(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電システムであって、
電池と、
入力された交流を整流して第１脈動波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、
制御信号に基づいて前記第１脈動波形の電圧を変調させるスイッチユニットと、
変調された前記第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するためのトランスと、
前記第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、
前記スイッチユニットに接続され、該スイッチユニットに前記制御信号を出力し、該制御信号のデューティ比を調節することにより、前記第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすように制御する制御ユニットと、
前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力する第２電圧サンプリング回路と、
正入力端が前記第２電圧サンプリング回路の出力端に接続され、負入力端が参考電圧提供端に接続され、前記サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加して、前記スイッチユニットを強制的にオンするように制御するコンパレータユニットとを備える充電システム。
【請求項２】
前記第１整流ユニットの入力端の間には、サージ電圧の衝撃による高圧信号をクランプするために用いられるバリスタがさらに並列接続される請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第４脈動波形の電圧を生成する補助巻線と、
該補助巻線に接続され、前記第４脈動波形の電圧を変換して直流を出力し、前記コンパレータユニット及び前記制御ユニットにそれぞれ給電する給電ユニットとを備える請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】
前記第２整流ユニットに接続されている第１充電インタフェースを備え、
該第１充電インタフェースは、前記電池を充電するための電源線と、前記電池の充電管理ユニットと通信を行うためのデータ線とを備える請求項１に記載の充電システム。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記第１充電インタフェースを介して前記電池の前記充電管理ユニットと通信を行って充電モードを決定し、
前記充電モードが、第１充電モードと第２充電モードとを有する請求項４に記載の充電システム。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記充電モードが前記第１充電モードであると決定された場合、前記電池を備える端末の状態情報に基づいて前記第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、前記第１充電モードに対応する前記充電電流及び／又は前記充電電圧に基づいて、前記制御信号のデューティ比を調節する請求項５に記載の充電システム。
【請求項７】
入力された交流を整流して第１脈動波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、
制御信号に基づいて前記第１脈動波形の電圧を変調させるためのスイッチユニットと、
変調された前記第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するためのトランスと、
前記第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、
前記スイッチユニットに接続され、前記スイッチユニットに前記制御信号を出力し、前記制御信号のデューティ比を調節することにより、前記第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすように制御する制御ユニットと、
前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力するための第２電圧サンプリング回路と、
正入力端が前記第２電圧サンプリング回路の出力端に接続され、負入力端が参考電圧提供端に接続され、前記サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加して、前記スイッチユニットを強制的にオンするように制御するコンパレータユニットとを備える電源アダプター。
【請求項８】
前記コンパレータユニットは、コンパレータと、分離ダイオードとを備え、
前記コンパレータの出力端が前記分離ダイオードのアノードに接続され、
前記分離ダイオードのカソードが前記スイッチユニットに接続される請求項７に記載の電源アダプター。
【請求項９】
前記第１整流ユニットの入力端の間には、サージ電圧の衝撃による高圧信号をクランプするためのバリスタがさらに並列接続される請求項７又は請求項８に記載の電源アダプター。
【請求項１０】
変調された前記第１脈動波形の電圧に基づいて第４脈動波形の電圧を生成する補助巻線と、
該補助巻線に接続され、前記第４脈動波形の電圧を変換して直流を出力し、前記コンパレータユニット及び前記制御ユニットにそれぞれ給電する給電ユニットとを備える請求項７に記載の電源アダプター。
【請求項１１】
前記第２整流ユニットに接続される第１充電インタフェースをさらに含み、
前記第１充電インタフェースは端末の第２充電インタフェースに接続された場合、前記第２充電インタフェースにより前記第３脈動波形の電圧を前記端末の電池に印加し、前記第２充電インタフェースが前記電池に接続され、
該第１充電インタフェースが、前記電池を充電するための電源線と、前記端末と通信を行うためのデータ線とを備える請求項７に記載の電源アダプター。
【請求項１２】
前記制御ユニットは、前記第１充電インタフェースを介して前記端末と通信を行って充電モードを決定し、前記充電モードは第１充電モードと第２充電モードとを有する請求項１１に記載の電源アダプター。
【請求項１３】
前記制御ユニットは、前記充電モードが前記第１充電モードであると決定された場合、前記端末の状態情報に基づいて前記第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、前記第１充電モードに対応する前記充電電流及び／又は前記充電電圧に基づいて、前記制御信号のデューティ比を調節する請求項１２に記載の電源アダプター。
【請求項１４】
前記端末の状態情報は、前記電池の電気量と、前記電池の温度と、前記電池の電圧／電流と、前記端末のインタフェース情報と、前記端末の通路抵抗の情報とを含む請求項１３に記載の電源アダプター。
【請求項１５】
電源アダプターの第１充電インタフェースが端末の第２充電インタフェースに接続された場合、入力された交流を一次整流して第１脈動波形の電圧を出力するステップと、
スイッチユニットを制御して前記第１脈動波形の電圧を変調させ、トランスの変換により第２脈動波形の電圧を出力するステップと、
前記第２脈動波形の電圧を二次整流して第３脈動波形の電圧を出力し、前記第２充電インタフェースにより前記第３脈動波形の電圧を前記端末の電池に印加するステップと、
前記スイッチユニットに出力される制御信号のデューティ比を調節して、前記第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすように制御するステップと、
前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力し、該サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加し、該スイッチユニットを強制的にオンするように制御するステップとを含む端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は端末装置技術分野に関し、特に充電システム、端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法及び電源アダプターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末（例えば、スマートフォン）は益々多くの消費者に歓迎されているが、携帯端末の消費電気量が大きく、常に充電する必要がある。
【０００３】
一般的に、携帯端末は電源アダプターにより充電される。ここで、一般的に、電源アダプターは、一次整流回路、一次フィルタ回路、トランス、二次整流回路、二次フィルタ回路、及び制御回路等を備え、このように電源アダプターは入力された２２０∨交流を携帯端末ニーズに適切な安定した低電圧の直流（例えば、５∨）に変換し、携帯端末の電源管理装置と電池に提供し、携帯端末の充電を実現する。
【０００４】
しかしながら、電源アダプターの電力が大きくなるにつれて、例えば、５Ｗから１０Ｗ、１５Ｗ、２５Ｗ等より大きい電力にアップグレードすると、より多くの、高電力を耐えられて且つ精度をよりよく制御できる電子部品が適応する必要があり、これは、電源アダプターの体積を増加するだけではなく、同時にアダプターの生産コストと製造難度を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願は、発明者が以下の問題についての認識及び研究に基づいて作られたものである。
【０００６】
発明者は、研究する時に、電源アダプターの電力が多くなるにつれて、電源アダプターは携帯端末の電池を充電する場合、電池の分極抵抗が容易に大きくなり、電池温度上昇が高くなりやすいから、電池の使用寿命を減少させ、電池の信頼性と安全性とに影響を及ぼす。
【０００７】
また、一般的に、交流電源を給電している場合、大半数の機器は直接に交流で作動することができない。これは、交流、例えば、５０Ｈｚの２２０∨商用電が間欠的に電気エネルギーを出力するからであり、「間欠」をさせないように、電解コンデンサを利用してエネルギーを貯蔵する必要があり、このように給電がトラフにある場合、給電の持続は電解コンデンサのエネルギー貯蔵により安定の電気エネルギー供給を維持する。よって、交流電源は電源アダプターにより携帯端末に充電する場合、まず交流電源により提供された交流、例えば、２２０∨の交流を安定した直流に変換して携帯端末に供給する。しかし、電源アダプターは携帯端末の電池を充電するものであるから、間接的に携帯端末に給電し、給電の持続性は電池により保証され、このように電源アダプターは電池を充電する際に連続的に安定して直流を必要としない。
【０００８】
なお、安定な直流電流を持続的に出力する必要のない電源アダプターを設計する場合に、サージ残圧がシステムの後端に伝導し、システムに影響を与えることにならないように確保するために、サージ電圧の衝撃防止、例えば落雷防止の問題を考慮しなければならない。
【０００９】
そのため、本発明の一つ目の目的は、電源アダプターにより出力された脈動波形の電圧を、直接に端末の電池に印加し、これにより電源アダプターの小型化や、低コストを実現し、電池の使用寿命を向上させ、端末内の電池を充電する際には、サージ電圧の衝撃防止の安全保護を有効的に実現することのできる充電システムを提出することである。
【００１０】
本発明の２つ目の目的は、電源アダプターを提供することである。本発明の３つ目の目的は、端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法を提供することである。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第１態様の実施形態により充電システムを提供する。充電システムは、電池と、入力された交流を整流して第１脈動波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、制御信号に基づいて前記第１脈動波形の電圧を変調させるためのスイッチユニットと、変調された前記第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するためのトランスと、前記第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、前記スイッチユニットに接続され、該スイッチユニットに前記制御信号を出力し、該制御信号のデューティ比を調節することにより、前記第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすように制御する制御ユニットと、前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力するための第２電圧サンプリング回路と、正入力端が前記第２電圧サンプリング回路の出力端に接続され、負入力端が参考電圧提供端に接続され、前記サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加して、前記スイッチユニットを強制的にオンするように制御するコンパレータユニットとを備える。
【００１２】
本発明の実施形態に係る充電システムによると、電源アダプターが第３脈動波形の電圧を出力するように制御して、電源アダプターにより出力された第３脈動波形の電圧を、端末の電池に直接に印加することにより、パルスの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。それとともに、本発明の実施形態に係る充電システムは、さらに、コンパレータユニットにより第２電圧サンプリング回路から出力されるサンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば、落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば、落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば、落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。
【００１３】
上記目的を達成するには、本発明の第２態様の実施形態に係る電源アダプターを提供する。電源アダプターは、入力された交流を整流して第１脈動波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、制御信号に基づいて前記第１脈動波形の電圧を変調させるためのスイッチユニットと、変調された前記第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するためのトランスと、前記第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、該第２整流ユニットに接続され、前記第１充電インタフェースは端末の第２充電インタフェースに接続された場合、前記第２充電インタフェースにより前記第３脈動波形の電圧を前記端末の電池に印加し、前記第２充電インタフェースが前記電池に接続される第１充電インタフェースと、前記スイッチユニットに接続され、前記スイッチユニットに前記制御信号を出力し、前記制御信号のデューティ比を調節することにより、前記第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすように制御する制御ユニットと、前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力するための第２電圧サンプリング回路と、正入力端が前記第２電圧サンプリング回路の出力端に接続され、負入力端が参考電圧提供端に接続され、前記サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加して、前記スイッチユニットを強制的にオンするように制御するコンパレータユニットとを備える。
【００１４】
本発明の実施形態に係る電源アダプターは、第１充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を出力し、端末の第２充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を端末の電池に印加し、これによりパルスの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。それとともに、本発明の実施形態に係る電源アダプターは、さらに、コンパレータユニットにより第２電圧サンプリング回路から出力されるサンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば、落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば、落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば、落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の第３態様の実施形態に係る端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法を提供する。端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法は、電源アダプターの第１充電インタフェースが端末の第２充電インタフェースに接続された場合、入力された交流を一次整流して第１脈動波形の電圧を出力するステップと、スイッチユニットを制御して前記第１脈動波形の電圧を変調させ、トランスの変換により第２脈動波形の電圧を出力するステップと、前記第２脈動波形の電圧を二次整流して第３脈動波形の電圧を出力し、前記第２充電インタフェースにより前記第３脈動波形の電圧を前記端末の電池に印加するステップと、前記スイッチユニットに出力される制御信号のデューティ比を調節して、前記第３脈動波形の電圧が前記端末の充電ニーズを満たすように制御するステップと、前記第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力し、該サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、前記サンプリング電圧が前記参考電圧より大きい場合に、前記比較信号を前記スイッチユニットに印加し、該スイッチユニットを強制的にオンするよう制御するステップとを含む。
【００１６】
