一种充电方法及充电系统的制作方法
一种充电方法及充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电学领域，特别是涉及一种充电方法及充电系统。
【背景技术】
[0002]随着智能手机的飞速发展，其所能实现的功能越来越多、支持的屏幕越来越大，从而导致智能手机的功耗越来越大，智能手机中的电池的续航时间越来越短。为了正常使用智能手机，就需要不定时为智能手机中的电池充电。
[0003]传统的充电技术包括开关充电和线性充电，其中，开关充电的充电效率通常在85%左右，线性充电的充电效率通常在70%左右，两者都存在热耗大的问题。另外，传统的充电技术无论开关充电还是线性充电，其都无法支持超大电流充电，从而无法实现电池的快速充电，进而降低了人们对智能手机的体验度。
[0004]因此，需要提供一种充电方法及充电系统，以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种充电方法及充电系统，能够提高充电效率、减少充电热耗的同时，实现快速充电。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种充电方法，该方法包括:由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，第二充电电流小于第一充电电流；其中，第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗低于第二充电通道。
[0007]其中，检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值的步骤进一步包括:判断第一充电电流是否小于预设电流值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电的步骤包括:若充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流大于预设电流值，则以步进方式降低第一充电电流，并返回由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池充电的步骤；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，且第一充电电流小于预设电流值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。
[0008]其中，由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电的步骤之前，该方法进一步包括步骤:由控制模块控制充电器通过第一充电通道与电池连通；由控制模块根据快速充电协议调整充电器的电流输出值为第一充电电流。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种充电系统，该充电系统包括充电器、第一充电通道、第二充电通道、控制模块和电池，其中，充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；控制模块检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，控制模块关闭第一充电通道，充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，第二充电电流小于第一充电电流；其中，第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗低于第二充电通道。
[0010]其中，控制模块检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值的操作之后，控制模块判断第一充电电流是否小于预设电流值；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流大于预设电流值时，充电器以步进方式降低第一充电电流并继续执行通过第一充电通道以第一充电电流对电池充电的操作；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流小于预设电流值时，控制模块关闭第一充电通道，充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。
[0011]其中，充电器包括:输入模块，耦接于交流电源，用于对交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电；变压器，耦接于输入模块，用于对初级直流电进行调制并变换为负载交流电；输出模块，耦接于变压器，用于对负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电；充电接口，耦接于输出模块与所述电池之间，以利用负载直流电对电池进行充电；电流反馈模块，电流反馈模块包括多个电流反馈单元，其中不同的电流反馈单元的组合对应于负载直流电的不同目标电流输出值，电流反馈模块接收反馈控制模块输出的选择信号，并根据选择信号选择多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元；变压器控制模块，耦接于所选择的电流反馈单元与变压器之间，进而控制负载直流电的实际电流输出值等于所选择的电流反馈单元对应的目标电流输出值；其中，在充电过程中，控制模块通过设置充电接口的至少一端子上的电压值调整反馈控制模块输出的选择信号，进而调整负载直流电的实际电流输出值。
[0012]其中，变压器包括与输入模块连接的初级线圈，变压器控制模块包括第一开关元件和控制芯片，第一开关元件与初级线圈连接，控制芯片与第一开关元件连接并通过脉宽调制方式控制第一开关元件间歇性导通进而对从初级线圈流经第一开关元件的初级直流电进行调制，每一电流反馈单元包括一光电隔离元件和一分流电阻，光电隔离元件的受光元件对应连接分流电阻，光电隔离元件的发光元件根据反馈控制模块输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的分流电阻与第一开关元件形成不同的分流电路并对从初级线圈流经第一开关的电流进行调制，所选择的分流电阻的高压端进一步连接控制芯片，控制芯片固定分流电阻的高压端的电压。
[0013]其中，充电接口为USB接口，反馈控制模块支持快速充电标准协议，控制模块根据快速充电协议通过设置USB接口的两个数据端子上的电压值调整反馈控制模块输出的选择信号。
[0014]其中，第一充电通道包括第一 MOS管，第二 MOS管和第三MOS管，充电器通过第一MOS管和第二 MOS管与电池连接，第三MOS管用于在控制模块的控制下选择性导通第一 MOS管和第二 MOS管，以使充电器通过第一充电通道向电池充电。
[0015]其中，第二充电通道包括功率晶体管和第四MOS管，功率晶体管的发射极与充电器连接，功率晶体管的集电极与电池连接，第四MOS管用于在控制模块的控制下选择性导通功率晶体管的发射极和集电极，以使充电器通过第二充电通道向电池
[0016]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的充电方法及充电系统由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电，检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而可以大幅度减少充电时间，实现电池的快速充电。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例的充电系统的结构示意图；
[0018]图2是图1中充电器的结构示意图；
[0019]图3是图2所示充电器的电路原理图；
[0020]图4是图3所示充电器的输出电压和输出电流的曲线图；
[0021]图5是图1中第一充电通道的电路原理图；
[0022]图6是图1中第二充电通道的电路原理图；
[0023]图7是本发明实施例的充电曲线图；
[0024]图8是本发明实施例的充电方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「耦接」一词在此包含任何直接及/或间接的电气耦接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气耦接于第二装置，或透过其它装置或耦接手段间接地电气耦接至第二装置。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明
[0026]图1是本发明实施例的充电系统的结构示意图。如图1所示，充电系统包括充电器1、第一充电通道2、第二充电通道3、控制模块4和电池5。
[0027]控制模块4分别与充电器1、第一充电通道2、第二充电通道3、控制模 块4和电池5连接。
[0028]其中，控制模块4与充电器I连接，用于调整充电器I的电流输出值。
[0029]请一并参考图2，图2是图1中充电器的结构示意图。如图2所示，充电器I包括输入模块11、变压器12、输出模块13、充电接口 14、电流反馈模块15、反馈控制模块16和变压器控制模块17。
[0030]输入模块11耦接于交流电源，用于对交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电。
[0031]变压器12耦接于输入模块11，用于对输入模块11产生的初级直流电进行调制并变换为负载交流电。
[0032]输出模块13耦接于变压器12，用于对变压器12产生的负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电。
[0033]充电接口 14耦接于输出模块13与电池5之间，以利用负载直流电对电池5进行充电。
[0034]电流反馈模块15耦接于反馈控制模块16，电流反馈模块15包括多个电流反馈单元，其中不同的电流反馈单元的组合对应于负载直流电的不同目标电流输出值，电流反馈模块15接收反馈控制模块16输出的选择信号，并根据选择信号选择多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元。
[0035]变压器控制模块17耦接于所选择的电流反馈单元与变压器12之间，用于控制负载直流电的实际输出值等于所选择的电流反馈单元对应的目标电流输出值。
[0036]其中，在充电过程中，控制模块4通过设置充电接口 14的至少一端子上的电压值调整反馈控制模块16输出的选择信号，进而调整负载直流电的实际电流输出值。
[0037]请一并参考图3，图3是图2所示充电器的电路原理图。如图3所示，输入模块11包括第一输入端111、第二输入端112、第一输出端113和第二输出端114。变压器12包括初级线圈121和次级线圈124。输出模块13包括整流二极管Dl和电容Cl。充电接口 14包括第一数据端子D+和第二数据端子D-。电流反馈模块15包括多个电流反馈单元，每一电流反馈单元包一光电隔离元件和一分流电阻。其中，光电隔离元件的受光元件对应连接分流电阻，光电隔离元件的发光元件根据反馈控制模块16输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的分流电阻与变压器控制模块17连接。在本实施例中，以电流反馈模块15包括三个电流反馈单元为例进行说明。反馈控制模块16包括第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2、第三选择信号输出端N3、第一数据输入端Dl和第二数据输入端D2。变压器控制模块17包括第一开关元件Ql和控制芯片Ul0
