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一种充电装置

文献发布时间:2023-06-19 12:00:51


一种充电装置

技术领域

本发明涉及可穿戴设备充电技术领域,尤其涉及一种充电装置。

背景技术

目前,可穿戴设备的功能越来越丰富,但是续航问题是一大痛点,而业内主要通过“开源”、“节流”和“快充”三种方式提升电池能量密度加大容量,增加充电功率,以提高续航时长。但是,“开源”和“节流”是有上限的,如由于可穿戴设备的小型化/轻薄化特点,电池容量的提升会受到可穿戴设备体积的限制,而低功耗又受到技术限制。因此,快充成为解决可穿戴设备续航的首选,进而,如何对可穿戴设备电池实现快充成为本领域技术人员深入研究的一大课题。

发明内容

本发明实施例公开了一种充电装置,用于实现可穿戴设备电池的高效快充。

本发明实施例公开了一种充电装置,可包括:

电压调整模块,所述电压调整模块的输入端与适配器的输出端连接;

充电模块,所述充电模块的输入端与所述电压调整模块的输出端连接,所述充电模块的输出端与电池的输入端连接;

反馈回路,所述反馈回路的反馈输出端与所述电压调整模块的反馈输入端连接,所述反馈回路还与所述电压调整模块的输出端、所述充电模块的输入端连接,所述反馈回路还与所述电池的输入端连接和/或与所述充电模块一端连接;

其中,通过所述反馈回路实时根据所述电池的输入电压向所述电压调整模块提供对应的反馈电压,由所述电压调整模块根据所述反馈电压调整提供给所述充电模块的输入电压,获得所述充电模块的输入电压为所述充电模块的输出电压的N倍以实现对所述电池快充,所述电池的输入电压等于所述充电模块的输出电压,N为正整数。

作为一种可选的实施方式,所述反馈回路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第四电阻和第五电阻;

所述运算放大器的运放输出端作为所述反馈回路的反馈输出端,与所述电压调整模块的所述反馈输入端连接;

所述第一电阻的一端与所述电压调整模块的所述输出端、所述充电模块的所述输入端连接,所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端接地,所述运算放大器的同向输入端与所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端均连接;

所述第四电阻的一端与所述充电模块的所述输出端、所述电池的所述输入端连接,所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接,所述第五电阻的另一端接地,所述运算放大器的反向输入端与所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端连接。

通过实施上述实施方式,能够结合电阻网络,确保充电模块的输入电压是电池电压的2倍,以确保正常充电,提高充电效率。

作为一种可选的实施方式,

V1=2V4

其中,V1为所述电压调整模块的输出电压,V4为所述电池的输入电压,R1为所述第一电阻,R2为所述第二电阻,R4为所述第四电阻,R5为所述第五电阻。

通过实施上述实施方式,能够结合电阻网络,确保充电模块的输入电压是电池电压的2倍,以确保正常充电,提高充电效率。

作为一种可选的实施方式,所述反馈回路包括处理模块、滤波电路、第六电阻、第七电阻和第八电阻,所述滤波电路包括第九电阻和第一电容;

其中,所述处理模块连接所述充电模块,所述处理模块的信号输出端与所述第九电阻的一端连接,所述第九电阻的另一端与所述第六电阻的一端及所述第一电容的一端连接,所述第六电阻的一端还与所述第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端接地;

所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述电压调整模块的反馈输入端连接,所述第七电阻的一端还与所述第八电阻的一端、所述电压调整模块的反馈输入端连接,所述第八电阻的一端还与所述电压调整模块的反馈输入端连接,所述第七电阻的另一端与所述电压调整模块的输出端、所述充电模块的输入端连接,所述第八电阻的另一端接地;

其中,通过所述处理模块实时从所述充电模块读取所述电池的输入电压,并调整所述电池的输入电压对应的脉冲宽度调制PWM信号的占空比后输出,以调整所述滤波电路的输出电压以向所述电压调整模块提供对应的反馈电压。

作为一种可选的实施方式,所述处理模块连接所述电池的输入端,通过所述处理模块实时从所述电池读取所述电池的输入电压,并对所述电池的输入电压进行ADC转换后输出,以调整所述滤波电路的输出电压以向所述电压调整模块提供对应的反馈电压。