本発明の実施形態に係る端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法は、パルスの出力電圧／電流が直接に電池を急速充電することを実現するとともに、さらに、第１パルス波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力し、サンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば、落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば、落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムにフライバックスイッチング電源を利用したブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムにフォワードスイッチング電源を利用したブロック図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムにプッシュプルスイッチング電源を利用したブロック図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムにハーフブリッジタイプスイッチング電源を利用したブロック図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムにフルブリッジタイプスイッチング電源を利用したブロック図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る電源アダプターの一次側の回路概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電源アダプターが電池に出力した充電電圧波形の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電源アダプターが電池に出力した充電電流波形の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスイッチユニットに出力した制御信号の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る急速充電過程の概略図である。
【図７Ａ】本発明一実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図７Ｂ】本発明一実施形態に係る電源アダプターがＬＣフィルタ回路を備える場合のブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るサンプリングユニットのブロック図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る端末用充電システムのブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る端末のブロック図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る端末のブロック図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る端末用充電方法のフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態に係る端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。上記実施形態の一例が図面に示されるが、同一または類似する符号は、常に、相同又は類似の部品、又は、相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施形態は例示的なものであり、本発明を解釈するために用いられ、本発明を限定するものと理解されてはならない。
【００１９】
本発明の実施形態により提案される端末用充電システム、電源アダプター、及び端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法を説明する前に、先ず、関連技術における端末などの充電対象機器を充電する電源アダプター、即ち、以下に「関連アダプター」と称されるものを説明する。
【００２０】
関連アダプターが定電圧モードで作動する際に、その出力電圧は、基本的に一定であり、例えば、５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ又は２０Ｖなどに維持される。
【００２１】
関連アダプターから出力される電圧は、直接に電池両端に印加するのに適さず、充電対象機器（例えば、端末）内の電池の所期の充電電圧及び／又は充電電流を取得するために、あらかじめ充電対象機器（例えば、端末）内の変換回路により変換する必要がある。
【００２２】
変換回路は、電池の所期の充電電圧及び／又は充電電流のニーズを満たすために、関連アダプターの出力電圧を変換するのに用いられる。
【００２３】
一例として、該変換回路は、充電管理モジュール、例えば端末における充電ＩＣを指してもよく、電池の充電過程において、電池の充電電圧及び／又は充電電流を管理するために用いられる。該変換回路は、電池の充電電圧及び／又は充電電流の管理を実現するために、電圧フィードバックモジュールの機能を有し、及び／又は、電流フィードバックモジュールの機能を有する。
【００２４】
例えば、電池の充電過程は、トリクル充電段階と、定電流充電段階と、定電圧充電段階とのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。トリクル充電段階において、変換回路は、電流フィードバックループを利用することにより、トリクル充電段階で電池に流れ込む電流が電池の所期の充電電流の大きさ（例えば、第１充電電流）を満たすようにする。定電流充電段階において、変換回路は、電流フィードバックループを利用することにより、定電流充電段階で電池に流れ込む電流の大きさが電池の所期の充電電流の大きさ（例えば、第１充電電流より大きくてもよい第２充電電流）を満たすようにする。定電圧充電段階において、変換回路は、電圧フィードバックループを利用することにより、定電圧充電段階で電池両端に印加される電圧の大きさが電池の所期の充電電圧の大きさを満たすようにする。
【００２５】
一例として、関連アダプターの出力電圧が電池の所期の充電電圧より大きい場合に、変換回路は、降圧変換後に取得された充電電圧が電池の所期の充電電圧のニーズを満たすように、関連アダプターの出力電圧に対する降圧変換処理するために用いられる。もう一例として、関連アダプターの出力電圧が電池の所期の充電電圧より小さい場合に、変換回路は、昇圧変換後に取得された充電電圧が電池の所期の充電電圧のニーズを満たすように、関連アダプターの出力電圧に対する昇圧変換処理するために用いられる。
【００２６】
他の一例として、関連アダプターが５Ｖの定電圧を出力することを一例として、電池が一つのセルを有する（リチウム電池のセルを一例として、一つのセルの充電終止電圧は、４．２Ｖである）場合に、変換回路（例えばＢｕｃｋ降圧回路）は、降圧後に取得された充電電圧が一つのセルの所期の充電電圧のニーズを満たすように、関連アダプターの出力電圧に対して降圧変換処理することができる。
【００２７】
他の一例として、関連アダプターが５Ｖの定電圧を出力することを例として、関連アダプターが少なくとも２つのセルを直列接続した電池（リチウム電池のセルを一例として、一つのセルの充電終止電圧は、４．２Ｖである）を充電する場合に、変換回路（例えばＢｏｏｓｔ昇圧回路）は、昇圧後に取得された充電電圧が複数のセルの所期の充電電圧のニーズを満たすように、関連アダプターの出力電圧に対して昇圧変換処理することができる。
【００２８】
変換回路は、回路変換効率低下との原因に制限され、変換されていない一部の電気エネルギーは熱という形で損失し、この一部の熱は、充電対象機器（例えば端末）の内部に集まる。充電対象機器の設計空間も放熱空間も小さい（例えば、ユーザが使用する携帯端末の物理的なサイズは、ますます薄くなり、同時に携帯端末の性能を向上させるために、携帯端末内に大量の電子素子が密集配置されている）ことから、変換回路の設計難易度を上げるだけではなく、充電対象機器（例えば端末）内に集まる熱量の迅速除去が難しくなり、さらに、充電対象機器（例えば端末）の異常を引き起こす。
【００２９】
例えば、変換回路に集まっている熱が変換回路付近の電子素子に熱干渉を与えて、電子素子の作動異常を起こすおそれがあり、及び／又は、例えば、変換回路に集まっている熱が変換回路及び付近の電子素子の使用寿命を縮めるおそれがあり、及び／又は、変換回路に集まっている熱が電池に熱干渉を与えて、さらに電池の充放電異常を招くおそれがあり、及び／又は、例えば、変換回路に集まっている熱によって充電対象機器（例えば、端末）の温度上昇を招いて、ユーザの充電時の使用体験に影響を与えるおそれがあり、及び／又は、例えば、変換回路に集まっている熱によって変換回路自体の短絡を招くことにより、関連アダプターの出力電圧は直接に電池の両端に印加され、充電異常を引き起こすおそれがあり、電池が長時間過電圧充電状態にある場合、電池の爆発さえ引き起こし、安全上の潜在危険がある。
【００３０】
本発明の実施例により提供する電源アダプターは、電池の状態情報を取得することができる。電池の状態情報は、少なくとも電池の現在の電気量情報及び／又は電圧情報を含み、電源アダプターは、取得された電池の状態情報に基づいて、電源アダプター自体から出力された電圧を調整して、電池の所期の充電電圧及び／又は充電電流のニーズを満たす。電源アダプター調整後の出力電圧は、直接に電池の両端に印加して電池を充電することができ、電源アダプターから出力される電圧は、脈動波形の電圧である。
【００３１】
電源アダプターは、電池の充電電圧及び／又は充電電流の管理を実現するために、電圧フィードバック機能及び／又は電流フィードバック機能を有する。
【００３２】
電源アダプターは、取得された電池の状態情報に基づいて、電源アダプター自体から出力された電圧を調整することとは、電池の所期の充電電圧及び／又は充電電流を満たすために、電源アダプターは、電池の状態情報をリアルタイムに取得し、リアルタイムに取得された電池の状態情報に基づいて電源アダプター自体の出力電圧を調整することができることを指してもよい。
【００３３】
電源アダプターがリアルタイムに取得された電池の状態情報に基づいて電源アダプター自体の出力電圧を調整することは、電池の所期の充電電圧及び／又は充電電流のニーズを満たすために、充電過程において、電池の充電電圧が絶えずに上昇するにつれて、電源アダプターは、充電過程における異なる時刻の電池の現在状態情報を取得し、電池の現在状態情報に基づいて電源アダプター自体の出力電圧をリアルタイムに調整することができ、電源アダプターの調整後の出力電圧は、直接に電池の両端に印加して電池を充電することができることを指してもよい。
【００３４】
例えば、電池の充電過程は、トリクル充電段階と、定電流充電段階と、定電圧充電段階とのうちの少なくとも一つを含む。トリクル充電段階において、電池の所期の充電電流のニーズを満たすために、電源アダプターはトリクル充電段階で第１充電電流を出力して電池を充電することができる（第１充電電流は、脈動波形の電流であってもよい）。定電流充電段階において、電源アダプターは、電流フィードバックループを利用して、定電流充電段階で電源アダプターから出力され電池に流れ込む電流が電池の所期の充電電流のニーズを満たすことを可能にする（例えば、第２充電電流は、同じく脈動波形の電流であり、第２充電電流は、第１充電電流より大きくてもよく、定電流充電段階での脈動波形の電流ピーク値がトリクル充電段階での脈動波形の電流ピーク値より大きいことを指してもよく、定電流充電段階の定電流とは、脈動波形の電流ピーク値又は平均値がほぼ変わらないことを指してもよい）。定電圧充電段階において、電源アダプターは、電圧フィードバックループを利用して、定電圧充電段階で電源アダプターから充電対象機器（例えば、端末）に出力された電圧（即ち、脈動波形の電圧）を一定に維持することができる。
【００３５】
例えば、本発明の実施形態に係る電源アダプターは、主に充電対象機器（例えば端末）内の電池の定電流充電段階を制御するために用いられてもよい。他の実施例において、充電対象機器内（例えば端末）の電池のトリクル充電段階及び定電圧充電段階での制御機能も本発明の実施形態に係る電源アダプターと充電対象機器（例えば端末）内の別途の充電チップとにより協同して完成されてもよい。定電流充電段階と比べて、電池は、トリクル充電段階及び定電圧充電段階で受け入れた充電電力が比較的に小さく、充電対象機器（例えば端末）内部の充電チップの変換損失と熱蓄積とは許容される。なお、本発明の実施形態に係る定電流充電段階又は定電流段階とは、電源アダプターの出力電流を制御する充電モードを指してもよく、電源アダプターの出力電流が完全に一定に維持されることを要求することではなく、例えば、電源アダプターから出力された脈動波形の電流ピーク又は平均値がほぼ変わらないこと、又は一つの時間帯にほぼ変わらないことを指してもよい。例えば、実際において、電源アダプターが定電流充電段階で通常多段式定電流の方式で充電する。
【００３６】
多段式定電流充電（Ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｇｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）は、Ｎの定電流段階（Ｎは、２以上の整数である）を有していてもよい。多段式定電流充電は、所定充電電流で第１段階の充電を開始し、多段式定電流充電のＮの定電流段階は、第１段階から第（Ｎ−１）段階まで順次に実行される。定電流段階における前の定電流段階から次の定電流段階に変換された後、脈動波形の電流ピーク又は平均値が小さくなることができ、電池電圧が充電終止電圧の閾値に達した場合に、定電流段階における前の定電流段階は次の定電流段階に変換される。隣り合う２つの定電流段階間の電流変換過程は、逐次に変化してもよく、又は階段式飛躍的に変化してもよい。
【００３７】
さらに、本発明の実施例において使用される「端末」は、有線（例えば、公衆交換電話網（ｐｕｂｌｉｃ  ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ,  ＰＳＴＮ）、デジタル加入者線（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ，ＤＳＬ）、デジタルケーブル、直接ケーブル及び／又は他のデータ接続／ネットワーク）を介して接続されること及び／又は（例えば、セルラーネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＬＡＮ）、ＤＶＢ−Ｈネットワークのようなデジタルテレビネットワーク、衛星ネットワーク、ＡＭ−ＦＭ放送送信器、及び／又はもう一つの通信端末の）無線インタフェースを介して通信信号を送信・受信する装置を含むが、限定されない。無線インタフェースを介して通信するように設置される端末は、「無線通信端末」、「無線端末」及び／又は「携帯端末」と称されてもよい。携帯端末の一例は、衛星又はセルラー電話と、セルラー無線電話とデータ処理、ファックス及びデータ通信能力を組み合わせるパーソナル通信システム（ＰＣＳ）端末と、無線電話、ポケベル、インターネット／イントラネットアクセス、Ｗｅｂブラウザ、ノートブック、カレンダー及び／又はグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信器を有するＰＤＡと、従来のラップトップ及び／又はバーム受信器又は無線電話トランシーバーを有する他の電子装置とを有するが、これらに限定されない。
また、本発明の実施例において、電源アダプターにより出力された脈動波形の電圧を、端末の電池に直接に印加して電池を充電する場合に、充電電流は、パルス波、例えば、饅頭形波の形で表される。なお、充電電流は、間欠の方式で電池を充電することができ、充電電流の周期は、入力交流電流、例えば交流電網の周波数に従って変化し、例えば、充電電流の周期に対応する周波数は、電網の周波数の整数倍又は逆数倍である。また、充電電流が間欠の方式で電池を充電する場合に、充電電流に対応する電流波形は、電網と同期の一つ又は一組のパルスにより構成されるものであってもよい。
【００３８】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態により提供される端末用充電システムと電源アダプターと、端末用充電方法と、充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法とを説明する。
【００３９】
図１Ａから図１４に示すように、本発明の実施形態により提供される端末用充電システムは、電源アダプター１と、端末２とを備える。
【００４０】
図２Ａに示されように、電源アダプター１は、第１整流ユニット１０１と、スイッチユニット１０２と、トランス１０３と、第２整流ユニット１０４と、第１充電インタフェース１０５と、サンプリングユニット１０６と制御ユニット１０７とを備える。第１整流ユニット１０１は入力された交流（商用電、例えば、ＡＣ２２０∨）を整流して第１脈動波形の電圧例えば、饅頭形波電圧を出力し、ここで、図１Ａに示されるように、第１整流ユニット１０１は４つのダイオードからなるフルブリッジ整流回路である。スイッチユニット１０２は、制御信号に基づいて第１脈動波形の電圧を変調させ、ここで、スイッチユニット１０２はＭＯＳトランジスタからなり、ＭＯＳトランジスタをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）制御して饅頭形波電圧をチョッピング変調させる。トランス１０３は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力し、第２整流ユニット１０４は第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力し、ここで、第２整流ユニット１０４はダイオード又はＭＯＳトランジスタからなり、二次同期整流が実現され、これにより第３脈動波形と変調された第１脈動波形とを同期させ、なお、第３脈動波形と変調された第１脈動波形とを同期させ、具体的には、第３脈動波形の位相と変調された第１脈動波形の位相とをマッチングさせ、第３脈動波形の振幅と変調された第１脈動波形の振幅変化傾向とをマッチングさせる。第１充電インタフェース１０５は第２整流ユニット１０４に接続され、サンプリングユニット１０６は第２整流ユニット１０４により出力された電圧及び／又は電流をサンプリングして電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値を取得するために用いられ、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６とスイッチユニット１０２とにそれぞれ接続され、制御ユニット１０７は、制御信号をスイッチユニット１０２に出力し、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号のデューティ比を調節して、第２整流ユニット１０４により出力された第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにする。
【００４１】
図２Ａに示されるように、端末２は、第２充電インタフェース２０１と電池２０２とを備え、第２充電インタフェース２０１は、電池２０２に接続され、第２充電インタフェース２０１が第１充電インタフェース１０５に接続された場合、第２充電インタフェース２０１は第３脈動波形の電圧を電池２０２に印加し、電池２０２を充電する。
【００４２】
しかし、関連技術における電源アダプター充電時のサージ電圧衝撃、例えば、落雷の防止は主にバリスタ及び電解コンデンサにより完成され、バリスタがサージ電圧の衝撃による高圧信号を比較的低い電圧にクランプし、そして整流ブリッジの後の電解コンデンサにより残圧の吸収が完成される。だが、本発明実施例の脈動充電システムにおいて、電解コンデンサがないため、残圧を吸収することができず、処理しないと、残圧がシステムの後端まで伝導し、システムにある程度の損害をもたらす。そのため、電源アダプターが脈動波形の電圧を出力して端末電池を充電する過程において、さらに、サージ電圧の衝撃防止、例えば、落雷防止保護に対して設計を行う必要がある。
