可直充电源适配器制造技术

本发明专利技术公开了一种可直充电源适配器，包括充电接口、交直流转换单元和控制单元；所述可直充电源适配器通过与作为充电对象的移动终端进行定时通信，以获取电子产品内部电池的电压变化，继而根据电池电压的变化动态地调整其输出的充电电压的伏值，并利用所述充电电压对电子产品的内置电池进行直充，由此实现了充电电流的大幅提升，加快了电池的充电速度，缩短了电子产品单次充电所需的时间，由此便可以降低因电子产品需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的不便，在很大程度上提升了用户使用的满意度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流充电
，具体地说，是涉及一种为移动终端内部的电池进 行快速充电的电源适配器。
技术介绍
目前，便携式电子产品（或称移动终端）已经深入到人们生活的方方面面，成为引 领半导体产业前进的主导力量。而且，随着科技的不断进步，便携式电子产品的种类也日益 繁多，例如MP3、MP4、PMP、MID、移动电视终端、平板电脑等，不仅能够提供音频、视频播放等 娱乐功能，而且还可以提供导航、上网、商务、疾病诊断等多种服务功能，极大方便了人们的 生活。 为了达到便于携带的目的，对于这种便携式电子产品来说，都是通过在产品内部 设置可充电电池，利用可充电电池为产品的系统电路供电。随着便携式电子产品所支持的 功能日渐繁多，其系统电路的耗电量也随之增大，在电池容量有限的情况下，产品充电后的 续航时间逐渐缩短，导致充电操作变得越来越频繁。 目前，广泛采用的电池充电方式主要有两种：一种是利用专门的电源适配器(充电 器）为电池充电，即标准DCP充电方式，这种电源适配器一般仅支持5V/9V/12V等固定电压 输出，输出电压的选择性相对较小，充电时间较长，例如一块手机电池从耗尽到充满电所需 的时间一般在3-4小时；另一种是利用主机(例如计算机等）为电池充电，即SDP充电方式， 这种充电方式，由于通过主机输出的充电电压恒定，且充电电流较小，因此需要比标准DCP 充电方式更长的充电时间。较长的充电时间严重影响着用户对便携式电子产品的日常使 用，在很大程度上降低了用户使用的满意度。
技术实现思路
本专利技术为了解决采用现有的常规电源适配器和主机为移动终端的内置电池充电 所存在的充电时间长的问题，提出了一种可直充电源适配器，可以动态地调整其输出的充 电电压，以加快充电速度，缩短充电时间，方便用户的使用。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现： 一种可直充电源适配器，设置有充电接口、交直流转换单元和控制单元；所述充电接口 用于外接移动终端，包括电源引脚、接地引脚和两个在默认状态下短接的通信引脚；所述交 直流转换单元用于将外部的交流输入电源转换成移动终端所需的充电电压，并通过所述充 电接口输出；所述控制单元连接所述的充电接口，在检测到所述充电接口与移动终端连接 后，控制所述充电接口的两个通信引脚断开，并通过所述通信引脚与移动终端通信，以调节 所述交直流转换单元输出的充电电压。 对于控制单元何时控制所述的两个通信引脚断开，本专利技术提出以下两种优选设计 方案： 其一是，所述控制单元在默认状态下配置其UART接口为输入状态，并与所述的两个通 信引脚对应连接，在所述UART接口接收到移动终端发出的特定脉冲波形后，控制单元控制 充电接口的两个通信引脚断开，并配置其UART接口为通信接口功能，与移动终端进行UART 通信。 其二是，所述控制单元在检测到所述充电接口与移动终端连接并延时设定时间 后，控制所述的两个通信引脚断开；然后，所述控制单元主动向所述移动终端发送UART通 信命令，交互握手指令；或者，所述控制单元等待接收所述移动终端发送的UART通信命令， 并在接收到所述UART通信命令后，反馈应答命令，完成握手；其中，所述设定时间按照移动 终端从检测到有外部设备插入到检测出通信引脚短接所需的时间为基准确定。 