Зарядная цепь, терминал и способ зарядки Российский патент 2020 года по МПК H02J7/02 H02M3/07 G05F1/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к области технологий электронных цепей, а более конкретно, - к зарядной цепи, терминалу и способу зарядки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Зарядная цепь в терминале сконфигурирована для взаимодействия с зарядным устройством с целью эффективного заряда батареи терминала.

[0003] Зарядная цепь на современном уровне техники может представлять собой низковольтную или высоковольтную зарядную цепь. Низковольтная зарядная цепь обеспечивает относительно низкий зарядный ток, в результате батарея заряжается медленно, что негативно отражается на пользовательском опыте. Высоковольтная зарядная цепь обеспечивает относительно высокий зарядный ток. Хотя в этом случае скорость заряда может возрастать, но чем выше зарядный ток, тем толще зарядная линия и тем выше ее стоимость.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Для решения проблем, имеющихся на существующем уровне техники, в рамках раскрытия настоящего изобретения предлагаются зарядная цепь, терминал и способ зарядки.

[0005] В соответствии с первым аспектом вариантов раскрытия настоящего изобретения, предлагается зарядная цепь, содержащая: цепь управления и цепь снижения напряжения, соединенную с цепью управления. Цепь управления сконфигурирована для получения сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления; генерации сигнала управления на основе сигнала обратной связи и передачи сигнала управления в цепь снижения напряжения. Цепь снижения напряжения сконфигурирована для получения входного напряжения и сигнала управления; выполнения процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления и подачи выходного напряжения на батарею, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации.

[0006] В соответствии со вторым аспектом вариантов раскрытия настоящего изобретения, предлагается терминал, содержащий зарядную цепь, описанную согласно первому аспекту.

[0007] В соответствии с третьим аспектом вариантов раскрытия настоящего изобретения предлагается способ зарядки, применимый к терминалу, описываемому согласно второму аспекту. Способ зарядки включает получение сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, и генерацию сигнала управления на основе сигнала обратной связи; получение входного напряжения; выполнение процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации; и подачу выходного напряжения на батарею.

[0008] Путем реализации технического решения, соответствующего вариантам раскрытия настоящего изобретения, можно добиться следующих положительных эффектов.

[0009] Процесс снижения напряжения выполняется цепью снижения напряжения в отношении входного тока, после чего выводится выходной ток. Поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0010] Следует принимать во внимание, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание представлено только в качестве примера и не должно рассматриваться как ограничивающее объем изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Прилагаемые чертежи, которые включены в состав этого описания и составляют одну из его частей, иллюстрируют варианты осуществления и совместно с описанием помогают разобраться в принципах изобретения.

[0012] На фиг. 1 представлена блок-схема зарядной цепи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0013] На фиг. 2 представлена блок-схема зарядной цепи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0014] На фиг. 3 представлена блок-схема подцепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0015] На фиг. 4 представлена блок-схема подцепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0016] На фиг. 5 представлена блок-схема подцепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0017] На фиг. 6 представлена блок-схема подцепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0018] На фиг. 7 представлена блок-схема подцепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0019] На фиг. 8 представлена блок-схема цепи снижения напряжения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0020] На фиг. 9 показан алгоритм выполнения способа зарядки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0021] На фиг. 10 показан алгоритм выполнения способа зарядки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0022] На фиг. 11 представлена блок-схема терминала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0023] Ниже приводится подробное описание примеров осуществления настоящего изобретения. Примеры осуществления настоящего изобретения иллюстрируются совместно с прилагаемыми чертежами. В описании, если не указано иное, одинаковые числовые ссылки на различных чертежах обозначают одинаковые или схожие элементы. Изложенные в последующем описании примеры осуществления не охватывают всех вариантов реализации, не противоречащих раскрытию настоящего изобретения. В этом описании приводятся только примеры реализации устройств и способов, представленных в прилагаемой формуле изобретения и соответствующих аспектам, связанным с раскрытием изобретения.

[0024] На фиг. 1 представлена блок-схема зарядной цепи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом зарядная цепь может применяться в терминале. Как показано на фиг. 1, зарядная цепь содержит цепь 110 управления и цепь 120 снижения напряжения, соединенную с цепью 110 управления.

[0025] Цепь 110 управления сконфигурирована для получения сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, генерации сигнала управления на основе сигнала обратной связи и передачи сигнала управления в цепь 120 снижения напряжения.

[0026] Цепь 120 снижения напряжения сконфигурирована для получения входного напряжения и сигнала управления, выполнения процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления и подачи выходного напряжения на батарею, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации.

[0027] В целом, посредством цепи снижения напряжения, представленный в рамках раскрытия настоящего изобретения, выполняется процесс снижения напряжения в отношении входного тока, а затем выводится выходной ток. Поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0028] На фиг. 2 представлена блок-схема зарядной цепи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом зарядная цепь может применяться в терминале. Как показано на фиг. 2, зарядная цепь содержит цепь 210 управления и цепь 220 снижения напряжения, соединенную с цепью управления.

