СХЕМЫ ПИТАНИЯ АККУМУЛЯТОРА, УСТРОЙСТВА, ПОДЛЕЖАЩИЕ ЗАРЯДКЕ, И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗАРЯДКОЙ
BATTERY POWER SCHEMES, DEVICES TO BE CHARGED AND METHODS FOR CHARGING CONTROL

Перекрестная ссылка на связанную заявку
Данная заявка является переводом на национальную фазу в России международной заявки № PCT/CN 2018/122795, поданной 21 декабря 2018 года, все содержание которой включено в данный документ по ссылке.
Область техники
Настоящее раскрытие относится к области аккумуляторных технологий и, в частности, к схеме питания аккумулятора, устройству, подлежащему зарядке, и способу управления зарядкой.
Уровень техники
Устройства, подлежащие зарядке (например, смартфоны, мобильные терминалы или интеллектуальные устройства), становятся все более популярными среди потребителей. Однако устройства, подлежащие зарядке, потребляют большое количество мощности и требуют частой зарядки, и для полной зарядки устройств, заряжаемых с помощью обычной схемы зарядки с низкой мощностью, требуется несколько часов. Чтобы справиться с этой проблемой, отрасль предложила схему быстрой зарядки, которая увеличивает мощность зарядки для зарядки устройств, подлежащих зарядке.
Технической проблемой становится то, как обеспечить схему питания аккумулятора, которая может вместить несколько схем зарядки (включая схемы нормальной зарядки и схемы быстрой зарядки) в одном и том же устройстве, подлежащем зарядке, чтобы повысить масштабируемость и адаптивность устройства, подлежащего зарядке.
Вышеуказанная информация, раскрытая в этом разделе «Уровень техники», предназначена только для улучшения понимания предыстории настоящего раскрытия, и, таким образом, она может включать в себя информацию, которая не составляет предшествующий уровень техники, известный специалистам в данной области техники.
Сущность изобретения
Дополнительные аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего раскрытия станут очевидными из следующих описаний или будут изучены на практике вариантов осуществления настоящего раскрытия.
В первом аспекте предусмотрена схема питания аккумулятора. Схема питания аккумулятора включает в себя первый элемент, второй элемент, переключатель, первый блок переключения и второй блок переключения. Первый конец второго элемента соединен с первым концом второго блока переключения, а второй конец второго элемента соединен с первым концом переключателя, второй конец второго блока переключения соединен со вторым концом переключателя; первый конец первого элемента соединен со вторым концом переключателя, второй конец первого элемента соединен с первым концом первого блока переключения, а второй конец первого блока переключения соединен с первым конец переключателя; и в случае, когда переключатель включен, а первый блок переключения и второй блок переключения находятся в выключенном состоянии, первый элемент и второй элемент соединены последовательно; и в случае, когда переключатель выключен, а первый блок переключения и второй блок переключения находятся во включенном состоянии, первый элемент и второй элемент соединены параллельно.
Во втором аспекте предоставляется устройство, подлежащее зарядке. Устройство, подлежащее зарядке, включает в себя схему питания аккумулятора, описанную выше, и интерфейс зарядки, и устройство, подлежащее зарядке, принимает выходное напряжение и выходной ток адаптера через интерфейс зарядки.
В третьем аспекте предусмотрен способ управления зарядкой для зарядки устройства, подлежащего зарядке. Устройство, подлежащее зарядке, включает в себя схему питания аккумулятора, описанную выше, и интерфейс зарядки. Способ включает в себя: в ответ на прием первой инструкции управления включение переключателя в схеме питания и приведение первого блока переключения и второго блока переключения в схеме питания в выключенное состояние, так что первый элемент и второй элемент соединены последовательно в схеме питания; и в ответ на прием второй инструкции управления выключение переключателя и приведение первого блока переключения и второго блока переключения во включенное состояние, так что первый элемент и второй элемент соединены параллельно.
Следует отметить, что приведенное выше общее описание и последующее подробное описание являются просто примерными и не предназначены для ограничения раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и/или дополнительные аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего раскрытия станут очевидными и более понятными из следующих описаний, сделанных со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг. 1 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 2 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 3 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 4 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 5 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 6 является принципиальной схемой для схемы питания аккумулятора согласно примерному варианту осуществления.
Фиг.7 является эквивалентной принципиальной схемой для схемы питания аккумулятора в случае, когда переключатель 106 включен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся в выключенном состоянии.
Фиг.8 является эквивалентной принципиальной схемой для схемы питания аккумулятора в случае, когда переключатель 106 выключен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся во включенном состоянии.
Фиг. 9 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 10 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20, подлежащее зарядке, заряжается посредством первой схемы 206 зарядки в первом режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 11 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20, подлежащее зарядке, заряжается посредством второй схемы 208 зарядки во втором режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 12 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20, подлежащее зарядке, заряжается посредством второй схемы 208 зарядки в третьем режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 13 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 14 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 15 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 40, подлежащее зарядке, заряжается третьей схемой 402 зарядки в четвертом режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 16 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 40, подлежащее зарядке, заряжается третьей схемой 402 зарядки в пятом режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Фиг. 17 является блок-схемой последовательности операций способа управления зарядкой согласно примерному варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Примерные варианты осуществления описаны более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако примерные варианты осуществления могут быть воплощены в различных формах и не должны рассматриваться как ограниченные примерами, изложенными в данном документе; скорее, эти варианты осуществления предоставлены таким образом, чтобы раскрытие было более полным для специалистов в данной области техники. Чертежи представляют собой только принципиальные схемы раскрытия и не обязательно выполнены в масштабе. Одинаковые ссылочные позиции на чертежах обозначают одинаковые или подобные части, и их повторное описание опущено.
Кроме того, описанные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или нескольких вариантах осуществления. В последующем описании изложены многочисленные конкретные детали, чтобы полностью понять раскрытые варианты осуществления. Однако специалист в данной области поймет, что одна или несколько конкретных деталей могут быть опущены, и могут быть использованы другие способы, компоненты, устройства, этапы. В других случаях различные аспекты настоящего раскрытия не могут быть скрыты без подробностей структуры, способа, устройства, реализации, материала или операции.
В настоящем раскрытии, если не указано или не ограничено иное, термины «установленный», «соединенный», «связанный» и «фиксированный» понимаются в широком смысле, такие как фиксированные, съемные крепления, соединения и связи или интегрированные, и могут быть механическими или электрическими креплениями, соединениями и связями, а также могут быть прямыми и непрямыми через некоторую среду креплениями, соединениями и связями, а также могут быть внутренними креплениями, соединениями и связями двух компонентов или взаимосвязями взаимодействия между двумя компонентами, которые могут быть понятны специалистам в данной области техники согласно подробному варианту осуществления настоящего раскрытия.
Кроме того, такие термины, как «первый» и «второй», используются в данном документе для целей описания и не предназначены для того, чтобы указывать или предполагать относительную важность или значимость. Кроме того, признак, определенный с помощью «первого» и «второго», может включать в себя одно или более из этого признака явно или неявно. В описании настоящего раскрытия «множество» означает два или более двух, если не указано иное.
Сначала описан соответствующий адаптер для зарядки устройства, подлежащего зарядке, в предшествующем уровне техники.
