一種充電系統及充電方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種智能充電技術，具體地說，是一種充電系統及充電方法。
【背景技術】
[0002]當前，以手機、平板電腦、智能手表、運動手環、便攜式計算機、電動車輛、電動船舶、數碼相機、數碼攝像機、無人機、其它電動飛行器等為代表的大量攜帶電池的終端設備，迅速普及在消費者生活中的各個領域，呈現快速增長的趨勢。因此充電成為消費者日常必需進行的操作和應用，同時在充電這一使用場景下，也出現了各種各樣的問題和困難。比如，如何解決快速充電和終端設備過熱的矛盾，如何在長期接通充電器時不浪費能源；又比如，很多充電設備和數據傳輸共用物理連接，例如USB充電線，在充電的同時，還要確保數據傳輸的可靠性；甚至在某些極端情況下，還出現過用戶在充電時接聽手機，導致觸電身亡的悲劇。
[0003]另外，隨著無線充電和無線數據傳輸技術在近些年的高速發展，消費者在看似簡單的充電環節，不斷衍生出更加復雜的使用場景，這也對充電接口不斷提出更多變的要求。
[0004]充電作為一個已經發展過多年的技術，在這個終端設備迅速增長、特別是智能終端設備和移動互聯網設備高速發展的大背景下，傳統的充電器+充電接口芯片+電池的充電系統設計，已經不能滿足不同場景、不同用戶使用習慣的要求。這就需要更加智能的充電方式和高度個性化的充電邏輯，來滿足用戶的需求。
[0005]USB Implementers Forum (一個致力于推廣并發展USB技術性的非營利性組織)，Inc.在 2010 年 12 月發布了電池充電規范，即 Battery Charging Specificat1n 1.2，簡稱BCl.2規范。在BCl.2規范中，特別結合USB接口在充電的同時進行數據傳輸的要求，界定了 USB接口在有數據傳輸時和沒有數據傳輸時的場景下，對設備進行充電的規范。
[0006]BCl.2規范基于傳統的充電體系設計，即通過物理層(PHY，Physical LayerInterface for High-Speed USB )檢測充電接口的電路連接的基礎上，提供了對充電同時進行USB數據傳輸場景下的充電方案的完善，可以使得以往只能支持的USB數據傳輸時，500mA的充電電流，升高到系統設計的1500mA充電電流。
[0007]但是，BC 1.2規范有如下的缺點:
1)僅適用于USB接口的充電和數據傳輸場景，沒有考慮到其他的充電和數據傳輸接口，比如無線充電的場景；
2)僅通過物理層對USB的管腳進行監測，判斷適合的充電模式，對于用于終端設備上的切實的應用場景，無法進行判斷，繼而也無法避免導致提供電流、電壓過小，無法滿足用戶終端的實時電量消耗，或提供電流、電壓過大，導致終端設備過熱出現系統異常等情況的發生。
[0008]高通快速充電，即Quick Charge，是高通公司在2013年作為其Snapdragon芯片組的功能之一發布的充電規范。Quick Charge是高通公司私有的技術，目標是將對移動終端基于USB接口的充電效率提高40%-75%。目前該規范的最新版本為2.0，同時高通公司也提供了符合該規范的測試和認證流程。
[0009]在高通快速充電規范中，根據高通提供的產品，即用于移動終端的芯片和芯片組，界定了基于USB接口的充電規范，其核心是界定了不同的電壓和電流組合，來實現對移動終端內置鋰電池的快速充電。目前其適用范圍是高通的Snapdragon 400/600/800系列芯片和芯片組產品。
[0010]然而，高通快速充電方案也有如下的缺點:
1)僅適用于USB接口的充電和數據傳輸場景，沒有考慮到其它的充電和數據傳輸接口，比如無線充電的場景；
2)僅適用于高通自身的移動終端芯片和芯片組，也就是只適用于使用高通芯片和芯片組的移動終端產品，不具備普遍的適用性；
3)僅提供快速充電能力，對于用于終端設備上的切實的應用場景，無法進行判斷，繼而也無法避免提供電流、電壓過大，導致終端設備過熱出現系統異常等情況的發生。
[0011]綜上所述，現有的充電器和用戶終端設備之間，只能通過傳統的充電電路本身進行基本的充電操作，而無法根據消費者在終端設備上實時的或習慣性的使用場景，進行合理判斷和分析，繼而由充電器進行配合，提供合理的充電電流和電壓等電氣特性，以實現安全、綠色環保并且方便消費者使用的智能充電。
【發明內容】
[0012]本發明要解決的技術問題是提供一種充電系統及充電方法，可以適用有線及無線充電等方式，且可以考慮到終端設備的使用場景，以達到對終端設備快速、高效、安全地充電。
