一种终端充电电路和方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种终端充电电路和方法。

背景技术

目前执法记录仪通过USB接口连接采集站充电、上传数据时，采集站USB单口输出最大电流为1A。受采集站的USB口输出功率限制，执法记录仪充满电花费时间较长，发热大。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种终端充电电路和方法，以解决终端充充电耗时长的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种终端充电电路，其与所述终端的电池连接，包括检测模块和充电控制模块，所述检测连接所述充电控制模块，所述充电控制模块还与所述电池连接；所述开关机检测单元用于检测所述终端的开关机状态，所述充电控制模块用于根据所述终端的开关机状态调节所述电池的充电电流。

所述的终端充电电路中，所述检测模块包括开关机检测单元和调节单元，所述开关机检测单元与所述调节单元单元，所述调节单元连接所述充电控制模块；所述开关机检测单元用于当所述终端开机时输出开机检测信号至所述调节单元，当所述终端关机时输出关机检测信号至所述调节单元；所述调节单元用于根据所述开机检测信号输出第一调节信号至所述充电控制模块，并根据所述关机检测信号输出第二调节信号至所述充电控制模块，使得所述充电控制模块根据所述第一调节信号调节所述电池的充电电流为第一充电电流，并根据所述第二调节信号调节所述电池的充电电流为第二充电电流，且所述第一充电电流小于所述第二充电电流。

所述的终端充电电路，还包括过压保护模块，所述过压保护模块与外部电源和所述控制模块连接，所述过压保护模块用于检测所述外部电源的供电电压，并在所述供电电压大于预设电压时，控制所述充电控制模块断电。

所述的终端充电电路中，所述过压保护模块包括过压检测单元和开关单元，所述过压检测单元与外部电源和所述开关单元连接；所述过压检测单元用于检测所述外部电源的供电电压，并当所述供电电压大于所述预设电压时，控制所述开关模块关闭，使得所述充电控制模块断电。

所述的终端充电电路中，所述开关机检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管和第二三极管；所述调节单元包括第五电阻和第六电阻；所述第一电阻的一端连接所述终端，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端均连接所述第一三极管的基极；所述第一三极管的集电极、所述第四电阻的一端和所述第二三极管的基极通过所述第三电阻接电；所述第一三极管的发射极、所述第二电阻的另一端、所述第四电阻的另一端和所述第二三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端和所述第六电阻的一端均连接所述充电控制模块，所述第六电阻的另一端接地。

所述的终端充电电路中，所述充电控制模块包括充电管理芯片、第一电容和第二电容；所述第一电容的一端、所述充电管理芯片的第4脚和所述充电管理芯片的第8脚均接电，所述第一电容的另一端接地；所述第二电容的一端和所述充电管理芯片的第5脚均连接所述电池，所述第二电容的另一端接地。

所述的终端充电电路中，所述过压检测单元包括稳压二极管和第七电阻，所述稳压二极管的正极连接信号输入端和所述开关单元；所述稳压二极管的负极和所述第七电阻的一端连接所述开关单元，所述第七电阻的另一端接地。

所述的终端充电电路中，所述开关单元包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三三极管、第四三极管、第三电容、第四电容、第五电容和第一MOS管；所述第八电阻的一端连接所述第七电阻的一端，所述第八电阻的另一端和所述第九电阻的一端均连接所述第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极、所述第十电阻的一端和所述第四电容的一端均连接所述第四三极管的基极，所述第四电容的另一端和所述第四三极管的发射极均接地，所述第十电阻的另一端、所述第三电容的一端、所述第十一电阻的一端和所述第一MOS管的源极均连接信号输入端，所述第四三极管的集电极、所述第三电容的另一端、所述第十一电阻的另一端均连接所述第一MOS管的栅极，所述第一MOS管的漏极和所述第五电容的一端接电，所述第五电容的另一端接地。

