一種高效率快速充電系統的制作方法

本實用新型涉及一種充電技術，特別是一種高效率快速充電系統。

背景技術：

提高設備的充電效率，可以采用減小充電電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值來實現。現有的快充采用模式一般是提高輸入電流的功率，或者采用提高輸入電壓或者采用提高輸入電流的方式縮短充電時間，但是提高功率的方式對電池造成的一定的損壞。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種高效率快速充電系統，包括充電管理子系統、線性穩壓電源電路、輸入電壓。所述充電管理子系統用于測量設備電池兩端的動態電壓；所述線性穩壓電源電路用于當輸入電壓有波動時維持電池端電壓的穩定；所述輸入電壓至少一段時間內與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值小于一閾值。

采用上述系統，所述輸入電壓在充電過程中一致保持與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值小于一閾值。基于此目的本實用新型包括設置于充電器內的功率和電流控制子系統、輸出電壓控制子系統，以及設置于充電器和設備之間的雙向通信通道和至少是充電器到設備的供電通道；所述充電管理子系統、線性穩壓電源電路設置于設備中。其中通信通道中的信息至少包括電池兩端的動態電壓信息、電池的輸入電流、電池的額定輸入功率和充電器輸出端口電壓信息；所述功率和電流控制子系統對輸入充電器的電流的功率和電流根據通信信息進行調控；所述輸出電壓控制子系統對充電器輸出端口的電壓進行采集且根據通信信息進行調控；所述供電通道傳輸調控后的電流。

本實用新型采用控制輸入設備電池的電流電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值維持在一很小的范圍內，可以提高充電的效率。

下面結合說明書附圖對本發明作進一步描述。

附圖說明

圖1是本實用新型中帶充電器的原理示意圖。

圖2是本實用新型兼容普通充電器的原理示意圖。

具體實施方式

縮小終端電池的充電時間可以通過增大電池功率來實現，但是提高充電效率，可以減小充電電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值來實現。因此本實用新型涉及的系統通過控制輸入至終端電池的電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值在10～100mV，來提升充電效率。

根據上述原理，結合圖1，一種高效率快速充電系統，包括充電器部分和設備部分，且充電器和設備之間存在雙向通信通道和至少是充電器到設備的供電通道。通信通道和供電通道可以通過USB接口及接口中的幀來實現，其中通信通道中的信息至少包括電池兩端的動態電壓信息、電池的輸入電流、電池的額定輸入功率和充電器輸出端口電壓信息。

所述充電器包括充電器通信子系統、功率和電流控制子系統、輸出電壓控制子系統，所述設備中包括設備通信子系統、線性穩壓電源電路、充電管理子系統和電池。

所述充電器通信子系統和設備通信子系統之間傳遞上述信息。

所述功率和電流控制子系統包括功率控制電路和電流控制電路，對輸入充電器的市電或其他電源的電流的功率和電流根據通信信息進行調控。

所述輸出電壓控制子系統對充電器輸出端口的電壓進行采集且根據通信信息進行調控。

所述充電管理子系統包括偵測單元、處理單元、接收單元、發射單元。其中偵測單元實時偵測電池兩端的動態電壓值信息；接收單元接收充電器輸出端口電壓信息；處理單元用于監控輸入電壓與線性穩壓電源電路兩端的電壓差并產生指令；發射單元用于傳輸指令至設備通信子系統。具體地，處理單元依據電壓差通過通信通道向輸出電壓控制子系統發送指令調整輸出電壓，即輸入電壓，使得電壓雅差一直處在閾值內。通過上述描述，使得充電器輸出電壓盡量接近電池允許的最大輸入電壓和設備內線路損耗之和。

本實用新型電壓差的閾值為10～100mV，可以根據實際情況進行調整。

所述線性電源電路用于當使輸入端口電壓有波動時(接口接觸阻抗變化，充電線電感效應等因素造成)保證電池端電壓的穩定。

對于普通適配器，根據本實用新型的原理，本系統可以將上述充電器中的輸出電壓控制子系統設置于設備的輸入端口。通過調節輸入至設備中的電壓，以獲得相同的目的。本實用新型提出一種簡易的系統，對于輸入電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值不大的情形下，采用線性電壓電源電路對電池充電；對于上述電壓差較大時，即輸入電壓明顯大于電池兩端電壓時，則采取電壓轉換電路，將輸入電壓下降至電池允許的輸入電壓范圍內。這樣的做法雖然沒能在電池兩端電壓存在動態的情形下輸入電壓也做相應的動態調整，但是依然可以提高充電效率。

基于上述原理，在設備中設置兩條充電通道，第一條充電通道與線性電壓轉換器電路連接，第二條充電通道與電源電壓轉換電路連接。通道的選擇由設置于設備中的充電管理子系統控制，控制方式如下：(1)當設備電池兩端電壓與線性穩壓電源電路兩端電壓間的差值處于10～100mV時，選擇第一條充電通道；(2)當設備電池兩端電壓小于輸入設備電壓超過100mV時，選擇第二條通道。輸入電壓由充電管理子系統直接獲取。

本系統是基于USB-PD基礎上擴展而來，接口和線纜的定義都是基于此協議，設備識別，通信可靠。