一種移動終端、可直充電源適配器及充電方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于直流充電技術領域，具體地說，是涉及一種用于對移動終端內部的電 池進行充電的方法以及支持所述充電方法的移動終端和可直充電源適配器。
【背景技術】
[0002] 目前，便攜式移動終端已經深入到人們生活的方方面面，成為引領半導體產業(yè)前 進的主導力量。目前的便攜式移動終端大多采用可充電電池為產品內部的系統(tǒng)電路供電。 隨著便攜式產品所支持的功能日漸繁多，其系統(tǒng)電路的耗電量也隨之增大，在電池容量有 限的情況下，產品充電后的續(xù)航時間逐漸縮短，導致充電操作變得越來越頻繁。
[0003] 目前，廣泛采用的電池充電方式主要有兩種：一種是利用常規(guī)的電源適配器(充電 器）為電池充電，即標準DCP充電方式，這種常規(guī)電源適配器一般僅支持5V/9V/12V等固定 電壓輸出，輸出電壓的選擇性相對較小，充電時間較長，例如一塊手機電池從耗盡到充滿電 所需的時間一般在3-4小時；另一種是利用主機(例如計算機等)為電池充電，即SDP充電方 式，這種充電方式，由于通過主機輸出的充電電壓恒定，且充電電流較小，因此需要比標準 DCP充電方式更長的充電時間。較長的充電時間嚴重影響著用戶對便攜式移動終端的日常 使用，在很大程度上降低了用戶使用的滿意度。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種移動終端、可直充電源適配器及充電方法，以加快電 池的充電速度。
[0005] 在一個方面，本發(fā)明提出了一種移動終端的充電方法，包括：移動終端檢測到其 USB接口上有外部設備插入，判斷USB接口的兩個差分數(shù)據引腳是否短接；若未短接，則與 插入的外部設備進行USB通信；若USB通信失敗，則與插入的外部設備進行UART通信；若 UART通信成功，則判定插入的外部設備是可直充電源適配器；然后，檢測移動終端的電池 電壓，若電池電壓在預設的直充閾值的范圍內，則所述電池由可直充電源適配器輸出的充 電電壓直接充電，并根據當前的電池電壓確定可直充電源適配器的充電電壓值。
[0006] 在采用可直充電源適配器為電子產品充電時，為了加快電池的充電速度，在電池 電壓落在直充閾值的范圍內時，本發(fā)明采用大電流直充的方式，利用適配器輸出的充電電 壓直接為電池充電，通過控制充電電流維持在較高的安全目標值上，以盡可能地縮短電池 充滿電所需的時間。
[0007] 為了使充電電流能夠維持在目標充電電流值上，需要根據電池電壓的變化動態(tài)地 調整電源適配器輸出的充電電壓。為了實現(xiàn)充電電壓的動態(tài)調節(jié)，本發(fā)明提出以下三種優(yōu) 選設計方案： 方案一，移動終端根據檢測到的電芯電壓Vbat Mal查找預設的對照表，獲取V bat Mal所處 區(qū)間段所對應的目標充電電壓值Vwt，發(fā)送至可直充電源適配器，以確定可直充電源適配器 輸出的充電電壓值； 方案二，移動終端將檢測到的電芯電壓Vbat Mal發(fā)送至可直充電源適配器，通過可直充 電源適配器查找預設的對照表，以獲取Vbat Mal所處的區(qū)間段所對應的目標充電電壓值V _， 并接收可直充電源適配器調節(jié)輸出的目標充電電壓； 方案三，移動終端根據所述電池支持的最大端子電壓以及電池內阻確定出充電電流最 大值Imax，繼而根據Imax確定出當前電芯電壓Vbat Mal所對應的目標充電電流值I tmg，進而根 據Itog結合充電線上的電阻阻值、移動終端的電路板上的電阻阻值以及電池內阻計算出目 標充電電壓值V tjut，發(fā)送至可直充電源適配器，以確定所述可直充電源適配器輸出的充電電 壓值。
