一種充電方法及充電系統的製作方法

2023-06-02 21:16:51 2

一種充電方法及充電系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種充電方法及充電系統。該充電方法包括：根據電池的電壓值判斷電池是否進入恆壓充電階段；若電池進入恆壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值；設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值並以充電器的輸出限流值對電池進行恆流充電；判斷恆流充電後的電池的電壓值是否達到截止電壓值；若恆流充電後的電池的電壓值達到截止電壓值，繼續判斷電池是否已充飽；若電池未充飽，按照預定規則降低充電器的輸出限流值，並繼續執行以充電器的輸出限流值對電池進行恆流充電的步驟。通過上述方式，本發明能夠大大減少恆壓充電階段的開關損耗。
【專利說明】-種充電方法及充電系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及充電領域，特別是涉及一種充電方法及充電系統。

【背景技術】
[0002] -般來說，電池的充電模式包括開關充電和線性充電。
[0003] 請參考圖1，圖1是現有的開關充電電路的結構示意圖。如圖1所示，根據開關充 電電路的原理可知0: =Uinf = DUin，其中，%為開關充電電路的輸出電 lon ^ lojj 1 壓，也即電池的電壓，Uin為開關充電電路的輸入電壓，也即充電器的輸出電壓，D為開關管 VT導通時間與周期之比，也即控制信號的佔空比。
[0004] 請一併參考圖2，圖2是圖1所示開關充電電路在充電過程中的電池的電壓和電流 的曲線圖。從圖2可知，以鋰電池為例，電池在恆壓充電階段的電壓通常為4. 2V或者4. 35V， Up. 4.35 _ _ 而充電器的輸出電壓通常為5V左右，根據? = = -丨一 =〇·87可知D小於1，進而可推斷 出在充電恆壓充電階段開關管VT -直處於BUCK開關模式，開關充電電路具有很高的開關 損耗。
[0005] 請參考圖3,圖3是現有的線性充電電路的結構示意圖。如圖3所示，線性充電電 路包括一個三極體Q1和一個限流電阻Re，三極體Q1有三種工作模式：截止模式、線性模式 和導通模式。其中，在恆壓充電階段，三極體Q1 -般工作在線性模式下，此時，線性充電電 路同樣具有很1?的開關損耗。
[0006] 綜上所述，現有的充電模式，無論是開關充電還是線性充電，在恆壓充電階段都存 在開關損耗大的問題。


【發明內容】

[0007] 本發明主要解決的技術問題是提供一種充電方法及充電系統，能夠減少電池在恆 壓充電階段的開關損耗。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：提供一種一種充電方法， 該方法包括：根據電池的電壓值判斷電池是否進入恆壓充電階段；若電池進入恆壓充電階 段，獲取充電器的出限流值；設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值並以充電器 的輸出限流值對電池進行恆流充電；判斷恆流充電後的電池的電壓值是否達到截止電壓 值；若恆流充電後的電池的電壓值達到截止電壓值，繼續判斷電池是否已充飽；若電池未 充飽，按照預定規則降低充電器的輸出限流值，並繼續執行以充電器的輸出限流值對電池 進行恆流充電的步驟。
[0009] 其中，根據電池的電壓值判斷電池是否進入恆壓充電階段的步驟具體包括：獲取 電池的電壓值；比較電池的電壓值與預設電壓值，根據比較結果判斷電池是否進入恆壓充 電階段。
[0010] 其中，設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值的步驟包括：設置充電電 流的電流值為充電器的輸出限流值的1. 5倍。
[0011] 其中，按照預定規則降低充電器的輸出限流值的步驟包括：以預定的步長逐步降 低充電器的輸出限流值。