【００４３】
本発明の一実施例により、図２Ａ及び図２Ｂに示されるものに合わせると、電源アダプター１は、第１整流ユニット１０１と、スイッチユニット１０２と、トランス１０３と、第２整流ユニット１０４と、第１充電インタフェース１０５と、第２電圧サンプリング回路１１４と、コンパレータユニット１１５と、制御ユニット１０７とを備える。
【００４４】
第１整流ユニット１０１は、入力される交流電流（商用電源、例えば、ＡＣ２２０Ｖ）を整流して第１脈動波形の電圧、例えば、饅頭波形の電圧を出力し、スイッチユニット１０２は、制御信号に基づいて第１脈動波形の電圧を変調するために用いられ、トランス１０３は、変調した後の第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するために用いられ、第２整流ユニット１０４は、第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するために用いられ、第１充電インタフェース１０５が第２整流ユニット１０４に接続され、制御ユニット１０７がスイッチユニット１０２に接続され、制御ユニット１０７は、スイッチユニット１０２に制御信号を出力し、制御信号のデューティ比を調節することにより、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにし、第２電圧サンプリング回路１１４は、第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力するために用いられ、コンパレータユニット１１５の正入力端が第２電圧サンプリング回路１１４の出力端に接続され、コンパレータユニット１１５の負入力端が参考電圧提供端に接続され、コンパレータユニット１１５は、サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に比較信号をスイッチユニット１０２に印加して、スイッチユニット１０２を強制的にオンするように制御するために用いられる。
【００４５】
つまり、サージ電圧の衝撃、例えば、落雷の信号は、瞬時の高圧信号であるため、本発明の実施例において、トランスの一次側にコンパレータユニットを設置することによりこのサージ電圧の衝撃信号を検出することができ、サージ電圧衝撃の高圧信号即ちサンプリング電圧が参考電圧より大きいことが検出された後、スイッチユニット例えばＭＯＳＦＥＴを強制的にオンするように制御することにより、高圧信号を地面に排出し、これにより、高圧信号がＭＯＳＦＥＴを破壊しないように保証する。
【００４６】
即ち、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされたサンプリング電圧が参考電圧より大きい場合、電源アダプター１がサージ電圧衝撃の干渉、例えば、落雷干渉を受けていることが示され、サージ電圧が現れる際には、サージ電圧を排出する必要があり、充電の安全性と信頼性とを保証し、コンパレータユニット１１５は、高レベルの比較信号をスイッチユニットに印加して開通するようにスイッチユニット１０２を制御し、排出通路を形成し、例えば、落雷によるサージ電圧を排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧衝撃がもたらす干渉を防止し、端末充電時の安全信頼性を効果的に向上させる。
【００４７】
図２Ｂに示されるように、コンパレータユニット１１５は、コンパレータ１１５１と、分離ダイオード１１５２とを備え、コンパレータ１１５１の出力端が分離ダイオード１１５２のアノードに接続され、分離ダイオード１１５２のカソードがスイッチユニット１０２に接続され、例えば、ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続される。コンパレータの正入力端に接続される第２電圧サンプリング回路１１４は、二つの分圧抵抗から構成される。
【００４８】
また、図２Ｂに示されるように、第１整流ユニット１０１の入力端の間にはバリスタＺＲ１がさらに並列接続され、バリスタＺＲ１はサージ電圧の衝撃による高圧信号をクランプするために用いられる。
【００４９】
図２Ｂに示されるように、制御ユニット１０７のＣＳピンが一次電流検出／サンプリングピンであり、ＦＢピンが二次出力電圧フィードバックピンであり、ＰＷＭピンから出力されるＰＷＭ信号のデューティ比は、ＦＢピン及びＣＳピンにより取得されるパラメータに基づいて決定される。
【００５０】
本発明の実施例において、コンパレータの正入力端の分圧抵抗の比例を合理的に設計することにより、第１整流ユニット１０１から出力される第１脈動波形の電圧が正常範囲内にある場合に、コンパレータの正入力端の電圧が常に負入力端の参考電圧より低く、コンパレータが低レベル信号を出力し、ダイオード１１５２により分離されたため、この場合、スイッチユニットＭＯＳＦＥＴは、制御ユニット１０７により出力された制御信号、例えばＰＷＭ信号に基づいて制御される。
【００５１】
サージ電圧衝撃が起こる際には、コンパレータの正入力端の電圧が負入力端の参考電圧より高い場合、サージ電圧衝撃が終わるまで、コンパレータが高レベル信号を出力し、ＭＯＳＦＥＴを強制的にオンにする。サージ電圧衝撃信号が発生する際に、バリスタによりクランプされた後の脈動信号の時間が極めて短いため、ＭＯＳＦＥＴを瞬時にオンにすることは、システムに甚大の影響をもたらすことはなく、システムの安全信頼性を保証する。
【００５２】
ここで、説明しなければならないのは、本発明の実施例において、サージ電圧衝撃は、落雷、或いはスイッチがオンになる瞬間及びオフになる瞬間に引き起こされる瞬時高圧信号であってもよい。
【００５３】
本発明の一つの実施例において、図１Ａに示されるように、電源アダプター１はフライバックスイッチング電源を利用することができる。具体的には、トランス１０３は、一次巻線と二次巻線とを含み、一次巻線の一端は第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続され、第１整流ユニット１０１の第２出力端は接地され、一次巻線の他端はスイッチユニット１０２に接続され（例えば、このスイッチユニット１０２はＭＯＳトランジスタであると、ここで、一次巻線の他端はＭＯＳトランジスタのドレインに接続され）、トランス１０３は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力する。
【００５４】
ここで、トランス１０３は高周波トランスであり、その作動周波数は５０ｋＨｚ−２ＭＨｚであってもよく、高周波トランスは変調された第１脈動波形の電圧を二次にカップリングし、二次巻線により出力する。本発明の実施例において、高周波トランスを利用し、高周波トランスが低周波トランス（低周波トランスまたは産業用周波数トランスと呼ばれ、主に商用電の周波数,例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流を指す）と比較して体積が小さいとの特徴を利用することができ、これにより電源アダプター１の小型化が実現される。
【００５５】
本発明の一つの実施例によると、例えば、図１Ｂに示されるように、上記電源アダプター１はフォワードスイッチング電源をさらに利用することができる。具体的には、トランス１０３は、第１巻線と、第２巻線と第３巻線とを備え、第１巻線のドット端子（ｄｏｔｔｅｄ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）は一つの逆ダイオードにより第１整流ユニット１０１の第２出力端に接続され、第１巻線の非ドット端子（ｎｏｎ−ｄｏｔｔｅｄ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）は第２巻線のドット端子に接続された後第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続され、第２巻線の非ドット端子はスイッチユニット１０２に接続され、第３巻線は第２整流ユニット１０４に接続されている。ここで、逆ダイオードは逆ピーククリッピング効果があり、第１巻線により生じた誘起起電力は逆ダイオードにより逆起電力を振幅制限し、振幅制限エネルギーを第１整流ユニットの出力に返還し、第１整流ユニットの出力を充電し、且つ第１巻線における電流により生じた磁場を流れてトランスの鉄心を減磁させ、トランス鉄心における磁場強度を初期状態に戻す。トランス１０３は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力する。
【００５６】
本発明の一つの実施例によると、図１Ｃに示されるように、上記電源アダプター１はプッシュプルスイッチング電源を利用することができる。具体的には、トランスは、第１巻線と、第２巻線と、第３巻線と第４巻線とを備え、第１巻線のドット端子はスイッチユニットに接続され、第１巻線の非ドット端子は第２巻線のドット端子に接続された後、第１整流ユニットの第１出力端に接続され、第２巻線の非ドット端子はスイッチユニットに接続され、第３巻線の非ドット端子は第４巻線のドット端子に接続され、トランスは変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力する。
【００５７】
図１Ｃに示されるように、スイッチユニット１０２は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２とを備え、トランス１０３は第１巻線と、第２巻線と、第３巻線と第４巻線とを備え、第１巻線のドット端子はスイッチユニット１０２における第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインに接続され、第１巻線の非ドット端子は第２巻線のドット端子に接続され、且つ第１巻線の非ドット端子は第２巻線のドット端子の間のノードは第１整流ユニット１０１の第１出力端に接続され、第２巻線の非ドット端子はスイッチユニット１０２における第２ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインに接続され、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のソースは第２ＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続された後第１整流ユニット１０１の第２出力端に接続され、第３巻線のドット端子は第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第３巻線の非ドット端子は第４巻線のドット端子に接続され、且つ第３巻線の非ドット端子と第４巻線のドット端子の間のノードが接地し、第４巻線の非ドット端子は第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。
【００５８】
図１Ｃに示されるように、第２整流ユニット１０４の第１入力端は第３巻線のドット端子に接続され、第２整流ユニット１０４の第２入力端は第４巻線の非ドット端子に接続され、第２整流ユニット１０４は第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するためのものである。第２整流ユニット１０４は２つのダイオードを備えることができ、一つのダイオードの陽極は第３巻線のドット端子に接続され、もう一つのダイオードの陽極は第４巻線の非ドット端子に接続され、２つのダイオードの陰極は接続されている。
【００５９】
本発明の一つの実施例によると、図１Ｄに示されるように、上記電源アダプター１は、ハーフブリッジタイプスイッチング電源を利用することができる。具体的には、スイッチユニット１０２は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と、第２ＭＯＳトランジスタＱ２と第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２とを備え、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とが直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１は第２ＭＯＳトランジスタＱ２と直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、トランス１０３は第１巻線と、第２巻線と、第３巻線とを備え、第１巻線のドット端子は直列連結された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との間のノードに接続され、第１巻線の非ドット端子は直列連結された第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２の間のノードに接続され、第２巻線のドット端子は第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第２巻線の非ドット端子は第３巻線のドット端子に接続されてから接地し、第３巻線の非ドット端子は第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。トランス１０３は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力する。
【００６０】
本発明の一つの実施例によると、図１Ｅに示されるように、上記電源アダプター１はフルブリッジ式スイッチング電源を利用することができる。具体的には、スイッチユニット１０２は第１ＭＯＳトランジスタＱ１と、第２ＭＯＳトランジスタＱ２と第３ＭＯＳトランジスタＱ３と、第４ＭＯＳトランジスタＱ４とを備え、第３ＭＯＳトランジスタＱ３と第４ＭＯＳトランジスタＱ４とが直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２直列連結してから第１整流ユニット１０１の出力端に並列連結し、トランス１０３は第１巻線と、第２巻線と、第３巻線とを備え、第１巻線のドット端子は直列連結された第３ＭＯＳトランジスタＱ３与と第４ＭＯＳトランジスタＱ４の間のノードに接続され、第１巻線の非ドット端子は直列連結された第１ＭＯＳトランジスタＱ１と第２ＭＯＳトランジスタＱ２の間のノードに接続され、第２巻線のドット端子は第２整流ユニット１０４の第１入力端に接続され、第２巻線の非ドット端子は第３巻線のドット端子に接続された後に接地し、第３巻線の非ドット端子は第２整流ユニット１０４の第２入力端に接続されている。トランス１０３は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力する。
【００６１】
従って、本発明の実施例において、上記電源アダプター１はフライバックスイッチング電源と、フォワードスイッチング電源と、プッシュプルスイッチング電源と、ハーフブリッジタイプスイッチング電源と、フルブリッジ式スイッチング電源のうちいずれかひとつを利用して、脈動波形の電圧を出力することができる。
【００６２】
さらに、図１Ａに示されるように、第２整流ユニット１０４はトランス１０３の二次巻線に接続され、第２整流ユニット１０４は第２脈動波形の電圧を整流して、第３脈動波形の電圧を出力する。ここで、第２整流ユニット１０４はダイオードからなり、二次同期整流を実現し、これにより第３脈動波形と変調された第１脈動波形とを同期させ、なお、第３脈動波形と変調された第１脈動波形とを同期させ、具体的には、第３脈動波形の位相と変調された第１脈動波形の位相とをマッチングさせ、第３脈動波形の振幅と変調された第１脈動波形の振幅変化傾向とをマッチングさせる。第１充電インタフェース１０５は第２整流ユニット１０４に接続され、サンプリングユニット１０６は第２整流ユニット１０４により出力された電圧及び／又は電流をサンプリングして電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値を得られ、制御ユニット１０７はサンプリングユニット１０６とスイッチユニット１０２とにそれぞれ接続され、制御ユニット１０７は制御信号をスイッチユニット１０２に出力し、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、この第２整流ユニット１０４により出力された第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにさせる。
【００６３】
図１Ａに示すように、端末２は、第２充電インタフェース２０１と電池２０２とを備え、第２充電インタフェース２０１が電池２０２に接続され、第２充電インタフェース２０１が第１充電インタフェース１０５に接続された場合、第２充電インタフェース２０１は第３脈動波形の電圧を電池２０２に印加し、電池２０２の充電を実現する。
【００６４】
なお、ここで、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすとは、第３脈動波形の電圧と電流とが電池充電を満たす必要がある時の充電電圧と充電電流を指す。つまり、制御ユニット１０７はサンプリングされた電源アダプターにより出力された電圧及び／又は電流に基づいて、制御信号例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、リアルタイムに第２整流ユニット１０４の出力を調整し、閉ループ調節制御を実現し、これにより第３脈動波形の電圧は端末２の充電ニーズを満たし、電池２０２が安全で信頼的に充電することが保証され、具体的に、図３に示されるように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池２０２に出力した充電電圧波形を調整し、図４に示されるように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池２０２に出力した充電電流波形を調整する。
【００６５】
理解されることは、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する場合、電圧のサンプリング値や、電流のサンプリング値、又は電圧のサンプリング値及び電流のサンプリング値に基づいて調節命令を生成することができることである。
【００６６】
従って、本発明の実施例において、スイッチユニット１０２を制御することにより、整流された第１脈動波形の電圧即ち饅頭形波電圧を直接的にＰＷＭチョッピング変調して、高周波トランスに送り、高周波トランスにより第一次カップリングから二次まで、それから、同期整流した後に饅頭形波電圧／電流を還元し、電池に直接的に送り込み、電池を急速充電することを実現する。ここで、饅頭形波の電圧振幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて調節し、電源アダプターの出力は電池の充電ニーズを満たす。これより、本発明の実施例の電源アダプターは、一次、二次の電解コンデンサをキャンセルすることができ、饅頭形波電圧は直接的に電池を充電するから、電源アダプターの体積を減少させ、電源アダプターの小型化を実現し、大幅にコストダウンすることができる。
【００６７】
