充电系统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以及电源适配器，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、第二整流单元、第一充电接口、采样单元、控制单元、第一隔离单元，控制单元输出控制信号至开关单元，并根据采样单元采样的电压值和/或电流值对控制信号的占空比进行调节，以使第二整流单元输出的第三脉动波形的电压满足充电需求；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，第二充电接口将第三脉动波形的电压加载至电池，使得电源适配器输出的脉动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 and power adapter

The invention discloses a charging system and a power adapter for the terminal, in which the charging system includes a power adapter and a terminal. The power adapter comprises a first rectifying unit, a switch unit, a transformer, a second rectifying unit, a first charge interface, a sampling unit, a control unit, a first isolation unit, and a first isolation unit. The unit output control signal to the switch unit, and adjust the duty ratio of the control signal according to the voltage value and / or current value sampled by the sampling unit, so that the voltage of the third pulsating waveform output by the second rectifier unit meets the charging demand; the terminal includes the second charging interface and the battery, and the second charging interface is connected with the battery. When the second charging interface is connected with the first charge interface, the second charging interface loads the voltage of the third pulsating waveform to the battery. The voltage of the pulsating waveform output by the power adapter is directly loaded 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201610600382.0、专利技术名称为“用于终端的充电系统及电源适配器”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，能够将输出的脉动波形的电压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。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，所述变压器包括初级绕组和次级绕组，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第二脉动波形的电压；第二整流单元，所述第二整流单元与所述次级绕组相连，所述第二整流单元用于对所述第二脉动波形的电压进行整流以输出第三脉动波形的电压；采样单元，所述采样单元设置在所述变压器的初级侧，所述采样单元用于对所述初级绕组上的电压和/或电流进行采样；控制单元，所述控制单元设置在所述变压器的次级侧，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，并根据所述采样单元采样的电压值和/或电流值计算与所述第二整流单元的输出相对应的电压采样值和/或电流采样值，以及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，以使所述第三脉动波形的电压满足充电需求，其中，所述电源适配器给终端充电时，将所述第三脉动波形的电压加载至所述终端内的电池；第一隔离单元，所述第一隔离单元设置在所述控制单元与所述采样单元之间以对所述采样单元传递到所述控制单元的信号进行隔离。根据本专利技术实施例的电源适配器，通过将输出的第三脉动波形的电压直接加载至终端的电池，从而可实现脉动的输出电压/电流直接对电池进行快速充电。其中，脉动的输出电压/电流的大小周期性变换，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，由于输出的是脉动波形的电压，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充电系统，包括：终端，所述终端包括电池；如上所述的电源适配器，所述电源适配器在给所述终端充电时，将输出的第三脉动波形的电压加载至所述电池。根据本专利技术实施例的充电系统，通过控制电源适配器输出第三脉动波形的电压，并将电源适配器输出的第三脉动波形的电压直接加载至终端的电池，从而可实现脉动的输出电压/电流直接对电池进行快速充电。其中，脉动的输出电压/电流的大小周期性变换，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脉动波形的电压，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1B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正激式开关电源的方框示意图；图1C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推挽式开关电源的方框示意图；图1D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半桥式开关电源的方框示意图；图1E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全桥式开关电源的方框示意图；图2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电源适配器输出到电池的充电电流波形示意图；图5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6为根据本专利技术一个实施例的快充过程的示意图；图7A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7B为根据本专利技术一个实施例的电源适配器带有LC滤波电路的方框示意图；图8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9为根据本专利技术又一个实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图10为根据本专利技术还一个实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图11为根据本专利技术一个实施例的采样单元的方框示意图；图12为根据本专利技术再一个实施例的用于终端的充电系统的方框示意图；图13为根据本专利技术一个实施例的终端的方框示意图；图14为根据本专利技术另一个实施例的终端的方框示意图；图15为根据本专利技术实施例的用于终端的充电方法的流程图；图16为根据本专利技术实施例的充电装置的方框示意图；图17为根据本专利技术一个实施例的电源适配器的方框示意图；以及图18为根据本专利技术一个实施例的终端的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图来描述根据本专利技术实施例提出的用于终端的充电系统和电源适配器、用于终端的充电方法。结合图1A至图14所示，本专利技术实施例提出的用于终端的充电系统包括电源适配器1和终端2。如图1A和图2所示，电源适配器1包括：第一整流单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源适配器，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，所述变压器包括初级绕组和次级绕组，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第二脉动波形的电压；第二整流单元，所述第二整流单元与所述次级绕组相连，所述第二整流单元用于对所述第二脉动波形的电压进行整流以输出第三脉动波形的电压；采样单元，所述采样单元设置在所述变压器的初级侧，所述采样单元用于对所述初级绕组上的电压和/或电流进行采样；控制单元，所述控制单元设置在所述变压器的次级侧，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，并根据所述采样单元采样的电压值和/或电流值计算与所述第二整流单元的输出相对应的电压采样值和/或电流采样值，以及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，以使所述第三脉动波形的电压满足充电需求，其中，所述电源适配器给终端充电时，将所述第三脉动波形的电压加载至所述终端内的电池；第一隔离单元，所述第一隔离单元设置在所述控制单元与所述采样单元之间以对所述采样单元传递到所述控制单元的信号进行隔离。...

