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電流增大模塊及電子終端的制作方法_2

文檔序號:9930690閱讀:來源:國知局
能力差,功率損耗達(dá)到0.81W已經(jīng)超過預(yù)設(shè)安全值,該條線纜將不能繼續(xù)用于低壓快充。
[0034]5、現(xiàn)有高壓充電技術(shù)手機(jī)端發(fā)熱大問題
[0035]現(xiàn)有技術(shù)普遍使用一個(gè)基于電感充放電的直流轉(zhuǎn)直流變換單元,或者兩個(gè)或多個(gè)基于電感充放電的直流轉(zhuǎn)直流變換單元并聯(lián)做電流變換的最高效率僅為90%,充電設(shè)備輸出24W的功率,在電感充放電直流降壓單元損耗的功率為2.4W。以普通5.5寸智能手機(jī)為例:
2.4W的功率損耗造成的溫升典型值為15 °C,外加電池及手機(jī)內(nèi)部充電線路的典型損耗2W,溫升典型值為12.5°C。手機(jī)溫升可達(dá)到27.5°C。以環(huán)境溫度為25°C為例,手機(jī)溫度為25+27.5 = 52.5°C,手機(jī)溫度到達(dá)52.5°C帶來的直接后果是影響用戶手持舒適度,嚴(yán)重后果是電池高溫大電流充電后膨脹或者爆炸,現(xiàn)有高壓快充技術(shù)采用的應(yīng)對方案是使用溫度傳感器檢測手機(jī)溫度,當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)降低充電功率,能夠?qū)厣刂圃诎踩秶鷥?nèi),但同時(shí)延長了充電時(shí)間,快速充電速度減慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0036]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,提供一種可用于電子終端電池快充的電流增大模塊、以及使用該電流增大模塊的電子終端。
[0037]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種可用于充電的電流增大模塊,包括轉(zhuǎn)換電容、輸出端電容、切換開關(guān)組、以及切換控制單元;
[0038]輸出端電容的第一端連接在充電電源輸出端、第二端接地;
[0039]轉(zhuǎn)換電容通過切換開關(guān)組連接在充電電源輸入端和輸出端電容之間,形成第一充電線路和第二充電線路;
[0040]第一充電線路為充電電源輸入端接入的輸入電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換電容到達(dá)輸出端電容;[0041 ]第二充電線路為斷開充電電源輸入端接入的輸入電壓,并且轉(zhuǎn)換電容的輸出疊加到輸出端電容的輸出;
[0042]切換控制單元與切換開關(guān)組連接,根據(jù)接入的控制信號控制切換開關(guān)組在第一充電線路和第二充電線路之間切換。
[0043]優(yōu)選的,切換開關(guān)組包括第一電源開關(guān)、第二電源開關(guān)、第三電源開關(guān)、以及第四電源開關(guān);
[0044]第一電源開關(guān)的電源輸入端與充電電源輸入端連接;第一電源開關(guān)的電源輸出端同時(shí)與轉(zhuǎn)換電容的第一端、第四電源開關(guān)的電源輸入端連接;
[0045]第二電源開關(guān)的電源輸入端與轉(zhuǎn)換電容的第二端連接,第二電源開關(guān)的電源輸出端接地;
[0046]第三電源開關(guān)的電源輸入端與轉(zhuǎn)換電容的第二端連接;
[0047]第三電源開關(guān)的電源輸出端、第四電源開關(guān)的電源輸出端連接至輸出端電容。
[0048]優(yōu)選的,切換控制單元包括正向緩沖器、反向緩沖器;
[0049]正向緩沖器的輸入端和反向緩沖器的輸入端同時(shí)連接到控制輸入端接入控制信號;
[0050]正向緩沖器的輸出端連接至第一電源開關(guān)和第三電源開關(guān)的控制輸入端;
[0051]反向緩沖器的輸出端連接至第二電源開關(guān)和第四電源開關(guān)的控制輸入端;
[0052]當(dāng)正向緩沖器控制第一電源開關(guān)和第三電源開關(guān)閉合時(shí),反向緩沖器控制第二電源開關(guān)和第四電源開關(guān)斷開,接通第一充電線路;
[0053]當(dāng)正向緩沖器控制第一電源開關(guān)和第三電源開關(guān)斷開時(shí),反向緩沖器控制第二電源開關(guān)和第四電源開關(guān)閉合,接通第二充電線路。