ここで、本発明の一つの具体的な一例において、制御ユニット１０７はＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ、マイクロコントローラユニット）であってもよく、即ちスイッチ駆動制御機能と、同期整流機能と、電圧電流調節制御機能とを集めたマイクロプロセッサであってもよい。
【００６８】
本発明の一つの実施例によると、制御ユニット１０７は、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号の周波数を調節し、即ち、スイッチユニット１０２に出力するＰＷＭ信号が持続的に出力してしばらく出力を停止させ、所定時間を停止した後再びＰＷＭ信号の出力を起動し、これにより電池に印加された電圧は断続的なものであり、電池の断続的に充電することを実現し、電池が連続的に充電する時に発熱がひどくて起こったセキュリティリスクを避けられ、電池充電の信頼性と安全性とを向上させる。
【００６９】
リチウム電池は、低温条件で、リチウム電池自体のイオンと電子導電能力の低下により、充電する過程に分極程度の強化を容易に起こし、持続的に充電する方式はこのような分極をより著しくなり、同時にリチウム析出が形成する可能性を増加し、これにより電池の安全性能に影響を及ぼす。また、持続的な充電方法は充電により熱が蓄積し続けることになり、電池内部の温度がだんだん上昇するようになり、温度が一定的な限度値を超えた場合、電池性能の発揮が制限され、同時にセキュリティリスクも増える。
【００７０】
本発明の実施例において、制御信号の周波数を調節することにより、電源アダプターが間欠的に出力し、即ち、電池が充電する過程に電池静置過程を導入し、持続的に充電する過程に分極によるリチウム析出が緩まり、且つ生成された熱の持続的な蓄積の影響を弱め、温度低下の効果を達成し、電池充電の信頼性と安全性を保証する。
【００７１】
ここで、スイッチユニット１０２に出力された制御信号は図５に示されるように、まずしばらく持続的にＰＷＭ信号を出力し、その後出力をしばらく停止させ、それからまたしばらく持続的にＰＷＭ信号を出力し、スイッチユニット１０２に出力された制御信号は隔離され、且つ周波数は調整することができる。
【００７２】
図１Ａに示されるように、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５に接続され、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５を介して端末２と通信を行って端末２の状態情報を取得する。このように、制御ユニット１０７は端末の状態情報と、電圧のサンプリング値及び／又は電流サンプリング値により制御信号例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。
【００７３】
ここで、端末の状態情報は、電池の電気量と、電池の温度と、電池の電圧と、端末のインタフェース情報と、端末の通路抵抗の情報等とを含む。
【００７４】
具体的には、第１充電インタフェース１０５は、電源線とデータ線とを備え、電源線は電池を充電するためのものであり、データ線は端末と通信を行うためのものである。第２充電インタフェース２０１が第１充電インタフェース１０５に接続された場合、電源アダプター１と端末２の間に互いに通信問い合わせ命令を送信することができ、さらに、対応的な応答命令を受信した後、電源アダプター１と端末２の間に通信接続を確立し、制御ユニット１０７は端末２の状態情報を得られることにより、充電モードと充電パラメータ（例えば充電電流、充電電圧）について端末２と取り決め、充電過程をさらに制御する。
【００７５】
ここで、電源アダプター及び／又は端末が有する充電モードは、第２充電モードと第１充電モードとを有する。第１充電モードは、第２充電モードより充電速度が大きい（例えば、第１充電モードは、第２充電モードより充電電流が大きい）。一般的に、第２充電モードは、定格出力電圧が５∨であり、定格出力電流が２.５Ａ以下である充電モードであると理解され、また、第２充電モードで、電源アダプターの出力ポートデータ線におけるＤ＋とＤ−とは短絡することができる。しかし本発明の実施形態における第１充電モードは異なり、本発明の実施形態の第１充電モードで電源アダプターはデータ線におけるＤ＋とＤ−とが端末と通信を行ってデータ交換を実現し、即ち電源アダプターと端末との間に互いに急速充電命令を送信することができ、電源アダプターは端末に急速充電問い合わせ命令を送信し、端末の急速充電応答命令を受信した後、端末の返信命令に基づいて、電源アダプターは端末の状態情報を得られ、第１充電モードを起動し、第１充電モードで充電電流は２.５Ａより大きく、例えば、４.５Ａ、或いはより大きいであってもよい。しかし本発明の実施例は第２充電モードを具体的に限定せず、電源アダプターは２つの充電モードを有していればよく、その中の一つの充電モードの充電速度（又は電流）はもう一つの充電モードの充電速度より大きくすると、充電速度が遅い方の充電モードは、第２充電モードと理解される。充電電力に対して、第１充電モードで充電電力は１５Ｗ以上であってもよい。
【００７６】
即ち、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェース１０５を介して端末２と通信を行って、充電モードは第１充電モードと第２充電モードとを有する。
【００７７】
具体的には、電源アダプターは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースにより端末に接続され、このＵＳＢインタフェースは普通のＵＳＢインタフェースであってもよく、Ｍｉｃｒｏ  ＵＳＢインタフェースであってもよく、他のタイプのＵＳＢインタフェースであってもよい。ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線、即ち第１充電インタフェースにおけるデータ線は電源アダプターと端末とが双方向通信を行い、このデータ線はＵＳＢインタフェースにおけるＤ＋線及び／又はＤ−線であってもよく、双方向通信とは電源アダプターと端末とが両方で情報の交互を行うことである。
【００７８】
ここで、電源アダプターは、ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線を介して、端末と双方向通信を行い、第１充電モードで端末を充電すると決定する。
【００７９】
なお、電源アダプターは、第１充電モードで端末を充電するか否かを、端末と取り決める過程に、電源アダプターは端末に接続された状態を保つだけで、充電しないことができるが、第２充電モードで端末を充電することもできるし、小さい電流で端末を充電することもでき、本発明の実施例はこれを具体的に限定しない。
【００８０】
電源アダプターは、充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に調整し、端末を充電する。電源アダプターは第１充電モードで端末を充電することが決定された後、充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に直接的に調整することができ、第１充電モードの充電電流を、端末と取り決めることもでき、例えば、端末における電池の現在の電気量により第１充電モードに対応する充電電流を決定する。
【００８１】
本発明の実施例において、電源アダプターは盲目的に電流を出力して急速充電するものではなく、端末と双方向通信して、第１充電モードを利用することができるか否かについて取り決め、従来技術と比較して、急速充電過程の安全性を向上させる。
【００８２】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニット１０７は、第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードで端末を充電することが決定された場合、制御ユニットは端末に第１命令を送信すると、第１命令は端末が第１充電モードを起動するか否かを問い合わせることに用いる。制御ユニットは端末から第１命令の返信命令を受信し、第１命令の返信命令は端末が第１充電モードの起動を同意することを指示するためのものである。
【００８３】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットが端末に第１命令を送信する前に、電源アダプターと端末との間に第２充電モードで充電し、制御ユニットにより第２充電モードの充電時間は予め設定された閾値より大きいと決定された後、端末に第１命令を送信する。
【００８４】
なお、電源アダプターにより第２充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、電源アダプターは自身が電源アダプターであることが既に端末に認識され、急速充電問い合わせ通信を起動することができると考えられる、と理解されるべきである。
【００８５】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターは、予め設定された電流閾値以上の充電電流で予め設定された時間充電した後、端末に第１命令を送信する。
【００８６】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットは、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に調整するように電源アダプターを制御し、電源アダプターは第１充電モードに対応する充電電流で端末を充電する前に、制御ユニットが第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電圧を決定し、電源アダプターが充電電圧を第１充電モードに対応する充電電圧に調整するように制御する。
【００８７】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットが第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電圧を決定された場合、制御ユニットは端末に第２命令を送信し、第２命令は、電源アダプターの現在出力電圧が第１充電モードの充電電圧として適切であるか否かを問い合わせるためのものである。制御ユニットは端末により送信された第２命令の返信命令を受信し、第２命令の返信命令は電源アダプターの現在出力電圧が適切か、高いか又は低いかを指示するためのものである。制御ユニットは第２命令の返信命令に基づいて、第１充電モードの充電電圧を決定する。
【００８８】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットは、充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に調整するように電源アダプターを制御する前に、さらに、第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電流を決定する。
【００８９】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットが第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電流を決定する場合、制御ユニットは端末に第３命令を送信し、第３命令は端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるためのものである。制御ユニットは端末により送信された第３命令の返信命令を受信し、第３命令の返信命令は端末の現在サポートする最大充電電流を指示する。制御ユニットは第３命令の返信命令に基づいて、第１充電モードの充電電流を決定する。
【００９０】
電源アダプターは、上記最大充電電流を第１充電モードの充電電流として直接的に決定するか、又は充電電流をこの最大充電電流のある電流値より小さくすることができる。
【００９１】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、制御ユニットが第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整する。
【００９２】
電源アダプターは端末の現在状態情報を絶え間なく問い合わせることができ、例えば、端末の電池電圧や、電池電気量等を問い合わせして、電源アダプターが電池に出力した充電電流を調整する。
【００９３】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットが第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、電源アダプターが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するようにスイッチユニットを制御する場合、制御ユニットは端末に第４命令を送信し、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。制御ユニットは端末により送信された第４命令の返信命令を受信し、第４命令の返信命令は端末内の電池の現在電圧を指示するためのものである。制御ユニットは電池の現在電圧に基づいて、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが電池に出力した充電電流を調整する。
【００９４】
好ましくは、一つの実施例として、制御ユニットが電池の現在電圧、及び予め設定された電池電圧値と充電電流値との対応関係に基づいて、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが電池に出力した充電電流を電池の現在電圧に対応する充電電流値に調整する。
【００９５】
具体的には、電源アダプターは、電池電圧値と充電電流値との対応関係を予め記憶し、電源アダプターは第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、端末側から端末内に記憶された電池電圧値と充電電流値との対応関係を取得する。
【００９６】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、制御ユニットは、さらに、第１充電インタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定し、ここで、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される場合、制御ユニットは、第１充電モードを終了するように電源アダプターを制御する。
【００９７】
好ましくは、一つの実施例として、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される前に、制御ユニットは、さらに、端末から端末の通路抵抗を指示するための情報を受信し、ここで、制御ユニットは、端末に第４命令を送信し、第４命令は端末内の電池の電圧を問い合わせるためのものである。制御ユニットは端末により送信された第４命令の返信命令を受信し、第４命令の返信命令は端末内の電池の電圧を指示するためのものである。制御ユニットは電源アダプターの出力電圧と電池の電圧とに基づいて、電源アダプターから電池までの通路抵抗を決定する。制御ユニットは、電源アダプターから電池までの通路抵抗と、端末までの通路抵抗と、電源アダプターと端末との間の充電線線路の通路抵抗とに基づいて、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。
【００９８】
端末はその通路抵抗を予め記録することができ、例えば、同一型番の端末は構造がマッチングすることで、工場設定した場合、この端末の通路抵抗を同一値に設定する。同様で、電源アダプターは充電線路の通路抵抗を予め設定することができる。電源アダプターが端末の電池両端の電圧を取得した場合、電源アダプターが電池両端の圧力降下及び通路の電流に基づいて、通路全体の通路抵抗を決定することができ、当通路全体の通路抵抗＞端末の通路抵抗＋充電線路の通路抵抗、又は通路全体の通路抵抗−（端末の通路抵抗＋充電線路の通路抵抗)＞抵抗閾値である場合、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと思われる。
【００９９】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードを終了する前に、制御ユニットは端末に第５命令を送信し、第５命令は第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するものである。
【０１００】
電源アダプターは第５命令を送信した後、第１充電モードを終了するか、又はリセットする。
【０１０１】
以上、電源アダプターの角度から本発明の実施形態における急速充電過程を詳しく説明し、以下に、端末の角度から本発明の実施例による急速充電過程を説明する。
【０１０２】
端末側において説明される電源アダプターと端末の交互及関連特性、機能等は、電源アダプター側における説明に対応しているから、簡潔上のため、重複される説明は適当に省略する。
【０１０３】
本発明の一つの実施例によると、図１３に示されるように、端末２は、充電制御スイッチ２０３とコントローラー２０４とをさらに備え、充電制御スイッチ２０３は、例えば、電子スイッチングデバイスからなるスイッチ回路は、第２充電インタフェース２０１と電池２０２との間に接続され、充電制御スイッチ２０３はコントローラー２０４の制御で電池２０２の充電過程を停止する／開始するためのものであり、このように端末側から電池２０２の充電過程を制御することができ、電池２０２充電の安全性と信頼性を保証することができる。
【０１０４】
また、図１４に示されるように、端末２は、通信ユニット２０５をさらに備え、通信ユニット２０５は、第２充電インタフェース２０１と第１充電インタフェース１０５とにより、コントローラー２０４と制御ユニット１０７の間の双方向通信を作る。即ち、端末２と電源アダプター１とはＵＳＢインタフェースにおけるデータ線により双方向通信を行うことができ、端末２は第２充電モードと第１充電モードとを有し、ここで第１充電モードでの充電電流が第２充電モードでの充電電流より大きく、通信ユニット２０５は制御ユニット１０７と双方向通信を行って電源アダプター１が第１充電モードを利用して端末２を充電すると決定し、制御ユニット１０７は電源アダプター１が第１充電モードに対応する充電電流により出力し、端末２内の電池２０２を充電するように電源アダプター１を制御する。
【０１０５】
本発明の実施例において、電源アダプター１は盲目的に電流を出力して急速充電するものではなく、端末と双方向通信して、第１充電モードを利用することができるか否かについて取り決め、従来技術と比較して、急速充電過程の安全性を向上させる。
【０１０６】
好ましくは、一つの実施例として、コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットにより送信された第１命令を受信し、第１命令は端末が第１充電モードを起動するか否かを問い合わせるためのものである。コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットに第１命令の返信命令を送信し、第１命令の返信命令は端末が第１充電モードの起動を同意することを指示するためのものである。
