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CN104885328A - 用于动态调整适配器的充电电流的方法、装置及适配器,以实现热保护和快速充电 - Google Patents

用于动态调整适配器的充电电流的方法、装置及适配器,以实现热保护和快速充电 Download PDF

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CN104885328A
CN104885328A CN201480003704.2A CN201480003704A CN104885328A CN 104885328 A CN104885328 A CN 104885328A CN 201480003704 A CN201480003704 A CN 201480003704A CN 104885328 A CN104885328 A CN 104885328A
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Abstract

一种用于调整适配器提供的充电电流的方法，包括：检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池，以产生检查结果，所述电池与充电装置连接；根据所述检查结果，使所述适配器将所述适配器提供的充电电压从第一电压调整至第二电压，以调整所述适配器的充电电流。

Description

用于动态调整适配器的充电电流的方法、装置及适配器,以实现热保护和快速充电
技术领域
本发明涉及用于控制适配器的充电方案，更特别地，涉及一种动态调整适配器的充电电流的充电方案。
背景技术
一般而言，如今电池(battery)的存储容量(storage capacity)变得越来越大，因此，为了减少电池充电的等待时间，通常使用大的充电电流给电池充电。然而，由于传统充电器和传统适配器内电路元件的局限性，传统适配器实际上不能通过传统充电器给电池提供额定的最大充电电流或甚至是大的充电电流。此外，过大的充电电流可能会引起传统充电器的电路元件热损坏。因此，考虑到热保护和快速充电，提供一种用于获得适当的充电电流以给电池充电的新方案有必要且重要。
发明内容
因此，本发明的目的之一为提供一种充电系统、充电装置以及用于通过调整充电电压来动态调整适配器提供的充电电流的方法，以获得合适的充电电流以及解决上述问题。
根据本发明的实施例，公开了一种用于动态调整适配器提供的充电电流的方法。该方法包括：
检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池，以产生检查结果，所述电池与充电装置连接；以及
根据所述检查结果，使所述适配器将所述适配器提供的充电电压从第一电压调整至第二电压，以调整所述适配器的充电电流。
根据本发明的实施例，公开了一种用于调整适配器提供的充电电流的装置。该装置包括传感器和控制器。
传感器，用于检测与所述适配器提供的充电电流相对应的电流；
控制器，耦接于所述传感器，且用于检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池，以产生检查信号，所述电池与所述装置连接。
所述控制器用于根据所述检查结果，使所述适配器将所述适配器提供的充电电压从第一电压调整至第二电压，以调整所述适配器的充电电流。
根据本发明的实施例，公开一种用于提供充电电流给充电器的适配器。该适配器至少包括控制器。
控制器，用于根据所述适配器提供的充电电流和所述适配器用于给电池充电的目标电流，将所述适配器提供的充电电压从第一电平调整至第二电平。
根据上述实施例，通过动态调整适配器的充电电流和充电电压，充电系统、充电装置以及相关方法可以实现热保护和快速充电的优势，以有效地提高充电装置的效率以及降低电池充电的总等待时间。
对于本领的这些普通技术人员在阅读优选实施例(在不同图表以及图示中说明)的下列详细描述后，本发明的这些以及其他目的将毫无疑义地变得明显。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种充电系统100的方框图；
图2是图1所示的充电装置110的操作的流程图。
具体实施方式
请参照图1，图1是本发明实施例提供的一种充电系统100的方框图。充电系统100包括适配器105(adaptor)和充电装置110(charger device)。充电系统100根据充电装置110发送的控制信号S1和/或信息S2，能够动态地调整适配器105实际供应(supply)/提供(provide)给电池115的充电电流Ichg，电池115与充电装置110连接。充电系统100可以用于尽可能地增大(increase)适配器105提供的充电电流Ichg，以实现快速充电的目的。也就是说，充电系统100可以有效地减少(decrease)或降低(reduce)给电池115充电的整个等待时间。
