CN103236568B - 充电方法和充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电方法和充电系统，所述充电方法包括步骤：移动终端检测充电电流和电池电压；所述移动终端根据检测到的充电电流和电池电压，向充电器发送相应的控制信号；所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压，进而可调整充电电流。从而可根据当前的电池电压匹配出最佳的充电电流，使得充电效率最大化，实现了快速高效的充电。由充电器直接控制输出电压来调整充电电流的大小，不会造成电能的损耗致使充电发热，提高了充电安全性，减少了能源浪费。

Description

充电方法和充电系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其是涉及一种充电方法和充电系统。

背景技术

移动终端的功能日益强大，其显示屏也越来越大，从而使得用户体验得到极大的提升，用户除了利用移动终端进行基本的通话，更多的是在移动终端上进行工作、娱乐、上网冲浪，因此使用日益频繁，致使移动终端耗电量大，因此其电池容量越来越大，充电越来越频繁。如何对移动终端快速高效的充电，是当前亟需解决的问题。

在对移动终端的电池充电过程中，每一个充电阶段，其最佳充电电流不同，该最佳充电电流能够对电池快速充电，提高充电效率。因此充电过程中需要实时调整充电电流，使其在每一个充电阶段都能实现最佳充电电流充电，提高充电效率。

现有的充电方法中，充电器在充电过程中其输出电压保持不变，由移动终端内部对充电电流进行调整，以实现最佳电流充电。例如一种线性充电模式，充电器的AC/DC转换单元（AlternatingCurrent/DirectCurrent转换单元，即交流/直流转换单元）将交流电转换为直流电，并向移动终端输送恒定的5V电压进行充电，移动终端的中央处理器检测充电电流和电池电压，根据检测到的充电电流和电池电压来控制移动终端的晶体管的导通内阻，以此来调节充电电流。这种充电方式，由移动终端内部对充电电流进行调节，充电效率很低，而且晶体管在大电流工作时发热严重，一方面影响移动终端的安全性，另一方面造成能源的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种充电方法和充电系统，旨在实现快速高效的充电。

为达以上目的，本发明提出一种充电方法，包括步骤：

移动终端检测充电电流和电池电压；

所述移动终端根据检测到的充电电流和电池电压，向充电器发送相应的控制信号；

所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压。

优选地，所述移动终端根据检测到的充电电流和电池电压向充电器发送相应的控制信号包括：

所述移动终端判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小；

若所述预设阈值大于所述充电电流，则所述移动终端向充电器发送第一控制信号；

若所述预设阈值小于所述充电电流，则所述移动终端向充电器发送第二控制信号。

优选地，所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压包括：

若所述充电器收到所述第一控制信号，则根据该第一控制信号升高输出电压；

若所述充电器收到所述第二控制信号，则根据该第二控制信号降低输出电压。

优选地，所述移动终端判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小的步骤的同时还包括：

所述移动终端判断所述电池电压是否达到额定电压；

若所述电池电压已达到额定电压，则所述移动终端向充电器发送第三控制信号。

优选地，所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压包括：

若所述充电器收到所述第三控制信号，则根据所述第三控制信号停止输出电压。

优选地，所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲。

本发明同时提出一种充电系统，包括移动终端和充电器，其中：

移动终端，用于检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压向所述充电器发送相应的控制信号；

充电器，用于接收所述移动终端的控制信号，并根据相应的控制信号控制其向所述移动终端输出的输出电压。

优选地，所述移动终端包括中央处理器、电池和晶体管，所述充电器包括控制单元和AC/DC转换单元，其中：

中央处理器，用于检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压控制所述晶体管向所述控制单元发送相应的控制信号；

控制单元，用于接收所述控制信号，并根据相应的控制信号控制所述AC/DC转换单元的输出电压；

AC/DC转换单元，用于通过所述晶体管与所述电池电性连接，以向所述电池充电。

优选地，所述中央处理器用于判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小；

若所述预设阈值大于所述充电电流，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第一控制信号，所述控制单元根据所述第一控制信号升高所述AC/DC转换单元的输出电压；

若所述预设阈值小于所述充电电流，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第二控制信号，所述控制单元根据所述第二控制信号降低所述AC/DC转换单元的输出电压。