【０１０７】
好ましくは、一つの実施例として、コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットにより送信された第１命令を受信する前に、電源アダプターは第２充電モードで端末内の電池を充電し、制御ユニットにより第２充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、制御ユニットは端末内の通信ユニットに第１命令を送信し、コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットにより送信された第１命令を受信する。
【０１０８】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターは、第１充電モードに対応する充電電流に従って出力し、端末内の電池を充電する前に、コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電モードに対応する充電電圧を決定するようにする。
【０１０９】
好ましくは、一つの実施例として、コントローラーは制御ユニットにより送信された第２命令を受信し、第２命令は電源アダプターの現在出力電圧が第１充電モードの充電電圧として適切であるか否かを問い合わせるためのものである。コントローラーは制御ユニットに第２命令の返信命令を送信し、第２命令の返信命令は電源アダプターの現在出力電圧が適切か、高いか又は低いかを指示するためのものである。
【０１１０】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターにより第１充電モードに対応する充電電流を決定するように、コントローラーは制御ユニットと双方向通信を行う。
【０１１１】
ここで、コントローラーは、制御ユニットにより送信された第３命令を受信し、第３命令は、端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるためのものである。コントローラーは制御ユニットに第３命令の返信命令を送信し、第３命令の返信命令は端末内の電池の現在サポートの最大充電電流を指示するためのものであり、電源アダプターが最大充電電流に基づいて第１充電モードに対応する充電電流を決定する。
【０１１２】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、コントローラーは制御ユニットと双方向通信を行うことにより、電源アダプターが電源アダプターから電池に出力される充電電流を絶え間なく調整するようにする。
【０１１３】
ここで、コントローラーは、制御ユニットにより送信された第４命令を受信し、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。コントローラーは制御ユニットに第４命令の返信命令を送信し、第４命令の返信命令は端末内の電池の現在電圧を指示するためのものであり、電源アダプターが電池の現在電圧に基づいて、電源アダプターから電池に出力される充電電流を絶え間なく調整する。
【０１１４】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程において、コントローラーは通信ユニットにより制御ユニットと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。
【０１１５】
ここで、コントローラーは制御ユニットにより送信された第４命令を受信し、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものである。コントローラーは制御ユニットに第４命令の返信命令を送信し、第４命令の返信命令は端末内の電池の電圧を指示するためのものであり、制御ユニットは電源アダプターの出力電圧と電池の現在電圧と基づいて、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。
【０１１６】
好ましくは、一つの実施例として、コントローラーは制御ユニットにより送信された第５命令を受信し、第５命令は第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するためのものである。
【０１１７】
第１充電モードを起動して使用するために、電源アダプターは急速充電通信の流れを端末と行うことができ、少なくとも一回のハンドシェイクにより、電池の急速充電を実現する。以下に、図６を参照しながら、本発明の実施例による急速充電通信の流れ、及び急速充電過程に含まれた各段階を詳しく説明する。図６に示された通信ステップ又は操作はただ例示的なものであり、本発明の実施例は他の操作又は図６に示された様々な操作の変形をさらに実行することができる、と理解されるべきである。また、図６における各段階は図６に示されたような順序と異なる順序で実行することもでき、且つ図６における全部操作を実行するものではない。なお、ここで、図６に示された曲線は充電電流のピーク値又は平均値の変化傾向であり、実際的な充電電流曲線ではない。
【０１１８】
図６に示すように、急速充電過程は以下のような５つの段階を含む。
段階１
端末が電源提供装置に接続された後、端末はデータ線Ｄ＋、データ線Ｄ−により電源提供装置のタイプを検出することができ、検出された電源提供装置が電源アダプターである場合、端末により吸収された電流は予め設定された電流閾値Ｉ２（例えば、１Ａである）より大きくてもよい。電源アダプターは予め設定された時間（例えば、連続的なＴ１時間であってもよい）内の電源アダプターにより出力された電流はＩ２以上である場合、電源アダプターは端末が電源提供装置のタイプに対する認識が完成したと思われ、電源アダプターはアダプターと端末との間のハンドシェイク通信を起動し、電源アダプターは命令１（上記第１命令に対応する）を送信して端末が第１充電モード（又はフラッシュ充電）を起動したか否かを問い合わせる。
【０１１９】
電源アダプターが端末の返信命令を受信して端末が第１充電モードの起動を同意しない場合、電源アダプターの出力電流を再度検出し、電源アダプターの出力電流は予め設定された連続時間内（例えば、連続的なＴ１時間）で依然としてＩ２以上である場合、再度リクエストして端末が第１充電モードを起動するか否かを問い合わせし、段階１の上記ステップを繰り返し、端末が第１充電モードの起動を同意する、又は電源アダプターの出力電流はＩ２以上であると条件を満たすまでする。
【０１２０】
端末が第１充電モードの起動を同意した後、急速充電過程を開始し、急速充電通信の流れは段階２に入る。
【０１２１】
段階２
電源アダプターにより出力された饅頭形波電圧は、複数の電圧レベルを含み、電源アダプターは端末に命令２（上記第２命令に対応する）を送信して端末に電源アダプターの出力電圧が電池の現在電圧（又は適切であるかいやか、即ち第１充電モードでの充電電圧として適切か否か）にマッチングしているか否かを問い合わせし、即ち充電ニーズを満たすか否かを問い合わせる。
【０１２２】
端末は電源アダプターの出力電圧が高い又は低い又はマッチングしていると応答し、電源アダプターは端末のアダプターの出力電圧が高い又は低いフィードバックを受信した場合、制御ユニットはＰＷＭ信号のデューティ比を調節することにより電源アダプターの出力電圧を一つの電圧レベル調整し、端末に命令２を再度送信し、端末に電源アダプターの出力電圧がマッチングしているか否かを改めて問い合わせる。
【０１２３】
段階２を繰り返して、の以上のステップに基づいて端末が電源アダプターにその出力電圧がマッチングしている電圧レベルにあると応答した場合、段階３に入る。
【０１２４】
段階３
電源アダプターは、端末により応答された電源アダプターの出力電圧がマッチングしているとのフィードバックを受信した後、電源アダプターは端末に命令３（上記第３命令に対応する）を送信し、端末に現在サポートしている最大充電電流を問い合わせ、端末は電源アダプターにその現在サポートしている最大充電電流値を応答し、段階４に入る。
【０１２５】
段階４
電源アダプターは、端末により応答された現在サポートしている最大充電電流値のフィードバックを受信した後、電源アダプターはその出力電流基準値を設けることができ、制御ユニット１０７はこの電流基準値に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、電源アダプターの出力電流が端末充電電流ニーズを満たすようにさせ、即ち定電流段階に入り、ここで、定電流段階とは、電源アダプターの出力電流ピーク値又は平均値が基本的に変わらないままで（つまり出力電流ピーク値又は電流平均値の変化幅が小さい、例えば、出力電流ピーク値又は平均値の５％範囲内で変化する）、即ち第３脈動波形の電流ピーク値は各サイクルが一定に保持する。
【０１２６】
段階５
電流の一定的に変化する段階に入った場合、電源アダプターは一定的な時間置きに命令４（上記第４命令に対応する）を送信し、端末に電池の現在電圧を問い合わせし、端末は電源アダプターに端末電池の現在電圧をフィードバックすることができ、電源アダプターは端末の端末電池に関する現在電圧のフィードバックにより、ＵＳＢ接触即ち第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触は良好であるか及び端末の現在の充電電流値を低下させる必要はあるか否かを判断する。電源アダプターはＵＳＢが接触不良であると判断されると、命令５（上記第５命令に対応する）を送信し、その後リセットして改めて段階１に入る。
【０１２７】
好ましくは、一部の実施例において、段階１において、端末命令１を応答した場合、命令１に対応するデータにこの端末の通路抵抗のデータ（又は情報）を付帯し、端末通路抵抗データは段階５ではＵＳＢ接触が良好であるか否かを判断することに用いられる。
【０１２８】
好ましくは、一部の実施例において、段階２において、端末が第１充電モードの起動を同意するから、電源アダプターが電圧を適切な値までに調整する時間はある程度の範囲内で制御することができ、この時間が所定範囲を越えると、端末はリクエストが異常であると判断することができ、急速リセットする。
【０１２９】
好ましくは、一部の実施例において、段階２において、電源アダプターの出力電圧は電池の現在電圧と比較してΔ∨(Δ∨はおよそ２００から５００Ｍ∨である)より高い場合、端末は、電源アダプターに電源アダプターの出力電圧が適切である／マッチングしているようにフィードバックする。ここで、端末は電源アダプターに電源アダプターの出力電圧が不適切（即ち高い又は低い）であることをフィードバックした場合、制御ユニット１０７は電圧のサンプリング値に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、これにより電源アダプターの出力電圧を調整する。
【０１３０】
好ましくは、一部の実施例において、段階４では、電源アダプターの出力電流値の大きさの調整速度をある程度の範囲内に控えることができ、このように調整速度が早すぎて急速充電の異常中断を避けられる。
【０１３１】
好ましくは、一部の実施例において、段階５では、電源アダプターの出力電流値の大きさの変化幅は５％内で控えることができ、即ち定電流段階と認められる。
【０１３２】
好ましくは、一部の実施例において、段階５では、電源アダプターは充電回路抵抗をリアルタイムに監視し、即ち測定された電源アダプターの出力電圧と、現在充電電流と読み取られた端末電池電圧とに基づいて、全体の充電回路抵抗を監視する測定された充電回路抵抗>端末通路抵抗＋急速充電データ線抵抗である場合、ＵＳＢは接触不良が発生したと判断し、急速充電リセットする。
【０１３３】
好ましくは、一部の実施例において、第１充電モードを起動した後、電源アダプターと端末との間の通信時間間隔はある程度の範囲内に控えることができ、急速充電リセットを避けられる。
【０１３４】
好ましくは、一部の実施例において、第１充電モード（又は急速充電過程）の停止を、戻す可能の停止と戻す不可の停止の二つに分ける。
【０１３５】
例えば、端末により電池充電満了又はＵＳＢ接触不良を検出された場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、端末が第１充電モードの起動を同意しないと、急速充電通信の流れは段階２に入らず、この時停止された急速充電過程は戻り不可の停止と認められる。
【０１３６】
また、例えば、端末と電源アダプターとの間に通信異常が現れた場合、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、段階１の要求を満足した後、端末が第１充電モードの起動を同意して急速充電を戻す充電過程において、この時停止された急速充電の過程は戻り可能な停止と認められる。
【０１３７】
また、例えば、端末により電池に異常が発生されたと検出されると、急速充電を停止してリセットし、段階１に入り、段階１に入った後、端末は第１充電モードの起動を同意しない。電池が正常に戻すまで、且つ段階１の要求を満足してから、端末は急速充電の起動を同意して急速充電を戻す過程において、この時停止された急速充電過程は戻り可能な停止と認められる。
【０１３８】
特に説明しなければならないことは、以上図６に示された通信ステップ又は操作ただ例示的なものであることであり、一例を挙げてみると、段階１において、端末はアダプターに接続された後、端末とアダプターの間のハンドシェイク通信も端末により開始され、即ち端末は命令１を送信してアダプターが第１充電モード（又はフラッシュ充電と呼ぶ）を起動するか否かを問い合わせし、端末は電源アダプターの応答命令を受信して電源アダプターに第１充電モードの起動を同意するように指示した場合、急速充電過程は起動する。
【０１３９】
特に説明しなければならないことは、以上図６に示された通信ステップ又は操作ただ例示的なものであることであり、一例を挙げてみると、段階５の後、定電圧充電段階を含むことができ、即ち、段階５では、端末は電源アダプターに端末電池の現在電圧をフィードバックすることができ、端末電池の電圧がだんだん上昇することに伴い、端末電池の現在電圧が定電圧充電電圧閾値に達した場合、充電は定電圧充電段階に変換し、制御ユニット１０７はこの電圧基準値（即ち定電圧充電電圧閾値）によりＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、電源アダプターの出力電圧は端末充電電圧のニーズを満たすようにさせ、即ち電圧が一定的に変化するように保持し、定電圧充電段階では、充電電流が徐々に減少していき、電流がある閾値までに低下した場合に充電を停止し、この際、電池が既に充電満了と識別される。ここで、ここの定電圧充電とは、第３脈動波形のピーク電圧は基本的に一定に保持することである。
【０１４０】
本発明の実施例において、電源アダプターの出力電圧を取得することは、第３脈動波形のピーク電圧又は電圧平均値を取得することであり、電源アダプターの出力電流を取得することは、第３脈動波形のピーク値電流又は電流平均値を取得することである、と理解される。
【０１４１】
本発明の一つの実施例において、図７Ａに示されるように、電源アダプター１は、直列連結された制御可能なスイッチ１０８とフィルターユニット１０９とをさらに備え、直列連結された制御可能なスイッチ１０８とフィルターユニット１０９とは第２整流ユニット１０４の第１出力端に接続され、ここで、制御ユニット１０７は充電モードが第２充電モードであることが決定された場合、制御可能なスイッチ１０８が閉じるように制御し、及び充電モードが第１充電モードであることが決定された場合、制御可能なスイッチ１０８を切るように制御する。また、第２整流ユニット１０４の出力端は一組又は複数の組の小コンデンサに並列連結し、ノイズ低減効果があるだけではなく、サージ現象の発生も減少させる。又は、第２整流ユニット１０４の出力端にＬＣフィルタ回路又はπ型フィルタ回路は接続され、パルス干渉をフィルタリングするようにする。ここで、図７Ｂに示されるように、第２整流ユニット１０４の出力端にＬＣフィルタ回路は接続されている。なお、ＬＣフィルタ回路又はπ型フィルタ回路におけるコンデンサは全部小コンデンサであり、スペースが少ない。
【０１４２】
ここで、フィルターユニット１０９は、フィルタコンデンサを備え、このフィルタコンデンサは５∨の標準充電をサポートし、即ち、第２充電モードに対応し、制御可能なスイッチ１０８は半導体スイッチングデバイス、例えば、ＭＯＳトランジスタからなる。電源アダプターは第２充電モード（又は称標準充電）を利用して端末における電池を充電する場合、制御ユニット１０７は、制御可能なスイッチ１０８が閉じるように制御し、フィルターユニット１０９を回路にアクセスし、これにより第２整流ユニットの出力をフィルタリングし、このように直流充電技術とよりよく交換性があり、即ち、直流を端末の電池に印加し、電池に直流充電することを実現する。例えば、一般的に、フィルターユニットは並列連結の電解コンデンサと普通コンデンサ即ち５∨標準充電をサポートする小コンデンサ（如固体コンデンサ）。電解コンデンサが占用した体積が大きいため、電源アダプターのサイズを減少させるには、電源アダプター内の電解コンデンサを取り除き、一つの容値が小さいコンデンサを残すことができる。第２充電モードを利用する場合、この小コンデンサがある分岐路が導通するように制御することができ、電流をフィルタリングし、小電力の安定出力を実現し、電池に直流充電する。第１充電モードを利用する場合、小コンデンサがある分岐路を切るように制御し、第２整流ユニット１０４の出力はフィルタリングすることなく、脈動波形の電圧／電流を直接に出力し、電池に印加し、電池の急速充電を実現する。
【０１４３】
本発明の一つの実施例によると、制御ユニット１０７は、充電モードが第１充電モードであると決定された場合、端末の状態情報に基づいて第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧に基づいて、制御信号例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。つまり、現在の充電モードが第１充電モードであると決定された場合、制御ユニット１０７は、取得された端末の状態情報例えば、電池の電圧、電気量、温度、端末の運転パラメータ、及び端末上に運転されているアプリケーションの消費電気量情報等により第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、その後取得された充電電流及び／又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプターの出力は充電ニーズを満たし、電池の急速充電を実現する。
【０１４４】
ここで、端末の状態情報は、電池の温度を含む。また、電池の温度が第１の予め設定された温度の閾値より大きく、又は電池の温度が第２の予め設定された温度の閾値より小さい場合、現在の充電モードが第１充電モードである場合、第１充電モード切換を第２充電モードに切り替え、ここで、第１の予め設定された温度の閾値は第２の予め設定された温度の閾値より大きい。即ち、電池の温度が低すぎる（例えば、対応的に第２の予め設定された温度の閾値より小さい）又は高過ぎる（例えば、対応的に第１の予め設定された温度の閾値より大きい）場合、いずれも急速充電が適用されていないから、第１充電モードを第２充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施例において、第１の予め設定された温度の閾値と第２の予め設定された温度の閾値とは実際的な状況により設定され又は制御ユニット（例えば、電源アダプターＭＣＵ）の記憶に書き込むことができる。