[0012] 為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是：提供一種充電系統，該系 統包括充電器和待充電裝置，其中，待充電裝置包括：第二接口、充電控制電路、第一處理器 和電池，第二接口、充電控制電路和電池分別耦接於第一處理器；第一處理器用於根據電池 的電壓值判斷電池是否進入恆壓充電階段；若電池進入恆壓充電階段，獲取充電器的輸出 限流值；設置充電控制電路中的充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值並以充電器的 輸出限流值對電池進行恆流充電；判斷恆流充電後的電池的電壓值是否達到截止電壓值； 若恆流充電後的電池的電壓值達到截止電壓值，繼續判斷電池是否已充飽；若電池未充飽， 第一處理器通過第二接口向充電器發送控制信號以使充電器按照預定規則降低輸出限流 值，並繼續執行以充電器的輸出限流值對電池進行恆流充電的步驟；
[0013] 充電器包括：變壓器模塊、反饋模塊、反饋控制模塊、變壓器控制模塊和第一接口； 變壓器模塊耦接於交流電源，用於對交流電源輸入的交流電進行整流濾波以及調製處理以 產生充電器的輸出電流；反饋模塊耦接於變壓器模塊和反饋控制模塊，反饋模塊包括多個 反饋單元，其中不同的反饋單元對應於充電器的不同輸出限流值，反饋模塊接收反饋控制 模塊輸出的選擇信號，並根據選擇信號選擇多個反饋單元中的一反饋單元；變壓器控制模 塊耦接於所選擇的反饋單元與變壓器模塊之間，用於控制充電器的輸出電流等於所選擇的 反饋單元對應的充電器的輸出限流值；反饋控制模塊耦接於第一接口，用於根據第一接口 接收的控制信號產生用於選擇多個反饋單元中的一反饋單元的選擇信號；第一接口與待充 電裝置的第二接口連接，用於接收待充電裝置發送的控制信號。
[0014] 其中，變壓器模塊包括變壓器，變壓器包括原邊繞組、輔助繞組和副邊繞組，變壓 器控制模塊包括第一開關元件和控制晶片，第一開關元件的第一端與控制晶片的驅動引腳 連接，第二端與原邊繞組連接，第三端與控制晶片的電流檢測引腳連接，多個反饋單元包括 多個分流電阻、多個第二開關元件和多個光電隔離元件，多個分流電阻彼此並聯且多個分 流電阻的高壓端進一步連接控制晶片的電流檢測引腳，每一光電隔離元件的發光元件對應 連接一第二開關元件，每一光電隔離元件的受光元件對應連接一限流電阻，每一第二開關 元件根據反饋模塊輸出的選擇信號選擇性導通，進而選擇不同的分流電阻與第一開關元件 形成不同的分流電路以獲取不同的充電器的輸出限流值。
[0015] 其中，充電器的輸出限流值根據如下公式進行計算：
[0016] lout = Vcs*Np/Ns/Ri ;
[0017] 其中，lout為充電器的輸出限流值，Vcs為電流檢測引腳的電壓，Np為原邊繞組的 匝數，Ns為副邊繞組的匝數，Ri為反饋模塊中所選擇的反饋單元的阻值。
[0018] 其中，第一處理器獲取電池的電壓值，比較電池的電壓值與預設電壓值，根據比較 結果判斷電池是否進入恆壓充電階段。
[0019] 其中，第一處理器設置充電電流的電流值為充電器的輸出限流值的1.5倍。
[0020] 其中，第一處理器通過第二接口向充電器發送控制信號以使充電器以預定步長逐 步降低輸出限流值。
[0021] 本發明的有益效果是：區別於現有技術的情況，本發明的充電方法和充電系統通 過在電池進入恆壓充電階段後，設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值，接著將 恆壓充電階段分成多次充電電流依次減少的恆流充電階段，使得充電電路中的開關管一直 處於導通的狀態，從而大大減少恆壓充電階段的開關損耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是現有的開關充電電路的結構示意圖；
[0023] 圖2是圖1所示開關充電電路在充電過程中的電池的電壓和電流的曲線圖；
[0024] 圖3是現有的線性充電電路的結構示意圖；
[0025] 圖4是本發明實施例的充電系統的結構示意圖；
[0026] 圖5是本發明實施例的充電系統中電池在充電過程中電壓和電流的曲線圖；
[0027] 圖6是本發明實施例的充電系統中的充電器的電路原理圖；
[0028] 圖7是本發明實施例的充電系統中的充電器輸出電壓和輸出電流的曲線圖；
