速充電標(biāo)準(zhǔn)。在本實施例中，該電流增大模塊308設(shè)置在電子終端上，當(dāng)然，電流增大模塊也可以根據(jù)需要配置到電子終端電池中或充電設(shè)備中。
[0096]該電流增大模塊308包括轉(zhuǎn)換電容Cfly、輸出端電容Cout、切換開關(guān)組、以及切換控制單元。進一步的，在本實施例中，還設(shè)置有輸入端電容Cin，輸入端電容Cin的第一端連接在充電電源輸入端、第二端接地，可用于作為一個低內(nèi)阻緩沖池，在轉(zhuǎn)換電容Cfly和輸出端電容Cout周期性抽載時保證輸入電壓的穩(wěn)定；當(dāng)然，也可以根據(jù)需要選用其他的穩(wěn)壓器件或根據(jù)設(shè)計需要省略輸入端電容。
[0097]該輸出端電容Cout的第一端連接在充電電源輸出端、第二端接地;轉(zhuǎn)換電容Cfly通過切換開關(guān)組連接在充電電源輸入端和輸出端電容Cout之間，形成第一充電線路和第二充電線路。其中，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Cf Iy到達(dá)輸出端電容Cout的充電線路;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Cf Iy的輸出疊加到輸出端電容Cout的輸出的充電線路；
[0098]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。
[0099]在本實施例中，切換開關(guān)組包括第一電源開關(guān)SW1、第二電源開關(guān)SW2、第三電源開關(guān)SW3、以及第四電源開關(guān)SW4。切換控制單元包括正向緩沖器Buf1、反向緩沖器Buf2。
[0?00]充電電源輸入端與輸入端電容Cin的第一端、第一電源開關(guān)SWl的電源輸入端連接，第一電源開關(guān)SWl的電源輸出端連接轉(zhuǎn)換電容Cfly的第一端，以及第四電源開關(guān)SW4的電源輸入端;轉(zhuǎn)換電容Cfly的第二端連接第二電源開關(guān)SW2的電源輸入端，以及第三電源開關(guān)SW3的電源輸入端;第二電源開關(guān)SW2的電源輸出端接地。第四電源開關(guān)SW4的電源輸出端連接第三電源開關(guān)SW3的電源輸出端，然后連接到輸出端電容Cout。
[0101]第一電源開關(guān)SWl以及第三電源開關(guān)SW3的控制輸入端連接到正向緩沖器仙匕的輸出端;第二電源開關(guān)SW2以及第四電源開關(guān)SW4的控制輸入端連接到反向緩沖器Buf2的輸出端。
[0102]正向緩沖器Buf1的輸入端以及反向緩沖器Buf2的的輸入端一起連接到控制輸入端，如充電控制單元340的時鐘輸入端;在本實施例中，接入的控制信號為充電控制單元340輸出的時鐘源信號；當(dāng)然，控制信號也可以采用其他的形式。
[0103]當(dāng)時鐘源elk處于上升沿時，elk—輸出低電平，第二電源開關(guān)SW2以及第四電源開關(guān)SW4關(guān)斷，閉合第一電源開關(guān)SWl和第三電源開關(guān)SW3;clk+輸出高電平，第一電源開關(guān)SWl以及第三電源開關(guān)SW3導(dǎo)通，接通第一充電線路，充電電源Vin從電源輸入端經(jīng)過轉(zhuǎn)換電容Cfly，第三電源開關(guān)SW3到達(dá)輸出端電容Cout;
[0104]當(dāng)時鐘源elk處于下降沿時，elk+輸出低電平，第一電源開關(guān)SWl以及第三電源開關(guān)SW3關(guān)斷；elk—輸出高電平，第二電源開關(guān)SW2以及第四電源開關(guān)SW4導(dǎo)通，接通第二充電線路，轉(zhuǎn)換電容Cfly上的電荷經(jīng)過第二電源開關(guān)SW2以及第四電源開關(guān)SW4疊加到輸出端電容Cout上。
