充电系统、用于终端的充电方法及电源适配器技术方案

本发明专利技术公开了一种用于终端的充电系统、充电方法及电源适配器，其中，充电系统包括电源适配器和终端，电源适配器包括：第一整流单元、开关单元、变压器、合成单元、第一充电接口、采样单元、控制单元，控制单元输出控制信号至开关单元，并根据采样单元初级采样以获得的电压采样值和/或电流采样值对控制信号的占空比进行调节，以使合成单元输出的第二交流电满足充电需求；终端包括第二充电接口和电池，第二充电接口与电池相连，当第二充电接口与第一充电接口连接时，第二充电接口将第二交流电加载至电池，使得电源适配器输出的交流波形的电压直接加载至电池，从而可以实现电源适配器的小型化、低成本，提高电池的使用寿命。

Charging system, charging method for terminal and power adapter

The invention discloses a terminal for charging system, charging method and power adapter, wherein the charging system comprises a power supply adapter and terminal adapter comprises a first rectifier unit, a switch unit, a transformer, synthesis unit, the first charging interface, sampling unit, control unit, the control unit outputs a control signal to the switch unit, and according to the primary sampling unit to obtain the sampling values of sampling voltage and / or current sampling value of the control signal duty cycle adjustment, so that the second AC synthesis unit output to meet the needs of the terminal including second charging; charging interface and battery charging, second is connected with the battery charging interface, when the second interface and the first interface is connected with the charging when the second charging interface will be second AC load to the battery, the AC waveform output electric power adapter The pressure is loaded directly to the battery, thus the miniaturization and low cost of the power adapter can be realized, and the service life of the battery can be improved.