[0029] 圖8是本發明實施例的充電方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 在說明書及權利要求書當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件。所屬領域中的 技術人員應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權利要求 書並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的基 準。下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0031] 圖4是本發明實施例的充電系統的結構示意圖。如圖4所示，充電系統包括充電 器10和待充電裝置20。其中，充電器10包括變壓器模塊11、反饋模塊12、反饋控制模塊 13、變壓器控制模塊14和第一接口 15,待充電裝置20包括第二接口 21、充電控制電路22、 電池23和第一處理器24。
[0032] 在待充電裝置20中，第二接口 21、充電控制電路22和電池23分別耦接於第一處 理器24。
[0033] 第一處理器24用於根據電池23的電壓值判斷電池23是否進入恆壓充電階段；若 電池23進入恆壓充電階段，獲取充電器10的輸出限流值；設置充電控制電路22中的充電 電流的電流值大於充電器10的輸出限流值並以充電器10的輸出限流值進行恆流充電；判 斷恆流充電後的電池23的電壓值是否達到截止電壓值；若恆流充電後的電池23的電壓值 達到截止電壓值，繼續判斷電池23是否已充飽；若電池23未充飽，第一處理器24通過第二 接口 21向充電器10發送控制信號以使充電器10按照預定規則降低輸出限流值，接著第一 處理器24控制充電控制電路22以降低後的充電器10的輸出限流值對電池23進行恆流充 電，若恆流充電後的電池23的電壓值達到截止電壓值時仍未充飽，則重複上述步驟，直至 電池23充飽為止。
[0034] 優選地，第一處理器24根據電池23的電壓值判斷電池23是否進入恆壓充電階段 的步驟具體為：第一處理器24獲取電池23的電壓值，接著比較電池23的電壓值與預設電 壓值，根據比較結果判斷電池是否進入恆壓充電階段。其中，預設電壓值包括第一預設電壓 和第二預設電壓，當電池23的電壓值大於第一預設電壓且小於第二預設電壓時，電池處於 恆流充電階段。電池23經過恆流充電階段的充電且電壓值達到第二預設電壓時，電池23 進入恆壓充電階段。以鋰電池為例，第一預設電壓為3. 2V，第二預設電壓為4. 2V。
[0035] 優選地，第一處理器24設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值的步驟 具體為：第一處理器24設置充電電流的電流值為充電器10的輸出限流值的1. 5倍。
[0036] 優選地，第一處理器24通過第二接口 21向充電器10發送控制信號以使充電器10 按照預定規則降低輸出限流值的步驟具體為：第一處理器24通過第二接口 21向充電器10 發送控制信號以使充電器10以預定的步長逐步降低充電器10的輸出限流值。
[0037] 其中，若充電控制電路22為線型充電電路，當第一處理器24設置線型充電電路中 的充電電流的電流值大於充電器10的輸出限流值時，線型充電電路中的充電電流以充電 器10的輸出限流值進行充電，此時，線性充電電路中的開關管一直處於導通狀態，線性充 電電路的開關損耗最小。
[0038] 其中，若充電控制電路22為開關充電電路，當第一處理器24設置開關充電電路中 的充電電流的電流值大於充電器10的輸出限流值時，充電器10的輸出電壓值被拉低使得 開關充電電路輸出的電壓值等於輸入的電壓值，也即Ud = Uin, D = 1。此時，開關充電電路 中的開關管一直工作於導通狀態，開關充電電路的開關損耗最小。
[0039] 請一併參考圖5,圖5是本發明實施例的充電系統中電池在充電過程中電壓和電 流的曲線圖。如圖5所示，在恆壓充電階段，電池的充電電流分階段依次減少，其中，電池的 充電電流也即充電器的輸出限流值。也就是說，充電過程的恆壓充電階段被分成多次充電 電流依次減少的恆流充電階段，其中，多次充電電流依次減少的恆流充電階段可以根據電 池的容量大小和充電電流的大小來確定，噹噹前恆流充電階段充電至電池的電壓達到截止 電壓且電池仍未充飽時，切換到充電電流減少的下一恆流充電階段，直至電池充飽為止。
