵3的输入电压的1/3，由此实现了第一电荷泵3的降压功能，且第一电荷泵3的输出电压等于第一电荷泵3的输入电压的1/3。
需要说明的是，第二电荷泵的具体结构以及工作原理与第一电荷泵3类似，这里不再赘述，且第一电荷泵3与第二电荷泵的降压倍数可以相同也可以不同。另外，上述实施例仅以第一电荷泵3的降压倍数为1/2和1/3为例进行了说明，第一电荷泵3的降压倍数可以为1/a，a为大于3的整数。
图5为本公开实施例提供的一种第一降压电路的结构示意图。如图5所示，可以设置第一降压电路6包括第三开关K3、第四开关K4和第一电感L1，第三开关K3串联于第一降压电路6的输入端VIN与第一电感L1的第一端之间，第四开关K4串联于第一节点N1与接地端GND之间，第一电感L1的第二端作为第一降压电路6的输出端VOUT，第一节点N1为第三开关K3与第一电感L1的串联节点。第二降压电路包括第五开关、第六开关和第二电感，第五开关串联于第二降压电路的输入端与第二电感的第一端之间，第六开关串联于第二节点与接地端之间，第二电感的第二端作为第二降压电路的输出端，第二节点为第五开关与第二电感的串联节点。
以第一降压电路6为例，结合图1、图2和图5，第一降压电路6包括两个工作阶段，第一工作阶段为第一电感L1的充电阶段，该阶段控制第三开关K3导通，第四开关K4关断，第一电感L1充电，第三开关K3、第一电感L1和***供电模块8形成主回路，电路的主电流会流经第三开关K3、第一电感L1以及***供电模块8。第二工作阶段为第一电感L1的放电阶段，该阶段控制第三开关K3关断，第四开关K4导通，第一电感L1放电，第四开关K4、第一电感L1和***供电模块8形成主回路，电路的主电流会流经第四开关K4、第一电感L1以及***供电模块8。示例性地，第一降压电路6还可以包括滤波电容C03和滤波电容C04，滤波电容C03对应第一降压电路6的输入端VIN设置，滤波电容C04对应第一降压电路6的输出端VOUT设置，实现滤除杂波的功能。
本公开实施例设置第一降压电路6和第二降压电路仅用于向***供电模块8供电，并不向三电芯电池5充电，有利于避免大电流充电过程中发热过多的问题，进一步提高了充电效率。另外需要说明的是，第二降压电路的具体结构以及工作原理与第一降压电路6类似，这里不再赘述。
图6为本公开实施例提供的一种升压电路的结构示意图。如图6所示，可以设置升压电路1包括第七开关K7、第八开关K8和第三电感L3，第七开关K7串联于第三电感L3的第一端与升压电路1的输出端之间，第八开关K8串联于第三节点N3与接地端之间，第三电感L3的第二端作为升压电路1的输入端；其中，第三节点N3为第七开关K7与第三电感L3的串联节点。
具体地，结合图1、图2和图6，升压电路1包括两个工作阶段，第一工作阶段为第三电感L3的充电阶段，该阶段控制第八开关K8导通，第七开关K7关断，第三电感L3充电，第八开关K8和第三电感L3形成主回路，电路的主电流会流经第八开关K8和第三电感L3。第二工作阶段为第三电感L3的放电阶段，该阶段控制第八开关K8关断，第七开关K7导通，第三电感L3放电，第七开关K7、第三电感L3和三电芯电池5形成主回路，电路的主电流会流经第七开关K7、第三电感L3和三电芯电池5。
示例性地，在上述实施方式中提到的开关可以包括金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)或本领域技术人员可知的其它开关管，本公开实施例对此不作具体限定。
本公开实施例还提供了一种三电芯电池的充放电控制方法，由上述实施例的三电芯电池的充放电控制电路执行，图7为本公开实施例提供的一种三电芯电池的充放电控制方法的流程示意图。如图7所示，三电芯电池的充放电控制方法包括：
S110、获取外部电源适配器的设定参数以及三电芯电池的设定参数。
根据上述实施例的描述，外部电源适配器的设定参数可以包括外部电源适配器的端口类型，三电芯电池的设定参数可以包括三电芯电池的电压、三电芯电池的充电电压以及三电芯电池充电电流。
S120、根据外部电源适配器的设定参数以及三电芯电池的设定参数判断三电芯电池所处工作阶段。
