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一种充电控制方法及电源适配器

文献发布时间:2023-06-19 11:39:06


一种充电控制方法及电源适配器

技术领域

本申请涉及充电控制技术领域,尤其涉及一种充电控制方法及电源适配器。

背景技术

目前,在为手机或笔记本等设备进行充电时,设备里的充电电池大多采用慢速充电,如果需要快速充电,需要更换充电功率更大的电源适配器,以满足快速充电功率,由此,无法实现小功率电源适配器的快速充电。

发明内容

有鉴于此,本申请提供一种充电控制方法及电源适配器,如下:

一种充电控制方法,应用于电源适配器,所述方法包括:

以第一充电模式对电子设备进行充电;

在第一控制条件被满足的情况下,以第二充电模式对所述电子设备进行充电,所述第二充电模式中的第二充电功率为所述电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率,所述第一充电模式中的第一充电功率大于所述第二充电功率。

上述方法,优选的,所述第一控制条件至少包含以下任意一项或任意多项:

所述电源适配器以所述第一充电功率进行充电的总时长大于或等于时长阈值;

所述电子设备的电池容量大于或等于容量阈值;

所述电子设备的电池温度大于或等于第一温度阈值;

所述电源适配器的适配器温度大于或等于第二温度阈值。

上述方法,优选的,以第一充电模式对电子设备进行充电,包括:

以第一充电模式中的第一充电功率持续对电子设备进行充电,直到所述第一控制条件被满足。

上述方法,优选的,以第一充电模式对电子设备进行充电,包括:

以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,直到第二控制条件被满足,以所述第一充电模式中的第三充电功率对所述电子设备进行充电,直到第三控制条件被满足,返回执行所述以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,直到所述第一控制条件被满足;

其中,所述第三充电功率小于所述第一充电功率。

上述方法,优选的,所述第二控制条件包含:所述电子设备的电池温度大于或等于第三温度阈值,和/或,所述电源适配器的适配器温度大于或等于第四温度阈值;

所述第三控制条件包含:所述电子设备的电池温度小于或等于第五温度阈值,和/或,所述电源适配器的适配器温度小于或等于第六温度阈值,所述第五温度阈值小于所述第三温度阈值,所述第六温度阈值小于所述第四温度阈值。

上述方法,优选的,在以第一充电模式对电子设备进行充电之前,所述方法还包括:

与所述电子设备确定第一充电模式,以使得所述电源适配器以所述第一充电模式对所述电子设备进行充电,直到所述第一控制条件被满足。

上述方法,优选的,在与所述电子设备确定第一充电模式之前,所述方法还包括:

与所述电子设备确定第二充电模式,以使得所述电源适配器以所述第二充电模式对所述电子设备进行充电;

在以所述第二充电模式对所述电子设备进行充电的过程中,执行所述步骤:与所述电子设备确定第一充电模式。

上述方法,优选的,与所述电子设备确定第一充电模式,包括:

对所述电子设备进行设备验证,以得到表征所述电子设备是否满足设备验证条件的验证结果;

在所述验证结果表征所述电子设备满足所述设备验证条件的情况下,向所述电子设备发送所述电源适配器的适配器温度值,以使得所述电子设备在所述适配器温度值满足快充条件的情况下与所述电源适配器确定第一充电模式。

上述方法,优选的,在以所述第一充电模式对所述电子设备进行充电的过程中,所述方法还包括:

向所述电子设备发送所述电源适配器的适配器温度值,以使得所述电子设备在所述适配器温度值满足过温保护条件的情况下调整功耗参数。

一种电源适配器,包括:

供电电路,用于对电子设备进行充电;

控制器,用于控制所述供电电路以第一充电模式对电子设备进行充电;在第一控制条件被满足的情况下,控制所述供电电路以第二充电模式对所述电子设备进行充电,所述第二充电模式中的第二充电功率为所述电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率,所述第一充电模式中的第一充电功率大于所述第二充电功率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种充电控制方法的流程图;