[0040] 請繼續參考圖4，在充電器10中，變壓器模塊11耦接於交流電源，用於對交流電源 輸入的交流電進行整流濾波以及調製處理以產生充電器10的輸出電流。反饋模塊12耦接 於變壓器模塊11和反饋控制模塊13,反饋模塊12包括多個反饋單元，其中不同的反饋單元 對應於充電器10的不同輸出限流值，反饋模塊12接收反饋控制模塊13輸出的選擇信號， 並根據選擇信號選擇多個反饋單元中的一反饋單元。變壓器控制模塊14耦接於所選擇的 反饋單元與變壓器模塊11之間，用於控制充電器10的輸出電流等於所選擇的反饋單元對 應的充電器10的輸出限流值。反饋控制模塊13耦接於第一接口 15,用於根據第一接口 15 接收的控制信號產生用於選擇多個反饋單元中的一反饋單元的選擇信號。第一接口 15與 待充電裝置20的第二接口 21連接，用於接收待充電裝置20發送的控制信號。其中，第一 接口 15和第二接口 21優選為USB接口。
[0041] 請一併參考圖6,圖6是本發明實施例的充電系統中的充電器的電路原理圖。如圖 6所示，變壓器模塊11包括變壓器U1、整流二極體D1和電容C1，其中，變壓器U1包括原邊 繞組111、輔助繞組112和副邊繞組113。反饋模塊12包括多個分流電阻RiN(N = 1，2···， η)、多個光電隔離元件PHiN(N = l，2...，n)和多個第三開關元件QiN(N = 1，2…，η)。變壓 器控制模塊14包括第一開關元件Q2、控制晶片U2、第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2。
[0042] 交流電的火線L與變壓器U1的原邊繞組111的第一端114連接，交流電的零線Ν 與地信號GND連接。
[0043] 變壓器U1的原邊繞組111的第二端115與變壓器控制模塊14連接，具體來說，原 邊繞組111的第二端115與第一開關元件Q2連接，第一開關元件Q2與控制晶片U2連接。
[0044] 其中，第一開關元件Q2為NPN三極體，控制晶片U2包括驅動引腳GATE、電壓反饋 引腳FB、電流檢測引腳CS和電源引腳VCC，原邊繞組111的第二端115與第一開關元件Q2 的集電極連接，第一開關元件Q2的基極與控制晶片U2的驅動引腳GATE連接，第一開關元 件Q2的發射極與控制晶片U2的電流檢測引腳CS和反饋模塊12連接，控制晶片U2的電壓 反饋引腳FB分別與第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2的一端連接，第一分壓電阻R1的 另一端與輔助繞組112的第一端116連接，第二分壓電阻R2的另一端與地信號GND連接。
[0045] 變壓器U1的輔助繞組112用於給控制晶片U2供電。具體來說，變壓器控制模塊 14進一步包括限流電阻Ra和整流二極體D2,限流電阻Ra的一端與輔助繞組112的第一端 116連接，用以獲取輔助繞組112的輔助電壓，限流電阻Ra的另一端與整流二極體D2的陽 極連接，整流二極體D2的陰極與控制晶片U2的電源引腳VCC連接，輔助繞組112的第二端 117連接地信號GND。
[0046] 變壓器U1的副邊繞組113的第一端118與整流二極體D1的陽極連接，電容C1串 聯連接在整流二極體D1的陰極和副邊繞組113的第二端119,副邊繞組113的第二端119 與地信號GND連接。
[0047] 反饋模塊12耦接於變壓器模塊11和反饋控制模塊13。在反饋模塊12中，多個 分流電阻RiN的一端彼此連接並連接至控制晶片U2的電流檢測管腳CS，多個分流電阻RiN 的另一端分別與多個光電隔離元件PHiN的集電極連接，多個光電隔離元件PHiN的發射極 彼此連接並連接至地信號GND，多個光電隔離元件PHiN的陽極彼此連接並連接至整流二極 管D1和電容C1的公共節點處，當第三開關元件QiN為NM0S管時，多個光電隔離元件PHiN 的陰極分別與多個第三開關元件QiN的源極連接，多個第三開關元件QiN的漏極彼此連接 並連接至地信號GND，多個第三開關元件QiN的柵極分別與反饋控制模塊13輸出的多個選 擇信號 IsN(N = 1，2···，η)連接。