优选地，所述中央处理器还用于判断所述电池电压是否达到额定电压；若所述电池电压已达到额定电压，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第三控制信号，所述控制单元根据所述第三控制信号控制所述AC/DC转换单元停止输出电压。

本发明所提供的一种充电方法，移动终端与充电器之间可以通过预设的通信协议进行通信，其中移动终端通过检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压向充电器发送相应的控制信号，充电器则根据相应的控制信号来控制输出电压，进而可调整充电电流，从而可根据当前的电池电压匹配出最佳的充电电流，使得充电效率最大化，实现了快速高效的充电。由充电器直接控制输出电压来调整充电电流的大小，不会造成电能的损耗致使充电发热，提高了充电安全性，减少了能源浪费。

附图说明

图1是本发明的充电方法第一实施例的流程图；

图2是本发明的充电方法中第一控制信号的波形图；

图3是本发明的充电方法中第二控制信号的波形图；

图4是本发明的充电方法中第三控制信号的波形图；

图5是本发明的充电方法第二实施例的流程图；

图6是本发明的充电系统一实施例的结构示意图；

图7是本发明的充电系统另一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，提出本发明的充电方法第一实施例，所述充电方法包括以下步骤：

步骤S101、移动终端检测充电电流和电池电压。

移动终端与充电器电性连接后，充电器则对移动终端进行充电，在充电过程中，移动终端实时检测充电电流和电池电压。

步骤S102、移动终端判断电池电压所对应的预设阈值是否大于充电电流。

随着充电器对移动终端的电池进行充电，电池电压逐渐升高，随着电池电压的升高，其最佳的充电电流也在变化。即每一范围段的电池电压值，其对应的最佳充电电流值不同，为了提高充电效率，需要根据电池电压相应的调整充电电流。因此，每一个充电阶段，都有对应的最佳充电电流的预设阈值，每一种电池的预设阈值各不相同。移动终端则根据检测到的充电电流和电池电压，判断当前的电池电压所对应的预设阈值与当前的充电电流的大小，根据判断结果向充电器发送相应的控制信号。若判断结果为预设阈值大于充电电流，则进入步骤S103；若判断结果为预设阈值小于充电电流，则进入步骤S105。

步骤S103、移动终端向充电器发送第一控制信号。

本实施例的移动终端与充电器之间通过预设的通信协议进行通信。移动终端根据检测到的充电电流和电池电压，向充电器发送相应的控制信号，所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲。如图2-图4所示为例举的本发明中移动终端与充电器之间的通信协议中三种控制信号的波形图，其中横坐标为时间t，纵坐标为电流I，预设时间为100ms，预设次数可以是1次或多次，当在100ms内发送1次零电流脉冲则为第一控制信号（如图2所示），当在100ms内发送2次零电流脉冲则为第二控制信号（如图3所示），依此类推。其中移动终端向充电器发送零电流脉冲，是通过移动终端的中央处理器控制移动终端的晶体管的断开来实现的，即中央处理器在预设时间内控制晶体管断开预设次数，从而实现在预设时间内向充电器发送预设次数的零电流脉冲，形成相应的控制信号。

本步骤S103中，移动终端判断预设阈值大于充电电流，则向充电器连续发送第一控制信号，如图2所示，在100ms内向充电器发送1次零电流脉冲。

步骤S104、充电器根据第一控制信号升高输出电压。

充电器收到移动终端发送来的第一控制信号后，根据预设的通信协议，升高输出电压，以使充电电流增大。充电器每收到一次第一控制信号，就相应的升高输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端才停止发送第一控制信号，充电器则停止升高输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。

步骤S105、移动终端向充电器发送第二控制信号。

移动终端判断预设阈值大于充电电流，则向充电器连续发送第二控制信号，如图3所示，在100ms内向充电器发送2次零电流脉冲。

步骤S106、充电器根据第二控制信号降低输出电压。

充电器收到移动终端发送来的第二控制信号后，根据预设的通信协议，降低输出电压，以使充电电流减小。充电器每收到一次第二控制信号，就相应的降低输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端才停止发送第二控制信号，充电器则停止降低输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。