[0029] Цепь 210 управления сконфигурирована для получения сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, генерации сигнала управления на основе сигнала обратной связи и передачи сигнала управления в цепь 220 снижения напряжения.

[0030] Сигнал управления сконфигурирован для управления цепью 220 снижения напряжения с целью выполнения процесса снижения входного напряжения. Сигнал управления может быть сконфигурирован для управления временными характеристиками замыкания и размыкания переключателя при выполнении цепью 220 снижения напряжения процесса снижения напряжения с помощью переключателя. Ниже приводится более подробное описание.

[0031] Частота генерации сигнала управления связана с выходным напряжением. Частота генерации сигнала управления может увеличиваться, если требуется повысить выходное напряжение; частота генерации сигнала управления может уменьшаться, если требуется понизить выходное напряжение. Ниже приводится более подробное описание.

[0032] Цепь 220 снижения напряжения сконфигурирована для получения входного напряжения и сигнала управления, выполнения процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления и подачи выходного напряжения на батарею 270. Выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации.

[0033] Входное напряжение цепи 220 снижения напряжения подается после подключения зарядного устройства терминала к источнику питания и может представлять собой напряжение постоянного тока, получаемое после преобразования зарядным устройством напряжения переменного тока. Поскольку в вариантах осуществления настоящего изобретения процесс снижения напряжения может выполняться над входным напряжением, выходное напряжение, подаваемое на батарею 270, находится в диапазоне номинального напряжения (например, 4,4 В) батареи 270. Входное напряжение может представлять собой напряжение, не превышающее безопасное пороговое напряжение (например, 36 В), определяемое национальным стандартом, например 14-22 В, что не ограничивается вариантами раскрытия настоящего изобретения.

[0034] Согласно вариантам осуществления выходной ток превышает входной ток после выполнения цепью 210 снижения напряжения процесса снижения входного напряжения. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи 270 с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0035] Ниже приводится вводная информация о цепи 210 снижения напряжения.

[0036] Цепь 220 снижения напряжения содержит по меньшей мере две каскадно соединенные подцепи 221 снижения напряжения. Выходное напряжение подцепи 221 снижения напряжения составляет половину от входного напряжения, подаваемого на подцепь 221 снижения напряжения, а выходной ток подцепи 221 снижения напряжения в два раза превышает входной ток подцепи 221 снижения напряжения.

[0037] Согласно вариантам осуществления, цепь 210 снижения напряжения содержит по меньшей мере две подцепи 221 снижения напряжения. Подцепи 221 снижения напряжения имеют одинаковую структуру и каскадно соединены друг с другом. То есть, входной контакт первой подцепи 221 снижения напряжения сконфигурирован как входной контакт цепи 220 снижения напряжения, выходной контакт первой подцепи 221 снижения напряжения сконфигурирован как входной контакт второй подцепи 221 снижения напряжения, выходной контакт второй подцепи 221 снижения напряжения сконфигурирован как входной контакт третьей подцепи 221 снижения напряжения и т.д., и выходной контакт последней подцепи 221 снижения напряжения сконфигурирован как выходной контакт цепи 220 снижения напряжения.

[0038] Ниже разъясняется, каким образом выбирается количество подцепей снижения напряжения в цепи 220 снижения напряжения. Номинальное напряжение батареи 270 обычно составляет около 4,4 В. В идеальных условиях, в отсутствие потерь энергии, входное напряжение цепи 220 снижения напряжения составляет 8,8 В при наличии одной подцепи 221 снижения напряжения; входное напряжение цепи 220 снижения напряжения составляет 17,6 В при наличии двух подцепей 221 снижения напряжения; входное напряжение цепи 220 снижения напряжения составляет 35,2 В при наличии трех подцепей 221 снижения напряжения; входное напряжение цепи 220 снижения напряжения составляет 70,4 В (что превышает безопасное пороговое напряжение 36 В) при наличии четырех подцепей 221 снижения напряжения. Таким образом, цепь 220 снижения напряжения может содержать максимум три подцепи 221 снижения напряжения. Безусловно, приведенные расчеты выполнены при условии отсутствия потерь энергии. Поскольку существуют потери энергии, если требуемое выходное напряжение цепи 220 снижения напряжения должно составлять 4,4 В, то входное напряжение цепи 220 снижения напряжения должно превышать 36 В. Для обеспечения безопасности цепь 220 снижения напряжения образована двумя подцепями 221 снижения напряжения.