В случае, когда соответствующий адаптер работает в режиме неизменного напряжения, выходное напряжение адаптера в основном  неизменное, например, 5 В, 9 В, 12 В или 20 В. Выходной ток адаптера может быть пульсирующим DC (постоянный ток) (направление которого неизменное, но амплитуда меняется со временем), AC (переменный ток) (как направление, так и амплитуда меняются со временем) или неизменным DC (направление и амплитуда которого не меняется со временем).
Выходное напряжение адаптера не подходит для непосредственного применения к обоим концам аккумулятора, но его необходимо преобразовать с помощью схемы преобразования в устройстве, подлежащем зарядке, чтобы получить зарядное напряжение и/или зарядный ток, ожидаемый аккумулятором в устройстве, подлежащем зарядке.
Перед введением управления зарядным напряжением и/или зарядным током аккумулятора посредством схемы преобразования вводится процесс зарядки аккумулятора. Процесс зарядки аккумулятора может включать в себя: фазу (или режим) непрерывной зарядки, фазу (или режим) зарядки неизменным током, фазу (или режим) зарядки неизменным напряжением и фазу (или режим) дополнительной зарядки. В фазе непрерывной зарядки (trickle charging) полностью разряженный аккумулятор предварительно заряжается (т.е. восстанавливается), и ток непрерывной зарядки обычно составляет одну десятую от зарядного тока неизменным током. Когда напряжение аккумулятора поднимается выше порогового значения напряжения непрерывной зарядки, зарядный ток повышается, чтобы войти в фазу зарядки неизменным током (constant-current charging). В фазе зарядки неизменным током аккумулятор заряжается неизменным током, и зарядное напряжение быстро возрастает. Когда зарядное напряжение достигает ожидаемого порогового значения зарядного напряжения аккумулятора, начинается фаза зарядки неизменным напряжением (constant-voltage charging). Во время фазы зарядки неизменным напряжением аккумулятор заряжается при неизменном напряжении, и зарядный ток постепенно уменьшается. Когда зарядный ток снижается до заданного порогового значения тока (которое обычно составляет одну десятую от значения зарядного тока в фазе зарядки неизменным током или менее, опционально, пороговое значение тока может составлять десятки миллиампер или менее), аккумулятор полностью заряжается. После того, как аккумулятор полностью заряжен, происходит потеря тока из-за саморазряда аккумулятора, и затем начинается фаза дополнительной зарядки (supplementary charging). Во время фазы дополнительной зарядки зарядный ток небольшой, только чтобы обеспечить полную зарядку аккумулятора.
Схема преобразования может управлять зарядным напряжением и/или зарядным током аккумулятора во время различных фаз зарядки. Например, в фазе зарядки неизменным током схема преобразования может использовать контур обратной связи по току, чтобы величина тока, поступающего в аккумулятор, соответствовала величине первого зарядного тока, ожидаемого аккумулятором. В фазе зарядки неизменным напряжением схема преобразования может использовать контур обратной связи по напряжению, чтобы величина напряжения, приложенного к обоим концам аккумулятора, соответствовала величине зарядного напряжения, ожидаемого аккумулятором. В фазе непрерывной зарядки схема преобразования может использовать контур обратной связи по току, чтобы величина тока, поступающего в аккумулятор, соответствовала величине второго зарядного тока, ожидаемого аккумулятором (второй зарядный ток меньше первого зарядного тока).
Например, когда выходное напряжение адаптера превышает зарядное напряжение, ожидаемое аккумулятором, схема преобразования выполнена с возможностью выполнения процесса понижающего преобразования для напряжения, выводимого адаптером, так что величина зарядного напряжения, полученного после понижающего преобразования, соответствует величине зарядного напряжения, ожидаемого аккумулятором.
«Режим нормальной зарядки» и «режим быстрой зарядки» описаны ниже. В режиме нормальной зарядки аккумулятор в устройстве, подлежащем зарядке, заряжается с помощью относительно небольшого тока (обычно менее 2,5 А), выводимого адаптером, или относительно небольшой мощности (обычно менее 15 Вт). В режиме нормальной зарядки для полной зарядки аккумулятора большой емкости (например, аккумулятора емкостью 3000 мАч) обычно требуется несколько часов. В режиме быстрой зарядки аккумулятор в устройстве, подлежащем зарядке, заряжается относительно большим током (обычно более 2,5 А, например, 4,5 А, 5 А или выше), выводимым адаптером, или относительно большой мощностью (обычно более или равно 15 Вт). По сравнению с режимом нормальной зарядки скорость зарядки адаптера выше в режиме быстрой зарядки, и время зарядки, необходимое для полной зарядки аккумулятора той же емкости, может быть значительно сокращено.
Фиг. 1 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, и соответствующего адаптера для зарядки устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления. Как показано на фиг. 1, устройство 1 включает в себя: интерфейс 11 зарядки, аккумуляторный блок 12, интегральную схему (IC) 13 зарядки и другие схемы 14.
Устройство 1 может заряжаться от адаптера 6 мощностью 10 Вт (5В/2А). Адаптер 6 заряжает устройство 1 в режиме нормальной  зарядки. Адаптер 6 включает в себя схему 61 выпрямления, схему 62 фильтрации и интерфейс 63 зарядки. Схема 61 выпрямления выполнена с возможностью преобразования входного переменного тока в постоянный ток, а схема 62 фильтрации выполнена с возможностью выполнения операции фильтрации постоянного тока, выводимого из схемы 61 выпрямления, для обеспечения стабильного постоянного тока для устройства 1, подключенного к нему через интерфейс 63 зарядки. Аккумуляторный блок 12 может представлять собой, например, один литиевый аккумуляторный элемент, и напряжение отсечки зарядки одного элемента обычно составляет 4,2В. Следовательно, необходимо организовать интегральную схему 13 зарядки для преобразования напряжения 5В в зарядное напряжение, подходящее для зарядного напряжения, ожидаемого аккумуляторным блоком 12. Кроме того, интегральная схема 13 зарядки также выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 14 (такие как CPU или тому подобное) внутри устройства 1.
Фиг. 2 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, и соответствующего адаптера для зарядки устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления. Как показано на фиг. 2, устройство 2 включает в себя: интерфейс 21 зарядки, аккумуляторный блок 22, интегральную схему (IC) 23 зарядки, другие схемы 24 и схему 25 зарядки.
