大电池给小电池充电的系统及电子设备技术方案

一种大电池给小电池充电的系统及电子设备，属于充电领域，通过大电池子系统和小电池子系统在小电池充电过程的不同阶段互相配合；大电池子系统包含恒压恒流电路、大电池以及大电池充电电路，恒压恒流电路生成恒定电压或恒定电流，小电池子系统包含线性充电电路和小电池，线性充电电路利用恒定电压或恒定电流给小电池充电；小电池充电的过程分恒流阶段和恒压阶段，在恒流阶段线性充电电路满足理想二极管特性，在恒压阶段线性充电电路满足线性充电特性；在恒流阶段大电池子系统以恒定电流输出；当小电池充电进入恒压阶段，大电池子系统以恒定电压输出；增加大电池的续航时间，实现快速充电；无需配置微处理器进行通讯就可实现高效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
大电池给小电池充电的系统及电子设备


[0001]本申请属于充电领域，尤其涉及一种大电池给小电池充电的系统及电子设备。

技术介绍

[0002]最近几年市场上出现许多配置有双电池系统的电子设备（如真无线耳机（TWS，True Wireless Stereo）或电子烟等），在该双电池系统，存在一个大电池容量的子系统可以给小电池容量的子系统进行电池充电。整个系统的电池续航时间以及小电池的充电速度是两个重要的性能指标。
[0003]为了节省成本，上述大电池子系统和小电池子系统之间只有两根连接线，即一根电源线和一根地线。如何在只有两根连接线的条件下提高配置有双电池系统的电子设备的续航时间以及提高小电池的充电速度是目前业内研究的热点。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种大电池给小电池充电的系统及电子设备，有利于提高小电池充电速度。
[0005]本申请实施例提供了一种大电池给小电池充电的系统，所述大电池给小电池充电的系统包括一个大电池子系统和一个小电池子系统，所述大电池子系统和所述小电池子系统在小电池充电过程的不同阶段互相配合；所述大电池子系统包含恒压恒流电路、大电池以及大电池充电电路，所述恒压恒流电路配置为利用所述大电池里的能量生成恒定电压或恒定电流以供给所述小电池子系统作为电源输入，所述大电池充电电路配置为给所述大电池充电；所述小电池子系统包含带理想二极管特性的线性充电电路和小电池，所述带理想二极管特性的线性充电电路配置为利用所述大电池子系统输出的恒定电压或恒定电流给所述小电池充电；所述小电池充电的过程分恒流阶段和恒压阶段，在所述恒流阶段所述带理想二极管特性的线性充电电路满足理想二极管特性，在所述恒压阶段所述带理想二极管特性的线性充电电路满足线性充电特性；在恒流阶段所述大电池子系统配置为以所述恒定电流输出；当小电池充电进入所述恒压阶段，大电池子系统配置为以所述恒定电压输出。
[0006]本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述的大电池给小电池充电的系统。
[0007]本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：当小电池充电处于恒流阶段，大电池子系统输出恒定电流，同时小电池子系统的充电电路配合以理想二极管特性的电路，使小电池的充电电路的输入电压和输出电压的电压差很低，实现高效率，减少电池能量浪费，以增加大电池的续航时间；并且由于高效率，允许较大的充电电流也不会产生大量的热量，以实现快速充电。当小电池充电处于恒压阶段，由于电池电压是已知的，大电池子系统配合以比电池电压略高（如300mV）的恒定电压，达到高效的目的。由于在小电池充电的恒
流阶段小电池的充电电路带有理想二极管特征，只要大电池子系统输出恒定电流，小电池的充电电路就会自然保持很低的恒定电压和输出电压的电压差，所以无需配置微处理器进行通讯就可实现高效率。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术专利技术，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1为相关技术方案简化的TWS蓝牙耳机系统框图；图2为相关技术方案充电过程中电压和电流波形；图3为相关技术方案中耳机充电过程功率浪费示意图；图4为相关技术方案中CC和CV阶段耳机充电电路低压差工作模式的电压电流示意图；图5为本申请一实施例提供的大电池子系统和小电池子系统高效充电方法的一种结构示意图；图6为本申请一实施例提供的线性充电电路的一种结构示意图；图7为本申请一实施例提供的线性充电电路的另一种结构示意图；图8为本申请一实施例提供的线性充电电路的另一种结构示意图；图9为本申请一实施例提供的线性充电电路的一种示例电路原理图；图10为本申请一实施例提供的大电池子系统中恒压恒流电路的一种结构示意图。
具体实施方式