具体地，适配器105用于给充电装置110提供充电电流Ichg，充电装置110用于根据充电电流Ichg给电池115充电。充电装置110包括传感器(sensor)1101、控制器(controller)1102和转换器(converter)1103。转换器1103用于对充电电流Ichg进行转换以产生流入电池115的电流。充电电流Ichg与流入电池115的电流可以相等或不相等，且充电电压Vchg与实际提供给电池115的电压(即电池115的电压电平)可以相等或不相等。在实际中，可以通过使用降压转换器(buck converter)、升压转换器(boost converter)、升降压转换器(buck-boostconverter)或双极面结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)实现转换器1103。控制器1102控制转换器1103。传感器1101用于检测(sense)与充电电流Ichg相对应的电流，该与充电电流Ichg相对应的电流可以指(indicate)流入电池115的电流、流过充电装置110的电流或者流入充电装置110的电流(即充电电流Ichg)。在本实施例中，传感器1101用于检测(但不限于)流入电池115的电流。由于流入电池115的电流与充电电流Ichg相对应，因此，通过检测流入电池115的电流，也可以等效地估计出充电电流Ichg。
控制器1102耦接于传感器1101和转换器1103，用于配置(configure)目标电流，该目标电流由适配器105作为第一电流进行输出。目标电流的电平(level)是可配置的。应当指出的是，由于较大的电压降(higher voltage drop)和非期望的电压降(undesired voltage drop)会引起实际提供给电池115的电压电平变低或者适配器的充电电流Ichg的额定值低于充电装置110所配置的目标电流值，因此，充电装置110给适配器所配置的目标电流的电平可能不等于该适配器可以实际提供的充电电流Ichg。当适配器105与充电装置110连接以给电池115充电时，充电装置110可以配置适配器105的目标电流。在配置该目标电流后，控制器1102用于根据传感器1101的检测结果(sensed result)，检查适配器105是否能够供应/提供第一电流(即目标电流)给充电装置110，以产生检查结果(check result)。控制器1102可以判断(estimate)适配器105是否可以真正提供充电装置110所配置的目标电流。应当指出的是，控制器1102还可以判断适配器105是否可以提供某个电流(some current)，而无需配置适配器105的目标电流。也就是说，配置适配器105的目标电流的操作并不是本发明的限制。
若检查结果显示适配器105实际上能够供应/提供目标电流给充电装置110，则控制器1102用于控制适配器105降低(lower)充电电压Vchg，以增大充电电流Ichg。也就是说，使适配器105将充电电压Vchg从第一电压调整至第二电压，以便调整充电电流Ichg。控制器1102可以传输控制信号S1以通知(notify)适配器105如何调整充电电压Vchg。当适配器105包括直流-直流转换器(DC-DCconverter)时，该方案是优选的。此外，控制器1102通过控制转换器1103产生转换器1103和适配器105之间接口上的电流变化，控制器1102可以控制转换器1103传输电压调整信息S2给适配器105，以通知适配器105如何调整充电电压Vchg。因此，通过控制信号S1和/或电压调整信息S2，适配器105可以知道对充电电压Vchg的电压调整。
在本实施例中，适配器105包括传感器1051和控制器1052。控制信号S1和电压变化和/或电流变化通过适配器105的连接接口传输至适配器105。传感器1051用于检测该连接接口上的电流变化和/或电压变化，随后将检测结果发送给控制器1052以将电压调整信息S2通知给控制器1052。也就是说，传感器1051根据检测结果来通知控制器1052调整充电电压Vchg。此外，传感器1051用于接收通过充电装置110的连接接口传输过来的控制信号S1，且根据所接收的控制信号S1来通知控制器1052调整充电电压Vchg。因此，根据适配器105提供的充电电流Ichg和用于电池115的目标电流，控制器1052能够将适配器105提供的充电电压Vchg从第一电平(the first level)调整至第二电平(the secondlevel)。当适配器105能够提供目标电流时，控制器1052用于降低充电电压Vchg以使得适配器105降低充电电压Vchg；当适配器105不能提供目标电流时，控制器1052用于增加(heighten)充电电压Vchg以使得适配器105增加充电电压Vchg。检测适配器105是否能够提供目标电流给电池115的操作以及使得适配器105调整充电电压Vchg的操作可以被迭代执行，以搜索用于适配器105提供目标电流的最小充电电压Vchg。