据此，本实施例的充电方法，移动终端与充电器之间可以通过预设的通信协议进行通信，其中移动终端通过检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压向充电器发送相应的控制信号，充电器则根据相应的控制信号来控制输出电压，进而可调整充电电流，从而可根据当前的电池电压匹配出最佳的充电电流，使得充电效率最大化，实现了快速高效的充电。由充电器直接控制输出电压来调整充电电流的大小，不会造成电能的损耗致使充电发热，提高了安全性，减少了能源浪费。

参见图5，提出本发明的充电方法第二实施例，所述充电方法包括以下步骤：

步骤S201、移动终端检测充电电流和电池电压。

移动终端与充电器电性连接后，充电器则对移动终端进行充电，在充电过程中，移动终端实时检测充电电流和电池电压。

步骤S202、移动终端判断电池电压所对应的预设阈值是否大于充电电流。

随着充电器对移动终端的电池进行充电，电池电压逐渐升高，随着电池电压的升高，其最佳的充电电流也在变化。即每一范围段的电池电压值，其对应的最佳充电电流值不同，为了提高充电效率，需要根据电池电压相应的调整充电电流。因此，每一个充电阶段，都有对应的最佳充电电流的预设阈值，每一种电池的预设阈值各不相同。移动终端则根据检测到的充电电流和电池电压，判断当前的电池电压所对应的预设阈值与当前的充电电流的大小，根据判断结果向充电器发送相应的控制信号。若判断结果为预设阈值大于充电电流，则进入步骤S203；若判断结果为预设阈值小于充电电流，则进入步骤S205。

步骤S203、移动终端向充电器发送第一控制信号。

本实施例的移动终端与充电器之间通过预设的通信协议进行通信。移动终端根据检测到的充电电流和电池电压，向充电器发送相应的控制信号，所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲。如图2-图4所示为例举的本发明移动终端与充电器之间的通信协议中三种控制信号的波形图，其中横坐标为时间t，纵坐标为电流I，预设时间为100ms，预设次数可以是1次或多次，当在100ms内发送1次零电流脉冲则为第一控制信号（如图2所示），当在100ms内发送2次零电流脉冲则为第二控制信号（如图3所示），当在100ms内发送3次零电流脉冲则为第三控制信号（如图4所示）。其中移动终端向充电器发送零电流脉冲，是通过移动终端的中央处理器控制移动终端的晶体管的断开来实现的，即中央处理器在预设时间内控制晶体管断开预设次数，从而实现在预设时间内向充电器发送预设次数的零电流脉冲，形成相应的控制信号。

本步骤S203中，移动终端判断预设阈值大于充电电流，则向充电器连续发送第一控制信号，如图2所示，在100ms内向充电器发送1次零电流脉冲。

步骤S204、充电器根据第一控制信号升高输出电压。

充电器收到移动终端发送来的第一控制信号后，根据预设的通信协议，升高输出电压，以使充电电流增大。充电器每收到一次第一控制信号，就相应的升高输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端才停止发送第一控制信号，充电器则停止升高输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。

步骤S205、移动终端向充电器发送第二控制信号。

移动终端判断预设阈值大于充电电流，则向充电器连续发送第二控制信号，如图3所示，在100ms内向充电器发送2次零电流脉冲。

步骤S206、充电器根据第二控制信号降低输出电压。

充电器收到移动终端发送来的第二控制信号后，根据预设的通信协议，降低输出电压，以使充电电流减小。充电器每收到一次第二控制信号，就相应的降低输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端才停止发送第二控制信号，充电器则停止降低输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。

步骤S207、移动终端判断电池电压是否达到额定电压。

本实施例的充电方法在进行步骤S202的同时，移动终端还会判断电池电压是否达到电池的额定电压。若所述电池电压还没有达到额定电压，说明电池还没充满，移动终端则忽略判断结果，返回步骤S202，继续进行充电流程；若所述电池电压已经达到了额定电压，说明电池已经充满，则进入步骤S208。

步骤S208、移动终端向充电器发送第三控制信号。

移动终端向充电器发送第三控制信号，如图4所示，在100ms内向充电器发送3次零电流脉冲。

步骤S209、充电器根据第三控制信号停止输出电压。

充电器收到移动终端发送来的第三控制信号后，根据预设的通信协议，停止向移动终端输出电压，充电流程结束，从而可防止电池过充而造成对电池的损害，进一步提高了安全性，延长了电池使用寿命。同时，移动终端的中央处理器也控制晶体管断开。