为了对可直充电源适配器输出的充电电压进行调节，以满足电池在不同电芯电压 下的充电要求，本专利技术提出以下两种优选设计方案： 方案一，所述控制单元接收移动终端发送过来的目标充电电压值Vrat，根据所述目标充 电电压值Vrat调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压达到所述的目标充电电压值 Vout; 方案二，所述控制单元接收移动终端发送过来的电池电压，若所述电池电压在预设的 直充阈值的范围内，则根据所述电池电压查找其预设的对照表，获得当前电池电压所对应 的目标充电电压值Vwt，反馈给移动终端，并调整通过所述交直流转换单元输出的充电电压 到达所述的目标充电电压值V rat;若所述电池电压在预设的直充阈值的范围以外，则所述控 制单元控制所述交直流转换单元输出恒定充电电压，所述恒定充电电压的伏值等于采用常 规电源适配器为所述移动终端充电时，常规电源适配器输出的电压伏值。 为了克服因电池内阻、线上阻抗可能随着温度、老化等因素发生变化所导致的实 际充电电流值Idlg偏离目标充电电流值较多的情况，以便于在允许的范围内尽可能地提 升充电电流，进一步加快充电速度，本专利技术设计所述控制单元在移动终端的电池电压在 预设的直充阈值的范围内时，接收移动终端发送过来的目标充电电流值I tog和充电电流 最大值Imax，或者采用查找所述对照表的方式获得当前电池电压所对应的目标充电电流 值I tog和充电电流最大值Imax;所述控制单元检测通过充电接口输出的充电电流I Chg，若 Itog-IeS I AgOtog，则控制所述交直流转换单元逐次上调其输出的充电电压，上调幅度为 A V，使通过充电接口输出的实际充电电流Idlg接近目标充电电流值I tmg;若I _与I #8的 差值的绝对值大于或者I_大于Imax，则停止向所述充电接口输出充电电压；其中，表 示所述可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围。 为了改变两个所述通信引脚的连接状态，本专利技术将所述控制单元的UART接口通 过两根信号线与充电接口的所述两个通信引脚对应连接，并在所述的两根信号线之间跨接 一个开关，所述控制单元通过改变所述开关的通断状态来控制所述的两个通信引脚短接或 者断开。 作为所述交直流转换单元和控制单元的一种优选电路组建方案，本专利技术在所述交 直流转换单元中设置有整流电路、变压器单元、同步整流控制器和PWM控制器；在所述控制 单元中设置有控制器和数字电位器；所述整流电路将交流输入电源整流成直流电源，输出 至变压器单元以转换成充电电压；所述控制器在可直充电源适配器插入到电子产品上并延 时设定时间后，控制其UART接口与充电接口的所述通信引脚连通，连通后接收所述的控制 信息，继而生成电压调整指令发送至所述的数字电位器，以改变数字电位器的有效电阻的 阻值；所述数字电位器的电阻体与一限流电阻串联后，连接在变压器单元的次级线圈的正 极与地之间，所述电阻体的中间抽头连接同步整流控制器的参考电压引脚；所述同步整流 控制器根据数字电位器的有效电阻的阻值变化调节PWM控制器输出的PWM信号的占空比， 利用所述PWM信号控制变压器单元的开关时序，进而调节通过变压器单元转换输出的充电 电压的伏值。 优选的，在所述同步整流控制器与PWM控制器之间优选连接一光耦，将通过同步 整流控制器输出的控制信号经光耦进行光电隔离后，再传输至所述的PWM控制器，以提高 PWM控制器的安全性。 进一步的，所述控制器优选通过I2C总线连接所述的数字电位器，传输所述的电压 调整指令；在所述I 2C总线上连接有电压上拉电路，以提高信号传输的稳定性。 为了解决利用整流二极管对变压器单元输出的充电电压进行整流所存在的导通 压降大、功耗大的问题，本专利技术采用功率MOS管代替整流二极管连接在所述变压器单元的 次级线圈的负极，利用同步整流控制器控制所述功率MOS管通断，以实现对充电电压的整 流处理，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可直充电源适配器，设置有：充电接口，用于外接移动终端，包括电源引脚、接地引脚和两个在默认状态下短接的通信引脚；交直流转换单元，用于将外部的交流输入电源转换成移动终端所需的充电电压，并通过所述充电接口输出；控制单元，连接所述的充电接口，在检测到所述充电接口与移动终端连接后，控制所述充电接口的两个通信引脚断开，并通过所述通信引脚与移动终端通信，以调节所述交直流转换单元输出的充电电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡二勐，尹荣贻，杜文娟，
申请(专利权)人：青岛海信移动通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37