充电装置110可以控制适配器105降低充电电压Vchg以尽可能地逐渐增大适配器105输出的充电电流Ichg，直至适配器105不能够提供增大的充电电流Ichg为止；和/或当适配器105不能够提供增大的充电电流Ichg时，充电装置110可以控制适配器105保持/维持先前调整的充电电流Ichg。对于适配器105，控制器1052迭代地(iteratively)调整充电电压Vchg以搜索用于适配器105提供目标电流的最小电平。例如，控制器1102可以配置目标电流为1A，控制器1102检查适配器105是否能够提供1A的电流给充电装置110以给电池115充电。若适配器105能够提供1A的电流，则控制器1102通过发送控制信号S1和/或信号S2至适配器105的方式，可以控制适配器105将充电电流Ichg从1A增加至1.2A，且控制器1102可以检测适配器105是否能够提供1.2A的电流给充电装置110。在这种情形中，适配器105接收到控制信号S1和/或电压调整信息S2时，适配器105的控制器1052通过降低充电电压Vchg的电平的方式来增大充电电流Ichg。若适配器105能够提供1.2A的电流，则控制器1102可以控制适配器105将充电电流Ichg从1A增加至1.4A或其它电流，等等。控制器1102可以控制适配器105将充电电流Ichg增加至1.8A以及检查适配器105是否能够提供1.8A的电流给充电装置110。若适配器105实际上不能够提供1.8A的电流，则控制器1102用于控制适配器105保持/维持先前调整的充电电流Ichg如1.6A，作为适配器105输出给充电装置110的充电电流Ichg。因此，通过动态使得适配器105调整充电电压Vchg的电平来调整充电电流Ichg以及检查适配器105是否能够真正提供该调整的充电电流Ichg，充电装置110可以有效地增大充电电流Ichg，该充电电流Ichg可以由适配器105真正提供，以更好地将适配器105可以真正提供的充电电流Ichg最大化。
此外，在另外的实施例中，可以将目标电流值配置成较大值如2A。控制器1102判断适配器105实际上是否可以提供充电装置110已配置的2A电流。若适配器105不能够提供2A目标电流给充电装置110，则控制器1102用于控制适配器105逐渐增加适配器105提供的充电电压Vchg的电平，以便适配器105有机会提供略低于2A目标电流的充电电流Ichg。也就是说，一旦适配器105实际上不能提供更大的电流给充电装置110，则充电装置110可以控制适配器105通过增加适配器105提供的充电电压Vchg的方式来尽量提供略低的充电电流Ichg。充电装置110可以控制适配器105尽可能地逐渐增大适配器105输出的充电电压Vchg的电平，直到适配器105能够提供与增大的充电电压Vchg相对应的充电电流Ichg为止。当适配器105能够提供该调整的充电电流Ichg时，充电装置110可以控制适配器105保持/维持最终调整(finally adjusted)的充电电流Ichg。例如，当控制器1102将适配器105的目标电流配置为2A时，控制器1102检查适配器105是否真的能够提供2A的电流给充电装置110以给电池115充电。在该例子中，与2A的目标电流相对应的充电电压Vchg的电平等于2.5V。由于大的电压降消耗(higher voltage drop consumption)，若适配器105实际上不能提供2A的电流，则控制器1102可以将充电电压Vchg的电平从2.5V增大至2.7V。控制器1102控制适配器105尝试输出1.8A的电流，该1.8A的电流为充电电压Vchg的电平为2.7V时所对应的充电电流Ichg。若适配器105不能够提供1.8A的电流给充电装置110以给电池115充电，则控制器1102可以将充电电压Vchg的电平从2.7V增大至3.12V，以便适配器105可以尝试输出1.6A的电流，该1.6A的电流为充电电压Vchg的电平为3.12V时所对应的充电电流Ichg。若适配器105实际上能够提供1.6A的电流给充电装置110，则控制器1102用于控制适配器105保持/维持已调整的充电电压Vchg以及相应的充电电流Ichg如1.6A。因此，通过动态调整充电电压Vchg的电平以及检查适配器105是否能够真正提供与调整的充电电压Vchg的电平相对应的充电电流Ichg，充电装置110可以有效地确定适配器105可以真正提供的充电电流Ichg值，以更好地将适配器105可以真正提供的充电电流Ichg最大化。本方案也还可以解决由大的电压降消耗(higher voltage drop consumption)所引起的问题。
此外，在其它实施例中，可以整合从较小值逐渐增大适配器105的充电电流Ichg以获得适配器105可以真正提供的充电电流Ichg值的上述方案和逐渐增加充电电压Vchg的电平以获得适配器105可以真正提供的充电电流Ichg的方案。这样的修改也落入本发明的范围。
为了更清楚地描述本发明的精神，图2是图1所示的充电装置110的操作的流程图。倘若基本实现相同的结果，则图2所示流程图的步骤不一定按照所设定的顺序且不一定是连续的，也就是说，其它步骤可以是中间的。下面将详细阐述这些步骤。
步骤205：开始；
步骤210：控制器1102检查充电装置110是否是恒流模式(constant currentmode)。若充电装置110是恒流模式，则转入步骤215；否则，转入步骤250；
步骤215：控制器1102配置适配器105的目标电流；目标电流值可以高于或低于适配器105可以提供的电流的最大值；
步骤220：控制器1102检查适配器105是否能够提供该目标电流给充电装置110以给电池115充电。若适配器105不能够提供该目标电流，则转入步骤225A；否则，转入步骤225B；
步骤225A：控制器1102控制适配器105增大适配器105的充电电压Vchg以尝试输出较小的充电电流Ichg；