[0054]優(yōu)選的,電流增大模塊還包括輸入端電容,輸入端電容的第一端連接在充電電源輸入端、第二端接地,用于穩(wěn)定充電電源輸入端接入的輸入電壓;
[0055]控制信號為時(shí)鐘源信號,占空比為50%。
[0056]本發(fā)明還提供一種可快速充電的電子終端,包括上述任一項(xiàng)的電流增大模塊、充電控制單元、充電輸入連接器、以及充電電池;
[0057]充電輸入連接器接入充電電源至電流增大模塊的充電電源輸入端;
[0058]充電控制單元輸出控制信號至電流增大模塊,控制電流增大模塊的第一充電線路和第二充電線路的切換;
[0059]電流增大模塊的輸出與充電電池的輸入連接。
[0060]優(yōu)選的,電子終端還包括連接在充電輸入連接器與充電控制單元之間的物理通信編解碼單元;
[0061 ]物理通信編解碼單元包括比較放大器;電子終端設(shè)有工作電源VCC;
[0062]比較放大器的正向輸入端與通信線路的輸入端連接,比較放大器的電源端與工作電源VCC連接,比較放大器的反向輸入端通過上拉電阻上拉到工作電源VCC,通過下拉電阻R2下拉到電源地GND,比較放大器的接地端接到電源地GND,比較放大器的輸出端連接到充電控制單元的信號輸入端。
[0063]優(yōu)選的,電子終端還包括連接在充電輸入連接器后端與物理通信編解碼單元之間的信號線過壓防護(hù)單元,用于保護(hù)物理通信編解碼單元。
[0064]優(yōu)選的,信號線過壓防護(hù)單元包括插入在充電輸入連接器的信號線與物理通信編解碼單元之間的至少一個(gè)NMOS管;
[0065]NMOS管的漏極與充電輸入連接器的通信線路連接,匪OS管的源極與物理通信編解碼單元的信號線輸入端連接,NMOS管的柵極與通信線路的電壓域連接。
[0066]優(yōu)選的,電子終端還包括與充電輸入連接器、充電控制單元連接的輸入電壓電流檢測單元,用于檢測輸入電流和輸入電壓、并輸出至充電控制單元;和/或,
[0067 ]與電子終端的充電電池、充電控制單元連接的輸出電壓電流檢測單元,用于檢測充電電池的充電電流和電池電壓并輸出至充電控制單元。
[0068]本發(fā)明還提供一種電子終端,電子終端還包括插入在充電輸入連接器和輸入電壓電流檢測單元之間的過壓過流保護(hù)單元;
[0069]過壓過流保護(hù)單元包括保護(hù)數(shù)字邏輯模塊、驅(qū)動模塊、保護(hù)電源開關(guān)、以及窗口比較器;
[0070]保護(hù)數(shù)字邏輯模塊與驅(qū)動模塊、窗口比較器、充電控制單元連接,用于根據(jù)通過保護(hù)電源開關(guān)的電流和電壓,輸出開關(guān)控制信號至驅(qū)動模塊,并由驅(qū)動模塊控制保護(hù)電源開關(guān)的開閉;
[0071 ]窗口比較器的兩個(gè)輸入端分別連接保護(hù)電源開關(guān)的輸入端和輸出端,窗口比較器的門限設(shè)置端連接至充電控制單元,用于設(shè)定過流保護(hù)門限,窗口比較器的輸出端連接保護(hù)數(shù)字邏輯模塊;
[0072]在通過保護(hù)電源開關(guān)的電流超過預(yù)設(shè)值,通知保護(hù)數(shù)字邏輯模塊驅(qū)動驅(qū)動模塊控制保護(hù)電源開關(guān)關(guān)斷。
[0073]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):在電子終端中通過加入電流增大模塊來增大輸入電流,實(shí)現(xiàn)降低線纜傳輸電流的最大值,進(jìn)而具有降低線纜損耗、提高傳輸效率、提高線纜通用性、減少電子終端的發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)。
[0074]進(jìn)一步的,該電子終端還可以配置上述物理通信編解碼單元,從而可以提高通信信號的電平噪聲容限,提高通信質(zhì)量。
【附圖說明】
[0075]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,附圖中:
[0076]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的充電設(shè)備與電子終端的充電示意框圖;
[0077]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電纜、充電設(shè)備與電子終端的連接示意框圖;
[0078]圖3是本發(fā)明的電子終端的一個(gè)實(shí)施例的示意框圖;