[0038]具体来说，输入模块11的第一输入端111和第二输入端112分别与交流电的火线L和零线N连接，第一输出端113与初级线圈121的第一端122连接，第二输出端114与地信号GND连接。
[0039]在本实施例中，输入模块11为桥式整流滤波电路，输入模块11的第一输入端111和第二输入端112输入交流电，交流电经输入模块11整流滤波处理后，在第一输出端113和第二输出端114之间产生初级直流电并输出至变压器12的初级线圈121。在其它实施例中，输入模块11也可以为不同于桥式整流滤波电路的其它滤波电路，例如三相整流滤波电路等等。
[0040]变压器12的初级线圈121的第二端123与变压器控制模块17连接，其中，初级线圈121的第二端123与变压器控制模块17中的第一开关元件Ql连接，第一开关元件Ql与控制芯片Ul连接。
[0041 ] 具体来说，第一开关元件Ql为高压开关管，控制芯片Ul包括驱动引脚OUT和电流检测引脚CS，初级线圈121的第二端123与第一开关元件Ql的漏极连接，第一开关元件Ql的栅极与控制芯片Ul的驱动引脚OUT连接，第一开关元件Ql的栅极的源极和控制芯片Ul的电流检测引脚CS相连后与电流反馈模块15连接。
[0042]在本实施例中，控制芯片Ul通过脉宽调制方式控制第一开关元件Ql间歇性导通进而对从初级线圈121流经第一开关元件Qil的初级直流电进行调制并变换为负载交流电。
[0043]变压器12的次级线圈124与输出模块13连接，具体来说，次级线圈124的第一端125与整流二极管Dl的阳极连接，电容Cl串联连接在整流二极管Dl的阴极和次级线圈124的第二端126之间，次级线圈124的第二端126与地信号GND连接。
[0044]在本实施例中，输出模块13中的整流二极管Dl和电容Cl对次级线圈124中产生的负载交流电进行整流滤波，从而在整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处输出负载直流电。
[0045]电流反馈模块15分别与反馈控制模块16和变压器控制模块17连接。在本实施例中，电流反馈模块15包括第一电流反馈单元151、第二电流反馈单元152和第三电流反馈单元153。其中，第一电流反馈单元151包括第一光电隔离元件Phil和第一分流电阻Ril，第二电流反馈单元152包括第二光电隔离元件Phi2和第二分流电阻Ri2，第三电流反馈单元153包括第三光电隔离元件Phi3和第三分流电阻Ri3。
[0046]具体来说，在电流反馈模块15中，第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2和第三分流电阻Ri3的一端彼此连接并连接至变压器控制模块17中控制芯片Ul的电流检测引脚CS，其中，控制芯片Ul的电流检测引脚CS的电压值Vcs为固定值。第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3的另一端分别与对应的第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的集电极连接，第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的发射极彼此连接并连接至地信号GND，第一光电隔离元件Phi1、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的阳极彼此连接并连接至整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处，第一光电隔离元件PhiI的阴极与反馈控制模块16的第一选择信息输出端NI连接，第二光电隔离元件Phi2的阴极与反馈控制模块16的第二选择信息输出端N2连接，第三光电隔离元件Phi3的阴极与反馈控制模块16的第三选择信息输出端N3连接。
[0047]优选地，电流反馈模块15进一步包括限流电阻Ra，限流电阻Ra串接于第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的阳极与整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处，用以限制流经第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的电流，保护第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3正常工作。
[0048]反馈控制模块16与充电接口 14连接。具体来说，反馈控制模块16的第一数据输入端Dl与充电接口 14的第一数据端子D+连接，反馈控制模块16的第二数据输入端D2与充电接口 14的第二数据端子D—连接。在本实施例中，反馈控制模块16支持快速充电标准协议，充电接口 14为USB接口。本领域技术人员可以理解，在其它实施例中，充电接口 14也可以为不同于USB接口的其它接口，本发明不以此为限。
[0049]在本实施例中，在充电过程中，控制模块4通过设置充电接口 14的第一数据端子D+和第二数据端子D-的电压值调整反馈控制模块16输出的选择信号，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2和第三分流电阻Ri3中的至少一个与第一开关元件Qil形成分流电路并对从初级线圈211流经第一开关元件Qil的电流进行调制，进而使得负载直流电的实际电流输出值等于所选择的分流电阻对应的目标电流输出值。另外，在充电过程中，负载直流电的实际电压输出值保持不变。
[0050]具体来说，若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，反馈控制模块16经第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制第三光电隔离元件Phil的发光元件导通，进而选择第三分流电阻Ri3与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一额定电流的目标电流输出值。
[0051 ] 若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压值时，反馈控制模块16经第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第二额定电流的目标电流输出值。 [0052]若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，反馈控制模块16经第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第一光电隔离元件?11；[1、第二光电隔离元件？11丨2和第三光电隔离元件？11丨3的发光元件导通，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第三额定电流的目标电流输出值。
[0053]根据变压器计算负载直流电的电流输出值的公式可知:
[0054]lout = Vcs*Np/Ns/Rin ；
[0055]其中，1ut为电流输出值，Vcs为控制芯片Ul的电流检测引脚CS处的电压值，Np为初级线圈121的匝数，Ns为次级线圈124的匝数，Rin为选中的分流电阻的阻值。
[0056]在上述公式中，控制芯片Ul的电流检测引脚CS处的电压Vcs、初级线圈121的匝数Np、次级线圈124的匝数Ns为固定值，此时，通过选中不同的分流电阻Rin即可得到不同的电源的目标电流输出值。
[0057]具体来说，当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，选中的分流电阻Rin的阻值为第三分流电阻Ri3的阻值，电流输出值为第一额定电流XA。当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，选中的分流电阻Rin的阻值为第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后的阻值，电流输出值为第二额定电流YA。当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，选中的分流电阻Rin的阻值为第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后的阻值，电流输出值为第三额定电流ZA。
[0058]优选地，第一电压值为0.6V，第二电压值为3.3V，第三电压值为地(GND)电压。
[0059]在实际应用中，反馈控制模块16可以为多个，每一反馈控制模块16分别连接多个电流反馈单元，以在每一反馈控制模块16输出的选择信号的控制下，选择对应的多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元，进而使得电源能够输出三倍于反馈控制模块16数量的互不相同的目标电流输出值。也就是说，当反馈控制模块16为N个时，每一反馈控制模块16分别连接三个电流反馈单元，从而使得电源能够输出3N个互不相同的目标电流输出值。
[0060]值得注意的是，本领域技术人员完全可以根据本实施例中电流反馈模块15实现的功能做电路上的修改。例如，利用继电器代替光电隔离元件等等，本发明并不仅仅限于电流反馈模块15的具体的电路实现形式，只需满足其实现的功能即可。
[0061]请一并参考图4，图4是图3所示充电器的输出电压和输出电流的曲线图。如图3所不，I轴为充电器的输出电流，V轴为充电器的输出电压。由图4可以看出，第一额定电流XA小于第二额定电流YA且第二额定电流YA小于第三额定电流ZA。
[0062]请继续参考图1，在图1中，控制模块4与第一充电通道2连接，用于控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路以及用于控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路。
[0063]请一并参考图5，图5是图1中第一充电通道的电路原理图。如图5所示，第一充电通道2包括第一 MOS管Ql，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3。
[0064]其中，充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接，第三MOS管Q3用于在控制模块4的控制下选择性导通第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2，以使充电器I通过第一充电通道2向电池5充电。
[0065]具体来说，第一 MOS管Ql的漏极与图3中充电器I的整流二极管Dl和电容Cl的公共节点连接，第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极连接后与第三MOS管Q3的漏极连接，第一 MOS管Ql的栅极与第二 MOS管Q2的栅极连接后与第三MOS管Q3的漏极连接，第二 MOS管Q2的漏极与电池5连接，第三MOS管Q3的栅极与控制模块4连接，第三MOS管Q3的源极与地信号GND连接。
[0066]优选地，第一充电通道2还包括第一电阻Rl和第二电阻R2。第一电阻Rl的一端与第三MOS管Q3的栅极连接，第一电阻Rl的另一端与第三MOS管Q3的源极连接，第二电阻R2的一端与第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极的公共节点连接，第二电阻R2的另一端与第三MOS管Q3的漏极连接。其中，第一电阻Rl第二电阻R2用以限制流经第一MOS管Q1、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的电流，保护第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的正常工作。