[0039] Ниже приводится вводная информация о структуре подцепи 221 снижения напряжения. Подцепь 221 снижения напряжения содержит цепь переключения, первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь, соответственно соединенные с цепью переключения, при этом величина емкости первой емкостной цепи равна величине емкости второй емкостной цепи. Первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединяются последовательно, если цепь переключения находится в первом состоянии; а если цепь переключения находится во втором состоянии, первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединяются параллельно.

[0040] Согласно вариантам осуществления, разработанная структура цепи переключения позволяет соединять первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь последовательно, если цепь переключения находится в первом состоянии; и соединять первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь параллельно, если цепь переключения находится во втором состоянии.

[0041] В качестве примера рассматривается цепь переключения, содержащая четыре переключателя.

[0042] Как показано на фиг. 3, каждая подцепь 221 снижения напряжения содержит первый переключатель S1, второй переключатель S2, третий переключатель S3, четвертый переключатель S4, первую емкостную цепь С1 и вторую емкостную цепь С2. Первый конец первого переключателя S1 и первый конец второго переключателя S2 соответственно сконфигурированы как входы подцепи 221 снижения напряжения, второй конец первого переключателя S1 соответственно соединен с первым концом первой емкостной цепи С1 и первым концом третьего переключателя S3, второй конец третьего переключателя S3 заземлен, второй конец второго переключателя S2 соответственно соединен со вторым концом первой емкостной цепи С1 и первым концом четвертого переключателя S4, и второй конец четвертого переключателя S4 сконфигурирован как выход подцепи 221 снижения напряжения; первый конец второй емкостной цепи С2 соединен со вторым концом четвертого переключателя S4, и второй конец второй емкостной цепи С2 заземлен.

[0043] Во-первых, следует принимать во внимание, что, как показано на фиг. 3, Vin является входным напряжением, Vout представляет собой выходное напряжение, Iin - входной ток, и Iout - выходной ток, при этом Vout=l/2Vin, Iout=2Iin. Емкостная цепь может представлять собой конденсатор или иной компонент, что не ограничивается вариантами осуществления. На фиг. 3 показан пример, в котором обе емкостные цепи являются конденсаторами.

[0044] Во-вторых, следует пояснить, что обозначение НАГРУЗКА на фиг. 3 указывает нагрузку. Если цепь 220 снижения напряжения содержит две подцепи 221 снижения напряжения, то для первой подцепи 221 снижения напряжения НАГРУЗКА обозначает вторую подцепь 221 снижения напряжения и батарею 270; для второй подцепи 221 снижения напряжения НАГРУЗКА обозначает батарею 270.

[0045] В-третьих, следует пояснить, что каждый из переключателей S1, S2, S3 и S4, показанных на фиг. 3, может быть реализован в виде структуры MOS (MOSFET), и в этом случае подцепь 221 снижения напряжения эквивалентна цепи, показанной на фиг. 4.

[0046] В-четвертых, следует пояснить, что первая емкостная цепь С1 может быть реализована посредством одного конденсатора, а также посредством двух конденсаторов, соединенных параллельно. Сумма значений емкости по меньшей мере двух конденсаторов, соединенных параллельно, в том случае, если первая емкостная цепь С1 реализована посредством по меньшей мере двух конденсаторов, соединенных параллельно, равна величине емкости конденсатора первой емкостной цепи С1, реализованной в виде одного конденсатора. Таким же образом, вторая емкостная цепь С2 может быть реализована посредством одного конденсатора, а также посредством по меньшей мере двух конденсаторов, соединенных параллельно. Сумма значений емкости по меньшей мере двух конденсаторов, соединенных параллельно, в том случае, если вторая емкостная цепь С2 реализована посредством по меньшей мере двух конденсаторов, соединенных параллельно, равна величине емкости конденсатора второй емкостной цепи С2, реализованной в виде одного конденсатора.

[0047] В-пятых, следует пояснить, что емкостная цепь Cin может соединяться параллельно с источником входного напряжения. Емкостная цепь Cin может служить для двух целей. Во-первых, она может фильтровать высокочастотный сигнал. Поскольку входное напряжение является напряжением постоянного тока, получаемым после преобразования зарядным устройством напряжения переменного тока, оно может содержать небольшое количество высокочастотных сигналов, и может потребоваться отфильтровать высокочастотные сигналы с помощью емкостной цепи Cin. Вторая цель заключается в уменьшении пульсаций. Поскольку напряжение постоянного тока формируется из напряжения переменного тока после выпрямления и стабилизации напряжения, в компоненте постоянного тока могут содержаться некоторые компоненты переменного тока, и компоненты переменного тока, накладываемые на компонент постоянного тока, называются пульсацией, которую может потребоваться уменьшить с помощью емкостной цепи Cin. Для первой подцепи 221 снижения напряжения значение емкости емкостной цепи Cin является низким и может быть установлено в пределах нескольких пикофарад (пФ).

