本實(shí)用新型實(shí)施例涉及電池充電方案，尤其涉及一種充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在如今科技快速發(fā)展的時(shí)代，手機(jī)終端已經(jīng)是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚牟糠至?，但是手機(jī)終端充電慢，續(xù)航能力差一直是人們想克服的難題，現(xiàn)在傳統(tǒng)的快充方案有如下兩種：

現(xiàn)有方案一：為保證快速充電，通過提高充電電壓的方式加大充電功率，移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部采用升降壓控制電路(BUCK或者BUCK-BOOST)來作為電池充電器為電池充電；

現(xiàn)有技術(shù)方案一的缺陷：由于該方案中電池充電器的輸入電壓較高，與輸出電壓(比如4.4V)壓差較大，采用普通升降壓控制電路(BUCK或BUCK-BOOST)拓?fù)涞某潆娖鬓D(zhuǎn)換效率低(實(shí)測<90％)，導(dǎo)致充電時(shí)移動(dòng)設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重，限制了快速充電能力。

現(xiàn)有方案二：為保證快速充電，通過提高充電電流的方式加大充電功率，移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部采用控制開關(guān)為電池提供直接充電通路，實(shí)現(xiàn)恒流階段的高效大電流充電，并保留電池充電器實(shí)現(xiàn)電池的預(yù)充和恒壓充電。

現(xiàn)有技術(shù)方案二的缺陷：1、充電器與移動(dòng)設(shè)備間連接的線纜通過電流超過普通線纜規(guī)格，需要采用特殊定制線纜和連接插座；2、直接充電回路存在過電應(yīng)力(EOS)潛在風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種溫升在可控范圍內(nèi)的高壓小電流充電系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供一種充電系統(tǒng)，包括：充電器及終端；所述充電器包括可控恒流源、輸出電壓限制模塊及協(xié)議模塊；所述終端包括電荷泵模塊、協(xié)議控制模塊、過壓過流保護(hù)模塊、電池模塊、電池充放電管理模塊及系統(tǒng)供電模塊；所述輸出電壓限制模塊用于限制所述充電器的輸出電壓不超過設(shè)定值；所述協(xié)議模塊與所述終端中的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行協(xié)議交互通信；所述充電器與所述終端的所述協(xié)議控制模塊信號(hào)連接，所述充電器的可控恒流源及所述輸出電壓限制模塊與所述終端的所述過壓過流保護(hù)模塊電連接，所述過壓過流保護(hù)模塊與所述電荷泵模塊、所述電池充放電管理模塊、所述電池模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接，所述系統(tǒng)供電模塊為系統(tǒng)供電，所述系統(tǒng)又提供電能給所述終端內(nèi)的協(xié)議控制模塊。同時(shí)，所述系統(tǒng)控制所述協(xié)議控制模塊，所述電荷泵模塊使其輸出電流較輸入電流提升N倍，其中N>1。

優(yōu)選地，所述過壓過流保護(hù)模塊外置于所述充電器與所述終端的所述電荷泵模塊之間，位于所述終端內(nèi)。

優(yōu)選地，過壓過流保護(hù)模塊，用于檢測由所述充電器輸送至所述終端的電壓及電流并提供過壓過流關(guān)斷保護(hù)功能，以及將輸入電流限制在一個(gè)安全區(qū)間。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池充放電管理模塊后側(cè)，所述電荷泵模塊輸出的電能進(jìn)入所述電池模塊后，有一部分電能會(huì)通過所述電池充放電管理模塊傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊。

優(yōu)選地，所述充電器與所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊電連接，所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述充電器同時(shí)與所述終端的過壓過流保護(hù)模塊的輸入端及所述電池充放電管理模塊的輸入端電連接；所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接；所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述電池充放電管理模塊包括路徑管理模塊，用于根據(jù)所述電池模塊的充電狀態(tài)，進(jìn)行充電電流路徑動(dòng)態(tài)分配。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)供電模塊和所述電池充放電管理模塊并聯(lián)，所述電荷泵模塊輸出的電能通過所述路徑管理模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理。