图2-图6分别为本申请实施例的应用示例图;

图7-图8分别为本申请实施例一提供的一种充电控制方法的另一流程图;

图9为本申请实施例一提供的一种充电控制方法的部分流程图;

图10为本申请实施例二提供的一种充电控制装置的结构示意图;

图11为本申请实施例三提供的一种电源适配器的结构示意图;

图12-图15分别为本申请适用于笔记本的电源适配器的应用示例图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

参考图1,为本申请实施例一提供的一种充电控制方法的实现流程图,该方法可以适用于能够对电子设备进行充电的电源适配器上。本实施例中的技术方案主要用于实现小功率电源适配器的快速充电,以提高充电效率。

具体的,本实施例中的方法可以包含以下步骤:

步骤101:以第一充电模式对电子设备进行充电。

其中,第一充电模式可以理解为快充模式,在第一充电模式中电源适配器以第一充电功率对电子设备进行充电,电子设备在电源适配器进行充电的过程中在所包含的电池中存储电能。

步骤102:在以第一充电模式对电子设备进行充电的过程中,监测第一控制条件是否被满足,在第一控制条件被满足的情况下,执行步骤103。

其中,第一控制条件可以理解为:需要降低充电功率进而保障电源适配器以及电子设备安全使用的条件。

具体的,本实施例中可以对电源适配器和/或电子设备的设备状态进行监测,进而根据这些设备状态来监测第一控制条件是否被满足。这里的设备状态可以包含有一项或多项表征电源适配器和/或电子设备是否处于正常或安全使用状态的状态信息,如温度、电池容量、持续充电时长等。

步骤103:以第二充电模式对电子设备进行充电。

其中,第二充电模式可以理解为标准充电模式,第二充电模式中的第二充电功率为电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率,第一充电模式中的第一充电功率大于第二充电功率。

需要说明的是,本实施例中第二充电功率可以理解为电源适配器能够对电子设备进行持续充电直到电子设备被充满的最大充电功率,而第一充电功率为大于电源适配器能够对电子设备进行持续充电直到电子设备被充满的最大充电功率的充电功率。以额定充电功率为65w的电源适配器为例,其能够进行持续充电直到充满的最大充电功率为65w,本实施例中先以大于65w的充电功率100w对笔记本进行充电,再第一控制条件被满足的时候,再切换到65w对笔记本进行充电,由此,通过大于65w的100w对笔记本进行一段时间的充电,实现小功率的快速充电,能够加快笔记本的充电效率。

由上述方案可知,本申请实施例一提供的一种充电控制方法中,由电源适配器先以第一充电功率对电子设备进行充电,在第一控制条件被满足的情况下,再以低于第一充电功率的第二充电功率对电子设备进行充电,而第二充电功率是电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率。可见,本实施例中电源适配器以大于完整充电功率的更大功率对电子设备进行短暂的充电后,在控制条件被满足的情况下,再以完整充电功率进行持续的充电,这样就可以在保障电源适配器安全使用的前提下,实现较小充电功率的电源适配器的快速充电,由此提高充电效率。

在一种实现方式中,在第一控制条件被满足的情况下,表征电源适配器或电子设备可能会因为电源适配器超大功率充电而存在安全风险,此时,切换到第二充电功率对电子设备充电。具体的,第一控制条件至少包含以下任意一项或任意多项:

1、电源适配器以第一充电功率进行充电的总时长大于或等于时长阈值。

其中,本实施例中电源适配器可以使用第一充电功率持续对电子设备进行充电或者使用第一充电功率间歇性的对电子设备进行充电,而在以第一充电功率进行充电的总时长大于或等于时长阈值此时,切换到第二充电功率对电子设备充电。

具体的,时长阈值可以根据需求设置。例如,基于历史数据,将时长阈值设置为10分钟,在电源适配器以100w对笔记本进行充电持续10分钟时,电源适配器切换到65w对笔记本继续进行充电。