【技术实现步骤摘要】
充电系统、用于终端的充电方法及电源适配器本申请是申请人为广东欧珀移动通信有限公司、申请日为2016年07月26日、申请号为201610599782.4、专利技术名称为“用于终端的充电系统、充电方法及电源适配器”的分案申请。
本专利技术涉及终端设备
，特别涉及一种充电系统、一种用于终端的充电方法以及一种电源适配器。
技术介绍
目前，移动终端(例如智能手机)越来越受到消费者的青睐，但是移动终端耗电量大，需要经常充电。通常移动终端是通过电源适配器来进行充电。其中，电源适配器一般包括初级整流电路、初级滤波电路、变压器、次级整流电路、次级滤波电路以及控制电路等，这样电源适配器通过将输入的220V交流电转换为适于移动终端需求的稳定低压直流电(例如5V)，以提供给移动终端的电源管理装置和电池，实现移动终端的充电。但是，随着电源适配器的功率变大，例如从5W向10W、15W、25W等更大功率升级时，需要更多能够承受高功率和实现更好精度控制的电子元器件进行适配，这不仅会增加电源适配器的体积，同时也会增加适配器的生产成本和制造难度。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下问题的认识和研究而做出的：专利技术人在研究时发现，随着电源适配器的功率变大，电源适配器在对移动终端的电池进行充电时，容易造成电池极化电阻变大、电池温升较高，从而降低电池的使用寿命，影响电池的可靠性和安全性。并且，通常交流电源供电时，大多数设备都无法直接使用交流电工作，这是因为交流电例如50Hz的220V市电是间断性地输出电能，而为了不“间断”，需要使用电解电容器储能，从而当供电处于波谷时，供电的持续依赖电解电容器的储能来维持稳定的电能供应。所以，交流电源通过电源适配器给移动终端充电时，都是先将交流电源提供的交流电例如220V的交流电转换为稳定的直流电以供给移动终端。然而电源适配器是为移动终端的电池充电，从而间接为移动终端供电，供电的持续性有电池作为保障，这样电源适配器在给电池充电时就可以不需要连续输出稳定的直流电。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种电源适配器，能够输出满足充电需求的第二交流电，并使其直接加载至终端的电池，从而可以实现电源适配器的小型化、低成本，提高电池的使用寿命。本专利技术的第二个目的在于提出一种充电系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种用于终端的充电方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的一种电源适配器，包括：第一整流单元，所述第一整流单元对输入的交流电进行整流以输出第一脉动波形的电压；开关单元，所述开关单元用于根据控制信号对所述第一脉动波形的电压进行调制；变压器，所述变压器用于根据调制后的所述第一脉动波形的电压输出多个脉动波形的电压；合成单元，所述合成单元用于对所述多个脉动波形的电压进行合成以输出第二交流电，其中，所述第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，输出的所述第二交流电用于加载至待充电终端的电池；采样单元，所述采样单元用于对所述变压器的初级绕组上的电压和/或电流进行采样以获得电压采样值和/或电流采样值；控制单元，所述控制单元分别与所述采样单元和所述开关单元相连，所述控制单元输出所述控制信号至所述开关单元，并根据所述电压采样值和/或电流采样值对所述控制信号的占空比进行调节，以使所述第二交流电满足所述终端的充电需求。根据本专利技术实施例的电源适配器，能够输出第二交流电，并将第二交流电直接加载至终端的电池，从而可实现交流波形的输出电压/电流直接对电池进行快速充电，并且通过初级侧的采样来实现对输出进行闭环控制，使得第二交流电满足充电需求。其中，交流波形的输出电压/电流的大小周期性变换，并且第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，与传统的恒压恒流相比，能够降低锂电池的析锂现象，提高电池的使用寿命，以及有利于降低电池的极化效应、提高充电速度、减少电池的发热，保证终端充电时的安全可靠。此外，由于输出的是交流波形的电压，从而无需设置电解电容，不仅可以实现电源适配器的简单化、小型化，还可大大降低成本。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出的一种充电系统，包括：终端；上述的电源适配器，所述电源适配器用于给所述终端充电。根据本专利技术实施例的充电系统，通过上述电源适配器给终端进行充电时，将电源适配器输出的第二交流电直接加载至终端的电池，从而可实现交流波形的输出电压/电流直接对电池进行快速充电，并且通过初级侧的采样来实现对电源适配器的输出进行闭环控制，使得第二交流电满足充电需求。其中，交流波形的输出电压/电流的大小周期性变换，并且每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，这样与传统的恒压恒流相比，能够降低锂电池的析锂现象，提高电池的使用寿命，以及有利于降低电池的极化效应、提高充电速度、减少电池的发热，保证终端充电时的安全可靠。此外，由于电源适配器输出的是交流波形的电压，从而无需在电源适配器中设置电解电容，不仅可以实现电源适配器的简单化、小型化，还可大大降低成本。为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出的一种用于终端的充电方法，包括以下步骤：对输入的交流电进行一次整流以输出第一脉动波形的电压；通过控制开关单元以对所述第一脉动波形的电压进行调制，并通过变压器的变换以输出多个脉动波形的电压；对所述多个脉动波形的电压进行合成以输出第二交流电，其中，所述第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值；将所述第二交流电加载至终端的电池，以给终端充电；对所述变压器的初级绕组上的电压和/或电流进行采样以获得电压采样值和/或电流采样值；根据所述电压采样值和/或电流采样值对控制所述开关单元的控制信号的占空比进行调节，以使所述第二交流电满足充电需求。根据本专利技术实施例的用于终端的充电方法，通过控制电源适配器输出满足充电需求的第二交流电，并将电源适配器输出的第二交流电直接加载至终端的电池，从而可实现交流波形的输出电压/电流直接对电池进行快速充电，并且通过初级侧的采样来实现对电源适配器的输出进行闭环控制，使得第二交流电满足充电需求。其中，交流波形的输出电压/电流的大小周期性变换，并且第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，与传统的恒压恒流相比，能够降低锂电池的析锂现象，提高电池的使用寿命，以及有利于降低电池的极化效应、提高充电速度、减少电池的发热，保证终端充电时的安全可靠。此外，由于电源适配器输出的是交流波形的电压，从而无需在电源适配器中设置电解电容，不仅可以实现电源适配器的简单化、小型化，还可大大降低成本。附图说明图1A为根据本专利技术实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图1B为根据本专利技术一个实施例的合成单元的电路示意图；图1C为根据本专利技术另一个实施例的合成单元的电路示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的用于终端的充电系统采用反激式开关电源的方框示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的电源适配器输出到电池的充电电压波形示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的输出至开关单元的控制信号示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的快充过程的示意图；图6为根据本专利技术一个实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图7为根据本专利技术另一个实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图8为根据本专利技术又一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源适配器，其特征在于，包括：第一整流单元，所述第一整流单元对输入的交流电进行整流以输出第一脉动波形的电压；开关单元，所述开关单元用于根据控制信号对所述第一脉动波形的电压进行调制；变压器，所述变压器用于根据调制后的所述第一脉动波形的电压输出多个脉动波形的电压；合成单元，所述合成单元用于对所述多个脉动波形的电压进行合成以输出第二交流电，其中，所述第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，输出的所述第二交流电用于加载至待充电终端的电池；采样单元，所述采样单元用于对所述变压器的初级绕组上的电压和/或电流进行采样以获得电压采样值和/或电流采样值；控制单元，所述控制单元分别与所述采样单元和所述开关单元相连，所述控制单元输出所述控制信号至所述开关单元，并根据所述电压采样值和/或电流采样值对所述控制信号的占空比进行调节，以使所述第二交流电满足所述终端的充电需求。

