充放电系统及终端设备的制作方法

1.本公开涉及终端设备领域，具体涉及一种充放电系统及终端设备。


背景技术：

2.随着科学技术的进步，终端设备的功能越来越多，性能也越来越优越，因此耗电增加，对电池的续航能力要求越来越高。为增加电池的续航能力，可以设置多个电池，并配合快充技术，但是相关技术中充电过程中会产生大量的热量，不仅影响充电效率，而且影响终端设备的其他功能，甚至对终端设备的安全运行造成影响。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种充放电系统及终端设备，用以解决相关技术中的缺陷。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种充放电系统，应用于终端设备，包括充放电电路、电源管理芯片、至少一个充电支路和至少一个电池；
5.其中，所述充放电电路与所述电源管理芯片连接，和/或，所述充放电电路与所述至少一个充电支路连接；
6.所述至少一个充电支路和所述至少一个电池一一对应，所述充电支路的一端与所述电源管理芯片连接，所述充电支路的另一端与对应的所述电池连接。
7.在一个实施例中，所述充电支路上设有充电芯片，所述充电芯片与所述电源管理芯片通信连接，用于根据所述电源管理芯片的控制信号，控制所在充电支路的充电参数。
8.在一个实施例中，所述充电支路于所述电源管理芯片和所述充电芯片间设有第一开关模组，所述至少一个充电支路的第一开关模组用于同步连通或关断。
9.在一个实施例中，所述充放电电路包括有线连接端，所述有线连接端分别与每个所述充电芯片通过第一充电线路连接，所述有线连接端与所述电源管理芯片通过充放电线路连接。
10.在一个实施例中，所述充放电电路包括无线传输端，所述无线传输端通过第二充电线路与所述电源管理芯片连接，所述无线传输端通过第三充电线路与每个所述充电芯片连接。
11.在一个实施例中，所述第三充电线路上设有第二开关模组，所述第二开关模组用于控制多个所述充电芯片与所述无线传输端的同步连通或关断。
12.在一个实施例中，所述无线传输端与所述第二充电线路和所述第三充电线路间设有降压电路。
13.在一个实施例中，所述至少一个电池并联后通过第一放电线路与所述电源管理芯片连接。
14.在一个实施例中，所述电源管理芯片通过第二放电线路与所述无线传输端连接，所述第二放电线路上设有与所述电源管理芯片通信连接的第三开关模组。
15.在一个实施例中，还包括电源管理电路，所述电源管理电路的一端与所述第一放电线路连接，所述电源管理电路的另一端与所述第三开关模组的远离所述无线传输端的一端连接。
16.根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括第一方面所述的充放电系统。
17.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18.本公开为每个电池设置了与其连接的对应的充电支路，因此每个充电支路可以分别给对应的电池充电，还设置了与每个充电支路均连接的电源管理芯片，从而可以管理每个充电支路的充电，还设置了与电源管理芯片和/或每个充电支路连接的充放电电路，因此可以通过充放电电路向电源管理芯片和/或每个充电支路输送电能，通过上述多个方面的设置能够降低充电过程中产生的热量，提高充电效率，避免影响终端设备的其他功能，还可以保证终端设备的运行安全。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
20.图1是本公开一示例性实施例示出的充放电系统的结构示意图；
21.图2是本公开一示例性实施例示出的终端设备框图。
具体实施方式
22.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
24.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
25.第一方面，请参照附图1，本公开至少一个实施例提供了一种充放电系统，应用于终端设备，包括充放电电路、电源管理芯片101(charge management inter circuit)、至少一个充电支路102和至少一个电池103(battery)；其中，所述充放电电路与所述电源管理芯片101连接，和/或，所述充放电电路与所述至少一个充电支路102连接；所述至少一个充电支路102和所述至少一个电池103一一对应，所述充电支路102的一端与所述电源管理芯片101连接，所述充电支路102的另一端与对应的所述电池103连接。
26.其中，电源管理芯片101可以对多个充电支路102的功率分配进行控制，例如设置为每个充电支路102的充电功率均相等。电源管理芯片101可以与终端设备的处理器100(application processor，ap)连接，从而可以从处理器100获取控制信号，并进一步依据控制信号对充电支路102等进行控制。
27.充放电电路与电源管理芯片101连接，可以将获取到的电能输送至电源管理芯片101，再进一步分配至各个充电支路102；充放电电路路也可以与各个充电支路102连接，从而可以直接将获取到的电能输送至各个充电支路102，而电源管理芯片101控制各个充电支路102的充电功率；充放电电路还可以既与电源管理芯片101连接，又与各个充电支路102连接，从而可以有两条通道将获取到的电能输送至充电支路102，因此可以选择其中一条或同时选择两条进行电能输送。