Устройство 2 может быть быстро заряжено с помощью адаптера 7 большой мощности 20 Вт (5В/4А), другими словами, адаптер 7 заряжает устройство 2 в режиме быстрой зарядки. Адаптер 7 включает в себя схему 71 выпрямления, схему 72 фильтрации, схему 73 преобразования напряжения, блок 74 управления и интерфейс 75 зарядки. Схема 71 выпрямления выполнена с возможностью преобразования входного переменного тока в постоянный ток. Схема 72 фильтрации выполнена с возможностью выполнения операции фильтрации на выходе постоянного тока из схемы 71 выпрямления для обеспечения стабильного постоянного тока. Схема 73 преобразования напряжения выполнена с возможностью выполнения преобразования напряжения на выходе постоянного тока из схемы 72 фильтрации. Схема 73 преобразования напряжения обычно является понижающей схемой для подачи постоянного тока подходящего напряжения на устройство 2, подключенное к нему через интерфейс 75 зарядки. Блок 74 управления выполнен с возможностью приема обратной связи от устройства 2 для управления напряжением и/или током на выходе постоянного тока из схемы 71 выпрямления. Схема 25 зарядки соединена с интерфейсом 21 зарядки и аккумуляторным блоком 22 для зарядки аккумуляторного блока 22. Примером аккумуляторного блока 22 по-прежнему является литиевый аккумулятор, включающий один литиевый аккумуляторный элемент. Поскольку схема 73 преобразования напряжения предусмотрена в адаптере 7, выходное напряжение из адаптера 7 может быть приложено непосредственно к обоим концам аккумуляторного блока 22, то есть схема 25 зарядки заряжает аккумуляторный блок 22 способом прямой (непосредственной) зарядки и электрическая энергия, выводимая адаптером 7, напрямую подается в аккумуляторный блок 22 через схему 25 зарядки без преобразования напряжения. Опционально, схема 25 зарядки может быть схемой переключения. Выходной ток из адаптера 7 слегка изменяется при падении напряжения после прохождения через схему 25 зарядки, чтобы не оказывать существенного влияния на процесс зарядки аккумуляторного блока 22. Интегральная схема 23 зарядки выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 24 (такие как CPU или тому подобное) внутри устройства 2.
В некоторых вариантах осуществления адаптер 7 также может обеспечивать пульсирующий постоянный ток или переменный ток для зарядки устройства 2. Чтобы реализовать выход пульсирующего постоянного тока или переменного тока адаптера 7, в варианте осуществления вышеупомянутая схема 72 фильтрации может быть удалена, так что нефильтрованный выходной ток схемы 71 выпрямления может напрямую подавать мощность на устройство 2 после прохождения через схему 73 преобразования напряжения и интерфейс 75 зарядки. Альтернативно, электролитический конденсатор, включенный в вышеупомянутую схему 72 фильтрации, может быть удален для достижения выходного сигнала пульсирующего постоянного тока или переменного тока.
Кроме того, интегральная схема 23 зарядки также может управлять адаптером для использования многоступенчатой зарядки неизменным током в фазе зарядки неизменным током. Многоступенчатая зарядка неизменным током может иметь М фаз неизменного тока (М - целое число не менее 2), а многоступенчатая зарядка неизменным током начинается с первой фазы зарядки с предварительно заданным зарядным током, а М фаз неизменного тока выполняются последовательно от первой фазы до M-й фазы. Когда предыдущая фаза неизменного тока в фазах неизменного тока переходит в следующую фазу неизменного тока, величина тока может уменьшаться. Когда напряжение аккумулятора достигает порогового значения напряжения завершения зарядки, предыдущая фаза неизменного тока в фазах неизменного тока переходит к следующей фазе неизменного тока. Процесс преобразования тока между двумя смежными фазами неизменного тока может быть постепенным или ступенчатым.
Для устройства, подлежащего зарядке, содержащего один элемент, когда для зарядки одного элемента используется относительно большой зарядный ток, явление нагревания устройства, подлежащего зарядке, является более серьезным. Чтобы обеспечить скорость зарядки устройства, подлежащего зарядке, и уменьшить явление нагрева устройства, подлежащего зарядке, во время зарядки, структуру аккумулятора можно модифицировать, и для прямой зарядки используется множество элементов, соединенных последовательно, другими словами, выходное напряжение от адаптера подается непосредственно на оба конца аккумуляторного блока, содержащего несколько элементов. По сравнению с решением с одним элементом (то есть емкость одного элемента до модификации считается такой же, как общая емкость измененных нескольких элементов, соединенных последовательно), если достигается одинаковая скорость зарядки, зарядка ток, требуемый для нескольких элементов, составляет примерно 1/N от зарядного тока, требуемого для одного элемента (N - это количество элементов в последовательности), иными словами, несколько элементов, соединенных последовательно, могут значительно уменьшить величину зарядного тока при условии обеспечения той же скорости зарядки, тем самым дополнительно уменьшая количество тепла, выделяемого устройством, подлежащим зарядке, во время зарядки.
Фиг. 3 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, и соответствующего адаптера для зарядки устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления. Как показано на фиг. 3, устройство 3 включает в себя: интерфейс 31 зарядки, первый аккумуляторный блок 32, второй аккумуляторный блок 32’, интегральную схему 33 зарядки, другие схемы 34 и схему 35 зарядки.
Устройство 3 можно быстро зарядить с помощью адаптера 8 большой мощности 50 Вт (10В/5А), то есть адаптер 8 заряжает устройство 3 в режиме быстрой зарядки. Адаптер 8 включает в себя схему 81 выпрямления, схему 82 фильтрации, схему 83 преобразования напряжения, блок 84 управления и интерфейс 85 зарядки. Схема 81 выпрямления выполнена с возможностью преобразования входного переменного тока в постоянный ток. Схема 82 фильтрации выполнена с возможностью фильтрации выхода постоянного тока из схемы 81 выпрямления для обеспечения стабильного постоянного тока. Схема 83 преобразования напряжения выполнена с возможностью выполнения преобразования напряжения на выходе постоянного тока от схемы 82 фильтрации, чтобы подавать мощность постоянного тока подходящего напряжения на устройство 3, подключенное к нему через интерфейс 85 зарядки. Блок 84 управления выполнен с возможностью приема обратной связи от устройства 3 для управления напряжением и/или током на выходе постоянного тока посредством схемы 81 выпрямления. Первый аккумуляторный блок 32 соединен последовательно со вторым аккумуляторным блоком 32’. Первый аккумуляторный блок 32 и второй аккумуляторный блок 32’ оба представляют собой, например, литиевые аккумуляторы, включающие в себя один аккумуляторный элемент. Схема 35 зарядки соединена с интерфейсом 31 зарядки, а первый аккумуляторный блок 32 и второй аккумуляторный блок 32’ соединены последовательно для зарядки первого аккумуляторного блока 32 и второго аккумуляторного блока 32’. Выходное напряжение от адаптера 8 может быть непосредственно приложено к обоим концам первого аккумуляторного блока 32 и второго аккумуляторного блока 32’, соединенных последовательно, другими словами, схема 35 зарядки непосредственно заряжает первый аккумуляторный блок 32 и второй аккумуляторный блок 32’, соединенные последовательно, в режиме прямой зарядки. Следует отметить, что, поскольку схема 35 зарядки заряжает первый аккумуляторный блок 32 и второй аккумуляторный блок 32’, соединенные последовательно, в режиме прямой зарядки, а линейный импеданс вызывает падение напряжения в схеме зарядки, выходное напряжение, выводимое адаптером 8 и принимаемое схемой 35 зарядки, должно быть больше, чем общее напряжение множества элементов, включенных в первый аккумуляторный блок 32 и второй аккумуляторный блок 32’. Как правило, рабочее напряжение одного элемента составляет от 3,0 до 4,35 В. Взяв в качестве примера двойные элементы, соединенные последовательно, выходное напряжение адаптера 8 может быть установлено равным или превышающим 10 В. Интегральная схема 33 зарядки выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 34 (такие как CPU или тому подобное) внутри устройства 3.