[0067]若控制模块4用于控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出高电平信号。当第三MOS管Q3的栅极接收到高电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极导通，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极导通，进而使得充电器I可以通过第一 MOS管Ql和第二MOS管Q2给电池5充电。
[0068]若控制模块4用于控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出低电平信号。当第三MOS管Q3的栅极接收到低电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极断开，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极断开，进而使得充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接的连接通路断开。
[0069]其中，充电器I通过第一充电通道2给电池5进行充电的过程中，由于第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的内阻很小，第一充电通道2的能够承受较大的充电电流，与此同时，第一充电通道2的充电效率高、能量损耗小。
[0070]以充电器I输出5A的充电电流给电池5充电，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的内阻为0.01欧，电池5的电压值为4.0V为例来说，能量损耗为0.02 X 5 X 5 = 0.5W，充电效率为(4.0-0.02X5)74.0 = 97.5%o其与普通的5.0V/1.0A开关充电相比，能量损耗还要少、效率还要尚O
[0071]请继续参考图1，在图1中，控制模块4与第二充电通道3连接，用于控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路以及用于控制第二充电通道3关闭以断开充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路。
[0072]请一并参考图6，图6是图1中第二充电通道的电路原理图。如图6所示，第二充电通道3包括功率晶体管PA和第四MOS管Q4。
[0073]功率晶体管PA的发射极与充电器I连接，功率晶体管PA的集电极与电池5连接，功率晶体管PA的基极与第四MOS管Q4的漏极连接，第四MOS管Q4的栅极和源极分别与控制模块4连接。其中，第四MOS管Q4在控制模块4的控制下选择性导通功率晶体管PA的发射极和集电极，以使充电器I可以通过第二充电通道3向电池5充电。
[0074]优选地，第二充电通道3还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与功率晶体管PA的发射极连接，第三电阻R3的另一端与第四MOS管Q4的栅极连接。
[0075]若控制模块4用于控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路时，控制模块4向第四MOS管Q4的栅极和源极输出高电平信号。当第四M0s管Q4的栅极接收到高电平信号后，第四MOS管Q4的源极和漏极导通，同时第四MOS管Q4的源极接收到高电平信号使得功率晶体管PA的基极处于高电平，从而带动功率晶体管PA的发射极和集电极导通，进而使得充电器I可以通过第功率晶体管PA给电池5充电。
[0076]若控制模块4用于控制第二充电通道3关闭以断开充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路时，控制模块4向第四MOS管Q4的栅极输出高电平信号且源极输出低电平信号。当第四MOS管Q4的栅极接收到高电平信号后，第四MOS管Q4的源极和漏极导通，同时第四MOS管Q4的源极接收到低电平信号使得功率晶体管PA的基极处于低电平， 从而使得功率晶体管PA处于截止状态，进而使得充电器I通过功率晶体管PA与电池5连接的连接通路断开。
[0077]其中，第二充电通道3可以实现电池5的恒流恒压充电以使电池5的电容量达到饱和。
[0078]其中，充电器I通过第二充电通道3给电池5进行充电的过程中，充电效率为85 %左右，以充电器I输出2A的充电电流给电池5充电来计算，差不多有1.5W的热耗。
[0079]本领域的技术人员可以理解，本发明并不仅仅限于第一充电通道2和第二充电通道3的具体的电路实现形式，只需满足其实现的功能即可。
[0080]请继续参考图1，在图1中，第一充电通道2和第二充电通道3的电路结构不同，第一充电通道2与第二充电通道3相比，第一充电通道2所能承受的充电电流更大，能量损耗更小，充电效率更高。
[0081]控制模块4与电池5连接，用于检测电池5的充电电流以及充电后的电池5的电压值并根据检测的结果进行相应的操作。
[0082]具体来说，控制模块4首先控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，接着控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流，随后充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电。在电池5充电的过程中，控制模块4检测充电后的电池5的电压值，并判断充电后的电池5的电压值是否达到预定电压值。其中，若控制模块4检测充电后的电池5的电压值未达到预定电压值，充电器I继续执行通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电的操作，若控制模块4检测充电后的电池的电压值达到预定电压值，控制模块4控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，同时控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路，接着控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第二充电电流，随后充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池5进行充电。
[0083]优选地，为了进一步减少能量损耗，充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电直至电池5的电压值达到预定电压值后，控制模块4进一步判断第一充电电流是否小于预设电流值。如果第一充电电流大于预设电流值，控制模块4控制充电器I以步进方式降低第一充电电流，并重复上述充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电的操作，直至降低后的第一充电电流小于预设电流值。如果第一充电电流小于预设电流值，控制模块4关闭第一充电通道2并打开第二充电通道3，充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池进行充电，其中，第二充电电流小于第一充电电流。
[0084]请一并参考图7，图7是本发明实施例的充电曲线图。如图7所示，T轴为时间，I轴为充电电流。
[0085]结合图1、图4和图7来说，首先，控制模块4控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，接着控制模块4调整充电器I的电流输出值为第三额定电流ZA，随后充电器I通过第一充电通道2以第三额定电流ZA对电池5进行充电直至电池5的电压值达到预定电压值。
[0086]随后，控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二额定电流YA，充电器I继续通过第一充电通道2以第二额定电流YA对电池5进行充电直至电池的电压值达到预定电压值。
[0087]最后，控制模块4控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，同时控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路，接着控制模块4调整充电器I的电流输出值为第一额定电流XA，随后充电器I通过第二充电通道3以第一额定电流XA完成后续的恒流恒压充电过程。
[0088]本领域技术人员可以理解，在图7中本发明以两种不同的充电电流通过第一充电通道对电池进行充电为例来进行描述，本发明不以此为限，本发明也可以以不同于两种的多种的充电电流通过第一充电通道对电池进行充电，其也在本发明的保护范围内。
[0089]图8是本发明实施例的充电方法的流程图，图8所示的充电方法基于图1所示的充电系统。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图8所示的流程顺序为限。如图8所示，该方法包括如下步骤:
[0090]步骤SlOl:由控制模块4控制充电器I通过第一充电通道2与电池5连通。
[0091]在步骤SlOl中，第一充电通道2包括第一 MOS管Ql，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3。由控制模块4控制充电器I通过第一充电通道2与电池5连通的步骤具体为:控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出高电平信号，当第三MOS管Q3的栅极接收到高电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极导通，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极导通，进而使得充电器I可以通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2给电池5充电。
[0092]步骤S102:由控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流。
[0093]在步骤S102中，由控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流的步骤具体为:控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，反馈控制模块16经第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第一光电隔离元件Phi1、第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一充电电流的目标电流输出值。其中，第一充电电流等于第三额定电流ZA。
[0094]步骤S103:由充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电；
[0095]在步骤S103中，由充电器I通过第一充电通道2以第三额定电流ZA对电池5进行充电。
[0096]步骤S104:检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，执行步骤S105，否则继续执行步骤 S103。