作为一种可选的实施方式,所述充电模块为电荷泵充电集成电路IC。

作为一种可选的实施方式,所述电压调整模块的接地管脚接地,且与所述适配器的接地管脚连接;所述电池的另一端接地。

作为一种可选的实施方式,所述适配器通过两个管脚与所述电压调整模块连接。

通过该实施方式,不需要定制适配器,能够减少用于与适配器连接的管脚,适用于普通的2PIN适配器,能够兼容可穿戴设备之前的线材。

作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述适配器的输出电压为恒定电压。

与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:

本发明实施例提供的充电装置包括电压调整模块、充电模块和反馈回路,该电压调整模块的输入端与适配器的输出端连接,以获得适配器的输入电压,该反馈回路还与电压调整模块的输出端、充电模块的输入端连接,同时,该反馈回路还与电池的输入端连接和/或充电模块一端连接,从而,能够通过反馈回路实时根据电池的输入电压向电压调整模块提供对应的反馈电压,由电压调整模块根据反馈电压调整提供给充电模块的输入电压,获得充电模块的输入电压为充电模块的输出电压的N倍以实现对电池快充,该电池的输入电压等于充电模块的输出电压,N为正整数;可见,实施本发明实施例,通过电压调整模块与反馈回路的结合,能够实时根据电池的输入电压,以便电压调整模块给充电模块提供输入电压,满足充电模块的输入电压为充电模块的输出电压的N倍,实现电池快速充电。

另外,通过本发明实施例,直接通过硬件反馈电压,响应速度较快。

另外,通过本发明实施例,不需要定制适配器,不需要额外定制软件通信协议,适用于普通的2PIN适配器,能够兼容可穿戴设备之前的线材。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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为本发明实施例一公开的充电装置的结构示意图;

图2为本发明实施例二公开的充电装置的结构示意图;

图3为本发明实施例三公开的充电装置的结构示意图;

图4为本发明实施例四公开的充电装置的结构示意图;

图5为本发明实施例五公开的充电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。

电荷泵充电集成电路(Integrated Circuit,IC)的充电效率非常高,因此,在本发明实施例中采用电荷泵充电IC作为其中的充电器件。电荷泵充电IC利用的是电容充放电原理,输入电压一般为输出电压的2倍。为了能够获得2倍的输入电压,在本发明实施例中通过增加电压调整模块和反馈回路,在电荷泵充电IC实现充电时,由反馈回路实时获取电池的输入电压(即电荷泵充电IC的输出电压),并反馈给电压调整模块以调整电压获得2倍的输入电压。

基于上述介绍,本发明实施例公开了一种充电装置,通过电压调整模块与反馈回路的结合,实现充电模块给电池快速充电,响应速度快,不需要配置软件通信协议,能够减低成本。

请参阅图1,图1为本发明实施例一公开的充电装置的结构示意图;如图1所示,该充电装置可包括:

电压调整模块10,该电压调整模块10的输入端(图中未标示)与适配器40的输出端(图中未标示)连接;

充电模块20,该充电模块20的输入端(图中未标示)与上述电压调整模块10的输出端(图中未标示)连接,该充电模块20的输出端(图中未标示)与电池50的输入端(图中未标示)连接;

反馈回路30,该反馈回路30的输出端(图中未标示)与上述电压调整模块10的反馈输入端(图中未标示)连接,该反馈回路30还与上述电压调整模块10的输出端(图中未标示)、该充电模块20的输入端(图中未标示)连接,该反馈回路30还与电池50的输入端(图中未标示)连接和/或与充电模块20一端(图中未标示)连接;

其中,通过反馈回路30实时根据电池50的输入电压向电压调整模块10提供对应的反馈电压,由电压调整模块10根据反馈电压调整提供给充电模块20的输入电压,获得充电模块20的输入电压为充电模块20的输出电压的N倍以实现对电池50快充,该电池50的输入电压等于充电模块20的输出电压,N为正整数。

其中,在图1中直接标示反馈回路30同时与电池50的输入端和充电模块20一端连接,但是需要说明的是,反馈回路30也可以选择只与电池50的输入端连接,或者,选择只与充电模块20一端连接。

在本发明实施例中,通过反馈回路30能够获取到电池50的输入电压,并根据电池50的输入电压将反馈电压提供给电压调整模块10,电压调整模块10根据反馈电压对从适配器40获取的输入电压进行调整,以使得提供给充电模块20的输入电压是输出电压的N倍,进而实现对电池50的高效快充,其中,N为正整数,优选的,N取值为2。