優(yōu)選地，所述充電器同時(shí)與所述終端的過壓過流保護(hù)模塊的輸入端及所述電池充放電管理模塊的輸入端電連接；所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接；所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述充電器與所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊電連接，所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述充電器處理恒流充電，由所述充電器內(nèi)的協(xié)議模塊控制；所述終端處理恒壓充電，由終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行控制。

本實(shí)用新型提供一種充電系統(tǒng)，包括：

充電器，用于對終端內(nèi)的電荷泵模塊、電池充放電管理模塊、電池模塊及系統(tǒng)供電模塊提供電能；

過壓過流保護(hù)模塊，用于控制流入電荷泵模塊的電壓及電流在一安全范圍內(nèi)；

協(xié)議控制模塊，用于與充電器協(xié)議通信并控制終端內(nèi)各模塊切換充電模式；

電荷泵模塊，用于對電池模塊進(jìn)行恒流充電并使電荷泵模塊輸出電流較輸入電流提升N倍，N>1；

電池充放電管理模塊，用于對電池模塊預(yù)充電及恒壓充電，也用于非匹配充電器的全流程充電控制；

電池模塊，用于儲(chǔ)存電能；

系統(tǒng)供電模塊，用于系統(tǒng)供電。

優(yōu)選地，所述充電器包括

可控恒流源，用于提供所述電池模組恒流充電功能；

輸出電壓限制模塊，用于限制所述充電器的輸出電壓不超過設(shè)定值；

協(xié)議模塊，用于與所述終端中的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行協(xié)議交互通信。

優(yōu)選地，所述電池充放電管理模塊包括：

過壓過流保護(hù)模塊，用于檢測由所述充電器輸送至所述終端的電壓及電流并提供過壓過流關(guān)斷保護(hù)功能，以及將輸入電流限制在一個(gè)安全區(qū)間。

優(yōu)選地，所述終端還包括過壓過流保護(hù)模塊，所述過壓過流保護(hù)模塊位于所述充電器與所述終端的所述電荷泵模塊之間，位于所述終端內(nèi)。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池充放電管理模塊后側(cè)，所述電荷泵模塊輸出的電能進(jìn)入所述電池模塊后，有一部分電能會(huì)通過所述電池充放電管理模塊傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊。

優(yōu)選地，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述電池充放電管理模塊包括：路徑管理模塊，用于根據(jù)所述電池模塊的充電狀態(tài)，進(jìn)行充電電流路徑動(dòng)態(tài)分配。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)供電模塊和所述電池充放電管理模塊并聯(lián)，所述電荷泵模塊輸出的電能通過所述路徑管理模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理。

優(yōu)選地，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

優(yōu)選地，所述充電器處理恒流充電，由所述充電器內(nèi)的協(xié)議模塊控制；所述終端處理恒壓充電，由終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行控制。

本實(shí)用新型還提供一種充電方法，包括

S100充電器與終端內(nèi)的協(xié)議控制模塊進(jìn)行通信交互，并完成參數(shù)配置；

S101所述終端檢測電池模塊電壓是否低于第一電壓值；

S102若所述電池模塊電壓大于等于第一電壓值，則所述電荷泵模塊使其輸出電流較輸入電流提升N倍，其中N>1，進(jìn)行恒流充電；

S103所述終端檢測所述電池模塊電壓和/或電流達(dá)到第二電壓值和/或電流預(yù)設(shè)值時(shí)，關(guān)閉所述電荷泵充電通路，開啟電池充放電管理模塊的充電通路，進(jìn)行恒壓充電直至充電完畢；

S104充電完畢后，所述電池充放電管理模塊繼續(xù)為系統(tǒng)供電模塊提供電能。

優(yōu)選地，所述第一電壓小于所述第二電壓。

優(yōu)選地，所述充電器包括

可控恒流源，用于提供所述電池模組恒流充電功能；

輸出電壓限制模塊，用于限制所述充電器的輸出電壓不超過設(shè)定值；

協(xié)議模塊，用于與所述終端中的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行協(xié)議交互通信。