【技术特征摘要】
2016.02.05 CN PCT/CN2016/0736791.一种电源适配器，其特征在于，包括：第一整流单元，所述第一整流单元对输入的交流电进行整流以输出第一脉动波形的电压；开关单元，所述开关单元用于根据控制信号对所述第一脉动波形的电压进行调制；变压器，所述变压器用于根据调制后的所述第一脉动波形的电压输出多个脉动波形的电压；合成单元，所述合成单元用于对所述多个脉动波形的电压进行合成以输出第二交流电，其中，所述第二交流电每个周期的正半部的波峰电压大于负半部的波谷电压的绝对值，输出的所述第二交流电用于加载至待充电终端的电池；采样单元，所述采样单元用于对所述变压器的初级绕组上的电压和/或电流进行采样以获得电压采样值和/或电流采样值；控制单元，所述控制单元分别与所述采样单元和所述开关单元相连，所述控制单元输出所述控制信号至所述开关单元，并根据所述电压采样值和/或电流采样值对所述控制信号的占空比进行调节，以使所述第二交流电满足所述终端的充电需求。2.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述初级绕组的一端与所述第一整流单元的第一输出端相连，所述初级绕组的另一端与所述开关单元相连，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组均连接到所述合成单元，所述变压器用于根据调制后的所述第一脉动波形的电压通过所述第一次级绕组输出第二脉动波形的电压，并根据调制后的所述第一脉动波形的电压通过所述第二次级绕组输出第三脉动波形的电压。3.如权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述合成单元用于对所述第二脉动波形的电压和所述第三脉动波形的电压进行合成以输出所述第二交流电。4.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述控制单元，还用于根据所述电压采样值和/或电流采样值对所述控制信号的频率进行调节。5.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，还包括：驱动单元，所述驱动单元连接在所述开关单元与所述控制单元之间，所述驱动单元用于根据所述控制信号驱动所述开关单元的开通或关断。6.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，还包括：隔离单元，所述隔离单元连接在所述驱动单元与所述控制单元之间。7.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，还包括：辅助绕组，所述辅助绕组根据调制后的第一脉动波形的电压生成第四脉动波形的电压；供电单元，所述供电单元与所述辅助绕组相连，所述供电单元用于对所述第四脉动波形的电压进行转换以输出直流电，分别给所述驱动单元和/或所述控制单元供电。8.如权利要求7所述的电源适配器，其特征在于，还包括：第一电压检测单元，所述第一电压检测单元分别与所述辅助绕组和所述控制单元相连，所述第一电压检测单元用于检测所述第四脉动波形的电压以生成电压检测值，其中，所述控制单元，还用于根据所述电压检测值对所述控制信号的占空比进行调节。9.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述采样单元包括：第一电流采样电路，所述第一电流采样电路用于对所述初级绕组上的电流进行采样以获得所述电流采样值；第一电压采样电路，所述第一电压采样电路用于对所述初级绕组上的电压进行采样以获得所述电压采样值。10.如权利要求9所述的电源适配器，其特征在于，所述第一电压采样电路包括：波峰电压采样保持单元，所述波峰电压采样保持单元用于对调制后的第一脉动波形的波峰电压进行采样并保持；过零采样单元，所述过零采样单元用于对调制后的第一脉动波形的电压过零点进行采样；泄放单元，所述泄放单元用于根据所述电压过零点对所述波峰电压采样保持单元进行泄放；AD采样单元，所述AD采样单元用于对所述波峰电压采样保持单元中的波峰电压进行采样以获得所述电压采样值。11.如权利要求1-10中任一项所述的电源适配器，其特征在于，还包括：第二电压采样电路，所述第二电压采样电路用于采样所述第一脉动波形的电压，所述第二电压采样电路与所述控制单元相连，其中，在所述第二电压采样电路采样到的电压值大于第一预设电压值时，所述控制单元控制所述开关单元开通第一预设时间以进行放电工作。12.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述控制单元通过所述电源适配器与所述终端进行通信以确定充电模式，其中，所述充电模式包括快速充电模式和普通充电模式。13.如权利要求12所述的电源适配器，其特征在于，还包括：整流滤波单元和控制所述整流滤波单元是否进行工作的可控开关，所述整流滤波单元用于对所述多个脉动波形的电压中的一个进行整流滤波以输出第二直流电，其中，所述控制单元还用于在确定所述充电模式为普通充电模式时，通过控制所述可控开关以使所述整流滤波单元进行工作，并控制所述合成单元停止工作，所述整流滤波单元输出所述第二直流电给所述电池充电，以及在确定所述充电模式为快速充电模式时，通过控制所述可控开关以使所述整流滤波单元停止工作，并控制所述合成单元进行工作，以使所述第二交流电加载至所述电池。14.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述控制单元通过所述电源适配器与所述终端进行双向通信以确定使用快速充电模式为所述终端充电时，所述控制单元向所述终端发送第一指令，所述第一指令用于询问所述终端是否开启所述快速充电模式；所述控制单元从所述终端接收所述第一指令的回复指令，所述第一指令的回复指令用于指示所述终端同意开启所述快速充电模式。15.如权利要求14...

【专利技术属性】
技术研发人员：张加亮，张俊，田晨，陈社彪，李家达，万世铭，
申请(专利权)人：广东欧珀移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44