优选的,上述充电模块20为电荷泵充电IC,电荷泵充电IC的输入电压为输出电压的2倍,如电荷泵充电IC的输入电压为20V,则电荷泵充电IC的输出电压为10V,从而确保能够利用该充电模块20对电池50实现快速充电。

其中,上述电压调整模块10通过接地管脚接地。电压调整模块10中的反馈输入端的电压升高时,电压调整模块10的输出端的输出电压VOUT就会降低,反之,电压调整模块10中的反馈输入端的电压降低时,电压调整模块10的输出端的输出电压VOUT就会升高,而在本发明实施例中,最终将获得恒定的输出电压,并且使得充电模块20的输入电压为输出电压的2倍。优选的,上述电压调整模块10为Boost升压电路,即DC-DC电压调整电路,如市面上型号为3843芯片、TL3579芯片等,具体根据需要提升的电压来决定采用哪种芯片,如TL3579芯片为5V升12V。

可选的,适配器40的输出电压可以是5V,电流为2A。

可选的,上述电池50的一端接地,该电池可以为锂电池。

需要说明的是,图1中反馈回路20可以与充电模块20连接,也可以与电池50连接。

可见,本发明实施例提供的充电装置中,该电压调整模块的输入端与适配器的输出端连接,以获得适配器的输入电压,该反馈回路还与电压调整模块的输出端、充电模块的输入端连接,同时,该反馈回路还与电池的输入端连接和/或充电模块连接,从而,能够通过反馈回路实时根据电池的输入电压向电压调整模块提供对应的反馈电压,由电压调整模块根据反馈电压调整提供给充电模块的输入电压,获得充电模块的输入电压为充电模块的输出电压的N倍以实现对电池快充,该电池的输入电压等于充电模块的输出电压,N为正整数;可见,实施本发明实施例,通过电压调整模块与反馈回路的结合,能够实时根据电池的输入电压,以便电压调整模块给充电模块提供输入电压,满足充电模块的输入电压为充电模块的输出电压的N倍,实现电池快速充电。

请参阅图2,图2为本发明实施例二公开的充电装置的结构示意图;在图2所示的充电装置中,反馈回路30可以包括运算放大器310、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5。

其中,运算放大器310的运放输出端作为反馈回路30的反馈输出端,与上述电压调整模块10的反馈输入端连接。

第一电阻R1的一端与电压调整模块10的输出端、充电模块20的输入端连接,第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接,第二电阻R2的另一端接地,运算放大器310的同向输入端与第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端均连接;

第四电阻R4的一端与充电模块20的输出端、电池50的输入端连接,第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端连接,第五电阻R5的另一端接地,运算放大器310的反向输入端与第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端连接。

在本发明实施例中,通过设置电阻网络,由第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5组成,通过该电阻网络调整反馈电压,以实现电压调整模块10将输出电压调整为电池50的输入电压的N倍。例如,当N=2时,假设电压调整模块10的输出电压为V1,电池50的输入电压为V4,需要满足:

V1=2V4 公式2

其中,V1为电压调整模块10的输出端的输出电压(也是充电模块20的输入电压),V4为电池50的输入电压(也是充电模块20的输出电压),R1为第一电阻,R2为第二电阻,R4为第四电阻,R5为第五电阻。

根据上述公式1和公式2可知,通过合理设置第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5的阻值,满足V1=2V4。

在针对电阻网络的每一个电阻设置相应阻值后,第一电阻R1和第二电阻R1串联后,运算放大器310的同向输入端连接至连接点L1,运算放大器310的同向输入端的输入电压为连接点L1的电压,第四电阻R4和第五电阻R5串联后,运算放大器310的反向输入端连接至连接点L2,运算放大器310的反向输入端的输入电压为L2点对应的电压。结合图2可知,当电池50的输入电压升高时,运算放大器310的反向输入端的电压也会升高,如果该运算放大器310的同向输入端的电压小于该反向输入端的电压,那么电压调整模块10中的反馈输入端的电压(反馈电压)会降低,如果低于内部设置的基准电压,电压调整模块10的输出端的输出电压VOUT就会升高,例如,为了满足输出电压为电池50的输入电压的2倍,若当前电池50的输入电压为10V,需要将电压调整模块10的输出电压VOUT升高为20V;当电池50的输入电压降低时,运算放大器310的反向输入端的电压也会降低,如果该运算放大器310的同向输入端的电压大于该反向输入端的电压,那么电压调整模块10中的反馈输入端的电压(反馈电压)会被升高,如果高于内部设置的基准电压,电压调整模块10的输出端的输出电压VOUT就会降低。如果反馈电压等于内部设置的基准电压,将持续原来大小的电压,因此,在结合电阻网络,经充电开始前的调整后,能够使得电压调整模块10输出恒压,维持整个充电装置的稳定。

