快速充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及充電裝置，尤其涉及快速充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前采用USB充電接口的手機以及其他移動便攜類設(shè)備大都是5V電壓充電，USB充電接口兼具通信和充電的功能。
[0003]采用USB充電接口的設(shè)備受限于連接線纜的內(nèi)阻以及USB連接接口間的接觸電阻，充電電流通常不能太大，USB接口最大電流在2A左右，因此總充電功率被限制在10W左右。隨著便攜類設(shè)備的電池容量越來越大，受限于最大充電功率的限制，充電時間變得越來越長。
[0004]如果在不改變最大輸出電流的情況下,通過提高輸出電壓，可以增大輸出功率，達到快速充電的效果。
[0005]但是，普通充電器輸出的是固定電壓，不具備電壓調(diào)整的能力。請參閱圖1和圖2，現(xiàn)有技術(shù)的普通充電器需要使用光耦合器或者變壓器來進行反饋以實現(xiàn)調(diào)整。移動設(shè)備與次級負載連接后，電源次級側(cè)1C或者電路與次級負載設(shè)備通信，確認所需電壓或者電流，然后通過光耦合器或者變壓器反饋到初級側(cè)電源1C或者電路，實現(xiàn)輸出電壓電流的調(diào)整。圖1和圖2分別需要光耦合器及相關(guān)電路和信號傳輸變壓器及相關(guān)電路來實現(xiàn)與初級側(cè)通信從而實現(xiàn)輸出電壓或者電流的調(diào)整。由于光耦合器以及傳輸變壓器的體積都比較大，因此，使得充電器的體積也增大，增加了充電器的成本，也使得充電器在很多場合使用起來不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提出一種快速充電裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的普通充電器充電速度較慢、不具備電壓調(diào)整能力、體積大、成本大以及使用不方便的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種快速充電裝置，包括電源適配器和充電管理模塊，該充電管理模塊設(shè)置在待充電的電子設(shè)備內(nèi)，并與該電子設(shè)備的電池連接，該電源適配器通過其通信接口與該電子設(shè)備的通信接口連接，且該電池通過該電子設(shè)備的通信接口從該電源適配器獲得充電，該充電管理模塊通過該電子設(shè)備的通信接口與該電源適配器進行通信；若該電源適配器與設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接，在該充電管理模塊檢測到該電子設(shè)備的電池電量不足時，該充電管理模塊給出一負載變化編碼，該電源適配器獲悉該負載變化編碼后，進而調(diào)節(jié)輸出該電源適配器的充電電壓使其滿足充電要求；該充電管理模塊檢測到該充電電壓達到該充電要求后，該充電管理模塊控制該充電電壓對該電池進行充電，同時在充電過程中對充電電壓和充電電流進行管理；當該充電管理模塊檢測該電子設(shè)備的電池電量充滿時，給出一待機信號，該電源適配器恢復輸出默認電壓；若該電源適配器與未設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接，則保持輸出該默認電壓。
[0008]在一些實施例中，該充電管理模塊包括:一第一檢測單元，用以檢測該電池的電量；一時序控制單元，用以控制該電源適配器與充電管理模塊的通信；一編碼單元，用以根據(jù)該電池的電量給出編碼控制信號；一第一開關(guān)，受控于該編碼控制信號；一第一負載，受控于該第一開關(guān)而選擇性地連接在電路中以給出負載變化編碼；一電池管理單元，用以根據(jù)該電池的情況控制該充電電壓和充電電流的充電過程。
[0009]在一些實施例中，該充電管理模塊還包括一第二開關(guān)和一受控于該第二開關(guān)的第二負載，其中，該第一開關(guān)閉合并且該第二開關(guān)斷開時，該第二控制單元給出該負載變化編碼的第一狀態(tài)，該第二開關(guān)閉合并且該第一開關(guān)斷開時，該第二控制單元給出該負載變化編碼的第二狀態(tài)。