参见图6、图7，提出本发明的充电系统，所述充电系统包括移动终端100和充电器200，所述充电器200电性连接交流电源和移动终端100，并将交流电转换为直流电后给移动终端100充电。在充电过程中，所述移动终端100用于检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压给充电器200发送相应的控制信号；所述充电器200用于接收所述移动终端100的控制信号，并根据相应的控制信号控制其向所述移动终端100输出的输出电压。

所述移动终端100包括中央处理器110、电池120和晶体管130，硬件上与现有技术中的移动终端相同，只需在软件上进行升级。所述充电器200包括AC/DC转换单元220，同时新增了一控制单元210，其用于与移动终端100通过预设的通信协议进行通信，并控制AC/DC转换单元220输出电压。所述AC/DC转换单元220通过移动终端100的晶体管130与电池120电性连接，其将交流电转换为直流电，并向所述晶体管130输出电压，通过晶体管130向电池120充电；所述中央处理器110实时检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压控制所述晶体管130向充电器200的控制单元210发送相应的控制信号；所述控制单元210接收到移动终端100的控制信号后，则根据相应的控制信号控制AC/DC转换单元220的输出电压。如图6所示，移动终端100与充电器200之间通过电源线230连接进行充电，再连接一通信线240进行通信；也可以如图7所示，省掉通信线240，而复用连接它们的电源线230进行通信。

具体的，移动终端100与充电器200通过电源线230电性连接后，充电器200则对移动终端100进行充电，在充电过程中，移动终端100的中央处理器110实时检测充电电流和电池电压。随着充电器200对移动终端100的电池进行充电，电池电压逐渐升高，随着电池电压的升高，其最佳的充电电流也在变化。即每一范围段的电池电压值，其对应的最佳充电电流值不同，为了提高充电效率，需要根据电池电压相应的调整充电电流。因此，每一个充电阶段，都有对应的最佳充电电流的预设阈值，每一种电池120的预设阈值各不相同。中央处理器110则根据检测到的充电电流和电池电压，判断当前的电池电压所对应的预设阈值与当前的充电电流的大小，根据判断结果控制所述晶体管130向充电器200的控制单元210发送相应的控制信号。

所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲。如图2-图4所示为例举的本发明的充电系统中移动终端100与充电器200之间的通信协议中三种控制信号的波形图，其中横坐标为时间t，纵坐标为电流I，预设时间为100ms，预设次数可以是1次或多次，当在100ms内发送1次零电流脉冲则为第一控制信号（如图2所示），当在100ms内发送2次零电流脉冲则为第二控制信号（如图3所示），当在100ms内发送3次零电流脉冲则为第三控制信号（如图4所示）。其中移动终端100向充电器发200送零电流脉冲，是通过移动终端100的中央处理器110控制移动终端100的晶体管130的断开来实现的，即中央处理器110在预设时间内控制晶体管130断开预设次数，从而实现在预设时间内向充电器200的控制单元210发送预设次数的零电流脉冲，形成相应的控制信号。

如果中央处理器110判断预设阈值大于充电电流，则控制晶体管130向充电器200的控制单元210连续发送第一控制信号，如图2所示，控制晶体管130在100ms内断开1次，即在100ms内发送1次零电流脉冲；充电器200的控制单元210收到移动终端100发送来的第一控制信号后，根据预设的通信协议，控制AC/DC转换单元220升高输出电压，以使充电电流增大。充电器200每收到一次第一控制信号，就相应的升高输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端100才停止发送第一控制信号，充电器200则停止升高输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。如果中央处理器110判断预设阈值小于充电电流，则控制晶体管130向充电器200的控制单元210连续发送第二控制信号，如图3所示，控制晶体管130在100ms内断开2次，即在100ms内发送2次零电流脉冲；充电器200的控制单元210收到移动终端100发送来的第二控制信号后，根据预设的通信协议，控制AC/DC转换单元220降低输出电压，以使充电电流增大。充电器200每收到一次第二控制信号，就相应的降低输出电压一个单位，直到充电电流与预设阈值相等，移动终端100才停止发送第二控制信号，充电器200则停止降低输出电压，保持当前的最佳充电电流，使得充电效率最大化。