2、电子设备的电池容量大于或等于容量阈值。

其中,容量阈值可以根据需求设置。例如,基于历史数据,将容量阈值设置为40%,在电源适配器以100w对笔记本进行充电直到笔记本的电池容量到达40%时,电源适配器切换到65w对笔记本继续进行充电。

3、电子设备的电池温度大于或等于第一温度阈值。

其中,第一温度阈值可以根据需求设置。例如,基于历史数据,将第一温度阈值设置为40度、50度或左右等数值,在电源适配器以100w对笔记本进行充电直到笔记本的电池温度到达45度时,电源适配器切换到65w对笔记本继续进行充电。

4、电源适配器的适配器温度大于或等于第二温度阈值。

其中,第二温度阈值可以根据需求设置。例如,基于历史数据,将第二温度阈值设置为50度、70度或左右等数值,在电源适配器以100w对笔记本进行充电直到电源适配器的适配器温度到达65度时,电源适配器切换到65w对笔记本继续进行充电。

在一种实现方式中,电源适配器在以第一充电模式对电子设备进行充电时,可以以第一充电模式中的第一充电功率持续对电子设备进行充电,直到第一控制条件被满足。

如图2中所示,电源适配器先以100w对笔记本持续充电一定时长后,在持续充电的时长到达时长阈值如10分钟的时候,第一控制条件被满足,此时,切换到65w对笔记本进行充电。

在另一种实现方式中,电源适配器在以第一充电模式对电子设备进行充电时,可以间歇性的以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,例如:先以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,直到第二控制条件被满足,再次以第一充电模式中的第三充电功率对电子设备进行充电,直到第三控制条件被满足,返回执行以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,以此列推,直到第一控制条件被满足,这里的第三充电功率为小于第一充电功率的功率,具体可以为第二充电功率,也可以为大于第二充电功率的功率或者为小于第二充电功率的功率。

其中,第二控制条件可以为以第一充电功率进行充电的时长到达特定的第一阈值,或者,第二控制条件也可以为:电子设备的电池温度大于或等于第三温度阈值,和/或,电源适配器的适配器温度大于或等于第四温度阈值。

而第三控制条件可以为以第三充电功率进行充电的时长到达特定的第二阈值,第二阈值可以与第一阈值相同也可以不同,或者,第三控制条件也可以为电子设备的电池温度小于或等于第五温度阈值,和/或,电源适配器的适配器温度小于或等于第六温度阈值。这里的,第五温度阈值小于第三温度阈值,第六温度阈值小于第四温度阈值。

在一种实现方式中,电源适配器在间歇性充电过程中,每次以第一充电功率进行充电的时长以及以第三充电功率进行充电的时长可以为固定的时长,也可以为动态变化的时长。如图3中所示,电源适配器先以第一充电模式中的100w对笔记本进行充电2分钟,再次以80w对电子设备进行充电2分钟,再以100w对笔记本进行充电2分钟,再次以80w对电子设备进行充电2分钟,直到以100w对笔记本进行充电的总时长到达10分钟,以65w对笔记本进行充电;或者,如图4中所示,电源适配器先以第一充电模式中的100w对笔记本进行充电4分钟,再次以80w对电子设备进行充电2分钟,再以100w对笔记本进行充电3分钟,再次以80w对电子设备进行充电2分钟,直到以100w对笔记本进行充电的总时长到达10分钟,以65w对笔记本进行充电。