【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，所述变压器包括初级绕组和次级绕组，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第二脉动波形的电压；第二整流单元，所述第二整流单元与所述次级绕组相连，所述第二整流单元用于对所述第二脉动波形的电压进行整流以输出第三脉动波形的电压；采样单元，所述采样单元设置在所述变压器的初级侧，所述采样单元用于对所述初级绕组上的电压和/或电流进行采样；控制单元，所述控制单元设置在所述变压器的次级侧，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，并根据所述采样单元采样的电压值和/或电流值计算与所述第二整流单元的输出相对应的电压采样值和/或电流采样值，以及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，以使所述第三脉动波形的电压满足充电需求，其中，所述电源适配器给终端充电时，将所述第三脉动波形的电压加载至所述终端内的电池；第一隔离单元，所述第一隔离单元设置在所述控制单元与所述采样单元之间以对所述采样单元传递到所述控制单元的信号进行隔离。2.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。3.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述电源适配器给所述终端充电时，与所述终端进行通信，其中，所述控制单元还用于通过所述电源适配器与所述终端进行通信以获取所述终端的状态信息。4.如权利要求3所述的电源适配器，其特征在于，所述控制单元，还用于根据所述终端的状态信息、所述电压采样值和/或所述电流采样值对所述控制信号的占空比进行调节。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：第二隔离单元，所述第二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，所述变压器的工作频率为50KHz-2MHz。10.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通过所述控制单元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通过所述控制单元获得所述电压采样值。11.如权利要求10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：峰值电压采样保持单元，所述峰值电压采样保持单元用于对调制后的第一脉动波形的电压的峰值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的过零点进行采样；泄放单元，所述泄放单元用于在所述过零点时对所述峰值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峰值电压采样保持单元中的峰值电压进行采样以通过所述控制单元获得所述电压采样值。12.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述调制后的第一脉动波形与所述第三脉动波形保持同步。13.如权利要求1-12中任一项所述的电源适配器，其特征在于，所述电源适配器还包括：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。14.如权利要求3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。15.如权利要求14所述的电源适配器，其特征在于，还包括：串联的可控开关和滤波单元，所述串联的可控开关和滤波单元与所述第二整流单元的第一输出端相连，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，控制所述可控开关闭合，以及在确定所述充电模式为快速充电模式时，控制所述可控开关断开。16.如权利要求14所述的电源适配器，其特征在于，所述控制单元，还用于在确定所述充电模式为快速充电模式时根据所述终端的状态信息获取所述快速充电模式对应的充电电流和/或充电电压，并根据所述快速充电模式对应的充电电流和/或充电电压对所述控制信号的占空比进行调节。17.如权利要求16所述的电源适配器，其特征在于，所述终端的状态信息包括所述电池的温度，其中，当所述电池的温度大于第一预设温度阈值或所述电池的温度小于第二预设温度阈值时，如果当前充电模式为快速充电模式，则将快速充电模式切换为普通充电模式，其中，所述第一预设温度阈值大于...

【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