【０１４５】
本発明の一つの実施例において、制御ユニット１０７は、電池の温度が予め設定された高温保護閾値より大きい場合に、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、即ち電池の温度が高温保護閾値を超えた場合、制御ユニット１０７は高温保護策略を利用する必要があり、スイッチユニット１０２を閉じる状態にあるように制御し、電源アダプターが電池を充電しないようにさせ、電池への高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。高温保護閾値は第１温度の閾値と異なってもよく、同じでもよい。好ましくは、高温保護閾値は第１温度の閾値より大きい。
【０１４６】
本発明のもう一つの実施例において、コントローラーは電池の温度を取得することに用いられ、電池の温度が予め設定された高温保護閾値より大きい場合、充電制御スイッチを閉じるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じることにより、電池の充電過程を停止し、充電の安全性を保証する。
【０１４７】
また、本発明の一つの実施例において、制御ユニットは第１充電インタフェースの温度を取得することに用いられ、第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度より大きい場合、スイッチユニットをオフするように制御する。即ち充電インタフェースの温度が一定的な温度を超えた場合、制御ユニット１０７も高温保護策略を実行する必要があり、スイッチユニット１０２を切るように制御し、電源アダプターが電池を充電しないようにさせ、充電インタフェースへの高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。
【０１４８】
勿論、本発明のもう一つの実施例において、コントローラーは制御ユニットと双方向通信を行って第１充電インタフェースの温度を取得し、第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度より大きい場合に、充電制御スイッチ（図１３と図１４を参照）が閉じるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じ、電池の充電過程を停止し、充電の安全性を向上させる。
【０１４９】
具体的には、本発明の一つの実施例において、図８に示されるように、電源アダプター１は、駆動ユニット１１０、例えば、ＭＯＳＦＥＴドライブをさらに備え、駆動ユニット１１０はスイッチユニット１０２と制御ユニット１０７の間に接続され、駆動ユニット１１０は制御信号に基づいてスイッチユニット１０２を切る又は閉じるように駆動する。勿論、なお、本発明の他の実施例において、駆動ユニット１１０は制御ユニット１０７に集成することができる。
【０１５０】
また、図８に示されるように、電源アダプター１は隔離ユニット１１１をさらに備え、隔離ユニット１１１は駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７の間に接続され、電源アダプター１の一次と二次の間の信号の隔離（又はトランス１０３の一次巻線と二次巻線の間の信号隔離）を実現する。ここで、隔離ユニット１１１は、オプトカプラ隔離方法を利用することができるが、他の隔離方法を利用することもできる。隔離ユニット１１１を設けることにより、制御ユニット１０７は、電源アダプター１の二次側（又はトランス１０３の二次巻線側）に設けられてもよく、これにより端末２と便利に通信することができ、電源アダプター１の空間デザインはより簡易になる。
【０１５１】
勿論、本発明の他の実施例において、制御ユニット１０７と、駆動ユニット１１０とは、いずれも一次側に設けられることができ、この場合、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６の間に隔離ユニット１１１を設けることにより電源アダプター１の一次と二次の間の信号隔離を実現すると理解される。
【０１５２】
なお、本発明の実施例において、制御ユニット１０７は二次側に設けられた場合、隔離ユニット１１１を設ける必要があり、隔離ユニット１１１は制御ユニット１０７に集成することもできる。つまり、一次から二次へ信号を伝達する又は二次から一次へ信号を伝達する場合、普通、隔離ユニットを設けることにより信号隔離を行う必要がある。
【０１５３】
本発明の一つの実施例において、図９に示されるように、電源アダプター１は補助巻線と給電ユニット１１２とをさらに備え、補助巻線は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第４脈動波形の電圧を生成し、給電ユニット１１２は補助巻線に接続され、給電ユニット１１２（例えば、フィルタリングレギュレータモジュールと、電圧変換モジュール等）は第４脈動波形の電圧を変換して直流を出力し、駆動ユニット１１０及び／又は制御ユニット１０７にそれぞれ給電する。給電ユニット１１２はフィルタリング小コンデンサ、レギュレータチップ等のデバイスからなり、第４脈動波形の電圧を処理して変換し、３.３∨又は５∨等低電圧直流を出力する。
【０１５４】
つまり、駆動ユニット１１０の給電電源は、給電ユニット１１２が第４脈動波形の電圧を変換することにより取得することができ、制御ユニット１０７は一次側に設けた場合、その給電源は給電ユニット１１２が第４脈動波形の電圧を変換して取得することができる。ここで、図９に示されるように、制御ユニット１０７は一次側に設けた場合、給電ユニット１１２は２つの直流出力を提供し、駆動ユニット１１０と制御ユニット１０７とにそれぞれ給電し、制御ユニット１０７とサンプリングユニット１０６の間にオプトカプラ隔離ユニット１１１を設けることにより電源アダプター１の一次と二次の間の信号隔離を実現する。
【０１５５】
制御ユニット１０７は、一次側に設けられ且つ駆動ユニット１１０を集成した場合、給電ユニット１１２は個別に制御ユニット１０７に給電する。制御ユニット１０７は二次側に設けられ、駆動ユニット１１０は一次側に設けられた場合、給電ユニット１１２は個別に駆動ユニット１１０に給電し、制御ユニット１０７の給電は二次により提供され、例えば、一つの給電ユニットにより第２整流ユニット１０４により出力された第３脈動波形の電圧を直流源に変換して制御ユニット１０７に供給する。
【０１５６】
ここで、図２Ｂに示されるように、給電ユニット１１２から出力される直流電流は、さらに、コンパレータユニット１１５に給電する。
また、本発明の実施例において、第１整流ユニット１０１の出力端は複数の小コンデンサに並列連結され、フィルタリング作用がある。又は、第１整流ユニット１０１の出力端にＬＣフィルタ回路が接続される。
【０１５７】
本発明のもう一つの実施例において、図１０に示すように、電源アダプター１は第１電圧検出ユニット１１３をさらに備え、第１電圧検出ユニット１１３は、補助巻線と制御ユニット１０７とにそれぞれ接続され、第１電圧検出ユニット１１３は第４脈動波形の電圧を検出して電圧検出値を生成するためのものであり、ここで、制御ユニット１０７は電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節する。
【０１５８】
つまり、制御ユニット１０７は、第１電圧検出ユニット１１３により検出された補助巻線の出力電圧に基づいて、第２整流ユニット１０４の出力電圧を反映することができ、その後電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、第２整流ユニット１０４の出力が電池の充電ニーズとマッチングさせる。
【０１５９】
具体的には、本発明の一つの実施例において、図１１に示されるように、サンプリングユニット１０６は、第１電流サンプリング回路１０６１と第１電圧サンプリング回路１０６２とを備える。ここで、第１電流サンプリング回路１０６１は第２整流ユニット１０４により出力された電流をサンプリングして電流サンプリング値を取得するためのものであり、第１電圧サンプリング回路１０６２は第２整流ユニット１０４により出力された電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得する。
【０１６０】
好ましくは、第１電流サンプリング回路１０６１は、第２整流ユニット１０４の第１出力端の抵抗（電流検出抵抗）に接続された電圧をサンプリングして第２整流ユニット１０４出力の電流をサンプリングする。第１電圧サンプリング回路１０６２は、第２整流ユニット１０４の第１出力端と第２出力端の間の電圧をサンプリングして第２整流ユニット１０４により出力された電圧をサンプリングする。
【０１６１】
また、本発明の一つの実施例において、図１１に示されるように、第１電圧サンプリング回路１０６２は、ピーク電圧サンプリング保持ユニットと、ゼロ交差サンプリングユニット、リーケージユニットとＡＤサンプリングユニットとを備える。ピーク電圧サンプリング保持ユニットは第３脈動波形の電圧のピーク電圧をサンプリングして保持し、ゼロ交差サンプリングユニットは、第３脈動波形の電圧のゼロ交差点をサンプリングし、リーケージユニットは、ゼロ交差点した際にピーク電圧サンプリング保持ユニットをリーケージし、ＡＤサンプリングユニットは、ピーク電圧サンプリング保持ユニットにおけるピーク電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得する。
【０１６２】
第１電圧サンプリング回路１０６２にピーク電圧サンプリング保持ユニットと、ゼロ交差サンプリングユニットと、リーケージユニットとＡＤサンプリングユニットとが設けられることにより、第２整流ユニット１０４により出力された電圧を正確にサンプリングすることができ、電圧のサンプリング値と第１脈動波形の電圧とを同期させ、即ち位相が同期し、振幅変化傾向がマッチングする。
【０１６３】
本発明の一つの実施例によると、図１２に示されるように、電源アダプター１は、第２電圧サンプリング回路１１４をさらに備え、第２電圧サンプリング回路１１４は第１脈動波形の電圧をサンプリングするためのものであり、第２電圧サンプリング回路１１４は制御ユニット１０７に接続され、ここで、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きい場合、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２が第１の予め設定された時間を切るように制御して第１脈動波形におけるサージ電圧、スパイク電圧などに放電する。
【０１６４】
図１２に示されるように、第２電圧サンプリング回路１１４は、第１整流ユニット１０１の第１出力端と第２出力端とに接続され、第１脈動波形の電圧をサンプリングし、制御ユニット１０７は第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値を判断し、第２電圧サンプリング回路１１４によりサンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプター１は雷撃干渉を受け、サージ電圧が現れ、この場合サージ電圧をリーケージして、充電の安全性と信頼性を確保し、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２が一定的な時間に開くように制御し、リーケージ通路を形成し、雷撃によるサージ電圧をリーケージし、雷撃のせいで電源アダプターが端末を充電する際に発生した干渉を防止し、端末を充電する際の安全性と信頼性とを向上させる。ここで、第１の予め設定された電圧値は実際的な状況により決定される。
【０１６５】
本発明の一つの実施例において、電源アダプター１により端末２の電池２０２を充電する過程に、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、即ち、制御ユニット１０７はサンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値の大きさを判断し、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値が第２の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプター１により出力された電圧が高すぎることを意味し、この際、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２を閉じるように制御し、電源アダプター１が端末２の電池２０２を充電しないようにさせ、即ち、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２を閉じることを制御して電源アダプター１の過電圧保護を実現し、充電の安全性を保証する。
【０１６６】
勿論、本発明の一つの実施例において、コントローラー２０４は制御ユニット１０７と双方向通信を行ってサンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値を取得し（図１３と図１４）、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電圧値が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、充電制御スイッチ２０３が閉じるように制御し、即ち端末２側により充電制御スイッチ２０３が閉じ、これにより電池２０２の充電過程を停止し、充電の安全性を保証する。
【０１６７】
また、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値が予め設定された電流値より大きい場合、スイッチユニット１０２を閉じるように制御し、即ち、制御ユニット１０７は、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値の大きさを判断し、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値が予め設定された電流値より大きい場合、電源アダプター１により出力された電流が大きすぎることを意味し、この際制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２を閉じるように制御し、電源アダプター１が端末を充電しないようにさせ、即ち、制御ユニット１０７はスイッチユニット１０２を閉じることを制御することにより電源アダプター１の過電流保護を実現し、充電の安全性を保証する。
【０１６８】
同様に、コントローラー２０４は、制御ユニット１０７と双方向通信を行ってサンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値を取得し（図１３と図１４）、サンプリングユニット１０６によりサンプリングされた電流値が予め設定された電流値より大きい場合、充電制御スイッチ２０３が閉じるように制御し、即ち端末２側により充電制御スイッチ２０３が閉じ、さらに、電池２０２の充電過程が閉じ、充電の安全性を保証する。
【０１６９】
ここで、第２の予め設定された電圧値と予め設定された電流値とはいずれも実際的の状況により設定され又は制御ユニット（例えば、電源アダプター１の制御ユニット１０７における、例えば、マイクロコントローラユニットＭＣＵ）の記憶に書き込むことができる。
【０１７０】
本発明の実施例において、端末は携帯端末例えば、携帯電話、移動電源例えば、充電器ポーと、マルチメディアプレーヤー、ラップトップ、ウェアラブル機器等であってもよい。
【０１７１】
本発明の実施例による端末用充電システムによると、電源アダプターが第３脈動波形の電圧を出力するように制御して、電源アダプターにより出力された第３脈動波形の電圧を、端末の電池に直接に印加することにより、パルスの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。それとともに、本発明実施例の端末用の充電システムは、さらに、コンパレータユニットにより第２電圧サンプリング回路から出力されるサンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。
【０１７２】
また、本発明の実施例は電源アダプターをさらに提供する。電源アダプターは、入力された交流を整流して第１脈動波形の電圧を出力する第１整流ユニットと、制御信号に基づいて第１脈動波形の電圧を変調させるためのスイッチユニットと、変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第２脈動波形の電圧を出力するためのトランスと、第２脈動波形の電圧を整流して第３脈動波形の電圧を出力するための第２整流ユニットと、第２整流ユニットに接続され、第１充電インタフェースは端末の第２充電インタフェースに接続された場合、第２充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を端末の電池に印加し、第２充電インタフェースは電池に接続される第１充電インタフェースと、スイッチユニットに接続され、スイッチユニットに制御信号を出力し、制御信号のデューティ比を調節することにより、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにする制御ユニットと、第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力するための第２電圧サンプリング回路と、正入力端が第２電圧サンプリング回路の出力端に接続され、負入力端が参考電圧提供端に接続され、サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に、比較信号をスイッチユニットに印加して、スイッチユニットを強制的にオンするように制御するコンパレータユニットとを備える。
【０１７３】
本発明の実施例によると、電源アダプターは、第１充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を出力し、端末の第２充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を端末の電池に印加し、これによりパルスの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。それとともに、本発明の実施形態に係る電源アダプターは、さらに、コンパレータユニットにより第２電圧サンプリング回路から出力されるサンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば、落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば、落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば、落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。
【０１７４】