一种终端充电方法，包括如下步骤：

检测模块检测终端的开关机状态；

充电控制模块根据所述终端的开关机状态调节所述终端的电池的充电电流。

所述的终端充电方法中，所述检测模块检测终端的开关机状态的步骤包括：所述检测模块包括开关机检测单元和调节单元，

当所述终端开机时，所述开关机检测单元输出开机检测信号至所述调节单元，当所述终端关机时，所述开关机检测单元输出关机检测信号至所述调节单元；

所述调节单元根据所述开机检测信号输出第一调节信号至所述充电控制模块，并根据所述关机检测信号输出第二调节信号至所述充电控制模块。

所述的终端充电方法中，所述充电控制模块根据所述终端的开关机状态调节所述终端的电池的充电电流的步骤包括：

所述充电控制模块根据所述第一调节信号调节所述电池的充电电流为第一充电电流，并根据所述第二调节信号调节所述电池的充电电流为第二充电电流，且所述第一充电电流小于所述第二充电电流。

相较于现有技术，本发明提供了一种终端充电电路和方法，所述终端充电电路包括检测模块和充电控制模块，所述检测模块连接所述充电控制模块，所述充电控制模块与所述终端的电池连接；所述检测模块用于检测所述终端的开关机状态，所述充电控制模块根据所述终端的开关机状态调节所述电池的充电电流，通过提高终端关机时的充电电流，在终端上传完数据后关机进入快充模式，降低充电时间。

附图说明

图1为本发明提供的终端充电电路的结构框图；

图2为本发明提供的终端充电电路中检测模块和充电控制模块的电路原理图；

图3为本发明提供的终端充电电路中过压检测单元和开关单元的电路原理图；

图4为本发明提供的终端充电电路中切换单元的电路原理图；

图5为本发明提供的终端充电方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种终端充电电路和方法，通过提高终端关机时的充电电流，实现终端的快速充电，进而解决终端充充电耗时长的问题。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的终端充电电路10，其与所述终端的电池20连接，包括检测模块100和充电控制模块200，所述检测模块100连接所述充电控制模块200，所述充电控制模块200还与所述终端的电池20连接；本实施例中，所述终端可选择执法仪，当然也可选择其他终端，本实施例中对此不作限定。

具体实施时，所述检测模块100用于检测所述终端的开关机状态，所述充电控制模块200根据所述执法仪的开关机状态调节所述电池的充电电流；进一步来说，通过检测所述执法仪的开关机状态，对应调节充电电流，并通过所述执法仪关机时的充电电流，在所述执法仪上传完数据后关机进入快充模式，降低充电时间。

进一步地，所述检测模块100包括开关机检测单元110和调节单元120，所述开关机检测单元110与所述调节单元120，所述调节单元120连接所述充电控制模块200；所述开关机检测单元110用于当所述终端开机时输出开机检测信号至所述调节单元120，当所述终端关机时输出关机检测信号至所述调节单元120；所述调节单元120用于根据所述开机检测信号输出第一调节信号至所述充电控制模块200，并根据所述关机检测信号输出第二调节信号至所述充电控制模块200，使得所述充电控制模块200根据所述第一调节信号调节所述电池的充电电流为第一充电电流，并根据所述第二调节信号调节所述电池的充电电流为第二充电电流，且所述第一充电电流小于所述第二充电电流。

具体地，所述充电控制模块200根据所述第一调节信号确定所述终端为开机状态时，调节所述电池20的充电电流为第一充电电流，并根据所述第二调节信号确定所述终端为关机状态时，调节所述电池20的充电电流为第二充电电流，且所述第一充电电流小于所述第二充电电流，由此通过提高终端关机时的充电电流，在终端上传完数据后关机进入快充模式，降低充电时间。

具体地，当终端通过USB口连接到采集站后并自动开始上传数据，所述采集站上的数据采集终端将终端中的数据剪切到所述采集站的硬盘上，同时还检测终端内部的剩余数据，直到采集站将所述终端的全部数据拷贝完成之后，所述采集站会对应给终端发送消息，之后所述终端接收到该消息之后，便开启关机进程，进入关机状态；在此过程中，由所述检测模块100实时检测所述终端的工作状态，当终端接上USB口处于开机状态进行数据传输时，所述开关机检测单元110输出开机检测信号至所述调节单元120，使得所述调节单元120输出第一调节信号至所述充电控制模块200，所述充电控制模块200根据所述第一调节信号使得所述电池20的充电电流为第一充电电流；而当所述终端待数据上传完毕后，所述开关机检测单元110输出关机检测信号至所述调节单元120，使得所述调节单元120输出第二调节信号至所述充电控制模块200，所述充电控制模块200根据所述第二调节信号使得所述电池20的充电电流为第二充电电流，所述采集站和所述终端两者协同工作，在确认所述终端关机后，通过硬件电路设计提高终端关机状态下充电电流，使得所述终端上传完数据后关机进入快充模式，降低充电时间；同时，也避免了当所述终端在开机工作时以过大电流充电而导致电池20温度相应增加的安全隐患，减缓了终端的老化。