在另一种实现方式中,电源适配器在间歇性充电过程中,每次以第一充电功率进行充电的时长以及以第三充电功率进行充电的时长不固定,是与电源适配器的适配器温度和/或电子设备的电池温度相关的。如图5中所示,电源适配器先以100w对笔记本进行充电,并监测笔记本的电池温度是否达到第三温度阈值,在监测到电池温度到达第三温度阈值如35度时,电源适配器以80w对笔记本进行充电,并继续对笔记本的电池温度进行监测,在电池温度降低到第五温度阈值如30度时,电源适配器再次以100w对笔记本进行充电,以此列推,直到以下任意一项被满足:笔记本电池容量到达40%、以100w对笔记本进行充电的总时长到达10分钟、笔记本电池温度到达45度、适配器温度到达65度等,电源适配器以65w对笔记本进行充电。再如,如图6中所示,电源适配器先以100w对笔记本进行充电,并监测电源适配器的适配器温度是否达到第四温度阈值,在监测到适配器温度到达第四温度阈值如55度时,电源适配器以80w对笔记本进行充电,并继续对电源适配器的适配器温度进行监测,在适配器温度降低到第六温度阈值如45度时,电源适配器再次以100w对笔记本进行充电,以此列推,直到以下任意一项被满足:笔记本电池容量到达40%、以100w对笔记本进行充电的总时长到达10分钟、笔记本电池温度到达45度、适配器温度到达65度等,电源适配器以65w对笔记本进行充电。

在一种实现方式中,电源适配器在以第一充电模式对电子设备进行充电之前,本实施例中的方法还可以包含以下步骤,如图7中所示:

步骤104:电源适配器与电子设备确定第一充电模式,以使得电源适配器以第一充电模式对电子设备进行充电,直到第一控制条件被满足。

其中,电源适配器与电子设备之间可以通过连接的充电接口进行充电参数协商,如协商充电功率、充电时长、充电方式等参数。具体的,电源适配器额与电子设备之间可以通过握手实现参数协商,从而在电源适配器一侧能够确定对电子设备进行充电所采用的充电模式,即具有第一充电功率的第一充电模式。

具体的,在电源适配器与电子设备之间具有共同认证的快充协议的情况下,如功率传输协议PD(Power Delivery)等,电源适配器与电子设备之间进行PD协议沟通,在沟通中电源适配器与电子设备之间确定第一充电模式,由此,电源适配器向电子设备提供第一充电功率的充电;

或者在电子设备不支持电源适配器的私有快充协议的情况下,如电源适配器上自定义的充电协议但电子设备上未识别该充电协议,此时,电源适配器与电子设备之间就该私有协议进行沟通,在沟通中电源适配器与电子设备之间确定第一充电模式,由此,电源适配器向电子设备提供第一充电功率的充电。

例如,电源适配器与笔记本之间进行100w的PD协议沟通,在沟通中电源适配器向笔记本通知标准的最大充电功率65w以及快速充电的充电功率100w,由此,电源适配器向笔记本进行100w快充,在持续10分钟即第一控制条件被满足的时候,电源适配器向笔记本进行65w充电。

再如,电源适配器与笔记本之间进行电源适配器的私有快充协议沟通,以确保电源适配器和笔记本均支持私有快充协议,并在沟通中电源适配器向笔记本通知快充功率100w和最大充电功率65w,由此,电源适配器向笔记本进行100w快充,在持续10分钟即第一控制条件被满足的时候,电源适配器向笔记本进行65w充电。

进一步的,在电源适配器与电子设备确定第一充电模式之前,本实施例中的方法还可以包括以下步骤,如图8中所示:

步骤105:电源适配器与电子设备确定第二充电模式,以使得电源适配器以第二充电模式对电子设备进行充电,在以第二充电模式对电子设备进行充电的过程中,执行步骤104,即电源适配器与电子设备确定第一充电模式。

也就是说,本实施例中电源适配器在与电子设备确定第一充电模式之前,先确定第二充电模式,并且在电源适配器以第二充电模式对电子设备进行充电的过程中,电源适配器与电子设备确定第一充电模式。