図１５は本発明の実施形態に係る端末用充電方法のフローチャートである。図１５に示されるように、この端末用充電方法は以下のようなステップを含む。
【０１７５】
Ｓ１は、電源アダプターの第１充電インタフェースが端末の第２充電インタフェースに接続された場合、電源アダプターに入力された交流を一次整流して第１脈動波形の電圧を出力する。
【０１７６】
即ち、電源アダプターにおける第１整流ユニットにより入力された交流（即ち、商用電、例えば、２２０∨、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流商用電を整流し、第１脈動波形の電圧（例えば、１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）の饅頭形波電圧を出力する。
【０１７７】
Ｓ２は、スイッチユニットを制御して第１脈動波形の電圧を変調させ、トランスの変換により第２脈動波形の電圧を出力する。
【０１７８】
ここで、スイッチユニットはＭＯＳトランジスタからなり、ＭＯＳトランジスタをＰＷＭ制御して饅頭形波の電圧をチョッピング変調する。その後、トランスにより変調された第１脈動波形の電圧カップリングを二次にカップリングし、二次巻線により第２脈動波形の電圧を出力する。
【０１７９】
本発明の実施例において、高周波トランスを利用して変換し、このようにトランスの体積はとても小さくてもよく、これにより電源アダプターが大電力化、小型化することを実現することができる。
【０１８０】
Ｓ３は、第２脈動波形の電圧を二次整流して第３脈動波形の電圧を出力し、ここで第２充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を端末の電池に印加して、端末電池を充電することを実現する。
【０１８１】
本発明の一つの実施例において、第２整流ユニットにより第２脈動波形の電圧を二次整流し、第２整流ユニットはダイオード又はＭＯＳトランジスタからなり、二次同期整流を実現し、これにより変調された第１脈動波形と第３脈動波形とを同期させる。
【０１８２】
Ｓ４は、二次整流された電圧及び／又は電流をサンプリングして電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値を取得する。
【０１８３】
Ｓ５は、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御スイッチユニットの制御信号のデューティ比を調節して、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにする。
【０１８４】
なお、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすとは、第３脈動波形の電圧と電流とが電池充電を満たす必要がある時の充電電圧と充電電流を指す。つまり、サンプリングされた電源アダプターにより出力された電圧及び／又は電流に基づいて制御信号例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節し、リアルタイムに第２整流ユニット１０４の出力を調整し、閉ループ調節制御を実現し、これにより第３脈動波形の電圧は端末の充電ニーズを満たし、電池が安全で信頼的に充電することが保証され、具体的に、図３に示されるように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池に出力した充電電圧波形を調節し、図４に示されるように、ＰＷＭ信号のデューティ比により電池に出力した充電電流波形を調節する。
【０１８５】
従って、本発明の実施例において、スイッチユニットを制御することにより、整流された第１脈動波形の電圧即ちち饅頭形波電圧を直接的にＰＷＭチョッピング変調して、高周波トランスに送り、高周波トランスにより第一次カップリングから二次まで、それから、同期整流した後に饅頭形波電圧／電流を還元し、電池に直接的に送り込み、電池を急速充電することを実現する。ここで、饅頭形波の電圧振幅は、ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて調節し、電源アダプターの出力は電池の充電ニーズを満たす。これより、電源アダプターにおける一次、二次の電解コンデンサをキャンセルすることができ、饅頭形波電圧は直接的に電池を充電するから、電源アダプターの体積を減少させ、電源アダプターの小型化を実現し、大幅にコストダウンすることができる。
【０１８６】
本発明の一実施例によると、図１６に示されるように、本発明の端末充電時のためのサージ電圧の衝撃を防ぐ保護方法は、以下のようなステップを含んでもよい。
【０１８７】
Ｓ１０、電源アダプターの第１充電インタフェースが端末の第２充電インタフェースに接続された場合、入力された交流を一次整流して第１脈動波形の電圧を出力する。
【０１８８】
Ｓ２０、スイッチユニットを制御することにより第１脈動波形の電圧を変調させ、トランスの変換により第２脈動波形の電圧を出力する。
【０１８９】
Ｓ３０、第２脈動波形の電圧を二次整流して第３脈動波形の電圧を出力し、第２充電インタフェースにより第３脈動波形の電圧を端末の電池に印加し、スイッチユニットに出力される制御信号のデューティ比を調節して、第３脈動波形の電圧が充電ニーズを満たすようにする。
【０１９０】
Ｓ４０、第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力し、サンプリング電圧と参考電圧とを比較して比較信号を出力し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御する。
【０１９１】
そのため、本実施例において、パルスの出力電圧／電流が直接に電池を急速充電することを実現するとともに、さらに、第１脈動波形の電圧をサンプリングしてサンプリング電圧を出力し、サンプリング電圧と参考電圧とを比較し、サンプリング電圧が参考電圧より大きい場合に出力される比較信号をスイッチユニットに印加し、スイッチユニットを強制的にオンするように制御して、サージ電圧の衝撃信号、例えば、落雷が落ちる場合、スイッチユニットを強制的にオンすることにより、サージ電圧衝撃、例えば落雷による高圧信号を適時に排出し、電源アダプターが端末を充電する際にサージ電圧の衝撃、例えば落雷がもたらす干渉を効果的に防止することができ、端末充電時の安全信頼性を向上させる。
【０１９２】
本発明の一つの実施例によると、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号の周波数を調節し、即ち、スイッチユニットに出力するＰＷＭ信号が持続的に出力してしばらく出力を停止させ、所定時間を停止した後再びＰＷＭ信号の出力を起動し、これにより電池に印加された電圧は断続的なものであり、電池の断続的に充電することを実現し、電池が連続的に充電する時に発熱がひどくて起こったセキュリティリスクを避けられ、電池充電の信頼性と安全性とを向上させる。ここで、スイッチユニットに出力された制御信号は図５に示したとおりである。
【０１９３】
さらに、上記端末用充電方法は、第１充電インタフェースにより端末と通信を行って端末の状態情報を取得し、端末の状態情報と、電圧のサンプリング値及び／又は電流のサンプリング値に基づいて制御信号のデューティ比を調節する。
【０１９４】
つまり、第２充電インタフェースは第１充電インタフェースに接続された場合、電源アダプターと端末との間に互いに通信問い合わせ命令を送信することができ、対応的な応答命令を受信した後、電源アダプターと端末との間に通信接続を作り、このように端末の状態情報を取得し、これにより充電モードと充電パラメータ（如充電電流、充電電圧）について端末と取り決め、充電過程を制御する。
【０１９５】
本発明の一つの実施例によると、トランスの変換により第４脈動波形の電圧を生成し、第４脈動波形の電圧を検出して電圧検出値を生成し、電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節する。
【０１９６】
具体的には、トランスに補助巻線がさらに設けられ、補助巻線は変調された第１脈動波形の電圧に基づいて第４脈動波形の電圧を生成し、このように、第４脈動波形の電圧を検出することにより電源アダプターの出力電圧を反映することができ、これにより電圧検出値に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプターの出力は電池の充電ニーズとマッチングさせる。
【０１９７】
本発明の一つの実施例において、二次整流された電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するステップは、二次整流后の電圧のピーク電圧をサンプリングして保持し、二次整流された電圧のゼロ交差点をサンプリングするステップと、ゼロ交差の際にピーク電圧をサンプリングして保持されたピーク電圧サンプリング保持ユニットをリーケージするステップと、ピーク電圧サンプリング保持ユニットにおけるピーク電圧をサンプリングして電圧のサンプリング値を取得するステップとを含む。これにより、電源アダプターにより出力された電圧を正確にサンプリングし、電圧のサンプリング値と第１脈動波形の電圧とを同期させ、即ち位相と振幅変化傾向とをマッチングさせる。
【０１９８】
さらに、本発明の一つの実施例において、上記端末用充電方法は、第１脈動波形の電圧をサンプリングし、サンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きい場合にスイッチユニットが第１の予め設定された時間に開くように制御し、第１脈動波形におけるサージ電圧を放電させる。
【０１９９】
第１脈動波形の電圧をサンプリングして、その後サンプリングされた電圧値を判断することにより、サンプリングされた電圧値が第１の予め設定された電圧値より大きい場合、電源アダプターが雷撃干渉を受け、サージ電圧が現れ、この際サージ電圧をリーケージする必要があり、充電の安全性と信頼性を保証し、スイッチユニットが一定的な時間に開くように制御し、リーケージ通路を形成し、雷撃によるサージ電圧をリーケージし、雷撃により電源アダプターが端末を充電した際に発生の干渉を防止し、端末を充電する際の安全性と信頼性を有効に向上させる。ここで、第１の予め設定された電圧値は実際的な状況により決定される。
【０２００】
本発明の一つの実施例によると、さらに、第１充電インタフェーが端末と通信を行って充電モードを決定し、充電モードが第１充電モードであると決定された場合、端末の状態情報に基づいて第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧に基づいて、制御信号のデューティ比を調節する。その中、充電モードは第１充電モードと第２充電モードとを含む。
【０２０１】
つまり、現在の充電モードが第１充電モードであると決定された場合、取得された端末の状態情報例えば、電池の電圧、電気量、温度、端末の運転パラメータ、及び端末上に運転されているアプリケーションの消費電気量情報等により第１充電モードに対応する充電電流及び／又は充電電圧を取得し、その後取得された充電電流及び／又は充電電圧に基づいて制御信号のデューティ比を調節し、電源アダプターの出力は充電ニーズを満たし、電池の急速充電を実現する。
【０２０２】
ここで、端末の状態情報は、電池の温度を含む。また、電池の温度が第１の予め設定された温度の閾値より大きく、又は電池の温度が第２の予め設定された温度の閾値より小さい場合、現在の充電モードが第１充電モードである場合、第１充電モード切換を第２充電モードに切り替え、ここで、第１の予め設定された温度の閾値は第２の予め設定された温度の閾値より大きい。即ち、電池の温度が低すぎる（例えば、対応的に第２の予め設定された温の度閾値より小さい）又は高過ぎる（例えば、対応的に第１の予め設定された温度の閾値より大きい）場合、いずれも急速充電が適用されていないから、第１充電モードを第２充電モードに切り替える必要がある。本発明の実施例において、第１の予め設定された温度の閾値と第２の予め設定された温度の閾値とは実際的な状況により決定される。
【０２０３】
本発明の一つの実施例において、電池の温度が予め設定された高温保護閾値より大きい場合に、スイッチユニットをオフするように制御し、即ち、電池の温度が高温保護閾値を超えた場合、高温保護策略を利用する必要があり、スイッチユニットをオフするように制御し、電源アダプターが電池を充電しないようにさせ、電池への高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。高温保護閾値は第１温度の閾値と異なってもよく、同じでもよい。好ましくは、高温保護閾値は第１温度の閾値より大きい。
【０２０４】
本発明のもう一つの実施例において、端末は電池の温度を取得することに用いられ、電池の温度が予め設定された高温保護閾値より大きい場合、電池を充電することを停止させるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じることにより、電池の充電過程を停止し、充電の安全性を保証する。
【０２０５】
また、本発明の一つの実施例において、この端末用方法は、第１充電インタフェースの温度を取得するステップをさらに含み、第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度より大きい場合、スイッチユニットをオフするように制御する。即ち充電インタフェースの温度が一定的な温度を超えた場合、制御ユニットも高温保護策略を実行する必要があり、スイッチユニットを切るように制御し、電源アダプターが電池を充電しないようにさせ、充電インタフェースへの高温保護を実現し、充電の安全性を向上させる。
【０２０６】
勿論、本発明のもう一つの実施例において、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行って第１充電インタフェースの温度を取得し、第１充電インタフェースの温度が予め設定された保護温度より大きい場合に、電池の充電をやめさせるように制御する。即ち、端末側により充電制御スイッチを閉じ、電池の充電過程を停止し、充電の安全性を向上させる。
【０２０７】
また、電源アダプターが端末を充電する過程に、電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、スイッチユニットをオフするように制御する。即ち、電源アダプターが端末を充電する過程に、電圧のサンプリング値の大きさを判断し、電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値より大きいとすると、電源アダプターにより出力された電圧が高すぎることを意味し、この際スイッチユニットを制御することにより閉じ、電源アダプターが端末への充電をやめさせ、即ち、スイッチユニットをオフするように制御して電源アダプターの過電圧保護を実現し、充電の安全性を保証する。
【０２０８】
勿論、本発明の一つの実施例において、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行って電圧のサンプリング値を取得し、電圧のサンプリング値が第２の予め設定された電圧値より大きい場合、電池への充電をやめさせるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じるようにさせ、これにより電池の充電過程を停止し、充電の安全性を保証する。
【０２０９】
本発明の一つの実施例において、電源アダプターが端末を充電する過程中、電流サンプリング値が予め設定された電流値より大きい場合、スイッチユニットをオフするように制御する。即ち、電源アダプターが端末を充電する過程に、電流サンプリング値の大きさを判断し、電流サンプリング値が予め設定された電流値より大きいとすると、電源アダプターにより出力された電流が大きすぎることを意味し、この際制御スイッチユニットを制御して閉じ、電源アダプターが端末への充電をやめさせ、即ち、スイッチユニットをオフするように制御することにより電源アダプターの過電流保護を実現し、充電の安全性を保証する。
【０２１０】
同様に、端末は第２充電インタフェースにより電源アダプターと双方向通信を行って電流サンプリング値を取得し、電流サンプリング値が予め設定された電流値より大きい場合、電池への充電をやめさせるように制御し、即ち端末側により充電制御スイッチを閉じることができ、これにより電池の充電過程を停止し、充電の安全性を保証する。
【０２１１】
ここで、第２の予め設定された電圧値も予め設定された電流値も実際的な状況により決定される。
【０２１２】
本発明の実施例において、端末の状態情報は電池の電気量と、電池の温度と、端末の電圧／電流と、端末のインタフェース情報と、端末の通路抵抗の情報等を含む。
【０２１３】
具体的には、電源アダプターは端末にＵＳＢインタフェースにより接続され、このＵＳＢインタフェースは普通のＵＳＢインタフェースであってもよく、Ｍｉｃｒｏ  ＵＳＢインタフェースであってもよい。ＵＳＢインタフェースにおけるデータ線、即ち、第１充電インタフェースにおけるデータ線は電源アダプターが端末との双方向通信のためのものであり、このデータ線はＵＳＢインタフェースにおけるＤ＋線及び／又はＤ−線であってもよく、双方向通信とは、電源アダプターと端末との両方が情報の交互を行う意味をしている。
【０２１４】
ここで、電源アダプターはＵＳＢインタフェースにおけるデータ線を介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードで端末を充電すると決定する。
【０２１５】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターは第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行って第１充電モードで端末を充電すると決定された場合、電源アダプターは端末に第１命令を送信し、第１命令は端末が第１充電モードを起動するか否かを問い合わせるためのものである。電源アダプターは端末から第１命令の返信命令を受信し、第１命令の返信命令は端末が第１充電モードを起動するように端末を指示するものである。
【０２１６】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが端末に第１命令を送信する前に、電源アダプターは、端末との間に第２充電モードで充電し、第２充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、電源アダプターは端末に第１命令を送信する。
【０２１７】
なお、電源アダプターが第２充電モードの充電時間が予め設定された閾値より大きいと決定された後、電源アダプターは自身が電源アダプターであることが既に端末に認識され、急速充電問い合わせ通信を起動することができると考えられる、と理解される。
【０２１８】
好ましくは、一つの実施例として、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に調整するように電源アダプターを制御し、電源アダプターは第１充電モードに対応する充電電流で端末を充電する前に、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電圧を決定し、電源アダプターが充電電圧を第１充電モードに対応する充電電圧に調整するように制御する。