28.本公开实施例中，为每个电池103设置了与其连接的对应的充电支路102，因此每个充电支路102可以分别给对应的电池103充电，还设置了与每个充电支路102均连接的电源管理芯片101，从而可以管理每个充电支路102的充电，还设置了与电源管理芯片101和/或每个充电支路102连接的充放电电路，因此可以通过充放电电路向电源管理芯片101和/或每个充电支路102输送电能，通过上述多个方面的设置能够降低充电过程中产生的热量，提高充电效率，避免影响终端设备的其他功能，还可以保证终端设备的运行安全。
29.本公开的一些实施例中，所述充电支路102上设有充电芯片104(charge ic)，所述充电芯片104与所述电源管理芯片101通信连接，用于根据所述电源管理芯片101的控制信号，控制所在充电支路102的充电参数。
30.其中，当充放电电路将获取到的电能输送至电源管理芯片101，并由电源管理芯片101传输至各个充电支路102，此时电源管理芯片101可以直接控制电能的分配，从而控制各个支路的充电参数，例如充电功率；也可以通过各个支路的充电芯片104控制所在充电支路102的充电参数，例如充电功率。当充放电电路将获取到的电能直接输送至各个充电支路102时，可以将电能输送至各个充电支路102的充电芯片104，因此电源管理芯片101可以通过充电芯片104控制所在充电支路102的充电参数，例如充电功率。
31.通过在各个支路上分别设置充电芯片104，提高了不同情况下对各个充电支路102的充电参数的控制，从而进一步降低了充放电系统的发热量。
32.本公开的一些实施例中，所述充电支路102于所述电源管理芯片101和所述充电芯片104间设有第一开关模组105，所述至少一个充电支路102的第一开关模组105用于同步连通或关断。
33.第一开关模组105可以是场效应管开关(例如图中的q8和q9)，每个第一开关模组105可以均与终端设备的处理器100连接，从而处理器100可以控制这些第一开关模组105同步开启或关断，可选的，在各个第一开关模组105与处理器100之间设置一个第一开关q7，处理器100可以控制第一开关q7的通断，第一开关q7分别与各个第一开关模组105的控制极(例如场效应管开关的栅极)连接，第一开关q7连通和关断时，各个第一开关模组105的控制极电位被统一调节，因此可以同步通断。
34.通过设置第一开关模组105，能够对充电支路102的通断进行控制，从而可以选择电能的输送通道，例如，当充放电电路将获取到的电能直接输送至充电芯片104时，则可以断开电源管理芯片101与充电芯片104直接的连通。但需要的注意的是，第一开关模组105断
开后只能阻止电源管理芯片101至充电芯片104的电能传输，但是电源管理芯片101与充电芯片104间的通讯连接依然保持，因此电源管理芯片101依然可以控制充电芯片104。
35.本公开的一些实施例中，所述充放电电路包括有线连接端106(usb connector)，所述有线连接端106分别与每个所述充电芯片104通过第一充电线路107连接，所述有线连接端106与所述电源管理芯片101通过充放电线路108连接。
36.其中，有线连接端106可以是usb接口、type-c接口等充电接口，充电线插入有线连接端106后可以向有线连接端106输入电能，用电设备(例如u盘、蓝牙耳机等)插入有线连接端106后可以从有限连接端获取电能。第一充电线路107可以沿有线连接端106至充电芯片104的方向传输电能，而充放电线路108既能够沿有线连接端106至电源管理芯片101传输电能，又能够沿电源管理芯片101至有线连接端106传输电能。
37.通过有线连接端106和充放电线路108以及第一充电线路107，既能够实现充电场景下的电能传输，又能够实现放电场景下的电能传输，灵活方便，提高充放电效率。
38.本公开的一些实施例中，所述充放电电路包括无线传输端，所述无线传输端通过第二充电线路111与所述电源管理芯片101连接，所述无线传输端通过第三充电线路112与每个所述充电芯片104连接。
39.其中，无线传输端可以是线圈109和调制解调芯片110(wiless control)，线圈109能够和相对端(例如无线充电发射端或无线充电接收端)的线圈109进行电能传输，调制解调芯片110可以对待发送的电能信号和接收的电能信号进行调制或解调制。无线传输端可以通过第二充电线路111和电源管理芯片101与各个充电支路102连接，也可以通过第三充电线路112直接与各充电支路102上的充电芯片104连接。第二充电线路111可以沿无线传输端至电源管理芯片101的方向传输电能，第三充电线路112可以沿无线传输端至各个充电芯片104的方向传输电能。
40.充电管理芯片可以控制第二充电线路111与各个充电支路102之间的通断。因此可以在第三充电线路112上设置第二开关模组113，第二开关模组113可以用于控制多个所述充电芯片104与所述无线传输端的同步连通或关断。第二开关模组113可以包括两次依次连接的场效应管开关(例如q5和q6)和一个分别与两个场效应管开关的控制极连接的第二开关switch，然后第二开关switch可以与终端设备的处理器100连接，处理器100控制第二开关switch的通断，而且第二开关switch连通或断开时，两个第二开关模组113的控制极统一为高电位和低电位，从而能够同步连通或关断。
41.所述无线传输端与所述第二充电线路111和所述第三充电线路112间设有降压电路114(dcdc)。也就是说，无线传输端接收电能信号后，可以进行降压，并在降压后通过第二充电线路111和/或第三充电线路112传输至各个充电支路102。
42.通过无线传输端、第二充电线路111和第三充电线路112能够实现无线充电，从而可以在有线充电之外增加新的充电途径，而且两条充电路能够调节充电的功率。