可见,通过上述实施例,反馈回路30用于获取电压调整模块10的输出电压和电池50的输入电压,比较电池50的输入电压与电压调整模块10的输出电压,然后将反馈电压给到电压调整模块10,由电压调整模块10根据反馈电压控制输出电压。通过本发明实施例利用硬件实现电压比较,能够提高响应速度,而且是由电压调整模块10对适配器的电压进行调整,以供给充电模块20进行充电,不用向适配器40申请电压,不需要结合软件通信协议,同时,使得适配器40的输入电压可以是恒定电压,能够满足所提供的适配器只是普通的适配器,降低软件及硬件成本。

请参阅图3,图3为本发明实施例三公开的充电装置的结构示意图;在图3中,电压调整模块10为Boost升压电路,即DC-DC电压调整电路,反馈回路30包括运算放大器310、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5,充电模块20为电荷泵充电IC,适配器40为2PIN的通用适配器,电池50为锂电池。

基于图3所示的电路,如果运算放大器310的反向输入端电压大于同向输入端电压,运算放大器310的输出电压相对会降低,如果运算放大器310的反向输入端电压小于同向输入端电压,运算放大器310的输出电压相对升高。

进一步的,Boost升压电路上设置反馈(Feed Back,FB)管脚、VOUT管脚(输出端),其中,通过VOUT管脚与充电模块20的输入端连接,FB管脚与运算放大器310的运放输出端连接。其中,根据FB管脚的反馈电压调节电压调整模块10的输出电压VOUT,当FB管脚接收到的反馈电压小于设置的基准电压时,将升高Boost升压电路的输出电压VOUT,当反馈电压大于该基准电压时,将降低Boost升压电路的输出电压VOUT,当反馈电压等于该基准电压,达到反馈电压稳定状态,此时,Boost升压电路的输出电压VOUT为恒定电压,为固定值。

在一些应用实施例中,图2或图3所示的充电装置可以整个设置于整机中如设置于可穿戴设备中。整机上还将设置POGOPIN接口,充电装置经POGOPIN接口连接通用充电线,经充电线连接适配器,其中,充电线一端口为POGOPIN接口,充电线另一端口为A口,充电装置经POGOPIN接口连接通用充电线的POGOPIN接口,适配器连接至充电线的A口,需要说明的是,此时,整机上的POGOPIN接口及充电线的POGOPIN接口都不需要额外增加PIN,且所采用的充电线的A口只是通用的2PIN接口,适配器也只是通用的2PIN适配器,能够兼容之前开发的线材,也不用再额外开发软件协议。而整机中的Boot升压电路还设置另外3个PIN,分别为VIN、EN和GND,其中,通过VIN和EN连接到充电线的POGOPIN接口的VOUT上,GND管脚连接到POGOPIN接口的GND上并接地。在该应用中,利用硬件反馈电压和调整电压,响应速度,而该充电装置能够适用于2PIN的适配器,不需要额外开发软件通信协议,不需要定制适配器,能够兼容可穿戴设备之前的线材。

在另一些应用实施例中,充电装置不完全设置在整机中,其中的Boot升压电路设于充电线端,电荷泵充电IC设于整机,而反馈回路30的部分电路设于可穿戴设备,部分电路设于充电线端。如结合图2或图3,反馈回路30中的运算放大器设置于充电线端,而第四电阻R4和第五电阻R5则设置于整机中。需要说明的是,此时整机中的POGOPIN接口上需要增设一个PIN,即FB,同样的,充电线的POGOPIN接口上也需要增设FB PIN,进而两者的相同PIN分别对应连接。其中,整机上POGOPIN接口的VOUT PIN连接至充电线的POGOPIN接口的VOUT PIN,整机上POGOPIN接口的FB PIN连接至充电线的POGOPIN接口的FB PIN,整机上POGOPIN接口的GND PIN连接至充电线的POGOPIN接口的GND PIN并接地。在整机中,电荷泵充电IC连接至POGOPIN接口的VOUT PIN上,POGOPIN接口的FB PIN连接至如图2所示的连接点L2上,而GNDPIN连接至第五电阻R5的接地端。在充电线端中,充电线的POGOPIN接口的FB PIN连接至如图2所示的连接点L1上,Boost升压电压的输出端连接至POGOPIN接口的VOUT PIN上。Boost升压电压还设置有VIN、EN及GND三个PIN,Boost升压电压经该三个PIN连接至充电线的A口,然后经A口连接2PIN适配器。在该应用中,利用硬件反馈电压和调整电压,响应速度,而该充电装置只需要在整机端和充电线端增加一个FB PIN,但不需要适配器增加PIN,能够适用于2PIN的适配器,不需要定制适配器,不需要额外开发软件通信协议,能够兼容可穿戴设备之前的线材。另外,在该应用中,通过将Boot升压电路设于充电线端,可以降低POGOPIN连接处以及整机的发热,进而缩短充电时间,提高快充速度。