[0010]在一些實施例中，該負載變化編碼的第一狀態(tài)為0，該負載變化編碼的第二狀態(tài)為
Ιο
[0011 ] 在一些實施例中，該充電管理模塊還包括一過壓保護單元，用以保護在該電子設(shè)備的充電電壓超過其承受能力時實施保護動作。
[0012]在一些實施例中，該充電管理模塊還包括一過溫保護單元，用以在該電子設(shè)備的溫度超過正常值時實施保護動作。
[0013]在一些實施例中，該電池管理單元為BUCK變換電路。
[0014]在一些實施例中，該電源適配器包括:一功率變壓器，其與該通信接口連接；一第二檢測單元，用以給出輸出電壓和電流的反饋信號；一可調(diào)基準電壓單元，用以根據(jù)一調(diào)節(jié)信號而給出一基準電壓；比較單元，用以將該反饋信號與該基準電壓相比較而給出一控制信號；控制單元，用以根據(jù)控制信號給出驅(qū)動信號以控制該功率變壓器初級輸出該充電電壓；解碼單元，用以根據(jù)該驅(qū)動信號解碼出該負載變化編碼；以及基準編程單元，用以在確定經(jīng)過解碼的負載變化編碼符合通信規(guī)則后，根據(jù)該解碼后的負載變化編碼而給出該調(diào)節(jié)信號。
[0015]在一些實施例中，該控制單元包括PWM/PFM電路，該驅(qū)動信號可控制該功率變壓器初級的開關(guān)頻率/導通時間。
[0016]在一些實施例中，該默認電壓為5V。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:本發(fā)明通過在電源適配器與設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接時，若充電管理模塊檢測到電池電量低，則把電池的充電需求通過編碼的形式傳輸至電源適配器，電源適配器根據(jù)該編碼信號調(diào)整輸出充電電壓，這樣在不改變輸出電流的情況下提高充電電壓，提高了充電速度，在電源適配器與未設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接時，則輸出該默認電壓，這樣使得本發(fā)明的適用范圍更廣，充電的兼容性更好，另外，免去了使用光耦合器以及變壓器所帶來的麻煩，減小了充電器的體積，使得充電器的使用更為方便，也降低了充電器的使用成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的采用光耦反饋的充電器的電路圖。
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的采用變壓器反饋的充電器的電路圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的快速充電裝置的電路示意圖。
[0021 ] 圖4為本發(fā)明的快速充電裝置在PWM控制模式下的電源適配器相應(yīng)充電管理模塊的解碼信號的波形示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的快速充電裝置在PFM控制模式下的電源適配器相應(yīng)充電管理模塊的解碼信號的波形示意圖。
[0023]其中，附圖標記說明如下:電源適配器1 第二檢測單元11 可調(diào)基準電壓單元12比較單元13控制單元14解碼單元15基準編程單元16功率變壓器17充電管理模塊2第一檢測單元21時序控制單元22編碼單元23電池管理單元24過壓保護單元25過溫保護單元26第一開關(guān)S1第一負載R1第二開關(guān)S2第二負載R2通信接口 3。
【具體實施方式】
[0024]為了進一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
[0025]快速充電裝置的實施例