进一步地，所述终端充电电路10还包括过压保护模块300，所述过压保护模块300与外部电源和所述控制模块连接，所述过压保护模块300用于检测所述外部电源的供电电压，并在所述供电电压大于所述预设电压时，控制所述充电控制模块200断电；本实施例中所述预设电压为5.6V，也即当所述供电电压大于5.6V时，所述过压保护模块300控制所述充电控制模块200断电，使得所述充电控制模块200停止工作，进入过压保护状态；当所述供电电压小于5.6V时，所述外部电源则继续为所述充电控制模块200供电，保证所述充电控制模块200的稳定工作，进一步提高了所述终端充电时的安全性。

进一步地，请一并参阅图2和图3，所述过压保护模块300包括过压检测单元310和开关单元320，所述过压检测单元310与外部电源和所述开关单元320连接；所述过压检测单元310用于检测所述外部电源的供电电压，并当所述供电电压大于所述预设电压时，控制所述开关模块关闭，使得所述充电控制模块200断电，所述过压检测单元310通过检测所述供电电压的大小，控制所述开关单元320的导通与关断，进而控制所述充电控制模块200的供电，避免所述充电控制模块200因供电电压过大而损坏，进而提高了所述终端充电电路10的安全性。

进一步地，请参阅图4，所述过压保护模块300还包括切换单元330，所述切换单元330连接所述电池20，当所述外部电源有电源输入时，此时所述终端的工作所需要的电能则不需要所述电池20提供，通过所述切换单元330关断所述电池20对外输出电能，直接由所述外部电源为电池20充电的同时，还为所述终端的在上传数据时提供工作电能，确保所述终端的充电效率，减少充电时间。

具体实施时，请继续参阅图2，所述开关机检测单元110包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1和第二三极管Q2；所述第一电阻R1的一端连接所述终端，本实施例中所述第一电阻的一端连接CHG_ISHT信号端，所述第一电阻R1的另一端和所述第二电阻R2的一端均连接所述第一三极管Q1的基极；所述第一三极管Q1的集电极、所述第四电阻R4的一端和所述第二三极管Q2的基极通过所述第三电阻R3接电；所述第一三极管Q1的发射极、所述第二电阻R2的另一端、所述第四电阻R4的另一端和所述第二三极管Q2的发射极均接地，所述第二三极管Q2的集电极连接所述调节单元200，其中，所述第一三极管Q1和所述第二三极管Q2均为NPN型三极管。

当所述终端处于开机状态时，CHG_ISHT信号端输出高电平至所述第一三极管Q1，使得所述第一三极管Q1导通，进而所述第二三极管Q2关闭，使得所述调节单元200输出第一调节信号反馈至所述充电控制模块200，由所述充电控制模块200控制所述电池20的充电电流为第一充电电流，本实施例中，所述第一充电电流为733mA；当所述终端处于关机状态时，CHG_ISHT信号端输出低电平至所述第一三极管Q1，使得所述第一三极管Q1关闭，进而所述第二三极管Q2导通，此时对应的所述调节单元200输出第二调节信号反馈至所述充电控制模块200，由所述充电控制模块200控制所述电池20的充电电流为第二充电电流，本实施例中，所述第二充电电流为930mA，由此通过硬件电路设置，在确认终端关机后提高终端关机状态下充电电流，实现了终端的快速充电。