優(yōu)選地，所述終端包括：

過壓過流保護(hù)模塊將電能輸送至所述電荷泵模塊，用于檢測由所述充電器輸送至所述終端的電壓及電流并提供過壓過流關(guān)斷保護(hù)功能，以及將輸入電流限制在一個(gè)安全區(qū)間。

優(yōu)選地，所述電池充放電管理模塊包括：

路徑管理模塊，用于根據(jù)所述電池模塊的充電狀態(tài)，進(jìn)行充電電流路徑動(dòng)態(tài)分配。

優(yōu)選地，還包括所述S101中，若所述電池模塊電壓小于所述第一電壓，則開啟電池充放電管理模塊充電通路，進(jìn)行預(yù)充電，直至所述電池模塊電壓達(dá)到所述第一電壓。

優(yōu)選地，所述S102中，所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池充放電管理模塊后側(cè)，所述電荷泵模塊輸出的電能進(jìn)入所述電池模塊后，有一部分電能會(huì)通過所述電池充放電管理模塊傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊。

優(yōu)選地，所述S102中，所述系統(tǒng)供電模塊和所述電池充放電管理模塊并聯(lián)，所述電荷泵模塊輸出的電能通過所述路徑管理模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理，一部分傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分傳輸給所述電池模塊。

優(yōu)選地，所述S102中，所述充電器輸出的電能，經(jīng)過所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊后進(jìn)入所述電荷泵模塊。

優(yōu)選地，所述S102中所述過壓過流保護(hù)模塊位于所述充電器與所述終端的所述電荷泵模塊之間，位于所述終端內(nèi)。

優(yōu)選地，所述S102中，所述充電器輸出的電能，經(jīng)過所述終端內(nèi)的過壓過流保護(hù)模塊后進(jìn)入所述電荷泵模塊。

優(yōu)選地，所述充電器處理恒流充電，由所述充電器內(nèi)的協(xié)議模塊控制；所述終端處理恒壓充電，由終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行控制。

本實(shí)用新型的有益效果是，通過電池充電器與電荷泵模塊的不同組合及連接方式，實(shí)現(xiàn)高壓小電流高效率快速充電。避免了當(dāng)前大電流快速充電方案的線纜和連接器兼容性的問題，也避免了當(dāng)前高壓快速充電方案存在的移動(dòng)設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型充電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型另一種充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型另一種充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型另一種充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型充電方法的流程示意圖。

附圖標(biāo)記：

S100～S104步驟；

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示為本實(shí)用新型的充電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖，一種充電系統(tǒng)，包括：充電器，用于對終端內(nèi)的電荷泵模塊、電池充放電管理模塊、電池模塊及系統(tǒng)供電模塊提供電能；協(xié)議控制模塊，用于與充電器協(xié)議通信并控制終端內(nèi)各模塊切換充電模式；電荷泵模塊，用于使所述電荷泵模塊使其輸出電流較輸入電流提升N倍，其中N>1，進(jìn)行恒流充電；電池充放電管理模塊，用于對電池模塊預(yù)充電及恒壓充電；也用于非匹配充電器的全流程充電控制；電池模塊，用于儲(chǔ)存電能；系統(tǒng)供電模塊，用于系統(tǒng)供電。所述充電器與所述終端的所述協(xié)議控制模塊信號(hào)連接，所述充電器與所述終端的所述電池充放電管理模塊、所述電荷泵模塊、所述電池模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接。所述充電器具體包括可控恒流源，用于提供所述電池模組恒流充電功能；輸出電壓限制模塊，用于將電流及電壓限制在一安全區(qū)間。協(xié)議模塊，用于與所述終端中的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行協(xié)議交互通信。其中，所述可控恒流源接收到交直流轉(zhuǎn)換電源輸出的直流電源后，將電能輸送給終端內(nèi)的過壓過流保護(hù)模塊。所述充電器內(nèi)的輸出電壓限制模塊也會(huì)將所述充電器內(nèi)部輸出電壓或電流限制在一安全區(qū)間內(nèi)。然而，在本實(shí)施例中，所述充電器內(nèi)的協(xié)議模塊，除了上述功能之外，還對所述可控恒流源及所述輸出電壓限制模塊進(jìn)行電流、電壓的控制管理。