据此，本实施例的充电系统，移动终端100与充电器200之间可以通过预设的通信协议进行通信，其中移动终端100通过检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压向充电器200发送相应的控制信号，充电器200则根据相应的控制信号来控制输出电压，进而可调整充电电流，从而可根据当前的电池电压匹配出最佳的充电电流，使得充电效率最大化。由充电器200直接控制输出电压来调整充电电流的大小，不会造成电能的损耗致使充电发热，提高了安全性，减少了能源浪费。

进一步地，移动终端100的中央处理器110同时判断电池电压是否达到电池120的额定电压。若所述电池电压还没有达到额定电压，说明电池120还没充满，中央处理器110则忽略判断结果，继续充电流程；若所述电池电压已经达到了额定电压，说明电池120已经充满，中央处理单元110则控制晶体管130向充电器200的控制单元发210送第三控制信号，如图4所示，控制晶体管130在100ms内断开3次，即在100ms内发送3次零电流脉冲。充电器200的控制单元210收到移动终端100发送来的第三控制信号后，根据预设的通信协议，控制AC/DC转换单元220停止向移动终端100输出电压，充电流程结束，从而可防止电池120过充而造成对电池120的损害，进一步提高了安全性，延长了电池120使用寿命。同时，移动终端100的中央处理器110控制晶体管130断开。

应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种充电方法，其特征在于，包括步骤：

移动终端检测充电电流和电池电压；

所述移动终端判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小，根据判断结果向充电器发送相应的控制信号，所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲，不同次数的零电流脉冲对应不同的控制信号；

所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压。

2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述根据判断结果向充电器发送相应的控制信号包括：

若所述预设阈值大于所述充电电流，则所述移动终端向充电器发送第一控制信号；

若所述预设阈值小于所述充电电流，则所述移动终端向充电器发送第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的充电方法，其特征在于，所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压包括：

若所述充电器收到所述第一控制信号，则根据该第一控制信号升高输出电压；

若所述充电器收到所述第二控制信号，则根据该第二控制信号降低输出电压。

4.根据权利要求2所述的充电方法，其特征在于，所述移动终端判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小的步骤的同时还包括：

所述移动终端判断所述电池电压是否达到额定电压；

若所述电池电压已达到额定电压，则所述移动终端向充电器发送第三控制信号。

5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述充电器根据相应的控制信号控制输出电压包括：

若所述充电器收到所述第三控制信号，则根据所述第三控制信号停止输出电压。

6.一种充电系统，其特征在于，包括移动终端和充电器，其中：

移动终端，用于检测充电电流和电池电压，并判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小，根据判断结果向所述充电器发送相应的控制信号，所述控制信号为在预设时间内发送预设次数的零电流脉冲，不同次数的零电流脉冲对应不同的控制信号；

充电器，用于接收所述移动终端的控制信号，并根据相应的控制信号控制其向所述移动终端输出的输出电压。

7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述移动终端包括中央处理器、电池和晶体管，所述充电器包括控制单元和AC/DC转换单元，其中：

中央处理器，用于检测充电电流和电池电压，并根据检测到的充电电流和电池电压控制所述晶体管向所述控制单元发送相应的控制信号；

控制单元，用于接收所述控制信号，并根据相应的控制信号控制所述AC/DC转换单元的输出电压；

AC/DC转换单元，用于通过所述晶体管与所述电池电性连接，以向所述电池充电。

8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述中央处理器用于判断所述电池电压所对应的预设阈值与所述充电电流的大小；

若所述预设阈值大于所述充电电流，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第一控制信号，所述控制单元根据所述第一控制信号升高所述AC/DC转换单元的输出电压；

若所述预设阈值小于所述充电电流，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第二控制信号，所述控制单元根据所述第二控制信号降低所述AC/DC转换单元的输出电压。

9.根据权利要求8所述的充电系统，其特征在于，所述中央处理器还用于判断所述电池电压是否达到额定电压；若所述电池电压已达到额定电压，则所述中央处理器控制所述晶体管向所述控制单元发送第三控制信号，所述控制单元根据所述第三控制信号控制所述AC/DC转换单元停止输出电压。