具体地，根据外部电源适配器的设定参数以及三电芯电池的设定参数判断三电芯电池处于涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段具体哪个阶段。
S130、在涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段，控制升压电路向三电芯电池充电。
S140、在恒流充电阶段，控制第一电荷泵向三电芯电池充电。
本公开实施例采用的三电芯电池有效解决了单电芯电池无法进一步实现大功率充电的瓶颈，改善了单电池电芯导致的电池电路板发热的问题，提高了充电安全性，有利于实现100W、120W及以上大功率充电。另外，在三电芯电池的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段，使用升压电路向三电芯电池充电，控制过程较为简单且控制灵活性较高，在三电芯电池的恒流充电阶段，使用第一电荷泵向三电芯电池充电，第一电荷泵的输出电压小于第一电荷泵的输入电压，第一电荷泵的输出电流大于第一电荷泵的输入电流，能够在实现大电流充电的时候，减少充电线材上传输的电流，进而改善充电线材上的发热，同时可减小充电芯片和PCB的发热，即减小充电电路整体的发热，确保针对三电芯电池较高的充电效率。
可选地，结合图1和图2，充放电控制电路还包括第一降压电路6和放电电路7，第一降压电路6分别与外部电源适配器4、控制电路2和***供电模块8电连接，放电电路7分别与控制电路2、三电芯电池5和***供电模块8电连接。三电芯电池5的充放电控制方法还包括在恒流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段，控制第一降压电路6向***供电模块8供电，在放电阶段，控制放电电路7向***供电模块8供电。由此，不影响三电芯电池5的冲充电过程，能够有效防止三电芯电池5边充电边放电，实现了对三电芯电池5的有效保护。
本公开实施例还提供了一种终端设备，终端设备包括三电芯电池如上述实施例所述的三电芯电池的充放电控制电路，因此具备上述实施例所述的有益效果，这里不再赘述。示例性地，终端设备可以为手机、平板、移动电脑或本领域技术人员可知的其它可充电的终端设备，本公开实施例对此不作限定。另外，上述三电芯电池的充放电控制电路也可以集成在终端设备的充电线中，可在充电线的大部分线材上流过小电流，以减少线材上的发热，减缓线材的损耗。
需要说明的是，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，包括：
升压电路、控制电路和至少一个第一电荷泵，外部电源适配器分别与所述升压电路、所述至少一个第一电荷泵以及所述控制电路电连接，所述控制电路分别与所述升压电路以及所述至少一个第一电荷泵电连接，所述三电芯电池分别与所述升压电路、所述控制电路以及所述至少一个第一电荷泵电连接；
所述控制电路用于根据所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数控制所述升压电路以及所述第一电荷泵的打开和关闭时段；
所述升压电路用于在所述三电芯电池的涓流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向所述三电芯电池充电；
所述第一电荷泵用于在所述三电芯电池的恒流充电阶段向所述三电芯电池充电；其中，所述第一电荷泵的输出电压小于所述第一电荷泵的输入电压，所述第一电荷泵的输出电流大于所述第一电荷泵的输入电流。
2.根据权利要求1所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，还包括：
第一降压电路和放电电路，所述第一降压电路分别与所述外部电源适配器、所述控制电路和***供电模块电连接，所述放电电路分别与所述控制电路、所述三电芯电池和所述***供电模块电连接；
所述控制电路用于根据所述三电芯电池的设定参数控制所述第一降压电路以及所述放电电路的打开和关闭时段；
所述第一降压电路用于在所述三电芯电池的恒流充电阶段、恒压充电阶段以及充电截止阶段向所述***供电模块供电；