[0097]在步骤S104中，预定电压值优选为4.35V，当检测到恒流充电后的电池的电压值达到4.35V，继续执行步骤S105。
[0098]步骤S105:判断第一充电电流是否小于预设电流值；若第一充电电流大于预设电流值，执行步骤S106，否则执行步骤S107。
[0099]在步骤S105中，当第一充电电流为第三额定电流ZA时，其大于预设电流值，继续执行步骤S106ο当第一充电电流为第二额定电流YA时，其小于预设电流值，执行步骤S107。
[0100]步骤S106:以步进方式降低第一充电电流，并继续执行步骤S103。
[0101]在步骤S106中，以步进方式降低第一充电电流的步骤具体为:控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压值时，反馈控制模块16经第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一充电电流的目标电流输出值，其中，第一充电电流为第二额定电流YA。
[0102]接着，由充电器I通过第一充电通道2以第二额定电流YA对电池5进行充电。
[0103]步骤S107:关闭第一充电通道2，并由充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池5进行充电。
[0104]在步骤S107中，关闭第一充电通道的步骤具体为:控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出低电平信号，当第三MOS管Q3的栅极接收到低电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极断开，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极断开，进而使得充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接的连接通路断开。
[0105]在关闭第一充电通道2后，由控制模块4打开第二充电通道3，接着由控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二充电电流，最后由充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流完成对电池5的恒流恒压充电。
[0106]由控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二充电电流的步 骤具体为:当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，反馈控制模块16经第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制第三光电隔离元件Phil的发光元件导通，进而选择第三分流电阻Ri3与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第二充电电流的目标电流输出值。其中，第二充电电流为第一额定电流XA0
[0107]区别于现有技术的情况，本发明的充电方法及充电系统由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电，检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而可以大幅度减少充电时间，实现电池的快速充电。
[0108]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种充电方法，其特征在于，所述方法包括: 由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电； 检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值； 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对所述电池进行充电； 其中，所述第二充电电流小于所述第一充电电流； 其中，所述第一充电通道和所述第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中所述第一充电通道的能量损耗低于所述第二充电通道。2.根据权利要I所述的充电方法，其特征在于，所述检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值的步骤进一步包括: 判断所述第一充电电流是否小于预设电流值； 所述若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电的步骤包括: 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流大于预设电流值，则以步进方式降低所述第一充电电流，并返回所述由所述充电器通过所述第一充电通道以第一充电电流对电池充电的步骤； 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，且所述第一充电电流小于预设电流值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。3.根据权利要I所述的充电方法，其特征在于，所述由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电的步骤之前，所述方法进一步包括步骤: 由控制模块控制充电器通过第一充电通道与电池连通； 由所述控制模块根据快速充电协议调整所述充电器的电流输出值为第一充电电流。4.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括充电器、第一充电通道、第二充电通道、控制模块和电池，其中，所述充电器通过所述第一充电通道以第一充电电流对所述电池进行充电；所述控制模块检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值；若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，所述控制模块关闭所述第一充电通道，所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，所述第二充电电流小于所述第一充电电流；其中，所述第一充电通道和所述第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中所述第一充电通道的能量损耗低于所述第二充电通道。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制模块检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值的操作之后，所述控制模块判断所述第一充电电流是否小于预设电流值； 若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流大于预设电流值时，所述充电器以步进方式降低所述第一充电电流并继续执行通过所述第一充电通道以第一充电电流对电池充电的操作； 若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流小于预设电流值时，所述控制模块关闭所述第一充电通道，所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。6.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述充电器包括: 输入模块，耦接于交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电； 变压器，耦接于所述输入模块，用于对所述初级直流电进行调制并变换为负载交流电； 输出模块，耦接于所述变压器，用于对所述负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电； 充电接口，耦接于所述输出模块与所述电池之间，以利用所述负载直流电对所述电池进行充电； 电流反馈模块，所述电流反馈模块包括多个电流反馈单元，其中不同的所述电流反馈单元的组合对应于所述负载直流电的不同目标电流输出值，所述电流反馈模块接收反馈控制模块输出的选择信号，并根据所述选择信号选择所述多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元； 变压器控制模块，耦接于所选择的所述电流反馈单元与所述变压器之间，进而控制所述负载直流电的实际电流输出值等于所选择的所述电流反馈单元对应的目标电流输出值； 其中，在充电过程中，所述控制模块通过设置所述充电接口的至少一端子上的电压值调整所述反馈控制模块输出的所述选择信号，进而调整所述负载直流电的所述实际电流输出值。7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，其特征在于，所述变压器包括与所述输入模块连接的初级线圈，所述变压器控制模块包括第一开关元件和控制芯片，所述第一开关元件与所述初级线圈连接，所述控制芯片与所述第一开关元件连接并通过脉宽调制方式控制所述第一开关元件间歇性导通进而对从所述初级线圈流经所述第一开关元件的所述初级直流电进行调制，每一所述电流反馈单元包括一光电隔离元件和一分流电阻，所述光电隔离元件的受光元件对应连接所述分流电阻，所述光电隔离元件的发光元件根据所述反馈控制模块输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的所述分流电阻与所述第一开关元件形成不同的分流电路并对从所述初级线圈流经所述第一开关的电流进行调制，所选择的所述分流电阻的高压端进一步连接所述控制芯片，所述控制芯片固定所述分流电阻的所述高压端的电压。8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述充电接口为USB接口，所述反馈控制模块支持快速充电标准协议，所述控制模块根据所述快速充电协议通过设置所述USB接口的两个数据端子上的电压值调整所述反馈控制模块输出的所述选择信号。9.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述第一充电通道包括第一MOS管，第二 MOS管和第三MOS管，所述充电器通过所述第一 MOS管和所述第二 MOS管与所述电池连接，所述第三MOS管用于在所述控制模块的控制下选择性导通所述第一 MOS管和所述第二 MOS管，以使所述充电器通过所述第一充电通道向所述电池充电。10.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述第二充电通道包括功率晶体管和第四MOS管，所述功率晶体管的发射极与所述充电器连接，所述功率晶体管的集电极与所述电池连接，所述第四MOS管用于在所述控制模块的控制下选择性导通所述功率晶体管的所述发射极和所述集电极，以使所述充电器通过所述第二充电通道向所述电池充电。
【专利摘要】本发明公开了一种充电方法及充电系统。该充电方法包括：由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而能够减少充电时间，实现电池的快速充电。
【IPC分类】H02J7/02, H01M10/44
【公开号】CN104901401
【申请号】CN201510268635
【发明人】李城铭, 倪漫利