[0048] 優選地，反饋模塊12進一步包括多個限流電阻R2N(N = 1，2…，η)，多個第二限流 電阻R2N分別串接於多個光電隔離元件PHiN的陽極與整流二極體D1和電容C1的公共節 點處，用以限制流經光電隔離元件PHiN的電流，以保護光電隔離元件PHiN正常工作。
[0049] 在本實施例中，反饋控制模塊13輸出的多個選擇信號IsN選擇不同的分流電阻 RiN，當控制晶片U2的電流檢測引腳CS處的電壓Vcs為固定值時，選擇不同的分流電阻RiN 與第一開關元件Q2形成不同的限流電路並對流經原邊繞組111的電流進行限流，也即選擇 不同的分流電阻RiN將導致原邊繞組111中的原邊電流發生變化，進而導致充電器10的輸 出限流值發生變化。
[0050] 舉例來說，當N = 3時，反饋模塊12中包括三個分流電阻，其分別為Ril、Ri2和 Ri3,三個光電隔離元件，其分別為Phil、Phi2和Phi3,以及三個第三開關元件，其分別Qil、 Qi2和Qi3。其中，三個第三開關元件的柵極分別與三個不同的選擇信號Isl、Is2和Is3連 接。
[0051] 當選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平時，第三開關元件Qil、Qi2和Qi3的漏極和 源極導通，從而使光電隔離元件Phil、Phi2和Phi3處於導通狀態，繼而使得分別與光電隔 離元件Phil、Phi2和Phi3的集電極相連的分流電阻Ril、Ri2和Ri3有電流流過，此時，分 流電阻Ril、Ri2和Ri3處於工作也即選中的狀態，從而控制原邊繞組111中原邊電流的大 小。
[0052] 當選擇信號Isl、Is2和Is3為低電平時，第三開關元件Qil、Qi2和Qi3的漏極 和源極截止，從而使光電隔離元件Phil、Phi2和Phi3處於斷開狀態，分別與光電隔離元件 Phil、Phi2和Phi3的集電極相連的分流電阻Ril、Ri2和Ri3沒有電流流過，其處於不工作 也即未被選中的狀態。
[0053] 反饋控制模塊13控制選擇信號Isl、Is2和Is3的高低電平，從而選擇分流電阻 Ril、Ri2和Ri3中的至少一個控制原邊繞組111中原邊電流Ip的大小。
[0054] 優選地，分流電阻Ril、Ri2和Ri3具有不同的電阻值，反饋控制模塊控制選擇信號 Isl、Is2和Is3中的一個信號為高電平，從而選中三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個 來控制原邊繞組中的原邊電流Ip。此時，原邊繞組上的原邊電流Ip根據如下公式進行計 算：
[0055] Ip = Vcs/Rin ；
[0056] 其中，Vcs為控制晶片U2的電流檢測引腳CS處的電壓，Rin為選中的分流電阻，其 具體為三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個。
[0057] 本領域技術人員可以理解，當反饋控制模塊13控制選擇信號Isl、Is2和Is3中的 多個信號為高電平時，從而選中三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的多個來控制原邊繞組中 的原邊電流Ip，此時，上述公式中的Rin為選中的多個分流電阻相互並聯後得到的電阻值。
[0058] 進一步，根據變壓器的電流與繞組匝數的關係可知：
[0059] lout = Ip*Np/Ns ;
[0060] 其中，lout為充電器10的輸出限流值，Ip為原邊電流，Np為原邊繞組111的匝 數，Ns為副邊繞組113的匝數。
[0061] 根據上述兩個公式即可得到計算負載直流電的輸出電流lout的公式為：
[0062] lout = Vcs*Np/Ns/Rin ;
[0063] 其中，lout為充電器10的輸出限流值，Np為原邊繞組111的匝數，Ns為副邊繞組 113的匝數，Rin為選中的分流電阻，其具體為三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3中的一個。
