专利名称：一种根据电池电压自动调整输出的新型充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，尤其涉及的是一种根据电池电压自动调整输出电压的 新型充电器。
背景技术：
随着移动终端，例如手机，功能的越来越丰富，用户对手机电池的续航时间也越来 越高，导致了手机电池容量的不断提升，现在大部分手机电池的容量都已经达到了 IOOOmAH 以上，有的甚至达到了 2000mAH以上，这对手机的充电也提出了更高的要求。对于大容量的 电池，要求充电时充电电流大；充电发热小；充电时间快。然而大电流充电会导致大量的 热量产生，从而会影响手机的安全性和可靠性。但是要满足充电快的要求则必须要提高电 流，因此要降低热量就必须减小充电电路上消耗的电压。而现有的充电器存在只能输出恒 定的充电电压。因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种一种根据电池电压自动调整输出电压的新型充 电器，旨在解决现有现有的手机充电器，只能输出恒定的充电电压的问题。本实用新型的技术方案如下一种根据电池电压自动调整输出的新型充电器，包括传统充电器电路模块，其中， 还包括降压芯片和控制电路，所述传统充电器电路模块连接降压芯片，所述降压芯片连接 控制电路；所述降压芯片的输出端为所述新型充电器的第一外接端口 ；所述控制芯片的输 入端为新型充电器的第二外接端口，所述降压芯片用于将传统充电器电路模块的输出电压 根据控制电路的控制调整到适合的大小；所述控制电路用于检测电池当前状态下的电量状 态，从而控制降压芯片调整输出的充电电压。所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其中，所述新型充电器对移动 终端中的电池进行充电时的连接方式为所述新型充电器的第一外接端口连接移动终端中 的充电电路和电源管理芯片；新型充电器的第二外接端口连接所述移动终端中的电池；所 述充电电路和电源管理芯片连接电池，所述充电电路连接所述电源管理芯片。所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其中，所述降压芯片的输出端 上还串联设置一电感，电感的输出端为所述新型充电器的第一外接端口。所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其中，所述控制电路包括第二 电阻、第三电阻、第四电阻和第三二极管，其中，所述第三二极管的阴极为新型充电器的第 二外接端口 ；所述第二电阻串联在第三二极管的阳极和电感的输出端之间；所述第三二极 管的阳极、第三电阻和降压芯片的电压控制输入端依次连接；所述第四电阻串联在降压芯 片的电压控制输入端和地线之间；传统充电器电路模块的正极连接降压芯片的输出端Vin 和片选端CE，负极连接降压芯片的接地端。[0010]本实用新型的有益效果本实用新型通过在传统的充电器中增加一个降压芯片， 该降压芯片可以根据电池中的当前电压，自动调整输出电压，大大减少充电电路本身因为 充电产生的热量。
图1是本实用新型中实施例提供的移动终端的电池充电系统的硬件框图；图2是本实用新型中实施例提供的新型充电器对电池进行充电的电路原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施 例对本实用新型进一步详细说明。传统的充电器的输出电压直接加在电源管理芯片(PMIC)和充电电路上的。假如 充电器输出为5V，充电电流为1A，电池的剩余电压为3. 5V时，则消耗在充电电路上的功率 为(5-3. 5)V*1A= 1.5W，对于手机来说，1.5W是相当大的热量输出，对充电电路的器件提出 了更大功率的要求。需要选择更大功率的MOS管和二极管。移动终端的成本因此会上升， 并且随着功率的提升，对电路板面积也会同样加大，并且对LAYOUT也提出了很高的要求。因为充电电流直接关系到电池的充电时间，充电电流越大，充电时间就越短，充电 电流越小，充电时间就越长，所以为了加快充电速度加大充电电流是一种趋势。为了减少消 耗在充电电路上的功耗，只要减少消耗在该电路上的电压即可。而传统充电器的输出电压 是恒定的，因此本实用新型通过在传统充电器的输出上增加了一个降压芯片及控制电路， 将最终输出到手机的电压根据当前的电池电压自动调整。参见图1，手机电池充电系统包括移动终端和新型充电器，所述移动终端中包括电 源管理芯片(PMIC)、充电电路、电池；所述新型充电器包括传统充电器电路模块、降压芯片 和控制电路。所述传统充电器电路模块连接降压芯片，所述降压芯片连接控制电路；所述降 压芯片的输出端为所述新型充电器的第一外接端口，其连接所述移动终端中的充电电路和 电源管理芯片。所述控制芯片的输入端为新型充电器的第二外接端口，其连接所述移动终 端中的电池。所述充电电路和电源管理芯片连接电池，所述充电电路连接所述电源管理芯 片。所述电源管理芯片PMIC用于完成手机充电电流的设置，范围可以在OmA 1.5A 之间设置，步长可设为50mA。所述降压芯片用于完成将传统充电器的输出电压根据控制电 路的控制调整到适合的大小。所述控制电路用于检测电池当前状态下的电量状态，从而控 制降压芯片根据电池当前的电量，调整充电器输出的充电电压。所述充电电路用于给电池 充电，主要功能是配合PMIC实现充电电流和充电电压的控制。其工作过程为，充电器与移动终端连接，当充电器接电之后输出整流和降压之后 的电压，并接入降压芯片；降压芯片根据控制电路检测到的电池当前的剩余电量自动调整 输出电压。电源管理芯片根据降压芯片输出的电压控制充电电路的充电电流。图2所示本实用新型中实施例提供的手机充电器对电池进行充电的电路原理框 图，其包括传统充电器电路模块的正极连接降压芯片的输出端Vin和片选端CE，负极连接 降压芯片的接地端GND。降压芯片的电压控制输入端Vbf连接控制电路，所述控制电路包括