【申请人】深圳天珑无线科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电学领域，特别是涉及一种充电方法及充电系统。
【背景技术】
[0002]随着智能手机的飞速发展，其所能实现的功能越来越多、支持的屏幕越来越大，从而导致智能手机的功耗越来越大，智能手机中的电池的续航时间越来越短。为了正常使用智能手机，就需要不定时为智能手机中的电池充电。
[0003]传统的充电技术包括开关充电和线性充电，其中，开关充电的充电效率通常在85%左右，线性充电的充电效率通常在70%左右，两者都存在热耗大的问题。另外，传统的充电技术无论开关充电还是线性充电，其都无法支持超大电流充电，从而无法实现电池的快速充电，进而降低了人们对智能手机的体验度。
[0004]因此，需要提供一种充电方法及充电系统，以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种充电方法及充电系统，能够提高充电效率、减少充电热耗的同时，实现快速充电。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种充电方法，该方法包括:由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，第二充电电流小于第一充电电流；其中，第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗低于第二充电通道。
[0007]其中，检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值的步骤进一步包括:判断第一充电电流是否小于预设电流值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电的步骤包括:若充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流大于预设电流值，则以步进方式降低第一充电电流，并返回由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池充电的步骤；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，且第一充电电流小于预设电流值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。
[0008]其中，由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电的步骤之前，该方法进一步包括步骤:由控制模块控制充电器通过第一充电通道与电池连通；由控制模块根据快速充电协议调整充电器的电流输出值为第一充电电流。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种充电系统，该充电系统包括充电器、第一充电通道、第二充电通道、控制模块和电池，其中，充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；控制模块检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，控制模块关闭第一充电通道，充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，第二充电电流小于第一充电电流；其中，第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗低于第二充电通道。
[0010]其中，控制模块检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值的操作之后，控制模块判断第一充电电流是否小于预设电流值；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流大于预设电流值时，充电器以步进方式降低第一充电电流并继续执行通过第一充电通道以第一充电电流对电池充电的操作；若控制模块检测到充电后的电池的电压值达到预定电压值，但第一充电电流小于预设电流值时，控制模块关闭第一充电通道，充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。
[0011]其中，充电器包括:输入模块，耦接于交流电源，用于对交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电；变压器，耦接于输入模块，用于对初级直流电进行调制并变换为负载交流电；输出模块，耦接于变压器，用于对负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电；充电接口，耦接于输出模块与所述电池之间，以利用负载直流电对电池进行充电；电流反馈模块，电流反馈模块包括多个电流反馈单元，其中不同的电流反馈单元的组合对应于负载直流电的不同目标电流输出值，电流反馈模块接收反馈控制模块输出的选择信号，并根据选择信号选择多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元；变压器控制模块，耦接于所选择的电流反馈单元与变压器之间，进而控制负载直流电的实际电流输出值等于所选择的电流反馈单元对应的目标电流输出值；其中，在充电过程中，控制模块通过设置充电接口的至少一端子上的电压值调整反馈控制模块输出的选择信号，进而调整负载直流电的实际电流输出值。
[0012]其中，变压器包括与输入模块连接的初级线圈，变压器控制模块包括第一开关元件和控制芯片，第一开关元件与初级线圈连接，控制芯片与第一开关元件连接并通过脉宽调制方式控制第一开关元件间歇性导通进而对从初级线圈流经第一开关元件的初级直流电进行调制，每一电流反馈单元包括一光电隔离元件和一分流电阻，光电隔离元件的受光元件对应连接分流电阻，光电隔离元件的发光元件根据反馈控制模块输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的分流电阻与第一开关元件形成不同的分流电路并对从初级线圈流经第一开关的电流进行调制，所选择的分流电阻的高压端进一步连接控制芯片，控制芯片固定分流电阻的高压端的电压。
[0013]其中，充电接口为USB接口，反馈控制模块支持快速充电标准协议，控制模块根据快速充电协议通过设置USB接口的两个数据端子上的电压值调整反馈控制模块输出的选择信号。
[0014]其中，第一充电通道包括第一 MOS管，第二 MOS管和第三MOS管，充电器通过第一MOS管和第二 MOS管与电池连接，第三MOS管用于在控制模块的控制下选择性导通第一 MOS管和第二 MOS管，以使充电器通过第一充电通道向电池充电。
[0015]其中，第二充电通道包括功率晶体管和第四MOS管，功率晶体管的发射极与充电器连接，功率晶体管的集电极与电池连接，第四MOS管用于在控制模块的控制下选择性导通功率晶体管的发射极和集电极，以使充电器通过第二充电通道向电池
[0016]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的充电方法及充电系统由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电，检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而可以大幅度减少充电时间，实现电池的快速充电。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例的充电系统的结构示意图；
[0018]图2是图1中充电器的结构示意图；
[0019]图3是图2所示充电器的电路原理图；
[0020]图4是图3所示充电器的输出电压和输出电流的曲线图；
[0021]图5是图1中第一充电通道的电路原理图；
[0022]图6是图1中第二充电通道的电路原理图；
[0023]图7是本发明实施例的充电曲线图；
[0024]图8是本发明实施例的充电方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「耦接」一词在此包含任何直接及/或间接的电气耦接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气耦接于第二装置，或透过其它装置或耦接手段间接地电气耦接至第二装置。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明
[0026]图1是本发明实施例的充电系统的结构示意图。如图1所示，充电系统包括充电器1、第一充电通道2、第二充电通道3、控制模块4和电池5。
[0027]控制模块4分别与充电器1、第一充电通道2、第二充电通道3、控制模 块4和电池5连接。
[0028]其中，控制模块4与充电器I连接，用于调整充电器I的电流输出值。
[0029]请一并参考图2，图2是图1中充电器的结构示意图。如图2所示，充电器I包括输入模块11、变压器12、输出模块13、充电接口 14、电流反馈模块15、反馈控制模块16和变压器控制模块17。
[0030]输入模块11耦接于交流电源，用于对交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电。
[0031]变压器12耦接于输入模块11，用于对输入模块11产生的初级直流电进行调制并变换为负载交流电。
[0032]输出模块13耦接于变压器12，用于对变压器12产生的负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电。
[0033]充电接口 14耦接于输出模块13与电池5之间，以利用负载直流电对电池5进行充电。
[0034]电流反馈模块15耦接于反馈控制模块16，电流反馈模块15包括多个电流反馈单元，其中不同的电流反馈单元的组合对应于负载直流电的不同目标电流输出值，电流反馈模块15接收反馈控制模块16输出的选择信号，并根据选择信号选择多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元。
[0035]变压器控制模块17耦接于所选择的电流反馈单元与变压器12之间，用于控制负载直流电的实际输出值等于所选择的电流反馈单元对应的目标电流输出值。
[0036]其中，在充电过程中，控制模块4通过设置充电接口 14的至少一端子上的电压值调整反馈控制模块16输出的选择信号，进而调整负载直流电的实际电流输出值。
[0037]请一并参考图3，图3是图2所示充电器的电路原理图。如图3所示，输入模块11包括第一输入端111、第二输入端112、第一输出端113和第二输出端114。变压器12包括初级线圈121和次级线圈124。输出模块13包括整流二极管Dl和电容Cl。充电接口 14包括第一数据端子D+和第二数据端子D-。电流反馈模块15包括多个电流反馈单元，每一电流反馈单元包一光电隔离元件和一分流电阻。其中，光电隔离元件的受光元件对应连接分流电阻，光电隔离元件的发光元件根据反馈控制模块16输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的分流电阻与变压器控制模块17连接。在本实施例中，以电流反馈模块15包括三个电流反馈单元为例进行说明。反馈控制模块16包括第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2、第三选择信号输出端N3、第一数据输入端Dl和第二数据输入端D2。变压器控制模块17包括第一开关元件Ql和控制芯片Ul0
[0038]具体来说，输入模块11的第一输入端111和第二输入端112分别与交流电的火线L和零线N连接，第一输出端113与初级线圈121的第一端122连接，第二输出端114与地信号GND连接。