[0064] 當本發明待充電裝置20向充電器10發送控制信號以使充電器10按照預定規則 降低輸出限流值時，假設三個分流電阻Ri 1、Ri2和Ri3的阻值逐步增大，則反饋控制模塊13 依次控制選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平以使三個分流電阻Ril、Ri2和Ri3依次被選中， 從而使得充電器10的輸出限流值依次被降低。優選地，若本發明待充電裝置20向充電器10 發送控制信號以使充電器10按照預定步長逐步降低輸出限流值時，三個分流電阻Ril、Ri2 和Ri3的阻值不僅需要滿足逐步增大，且三個分流電阻的阻值還需滿足^ ^ + ^， Ri2 Ril Rii 反饋控制模塊13依次控制選擇信號Isl、Is2和Is3為高電平以使三個分流電阻Ril、Ri2 和Ri3依次被選中，從而使得充電器10的輸出限流值按照預定步長逐步降低。
[0065] 在實際應用中，控制晶片U2的電流檢測引腳CS處的電壓Vcs、原邊繞組的匝數 Np、副邊繞組的匝數Ns為固定值，此時，通過選中不同的分流電阻Rin即可得到不同的充電 器10的輸出限流值。本領域技術人員可以了解，上述N = 3僅為舉例，本發明不以此為限。 [0066] 值得注意的是，本領域技術人員完全可以根據本實施例中反饋模塊12實現的功 能做電路上的修改。例如，利用繼電器代替光電隔離元件PhiN等等，本發明並不僅僅限於 反饋模塊12的具體的電路實現形式，只需滿足其實現的功能即可。
[0067] 請一併參考圖7,圖7是本實施例的充電系統中的充電器輸出電壓和輸出電流的 曲線圖。如圖7所示，其中I軸為充電器的輸出電流，V軸為充電器的輸出電壓。由圖7可 以看出，充電器的輸出電壓的變化幅度隨著輸出電流的大小的減少而減少，其中，充電器的 輸出電壓的最大值不隨輸出電流的變化而變化。
[0068] 圖8是本發明實施例的充電方法的流程圖，圖8所示的充電方法基於圖4所示的 充電系統。需注意的是，若有實質上相同的結果，本發明的方法並不以圖8所示的流程順序 為限。如圖8所示，該方法包括如下步驟：
[0069] 步驟S101 :根據電池的電壓值判斷電池是否進入恆壓充電階段。
[0070] 在步驟S101中，第一處理器24根據電池23的電壓值判斷電池23是否進入恆壓 充電階段的步驟具體為：第一處理器24獲取電池23的電壓值，比較電池23的電壓值與預 設電壓值，根據比較結果判斷電池23是否進入恆壓充電階段。其中，預設電壓值包括第一 預設電壓和第二預設電壓，當電池23的電壓值大於第一預設電壓且小於第二預設電壓時， 電池處於恆流充電階段。電池23經過恆流充電階段的充電且電壓值達到第二預設電壓時， 電池23進入恆壓充電階段。以鋰電池為例，第一預設電壓為3. 2V，第二預設電壓為4. 2V。
[0071] 步驟S102 :若電池進入恆壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值。
[0072] 在步驟S102中，充電器10的輸出限流值即為充電器10的輸出電流的規格，也即 充電器10所允許的最大的輸出電流。
[0073] 步驟S103 :設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值。
[0074] 在步驟S103,第一處理器24設置充電控制電路22中的充電電流的電流值大於充 電器的輸出限流值，優選地，第一處理器24設置充電控制電路22中的充電電流的電流值為 充電器的輸出限流值的1. 5倍。
[0075] 其中，若充電控制電路22為線型充電電路，當第一處理器24設置線型充電電路中 的充電電流的電流值大於充電器10的輸出限流值時，線型充電電路中的充電電流將以充 電器10的輸出限流值進行充電，此時，線性充電電路中的開關管一直處於導通狀態，線性 充電電路的開關損耗最小。
[0076] 其中，若充電控制電路22為開關充電電路，當第一處理器24設置開關充電電路中 的充電電流的電流值大於充電器10的輸出限流值時，充電器10的輸出電壓值被拉低使得 開關充電電路輸出的電壓值等於輸入的電壓值，也即Ud = Uin, D = 1，此時，開關充電電路中 的開關管VT -直工作於導通狀態，開關充電電路的開關損耗最小。