【０２１９】
好ましくは、一つの実施例として、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電圧を決定したステップは、電源アダプターが端末に第２命令を送信するステップであって、第２命令は、電源アダプターの現在出力電圧が第１充電モードの充電電圧として適切であるか否かを問い合わせるステップと、電源アダプターが端末により送信された第２命令の返信命令を受信ステップであって、第２命令の返信命令は電源アダプターの現在出力電圧が適切か、高いか又は低いかを指示するステップと、電源アダプターが第２命令の返信命令に基づいて、第１充電モードの充電電圧を決定するステップとを含む。
【０２２０】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが充電電流を第１充電モードに対応する充電電流に調整するように制御する前に、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電流を決定する。
【０２２１】
好ましくは、一つの実施例として、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、第１充電モードに対応する充電電流を決定するステップは、電源アダプターが端末に第３命令を送信するステップであって、第３命令は端末の現在サポートする最大充電電流を問い合わせるステップと、電源アダプターが端末により送信された第３命令の返信命令を受信するステップであって、第３命令の返信命令は端末の現在サポートする最大充電電流を指示するステップと、電源アダプターが第３命令の返信命令に基づいて、第１充電モードの充電電流を決定するステップとを含む。
【０２２２】
電源アダプターは上記最大充電電流を第１充電モードの充電電流として直接的に決定するか、又は充電電流をこの最大充電電流のある電流値より小さくすることができる。
【０２２３】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターから電池に出力される充電電流を絶え間なく調整する。
【０２２４】
ここで、電源アダプターは端末の現在状態情報を絶え間なく問い合わせることができ、例えば、端末の電池電圧や、電池電気量等を問い合わせして、これにより充電電流を絶え間なく調整する。
【０２２５】
好ましくは、一つの実施例として、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するステップは、電源アダプターが端末に第４命令を送信するステップであって、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるステップと、電源アダプターが端末により送信された第４命令の返信命令を受信するステップであって、第４命令の返信命令は端末内の電池の現在電圧を指示するステップと、電源アダプターが電池の現在電圧に基づいて、スイッチユニットを制御することにより充電電流を調整するステップとを含む。
【０２２６】
好ましくは、一つの実施例として、電池の現在電圧に基づいて、スイッチユニットを制御することにより充電電流を調整するステップは、電池の現在電圧、及び予め設定された電池電圧値と充電電流値との対応関係に基づいて、スイッチユニットを制御することにより電源アダプターが電池に出力した充電電流を電池の現在電圧に対応する充電電流値に調整するステップを含む。
【０２２７】
具体的に、電源アダプターは、電池電圧値と充電電流値との対応関係を予め記憶することができる。
【０２２８】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、第１充電インタフェースを介して端末と双方向通信を行い、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定し、ここで、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される場合、電源アダプターが第１充電モードを終了するように制御する。
【０２２９】
好ましくは、一つの実施例として、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したと決定される前に、電源アダプターは、端末から端末の通路抵抗を指示するための情報を受信し、電源アダプターが端末に第４命令を送信し、第４命令は端末内の電池の電圧を問い合わせるためのものであり、電源アダプターが端末により送信された第４命令の返信命令を受信し、第４命令の返信命令は端末内の電池の電圧を指示するためのものであり、電源アダプターの出力電圧と電池の電圧とに基づいて、電源アダプターから電池までの通路抵抗を決定し、電源アダプターから電池までの通路抵抗と、端末までの通路抵抗と、電源アダプターと端末との間の充電線線路の通路抵抗とに基づいて、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定する。
【０２３０】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードを終了するように制御する前に、端末に第５命令を送信し、第５命令は第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するためのものである。
【０２３１】
電源アダプターは第５命令を送信完了すると、第１充電モードを終了するか、又はリセットすることができる。
【０２３２】
以上、電源アダプターの視点から本発明の実施例による急速充電過程を詳しく説明し、以下、端末の視点から本発明の実施例による急速充電過程を説明する。
【０２３３】
本発明の実施例において、端末は第２充電モードと第１充電モードとをサポートし、ここで第１充電モードの充電電流は第２充電モードの充電電流より大きく、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信して電源アダプターが第１充電モードで端末を充電すると決定するようにさせ、電源アダプターは第１充電モードに対応する充電電流に基づいて出力し、端末内の電池を充電する。
【０２３４】
好ましくは、一つの実施例として、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信をおこなって電源アダプターが第１充電モードで端末を充電するステップは、端末が電源アダプターにより送信された第１命令を受信するステップであって、第１命令は端末が第１充電モードを起動するか否かを問い合わせるステップと、端末が、電源アダプターに第１命令の返信命令を送信するステップであって、第１命令の返信命令は端末が第１充電モードの起動を同意することを指示するステップとを含む。
【０２３５】
好ましくは、一つの実施例として、端末が電源アダプターにより送信された第１命令を受信する前に、端末と電源アダプターとの間に第２充電モードで充電し、電源アダプターは第２充電モードの充電時間が予め設定された閾値より長いであることを決定した後、端末は電源アダプターにより送信された第１命令を受信する。
【０２３６】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターは第１充電モードに対応する充電電流に基づいて出力し、端末内の電池を充電する前に、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電モードに対応する充電電圧を決定するようにする。
【０２３７】
好ましくは、一つの実施例として、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電モードに対応する充電電圧を決定するようにするステップは、端末が電源アダプターにより送信された第２命令を受信するステップであって、第２命令は電源アダプターの現在出力電圧が第１充電モードの充電電圧として適切するか否かを問い合わせるステップと、端末が電源アダプターに第２命令の返信命令を送信するステップであって、第２命令の返信命令は電源アダプターの現在出力電圧が適切か、高いか又は低いかを指示するステップとを含む。
【０２３８】
好ましくは、一つの実施例として、端末が電源アダプターから第１充電モードに対応する充電電流を受信して、端末内の電池を充電する前に、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターにより第１充電モードに対応する充電電流を決定するようにする。
【０２３９】
ここで、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電モードに対応する充電電流を決定するステップは、端末が電源アダプターにより送信された第３命令を受信するステップであって、第３命令は端末現在サポートの最大充電電流を問い合わせるステップと、端末が電源アダプターに第３命令の返信命令を送信するステップであって、第３命令の返信命令は端末現在サポートの最大充電電流を指示して、電源アダプターが最大充電電流により第１充電モードに対応する充電電流を決定するステップとを含む。
【０２４０】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行って、電源アダプターが電源アダプターから電池に出力される充電電流を絶え間なく調整するようにする。
【０２４１】
ここで、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行って、電源アダプターが電源アダプターから電池に出力される充電電流を絶え間なく調整するステップは、端末が電源アダプターにより送信された第４命令を受信ステップであって、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるステップと、端末が電源アダプターに第４命令の返信命令を送信するステップであって、第４命令の返信命令は端末内の電池の現在電圧を指示し、電池の現在電圧に基づいて、電源アダプターが電池に出力した充電電流を絶え間なく調整するステップとを含む。
【０２４２】
好ましくは、一つの実施例として、電源アダプターが第１充電モードで端末を充電する過程に、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定するようにする。
【０２４３】
ここで、端末は第２充電インタフェースを介して電源アダプターと双方向通信を行い、電源アダプターが第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定するステップは、端末が電源アダプターにより送信された第４命令を受信するステップであって、第４命令は端末内の電池の現在電圧を問い合わせるためのものであるステップと、端末が電源アダプターに第４命令の返信命令を送信するステップであって、第４命令の返信命令は端末内の電池の現在電圧を指示して、電源アダプターが電源アダプターの出力電圧と電池の現在電圧に基づいて、第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間に接触不良が発生したか否かを決定するステップとを含む。
【０２４４】
好ましくは、一つの実施例として、端末は電源アダプターにより送信された第５命令を受信し、第５命令は第１充電インタフェースと第２充電インタフェースとの間の接触不良を指示するためのものである。
【０２４５】
第１充電モードを起動して使用するために、電源アダプターは急速充電通信の流れを端末と行うことができ、一回又は数回のハンドシェイクにより、電池の急速充電を実現する。以下に、具体的に、図６を参照すると、本発明の実施例による急速充電通信の流れ、及び急速充電過程に含まれた各段階を詳しく説明する。図６に示された通信ステップ又は操作はただ例示的なものであり、本発明の実施例は他の操作又は図６に示された様々な操作の変形をさらに実行することができると理解されるべきである。また、図６における各段階は図６に示されたような順序と異なる順序で実行することもでき、且つ図６における全部操作を実行するものではない。
【０２４６】
以上より、本発明の実施例による端末用充電方法は、電源アダプターが充電ニーズを満たすほどの第３脈動波形の電圧を出力するように電源アダプターを制御して、電源アダプターにより出力された第３脈動波形の電圧を直接に端末の電池に印加することにより、パルスの出力電圧／電流は直接に電池を急速充電する。ここで、パルスの出力電圧／電流の大きさは定期的に変換し、従来の定電圧定電流と比較して、リチウム電池のリチウム析出を低減させ、電池の使用寿命を向上させ、充電インタフェースの接点のアーク放電の確率と強度とを減少させ、充電インタフェースの寿命を向上させ、及び電池の分極効果を低減させ、充電速度を向上させ、電池の発熱を減少させ、端末が充電する時の安全性と信頼性を保証する。また、電源アダプターにより出力されたのは脈動波形の電圧であるから、電源アダプターに電解コンデンサを設ける必要はなく、電源アダプターを簡略化して小型化させるだけではなく、大幅にコストダウンすることもできる。
【０２４７】
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解されるものではない。
【０２４８】
一方、「第１」、「第２」との用語はただし説明の目的のためであり、相対的な重要性を指示又は暗示したり、或いは指定された技術的特徴の数量を暗黙的に指定したりすると理解されるものではない。よって、「第１」、「第２」と限定されている特徴は、少なくとも一つの当該特徴を含んでいることを、明示又は暗黙的に指定している。本発明の説明で、特に明確で具体的に限定されない限り、「複数」との意味は少なくとも二つであり、例えば、二つ、三つなどである。
【０２４９】
なお、本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。機械的な接続や、電気的な接続も可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合により上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。
【０２５０】
本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することを含んでもよく、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することではなくそれらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表す。
【０２５１】
本明細書の説明において、「一実施形態」、「他の実施形態」、「一例」、「具体的な実施例」、或いは「他の実施例」などの用語を参考した説明とは、実施形態或いは実施例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは実施例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明描写は、必ずしも同じ実施形態例或いは示例を示すことではない。また又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、少なくとも一つの実施形態又は実施例において適切に結合することができる。なお、お互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書で描写された異なる実施形態或いは実施例、及び異なる実施形態或いは実施例の特徴を結合且つ組み合わせることができる。
【０２５２】
本文に記載された実施形態により説明された各実施例のユニット及び計算方法ステップを組み合わせすると、電子ハードウェア、或いはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせに基づいて実現されることは、当業者に意識されるべきである。これらの機能は、ハードウェアの方式に基づいて実行されるか、又はソフトウェアの方式に基づいて実行されるかは、技術案の特定応用及びデザイン制限条件に次第である。プロの技術者は各特定された応用について異なる方法で説明された機能を実現することができるが、この実現は本発明の範囲を超えるべきではない。
【０２５３】
便利で簡潔に説明するために、上記説明されたシステムと、装置とユニットとの具体的な作動過程は、方法実施例における対応的な過程を参照することができるから、ここで詳しく説明しないようにすることは、当業者にはっきり理解されるべきである。
【０２５４】
本願に提供されたいくつかの実施例において、記載されたシステムと、装置と方法は、他の方式により実現されると理解される。例えば、以上説明された装置はただ例示的なもので、例えば、ユニットの分割は、ただロジック機能の分割であり、実際的に実現される際に他の分割方式があってもよく、例えば、複数のユニット又は組立品を組み合わせて別のシステムに集成したり、一部の特徴が無視されたり、実行されなかったりする。なお、表示又は検討された互いのカップリング又は直接カップリング又は通信接続は一部のインタフェースや、装置又はユイットを介する間接的なカップリング又は通信接続であってもよく、電気的、機械的又は他の形でもよい。
【０２５５】
分離部品として説明されたユニットは物理上の分離でもよく、物理上の分離ではなくてもよく、ユニットとして表示された部品は、物理上のユニットでもよく、物理上のユニットでもよく、即ち、一つの場所に位置してもよく、複数のネットワークユニットに分配してもよい。実際的な需要に応じてその中の一部または全部ユニットにより本実施例の方案の目的を実現する。
【０２５６】
また、本発明の各実施例における各機能ユニットは、一つの処理ユニットに集中することができ、各ユニットの単独した物理存在であってもよく、２つ又は２つ以上のユニットを一つのユニットに集中することもできる。
【０２５７】
機能はソフトウェア機能ユニットの形で実現されて独立した製品として販売又は使用された場合、コンピュータ読み取り可能な記憶メディアに記憶されることができる。このような理解に基づいて、本発明の技術案は本質上に又は従来技術に貢献した部分又はこの技術案の一部はソフトウェア製品の形で体現することができ、このコンピュータソフトウェア製品は一つの記憶メディアに記憶され、若干の命令を含んで一つのコンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワークデバイス等）により本発明の各実施例に記載の方法の全部又は一部のステップを実行する。記憶メディアは、ＵＳＢ、リムーバブルハードディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ディスク、またはディスク等各種の、プログラムコードを記憶するための媒体を含む。
【０２５８】
以上、本発明の実施例を示して説明したが、上記実施例は例示的なもので、本発明を限定するものであると理解してはいけない。当業者は、本発明の範囲内で、上記実施例に対して各種の変化、補正、切り替え及び変形を行うことができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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