43.本公开的一些实施例中，所述至少一个电池103并联后通过第一放电线路115与所述电源管理芯片101连接。第一放电线路115可以沿着电池103至电源管理芯片101的方向传输电能，而且电源管理芯片101内具有管理子电路(power management)和升压子电路(boost)，第一放电线路115可以依次与管理子电路和升压子电路连接，从而电池103输出的电能可以经过升压后，通过充放电线路108传输至有线连接端106，从而向有线连接端106放
电，进一步向有线连接端106连接的用电设备放电。
44.通过第一放电线路115、电源管理芯片101和充放电线路108可以实现有线连接端106的对外放电，从而有线连接端106既能够用来充电，又能够用来放电。
45.可选的，在电源管理芯片101通过第二放电线路116与所述无线传输端连接，所述第二放电线路116上设有与所述电源管理芯片101通信连接的第三开关模组117。电池103通过第一放电线路115向电源管理芯片101传输的电能，经过升压后可以通过第二放电线路116向无线传输端输出电能，从而无线传输端可以作为无线充电的发射端，对无线充电接收端(例如另一部需要无线充电的终端设备)进行反充。第三开关模组117可以包括两次依次连接的场效应管开关(例如q2和q3)和一个分别与两个场效应管开关的控制极连接的第三开关q1，然后第三开关q1可以与电源管理芯片101连接，从而电源管理芯片101可以根据处理器100的控制信号对第三开关模组117的通断进行控制，即控制无线反充线路的通断。
46.由于电源管理芯片101既可以控制充电，又可以控制放电，而且存在有线线路和无线线路两种线路，因此存在同时充电和放电的情况，即有线线路和无线线路中的一条进行充电，另一条进行放电的情况。基于此，可以设置电源管理电路118，所述电源管理电路118的一端与所述第一放电线路115连接，所述电源管理电路118的另一端与所述第三开关模组117的远离所述无线传输端的一端连接。电源管理电路118包括管理子电路和升压子电路；电源管理电路118可以与处理器100连接，因此可以替代电源管理芯片101的功能，从而可以在电源管理芯片101进行充电的情况下，负责无线放电线路的升压及导通。
47.本公开实施例提供的充放电系统，包括无线充放电线路108和有线充放电线路108，因此当两个线路处于不同场景下时，充放电系统内的电能传输方向存在差异，下面对下述八种场景下的电能传输方向进行详细介绍。
48.第一种场景，有线连接端106连接充电器，无线传输端闲置。在该场景下，有线充放电线路108充电，既电能从有线连接端106传输至电源管理芯片101和/或传输至各个充电支路102的充电芯片104，然后各个充电支路102将电能充入对应的电池103；无线充放电线路108闲置，无电能传输。
49.第二种场景，有线连接端106连接用电设备(例如u盘、蓝牙耳机等)，无线传输端闲置。在该场景下，有线充放电线路108放电，即电能从电池103传输至电源管理芯片101后被升压，升压后的电能经过充放电线路108传输至有线连接端106，进而传输至用电设备；无线充放电线路108闲置，无电能传输。
50.第三种场景，有线连接端106闲置，无线传输端作为无线充电接收端。在该场景下，无线充放电线路108充电，即电能从无线传输端经过降压电路114后，传输至电源管理芯片101和/或各个充电支路102的充电芯片104，然后各个充电支路102将电能充入对应的电池103；有线充放电线路108闲置，无电能传输。
51.第四种场景，有线连接端106闲置，无线传输端作为无线充电发射端。在该场景下，无线充放电线路108放电，即电能从电池103传输至电源管理芯片101后备升压，升压后的电能经过第二放电支路传输至无线传输端，进而传输至无线充电接收端；有线充放电线路108闲置，无电能传输。
52.第五种场景，有线连接端106连接充电器，无线传输端作为无线充电接收端。在该场景下，处理器100可以选择有线充放电线路108充电，或选择无线充放电线路108充电，或
选择两条线路同时充电，同时充电要控制每条线路的充电功率。
53.第六种场景，有线连接端106连接充电器，无线传输端作为无线充电发射端。在该场景下，有线充放电线路108放电，即电能从电池103传输至电源管理芯片101后被升压，升压后的电能经过充放电线路108传输至有线连接端106，进而传输至用电设备；无线充放电线路108放电，即电能从电池103传输至电源管理芯片101后备升压，升压后的电能经过第二放电支路传输至无线传输端，进而传输至无线充电接收端；有线充放电线路108闲置，无电能传输；需要注意的是，当电池103的电量低于预设的阈值(例如总电量的30％)时，有线连接端106传输至电源管理芯片101的电能，可以分两条传输路径，一条路径即被升压后经第二放电线路116传输至无线传输断，另一条路径即经过各个充电支路102充入电池103。
54.第七种场景，有线连接端106连接用电设备(例如u盘、蓝牙耳机等)，无线传输端作为无线充电发射端。在该场景下，有线充放电线路108和无线充放电线路108可以同时放电，即电池103的电能传输至电源管理芯片101进行升压后，可以分两条传输路径，一条路径经过充放电线路108传输至有线连接端106，另一条路径经过第二放电线路116传输至无线传输端。
55.第八种场景，有线连接端106连接用电设备(例如u盘、蓝牙耳机等)，无线传输端作为无线充电接收端。在该场景下，无线充放电线路108充电，即电能从无线传输端经过降压电路114后，传输至电源管理芯片101和/或各个充电支路102的充电芯片104，然后各个充电支路102将电能充入对应的电池103；有线充放电线路108放电，即电能从电池103传输至电源管理芯片101后被升压，升压后的电能经过充放电线路108传输至有线连接端106，进而传输至用电设备；无线充放电线路108闲置，无电能传输；需要注意的是，当电池103的电量低于预设的阈值(例如总电量的30％)时，无线传输端传输至电源管理芯片101的电能，可以分两条传输路径，一条路径即被升压后经过充放电线路108传输至有线连接端106，另一条路径进过各个充电支路102充入电池103。