[0105]在本實施例中，時鐘源信號elk被配置為占空比為50%，以及使得轉(zhuǎn)換電容Cfly的充放電時間與輸出端電容Cout的充放電時間相等。由公式i = C*dv/dt，當(dāng)轉(zhuǎn)換電容Cf Iy與輸出端電容Cout容值相等，elk占空比為50%時，輸出電壓Vout，即輸出端電容Cout上的電壓與Cfly的電壓相等，均為l/2Vin。由公式P = V*I，輸出電流1ut即為輸入電流Iin的兩倍?？梢岳斫獾模D(zhuǎn)換電容與輸出端電容的容值、時鐘源信號的占空比，可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。
[0106]而電子終端上安裝上述電流增大模塊308后，線纜輸入電流只需要傳統(tǒng)低壓快充電流的1/2，故線纜傳輸電流為4.5A/2 = 2.25A。由P = I2*R計算線纜功率損耗為0.61W，相同方式計算平均傳輸效率為96.4%,線纜傳輸效率提高了 10%。
[0107]另外，在一個相同的典型快速充電行為中，線纜的功率損耗大幅降低，傳輸效率得到大幅提升，大大降低了線纜發(fā)熱。
[0108]另外，由于線纜最大傳輸電流降低一半，為2.25A。與現(xiàn)有技術(shù)相同的方法計算線纜損耗為1.27W，連接器功率損耗為0.2W，平均傳輸效率為91.6%。比較可見，同樣的典型USB充電線纜，傳輸效率提高了 18%。功率損耗降低了 4.4W，直接降低了 4倍。線纜損耗和連接器損耗造成的發(fā)熱水平低到完全可以安全使用。
[0109]連接器位置的功率損耗僅為使用在現(xiàn)有低壓快充裝置中的四分之一。由R= P/I2，連接器回路阻抗要增加到160mR時，功率損耗才能達(dá)到0.81W。由此可見，充電線纜用在本發(fā)明電子終端的充電中，插拔壽命將大大增長。
[0110]如圖6所示，是本發(fā)明的信號線過壓防護單元312的一個實施例的示意圖。該信號線過壓防護單元312包括插入在充電輸入連接器301的信號線與物理通信編解碼單元313之間的至少一個WOS管。在本實施例中，該匪OS管為增強型匪OS?？梢岳斫獾模部梢圆捎闷渌^壓保護器件來實現(xiàn)線路的過壓保護。
[0111]充電輸入連接器301的信號線接匪OS的漏級(D)，匪OS的源級(S)接物理通信編解碼單元313的信號線輸入端，NMOS的柵極(G)接信號線電壓域(如3.3V)。
[0112]充電連接器或者充電線纜由于某種異常出現(xiàn)時，導(dǎo)致信號線纜與充電線纜短路時，匪OS的漏極(D)電壓升高到通信線纜電壓域以上，由于WOS柵極(G)接到了通信線纜電壓域，可以始終確保源級(S)電壓不高于通信線纜電壓域。起到保護物理通信編解碼單元313以及其他內(nèi)部電路的作用。
[0113]如圖5所示，是本發(fā)明的物理通信編解碼單元313的一個實施例的示意圖。在電子終端的充電控制單元340與充電輸入連接器301之間設(shè)有通信線路，物理通信編解碼單元313設(shè)置在通信線路上，并用于提高充電輸入連接器301接入的通信信號的電平噪聲容限。
[0114]在本實施例中，該物理通信單元包括比較放大器，被插入在電子終端充電輸入連接器301后端的信號線過壓防護單元312與充電控制單元340之間。
[0115]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Rl上拉到工作電源VCC，通過下拉電阻R2下拉到下拉到電子終端的電源地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接到充電控制單元340的信號輸入端。
[0116]在本實施例中，下拉電阻R2被配置為阻值為上拉電阻Rl相等，當(dāng)工作電源VCC為3.3V時，比較器反向輸入端的參考電平為1.65V。當(dāng)輸入信號低于1.65V時，比較放大器輸出低電平，輸入信號高于1.65V時，比較放大器輸出高電平。通信線路插入物理通信編解碼單元313后，電平噪聲容限被擴展為1.65V，相比現(xiàn)有單片機0.4V的噪聲容限，提升了4.1倍。
[0117]可以理解的，上拉電阻Rl和下拉電阻R2的阻值可以根據(jù)不同的噪聲容限的要求需要進行調(diào)整。