Чтобы реализовать быструю зарядку, схема технологии быстрой зарядки с высоким напряжением и малым током, как показано на фиг. 4 и 5, может быть использована.
Фиг. 4 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления. Как показано на фиг. 4, устройство 4 включает в себя интерфейс 41 зарядки, аккумуляторный блок 42, интегральную схему 43 зарядки, другие схемы 44 и схему 45 преобразования с переключаемым конденсатором.
Устройство 4 может быть быстро заряжено, например, с помощью адаптера 9, имеющего максимальное выходное напряжение 10 В и поддерживающего только один элемент. Схема 45 преобразования с переключаемым конденсатором может быть, например, преобразователем постоянного тока в постоянный ток с переключаемым конденсатором. Схема 45 преобразования с переключаемым конденсатором соединена с интерфейсом 41 зарядки и аккумуляторным блоком 42 и принимает выходное напряжение от адаптера через интерфейс 41 зарядки для зарядки аккумуляторного блока 42. Аккумуляторный блок 42 по-прежнему представлен литиевым аккумулятором, включающим в себя один литиевый аккумуляторный элемент. Поскольку выходное напряжение адаптера составляет 10 В, его нельзя напрямую загрузить на оба конца аккумуляторного блока 42. Следовательно, схема 45 преобразования с переключаемым конденсатором требуется в качестве схемы зарядки аккумуляторного блока 42. Выходное напряжение с адаптера понижается, чтобы соответствовать ожидаемому зарядному напряжению аккумуляторного блока 42. Интегральная схема 43 зарядки выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 44 внутри устройства 4.
Устройство, подлежащее зарядке, с использованием схемы преобразования с переключаемым конденсатором также может использовать аккумулятор, в котором множество элементов соединены последовательно.
Фиг. 5 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 5, устройство 5 включает в себя интерфейс 51 зарядки, первый аккумуляторный блок 52, второй блок 52’ зарядки, интегральную схему 53 зарядки, другие схемы 54 и схему 55 преобразования с переключаемым конденсатором.
Устройство 5 может быть быстро заряжено, например, с помощью адаптера 9’, который поддерживает двойные элементы с максимальным выходным напряжением 20В. Схема 55 преобразования с переключаемым конденсатором может быть, например, преобразователем постоянного тока в постоянный ток с  переключаемым конденсатором. Схема 55 преобразования с переключаемым конденсатором соединена с интерфейсом 51 зарядки, а первый аккумуляторный блок 52 и второй блок 52’ зарядки соединены последовательно, и напряжение, выводимое адаптером, принимается через интерфейс 51 зарядки для зарядки первого аккумуляторного блока 52 и второго блока 52’ зарядки, соединенных последовательно. Как первый аккумуляторный блок 52, так и второй блок 52’ зарядки иллюстрируются литиевым аккумулятором, включающим в себя один аккумуляторный элемент. Поскольку выходное напряжение адаптера составляет 20В, что превышает общее напряжение двух элементов в первом аккумуляторном блоке 52 и во втором блоке 52’ зарядки, схема 55 преобразования с переключаемым конденсатором требуется для выполнения понижения для выходного напряжения от адаптера. Интегральная схема 53 зарядки выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 54 внутри устройства 5.
Схема питания аккумулятора, устройство, подлежащее зарядке, и способ управления зарядкой в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия описаны ниже.
Фиг. 6 является принципиальной схемой для схемы питания аккумулятора согласно примерному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 6, схема 10 питания аккумулятора может применяться для устройства, подлежащего зарядке (не показано на чертежах), и включает в себя первый элемент 102, второй элемент 104, переключатель 106, первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения.
Первый конец второго элемента 104 соединен с первым концом второго блока 110 переключения, а второй конец второго элемента 104 соединен с первым концом переключателя 106, второй конец второго блока 110 переключения соединен со вторым концом переключателя 106. Первый конец первого элемента 102 соединен со вторым концом переключателя 106, второй конец первого элемента 102 соединен с первым концом первого блока 108 переключения и второй конец первого блока 108 переключения соединен с первым концом переключателя 106. На фиг. 6, второй конец первого элемента 102 принят как заземляющий конец, который не ограничен в этом раскрытии.
В случае, когда переключатель 106 включен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся в выключенном состоянии, первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены последовательно, и в случае, когда переключатель 106 выключен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся во включенном состоянии, первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены параллельно.
Фиг.7 - эквивалентная принципиальная схема для схемы питания аккумулятора в случае, когда переключатель 106 включен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся в выключенном состоянии. Фиг.8 - эквивалентная принципиальная схема для схемы питания аккумулятора в случае, когда переключатель 106 выключен, а первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения находятся во включенном состоянии.
В некоторых вариантах осуществления первый элемент 102 и второй элемент 104, каждый, могут быть одним элементом, или каждый может быть множеством элементов, соединенных последовательно.
В некоторых вариантах осуществления первый элемент 102 и второй элемент 104 могут быть элементами во множестве элементов, включенных в устройство, подлежащее зарядке.
В некоторых вариантах осуществления первый элемент 102 и второй элемент 104 могут быть упакованы вместе в аккумуляторном элементе или в двух аккумуляторах.
Текущее устройство, подлежащее зарядке (или компоненты в устройстве, подлежащем зарядке, или микросхемы в устройстве, подлежащем зарядке), обычно использует один элемент для подачи мощности (питания). Следовательно, в случае, когда первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены последовательно для зарядки, если первый элемент 102 или второй элемент 104 выполнены с возможностью подачи мощности на устройство, подлежащее зарядке (или компоненты в устройстве, подлежащем зарядке, или микросхемы в устройстве, подлежащем зарядке), элемент для подачи мощности продолжает потреблять мощность, таким образом приводя к несбалансированному напряжению между первым элементом 102 и вторым элементом 104 (или напряжения несогласованы). Дисбаланс напряжений между первым элементом 102 и вторым элементом 104 снижает общую производительность первого элемента 102 и второго элемента 104 и влияет на срок службы первого элемента 102 и второго элемента 104. Кроме того, дисбаланс напряжения между первым элементом 102 и вторым элементом 104 может затруднить единообразное управление несколькими элементами. Следовательно, схема питания аккумулятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия также вводит схему выравнивания: первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения.
В некоторых вариантах осуществления первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения являются переключающими трубками (например, трубками MOS и трубками CMOS). В конце зарядки, если разность напряжений между первым элементом 102 и вторым элементом 104 больше, чем первое пороговое значение разности напряжений, первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения работают в состоянии равновесия, и первый блок 108 переключения и/или второй блок 110 переключения могут управляться для работы в линейной области, чтобы обеспечить резистор ограничения тока (см. резисторы ограничения тока R1 и R2 на фиг.7), тем самым уменьшая разницу напряжений между первым элементом 102 и вторым элементом 104 для предотвращения повреждения аккумулятора большим током, когда разность напряжений между ними велика. Когда разность напряжений между первым элементом 102 и вторым элементом 104 меньше, чем второе пороговое значение разности напряжений (второе пороговое значение разности напряжений меньше, чем первое пороговое значение разности напряжений) посредством выравнивания, первый блок 108 переключения и второй блок 110 переключения полностью включены, так что первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены параллельно.