具体的,在电子设备不支持电源适配器的私有快充协议的情况下,电源适配器先与电子设备之间通过共同认证的标准充电协议如PD协议进行沟通,以确定标准充电模式即第二充电模式,此时,电源适配器可以先以第二充电模式对电子设备进行充电,在电源适配器可以先以第二充电模式对电子设备进行充电过程中,电源适配器与电子设备之间进行私有快充协议的沟通,以确保电源适配器和电子设备均支持私有快充协议,并在沟通中电源适配器向电子设备通知第一充电模式中的第一充电功率,由此,在沟通完成后,电源适配器以第一充电模式中的第一充电功率向电子设备进行充电,并在第一控制条件被满足的情况下,电源适配器恢复以第二充电模式中的第二充电功率向电子设备进行充电。

例如,电源适配器与笔记本之间在进行100w的私有协议沟通之前,电源适配器先与笔记本之间进行65w的PD协议沟通,在沟通中电源适配器向笔记本通知标准的最大充电功率65w,由此,电源适配器向笔记本提供65w的充电,在电源适配器向笔记本提供65w的充电过程中,电源适配器与笔记本之间进行电源适配器的私有快充协议沟通,以确保电源适配器和笔记本均支持私有快充协议,并在沟通中电源适配器向笔记本通知快充功率100w,由此,电源适配器向笔记本进行100w快充,在持续10分钟或笔记本电池容量到达40%即第一控制条件被满足的时候,电源适配器向笔记本进行65w充电。

基于以上实现,在电子设备不支持电源适配器的私有快充协议的情况下,步骤104中电源适配器在与电子设备确定第一充电模式时,具体可以包含如下步骤,如图9中所示:

步骤901:电源适配器对电子设备进行设备验证,以得到表征电子设备是否满足设备验证条件的验证结果。

具体的,设备验证条件可以为:电子设备与电源适配器相匹配的条件,例如,电子设备的设备参数与电源适配器相匹配,和/或,电源适配器的适配器参数是否与电子设备相匹配,等等。

其中,电源适配器可以与电子设备之间进行双向的设备验证,例如,电源适配器检测电子设备的设备参数如设备型号等是否与电源适配器相匹配,以及,电子设备检测电源适配器的适配器参数如适配器类型等是否与电子设备相匹配,等等。基于此,电源适配器与电子设备之间通过双向身份验证,以确保适配器与电子设备之间均支持私有快充协议,并确认电源适配器为电子设备预设配置的适配器,以防止第三方适配器进行恶意充电。

步骤902:判断验证结果是否表征电子设备满足设备验证条件,在验证结果表征电子设备满足设备验证条件的情况下,执行步骤903。

步骤903:电源适配器向电子设备发送电源适配器的适配器温度值,以使得电子设备在适配器温度值满足快充条件的情况下与电源适配器确定第一充电模式。

其中,本实施例中在验证结果表征电子设备满足设备验证条件的情况下,可以确定电源适配器与电子设备之间均支持电源适配器私有的快充协议,此时,电源适配器与电子设备之间可以通过私有协议握手进行充电参数的沟通,在此过程中,电源适配器向电子设备发送适配器温度值,基于此,电子设备上在适配器温度值的基础上确定快充条件是否被满足。

需要说明的是,快充条件被满足表征电子设备处于电池能够接收快速充电的状态,如电池容量低于阈值、电池温度低于阈值等等,在快充条件被满足时,电子设备可以发送确认消息给电源适配器,以确定第一充电模式中的充电参数,如第一充电功率,基于此,电源适配器可以以第一充电模式对电子设备进行充电。

进一步的,本实施例中在电源适配器以第一充电模式对电子设备进行充电的过程中,电源适配器还可以向电子设备发送电源适配器的适配器温度值,以使得电子设备在适配器温度值满足过温保护条件的情况下调整功耗参数。