所述放电电路用于在所述三电芯电池的放电阶段向所述***供电模块供电。
3.根据权利要求2所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，所述放电电路包括第二降压电路或者至少一个第二电荷泵。
4.根据权利要求3所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，所述第一电荷泵包括多个第一开关和N个第一电容，所述第一开关用于根据其自身的开关状态控制所述第一电容在所述第一电荷泵中的串并联状态以使所述第一电荷泵的输出电压等于所述第一电荷泵的输入电压的1/N；其中，N为大于1的整数；
所述第二电荷泵包括多个第二开关和M个第二电容，所述第二开关用于根据其自身的开关状态控制所述第二电容在所述第二电荷泵中的串并联状态以使所述第二电荷泵的输出电压等于所述第二电荷泵的输入电压的1/M；其中，M为大于1的整数。
5.根据权利要求4所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，所述第一电荷泵交替工作于第一时段和第二时段；
所述第一时段内，所述第一开关根据其自身的开关状态控制所述第一电容形成串联关系；
所述第二时段内，所述第一开关根据其自身的开关状态控制所述第一电容形成并联关系；
所述第二电荷泵交替工作于第三时段和第四时段；
所述第三时段内，所述第二开关根据其自身的开关状态控制所述第二电容形成串联关系；
所述第四时段内，所述第二开关根据其自身的开关状态控制所述第二电容形成并联关系。
6.根据权利要求3所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，所述第一降压电路包括第三开关、第四开关和第一电感，所述第三开关串联于所述第一降压电路的输入端与所述第一电感的第一端之间，所述第四开关串联于第一节点与接地端之间，所述第一电感的第二端作为所述第一降压电路的输出端；其中，所述第一节点为所述第三开关与所述第一电感的串联节点；
所述第二降压电路包括第五开关、第六开关和第二电感，所述第五开关串联于所述第二降压电路的输入端与所述第二电感的第一端之间，所述第六开关串联于第二节点与接地端之间，所述第二电感的第二端作为所述第二降压电路的输出端；其中，所述第二节点为所述第五开关与所述第二电感的串联节点。
7.根据权利要求1所述的三电芯电池的充放电控制电路，其特征在于，所述升压电路包括：
第七开关、第八开关和第三电感，所述第七开关串联于所述第三电感的第一端与所述升压电路的输出端之间，所述第八开关串联于第三节点与接地端之间，所述第三电感的第二端作为所述升压电路的输入端；其中，所述第三节点为所述第七开关与所述第三电感的串联节点。
8.一种三电芯电池的充放电控制方法，其特征在于，由如权利要求1-7任一项所述的三电芯电池的充放电控制电路执行，所述三电芯电池的充放电控制方法包括：
获取所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数；
根据所述外部电源适配器的设定参数以及所述三电芯电池的设定参数判断所述三电芯电池所处工作阶段；
在所述涓流充电阶段、所述恒压充电阶段以及所述充电截止阶段，控制所述升压电路向所述三电芯电池充电；
在所述恒流充电阶段，控制所述第一电荷泵向所述三电芯电池充电。
9.根据权利要求8所述的三电芯电池的充放电控制方法，其特征在于，所述充放电控制电路还包括第一降压电路和放电电路，所述第一降压电路分别与所述外部电源适配器、所述控制电路和***供电模块电连接，所述放电电路分别与所述控制电路、所述三电芯电池和所述***供电模块电连接；
所述三电芯电池的充放电控制方法还包括：
在所述恒流充电阶段、所述恒压充电阶段以及所述充电截止阶段，控制所述第一降压电路向所述***供电模块供电；
在放电阶段，控制所述放电电路向所述***供电模块供电。
10.一种终端设备，其特征在于，包括三电芯电池和如权利要求1-7任一项所述的三电芯电池的充放电控制电路。
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