В соответствии со схемой питания аккумулятора, обеспечиваемой вариантами осуществления настоящего раскрытия, в устройстве, подлежащем зарядке посредством управления переключением, может быть предусмотрено множество режимов подключения зарядки. Например, когда первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены параллельно для зарядки, обе схемы нормальной зарядки, как показано на фиг. 1 и схема быстрой зарядки, показанная на фиг. 2 или фиг. 4, применимы для зарядки. Когда первый элемент 102 и второй элемент 104 соединены последовательно для зарядки, схема быстрой зарядки, показанная на фиг. 3 или фиг. 5, применима для зарядки.
Фиг. 9 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Устройство 20, показанное на фиг. 9, может быть, например, терминалом или терминалом связи, который включает в себя, но не ограничивается этим, устройство, выполненное с возможностью приема/передачи сигналов связи через проводное соединение (например, коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), соединение по цифровой абонентской линии (DSL), цифровое кабельное соединение, прямое кабельное соединение и/или другое соединение/сеть для передачи данных) и/или через беспроводной интерфейс (например, сотовую сеть, беспроводную локальную сеть (WLAN), сеть цифрового телевидения, такую как сеть цифрового видеовещания для мобильных устройств (DVB-H), спутниковую сеть, вещательный передатчик с амплитудно-частотной модуляцией (AM-FM) и/или беспроводной интерфейс другого терминала связи). Терминал связи, выполненный с возможностью связи через беспроводной интерфейс, может упоминаться как «терминал беспроводной связи», «беспроводной терминал» и/или «мобильный терминал». Примеры мобильных терминалов включают в себя, но не ограничиваются ими, спутниковый телефон или сотовый телефон, терминал, объединяющий сотовый радиотелефон и систему персональной связи (PCS), имеющий возможность обработки данных, факсимильной связи и передачи данных, персональный цифровой помощник (PDA), включающий радиотелефон, пейджер, доступ в Интернет/Интранет, веб-браузер, блокнот и адресную книгу, календарь и/или приемник глобальной системы позиционирования (GPS), а также обычный ноутбук и/или портативный приемник или другие электронные устройства, включая приемопередатчик радиотелефона.
Устройство 20 включает в себя схему 10 питания аккумулятора, как показано на фиг. 6, описанной выше, интерфейс 202 зарядки, первую схему 206 зарядки и вторую схему 208 зарядки.
Следует отметить, что вариант осуществления настоящего раскрытия конкретно не ограничивает тип интерфейса 202 зарядки. Например, интерфейс 202 зарядки может быть интерфейсом универсальной последовательной шины (USB). Интерфейс USB может представлять собой стандартный интерфейс USB, интерфейс micro USB или интерфейс Type-C. Первая схема 206 зарядки и/или вторая схема 208 зарядки могут заряжать первый элемент 102 и второй элемент 104 через линию питания в интерфейсе USB. Линия питания в интерфейсе USB может быть линией VBus и/или линией заземления в интерфейсе USB.
Фиг. 10 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20, подлежащее зарядке, заряжается посредством первой схемы 206 зарядки в первом режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 9 и фиг. 10, фиг. 10 является принципиальной схемой, в случае, когда переключатель 106, показанный на фиг. 9, выключен, и устройство 20 заряжается посредством первой схемы 206 зарядки в первом режиме зарядки. Первым режимом зарядки может быть, например, режим нормальной зарядки, как показано на фиг. 1.
Первая схема 206 зарядки может, например, принять традиционную конструкцию схемы зарядки, то есть схема преобразования (такая как интегральная схема зарядки) предусмотрена между интерфейсом 202 зарядки и первым концом первого элемента 102, так что первый элемент 102 и второй элемент 104, соединенные параллельно, могут заряжаться. Схема преобразования может выполнять управление неизменным напряжением и неизменным током в процессе зарядки адаптера (такого как адаптер 6, показанный на фиг. 1) для зарядки устройства 20, и модулировать выходное напряжение адаптера в соответствии с фактическими потребностями, например с понижением. В некоторых вариантах осуществления интегральной схемой зарядки может быть, например, понижающая схема.
В некоторых вариантах осуществления первая схема 206 зарядки также выполнена с возможностью подачи мощности на другие схемы 204 устройства 20 и может включать в себя модуль 2062 управления схемами для управления схемой зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 и схемой зарядки для подачи мощности на другие схемы.
В режиме нормальной зарядки, обеспеченном первой схемой 206 зарядки, адаптер выводит относительно небольшое значение тока или использует относительно небольшую мощность для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104, соединенных параллельно в устройстве 20.
Фиг. 11 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20, подлежащее зарядке, заряжается посредством второй схемы 208 зарядки во втором режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления. Фиг. 12 является принципиальной схемой в случае, когда устройство 20 заряжается посредством второй схемы 208 зарядки в третьем режиме зарядки согласно примерному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 9 и фиг. 11, фиг. 11 - принципиальная схема в случае, когда переключатель 106, показанный на фиг. 9, выключен, и устройство 20 заряжается посредством второй схемы 208 зарядки во втором режиме зарядки. Вторым режимом зарядки может быть, например, режим быстрой зарядки, показанный на фиг. 2, то есть схема зарядки высокой мощности 20Вт (5В/4А). Во втором режиме зарядки, обеспеченном второй схемой 208 зарядки, вторая схема 208 зарядки может использовать способ прямой зарядки, как показано на фиг. 2, для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104, соединенных параллельно.
Как показано на фиг. 9 и фиг. 12, фиг. 12 является принципиальной схемой в случае, когда переключатель 106, показанный на фиг. 9, выключен, и устройство 20 заряжается посредством второй схемы 208 зарядки в третьем режиме зарядки. Третьим режимом зарядки может быть, например, режим быстрой зарядки, показанный на фиг. 3, то есть зарядное решение высокой мощности 50Вт (10В/5А). В третьем режиме зарядки, обеспеченном второй схемой 208 зарядки, вторая схема 20 зарядки может использовать способ прямой зарядки, как показано на фиг. 3, для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104, соединенных последовательно.
Способ соединения первого элемента 102 и второго элемента 104 может управляться, например, на основе переключателя или блока управления. Переключатель или блок управления можно гибко переключать между режимом последовательного подключения и режимом параллельного подключения в соответствии с фактическими потребностями (например, тип подключенного адаптера).
Кроме того, как показано на фиг. 12, в случае, когда третий режим зарядки принят для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 через вторую схему 206 зарядки, первая схема 206 зарядки дополнительно выполнена с возможностью непосредственного потребления энергии от адаптера для подачи мощности на другие схемы 204 устройства 20; или электрическая энергия, выводимая положительным электродом первого элемента 102, также может использоваться для питания других схем 204 через первую схему 106 зарядки.
Следует отметить, что для упрощения принципиальной схемы схемы выравнивания в первом элементе 102 и втором элементе 104 не показаны на фиг. 12, но специалисты в данной области техники должны понимать, что, когда последовательная зарядка устройства 20 завершена, устройство 20, показанное на фиг. 12, выполнено с возможностью уменьшения разности напряжений между первым элементом 102 и вторым элементом 104 согласно вышеупомянутому способу выравнивания посредством первого блока 108 переключения и второго блока 110 переключения до того, как первый элемент 102 и второй элемент 104 будут соединены параллельно.