[0008] 其中，所述對照表優(yōu)選采用以下方式生成： 針對范圍在[S1，S2]區(qū)間內的電芯電壓設置i個區(qū)間段，記為Xil~xi2; 針對每一個所述的區(qū)間段分別計算該區(qū)間段所對應的V^、Itmg和充電電流最大值 ImM，其中， Imaxmin((Vbat-maxVbat-real)ZRbat，lallow)， ItargImaxAI' V〇utVbat-real+Itarg* (Rline+Rboard+Rbat); 公式中，Rline為充電線上的電阻阻值，R移動終端的電路板上的電阻阻值，Rbat為 所述電池的內阻阻值，Vbatmax為所述電池支持的最大端子電壓值，Iallw是在保證電池充電 安全的前提下選取的最大安全充電電流值，△ I為設定的電流差值； 根據參數(shù)Vbat Mal、Vwt、Itmg、Imax生成所述的對照表。
[0009] 優(yōu)選的，所述直充閾值的范圍為[S1，S2]，所述直充閾值的范圍[S1，S2]與標準 DCP充電模式下的恒流充電階段所對應的電池電壓范圍一致；當電池電壓小于Sl時，通過 電源管理芯片對所述電池進行小電流預充；當電池電壓大于S2時，通過電源管理芯片對所 述電池進行恒壓充電；當所述電池電壓在所述直充閾值的范圍以外時，移動終端通知可直 充電源適配器輸出其在默認情況下輸出的恒定充電電壓。
[0010] 進一步的，所述移動終端在檢測到其USB接口的兩個差分數(shù)據引腳短接時，判定 插入的外部設備是常規(guī)電源適配器，并啟動標準的DCP充電模式。所述移動終端在檢測到 其USB接口的兩個差分數(shù)據引腳未短接且與插入的外部設備USB通信成功時，判定插入的 外部設備是主機，并啟動標準的SDP充電模式。
[0011] 基于上述移動終端的充電方法，本發(fā)明還提供了一種移動終端，設置有電池、USB 接口和微處理器；所述電池用于儲存電能；所述USB接口用于插接外部設備；所述微處理器 在檢測到所述USB接口上有外部設備插入時，對USB接口的兩個差分數(shù)據引腳是否短接進 行判斷；若未短接，則與插入的外部設備進行USB通信；若USB通信失敗，則與插入的外部 設備進行UART通信；若UART通信成功，則判定插入的外部設備是可直充電源適配器；檢測 所述電池的電壓，若電池電壓在預設的直充閾值的范圍內，則控制可直充電源適配器輸出 的充電電壓對所述電池進行直充，并根據當前的電池電壓確定所述可直充電源適配器的充 電電壓值。
[0012] 進一步的，在所述移動終端中還設置有選通開關，連接在所述的USB接口與微處 理器之間，所述選通開關在默認狀態(tài)下將所述USB接口的兩個差分數(shù)據引腳與微處理器的 差分數(shù)據接口連通，用于微處理器與外部設備之間進行USB通信；當USB通信失敗時，微處 理器控制所述選通開關切換，將所述USB接口的兩個差分數(shù)據引腳與微處理器的UART接口 連通，與外部設備進行UART通信。
[0013] 再進一步的，在所述移動終端中還設置有直充開關和電源管理芯片；所述直充開 關連接在所述USB接口與電池之間，所述微處理器在檢測到所述電池電壓在預設的直充閾 值的范圍內時，控制所述直充開關導通，將所述可直充電源適配器輸出的充電電壓直接傳 送至所述電池，對所述電池進行直充；所述電源管理芯片連接在所述USB接口與電池之間， 所述微處理器在檢測到所述電池電壓在預設的直充閾值的范圍以外時，控制所述電源管理 芯片接收所述可直充電源適配器輸出的充電電壓，并對所述電池充電。
[0014] 在另一方面，本發(fā)明還提出了一種可直充電源適配器的充電方法，包括：可直充電 源適配器檢測到其充電接口與移動終端連接；通過所述充電接口的兩個彼此斷開的通信引 腳與移動終端進行UART通信，通信成功后，根據移動終端當前的電池電壓確定可直充電源 適配器輸出的充電電壓值。