进一步地，请继续参阅图2，所述调节单元120包括第五电阻R5和第六电阻R6；所述第五电阻R5的一端连接所述第二三极管Q2的集电极，所述第五电阻R5的另一端和所述第六电阻R6的一端均连接所述充电控制模块200，所述第六电阻R6的另一端接地；当所述终端处于开机状态时，所述第一三极管Q1导通，所述第二三极管Q2关闭，此时只有所述第六电阻R6接入电路，进而所述充电控制模块200控制所述电池20的充电电流为第一充电电流733mA；当所述终端处于关机状态时，所述第一三极管Q1关断，所述第二三极管Q2导通，此时，所述第五电阻R5和第六电阻R6并联接入电路，进而使得所述充电控制模块200控制所述电池20的充电电流为第二充电电流930mA，即通过改变所述调节单元200接入的状态，进而可改变所述电池20充电电流，使得所述终端在关机后能够进入快速充电模式，减少了充电时间。

进一步地，所述充电控制模块200包括充电管理芯片U1、第一电容C1和第二电容C2；所述第一电容C1的一端、所述充电管理芯片U1的第4脚和所述充电管理芯片U1的第8脚均连接所述电池，本实施中具体为连接VBAT信号端，所述第一电容C1的另一端接地；所述第二电容C2的一端和所述充电管理芯片U1的第5脚均连接VBAT信号端，所述第二电容C2的另一端接地，本实施例中所述充电管理芯片U1的型号为ME4057，当然在其他实施例中也可以选择具有相同功能的充电管理芯片U1，本发明对此不作限定。

其中，所述充电管理芯片U1的第1脚对应所述充电管理芯片U1的TEMP脚，所述TEMP引脚外部可连接一个温度检测电阻，用来监视电池温度，当TEMP引脚低于45％或高于80％VCC电压时，意味着电池温度过低或者过高，充电停止；当外部不用温度检测功能时，可将TEMP引脚直接接到地端；所述充电管理芯片U1的第2脚对应所述充电管理芯片U1的PROG引脚，PROG引脚为恒流电流设置和充点电电流检测引脚；所述充电管理芯片U1的第3脚对应所述充电管理芯片U1的GND引脚，GND引脚为接地引脚；所述充电管理芯片U1的第4脚对应所述充电管理芯片U1的VCC引脚，VCC引脚为芯片的输入引脚，提供电源给所述充电管理芯片U1内部电路，当电源比所述电池低至80mV以内时，所述充电管理芯片U1内部关闭，进入睡眠模式，所述电池的漏电电流低至2μA；所述充电管理芯片U1的第5脚对应所述充电管理芯片U1的BAT引脚，BAT引脚为所述电池的连接引脚，对应与电池连接，BAT引脚的充电截止电压为4.2V或4.34V；所述充电管理芯片U1的第6脚对应所述充电管理芯片U1的/STDBY引脚，/STDBY引脚充电截止状态指示引脚，当检测到充电截止时，所述充电管理芯片U1内部开关下拉，其他状态时该引脚为高阻态；所述充电管理芯片U1的第7脚对应所述充电管理芯片U1的/CHRG引脚，/CHRG引脚为开漏充电状态指示引脚，当检测到电池正在充电时，所述充电管理芯片U1内部开关下拉，其他状态时此引脚为高阻态；所述充电管理芯片U1的第8脚对应所述充电管理芯片U1的CE引脚，CE引脚为所述充电管理芯片U1使能引脚，所述CE引脚拉高时，所述充电管理芯片U1正常工作，所述CE引脚拉低时，所述充电管理芯片U1停止工作，所述CE引脚可以被TTL或CMOS逻辑电路驱动。

当所述终端关机时，所述第一三极管Q1导通，所述第二三极管Q2关闭，此时所述充电管理芯片U1的第2脚即PROG引脚只有所述第六电阻R6接入，此时R

进一步地，请继续参阅图3，所述过压检测单元310包括稳压二极管ZD1和第七电阻R7，所述稳压二极管ZD1的正极连接信号输入端和所述开关单元320，本实施例中的信号输入端为USB_IN信号端；所述稳压二极管ZD1的负极和所述第七电阻R7的一端连接所述开关单元320，所述第七电阻R7的另一端接地，当所述供电电压到达所述稳压二极管ZD1的导通阈值电压时，所述稳压二极管ZD1便会导通，反之则为关闭状态，由此通过设置一个稳压二极管ZD1简单的电子元气件来检测所述供电电压是否大于预设电压，简化了电路的结构。