請參閱圖3，一種快速充電裝置，包括電源適配器1和充電管理模塊2，該充電管理模塊2設(shè)置在待充電的電子設(shè)備內(nèi)，并與該電子設(shè)備的電池連接，該電源適配器1通過其通信接口 3與該電子設(shè)備的通信接口 3連接，且該電池通過該電子設(shè)備的通信接口 3從該電源適配器1獲得充電，該充電管理模塊2通過該電子設(shè)備的通信接口 3與該電源適配器1進行通信。
[0026]若該電源適配器與設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接，在該充電管理模塊2檢測到該電子設(shè)備的電池電量不足時，該充電管理模塊2給出一負載變化編碼，該電源適配器1獲悉該負載變化編碼后，進而調(diào)節(jié)輸出該電源適配器1的充電電壓使其滿足充電要求；該充電管理模塊2檢測到該充電電壓達到該充電要求后，該充電管理模塊2控制該充電電壓對該電池進行充電，同時在充電過程中對充電電壓和充電電流進行管理；當該充電管理模塊2檢測該電子設(shè)備的電池電量充滿時，給出一待機信號,該電源適配器1恢復輸出默認電壓。
[0027]若該電源適配器與未設(shè)置有該充電管理模塊的電子設(shè)備連接，則保持輸出該默認電壓。
[0028]本實施例中，該默認電壓為5V。
[0029]本實施例中，該充電要求是指該待充電的電子設(shè)備需要充電的電量。
[0030]本實施例中，該通信接口 3包括USB電路。現(xiàn)在大多數(shù)的電子設(shè)備，比如手機、平板電腦等均具有USB電路，USB電路上具有D+、D-的通信接口 3，電子設(shè)備可以通過D+、D-的通信接口 3發(fā)送充電需求至電源適配器1。
[0031]請繼續(xù)參閱圖3，該充電管理模塊2包括:一第一檢測單元21、一時序控制單元22、一編碼單元23、一電池管理單元24、一過壓保護單元25、一過溫保護單元26、一開關(guān)以及一負載。
[0032]該第一檢測單元21連接該電池，該時序單元連接該第一檢測單元21，該編碼單元23連接該時序單元，該編碼單元23控制該開關(guān)，該開關(guān)連接在該通信接口 3以及負載之間。該過溫保護單元26、過壓保護單元25以及電池管理單元24連接在該電池以及通信接口 3之間。
[0033]第一檢測單元21用以檢測該電池的電量；時序控制單元22用以控制該電源適配器1與充電管理模塊2的通信；編碼單元23用以給出和該電源適配器1通信的編碼控制信號；開關(guān)受控于該編碼控制信號；負載，受控于該第一開關(guān)而選擇性地連接在電路中以給出負載變化編碼；電池管理單元24用以根據(jù)該電池的情況控制該充電電壓和充電電流的充電過程；過壓保護單元25用以保護在該電子設(shè)備的充電電壓超過其承受能力時實施保護動作；過溫保護單元26用以在該電子設(shè)備的溫度超過正常值時實施保護動作。
[0034]本實施例中，該充電管理模塊2包括第一開關(guān)S1和受控于該第一開關(guān)S1的第一負載R1，以及第二開關(guān)S2和受控于該第二開關(guān)S2的第二負載R2。其中，該第一開關(guān)S1閉合并且該第二開關(guān)S2斷開時，該充電管理模塊2給出該負載變化編碼的第一狀態(tài)，該第二開關(guān)S2閉合并且該第一開關(guān)S1斷開時，該充電管理模塊2給出該負載變化編碼的第二狀態(tài)。本實施例中，該負載變化編碼的第一狀態(tài)為0，該負載變化編碼的第二狀態(tài)為1。在其它實施例中，該充電管理模塊2僅包括第一開關(guān)S1和第一負載R1，該第一開關(guān)S1閉合，貝U充電管理模塊2給出該該負載變化編碼的第一狀態(tài)，該第一開關(guān)S1斷開，則充電管理模塊2給出該該負載變化編碼的第二狀態(tài)。
[0035]雖然僅采用一個開關(guān)和一個負載也可以實現(xiàn)上述同樣的功能，但是采用兩個開關(guān)和兩個負載來實現(xiàn)通信的可靠性更高。這是因為:原邊側(cè)的電源適配器1的芯片在負載較小的時候動態(tài)響應(yīng)比較差，電源適配器1的開關(guān)頻率較低，若是想要快速且可靠地通信，必須把開關(guān)頻率加快，并且增加次級負載，這樣才能夠提高原邊側(cè)的電源適配器1的開關(guān)頻率。
[0036]在其他實施例中