[0048] Согласно вариантам осуществления благодаря характеристикам накопления энергии емкостной цепи и переключения переключающих MOS может быть реализовано накопление и высвобождение энергии, и эффект деления напряжения пополам и удвоения тока реализуется путем переключения емкостной цепи для ее последовательного или параллельного соединения.

[0049] Ниже излагается принцип работы подцепи 221 снижения напряжения.

[0050] Первая емкостная цепь С1 и вторая емкостная цепь С2, соединенные последовательно, заряжаются от входного напряжения подцепи 221 снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания первого переключателя S1 и четвертого переключателя S4 и размыкания второго переключателя S2 и третьего переключателя S3. В примере, изображенном на фиг.3 в виде эквивалентной схемы, как первая, так и вторая емкостные цепи состоят из конденсаторов. В этом случае первый конденсатор С1 и второй конденсатор С2 соединены последовательно. Поскольку величина емкости первого конденсатора С1 равна величине емкости второго конденсатора С2, такая конфигурация эквивалентна одновременному заряду первого конденсатора С1 и второго конденсатора С2, и уровень энергии, сохраняемой на первом конденсаторе С1 и на втором конденсаторе С2, одинаков. То есть, значения напряжений на первом конденсаторе С1 и на втором конденсаторе С2 составляют половину входного напряжения подцепи 221 снижения напряжения, и как значение тока, протекающего через первый конденсатор СТ, так и значение тока, протекающего через второй конденсатор С2, равны значению входного тока подцепи 221 снижения напряжения.

[0051] Первая емкостная цепь СТ и вторая емкостная цепь С2, соединенные параллельно, находятся в состоянии разряда выходного напряжения в батарею 270, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания третьего переключателя S1 и четвертого переключателя S4 и размыкания первого переключателя S1 и второго переключателя S2. В примере, изображенном в виде эквивалентной схемы на фиг. 5, как первая, так и вторая емкостные цепи состоят из конденсаторов. В этом случае первый конденсатор С1 и второй конденсатор С2 соединены параллельно. Поскольку уровни энергии, хранимой в первом конденсаторе С1 и во втором конденсаторе С2, равны, значения напряжения на первом конденсаторе С1 и на втором конденсаторе С2 составляют половину входного напряжения подцепи 221 снижения напряжения. То есть, выходное напряжение подцепи 221 снижения напряжения составляет половину значения входного напряжения подцепи 221 снижения напряжения. Значения токов, протекающих через первый конденсатор С1 и второй конденсатор С2, равны значению входного тока подцепи 221 снижения напряжения, то есть выходной ток подцепи 221 снижения напряжения в два раза превышает уровень входного тока подцепи 221 снижения напряжения.

[0052] Входное напряжение подцепи 221 снижения напряжения представляет собой входное напряжение цепи 220 снижения напряжения, то есть Vin, как показано на фиг. 3, если подцепь 221 снижения напряжения является первой подцепью 221 снижения напряжения; входное напряжение подцепи 221 снижения напряжения представляет собой выходное напряжение первой подцепи 221 снижения напряжения, если подцепь 221 снижения напряжения является второй подцепью 221 снижения напряжения, как показано на фиг. 6 и фиг. 7, и входной источник энергии представляет собой первую подцепь 221 снижения напряжения.

[0053] Хотя принципы работы каждой из подцепей 221 цепи снижения напряжения одинаковы, различные емкостные цепи могут быть сконфигурированы для каждой из подцепей снижения напряжения в соответствии с каскадной позицией подцепи 221 снижения напряжения в цепи 220 снижения напряжения. Выдерживаемое значение напряжения емкостной цепи в предшествующей подцепи 221 снижения напряжения выше значения напряжения емкостной цепи в последующей подцепи 221 снижения напряжения, и с учетом потери энергии емкость хранения энергии емкостной цепи в предшествующей подцепи 221 снижения напряжения выше значения емкости хранения энергии емкостной цепи в последующей подцепи 221 снижения напряжения.

[0054] Кроме того, для быстрой передачи энергии в последующую подцепь 221 снижения напряжения требуется, чтобы рабочая частота подцепи 221 снижения напряжения превышала частоту следующей подцепи 221 снижения напряжения, при этом рабочей частотой является частота замыкания и размыкания переключателя в подцепи 221 снижения напряжения. В данном случае рабочая частота может рассчитываться на основе экспериментального значения или предварительно заданного алгоритма, что не ограничивается вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0055] Согласно некоторым вариантам осуществления, напряжение, прикладываемое к батарее 270, может возрастать, если по меньшей мере две подцепи 221 снижения напряжения работают одновременно, и, таким образом, напряжение может превышать номинальное напряжение батареи 270, в результате чего батарея 270 выходит из строя. Таким образом, для обеспечения приемлемого режима работы соответствующей подцепи 221 снижения напряжения, как показано на фиг. 8, цепь 220 снижения напряжения может также содержать цепь 222 передачи энергии, которая расположена между двумя соседними подцепями 221 снижения напряжения. Цепь 222 передачи энергии содержит пятый переключатель S5, шестой переключатель S6 и третью емкостную цепь СЗ; первый конец пятого переключателя S5 соединен с выходом предшествующей подцепи 221 снижения напряжения из двух соседних подцепей 221 снижения напряжения, второй конец пятого переключателя S5 соединен соответственно с первым концом третьей емкостной цепи С3 и первым концом шестого переключателя S6, второй конец третьей емкостной цепи С3 заземлен, и второй конец шестого переключателя S6 соединен с входом последующей подцепи 221 снижения напряжения из двух соседних подцепей 221 цепи снижения напряжения.