進(jìn)一步地，所述充電器中的協(xié)議模塊負(fù)責(zé)跟終端的所述協(xié)議控制模塊握手協(xié)議通信，完成相關(guān)參數(shù)配置。同時(shí)，在本實(shí)用新型中終端側(cè)的協(xié)議控制模塊不僅僅負(fù)責(zé)與所述充電器中的協(xié)議模塊進(jìn)行通信，所述協(xié)議控制模塊還負(fù)責(zé)對終端內(nèi)的各模塊的電流和電壓進(jìn)行檢測，并負(fù)責(zé)選擇對應(yīng)合適的充電方案。當(dāng)然，本實(shí)用新型中也可以由電池充放電管理模塊對終端內(nèi)的各模塊電流和電壓進(jìn)行檢測，并負(fù)責(zé)選擇合適的充電方案。本實(shí)用新型的充電系統(tǒng)方案原理中，所述電荷泵模塊及所述電池充放電管理模塊均可為電池模塊或系統(tǒng)供電模塊進(jìn)行充電或供電。其中，所述電荷泵模塊執(zhí)行恒流充電階段的充電任務(wù)，所述電池充放電管理模塊執(zhí)行預(yù)充電及恒壓充電階段的充電任務(wù)。根據(jù)所述電荷泵、電池充放電管理模塊、電池模塊及系統(tǒng)供電模塊的不同連接方式，可以有多種實(shí)現(xiàn)快速充電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體切換時(shí)機(jī)及具體實(shí)現(xiàn)方式，將由下述多個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，本實(shí)用新型圖1中省略了恒壓源模塊，所述恒壓源負(fù)責(zé)預(yù)充電階段及恒壓充電階段的恒壓充電功能及非匹配充電器的全流程充電控制。

實(shí)施例一

如圖2所示，本實(shí)用新型的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，除了上述已經(jīng)闡述的模塊、功能及連接關(guān)系外，所述終端側(cè)還包括過壓過流保護(hù)模塊，所述過壓過流保護(hù)模塊位于所述充電器與所述終端的所述電荷泵模塊之間，所述過壓過流保護(hù)模塊為外置模塊，位于所述終端內(nèi)。所述電池充放電管理模塊包括過壓過流保護(hù)模塊，用于檢測由所述充電器輸送至所述終端的電壓及電流并提供過壓過流關(guān)斷保護(hù)功能，以及將輸入電流限制在一個(gè)安全區(qū)間。路徑管理模塊，用于根據(jù)所述電池模塊的充電狀態(tài)，進(jìn)行充電電流路徑動(dòng)態(tài)分配。將所述充電器提供的電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理，一部分輸送給所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分輸送給所述電池模塊。

在本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)供電模塊和所述電池充放電管理模塊并聯(lián)，所述電荷泵模塊輸出的電能通過所述路徑管理模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理，一部分傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分傳輸給所述電池模塊。

具體地，所述充電器與所述電池充放電管理模塊的輸入端電連接，所述充電器同時(shí)與所述終端內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊的輸入端連接，所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端連接；所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，所述充電器完成通信協(xié)議握手及參數(shù)配置后，若所述終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊判斷首先進(jìn)行預(yù)充電模式，則所述充電器將電能傳輸給所述終端內(nèi)的電池充放電管理模塊，由上文所知，所述電池充放電管理模塊內(nèi)包括所述過壓過流保護(hù)模塊，故所述電能先進(jìn)行所述過壓過流保護(hù)模塊后經(jīng)由所述路徑管理模塊分別流入所述電池模塊及所述系統(tǒng)供電模塊。若所述終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊判斷進(jìn)行恒流充電，則所述充電器輸出的電能將通過外置的所述終端內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊后輸入所述電荷泵模塊，經(jīng)由所述電荷泵模塊恒流輸出至所述電池充放電管理模塊與所述系統(tǒng)供電模塊之間，而后由所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述路徑管理模塊進(jìn)行充電路徑的管理，使一部分所述電荷泵輸出的電能輸送至所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分則經(jīng)由所述電池充放電管理模塊輸入所述電池模塊中。