4第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第三二极管D3，所述第三二极管D3的阴极连接 电池的阳极，第三二极管D3的阳极、第三电阻R3和降压芯片的电压控制输入端Vbf依次连 接；所述第四电阻R4串联在降压芯片的电压控制输入端Vbf和地线之间。所述降压芯片的 输出端Lx连接电感Ll，通过电感Ll将充电电压接至电源管理芯片的Vcharge端口。所述充电电路包括MOS管Ql、第一二极管Dl和充电检测电阻Rl，所述MOS管Ql 为P型MOS管，其源极连接电源管理芯片的Vcharge端口，其漏极连接第一二极管Dl的阳 极，其栅极连接至电源管理芯片的GATE-CTRL端口。所述第一二极管Dl的阴极、充电检测 电阻Rl和电池的阳极依次连接。所述第一二极管Dl的阴极还连接电源管理芯片的保护引 脚ISENSE端口 ；电池的阳极还连接至电源管理芯片的VBAT端口。常规的移动终端中其MOS管Ql和第一二极管Dl以及充电检测电阻Rl的总体功耗 一般在0. 9W左右，为了保证MOS管和第一二极管Dl以及充电检测电阻Rl工作的可靠性。 将该功率减小30%，因此充电电路上消耗的功率是0. 6W，如果以IA的充电电流计算，则消 耗在MOS管和第一二极管Dl上的电压之和为0. 6W/1A = 0. 6V，即图中的Vdisp = 0. 6V，也 就是说，要保证消耗在MOS管和二极管Dl上的电压之和不可超过0. 6V。图中第三二极管D3的作用是在充电的时候，将电池的电压接到Vf，因此Vf = Vbat+Vd，其中Vd是第三二极管D3的压降，一般为0. 3V。降压芯片Ul的Vfb是电压控制 输入端，降压芯片Ul的电压输出通过电感Ll接到电源管理芯片的Vcharge端，而降压芯片 的输出电压Vcharge是受电压控制输入端的输入电压Vfb控制的，即Vctoge = K*Vfb，其中K 为Ul的电压系数，是个常数。将Vf分压后接到降压芯片Ul的Vfb，用于控制降压芯片Ul 的电压输出。而降压芯片的输出电压Vcharge根据上面的计算，应该为Vbat+Vdisp。因此 有下面的公式
权利要求1.一种根据电池电压自动调整输出的新型充电器，包括传统充电器电路模块，其特征 在于，还包括降压芯片和控制电路，所述传统充电器电路模块连接降压芯片，所述降压芯片 连接控制电路；所述降压芯片的输出端为所述新型充电器的第一外接端口 ；所述控制芯片 的输入端为新型充电器的第二外接端口，所述降压芯片用于将传统充电器电路模块的输出 电压根据控制电路的控制调整到适合的大小；所述控制电路用于检测电池当前状态下的电 量状态，从而控制降压芯片调整输出的充电电压。
2.根据权利要求1所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其特征在于，所 述新型充电器对移动终端中的电池进行充电时的连接方式为所述新型充电器的第一外接 端口连接移动终端中的充电电路和电源管理芯片；新型充电器的第二外接端口连接所述移 动终端中的电池；所述充电电路和电源管理芯片连接电池，所述充电电路连接所述电源管 理芯片。
3.根据权利要求1所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其特征在于，所 述降压芯片的输出端上还串联设置一电感，电感的输出端为所述新型充电器的第一外接端
4.根据权利要求1所述的根据电池电压自动调整输出的新型充电器，其特征在于，所 述控制电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第三二极管，其中，所述第三二极管的阴 极为新型充电器的第二外接端口 ；所述第二电阻串联在第三二极管的阳极和电感的输出端 之间；所述第三二极管的阳极、第三电阻和降压芯片的电压控制输入端依次连接；所述第 四电阻串联在降压芯片的电压控制输入端和地线之间；传统充电器电路模块的正极连接降 压芯片的输出端Vin和片选端CE，负极连接降压芯片的接地端。
专利摘要本实用新型公开了一种根据电池电压自动调整输出的新型充电器，包括传统充电器电路模块，其特征在于，还包括降压芯片和控制电路，所述传统充电器电路模块连接降压芯片，所述降压芯片连接控制电路；所述降压芯片的输出端为所述新型充电器的第一外接端口；所述控制芯片的输入端为新型充电器的第二外接端口，所述降压芯片用于将传统充电器电路模块的输出电压根据控制电路的控制调整到适合的大小；所述控制电路用于检测电池当前状态下的电量状态，从而控制降压芯片调整输出的充电电压。采用本实用新型可根据电池中的当前电压，自动调整输出电压，大大减少充电电路本身因为充电产生的热量。
文档编号H02J7/00GK201868904SQ201020587629
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者顾建良 申请人:惠州Tcl移动通信有限公司