[0056] Пятый переключатель S5 и шестой переключатель S6 могут быть реализованы посредством переключателей MOS. Величина емкости третьей емкостной цепи С3 превышает величину емкости первой и второй емкостных цепей С1 и С2, и значение выдерживаемого напряжения третьей емкостной цепи С3 превышает значение выдерживаемого напряжения первой и второй емкостных цепей С1 и С2. В примере, изображенном на фиг. 8, третья емкостная цепь представляет собой конденсатор.

[0057] Ниже излагается принцип работы цепи 222 передачи энергии.

[0058] Третья емкостная цепь С3 заряжается от предшествующей подцепи 221 снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания пятого переключателя S5 и размыкания шестого переключателя S6. В этом случае первая емкостная цепь С1 и вторая емкостная цепь С2 в предшествующей подцепи 221 снижения напряжения выводят хранимую ими энергию в третью емкостную цепь С3. Третья емкостная цепь С3 находится в состоянии разряда выходного напряжения в последующую подцепь 221 снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования размыкания пятого переключателя S5 и замыкания шестого переключателя S6. В этом случае третья емкостная цепь С3 выводит хранимую ею энергию в первую емкостную цепь С1 и вторую емкостную цепь С2 последующей подцепи 221 снижения напряжения.

[0059] Следует отметить, что помимо эффекта передачи энергии третья емкостная цепь С3 может также выполнять функцию Cin, то есть: фильтрации высокочастотного сигнала и уменьшения пульсаций.

[0060] Согласно вариантам осуществления, каждая подцепь 221 снижения напряжения может уменьшать выходное напряжение подцепи 221 снижения напряжения в два раза по сравнению с входным напряжением подцепи 221 снижения напряжения и в два раза увеличивать выходной ток подцепи 221 снижения напряжения относительно входного тока подцепи 221 снижения напряжения. Таким образом, если цепь 220 снижения напряжения содержит две подцепи снижения напряжения, то цепь 220 снижения напряжения может уменьшить свое выходное напряжение до одной четверти по сравнению со своим входным напряжением и увеличить свой выходной ток в четыре раза относительно своего входного тока, в результате чего время заряда значительно уменьшается.

[0061] На фиг. 2 также показано, что зарядная цепь содержит цепь 230 защиты и цепь 240 моделирования, при этом цепь 230 защиты соединена с цепью 240 моделирования, а цепь 240 моделирования соответственно соединена с цепью 220 снижения напряжения и цепью 210 управления.

[0062] Цепь 230 защиты сконфигурирована для получения входного напряжения цепи снижения напряжения и подачи входного напряжения в цепь 240 моделирования.

[0063] Цепь 240 моделирования сконфигурирована для взятия отсчетов входного и выходного напряжения цепи 220 снижения напряжения, генерации аварийного сигнала в случае аварийной ситуации при зарядке, определяемой на основе входного и выходного напряжения, и передачи аварийного сигнала в цепь 210 управления.

[0064] Цепь 210 управления сконфигурирована для запрета цепи 220 снижения напряжения получать входное напряжение на основе аварийного сигнала.

[0065] Если микросхема управления питанием (PMI, Power Management IC) оснащена зарядной цепью, каждый контакт PMI может быть оснащен обращенным диодом, и обращенный диод в данном случае сконфигурирован как цепь 230 защиты. Обращенный диод на определенном контакте может проводить ток, если контакт находится в аварийном состоянии, то есть при возникновении перегрузки по току, перенапряжения и короткого замыкания на входе и/или выходе. Очевидно, что цепь 230 защиты может защищать PMI, в том числе от перенапряжения на входе, перегрузки по току на входе, перенапряжения батареи 270 на выходе, перегрузки по току на выходе, короткого замыкания и т.п.