[0010]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0011]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0012]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0013]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0014]双电池系统通常包括大电池容量的子系统（如充电仓子系统）和至少一个小电池容量的子系统（如耳机子系统）。图1是一个相关技术方案简化的TWS蓝牙耳机系统的框图。
该系统包含一个充电舱子系统和两只耳机子系统。
[0015]图2展示了一个相关技术方案中的锂离子电池充电过程。锂离子电池的浮充电压有严格的精度要求（如1%以内），典型值有4.2V，4.35V和4.4V。这里用4.2V作为例子介绍本专利技术。为了即快速又不过充电池，锂离子电池充电过程主要包含恒流（constant current， CC）阶段和恒压（constant voltage， CV）阶段。为确保耳机里的电池被充满，目前典型的做法是给耳机里的充电电路提供5V的恒定电压，再根据电池电压决定充电阶段。由于电池舱内的电池电压最高只有4.2V，充电舱需要采用升压电路产生上述5V电压，如图1所示。该技术具有以下缺点：因为耳机端用线性充电，所述效率低，导致充电舱里的电池能量被浪费，电池续航时间没有被充分发挥。在图2中，在CC阶段的开始，电池电压是2.8V，耳机充电电路恒定电压是5V，其2.2V电压差是被浪费掉的，这时的功率转换效率只有2.8V/5V ，即 56%。整个充电过程的功率浪费如图3所示。由于涓流充电往往不会发生或过程时间很短，图3没有包括该阶段。也因为耳机端用线性充电，发热大，再加上耳机体积小，内部印刷电路板面积小，允许的温升限制了充电电流的大小，充电时间长。在上述例子里，浪费的功率（2.2V x CC阶段充电电流）会转换成热使耳机温升增加。为了使温升不至太高，充电电流不能太高。
[0016]为了克服上述缺点，另一种相关技术方案让充电舱输出电压接近耳机电池电压。耳机充电过程充电电路的恒定电压如图4所示。局限于充电舱和耳机之间只有两根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电池给小电池充电的系统，所述大电池给小电池充电的系统包括一个大电池子系统和一个小电池子系统，其特征在于，所述大电池子系统和所述小电池子系统在小电池充电过程的不同阶段互相配合；所述大电池子系统包含恒压恒流电路、大电池以及大电池充电电路，所述恒压恒流电路配置为利用所述大电池里的能量生成恒定电压或恒定电流以供给所述小电池子系统作为电源输入，所述大电池充电电路配置为给所述大电池充电；所述小电池子系统包含带理想二极管特性的线性充电电路和小电池，所述带理想二极管特性的线性充电电路配置为利用所述大电池子系统输出的恒定电压或恒定电流给所述小电池充电；所述小电池充电的过程分恒流阶段和恒压阶段，在所述恒流阶段所述带理想二极管特性的线性充电电路满足理想二极管特性，在所述恒压阶段所述带理想二极管特性的线性充电电路满足线性充电特性；在恒流阶段所述大电池子系统配置为以所述恒定电流输出；当小电池充电进入所述恒压阶段，大电池子系统配置为以所述恒定电压输出。2.如权利要求1所述的大电池给小电池充电的系统，其特征在于，所述带理想二极管特性的线性充电电路包括电流检测电路、电流控制电路、理想二极管电路、反相电流截止电路以及开关管；所述电流检测电路，配置为对所述恒定电流进行检测以输出采样电流；所述电流控制电路，与所述开关管连接，配置为当所述采样电流不大于第一参考电流且所述恒定电流不小于临界电流时，控制所述开关管传输所述恒定电流以作为所述电池的充电电流，所述第一参考电流大于所述临界电流；所述理想二极管电路，与所述电流控制电路和所述开关管连接，配置为当所述恒定电流小于所述临界电流且电池电压小于第一阈值电压时，控制所述开关管的漏源压降稳定在临界电压；其中，所述临界电压为所述临界电流和所述开关管饱和时的导通电阻的乘积；所述反相电流截止电路，与所述理想二极管电路、所述电流控制电路以及所述开关管连接，配置为当停止充电时，控制所述开关管关断。3.如权利要求2所述的大电池给小电池充电的系统，其特征在于，所述反相电流截止电路包括比较器，所述临界电压大于所述比较器的失调电压。4.如权利要求2所述的大电池给小电池充电的系统，其特征在于，所述电流控制电路具体配置为当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖哲人，戴兴科，
申请(专利权)人：深圳市微源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：