實(shí)施例二

如圖3所示，本實(shí)用新型另一種電池充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，與實(shí)施例一的相同部分在此不再贅述。本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處在于，不采用外置的過壓過流保護(hù)模塊，而是直接使用所述電池充放電管理模塊中的所述過壓過流保護(hù)模塊進(jìn)行過壓過流保護(hù)。具體地，所述充電器與所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊電連接，所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

在本實(shí)施例中，所述充電器的電能無論在何種充電方式下均是輸出給所述電池充放電管理模塊，經(jīng)過所述過壓過流保護(hù)模塊后，根據(jù)不同的充電方式，將電能輸送到不同的模塊路徑中，而后由所述路徑管理模塊對輸出的電能的去向進(jìn)行路徑管理。

實(shí)施例三

如圖4所示，本實(shí)用新型的另一種電池充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，與實(shí)施例一所述的充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前半段結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。不同之處也很明顯，在本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池充放電管理模塊后側(cè)，故恒流充電階段無需所述電池充放電管理模塊中的所述路徑管理模塊的功能，但是預(yù)充和恒壓充電階段還是需要路徑管理的。在此，需要說明的是，本實(shí)用新型附圖中的元件模塊主要以恒流充電時(shí)需要的元件模塊為準(zhǔn)，故在本實(shí)施例的附圖中省略了所述電池充放電管理模塊中的所述路徑管理模塊，僅僅是針對恒流充電階段的一種示意圖，并非表示整個(gè)充電階段都不需要所述路徑管理模塊。所述電荷泵模塊輸出的電能進(jìn)入所述電池模塊后，有一部分電能會(huì)通過所述電池充放電管理模塊傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊。具體地，所述充電器與所述電池充放電管理模塊的輸入端電連接；所述充電器同時(shí)通過所述終端內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊與所述電荷泵模塊的輸入端連接；所述電荷泵模塊的輸出端直接與所述電池模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，所述充電器完成通信協(xié)議握手及參數(shù)配置后，若所述終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊判斷首先進(jìn)行預(yù)充電模式，則所述充電器將電能傳輸給所述終端內(nèi)的電池充放電管理模塊，由上文所知，所述電池充放電管理模塊內(nèi)包括所述過壓過流保護(hù)模塊，故所述電能先進(jìn)行所述過壓過流保護(hù)模塊后經(jīng)由所述路徑管理模塊分別流入所述電池模塊及所述系統(tǒng)供電模塊。若所述終端內(nèi)的所述協(xié)議控制模塊判斷進(jìn)行恒流充電，則所述充電器輸出的電能將通過外置的所述終端內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊后輸入所述電荷泵模塊，經(jīng)由所述電荷泵模塊恒流輸出直接輸入所述電池模塊，由于所述電池充放電管理模塊及所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池模塊之后，則所述電荷泵模塊輸出的電能不會(huì)全部進(jìn)入所述電池模塊，有一部分會(huì)經(jīng)由所述電池充放電管理模塊進(jìn)入所述系統(tǒng)供電模塊。

實(shí)施例四

如圖5所示，本實(shí)用新型的另一種電池充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中與實(shí)施例三相同部分，不再贅述，主要的區(qū)別在于，不采用外置過壓過流保護(hù)模塊，而是使用所述電池充放電管理模塊中的所述過壓過流保護(hù)模塊進(jìn)行所述電荷泵及所述電池充放電管理模塊的過壓過流保護(hù)或限制。具體地，所述充電器與所述過壓過流保護(hù)模塊電連接，所述過壓過流保護(hù)模塊的輸出端與所述電荷泵模塊的輸入端電連接，所述電荷泵模塊的輸出端與所述電池模塊電連接；所述電池充放電管理模塊的輸出端與所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池模塊電連接。