[0077] 步驟S104 :以充電器的輸出限流值對電池進行恆流充電。
[0078] 在步驟S104中，當電池23進入恆壓充電階段且第一處理器24設置充電電流的電 流值大於充電器的輸出限流值後，充電控制電路22將以充電器10所允許的最大的輸出電 流對電池23進行恆流充電。
[0079] 步驟S105 :判斷恆流充電後的電池的電壓值是否達到截止電壓值，若達到截止電 壓值，執行步驟S106,若未達到截止電壓值，繼續執行步驟S105。
[0080] 在步驟S105,第一處理器24判斷恆流充電後的電池的電壓值是否達到截止電壓 值，以鋰電池為例，截止電壓值優選為4. 2V。當第一處理器24判斷電池23的電壓值未達 到截止電壓值時，說明當前的恆流充電階段還沒結束，繼續執行步驟S105。當第一處理器 24判斷電池23的電壓值達到截止電壓值，說明當前的恆流充電階段已結束，繼續執行步驟 S106。
[0081] 步驟S106 :判斷電池是否已充飽，若未充飽，執行步驟S107,若已充飽，執行步驟 S108。
[0082] 在步驟S106,第一處理器24判斷電池23是否已充飽的步驟具體為：第一處理器 24判斷電池23的電量是否達到飽和電量值。
[0083] 步驟S107 :按照預定規則降低充電器的輸出限流值，繼續執行步驟S104。
[0084] 在步驟S107中，當步驟S106判斷電池未充飽時，第一處理器24通過第二接口 21 向充電器10發送控制信號以使充電器10按照預定規則降低輸出限流值，接著繼續執行步 驟S104,也即繼續執行第一處理器24控制充電控制電路22以降低後的充電器10的輸出限 流值對電池23進行恆流充電的操作。優選地，按照預定規則降低充電器的輸出限流值的步 驟具體為：以預定的步長逐步降低充電器的輸出限流值。
[0085] 步驟S108:結束。
[0086] 本發明的有益效果是：區別於現有技術的情況，本發明的充電方法和充電系統通 過在電池進入恆壓充電階段後，設置充電電流的電流值大於充電器的輸出限流值，接著將 恆壓充電階段分成多次充電電流依次減少的恆流充電階段，使得充電電路中的開關管一直 處於導通的狀態，從而大大減少恆壓充電階段的開關損耗。
[〇〇87] 以上所述僅為本發明的實施方式，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本 發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的 【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種充電方法，其特徵在於，所述方法包括： 根據電池的電壓值判斷所述電池是否進入恆壓充電階段； 若所述電池進入恆壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值； 設置充電電流的電流值大於所述充電器的輸出限流值並以所述充電器的輸出限流值 對所述電池進行恆流充電； 判斷恆流充電後的所述電池的電壓值是否達到截止電壓值； 若恆流充電後的所述電池的電壓值達到截止電壓值，繼續判斷所述電池是否已充飽； 若所述電池未充飽，按照預定規則降低所述充電器的輸出限流值，並繼續執行以所述 充電器的輸出限流值對所述電池進行恆流充電的步驟。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據電池的電壓值判斷所述電池是 否進入恆壓充電階段的步驟具體包括： 獲取電池的電壓值； 比較所述電池的電壓值與預設電壓值，根據比較結果判斷所述電池是否進入恆壓充電 階段。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述設置充電電流的電流值大於所述充 電器的輸出限流值的步驟包括： 設置充電電流的電流值為所述充電器的輸出限流值的1. 5倍。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述按照預定規則降低所述充電器的輸 出限流值的步驟包括： 以預定的步長逐步降低所述充電器的輸出限流值。