请参阅图4,图4为本发明实施例四公开的充电装置的结构示意图;如图4所示的充电装置中,上述反馈回路30包括处理模块410、滤波电路420、第六电阻430、第七电阻440和第八电阻450,滤波电路420包括第九电阻4211和第一电容4212。

其中,处理模块410连接充电模块20,处理模块410的信号输出端与第九电阻4211的一端连接,第九电阻4211的另一端与第六电阻430的一端及第一电容4212的一端连接,第六电阻430的一端还与第一电容4212的一端连接,第一电容4212的另一端接地;

第六电阻430的另一端与第七电阻440的一端、第八电阻450的一端、电压调整模块10的反馈输入端连接,第七电阻440的一端还与第八电阻450的一端、电压调整模块10的反馈输入端连接,第八电阻650的一端还与电压调整模块10的反馈输入端连接,第七电阻440的另一端与电压调整模块10的输出端、充电模块20的输入端连接,第八电阻450的另一端接地;

其中,通过处理模块410实时从充电模块20读取电池的输入电压,并调整电池的输入电压对应的脉冲宽度调制PWM信号的占空比后输出,以调整滤波电路的输出电压VO以向电压调整模块提供对应的反馈电压。

在本发明实施例中,能够利用处理模块410从充电模块20中读取电池50的输入电压,通过对输入电压对应的PWM信号的占空比进行调整,也就调节了经经滤波器电路后的电压VO,使得电压调整模块10能够根据反馈电压调整输出,满足电压调整模块10的输出电压为电池50的输入电压的N倍。

可选的,处理模块10可以是中央处理器(Central Processing Unit/Processor,CPU)或者微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)。

例如,满足电压调整模块10的输出电压为电池50的输入电压的2倍,即VOUT=2VBAT;

VO=VPWM*D(占空比);

根据基尔霍夫电流定律:I7=I8+I6;

I7=(VOUT-VFB)/R7;

I8=VFB/R8;

I6=(VFB-VO)/R6;

所以,V0=VFB(1+R6/R8+R6/R7)-2VBAT/R7,通过该关系可以实时调整PWM的占空比D来满足充电模块20给电池50的快充需求。

其中,VOUT为电压调整模块10的输出电压(等于充电模块20的输入电压),VBAT为电池50的输入电压,VO为第六电阻、第九电阻和第一电容的连接点的电压(等于滤波电路的输出电压),R6为第六电阻,R7为第七电阻,R8为第八电阻,R9为第九电阻,VFB为电压调整模块10的反馈输入端的电压(即反馈电压),VPWM为处理模块410输出的电压,D为处理模块10所调整的占空比。

另外,为了满足电压调整模块10初始输出的电压VOUT等于额定值,可通过R7和R8来实现,其中VOUT=VFB(1+R7/R8),如可以正常输出5V,此时,需要的是普通的充电。如果考虑线损,还可适当增加电压值δ来抵消线损。

请进一步结合图4,在图中,处理模块410可以选择连接电池50的输入端,通过处理模块410实时从电池50读取电池50的输入电压,并对电池50的输入电压进行ADC转换后输出,以调整滤波电路420的输出电压以向电压调整模块10提供对应的反馈电压。

需要说明的是,在图4中,处理模块410至充电模块20的连接线及至电池50的连接线为虚线,仅用于说明处理模块410可以选择连接充电模块20或者电池50。在处理模块410连接电池50时,处理模块410可以通过带模/数转换器(Analog-to-DigitalConverter,ADC)功能的IO引脚连接电池50,直接读取电池50的输入电压,然后将读取的电压信号转换成数字信号后VDAC输出,从而调整电压值VO。

