便攜式電子設(shè)備的充電電路的制作方法
【專利摘要】一種便攜式電子設(shè)備的充電電路。所述電路包括：電流調(diào)節(jié)器，從外部充電器接收供電電流，并將接收的供電電流中的第一電流提供給電池，將接收的供電電流中的第二電流提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載；電流檢測(cè)器，檢測(cè)第一電流；電流控制器，根據(jù)檢測(cè)的第一電流產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，電流調(diào)節(jié)器響應(yīng)于控制信號(hào)控制接收的供電電流。
【專利說(shuō)明】便攜式電子設(shè)備的充電電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電電路領(lǐng)域。更具體地講，涉及一種便攜式電子設(shè)備的充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，各種便攜式電子設(shè)備(例如，手機(jī)、掌上電腦、平板電腦等)的功能日益強(qiáng)大，支持的高功率負(fù)載(例如，視頻通話軟件、大型3D游戲軟件，高碼率視頻播放軟件等)的種類不斷增多，隨之而來(lái)的是電池的充電頻率升高。因此，電池充電時(shí)間的問題受到越來(lái)越多的重視。
[0003]電池的整個(gè)充電過程分為涓流充電、恒流充電、恒壓充電三個(gè)階段，充電過程中便攜式電子設(shè)備負(fù)載(例如，視頻軟件、音樂播放器、游戲軟件等)的運(yùn)行主要影響恒流充電階段的充電時(shí)間。恒流充電階段設(shè)備充電的供電電流為恒定電流(電池的最大充電電流)。當(dāng)充電過程中設(shè)備運(yùn)行時(shí)，充電電流一部分提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載，另一部分提供給電池充電，當(dāng)負(fù)載消耗的電流變大時(shí)，電池充電的電流就會(huì)相應(yīng)減小。例如，當(dāng)恒流充電階段充電器提供的供電電流為500mA (電池在恒流充電過程中所需的充電電流為500mA)，便攜式電子設(shè)備負(fù)載運(yùn)行所需的電流為300mA時(shí)，電池的實(shí)際充電電流為200mA。因此，當(dāng)設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)電池的充電時(shí)間將明顯大于設(shè)備待機(jī)或者關(guān)機(jī)時(shí)的充電時(shí)間，甚至?xí)霈F(xiàn)電池電量越充越少的現(xiàn)象。
[0004]然而，隨著便攜式電子設(shè)備日益成為日常生活中不可或缺的一部分，很多情況下，不可避免地在充電過程中使用便攜式電子設(shè)備。例如，重要的比賽直播，需要設(shè)備運(yùn)行高碼率的視頻播放。如果這種情況下電池需要充電，則需要較長(zhǎng)時(shí)間被限制在電源周圍使用便攜式電子設(shè)備，甚至當(dāng)設(shè)備負(fù)載消耗的電流大于供電電流時(shí)，電池的電量會(huì)越充越少，最終導(dǎo)致設(shè)備關(guān)機(jī)不能正常使用。
[0005]因此，需要一種電池充電技術(shù)減少便攜式電子設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行情況下的電池充電時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式電子設(shè)備的充電電路，從而可以保證充電過程中電池充電電流的穩(wěn)定，能夠有效提高設(shè)備在高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)電池進(jìn)行充電的充電效率。
[0007]本發(fā)明提供一種便攜式電子設(shè)備的充電電路，其特征在于包括:電流調(diào)節(jié)器，從外部充電器接收供電電流，并將接收的供電電流中的第一電流提供給電池，將接收的供電電流中的第二電流提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載；電流檢測(cè)器，檢測(cè)第一電流；電流控制器，根據(jù)檢測(cè)的第一電流產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，電流調(diào)節(jié)器響應(yīng)于控制信號(hào)控制接收的供電電流。
[0008]可選地，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。
[0009]可選地，所述電流控制器包括:比較器，用于對(duì)檢測(cè)的第一電流與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。
[0010]可選地，所述電流檢測(cè)器包括:電阻器，串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中；電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電阻器兩端的電壓差；電流計(jì)算器，根據(jù)電壓檢測(cè)器檢測(cè)的電壓差和電阻器的電阻值計(jì)算第一電流的電流值。
[0011]可選地，所述電流檢測(cè)器包括:電阻器，串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中，差分放大器，差分放大器的兩個(gè)輸入端分別連接到電阻器的兩端，其中，所述電流控制器包括:比較器，用于對(duì)差分放大器的輸出端的電壓與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，當(dāng)差分放大器的輸出端的電壓小于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器的輸出端的電壓大于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。
[0012]可選地，所述電流調(diào)節(jié)器為三極管，所述三極管的發(fā)射極連接到外部充電器以接收供電電流，集電極連接到電池和便攜式電子設(shè)備的負(fù)載，從而將第一電流提供給電池，并將第二電流提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載，基極連接到電流控制器以接收控制信號(hào)。
[0013]可選地，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器增大作為控制信號(hào)的電流，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器降低作為控制信號(hào)的電流。
[0014]可選地，所述預(yù)設(shè)值為電池在恒流充電過程中所需的充電電流值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的充電電路，可以使設(shè)備在高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的充電時(shí)間與設(shè)備待機(jī)或者關(guān)機(jī)時(shí)的充電時(shí)間相等，同時(shí)不會(huì)影響便攜式電子設(shè)備的使用。此外，根據(jù)本發(fā)明，充電過程不會(huì)對(duì)電池造成損害。