另外,本实施例中,电源适配器还可以向电子设备发送充电电压等,以使得电子设备在电压满足过压保护条件的情况下调整功耗参数,从而实现过压保护。

或者,本实施例中,电源适配器还可以向电子设备发送充电电流等,以使得电子设备在电流满足过流保护条件的情况下调整功耗参数,从而实现过流保护。

以过温保护为例,电源适配器与笔记本之间在进行100w的私有协议沟通之前,电源适配器先与笔记本之间进行65w的PD协议沟通,在沟通中电源适配器向笔记本通知标准的最大充电功率65w,由此,电源适配器向笔记本提供65w的充电,在电源适配器向笔记本提供65w的充电过程中,电源适配器与笔记本之间进行电源适配器的私有快充协议沟通,具体分为三个阶段:首先,电源适配器与笔记本之间通过双向鉴权进行身份验证,以确保电源适配器和笔记本均支持私有快充协议,并确认电源适配器为笔记本的原装设计适配器,以防止第三方适配器进行恶意充电;其次,进行私有协议握手沟通,在此过程中,电源适配器向笔记本通知快充功率100w并向笔记本反馈适配器温度状态,笔记本通过判断自身电池容量及温度等状态,在状态满足快充条件时,笔记本通知电源适配器并启动100w的快充,由此,电源适配器向笔记本进行100w快充,在100w快充过程中电源适配器定时向笔记本反馈适配器温度,笔记本在适配器温度达到阈值的情况下,降低功耗以防止适配器温度达到过温保护点,而在电源适配器持续10分钟或笔记本电池容量到达40%即第一控制条件被满足的时候,电源适配器向笔记本进行65w充电。

参考图10,为本申请实施例二提供的一种充电控制装置的结构示意图,该装置可以配置在能够对电子设备进行充电的电源适配器上。本实施例中的技术方案主要用于实现小功率电源适配器的快速充电,以提高充电效率。

具体的,本实施例中的装置可以包含如下单元:

充电控制单元1001,用于以第一充电模式对电子设备进行充电;

条件判断单元1002,用于在第一控制条件被满足的情况下,触发充电控制单元1001以第二充电模式对所述电子设备进行充电,所述第二充电模式中的第二充电功率为所述电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率,所述第一充电模式中的第一充电功率大于所述第二充电功率。

由上述方案可知,本申请实施例二提供的一种充电控制装置中,由电源适配器先以第一充电功率对电子设备进行充电,在第一控制条件被满足的情况下,再以低于第一充电功率的第二充电功率对电子设备进行充电,而第二充电功率是电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率。可见,本实施例中电源适配器以大于完整充电功率的更大功率对电子设备进行短暂的充电后,在控制条件被满足的情况下,再以完整充电功率进行持续的充电,这样就可以在保障电源适配器安全使用的前提下,实现较小充电功率的电源适配器的快速充电,由此提高充电效率。

在一种实现方式中,第一控制条件至少包含以下任意一项或任意多项:电源适配器以第一充电功率进行充电的总时长大于或等于时长阈值;电子设备的电池容量大于或等于容量阈值;电子设备的电池温度大于或等于第一温度阈值;电源适配器的适配器温度大于或等于第二温度阈值。

在一种实现方式中,充电控制单元1001具体用于:以第一充电模式中的第一充电功率持续对电子设备进行充电,直到第一控制条件被满足。

在一种实现方式中,充电控制单元1001具体用于:以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,直到第二控制条件被满足,以第一充电模式中的第三充电功率对电子设备进行充电,直到第三控制条件被满足,返回执行以第一充电模式中的第一充电功率对电子设备进行充电,直到第一控制条件被满足;

其中,第三充电功率小于第一充电功率。

可选的,第二控制条件包含:电子设备的电池温度大于或等于第三温度阈值,和/或,电源适配器的适配器温度大于或等于第四温度阈值;

第三控制条件包含:电子设备的电池温度小于或等于第五温度阈值,和/或,电源适配器的适配器温度小于或等于第六温度阈值,第五温度阈值小于第三温度阈值,第六温度阈值小于第四温度阈值。