[0039]在本实施例中，输入模块11为桥式整流滤波电路，输入模块11的第一输入端111和第二输入端112输入交流电，交流电经输入模块11整流滤波处理后，在第一输出端113和第二输出端114之间产生初级直流电并输出至变压器12的初级线圈121。在其它实施例中，输入模块11也可以为不同于桥式整流滤波电路的其它滤波电路，例如三相整流滤波电路等等。
[0040]变压器12的初级线圈121的第二端123与变压器控制模块17连接，其中，初级线圈121的第二端123与变压器控制模块17中的第一开关元件Ql连接，第一开关元件Ql与控制芯片Ul连接。
[0041 ] 具体来说，第一开关元件Ql为高压开关管，控制芯片Ul包括驱动引脚OUT和电流检测引脚CS，初级线圈121的第二端123与第一开关元件Ql的漏极连接，第一开关元件Ql的栅极与控制芯片Ul的驱动引脚OUT连接，第一开关元件Ql的栅极的源极和控制芯片Ul的电流检测引脚CS相连后与电流反馈模块15连接。
[0042]在本实施例中，控制芯片Ul通过脉宽调制方式控制第一开关元件Ql间歇性导通进而对从初级线圈121流经第一开关元件Qil的初级直流电进行调制并变换为负载交流电。
[0043]变压器12的次级线圈124与输出模块13连接，具体来说，次级线圈124的第一端125与整流二极管Dl的阳极连接，电容Cl串联连接在整流二极管Dl的阴极和次级线圈124的第二端126之间，次级线圈124的第二端126与地信号GND连接。
[0044]在本实施例中，输出模块13中的整流二极管Dl和电容Cl对次级线圈124中产生的负载交流电进行整流滤波，从而在整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处输出负载直流电。
[0045]电流反馈模块15分别与反馈控制模块16和变压器控制模块17连接。在本实施例中，电流反馈模块15包括第一电流反馈单元151、第二电流反馈单元152和第三电流反馈单元153。其中，第一电流反馈单元151包括第一光电隔离元件Phil和第一分流电阻Ril，第二电流反馈单元152包括第二光电隔离元件Phi2和第二分流电阻Ri2，第三电流反馈单元153包括第三光电隔离元件Phi3和第三分流电阻Ri3。
[0046]具体来说，在电流反馈模块15中，第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2和第三分流电阻Ri3的一端彼此连接并连接至变压器控制模块17中控制芯片Ul的电流检测引脚CS，其中，控制芯片Ul的电流检测引脚CS的电压值Vcs为固定值。第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3的另一端分别与对应的第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的集电极连接，第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的发射极彼此连接并连接至地信号GND，第一光电隔离元件Phi1、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的阳极彼此连接并连接至整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处，第一光电隔离元件PhiI的阴极与反馈控制模块16的第一选择信息输出端NI连接，第二光电隔离元件Phi2的阴极与反馈控制模块16的第二选择信息输出端N2连接，第三光电隔离元件Phi3的阴极与反馈控制模块16的第三选择信息输出端N3连接。
[0047]优选地，电流反馈模块15进一步包括限流电阻Ra，限流电阻Ra串接于第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的阳极与整流二极管Dl和电容Cl的公共节点处，用以限制流经第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3的电流，保护第一光电隔离元件Phil、第二光电隔离元件Phi2、第三光电隔离元件Phi3正常工作。
[0048]反馈控制模块16与充电接口 14连接。具体来说，反馈控制模块16的第一数据输入端Dl与充电接口 14的第一数据端子D+连接，反馈控制模块16的第二数据输入端D2与充电接口 14的第二数据端子D—连接。在本实施例中，反馈控制模块16支持快速充电标准协议，充电接口 14为USB接口。本领域技术人员可以理解，在其它实施例中，充电接口 14也可以为不同于USB接口的其它接口，本发明不以此为限。
[0049]在本实施例中，在充电过程中，控制模块4通过设置充电接口 14的第一数据端子D+和第二数据端子D-的电压值调整反馈控制模块16输出的选择信号，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2和第三分流电阻Ri3中的至少一个与第一开关元件Qil形成分流电路并对从初级线圈211流经第一开关元件Qil的电流进行调制，进而使得负载直流电的实际电流输出值等于所选择的分流电阻对应的目标电流输出值。另外，在充电过程中，负载直流电的实际电压输出值保持不变。
[0050]具体来说，若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，反馈控制模块16经第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制第三光电隔离元件Phil的发光元件导通，进而选择第三分流电阻Ri3与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一额定电流的目标电流输出值。
[0051 ] 若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压值时，反馈控制模块16经第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第二额定电流的目标电流输出值。 [0052]若控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，反馈控制模块16经第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第一光电隔离元件?11；[1、第二光电隔离元件？11丨2和第三光电隔离元件？11丨3的发光元件导通，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第三额定电流的目标电流输出值。
[0053]根据变压器计算负载直流电的电流输出值的公式可知:
[0054]lout = Vcs*Np/Ns/Rin ；
[0055]其中，1ut为电流输出值，Vcs为控制芯片Ul的电流检测引脚CS处的电压值，Np为初级线圈121的匝数，Ns为次级线圈124的匝数，Rin为选中的分流电阻的阻值。
[0056]在上述公式中，控制芯片Ul的电流检测引脚CS处的电压Vcs、初级线圈121的匝数Np、次级线圈124的匝数Ns为固定值，此时，通过选中不同的分流电阻Rin即可得到不同的电源的目标电流输出值。
[0057]具体来说，当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，选中的分流电阻Rin的阻值为第三分流电阻Ri3的阻值，电流输出值为第一额定电流XA。当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，选中的分流电阻Rin的阻值为第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后的阻值，电流输出值为第二额定电流YA。当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，选中的分流电阻Rin的阻值为第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后的阻值，电流输出值为第三额定电流ZA。
[0058]优选地，第一电压值为0.6V，第二电压值为3.3V，第三电压值为地(GND)电压。
[0059]在实际应用中，反馈控制模块16可以为多个，每一反馈控制模块16分别连接多个电流反馈单元，以在每一反馈控制模块16输出的选择信号的控制下，选择对应的多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元，进而使得电源能够输出三倍于反馈控制模块16数量的互不相同的目标电流输出值。也就是说，当反馈控制模块16为N个时，每一反馈控制模块16分别连接三个电流反馈单元，从而使得电源能够输出3N个互不相同的目标电流输出值。
[0060]值得注意的是，本领域技术人员完全可以根据本实施例中电流反馈模块15实现的功能做电路上的修改。例如，利用继电器代替光电隔离元件等等，本发明并不仅仅限于电流反馈模块15的具体的电路实现形式，只需满足其实现的功能即可。
[0061]请一并参考图4，图4是图3所示充电器的输出电压和输出电流的曲线图。如图3所不，I轴为充电器的输出电流，V轴为充电器的输出电压。由图4可以看出，第一额定电流XA小于第二额定电流YA且第二额定电流YA小于第三额定电流ZA。
[0062]请继续参考图1，在图1中，控制模块4与第一充电通道2连接，用于控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路以及用于控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路。
[0063]请一并参考图5，图5是图1中第一充电通道的电路原理图。如图5所示，第一充电通道2包括第一 MOS管Ql，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3。
[0064]其中，充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接，第三MOS管Q3用于在控制模块4的控制下选择性导通第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2，以使充电器I通过第一充电通道2向电池5充电。
[0065]具体来说，第一 MOS管Ql的漏极与图3中充电器I的整流二极管Dl和电容Cl的公共节点连接，第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极连接后与第三MOS管Q3的漏极连接，第一 MOS管Ql的栅极与第二 MOS管Q2的栅极连接后与第三MOS管Q3的漏极连接，第二 MOS管Q2的漏极与电池5连接，第三MOS管Q3的栅极与控制模块4连接，第三MOS管Q3的源极与地信号GND连接。
[0066]优选地，第一充电通道2还包括第一电阻Rl和第二电阻R2。第一电阻Rl的一端与第三MOS管Q3的栅极连接，第一电阻Rl的另一端与第三MOS管Q3的源极连接，第二电阻R2的一端与第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极的公共节点连接，第二电阻R2的另一端与第三MOS管Q3的漏极连接。其中，第一电阻Rl第二电阻R2用以限制流经第一MOS管Q1、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的电流，保护第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的正常工作。