[0016]將在接下來(lái)的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中:
[0018]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的充電電路的框圖。
[0019]圖2示出圖1的充電電路中的電流控制器的框圖。
[0020]圖3示出圖1的充電電路中的電流檢測(cè)器的框圖。
[0021]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的充電電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述不同的示例實(shí)施例，其中，一些示例性實(shí)施例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。
[0023]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備的充電電路的框圖。
[0024]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的充電電路100包括:電流調(diào)節(jié)器110、電流檢測(cè)器120、電流控制器130。
[0025]電流調(diào)節(jié)器110從外部充電器接收供電電流，并將接收的供電電流中的第一電流Il提供給電池140，將接收的供電電流中的第二電流12提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載150。電流調(diào)節(jié)器110可以是任何可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電流功能的電路、裝置，例如三極管、金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(M0SFET)、可控硅等。
[0026]電流檢測(cè)器120檢測(cè)第一電流的電流II。電流檢測(cè)器120可以是任何用于檢測(cè)電流的電路、裝置。
[0027]電流控制器130根據(jù)電流檢測(cè)器120檢測(cè)的第一電流Il產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，電流調(diào)節(jié)器110可以從電流控制器130接收控制信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)的第一電流Il小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器130產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，響應(yīng)于控制信號(hào)，電流調(diào)節(jié)器110增大供電電流；當(dāng)檢測(cè)的第一電流Il大于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器130產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，響應(yīng)于控制信號(hào)，電流調(diào)節(jié)器110降低供電電流。
[0028]這里，預(yù)設(shè)值為電池在恒流充電過程中所需的充電電流值。
[0029]例如，對(duì)于諸如手機(jī)、掌上電腦等便攜式電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，它們的第一電流Il 一般為500mA，如果電流檢測(cè)器120檢測(cè)的電流值小于500mA，電流控制器130就會(huì)產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器110供電電流的控制信號(hào)，電流調(diào)節(jié)器110響應(yīng)于增大供電電流的控制信號(hào)，增大供電電流。
[0030]圖2示出圖1的充電電路中的電流控制器130的一個(gè)示例的框圖。
[0031]如圖2所示，電流控制器130包括:比較器131和信號(hào)發(fā)生器132。
[0032]比較器131對(duì)電流檢測(cè)器120檢測(cè)的第一電流與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。
[0033]信號(hào)發(fā)生器132根據(jù)比較器131的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。例如，在電流調(diào)節(jié)器110為三極管的情況下，當(dāng)檢測(cè)的第一電流Il小于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132增大作為控制信號(hào)的電流，當(dāng)檢測(cè)的第一電流Il大于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132降低作為控制信號(hào)的電流。
[0034]圖3示出圖1的充電電路中的電流檢測(cè)器120的一個(gè)示例的框圖。
[0035]如圖3所示，電流檢測(cè)器120包括:電阻器121、電壓檢測(cè)器122、電流計(jì)算器123。
[0036]電阻器121串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中。流經(jīng)電阻器121的電流即電池充電的電流。
[0037]電壓檢測(cè)器122用于檢測(cè)電阻器兩端的電壓差。電壓檢測(cè)器可以是差分放大器等任何可以檢測(cè)電壓的器件。
[0038]電流計(jì)算器123根據(jù)電壓檢測(cè)器122檢測(cè)的電壓差和電阻器121的電阻值計(jì)算第一電流的電流值。所述電壓差和電阻器的電阻值的比值為第一電流的電流值。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的充電電路設(shè)備100可被應(yīng)用于具有電池的各種電子裝置(例如，手機(jī)、平板電腦、掌上電腦、數(shù)碼相機(jī)等)，作為專門的充電電路，或者作為充電電路的一部分。
[0040]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備的充電電路的電路圖。
[0041]如圖4所示，在一個(gè)示例中，電流調(diào)節(jié)器110可為三極管。三極管的發(fā)射極E連接到外部充電器以接收供電電流，集電極C連接到電池140和便攜式電子設(shè)備的負(fù)載150，從而將第一電流Il提供給電池140，并將第二電流12提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載150，基極B連接到電流控制器130以接收控制信號(hào)。
[0042]應(yīng)該理解，電流調(diào)節(jié)器110不限于三極管，其他諸如M0SFET、可控硅的各種能夠控制電流的元件可被用作本發(fā)明的電流調(diào)節(jié)器。