在一种实现方式中,充电控制单元1001在以第一充电模式对电子设备进行充电之前,还用于与电子设备确定第一充电模式,以使得电源适配器以第一充电模式对电子设备进行充电,直到第一控制条件被满足。

基于以上实现,充电控制单元1001在与电子设备确定第一充电模式之前,还用于:与电子设备确定第二充电模式,以使得电源适配器以第二充电模式对电子设备进行充电;在以第二充电模式对电子设备进行充电的过程中,再与电子设备确定第一充电模式。

在一种实现方式中,充电控制单元1001与电子设备确定第一充电模式,具体用于:对电子设备进行设备验证,以得到表征电子设备是否满足设备验证条件的验证结果;在验证结果表征电子设备满足设备验证条件的情况下,向电子设备发送电源适配器的适配器温度值,以使得电子设备在适配器温度值满足快充条件的情况下与电源适配器确定第一充电模式。

基于以上实现,充电控制单元1001在以第一充电模式对电子设备进行充电的过程中,还用于向电子设备发送电源适配器的适配器温度值,以使得电子设备在适配器温度值满足过温保护条件的情况下调整功耗参数。

需要说明的是,本实施例中各单元的具体实现可以参考前文中的相应内容,此处不再详述。

参考图11,为本申请实施例三提供的一种电源适配器的结构示意图,在电源适配器中可以包含有如下结构:

供电电路1101,用于对电子设备进行充电;

控制器1102,用于控制所述供电电路1101以第一充电模式对电子设备进行充电;在第一控制条件被满足的情况下,控制所述供电电路1101以第二充电模式对所述电子设备进行充电,所述第二充电模式中的第二充电功率为所述电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率,所述第一充电模式中的第一充电功率大于所述第二充电功率。

由上述方案可知,本申请实施例三提供的一种电源适配器中,由电源适配器先以第一充电功率对电子设备进行充电,在第一控制条件被满足的情况下,再以低于第一充电功率的第二充电功率对电子设备进行充电,而第二充电功率是电源适配器能够进行完整充电的最大充电功率。可见,本实施例中电源适配器以大于完整充电功率的更大功率对电子设备进行短暂的充电后,在控制条件被满足的情况下,再以完整充电功率进行持续的充电,这样就可以在保障电源适配器安全使用的前提下,实现较小充电功率的电源适配器的快速充电,由此提高充电效率。

以电源适配器为笔记本的电源适配器为例,以下对本申请中的技术方案进行详细说明:

首先,目前笔记本的充电方式,大体可以分为两种:一种是支持Type-C的PD协议的充电方式;另一种是支持方口或圆口等不支持PD协议的充电方式。但是对于这两类充电方式,在设计适配器时,都是以笔记本最大充电功率进行设计,而在笔记本充电过程中,有部分时间充电功率是低于适配器最大功率的。这必然导致适配器设计资源的浪费。

另外,充电电池大多采用慢速充电,如采用快速充电的方式,需要设计更大的电源适配器以满足快速充电功率,无法实现小功率充电器进行快速充电的过程。

有鉴于此,本申请中提出一种小功率充电器实现笔记本快速充电的技术方案。该方案适用于任何小功率适配器短时间实现大功率快充的场景,实际功率设计需要根据用户应用场景进行定义。本申请中以65W turbo 100W为例予以详细说明:

笔记本搭配的适配器为65W的标准充电功率,该适配器在10~15分钟可以实现100W的Turbo快充。如图12中所示,当笔记本电量为0时,适配器和笔记本通过私有协议沟通,进行10~15分钟100W快速充电;此时电量可以充到40%,然后进行标准60W的充电,30分钟充电60%;最后在60分钟内充满笔记本。

具体实现中,本申请的技术方案分别为:笔记本快充协议设计(重点部分)、支持该协议的快充适配器的设计、笔记本及电池的设计三个部分。如下:

一、笔记本快充协议的设计

快充协议有3种实现方案:

(1)实现方案一

在进行私有协议沟通之前,笔记本与适配器首先进行标准65W PD协议沟通(Phase1)。沟通完成后适配器会向笔记本提供最高65W充电。其中,系统下行端口system DFP(DownstreamFacingPort)、系统上行端口system UFP(UpstreamFacingPort)、适配器上行端口adapter UFP和适配器下行端口adapter DFP之间的传输如图13中所示:

在Phase 1阶段,system DFP和adapter UFP之间通过Type-C cable相连,基于此,system DFP和adapter UFP之间进行PD协议沟通,这一沟通过程中system和adapter之间确定充电参数,adapter告知system有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A等参数,system告知adapter需要20V/3.25A即65W的充电需求,adapter向system反馈确认,此时,适配器会向笔记本提供最高65W充电

接下来进行私有协议沟通(Phase 2)。结合图13,如图14中所示,笔记本快充协议分为3各阶段。

第一阶段为身份验证。笔记本和适配器在首次接入后,需要通过双向鉴权进行身份验证,确保适配器和笔记本均支持私有快充协议,并确认适配器为原装设计适配器,以防止第三方适配器进行恶意充电。

第二阶段为私有协议握手沟通。在该阶段为笔记本100W快充阶段。适配器首先向笔记本回馈温度状态,具体可以通过适配器中的温度传感器采集温度,笔记本CPU通过判断自身电池容量、温度以及电池状态。在状态满足要求时,启动20V/5A 100W的大功率快充。

第三阶段为适配器状态反馈。包括过温回馈、过温保护、过压保护、过流保护等。其中,适配器会定时回馈自身温度状态,当温度达到设定临界值时,笔记本会适当降低功耗以防止适配器温度达到过温保护点。

在笔记本电池充到40%时,结束100W快充,回到标准65W充电状态(Phase 3)。

需要说明的是,PD协议是一种新的电源和通讯连接方式,它允许USB设备间传输最高至100W(20V/5A)的功率,同时它可以改变端口的属性,也可以使端口在DFP与UFP之间切换,它还可以与电缆通信,获取电缆的属性。

(2)实现方案二

在(Phase 1)阶段,适配器直接向笔记本通过标准PD协议播报最大100W(20V/5A)功率。此时适配器会向笔记本提供20V/5A的充电。

笔记本会根据适配器的工作状态及温度,实时调整其自身功耗,以满足快充的需求,同时保证适配器温度在规定范围内。

例如,笔记本会进行间断的100W快充。当适配器温度正常时,笔记本加大功耗到100W;当适配器温度达到临界点时,笔记本降低功耗使适配器降温。

(3)实现方案三

PD协议中包含了Turbo充电的功能。即在PD协议沟通中,适配器会向笔记本播报标准的最大功率(即65W),同时向笔记本播报自身具有的Turbo充电的能力(即100W,10分钟)。播报沟通完成以后,笔记本会直接进行100W快充,并持续10分钟。10分钟结束后,恢复到65W标准充电。

二、65W Turbo 100W电源适配器设计

该适配器是一个支持标准协议的65W电源适配器。支持通用PD3.0、QC3.0、QC2.0等充电协议。同时,适配器还支持上述所描述的10~15分钟100W的私有快充协议,该协议只支持兼容该私有协议的设备充电。

三、笔记本电池设计

电池需要根据适配器能够提供的最大功率进行设计,并搭配其充电方式进行充电。以65W(Turbo 100W)为例。电池的最大充电功率为100W,本方案选择4串3245mAh的电池包。如图15中所示,电池充电电压为16.8V~17.8V,支持1.8C快充充电(3.245A*16.8V*1.8C=98.13W)。

电池的充电曲线应当满足适配器相应的功率曲线,即在10~15分钟之内,电池以16.8V/5.8A功率充电。随后降低充电电流至约3.65A,在60分钟之内充满电池。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

相关技术
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