Фиг. 13 является принципиальной схемой устройства, подлежащего зарядке, согласно примерному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 13, различие между устройством 30 и устройством 20, показанным на фиг. 9, состоит в том, что устройство 30 дополнительно включает в себя: блок 302 управления.
Блок 302 управления может выполнять двунаправленную связь с адаптером для зарядки устройства 30 через линию передачи данных в кабеле, соединенном с интерфейсом 202 зарядки, для согласования режима зарядки между адаптером и устройством 30. Кроме того, блок 302 управления дополнительно выполнен с возможностью управления соединением между первым элементом 102 и вторым элементом 104, то есть включением и выключением переключателя 106 управления, а также состоянием или рабочей областью первого блока 108 переключения и второго блока 110 переключения.
Взяв в качестве примера интерфейс 202 зарядки в качестве интерфейса USB, линия передачи данных может быть линией D+ и/или линией D- в интерфейсе USB.
Следует отметить, что приведенное выше описание настоящего раскрытия не ограничивает характер «ведущий-ведомый» адаптера и блока 302 управления. Другими словами, любой из адаптера и блока 302 управления может инициировать сеанс двунаправленной связи в качестве ведущего (главного) устройства. Соответственно, другая сторона может действовать в качестве ведомого (подчиненного) устройства, чтобы сделать первый отклик или первый ответ на сообщение, инициированное ведущим устройством. В качестве выполнимого способа во время процесса связи идентичность ведущего и ведомого устройств может быть подтверждена путем сравнения электрического уровня стороны адаптера и стороны устройства, подлежащего зарядке, относительно земли.
Настоящее раскрытие не ограничивает конкретную реализацию двунаправленной связи между адаптером и блоком 302 управления, то есть любой адаптер и блок 302 управления могут инициировать сеанс связи в качестве ведущего устройства и, соответственно, другая сторона действует как ведомое устройство, чтобы сделать первый отклик или первый ответ на связь, инициированную ведущим устройством, и в то же время ведущее устройство может сделать второй отклик на первый отклик или первый ответ ведомого устройства, и можно считать, что процесс согласования режима зарядки между ведущим устройством и ведомым устройством завершен (также называемый процессом «двунаправленной связи» между ведущим устройством и ведомым устройством). В качестве возможного режима реализации ведущее устройство и ведомое устройство могут выполнять операцию зарядки между ведущим устройством и ведомым устройством после завершения согласования нескольких режимов зарядки, чтобы гарантировать, что согласованный процесс зарядки выполняется безопасно и надежно.
Первый способ, которым ведущее устройство делает второй отклик на первый отклик или первый ответ на сеанс связи в соответствии с политикой ведомого устройства, может быть следующим: ведущее устройство может получить первый отклик или первый ответ, сделанный ведомым устройством для сеанса связи, и выполнить целевой второй отклик на основе принятого первого отклика или первого ответа ведомого устройства. Например, когда ведущее устройство принимает первый отклик или первый ответ ведомого устройства для сеанса связи в течение предварительно установленного времени, ведущее устройство отвечает на первый отклик или первый ответ ведомого устройства посредством целевого второго отклика. В частности, ведущее устройство и ведомое устройство завершили согласование режима зарядки, и ведущее устройство и ведомое устройство выполняют операцию зарядки в первом режиме зарядки или во втором режиме зарядки в соответствии с результатом согласования. То есть адаптер работает в первом режиме зарядки или во втором режиме зарядки для зарядки устройства, подлежащего зарядке, в соответствии с результатом согласования.
Второй способ, которым ведущее устройство выполняет второй отклик на первый отклик или первый ответ на сеанс связи в соответствии с политикой ведомого устройства, может быть следующим: ведущее устройство не принимает первый отклик или первый ответ от ведомого устройства для сеанса связи в течение предварительно установленного времени, и ведущее устройство также выполняет целевой второй отклик на первый отклик или первый ответ ведомого устройства. Например, когда ведущее устройство не принимает первый отклик или первый ответ ведомого устройства для сеанса связи в течение предварительно установленного времени, сторона ведущего устройства также отвечает на первый отклик или первый ответ ведомого устройства посредством целевого второго отклика. В частности, ведущее устройство и ведомое устройство завершили согласование режима зарядки, и ведущее устройство и ведомое устройство выполняют операцию зарядки в первом режиме зарядки, то есть адаптер работает в первом режиме зарядки для зарядки устройства, подлежащего зарядке.
Когда устройство 30, подлежащее зарядке, инициирует сеанс связи в качестве ведущего устройства, а адаптер в качестве ведомого устройства выполняет первый отклик или первый ответ на сеанс связи, инициированный ведущим устройством, устройству 20, подлежащему зарядке, не требуется отвечать на первый отклик или первый ответ, выполненный адаптером, с помощью целевого второго отклика, считается, что адаптер и устройство 30, подлежащее зарядке, завершили согласование режима зарядки, и он может быть дополнительно определен в соответствии с результатом согласования, что первый элемент 102 и второй элемент 104 заряжаются посредством первой схемы 206 зарядки или второй схемы 208 зарядки.
В некоторых вариантах осуществления блок 302 управления выполняет двунаправленную связь с адаптером через линию передачи данных, чтобы согласовать режим зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке. Подробно, блок 302 управления принимает первую инструкцию, отправленную адаптером, и первая инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство 30 третий режим зарядки. Блок 302 управления отправляет ответную инструкцию для первой инструкции в адаптер, и ответная инструкция для первой инструкции выполнена с возможностью указания, согласно ли устройство 30 включить третий режим зарядки. В случае, когда устройство 30 соглашается включить третий режим зарядки, блок 302 управления дополнительно выполнен с возможностью управления адаптером для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 посредством второй схемы 208 зарядки и управления первым элементом 102 и вторым элементом 104, которые должны быть соединены последовательно, и управления первой схемой 206 зарядки, которая должна быть соединена с адаптером, так что первая схема 206 зарядки потребляет энергию от адаптера при подаче мощности на другие схемы устройства 30.
В некоторых вариантах осуществления блок 302 управления выполняет двунаправленную связь с адаптером через линию передачи данных, чтобы согласовать режим зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке. Подробно, блок 302 управления принимает вторую инструкцию, отправленную адаптером, и вторая инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство 30 вторые режимы зарядки. Блок 302 управления отправляет ответную инструкцию для второй инструкции в адаптер, и ответная инструкция для второй инструкции выполнена с возможностью указания, согласно ли устройство 30 включить второй режим зарядки. В случае, когда устройство 30 соглашается включить второй режим зарядки, блок 302 управления дополнительно выполнен с возможностью управления адаптером для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 посредством второй схемы 208 зарядки и управления первым элементом 102 и вторым элементом 104, которые должны быть соединены параллельно.