在本實(shí)施例中，所述充電器的電能無論在何種充電方式下均是輸出給所述電池充放電管理模塊，經(jīng)過所述過壓過流保護(hù)模塊后，根據(jù)不同的充電方式，將電能輸送到不同的模塊路徑中，由于本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)供電模塊及所述電池充放電管理模塊串聯(lián)于所述電池模塊之后，在所述恒流充電階段無需借助所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述路徑管理模塊的功能即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

如圖6所示，本實(shí)用新型還保護(hù)基于上述充電系統(tǒng)的充電方法，包括S100充電器與終端內(nèi)的協(xié)議控制模塊進(jìn)行通信交互，并完成參數(shù)配置；S101所述終端檢測電池模塊電壓是否低于第一電壓值；若所述電池模塊電壓小于所述第一電壓，則開啟電池充放電管理模塊充電通路，進(jìn)行預(yù)充電，直至所述電池模塊電壓達(dá)到所述第一電壓。S102若所述電池模塊電壓大于等于第一電壓值，則用于使所述電荷泵模塊使其輸出電流較輸入電流提升N倍，其中N>1，進(jìn)行恒流充電；S103所述終端檢測所述電池模塊電壓和/或電流達(dá)到第二電壓值和/或電流預(yù)設(shè)值時(shí)，關(guān)閉所述電荷泵充電通路，開啟電池充放電管理模塊的充電通路，進(jìn)行恒壓充電直至充電完畢；S104充電完畢后，所述電池充放電管理模塊繼續(xù)為系統(tǒng)供電模塊提供電能。進(jìn)一步地，所述第一電壓小于所述第二電壓。在本實(shí)施例中，所述充電器包括：可控恒流源，用于提供所述電池模組恒流充電功能；輸出電壓限制模塊，用于限制所述充電器的輸出電壓不超過設(shè)定值；所述設(shè)定值為所述第二電壓的兩倍加上線損電壓值。所以，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述設(shè)定值電壓實(shí)際略大于所述第二電壓。同時(shí)，在所述S103中，所述恒壓充電階段啟動(dòng)的條件，可以通過檢測所述第二電壓，也可以通過檢測所述電流預(yù)設(shè)值，或者即檢測所述第二電壓又檢測所述電流預(yù)設(shè)值來實(shí)現(xiàn)。協(xié)議模塊，用于與所述終端中的所述協(xié)議控制模塊進(jìn)行協(xié)議交互通信。所述電池充放電管理模塊包括：過壓過流保護(hù)模塊，用于檢測由所述充電器輸送至所述終端的電壓及電流并提供過壓過流關(guān)斷保護(hù)功能，以及將輸入電流限制在一個(gè)安全區(qū)間。路徑管理模塊，用于根據(jù)所述電池模塊的充電狀態(tài)，進(jìn)行充電電流路徑動(dòng)態(tài)分配，將所述充電器提供的電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理，一部分輸送給所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分輸送給所述電池模塊。

進(jìn)一步地，所述S102中，本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)S102所述的恒流充電過程，對應(yīng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系有兩種，如上述實(shí)施例所闡述的，即，1、所述系統(tǒng)供電模塊串聯(lián)于所述電池充放電管理模塊后側(cè)，所述電荷泵模塊輸出的電能進(jìn)入所述電池模塊后，有一部分電能會(huì)通過所述電池充放電管理模塊傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊。2、所述系統(tǒng)供電模塊和所述電池充放電管理模塊并聯(lián)，所述電荷泵模塊輸出的電能通過所述路徑管理模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理，一部分傳輸給所述系統(tǒng)供電模塊，另一部分傳輸給所述電池模塊。

在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選例中，所述S102中，所述充電器輸出的電能，可以經(jīng)過所述電池充放電管理模塊內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊后進(jìn)入所述電荷泵模塊。也可以通過所述終端內(nèi)的所述過壓過流保護(hù)模塊后進(jìn)入所述電荷泵模塊，所述過壓過流保護(hù)模塊的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系在此不再贅述。