[0066] Цепь 240 моделирования может обнаруживать выходное напряжение цепи 220 снижения напряжения, зарядный ток батареи 270, текущее напряжение батареи 270 и т.п. Таким образом, батарея 270 в процессе начальной зарядки может заряжаться неизменным током (то есть, максимальным током), и для повышения эффективности во время зарядки определяется напряжение батареи 270. Если напряжение батареи 270 достигает номинального значения, то осуществляется переход в режим зарядки с неизменным напряжением, и зарядный ток постепенно уменьшается, таким образом можно избежать повреждения батареи 270 из-за превышения напряжением на батарее 270 номинального значения вследствие зарядки батареи в режиме не изменяющегося тока. Согласно вариантам осуществления цепь 240 моделирования может получать указанные выше параметры с помощью контрольного резистора 260, показанного на фиг. 2. Таким образом, для обеспечения точности получения параметров требуется принимать во внимание погрешность и уход параметров из-за температуры контрольного резистора 260.

[0067] Цепь 240 моделирования может также брать отсчеты входного напряжения в цепи 230 защиты. Входное напряжение сравнивается с выходным напряжением цепи 220 снижения напряжения с помощью компаратора. Если на основе результатов сравнения определяются отклонения в процессе зарядки батареи 270, то генерируется аварийный сигнал, который передается в цепь 210 управления. Цепь 210 управления управляет переключателем (показанным на фиг. 2), расположенным между цепью 220 снижения напряжения и входом V250 подачи напряжения, для инициирования размыкания и управляет переключателем (не показанным на фиг. 2), расположенным между цепью 220 снижения напряжения и батареей 270, для инициирования размыкания с целью запрета зарядки батареи 270 от входа V250 подачи напряжения, чтобы защитить батарею 270. Аварийный сигнал может представлять собой информацию о рабочем состоянии, таком как перенапряжение и перегрузка по току. Модуль 210 управления сообщает о вышеуказанных состояниях процессору терминала, который извещает пользователя об аварийном состоянии при зарядке. Цепь 240 моделирования не передает сигнал в цепь 210 управления, если на основе результатов сравнения определяется, что процесс зарядки батареи 270 осуществляется в нормальном режиме, и цепь 210 управления управляет цепью 220 снижения напряжения для выполнения процесса снижения входного напряжения в соответствии с установленной частотой генерации сигнала управления с целью зарядки батареи 270.

[0068] В альтернативном варианте цепь 240 моделирования также сконфигурирована для сравнения выходного напряжения с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением, при этом второе рабочее напряжение больше первого рабочего напряжения; если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения, генерации первого сигнала обратной связи и передачи его в цепь 210 управления; если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения генерации второго сигнала обратной связи и передачи его в цепь 210 управления.

[0069] Цепь 210 управления также сконфигурирована для увеличения частоты генерации сигнала управления, если принимается первый сигнал обратной связи, и уменьшения частоты генерации сигнала управления, если принимается второй сигнал обратной связи.

[0070] В цепи 240 моделирования первое рабочее напряжение и второе рабочее напряжение устанавливаются заранее. В данном случае первое рабочее напряжение может указывать минимальное рабочее напряжение в нормальном режиме работы, а второе рабочее напряжение может указывать максимальное рабочее напряжение в нормальном режиме работы. Выходное напряжение соответственно сравнивается с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением после сбора цепью 240 моделирования значений выходного напряжения. Цепь 240 моделирования может генерировать первый сигнал обратной связи и передавать его в цепь 210 управления, если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения. В цепь 210 управления встроена цепь настройки частоты. Цепь настройки частоты может увеличивать частоту переключения в подцепи 221 снижения напряжения, то есть увеличивать выходную частоту сигнала управления, если принимается первый сигнал обратной связи. В этом случае количество событий замыкания и размыкания переключателя в подцепи 221 снижения напряжения в единицу времени может увеличиваться, и способность сохранения энергии емкостной цепи в единицу времени повышается, благодаря чему может быть достигнута цель, состоящая в повышении выходного напряжения подцепи 221 снижения напряжения. Таким же образом цепь 240 моделирования может генерировать второй сигнал обратной связи и передавать его в цепь 210 управления, если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения. В цепь 210 управления встроена цепь настройки частоты. Цепь настройки частоты может уменьшать частоту переключения в подцепи 221 снижения напряжения, то есть уменьшать выходную частоту сигнала управления, если принимается второй сигнал обратной связи. В этом случае количество событий замыкания и размыкания переключателя в подцепи 221 снижения напряжения в единицу времени уменьшается, и способность сохранения энергии емкостной цепи в единицу времени сокращается, благодаря чему может быть достигнута цель, состоящая в уменьшении выходного напряжения подцепи 221 снижения напряжения.

[0071] В альтернативном варианте процессор в терминале может также передавать инструкции в цепь 210 управления, которая затем на основе этих инструкций управляет зарядной цепью. Цепь 210 управления может представлять собой цепь 210 цифрового управления.