В некоторых вариантах осуществления блок 302 управления выполняет двунаправленную связь с адаптером через линию передачи данных, чтобы согласовать режим зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке. Подробно, в соответствии с первой инструкцией, ответной инструкцией для первой инструкции, второй инструкцией и ответной инструкцией для второй инструкции, в случае, когда устройство 30 не соглашается включить второй режим зарядки и не соглашается включить третий режим зарядки блок 302 управления также выполнен с возможностью управления адаптером для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 посредством первой схемы 206 зарядки и управления первым элементом 102 и вторым элементом 104, которые должны быть соединены параллельно.
Фиг. 14 представляет собой принципиальную схему устройства, подлежащего зарядке, в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Как показано в Фиг. 14, устройство 40 включает в себя схему 10 питания аккумулятора, интерфейс 202 зарядки и первую схему 206 зарядки, как показано в Фиг. 6, описанной выше, и третью схему 402 зарядки.
Фиг. 15 представляет собой принципиальную схему в случае, если устройство 40 заряжается посредством третьей схемы 402 зарядки в четвертом режиме зарядки в соответствии с примерным вариантом осуществления. Фиг. 16 представляет собой принципиальную схему в случае, если устройство 40 заряжается посредством третьей схемы 402 зарядки в пятом режиме зарядки в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Как показано на Фиг. 14 и Фиг. 15, Фиг. 15 представляет собой принципиальную схему в случае, если переключатель 106, показанный на Фиг. 14, выключен, а устройство 40 заряжается посредством третьей схемы 402 зарядки в четвертом режиме зарядки. Четвертым режимом зарядки может быть, например, режим быстрой зарядки, показанный на Фиг. 4, то есть, схема зарядки высокой мощности с выходным напряжением адаптера 10В. В четвертом режиме зарядки, предусмотренном третьей схемой 402 зарядки, третья схема 402 зарядки включает в себя, например, преобразователь DC-DC с переключаемым конденсатором, и применяет способ зарядки, как показано на Фиг. 4, для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 параллельно.
Как показано на Фиг. 14 и Фиг. 16, Фиг. 16 представляет собой принципиальную схему в случае, если переключатель 106, показанный на Фиг. 14, выключен, а устройство 40 заряжается посредством третьей схемы 402 зарядки в пятом режиме зарядки. Пятым режимом зарядки может быть, например, режим быстрой зарядки, показанный на Фиг. 5, то есть, схема зарядки высокой мощности с выходным напряжением адаптера 20В. В пятом режиме зарядки, предусмотренном третьей схемой 402 зарядки, третья схема 402 зарядки включает в себя, например, преобразователь DC-DC с переключаемым конденсатором, который применяет способ зарядки, показанный на Фиг. 5, для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104, соединенных последовательно.
Следует отметить, что для упрощения принципиальной схемы схема выравнивания в первом элементе 102 и втором элементе 104 не показана на Фиг. 16, но специалисты должны понимать, что, когда последовательная зарядка завершена, устройство 40, показанное на Фиг. 16, выполнено с возможностью уменьшить разницу напряжения между первым элементом 102 и вторым элементом 104 в соответствии с вышеупомянутым способом выравнивания посредством упомянутого выше первого блока 108 переключения и второго блока 110 переключения до того, как первый элемент 102 и второй элемент 104 будут соединены параллельно.
В некоторых вариантах осуществления устройство 40 включает в себя блок 302' управления. Двунаправленная связь осуществляется между блоком 302' управления и адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке. В деталях блок 302' управления принимает третью инструкцию, отправленную адаптером, а третья инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство 30 пятый режим зарядки. Блок 302' управления отправляет ответную инструкцию для третьей инструкции к адаптеру, и ответная инструкция для третьей инструкции выполнена с возможностью показать, соглашается ли устройство 30 повернуть включить пятый режим зарядки. В случае, если устройство 30 соглашается включить пятый режим зарядки, блок 302' управления дополнительно выполнен с возможностью управления адаптером для использования преобразователя 402 с переключаемым конденсатором для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104, а также для управления первым элементом 102 и вторым элементом 104, которые должны быть соединены последовательно.
В некоторых вариантах осуществления двунаправленная связь осуществляется между блоком 302' управления и адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке. В деталях блок 302' управления принимает четвертую инструкцию, отправленную адаптером, а четвертая инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство 30 четвертый режим зарядки. Блок 302' управления отправляет ответную инструкцию для четвертой инструкции к адаптеру, и ответная инструкция для четвертой инструкции выполнена с возможностью показать, соглашается ли устройство 30 включить четвертый режим зарядки. В случае, когда устройство 30 соглашается включить четвертый режим зарядки, блок 302’ управления дополнительно выполнен с возможностью управления адаптером для использования преобразователя 402 с переключаемым конденсатором для зарядки первого элемента 102 и второго элемента 104 и управления первым элементом 102 и вторым элементом 104, которые должны быть соединены параллельно.
Устройство, подлежащее зарядке, в соответствии с настоящим раскрытием может предоставлять схему питания аккумулятора, и схема питания аккумулятора способна вмещать различные схемы зарядки, например режим нормальной зарядки и режим быстрой зарядки, режим «flash charging» (режим «мгновенной зарядки») (например, второй режим зарядки, описанный выше) и режим «super-flash charging» (режим «сверхмгновенной зарядки») (например, третий режим зарядки, описанный выше) в режиме быстрой зарядки. Кроме того, для разных режимов зарядки мощность может подаваться через два аккумулятора, которые могут быть соединены параллельно, или интегральную схему зарядки в устройстве, подлежащем зарядке. Этот способ не приводит к потерям при преобразовании мощности и может дополнительно улучшить эксплуатационные способности устройства, подлежащего зарядке,. Кроме того, на основе двунаправленной связи с адаптером устройство, подлежащее зарядке, может автоматически переключаться в разные режимы зарядки в зависимости от типа адаптера, что может улучшить пользовательский опыт использования.
Следует отметить, что блок-схемы, показанные на приведенных выше чертежах, являются функциональными объектами и не обязательно соответствуют физически или логически независимым объектам. Эти функциональные объекты могут быть реализованы в форме программного обеспечения, или реализованы в одном или нескольких аппаратных модулях или интегральных схемах, или реализованы в различных сетях и/или процессорных устройствах и/или микроконтроллерных устройствах.
Далее приведены варианты осуществления способа настоящего раскрытия. Для деталей, не раскрытых в вариантах осуществления способа настоящего раскрытия, следует обратиться к вариантам осуществления устройства настоящего раскрытия.
Фиг. 17 является блок-схемой последовательности операций способа управления зарядкой согласно примерному варианту осуществления. Способ зарядки используется для зарядки устройства, подлежащего зарядке. Устройство, подлежащее зарядке, включает в себя: интерфейс зарядки и любую одну из схем 20, 30 или 40 подачи мощности, описанных выше.
Как показано на фиг. 17, способ 50 управления зарядкой включает в себя следующие действия.
На этапе S502 переключатель в схеме питания включается, а первый блок переключения и второй блок переключения в схеме питания переводятся в выключенное состояние в ответ на прием первой инструкции управления, так что первый элемент и второй элемент соединены последовательно в схеме питания.