56.本公开至少一个实施例提供了一种终端设备，包括第一方面所述的充放电系统。
57.其中，所述终端设备可以是智能手机、平板电脑、桌面型/膝上型/手持型计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、增强现实(augmented reality，ar)/虚拟现实(virtual reality，vr)设备等设备，本公开的实施例无意对该终端设备的具体形态进行限定。
58.参照图2，终端设备200可以包括以下一个或多个组件：处理组件202，存储器204，电源组件206，多媒体组件208，音频组件210，输入/输出(i/o)的接口212，传感器组件214，以及通信组件216。
59.处理组件202通常控制终端设备200的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件202可以包括一个或多个处理器220来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件202可以包括一个或多个模块，便于处理组件202和其他组件之间的交互。例如，处理部件202可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件208和处理组件202之间的交互。
60.存储器204被配置为存储各种类型的数据以支持在设备200的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备200上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数
据，消息，图片，视频等。存储器204可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
61.电力组件206为终端设备200的各种组件提供电力。电力组件206可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备200生成、管理和分配电力相关联的组件。
62.多媒体组件208包括在所述终端设备200和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件208包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备200处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
63.音频组件210被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件210包括一个麦克风(mic)，当终端设备200处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器204或经由通信组件216发送。在一些实施例中，音频组件210还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
64.i/o接口212为处理组件202和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
65.传感器组件214包括一个或多个传感器，用于为终端设备200提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件214可以检测到终端设备200的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为终端设备200的显示器和小键盘，传感器组件214还可以检测终端设备200或终端设备200一个组件的位置改变，用户与终端设备200接触的存在或不存在，终端设备200方位或加速/减速和终端设备200的温度变化。传感器组件214还可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件214还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件214还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
66.通信组件216被配置为便于终端设备200和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备200可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，4g或2g或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件216经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信部件216还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
67.在示例性实施例中，终端设备200可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于控制上述充放电系统的运行。
68.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
69.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。