[0118]如圖7所示，是本發(fā)明的過壓過流保護單元302的一個實施例的示意圖。該過壓過流保護單元302包括保護數(shù)字邏輯模塊、驅(qū)動模塊、保護電源開關(guān)、以及窗口比較器。該保護數(shù)字邏輯模塊與驅(qū)動模塊、窗口比較器、充電控制單元340連接，用于根據(jù)通過保護電源開關(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)動模塊控制所述保護電源開關(guān)的開閉。
[0119]保護數(shù)字邏輯模塊感知到輸入電壓高于ref設(shè)定值時，通過驅(qū)動模塊控制保護電源開關(guān)關(guān)斷，過壓過流保護單元302的電源輸入端和電源輸出端斷開，起到保護與電源輸出端相連的電路之作用。
[0120]該窗口比較器cmpl的兩個輸入端分別連接保護電源開關(guān)SWl的輸入端和輸出端，窗口比較器cmpl的窗口門限端設(shè)置端control2連接至充電控制單元340，用于設(shè)定過流保護門限，窗口比較器cmpl的輸出端連接保護數(shù)字邏輯模塊。在通過保護電源開關(guān)的電流超過預(yù)設(shè)值，通知保護數(shù)字邏輯模塊驅(qū)動驅(qū)動模塊控制保護電源開關(guān)關(guān)斷。
[0121]進一步的，在保護電源開關(guān)SWl輸出端連接第二保護電源開關(guān)SW2的輸入端，第二保護電源開關(guān)SW2的電源輸出端接地、控制輸入端連接保護數(shù)字邏輯模塊。
[0122]充電控制單元340通過過壓過流保護單元302的第二控制輸入端設(shè)定過流保護點后，當(dāng)通過保護電源開關(guān)SWl的電流超過預(yù)設(shè)值時，由公式Δ V= (Vin-Vout)/Rswi，窗口比較器cmpl通過其第一輸入端和第二輸入端感應(yīng)到的電壓差A(yù)V時，通知保護數(shù)字邏輯模塊通知MOS管驅(qū)動模塊控制保護電源開關(guān)SWl關(guān)斷，然后控制第二保護電源開關(guān)SW2導(dǎo)通。將過壓過流保護單元302電源輸入端和電源輸出端斷開的同時，積累在過壓過流保護單元302輸出端線路上等效電容中存儲的殘余能量經(jīng)過第二保護電源開關(guān)SW2泄放到地，起到保護后級電路不被過流損壞的作用。
[0123]進一步的，電子終端還可以設(shè)置輸入電壓電流檢測單元307、輸出電壓電流檢測單元310等。輸入電壓電流檢測單元307與充電輸入連接器301、充電控制單元340連接用于檢測輸入電流和輸入電壓、并輸出至充電控制單元340，以供后續(xù)控制使用。
[0124]輸出電壓電流檢測單元310與電子終端的充電電池320、充電控制單元340連接，用于檢測充電電池320的充電電流和電池電壓并輸出至充電控制單元340，以供后續(xù)控制使用。
[0125]進一步的，充電電池320可以通過電池連接器321接入輸出充電電流，進行充電。該充電電池320還可以包括電芯323、電壓電流內(nèi)阻檢測單元324、過壓過流欠壓保護單元325、電池溫度檢測單元322等，并通過電池連接器321將檢測的電芯的電流和電壓信號輸出至充電控制單元340，以供后續(xù)控制使用。
[0126]如圖8所示，是本發(fā)明的充電設(shè)備的一個具體實施例的示意框圖。該充電設(shè)備包括可控變壓輸出模塊、輸出控制與檢測單元130、充電輸出連接器11、電流檢測單元112、電壓檢測單元113、物理通信編解碼單元114、以及信號線過壓防護單元115等。
[0127]輸出控制與檢測單元130與充電輸出連接器101連接，用于接入第一控制信號，并根據(jù)第一控制信號設(shè)置可控變壓輸出模塊的第一輸出電壓。
[0128]輸出控制與檢測單元130與充電輸出連接器101之間設(shè)有通信線路，物理通信編解碼單元114設(shè)置在通信線路上，并用于充電輸出連接器101接入的通信信號的電平噪聲容限。
[0129]在本實施例中，該可控變壓輸出模塊包括AC整流濾波單元108、源邊控制單元107、變壓器單元106、副邊控制單元120、輸出開關(guān)105、DC整流單元111、