下面介紹一下本實(shí)用新型的充電過程：

插入充電器：充電器默認(rèn)輸出5V，電流限制2A，充電器與終端開始進(jìn)行協(xié)議通信，如果協(xié)議通信結(jié)果為雙方均符合本方案定義的設(shè)備，則進(jìn)入高壓高效率直接快速充電模式；否則充電器保持默認(rèn)輸出5V，電流限制2A的配置直到充電完成。在本實(shí)用新型中，我們僅就高壓高效率直接快速充電模式進(jìn)行說明：

預(yù)充電過程：

終端檢測到電池電壓過低，開始啟動(dòng)預(yù)充電過程。此時(shí)，充電器保持默認(rèn)輸出5V，限流2A；終端通過電池充放電管理模塊給鋰電池進(jìn)行小電流充電，直到電池模塊電壓達(dá)到恒流充電設(shè)定值(第一電壓)；

恒流充電過程：

終端檢測到電池模塊電壓達(dá)到恒流充電設(shè)定值后，開始啟動(dòng)恒流充電過程。所述電池充放電管理模塊的充電通路關(guān)閉(仍保留所述電池充放電管理模塊中的所述協(xié)議控制模塊的電壓，電流，溫度和定時(shí)監(jiān)控等功能)，所述電荷泵模塊的高效率快速充電通路開啟；所述協(xié)議控制單元通知所述充電器進(jìn)入恒流源模式。此時(shí)，所述電荷泵模塊使其輸出電流較輸入電流提升N倍，其中N>1，進(jìn)行恒流充電；所述電荷泵模塊的輸出提供給系統(tǒng)供電模塊和電池模塊充電。充電器工作在3A恒流源模式，隨著電池模塊電壓的逐步升高，充電器輸出的電壓跟隨逐步升高直至電壓限定值(High voltage limiting)。所述恒流充電階段由所述充電器控制。

恒壓充電過程：

終端檢測到電池模塊電壓和/或電流達(dá)到恒壓充電設(shè)定值(第二電壓)和/或電流預(yù)設(shè)值后，開始啟動(dòng)恒壓充電過程。所述電荷泵模塊高效率快速充電通路關(guān)閉；所述電池充放電管理模塊的充電通路開啟；所述協(xié)議控制單元通知充電器進(jìn)入默認(rèn)的5V穩(wěn)定電壓輸出模式，輸出電流限制2A。所述電池充放電管理模塊啟動(dòng)恒壓(CV)充電，直到充電截止。所述恒壓階段由所述終端控制。

充電結(jié)束：

終端檢測到電池充電截止條件滿足后，充電結(jié)束。充電器保持在默認(rèn)狀態(tài)，穩(wěn)壓輸出5V，電流限制2A；所述電荷泵模塊高效率快速充電通路關(guān)閉；所述電池充放電管理模塊通路開啟提供給電能給系統(tǒng)供電模塊，電池充電通路關(guān)閉并在系統(tǒng)功耗過載的情況下提供補(bǔ)電。

充電重啟：

終端檢測到電池重新充電(Recharge)條件滿足后，重新啟動(dòng)充電過程，并根據(jù)電池模塊電壓狀況判斷進(jìn)入上述不同的充電階段。

綜上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，本實(shí)用新型所述的電池模塊為鋰電池，同時(shí)，本實(shí)用新型上述充電過程中所列舉的電壓及電流數(shù)值僅為示例值，他人可以根據(jù)實(shí)際的操作情況及環(huán)境對這些數(shù)值進(jìn)行無創(chuàng)造性勞動(dòng)的變更，這些等同替換的數(shù)值及方案均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型通過電池充電器與電荷泵模塊的不同組合及連接方式，實(shí)現(xiàn)高壓小電流高效率快速充電。避免了當(dāng)前大電流快速充電方案的線纜和連接器兼容性的問題，也避免了當(dāng)前高壓快速充電方案存在的移動(dòng)設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重的問題。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。