[0072] Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления предполагается, что энергия сохраняется с помощью индуктивной цепи. Поскольку при использовании индуктивной цепи для хранения энергии уровень потребляемой мощности может быть высоким, может потребоваться, чтобы каждая подцепь 221 снижения напряжения была реализована на отдельной микросхеме. В этом случае может потребоваться множество микросхем, установленных на материнской плате, что предъявляет высокие требования к структуре размещения компонентов и может быть ненадежно с точки зрения рассеяния тепла. Однако в вариантах осуществления настоящего изобретения энергия хранится помощью емкостных цепей, и поскольку в этом случае потребляется низкий уровень энергии, все подцепи 221 снижения напряжения могут быть реализованы на одной микросхеме. Таким образом, конструкция микросхемы может быть упрощена, пространство, занимаемое материнской платой, может быть сэкономлено, что полезно с точки зрения рассеяния тепла компонентами, расположенными на материнской плате.

[0073] В целом, посредством цепи снижения напряжения, представленной в рамках раскрытия настоящего изобретения, выполняется процесс снижения напряжения в отношении входного тока, а затем выводится выходной ток. Поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0074] Согласно вариантам осуществления, энергия хранится с помощью емкостных цепей, и поскольку в этом случае потребляется низкий уровень энергии, все подцепи снижения напряжения могут быть реализованы на одной микросхеме. Таким образом, конструкция микросхемы может быть упрощена, пространство, занимаемое материнской платой, может быть сэкономлено, что полезно с точки зрения рассеяния тепла компонентами, расположенными на материнской плате.

[0075] Согласно вариантам раскрытия настоящего изобретения также предлагается терминал, содержащий зарядную цепь, показанную на фиг. 2-8.

[0076] В целом, посредством терминала, представленного в рамках раскрытия настоящего изобретения, выполняется процесс снижения напряжения с использованием цепи снижения напряжения в зарядной цепи в отношении входного тока, после чего выводится выходной ток. Поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0077] На фиг. 9 показан алгоритм выполнения способа зарядки в соответствии с вариантом раскрытия настоящего изобретения. Способ зарядки применим к терминалу. Как показано на фиг. 9, способ зарядки включает следующие операции.

[0078] В блоке 901 принимается сигнал обратной связи, указывающий частоту генерации сигнала управления, и сигнал управления генерируется на основе сигнала обратной связи.

[0079] В блоке 902 принимается входное напряжение.

[0080] В блоке 903 выполняется процесс снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации.

[0081] В блоке 904 выходное напряжение подается на батарею.

[0082] В целом, согласно способу зарядки, предлагаемому в рамках раскрытия настоящего изобретения, поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0083] На фиг. 10 показан алгоритм выполнения способа зарядки в соответствии с вариантом раскрытия настоящего изобретения. Способ зарядки применим к терминалу. Как показано на фиг. 10, способ зарядки включает следующие операции.

[0084] В блоке 1001 принимается сигнал обратной связи, указывающий частоту генерации сигнала управления, и сигнал управления генерируется на основе сигнала обратной связи.

[0085] Сигнал управления сконфигурирован для управления цепью снижения напряжения с целью выполнения процесса снижения входного напряжения. Сигнал управления может быть сконфигурирован для управления временными характеристиками замыкания и размыкания переключателя при выполнении процесса снижения напряжения с помощью переключателя. Ниже приводится более подробное описание.

[0086] В блоке 1002 подается входное напряжение.

[0087] Входное напряжение цепи снижения напряжения подается после подключения зарядного устройства терминала к источнику питания, оно может представлять собой напряжение постоянного тока, получаемое после преобразования зарядным устройством напряжения переменного тока. Поскольку согласно вариантам раскрытия настоящего изобретения процесс снижения напряжения может выполняться в отношении входного напряжения, величина выходного напряжения, подаваемого на батарею, находится в диапазоне значений номинального напряжения (например, 4,4 В) батареи. Входное напряжение может представлять собой напряжение, не превышающее безопасное пороговое напряжение (например, 36 В), определяемое национальным стандартом, например 14-22 В, что не ограничивается вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0088] В блоке 1003, выполняют по меньшей мере два процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения. В результате выполнения каждого процесса снижения напряжения выходное напряжение составляет половину входного напряжения, выходной ток в два раза больше входного тока, и выходное напряжение конфигурируется для определения частоты генерации.

[0089] Если цепь снижения напряжения содержит по меньшей мере две подцепи снижения напряжения, каждая из которых содержит цепь переключения, первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь, и цепь переключения содержит первый переключатель, второй переключатель, третий переключатель и четвертый переключатель, то выполнение по меньшей мере двух процессов снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения может быть реализовано следующим образом.