[0043]電流檢測(cè)器120可包括:電阻器121，串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中；差分放大器122，差分放大器122的兩個(gè)輸入端分別連接到電阻器121的兩端。
[0044]電流控制器130可包括比較器131，用于對(duì)差分放大器122的輸出端的電壓與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，信號(hào)發(fā)生器132，根據(jù)比較器131的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，當(dāng)差分放大器122的輸出端的電壓小于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器131產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器122的輸出端的電壓大于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器110接收的供電電流的控制信號(hào)。
[0045]例如，在電流調(diào)節(jié)器110為三極管的情況下，當(dāng)差分放大器122的輸出端的電壓小于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132增大作為控制信號(hào)的電流，當(dāng)差分放大器122的輸出端的電壓大于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器132降低作為控制信號(hào)的電流。
[0046]所述實(shí)施例中的預(yù)定電壓由下面公式給出:
[0047]V=IX (AXR)
[0048]其中，I為電池在恒流充電過程中所需的充電電流，A為差分放大器的放大倍數(shù)，R為電阻器的電阻值。
[0049]例如，電池在恒流充電過程中所需的充電電流為500mA，差分放大器放大倍數(shù)為10，電阻器的電阻值為0.1 Ω，則預(yù)定電壓為0.5V。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的充電電路，可以保證在便攜式電子設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行(視頻通話、大型3D游戲、高碼率視頻播放等)狀態(tài)下，電池恒流充電過程中的充電電流為一個(gè)穩(wěn)定值(電池在恒流充電過程中所需的充電電流值)，有效提高了設(shè)備在高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)電池進(jìn)行充電的充電效率。
[0051]盡管已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式電子設(shè)備的充電電路，其特征在于包括: 電流調(diào)節(jié)器，從外部充電器接收供電電流，并將接收的供電電流中的第一電流提供給電池，將接收的供電電流中的第二電流提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載； 電流檢測(cè)器，檢測(cè)第一電流； 電流控制器，根據(jù)檢測(cè)的第一電流產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，其中，電流調(diào)節(jié)器響應(yīng)于控制信號(hào)控制接收的供電電流。
2.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其中，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其中，所述電流控制器包括: 比較器，用于對(duì)檢測(cè)的第一電流與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較； 信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)， 其中，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流 的控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其中，所述電流檢測(cè)器包括: 電阻器，串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中； 電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電阻器兩端的電壓差； 電流計(jì)算器，根據(jù)電壓檢測(cè)器檢測(cè)的電壓差和電阻器的電阻值計(jì)算第一電流的電流值。
5.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其中，所述電流檢測(cè)器包括: 電阻器，串聯(lián)在電流調(diào)節(jié)器向電池提供第一電流的路徑中， 差分放大器，差分放大器的兩個(gè)輸入端分別連接到電阻器的兩端， 其中，所述電流控制器包括: 比較器，用于對(duì)差分放大器的輸出端的電壓與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較， 信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生用于控制電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)， 其中，當(dāng)差分放大器的輸出端的電壓小于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于增大電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器的輸出端的電壓大于預(yù)定電壓時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于降低電流調(diào)節(jié)器接收的供電電流的控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的充電電路，其中，所述電流調(diào)節(jié)器為三極管，所述三極管的發(fā)射極連接到外部充電器以接收供電電流，集電極連接到電池和便攜式電子設(shè)備的負(fù)載，從而將第一電流提供給電池，并將第二電流提供給便攜式電子設(shè)備的負(fù)載，基極連接到電流控制器以接收控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的充電電路，其中，當(dāng)檢測(cè)的第一電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器增大作為控制信號(hào)的電流，當(dāng)檢測(cè)的第一電流大于預(yù)設(shè)值時(shí)，電流控制器降低作為控制信號(hào)的電流。
8.如權(quán)利要求2所述的充電電路，其中，所述預(yù)設(shè)值為電池在恒流充電過程中所需的充電 電流值。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103997076SQ201410132120
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】李森 申請(qǐng)人:廣州三星通信技術(shù)研究有限公司, 三星電子株式會(huì)社