步骤230A：控制器1102检查适配器105是否能够提供该较小的充电电流Ichg给充电装置110以给电池115充电。若适配器105不能够提供该较小的充电电流Ichg，则转入步骤225A；否则，转入步骤235A；
步骤235A：控制器1102控制适配器105维持最终调整的充电电流Ichg以及最终调整的充电电压Vchg；
步骤225B：控制器1102控制适配器105减小适配器105的充电电压Vchg以尽可能地增大充电电流Ichg，该充电电流Ichg可以由适配器105真正提供；
步骤230B：控制器1102检查适配器105是否能够提供该减小的充电电压Vchg对应的充电电流Ichg给充电装置110以给电池115充电。若适配器105能够提供该电流，则转入步骤225B；否则，转入步骤235B；
步骤235B：控制器1102控制适配器105维持先前已调整的充电电压Vchg以及输出这个充电电压Vchg所对应的充电电流Ichg；
步骤240：控制器1102控制传感器1101通过检测充电装置110的温度来检测(detect)是否需要执行热保护(thermal protection)。若需要执行热保护，则转入步骤245；否则，转入步骤250；
步骤245：控制器1102控制适配器105进行微调(finely adjust)以及输出充电电流Ichg，该充电电流Ichg低于适配器105可以提供的最大电流值；以及
步骤250：结束。
如上所述，在步骤220中，控制器1102用于检查适配器105是否可以真正提供充电装置110已配置的目标电流值。也就是说，控制器1102相当于用于检查目标电流是否高于适配器105可真正提供的最大充电电流。若适配器105实际上可以提供的充电电流Ichg值不满足充电装置110配置的目标电流值，则暗示着目标电流值远远高于适配器105实际上可以提供的最大电流，因此，通过动态调整适配器105的充电电压Vchg的电平，控制器1102用于寻找(find)适配器105实际上可以提供的最大电流。
在实际中，通过使得适配器105逐渐增大充电电压Vchg的电平，控制器1102可以寻找出适配器105可以提供的最大电流，所以，当充电电压Vchg的电平增大至对应的高电平时，适配器105可以输出适配器105实际上可以提供的最大电流。应当指出的是，控制器1102用于通过从适配器105在理想情况下可以提供的额定电流范围中选择一个值来配置目标电流值。在一些情形中，为了实现快速充电，当目标电流被配置成较高值时，适配器105可以不输出目标电流值，以及通过动态调整适配器105的充电电压Vchg的电平，适配器105可以寻找出适配器105实际上可以提供的最大电流。因此，控制器1102可以控制适配器105保持以及维持适配器105实际上可以提供的最大电流处的充电电流Ichg值。这实现了快速充电的目的。
此外，当控制器1102初始配置的目标电流值低于适配器105实际上可以提供的电流值时，控制器1102用于控制适配器105增大适配器105提供的充电电流Ichg值，其中，适配器105逐渐减小适配器105的充电电压Vchg的电平。控制器1102可以控制适配器105减小充电电压Vchg的电平以尝试增大适配器105输出的充电电流Ichg值，直至适配器105实际上不能输出该增大的电流值为止。控制器1102用于在最后一次调整之前选择充电电流Ichg值，以及控制适配器105保持及维持在所选择的充电电流Ichg处的充电电流Ichg值，以用于给电池115充电。通过这样做，控制器1102可以寻找出适配器105实际上可以输出的最大电流，以给电池115充电。也就是说，不论所配置的目标电流值偏高还是偏低，控制器1102均可以寻找出适配器105实际上可以输出的最大电流。控制器1102没有必要初始配置目标电流值。在其它实施例中，尽管没有初始配置目标电流值，通过动态调整适配器105的充电电压Vchg的电平，控制器1102仍可以寻找出适配器105实际上可以输出的最大电流。等效地，在这种情形下，适配器105迭代搜索适配器105可以提供的最大充电电流Ichg所对应的最小充电电压Vchg。
进一步地，应当指出的是，热保护的操作也并不是本发明的限制。此外，适配器105的类型并不是本发明的限制。适配器105可以是交流-直流适配器105(AC-to-DC adaptor)或者直流-直流适配器105(AC-to-DC adaptor)。此外，充电装置110可以线性模式充电装置110(linear mode charger device)、降压模式充电装置110(buck mode charger device)或开关模式充电装置110(switchingmode charger device)。这并不意味着是对本发明的限制。
在不脱离本发明的精神以及范围内，本发明可以其它特定格式呈现。所描述的实施例在所有方面仅用于说明的目的而并非用于限制本发明。本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。本领域技术人员皆在不脱离本发明之精神以及范围内做些许更动与润饰。

Claims (20)

1.一种用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，包括：
检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池，以产生检查结果，所述电池与充电装置连接；