5. -種充電系統，所述系統包括充電器和待充電裝置，其特徵在於，所述待充電裝置包 括：第二接口、充電控制電路、第一處理器和電池，所述第二接口、所述充電控制電路和所述 電池分別耦接於所述第一處理器；所述第一處理器用於根據所述電池的電壓值判斷所述電 池是否進入恆壓充電階段；若所述電池進入恆壓充電階段，獲取充電器的輸出限流值；設 置所述充電控制電路中的充電電流的電流值大於所述充電器的輸出限流值並以所述充電 器的輸出限流值對所述電池進行恆流充電；判斷恆流充電後的所述電池的電壓值是否達到 截止電壓值；若恆流充電後的所述電池的電壓值達到截止電壓值，繼續判斷所述電池是否 已充飽；若所述電池未充飽，所述第一處理器通過所述第二接口向所述充電器發送控制信 號以使所述充電器按照預定規則降低所述輸出限流值，並繼續執行以所述充電器的輸出限 流值對所述電池進行恆流充電的步驟； 所述充電器包括：變壓器模塊、反饋模塊、反饋控制模塊、變壓器控制模塊和第一接口； 所述變壓器模塊耦接於交流電源，用於對所述交流電源輸入的交流電進行整流濾波以及調 制處理以產生所述充電器的輸出電流；所述反饋模塊耦接於所述變壓器模塊和所述反饋控 制模塊，所述反饋模塊包括多個反饋單元，其中不同的反饋單元對應於所述充電器的不同 輸出限流值，所述反饋模塊接收所述反饋控制模塊輸出的選擇信號，並根據所述選擇信號 選擇所述多個反饋單元中的一反饋單元；所述變壓器控制模塊耦接於所選擇的所述反饋單 元與所述變壓器模塊之間，用於控制所述充電器的輸出電流等於所選擇的所述反饋單元對 應的所述充電器的輸出限流值；所述反饋控制模塊耦接於所述第一接口，用於根據所述第 一接口接收的所述控制信號產生用於選擇多個反饋單元中的一反饋單元的所述選擇信號； 所述第一接口與所述待充電裝置的第二接口連接，用於接收所述待充電裝置發送的所述控 制信號。
6. 根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述變壓器模塊包括變壓器，所述變壓器 包括原邊繞組、輔助繞組和副邊繞組，所述變壓器控制模塊包括第一開關元件和控制晶片， 所述第一開關元件的第一端與所述控制晶片的驅動引腳連接，第二端與所述原邊繞組連 接，第三端與所述控制晶片的電流檢測引腳連接，多個所述反饋單元包括多個分流電阻、多 個第二開關元件和多個光電隔離元件，所述多個分流電阻彼此並聯且所述多個分流電阻的 高壓端進一步連接所述控制晶片的所述電流檢測引腳，每一所述光電隔離元件的發光元件 對應連接一所述第二開關元件，每一所述光電隔離元件的受光元件對應連接一所述限流電 阻，每一所述第二開關元件根據所述反饋模塊輸出的選擇信號選擇性導通，進而選擇不同 的所述分流電阻與所述第一開關元件形成不同的分流電路以獲取不同的所述充電器的輸 出限流值。
7. 根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述充電器的輸出限流值根據如下公式 進行計算： lout = Vcs*Np/Ns/Ri ; 其中，lout為所述充電器的輸出限流值，Vcs為所述電流檢測引腳的電壓，Np為所述 原邊繞組的匝數，Ns為所述副邊繞組的匝數，Ri為所述反饋模塊中所選擇的反饋單元的阻 值。
8. 根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述第一處理器獲取電池的電壓值，比較 所述電池的電壓值與預設電壓值，根據比較結果判斷所述電池是否進入恆壓充電階段。
9. 根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述第一處理器設置充電電流的電流值 為所述充電器的輸出限流值的1.5倍。
10. 根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述第一處理器通過所述第二接口向所 述充電器發送控制信號以使所述充電器以預定步長逐步降低所述輸出限流值。
【文檔編號】H02J7/00GK104092254SQ201410277232
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】李城銘, 倪漫利 申請人:深圳天瓏無線科技有限公司