[0067]若控制模块4用于控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出高电平信号。当第三MOS管Q3的栅极接收到高电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极导通，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极导通，进而使得充电器I可以通过第一 MOS管Ql和第二MOS管Q2给电池5充电。
[0068]若控制模块4用于控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出低电平信号。当第三MOS管Q3的栅极接收到低电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极断开，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极断开，进而使得充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接的连接通路断开。
[0069]其中，充电器I通过第一充电通道2给电池5进行充电的过程中，由于第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的内阻很小，第一充电通道2的能够承受较大的充电电流，与此同时，第一充电通道2的充电效率高、能量损耗小。
[0070]以充电器I输出5A的充电电流给电池5充电，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的内阻为0.01欧，电池5的电压值为4.0V为例来说，能量损耗为0.02 X 5 X 5 = 0.5W，充电效率为(4.0-0.02X5)74.0 = 97.5%o其与普通的5.0V/1.0A开关充电相比，能量损耗还要少、效率还要尚O
[0071]请继续参考图1，在图1中，控制模块4与第二充电通道3连接，用于控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路以及用于控制第二充电通道3关闭以断开充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路。
[0072]请一并参考图6，图6是图1中第二充电通道的电路原理图。如图6所示，第二充电通道3包括功率晶体管PA和第四MOS管Q4。
[0073]功率晶体管PA的发射极与充电器I连接，功率晶体管PA的集电极与电池5连接，功率晶体管PA的基极与第四MOS管Q4的漏极连接，第四MOS管Q4的栅极和源极分别与控制模块4连接。其中，第四MOS管Q4在控制模块4的控制下选择性导通功率晶体管PA的发射极和集电极，以使充电器I可以通过第二充电通道3向电池5充电。
[0074]优选地，第二充电通道3还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与功率晶体管PA的发射极连接，第三电阻R3的另一端与第四MOS管Q4的栅极连接。
[0075]若控制模块4用于控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路时，控制模块4向第四MOS管Q4的栅极和源极输出高电平信号。当第四M0s管Q4的栅极接收到高电平信号后，第四MOS管Q4的源极和漏极导通，同时第四MOS管Q4的源极接收到高电平信号使得功率晶体管PA的基极处于高电平，从而带动功率晶体管PA的发射极和集电极导通，进而使得充电器I可以通过第功率晶体管PA给电池5充电。
[0076]若控制模块4用于控制第二充电通道3关闭以断开充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路时，控制模块4向第四MOS管Q4的栅极输出高电平信号且源极输出低电平信号。当第四MOS管Q4的栅极接收到高电平信号后，第四MOS管Q4的源极和漏极导通，同时第四MOS管Q4的源极接收到低电平信号使得功率晶体管PA的基极处于低电平， 从而使得功率晶体管PA处于截止状态，进而使得充电器I通过功率晶体管PA与电池5连接的连接通路断开。
[0077]其中，第二充电通道3可以实现电池5的恒流恒压充电以使电池5的电容量达到饱和。
[0078]其中，充电器I通过第二充电通道3给电池5进行充电的过程中，充电效率为85 %左右，以充电器I输出2A的充电电流给电池5充电来计算，差不多有1.5W的热耗。
[0079]本领域的技术人员可以理解，本发明并不仅仅限于第一充电通道2和第二充电通道3的具体的电路实现形式，只需满足其实现的功能即可。
[0080]请继续参考图1，在图1中，第一充电通道2和第二充电通道3的电路结构不同，第一充电通道2与第二充电通道3相比，第一充电通道2所能承受的充电电流更大，能量损耗更小，充电效率更高。
[0081]控制模块4与电池5连接，用于检测电池5的充电电流以及充电后的电池5的电压值并根据检测的结果进行相应的操作。
[0082]具体来说，控制模块4首先控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，接着控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流，随后充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电。在电池5充电的过程中，控制模块4检测充电后的电池5的电压值，并判断充电后的电池5的电压值是否达到预定电压值。其中，若控制模块4检测充电后的电池5的电压值未达到预定电压值，充电器I继续执行通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电的操作，若控制模块4检测充电后的电池的电压值达到预定电压值，控制模块4控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，同时控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路，接着控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第二充电电流，随后充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池5进行充电。
[0083]优选地，为了进一步减少能量损耗，充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电直至电池5的电压值达到预定电压值后，控制模块4进一步判断第一充电电流是否小于预设电流值。如果第一充电电流大于预设电流值，控制模块4控制充电器I以步进方式降低第一充电电流，并重复上述充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电的操作，直至降低后的第一充电电流小于预设电流值。如果第一充电电流小于预设电流值，控制模块4关闭第一充电通道2并打开第二充电通道3，充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池进行充电，其中，第二充电电流小于第一充电电流。
[0084]请一并参考图7，图7是本发明实施例的充电曲线图。如图7所示，T轴为时间，I轴为充电电流。
[0085]结合图1、图4和图7来说，首先，控制模块4控制第一充电通道2打开以连通充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，接着控制模块4调整充电器I的电流输出值为第三额定电流ZA，随后充电器I通过第一充电通道2以第三额定电流ZA对电池5进行充电直至电池5的电压值达到预定电压值。
[0086]随后，控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二额定电流YA，充电器I继续通过第一充电通道2以第二额定电流YA对电池5进行充电直至电池的电压值达到预定电压值。
[0087]最后，控制模块4控制第一充电通道2关闭以断开充电器I通过第一充电通道2与电池5连接的连接通路，同时控制第二充电通道3打开以连通充电器I通过第二充电通道3与电池5连接的连接通路，接着控制模块4调整充电器I的电流输出值为第一额定电流XA，随后充电器I通过第二充电通道3以第一额定电流XA完成后续的恒流恒压充电过程。
[0088]本领域技术人员可以理解，在图7中本发明以两种不同的充电电流通过第一充电通道对电池进行充电为例来进行描述，本发明不以此为限，本发明也可以以不同于两种的多种的充电电流通过第一充电通道对电池进行充电，其也在本发明的保护范围内。
[0089]图8是本发明实施例的充电方法的流程图，图8所示的充电方法基于图1所示的充电系统。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图8所示的流程顺序为限。如图8所示，该方法包括如下步骤:
[0090]步骤SlOl:由控制模块4控制充电器I通过第一充电通道2与电池5连通。
[0091]在步骤SlOl中，第一充电通道2包括第一 MOS管Ql，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3。由控制模块4控制充电器I通过第一充电通道2与电池5连通的步骤具体为:控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出高电平信号，当第三MOS管Q3的栅极接收到高电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极导通，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极导通，进而使得充电器I可以通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2给电池5充电。
[0092]步骤S102:由控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流。
[0093]在步骤S102中，由控制模块4根据快速充电协议调整充电器I的电流输出值为第一充电电流的步骤具体为:控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压值，第二数据端子D-的电压值为第三电压值时，反馈控制模块16经第一选择信号输出端N1、第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第一光电隔离元件Phi1、第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第一分流电阻Ril、第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一充电电流的目标电流输出值。其中，第一充电电流等于第三额定电流ZA。
[0094]步骤S103:由充电器I通过第一充电通道2以第一充电电流对电池5进行充电；
[0095]在步骤S103中，由充电器I通过第一充电通道2以第三额定电流ZA对电池5进行充电。
[0096]步骤S104:检测充电后的电池的电压值，并判断充电后的电池的电压值是否达到预定电压值；若充电后的电池的电压值达到预定电压值，执行步骤S105，否则继续执行步骤 S103。
[0097]在步骤S104中，预定电压值优选为4.35V，当检测到恒流充电后的电池的电压值达到4.35V，继续执行步骤S105。