根据所述检查结果，使所述适配器将所述适配器提供的充电电压从第一电压调整至第二电压，以调整所述适配器的充电电流。
2.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，使所述适配器调整所述充电电压的步骤包括：
当所述适配器能够提供所述目标电流给所述电池时，使所述适配器降低所述适配器提供的充电电压；
当所述适配器不能够提供所述目标电流给所述电池时，使所述适配器增加所述适配器提供的充电电压。
3.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，
迭代执行检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池的步骤和使所述适配器调整所述充电电压的步骤，以搜索用于所述适配器提供所述目标电流的最小充电电压。
4.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，使所述适配器调整所述充电电压的步骤包括：
产生所述适配器和所述充电器之间的连接接口上的电流变化/电压变化，以通知所述适配器调整所述充电电压。
5.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，使所述适配器调整所述充电电压的步骤包括：
发送控制信号，以调整所述充电电压。
6.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，检查所述适配器是否能够提供所述目标电流给电池，以产生所述检查结果的步骤包括：检测流入所述电池的电流。
7.如权利要求1所述的用于调整适配器提供的充电电流的方法，其特征在于，还包括：
配置所述目标电流的电平。
8.一种用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，包括：
传感器，用于检测与所述适配器提供的充电电流相对应的电流；
控制器，耦接于所述传感器，用于检查所述适配器是否能够提供目标电流给电池，以产生检查信号，所述电池与所述装置连接；
其中，所述控制器用于根据所述检查结果，使所述适配器将所述适配器提供的充电电压从第一电压调整至第二电压，以调整所述适配器的充电电流。
9.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，
当所述适配器能够提供所述目标电流给所述电池时，所述控制器用于使所述适配器降低所述适配器提供的充电电压；
当所述适配器不能够提供所述目标电流给所述电池时，所述控制器用于使所述适配器增加所述适配器提供的充电电压。
10.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，所述控制器迭代地检查所述适配器是否能够提供所述目标电流给所述电池以及迭代地使所述适配器调整所述充电电压，以搜索用于所述适配器提供所述目标电流的最小充电电压。
11.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，所述控制器产生所述适配器的连接接口上的电流变化/电压变化，以通知所述适配器调整所述充电电压。
12.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，所述控制器发送控制信号以调整所述适配器提供的充电电压。
13.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，所述传感器检测流入所述电池的电流。
14.如权利要求8所述的用于调整适配器提供的充电电流的装置，其特征在于，所述控制器用于配置所述目标电流的电平。
15.一种适配器，用于提供充电电流给充电器，其特征在于，包括：
控制器，用于根据所述适配器提供的充电电流和所述适配器用于给电池充电的目标电流，将所述适配器提供的充电电压从第一电平调整至第二电平。
16.如权利要求15所述的适配器，其特征在于，
当所述适配器能够提供所述目标电流给所述电池时，所述控制器降低所述适配器提供的充电电压；以及
当所述适配器不能够提供所述目标电流给所述电池时，所述控制器增加所述适配器提供的充电电压。
17.如权利要求15所述的适配器，其特征在于，所述控制器迭代地调整所述充电电压以搜索用于所述适配器提供所述目标电流的最小充电电压。
18.如权利要求15所述的适配器，其特征在于，还包括：
传感器，耦接于所述控制器，用于检测所述适配器的连接接口上的电流变化/电压变化，以及根据检测结果通知所述控制器去调整所述充电电压。
19.如权利要求15所述的适配器，其特征在于，还包括：
传感器，耦接于所述控制器，用于接收所述适配器的连接接口上的控制信号，以及相应地通知所述控制器去调整所述充电电压。
20.如权利要求15所述的适配器，其特征在于，所述目标电流的电平是可配置的。
CN201480003704.2A 2013-06-03 2014-06-03 适配器以及用于调整适配器提供的充电电流的方法、装置 Active CN104885328B (zh)

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