[0015] 為了對可直充電源適配器輸出的充電電壓進行調節(jié)，以滿足電池在不同電芯電壓 下的充電要求，本發(fā)明提出以下兩種優(yōu)選設計方案： 其一是，所述可直充電源適配器根據移動終端發(fā)送過來的目標充電電壓值Vrat，調節(jié)其 輸出的充電電壓達到所述的目標充電電壓值Vrat; 其二是，所述可直充電源適配器根據移動終端發(fā)送過來的電池電壓，查找可直充電源 適配器中預設的對照表，獲得當前電池電壓所對應的目標充電電壓值vwt，反饋給移動終 端，并調節(jié)所述可直充電源適配器輸出的充電電壓到達所述的目標充電電壓值v wt。
[0016] 為了克服因電池內阻、線上阻抗可能隨著溫度、老化等因素發(fā)生變化所導致的實 際充電電流值Idlg偏離目標充電電流值較多的情況，以便于在允許的范圍內盡可能地提升 充電電流，進一步加快充電速度，本發(fā)明設計所述可直充電源適配器接收移動終端發(fā)送過 來的目標充電電流值I tog和充電電流最大值I _，或者采用查找所述對照表的方式獲得當 前電池電壓所對應的目標充電電流值Itmg和充電電流最大值I _;所述可直充電源適配器 實時監(jiān)測其輸出的充電電流Idlg，若I ，則逐次將其輸出的充電電壓上調 A V，使通過可直充電源適配器實際輸出的充電電流Idlg接近目標充電電流值I tmg;若I _與 Itog的差值的絕對值大于16或者I _大于I _，則所述可直充電源適配器停止輸出充電電 源；其中，L表示所述可直充電源適配器的實際充電電流值與目標充電電流值的可控差異 范圍。
[0017] 為了確保電池的充電安全，設計所述可直充電源適配器在默認狀態(tài)下輸出恒定充 電電壓。
[0018] 基于上述可直充電源適配器的充電方法，本發(fā)明還提出了 一種可直充電源適配 器，設置有充電接口、交直流轉換單元和控制單元；所述充電接口用于外接移動終端，包括 兩個彼此斷開的通信引腳；所述交直流轉換單元用于將交流輸入電源轉換成移動終端所需 的充電電壓，并通過所述充電接口輸出；所述控制單元連接所述的充電接口，在所述充電接 口與移動終端連接后，通過所述通信引腳與移動終端進行UART通信，以調節(jié)所述交直流轉 換單兀輸出的充電電壓。
[0019] 進一步的，在所述可直充電源適配器中還設置有電流監(jiān)測單元和開關電路；所 述電流監(jiān)測單元實時監(jiān)測通過所述充電接口輸出的充電電流Idlg，并反饋至所述的控制單 元；所述開關電路連接在所述交直流轉換單元與充電接口之間；所述控制單元在檢測到 Itog-IeS I ，控制所述交直流轉換單元逐次上調其輸出的充電電壓，每次上調幅 度為A V，使通過所述充電接口輸出的充電電流Idlg接近目標充電電流值Itmg;若檢測到I _ 與Itmg的差值的絕對值大于I e或者I _大于充電電流最大值I _，則控制所述開關電路切 斷所述交直流轉換單元與充電接口之間的充電電壓傳輸線路，避免繼續(xù)充電可能引發(fā)的安 全隱患。其中，1表示所述可直充電源適配器的實際充電電流值與目標充電電流值的可控 差異范圍；所述控制單元通過與移動終端通信，獲取所述的目標充電電流值I tmjP充電電 流最大值1_;或者，所述控制單元根據移動終端發(fā)送過來的電池電壓，查找預設的對照表， 獲得當前電池電壓所對應的目標充電電流值I tmg和充電電流最大值I _。
[0020] 在又一方面，本發(fā)明還提出了一種充電方法，應用在采用主機、常規(guī)電源適配器或 可直充電源適配器為移動終端的內置電池充電的過程中；包括：將移動終端與外部設備連 接；移動終端在檢測到其USB接口上有外部設備插入時，判斷USB接口的兩個差分數(shù)據引腳 是否短接；若未短接，則與插入的外部設備進行USB通信；若USB通信失敗，則移動終端與 插入的外部設備進行UART通信；若UART通信成功，則移動終端判定插入的外部設備是可直 充電源適配器；移動終端檢測其電池的電壓，若電池電壓在預設