[0098]步骤S105:判断第一充电电流是否小于预设电流值；若第一充电电流大于预设电流值，执行步骤S106，否则执行步骤S107。
[0099]在步骤S105中，当第一充电电流为第三额定电流ZA时，其大于预设电流值，继续执行步骤S106ο当第一充电电流为第二额定电流YA时，其小于预设电流值，执行步骤S107。
[0100]步骤S106:以步进方式降低第一充电电流，并继续执行步骤S103。
[0101]在步骤S106中，以步进方式降低第一充电电流的步骤具体为:控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第二电压值，第二数据端子D-的电压值为第一电压值时，反馈控制模块16经第二选择信号输出端N2和第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制对应的第二光电隔离元件Phi2和第三光电隔离元件Phi3的发光元件导通，进而选择第二分流电阻Ri2、第三分流电阻Ri3并联后与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第一充电电流的目标电流输出值，其中，第一充电电流为第二额定电流YA。
[0102]接着，由充电器I通过第一充电通道2以第二额定电流YA对电池5进行充电。
[0103]步骤S107:关闭第一充电通道2，并由充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流对电池5进行充电。
[0104]在步骤S107中，关闭第一充电通道的步骤具体为:控制模块4向第三MOS管Q3的栅极输出低电平信号，当第三MOS管Q3的栅极接收到低电平信号后，第三MOS管Q3的源极和漏极断开，从而带动第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极和漏极断开，进而使得充电器I通过第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2与电池5连接的连接通路断开。
[0105]在关闭第一充电通道2后，由控制模块4打开第二充电通道3，接着由控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二充电电流，最后由充电器I通过第二充电通道3以第二充电电流完成对电池5的恒流恒压充电。
[0106]由控制模块4调整充电器I的电流输出值为第二充电电流的步 骤具体为:当控制模块4设置充电接口 14的第一数据端子D+的电压值为第一电压，第二数据端子D-的电压值为第一电压时，反馈控制模块16经第三选择信号输出端N3输出选择信号，控制第三光电隔离元件Phil的发光元件导通，进而选择第三分流电阻Ri3与第一开关元件Qil形成分流电路以使电源输出第二充电电流的目标电流输出值。其中，第二充电电流为第一额定电流XA0
[0107]区别于现有技术的情况，本发明的充电方法及充电系统由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电，检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而可以大幅度减少充电时间，实现电池的快速充电。
[0108]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种充电方法，其特征在于，所述方法包括: 由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电； 检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值； 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对所述电池进行充电； 其中，所述第二充电电流小于所述第一充电电流； 其中，所述第一充电通道和所述第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中所述第一充电通道的能量损耗低于所述第二充电通道。2.根据权利要I所述的充电方法，其特征在于，所述检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值的步骤进一步包括: 判断所述第一充电电流是否小于预设电流值； 所述若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电的步骤包括: 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流大于预设电流值，则以步进方式降低所述第一充电电流，并返回所述由所述充电器通过所述第一充电通道以第一充电电流对电池充电的步骤； 若充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，且所述第一充电电流小于预设电流值，则关闭所述第一充电通道，并由所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。3.根据权利要I所述的充电方法，其特征在于，所述由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电的步骤之前，所述方法进一步包括步骤: 由控制模块控制充电器通过第一充电通道与电池连通； 由所述控制模块根据快速充电协议调整所述充电器的电流输出值为第一充电电流。4.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括充电器、第一充电通道、第二充电通道、控制模块和电池，其中，所述充电器通过所述第一充电通道以第一充电电流对所述电池进行充电；所述控制模块检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值；若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，所述控制模块关闭所述第一充电通道，所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电；其中，所述第二充电电流小于所述第一充电电流；其中，所述第一充电通道和所述第二充电通道的电路结构不同，使得在充电过程中所述第一充电通道的能量损耗低于所述第二充电通道。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制模块检测充电后的所述电池的电压值，并判断充电后的所述电池的电压值是否达到预定电压值的操作之后，所述控制模块判断所述第一充电电流是否小于预设电流值； 若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流大于预设电流值时，所述充电器以步进方式降低所述第一充电电流并继续执行通过所述第一充电通道以第一充电电流对电池充电的操作； 若所述控制模块检测到充电后的所述电池的电压值达到预定电压值，但所述第一充电电流小于预设电流值时，所述控制模块关闭所述第一充电通道，所述充电器通过所述第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。6.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述充电器包括: 输入模块，耦接于交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流滤波以产生初级直流电； 变压器，耦接于所述输入模块，用于对所述初级直流电进行调制并变换为负载交流电； 输出模块，耦接于所述变压器，用于对所述负载交流电进行整流滤波以产生负载直流电； 充电接口，耦接于所述输出模块与所述电池之间，以利用所述负载直流电对所述电池进行充电； 电流反馈模块，所述电流反馈模块包括多个电流反馈单元，其中不同的所述电流反馈单元的组合对应于所述负载直流电的不同目标电流输出值，所述电流反馈模块接收反馈控制模块输出的选择信号，并根据所述选择信号选择所述多个电流反馈单元中的至少一个电流反馈单元； 变压器控制模块，耦接于所选择的所述电流反馈单元与所述变压器之间，进而控制所述负载直流电的实际电流输出值等于所选择的所述电流反馈单元对应的目标电流输出值； 其中，在充电过程中，所述控制模块通过设置所述充电接口的至少一端子上的电压值调整所述反馈控制模块输出的所述选择信号，进而调整所述负载直流电的所述实际电流输出值。7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，其特征在于，所述变压器包括与所述输入模块连接的初级线圈，所述变压器控制模块包括第一开关元件和控制芯片，所述第一开关元件与所述初级线圈连接，所述控制芯片与所述第一开关元件连接并通过脉宽调制方式控制所述第一开关元件间歇性导通进而对从所述初级线圈流经所述第一开关元件的所述初级直流电进行调制，每一所述电流反馈单元包括一光电隔离元件和一分流电阻，所述光电隔离元件的受光元件对应连接所述分流电阻，所述光电隔离元件的发光元件根据所述反馈控制模块输出的选择信号选择性导通，进而选择不同的所述分流电阻与所述第一开关元件形成不同的分流电路并对从所述初级线圈流经所述第一开关的电流进行调制，所选择的所述分流电阻的高压端进一步连接所述控制芯片，所述控制芯片固定所述分流电阻的所述高压端的电压。8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述充电接口为USB接口，所述反馈控制模块支持快速充电标准协议，所述控制模块根据所述快速充电协议通过设置所述USB接口的两个数据端子上的电压值调整所述反馈控制模块输出的所述选择信号。9.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述第一充电通道包括第一MOS管，第二 MOS管和第三MOS管，所述充电器通过所述第一 MOS管和所述第二 MOS管与所述电池连接，所述第三MOS管用于在所述控制模块的控制下选择性导通所述第一 MOS管和所述第二 MOS管，以使所述充电器通过所述第一充电通道向所述电池充电。10.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述第二充电通道包括功率晶体管和第四MOS管，所述功率晶体管的发射极与所述充电器连接，所述功率晶体管的集电极与所述电池连接，所述第四MOS管用于在所述控制模块的控制下选择性导通所述功率晶体管的所述发射极和所述集电极，以使所述充电器通过所述第二充电通道向所述电池充电。
【专利摘要】本发明公开了一种充电方法及充电系统。该充电方法包括：由充电器通过第一充电通道以第一充电电流对电池进行充电；检测充电后的电池的电压值，若充电后的电池的电压值达到预定电压值，则关闭第一充电通道，并由充电器通过第二充电通道以第二充电电流对电池进行充电。通过上述方式，由于第一充电通道和第二充电通道的电路结构不同，从而使得在充电过程中第一充电通道的能量损耗远远低于第二充电通道，进而降低了整个充电过程中的能量损耗，提高了充电效率。另外，由于第一充电电流大于第二充电电流，也即第一充电通道能够承受较大的充电电流，从而能够减少充电时间，实现电池的快速充电。
【IPC分类】H02J7/02, H01M10/44
【公开号】CN104901401
【申请号】CN201510268635
【发明人】李城铭, 倪漫利
【申请人】深圳天珑无线科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
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