[0079]圖4是本發(fā)明的電流增大模塊的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0080]圖5是本發(fā)明的物理通信編解碼單元的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0081 ]圖6是本發(fā)明的信號線過壓防護(hù)單元的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0082]圖7是本發(fā)明的過壓過流保護(hù)單元的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0083]圖8是本發(fā)明的充電設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0084]圖9是本發(fā)明的充電設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
[0085]圖10是本發(fā)明的充電方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0086]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0087]如圖3所示,是本發(fā)明的電子終端的一個(gè)實(shí)施例,其包括充電輸入連接器301、過壓過流保護(hù)單元302、輸入電壓電流檢測單元307、電流增大模塊308、充電控制單元340、物理通信編解碼單元313、信號線過壓防護(hù)單元312、連接器溫度檢測單元306、常規(guī)充電單元309、主控機(jī)電源管理單元、輸出電壓電流檢測單元310、電池連接器321、充電電池320等??梢岳斫獾?,各單元、模塊可以根據(jù)需要進(jìn)行增減。
[0088]該充電輸入連接器301的輸入端連接充電線纜,可接入充電電源和通信信號。充電輸入連接器301的電源輸出端連接過壓過流保護(hù)單元302的電源輸入端,過壓過流保護(hù)單元302的電源輸出端連接輸入電壓電流檢測單元307的電源輸入端、電流增大模塊308的輸入端以及常規(guī)充電單元309的電源輸入端,用于過壓過流的保護(hù)。
[0089]常規(guī)充電單元309的第一電源輸出端連接主控及電源管理單元330的電源輸入端;常規(guī)充電單元309的第二電源輸出端連接電池連接器321的電源輸入端,為充電電池320進(jìn)行充電。
[0090]其中,充電控制單元340可以為單片機(jī)或者基于數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的狀態(tài)機(jī)。充電控制單元340也可以被集成在主控及電源管理單元330之中。其中,常規(guī)充電單元309可以是現(xiàn)有高壓快充技術(shù)中的基于電感充放電的DCDC直流降壓單元,也可以是現(xiàn)有低壓快充技術(shù)中的電源開關(guān)。
[0091]連接器溫度檢測單元306用于檢測充電輸入連接器301的溫度,可以為常規(guī)的正溫度系數(shù)元件或者負(fù)溫度系數(shù)元件等,檢測的溫度信號傳送至充電控制單元340進(jìn)行溫度監(jiān)控控制。
[0092]輸出電壓電流檢測單元310配置在電池連接器321與充電控制單元340之間,用于檢測輸出至充電電池320的充電輸出電流、電池電壓等數(shù)據(jù),并輸出至充電控制單元340。
[0093]信號線過壓防護(hù)單元312連接在充電輸入連接器301的后端,用于保護(hù)通信線路。物理通信編解碼單元313被插入在充電輸入連接器301后端的信號線過壓防護(hù)單元312與充電控制單元340之間。
[0094]充電控制單元340分別與物理通信編解碼單元313、過壓過流保護(hù)單元302、輸入電壓電流檢測單元307、電流增大單元、常規(guī)充電單元309、主控及電源管理單元330、輸出電壓電流檢測單元310、電池連接器321連接,并根據(jù)接入信號輸出對應(yīng)的控制信號,詳后述。
[0095]如圖4所示,是本發(fā)明電流增大模塊308的一個(gè)實(shí)施例的原理框圖。該電流增大模塊308可以用于電子終端電池320的充電中,特別是用于電子終端電池320的快充中;其中,該快充可以為符合現(xiàn)有的各種快速充電標(biāo)準(zhǔn),如OPPO Vooc標(biāo)準(zhǔn),高通的QC 2.0標(biāo)準(zhǔn),MTK的Pump Express Plus標(biāo)準(zhǔn)等等,當(dāng)然,也可以符合其他快
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