更进一步地，所述开关单元320包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第一MOS管M1；所述第八电阻R8的一端连接所述第七电阻R7的一端，所述第八电阻R8的另一端和所述第九电阻R9的一端均连接所述第三三极管Q3的基极，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极、所述第十电阻R10的一端和所述第四电容C4的一端均连接所述第四三极管Q4的基极，所述第四电容C4的另一端和所述第四三极管Q4的发射极均接地，所述第十电阻R10的另一端、所述第三电容C3的一端、所述第十一电阻R11的一端和所述第一MOS管M1的源极均连接USB_IN信号端，所述第四三极管Q4的集电极、所述第三电容C3的另一端、所述第十一电阻R11的另一端均连接所述第一MOS管M1的栅极，所述第一MOS管M1的漏极和所述第五电容C5的一端接电，所述第五电容C5的另一端接地，当所述供电电压大于所述预设电压时，所述稳压二极管ZD1导通，进而所述第三三极管Q3但容，所述第四三极管Q4断开，所述第一MOS管M1断开，此时所述外部电源与所述充电管理芯片U1之间被切断，进入过压保护状态；当所述供电电压小于所述预设值时，未能够达到所述稳压二极管ZD1的导通阈值电压，所述稳压二极管ZD1断开，所述第三三极管Q3断开，所述第四三极管Q4和所述第一MOS管M1导通，进而使得所述外接电源输入电能至所述充电管理芯片U1，使得所述充电管理芯片U1正常工作，由此实现了所述充电管理芯片U1的过压保护，提高了充电电路的安全性。

进一步地，请继续参阅图4，所述切换单元330包括肖特基二极管ZD2、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第二MOS管M2；所述肖特基二极管ZD2的正极和所述第十二电阻R12的一端接电，所述第十二电阻R12的另一端和所述第二MOS管M2的栅极均连接所述第十三电阻R13的一端，所述第十三电阻R13的另一端接地；所述第二MOS管M2的漏极和所述第六电容C6的一端均接电，所述第六电容C6的另一端接地，所述第二MOS管M2的源极、所述肖特基二极管ZD2的负极、所述第七电容C7的一端和所述第八电容C8的一端均连接VCOM信号端；当所述外部电源有电源输入时，使得所述第二MOS管M2断开，进而切断了电池20的供电回路，使得所述终端的工作仅有外部电源进行供电，电池20不参与电能的输出，进而保证所述电池20的充电，减少充电时间，也避免了所述电池20同时充电、放电的加速老化。

本发明还相应提供了一种终端充电方法，请参阅图5，所述的终端充电方法包括如下步骤：

S100、检测模块检测终端的开关机状态；

S200、充电控制模块根据所述终端的开关机状态调节所述终端的电池的充电电流。

进一步地，所述步骤S100包括步骤：

所述检测模块包括开关机检测单元和调节单元；

当所述终端开机时，所述开关机检测单元输出开机检测信号至所述调节单元，当所述终端关机时所述开关机检测单元输出关机检测信号至所述调节单元；

所述调节单元根据所述开机检测信号输出第一调节信号至所述充电控制模块，并根据所述关机检测信号输出第二调节信号至所述充电控制模块。

进一步地，所述步骤S200包括：

所述充电控制模块根据所述第一调节信号调节所述电池的充电电流为第一充电电流，并根据所述第二调节信号调节所述电池的充电电流为第二充电电流，且所述第一充电电流小于所述第二充电电流。

综上所述，本发明提供的一种终端充电电路和方法，所述终端充电电路包括检测模块和充电控制模块，所述检测模块连接所述充电控制模块，所述充电控制模块与所述终端的电池连接；所述检测模块用于检测所述执法仪的开关机状态，所述充电控制模块根据所述终端的开关机状态调节所述电池的充电电流，采集站和执法记录仪两者协同工作，通过提高终端关机时的充电电流，在终端上传完数据后关机进入快充模式，降低充电时间。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。