[0013]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種充電系統，包括智能充電器和設置于終端設備上的智能充電裝置，所述智能充電裝置包括終端核心層、終端通信層和終端物理層，所述智能充電器包括充電器通信層和充電器物理層，所述充電器物理層包括供電模塊、供電控制模塊和電源輸出模塊，其中，
所述終端核心層用于收集終端設備的使用情況，并根據所述使用情況判斷出所述終端設備的使用場景，將所述終端設備的使用場景通過所述終端通信層發送給智能充電器，由所述智能充電器選擇相應的充電模式為所述終端設備充電；所述終端物理層與所述智能充電器連接，用于從所智能充電器獲取電能；
所述充電器通信層用于從終端設備接收終端設備的使用場景；所述供電模塊連接交流電或直流電輸入，并為所述電源輸出模塊提供交流電或直流電；所述供電控制模塊用于根據所述充電器通信層接收到的終端設備的使用場景選擇相應的充電模式，并控制所述電源輸出模塊為所述終端設備充電。
[0014]進一步地，所述終端通信層還用于實現所述終端設備與所述智能充電器的協商，并由所述智能充電器根據所述協商結果選擇充電模式。
[0015]進一步地，所述終端核心層包括:
終端使用情況采集模塊，用于監聽和采集終端設備的使用情況；
終端充電邏輯模塊，用于對終端使用情況采集模塊采集到的終端設備使用情況進行匯總、整理、分析和形成邏輯判斷，得到終端設備的使用場景和用戶使用習慣； 所述終端通信層包括:
終端通信模塊，用于將終端充電邏輯模塊所得到的使用場景發送到所述智能充電器，以通知所述智能充電器根據終端設備的使用場景對終端設備充電。
[0016]進一步地，所述終端設備使用情況包括電池充放電狀態、電池溫度、CPU運行狀態、系統運行狀態、輸入輸出設備使用狀態、終端設備上的硬件外設使用狀態、終端設備上的軟件應用使用狀態之一或任意組合。
[0017]進一步地，所述終端通信模塊采用有線數據連接或無線數據連接。
[0018]進一步地，所述智能充電器還包括充電器核心層，所述充電器核心層用于采集智能充電器的使用狀態參數；所述供電控制模塊還根據所述充電器核心層采集到的智能充電器的使用狀態參數選擇相應的充電模式，并控制所述電源輸出模塊為所述終端設備充電。
[0019]進一步地，所述充電器核心層還將所述智能充電器的使用狀態參數通過充電器通信層發送給所述終端設備，與終端設備進行協商，并將協商結果發送給所述供電控制模塊，所述供電控制模塊根據協商結果選擇充電模式，控制所述電源輸出模塊為所述終端設備充電。
[0020]進一步地，所述充電器通信層包括:
充電器通信模塊，用于接收終端設備發送來的使用場景；
所述充電器核心層包括電器使用狀態采集模塊和充電器充電邏輯模塊，其中:
所述充電器使用狀態采集模塊，用于采集和監控智能充電器的使用狀態參數，并采集到的使用狀態參數輸出到所述充電器充電邏輯模塊；
充電器充電邏輯模塊，用于根據所述充電器通信模塊接收到的終端設備的使用場景及所述充電器使用狀態采集模塊采集到的智能充電器的使用狀態參數選擇相應的充電模式，并通知所述供電控制模塊，由所述供電控制模塊根據充電模式控制電源輸出模塊為終端設備充電。
[0021]進一步地，所述充電器使用狀態參數包括充電器溫度、充電器的系統運行狀態、充電時間、充電間隔、充電日志、傳感器信息和充電器應用程序信息等其中之一或任意組合。
[0022]進一步地，所述充電器通信模塊通過有線數據連接或無線數據連接。
[0023]進一步地，所述充電模式包括充電電流和充電電壓的組合。
[0024]進一步地，所述充電模式還包括充電時間、充電間隔與所述充電電流、充電電壓的組合。
[0025]本發明還提供了一種智能充電方法，包括:
收集終端設備的使用情況，并根據所述使用情況判斷出所述終端設備的使用場景； 將所述終端設備的使用場景發送給智能充電器；
智能充電器從終端設備接收終端設備的使用場景；
智能充電器根據收到的終端設備的使用場景選擇相應的充電模式，為所述終端設備充電。
[0026]進一步地，所述終端設備使用情況包括電池充放電狀態、電池溫度、CPU運行狀態、系統運行狀態、輸入輸出設備使用狀態、終端設備上的硬件外設使用狀態、終端設備上的軟件應用使用狀態等之一或任意組合。
[0027]進一步地，還包括: 采集智能充電器的使用狀態參數；
根據智能充電器的使用狀態參數選擇相應的充電模式，為所述終端設備充電。
[0028]進一步地，還包括:
將所述智能充電器的使用狀態參數發送給終端設備，與終端設備進行協商，并根據協商結果選擇充電模式，為