例如,满足电压调整模块10的输出电压为电池50的输入电压的2倍,即VOUT=2VBAT;

VO=VDAC;

根据基尔霍夫电流定律:I7=I8+I6;

I7=(VOUT-VFB)/R7;

I8=VFB/R8;

I6=(VFB-VO)/R6;

所以,V0=VFB(1+R6/R8+R6/R7)-2VBAT/R7,通过该关系可以实时调整PWM的占空比D来满足充电模块20给电池50的快充需求。

其中,VOUT为电压调整模块10的输出电压(等于充电模块20的输入电压),VBAT为电池50的输入电压,VO为第六电阻、第九电阻和第一电容的连接点的电压(等于滤波电路的输出电压),R6为第六电阻,R7为第七电阻,R8为第八电阻,R9为第九电阻,VFB为电压调整模块10的反馈输入端的电压(即反馈电压),VDAC为处理模块410输出的电压。

请参阅图5,图5为本发明实施例五公开的充电装置的结构示意图;在图5所示的充电装置中,电压调整模块10为Boost升压模块,充电模块20为电荷泵充电IC,反馈回路30中的处理模块410为CPU或为MCU。

在一些应用实施例中,如图4和图5所示的充电装置可以整个设置于整机中,如可穿戴设备中,整机通过通用充电线与适配器连接。需要说明的是,在充电装置设于整机时,整机上的POGOPIN接口和充电线上的POGOPIN接口都不需要增加FB PIN,直接利用整机上的POGOPIN接口与充电线上的POGOPIN接口连接,而适配器与充电线的A口连接,适配器只需要通用的2PIN适配器。在整机中,Boot升压电路还设置VIN、EN和GND三个PIN,通过VIN和EN连接到通用充电线的POGOPIN接口的VOUT PIN上,Boot升压电路的GND PIN连接到POGOPIN接口的GND PIN上。在该应用中,不需要定制适配器,能够适用于2PIN的适配器,不需要额外开发软件通信协议,能够兼容可穿戴设备之前的线材。而且在充电过程中,直接通过硬件反馈,响应速度较高。

在另一些应用实施例中,如图4和图5所示的充电装置不完全设于整机,如可穿戴设备,也不完全设于充电线,而是其中的Boot升压电路设于充电线端,电荷泵充电IC设于整机,而反馈回路中的CPU或MCU作为整机中的单元,设于整机中。需要说明的是,此时,充电线的POGOPIN接口和整机的POGOPIN接口都需要增设FB PIN,分别具有VOUT、FB和GND三个PIN,整机的POGOPIN接口与充电线的POGOPIN接口实现对应PIN连接。在整机中,电荷泵充电IC的输入端连接至POGOPIN接口的VOUT PIN,而CPU或MCU输出端连接至POGOPIN接口上的FBPIN,电池50的接地端连接至GND PIN。在充电线中,POGOPIN接口上的VOUT PIN与Boot升压电路的输出端VOUT、第七电阻的另一端连接,POGOPIN接口上的FB与第九电阻的一端连接,POGOPIN接口上的GND连接至第一电容的接地端,Boot升压电路经VIN、EN及GND三个PIN连接至A口。可见,在该应用中,虽然需要在整机的POGOPIN接口和充电线的POGOPIN接口增设FBPIN,但是还是采用2PIN的适配器,不需要定制适配器,而直接通过硬件反馈,响应速度较高。另外,在该应用中,通过将Boot升压电路设于充电线端,可以降低POGOPIN连接处以及整机的发热,进而缩短充电时间,提高快充速度。

可见,通过本发明实施例,利用电压调整模块与反馈回路的结合,能够实时根据电池的输入电压,以便电压调整模块给充电模块提供输入电压,满足充电模块的输入电压为充电模块的输出电压的N倍,实现电池快速充电。

另外,通过本发明实施例,直接通过硬件反馈,响应速度较高。

另外,通过本发明实施例,不需要定制适配器,不需要额外开发通信协议,适用于普通的2PIN适配器。

以上对本发明实施例公开的一种充电装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种充电装置及可穿戴设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

相关技术
  • 运行车辆充电装置的方法,车辆充电装置及包括传感器装置和车辆充电装置的系统
  • 用于充电装置的模块系统、充电装置以及具有由模块系统构成的充电装置的车辆
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