На этапе S504 переключатель выключается, а первый блок переключения и второй блок переключения приводятся во включенное состояние в ответ на прием второй инструкции управления, так что первый элемент и второй элемент соединены параллельно.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этапы, на которых: в случае, когда первый элемент и второй элемент соединены последовательно для зарядки, после того как зарядка завершена, определяют, является ли разность напряжений между первым элементом и вторым элементом большей, чем первое пороговое значение разности напряжений; в ответ на то, что разность напряжений между первым элементом и вторым элементом больше, чем первое пороговое значение разности напряжений, управляют первым блоком переключения и/или вторым блоком переключения для работы в линейной области, чтобы обеспечить резистор ограничения тока для первого элемента и/или второго элемента; и в ответ на то, что разность напряжений между первым элементом и вторым элементом меньше, чем второе пороговое значение разности напряжений, управляют первым блоком переключения и вторым блоком переключения для работы в проводящем состоянии; и при этом второе пороговое значение разности напряжений меньше, чем первое пороговое значение разности напряжений.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя: прием выходного напряжения и выходного тока адаптера через интерфейс зарядки.
В некоторых вариантах осуществления устройство, подлежащее зарядке, включает в себя: интегральную схему зарядки. Способ дополнительно включает в себя: обеспечение схемы питания аккумулятора для подачи мощности на другие схемы устройства, подлежащего зарядке, интегральной схемой зарядки.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: преобразуют выходное напряжение посредством интегральной схемы зарядки и подают преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: непосредственно подают выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно в схеме питания аккумулятора, или непосредственно подают выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в ответ на непосредственную подачу выходного напряжения и выходного тока на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно, подают мощность на другие схемы посредством интегральной схемы зарядки с использованием напряжения на первом элементе.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в ответ на непосредственную подачу выходного напряжения и выходного тока на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно, потребляют энергию от адаптера для зарядки других схем посредством интегральной схемы зарядки.
В некоторых вариантах осуществления адаптер поддерживает первый режим зарядки, второй режим зарядки и третий режим зарядки; в первом режиме зарядки интегральная схема зарядки подает преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора; во втором режиме зарядки интегральная схема зарядки напрямую непосредственно подает выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора; и в третьем режиме зарядки интегральная схема зарядки непосредственно подает выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно в схеме питания аккумулятора.
В некоторых вариантах осуществления интерфейс зарядки включает в себя линию передачи данных, и способ дополнительно включает в себя этап, на котором: выполняют двунаправленную связь с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке.
В некоторых вариантах осуществления выполнение двунаправленной связи с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке, включает в себя этап, на котором: принимают первую инструкцию, отправленную адаптером, причем первая инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство, подлежащее зарядке, третий режим зарядки; и отправляют ответную инструкцию для первой инструкции в адаптер, причем ответная инструкция для первой инструкции выполнена с возможностью указывать, согласно ли устройство, подлежащее зарядке, включить третий режим зарядки.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в ответ на то, что устройство, подлежащее зарядке, соглашается включить третий режим зарядки, отправляют первую инструкцию управления.
В некоторых вариантах осуществления выполнение двунаправленной связи с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке, включает в себя этап, на котором: принимают вторую инструкцию, отправленную адаптером, причем вторая инструкция используется для запроса, включает ли устройство, подлежащее зарядке, второй режим зарядки; и отправляют ответную инструкцию для второй инструкции в адаптер, причем ответная инструкция для второй инструкции отвечает на нее, чтобы указать, согласно ли устройство, подлежащее зарядке, включить второй режим зарядки.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в ответ на то, что устройство, подлежащее зарядке, соглашается включить второй режим зарядки, отправляют вторую инструкцию управления.
В некоторых вариантах осуществления устройство, подлежащее зарядке, дополнительно включает в себя преобразователь с переключаемым конденсатором, и способ дополнительно включает в себя этап, на котором: преобразуют выходное напряжение с помощью преобразователя с переключаемым конденсатором и непосредственно подают преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно в схеме питания аккумулятора, или непосредственно подают преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в случае, когда преобразователь с переключаемым конденсатором непосредственно подает выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно, заряжают другие схемы посредством интегральной схемы зарядки с использованием напряжения на первом элементе.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в случае, когда преобразователь с переключаемым конденсатором непосредственно подает выходное напряжение и выходной ток на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно, потребляют энергию от адаптера для зарядки других схем с помощью интегральной схемы зарядки.
В некоторых вариантах осуществления адаптер поддерживает четвертый режим зарядки и пятый режим зарядки; в четвертом режиме зарядки преобразователь с переключаемым конденсатором подает преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных параллельно в схеме питания аккумулятора; в пятом режиме зарядки преобразователь с переключаемым конденсатором подает преобразованное выходное напряжение на оба конца первого элемента и второго элемента, соединенных последовательно в схеме питания аккумулятора.
В некоторых вариантах осуществления интерфейс зарядки включает в себя линию передачи данных, способ дополнительно включает в себя этап, на котором: выполняют двунаправленную связь с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке.
В некоторых вариантах осуществления выполнение двунаправленной связи с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке, включает в себя: прием третьей инструкции, отправленной адаптером, причем третья инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство, подлежащее зарядке, пятый режим зарядки; и отправку ответной инструкции для третьей инструкции в адаптер, причем ответная инструкция для третьей инструкции выполнена с возможностью указания, согласно ли устройство, подлежащее зарядке, включить пятый режим зарядки.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в случае, когда устройство, подлежащее зарядке, соглашается включить пятый режим зарядки, отправляют первую инструкцию управления.
В некоторых вариантах осуществления выполнение двунаправленной связи с адаптером через линию передачи данных для согласования режима зарядки между адаптером и устройством, подлежащим зарядке, включает в себя: прием четвертой инструкции, отправленной адаптером, причем четвертая инструкция выполнена с возможностью запроса, включает ли устройство, подлежащее зарядке, четвертый режим зарядки; и отправку ответной инструкции для четвертой инструкции в адаптер, причем ответная инструкция для четвертой инструкции выполнена с возможностью указывать, согласно ли устройство, подлежащее зарядке, включить четвертый режим зарядки.
В некоторых вариантах осуществления способ 50 управления зарядкой включает в себя этап, на котором: в случае, когда устройство, подлежащее зарядке, соглашается включить четвертый режим зарядки, отправляют вторую инструкцию управления.
С помощью способа управления зарядкой в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия можно выполнять управление зарядкой для устройства, подлежащего зарядке, которое имеет схему питания аккумулятора, применимую для различных схем зарядки. На основе двунаправленной связи с адаптером можно переключать различные режимы зарядки в соответствии с типом адаптера, тем самым улучшая пользовательский опыт.
Следует отметить, что вышеупомянутые чертежи являются просто схематическим описанием процессов, включенных в способ согласно примерному варианту осуществления настоящего раскрытия, и не предназначены для ограничивающих целей. Легко понять, что процессы, показанные на приведенных выше чертежах, не указывают или не ограничивают хронологический порядок этих процессов. Кроме того, также легко понять, что эти процессы могут, например, выполняться синхронно или асинхронно в нескольких модулях.
Примерные варианты осуществления настоящего раскрытия были, в частности, показаны и описаны выше. Следует понимать, что настоящее раскрытие не ограничено подробной структурой, компоновкой или способом реализации, описанными в данном документе; скорее, настоящее раскрытие предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных компоновок, включенных в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.