[0090] Для каждого процесса снижения напряжения первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь, соединенные последовательно, управляются для заряда от входного напряжения в соответствии с сигналом управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания первого переключателя и четвертого переключателя и размыкания второго переключателя и третьего переключателя. В этом случае первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединены последовательно. Поскольку величина емкости первой емкостной цепи равна величине емкости второй емкостной цепи, первая и вторая емкостные цепи заряжаются одновременно, и уровень энергии, сохраняемой первой и второй емкостной цепью, одинаков. То есть, значения напряжений на первой емкостной цепи и на второй емкостной цепи составляют половину входного напряжения подцепи снижения напряжения, и как значение тока, протекающего через первую емкостную цепь, так и значение тока, протекающего через вторую емкостную цепь, равны значению входного тока подцепи снижения напряжения.

[0091] Первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь, соединенные параллельно, управляются для вывода напряжения в батарею на основе сигнала управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания третьего переключателя и четвертого переключателя и размыкания первого переключателя и второго переключателя. В этом случае первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединены параллельно. Поскольку уровни энергии, хранимой в первой емкостной цепи и второй емкостной цепи, равны, значения напряжения в первой емкостной цепи и второй емкостной цепи составляют половину входного напряжения подцепи снижения напряжения, то есть, выходное напряжение подцепи снижения напряжения составляет половину значения входного напряжения подцепи снижения напряжения, и значения токов, протекающих через первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь, равны значению входного тока подцепи снижения напряжения, то есть выходной ток подцепи снижения напряжения в два раза превышает уровень входного тока подцепи снижения напряжения.

[0092] Согласно некоторым вариантам осуществления, напряжение, прикладываемое к батареи, может повышаться, если по меньшей мере две подцепи снижения напряжения работают одновременно, в результате чего напряжение становится больше номинального напряжения батареи, что может привести к повреждению батареи. Таким образом, для обеспечения корректной работы подцепей снижения напряжения, в цепь снижения напряжения между двумя соседними подцепями снижения напряжения также может встраиваться цепь передачи энергии. Цепь передачи энергии содержит пятый переключатель, шестой переключатель и третью емкостную цепь. В этом случае выполнение по меньшей мере двух процессов снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения может быть реализовано следующим образом.

[0093] Для каждого процесса снижения напряжения третья емкостная цепь управляется для заряда от выходного напряжения, получаемого в результате выполнения процесса снижения напряжения в предшествующей подцепи, в соответствии с сигналом управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания пятого переключателя и размыкания шестого переключателя. В этом случае первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь в предшествующей подцепи снижения напряжения выводят хранимую ими энергию в третью емкостную цепь.

[0094] Третья емкостная цепь управляется для вывода напряжения на вход процесса снижения напряжения в последующей подцепи на основе сигнала управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования размыкания пятого переключателя и замыкания шестого переключателя. В этом случае третья емкостная цепь выводит хранимую ею энергию в первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь в последующей подцепи снижения напряжения.

[0095] В блоке 1004 выходное напряжение подается на батарею.

[0096] Согласно вариантам осуществления, каждая подцепь снижения напряжения может уменьшать выходное напряжение подцепи снижения напряжения в два раза по сравнению с входным напряжением подцепи снижения напряжения и в два раза увеличивать выходной ток подцепи снижения напряжения относительно входного тока подцепи снижения напряжения. Таким образом, если цепь снижения напряжения содержит две подцепи снижения напряжения, то цепь снижения напряжения может уменьшить свое выходное напряжение до одной четверти по сравнению со своим входным напряжением и увеличить свой выходной ток в четыре раза относительно своего входного тока, в результате чего время заряда может значительно уменьшаться.

[0097] Батарея в процессе начальной зарядки может заряжаться неизменяемым током (то есть, максимальным током), и для повышения эффективности во время зарядки определяется напряжение батареи. Если напряжение батареи достигает номинального напряжения, то снова осуществляется переход в режим зарядки с неизменным напряжением, и зарядный ток постепенно уменьшается, таким образом можно избежать повреждения батареи из-за превышения напряжением на батарее номинального напряжения вследствие непрерывной зарядки батареи в режиме неизменного тока.

[0098] Согласно некоторым вариантам осуществления, процесс зарядки для защиты батареи может контролироваться путем выполнения действий, указанных в блоках 1005-1007, таким образом, чтобы зарядка прекращалась в аварийных ситуациях.

[0099] В блоке 1005 осуществляется взятие отсчетов входного напряжения и выходного напряжения.

[0100] Входное напряжение и выходное напряжение отсчитываются цепью моделирования, и входное напряжение сравнивается с выходным напряжением с помощью компаратора. Операция, указанная в блоке 1006, выполняется, если на основе результатов сравнения определяются отклонения в процессе зарядки батареи. Операция, указанная в блоке 1005, выполняется постоянно, если на основе результатов сравнения определяется, что процесс зарядки осуществляется в нормальном режиме. Взятие отсчетов прекращается при окончании зарядки.

[0101] В блоке 1006 генерируется аварийный сигнал, если в процессе зарядки определяются отклонения на основе значений входного и выходного напряжения.

[0102] Цепь моделирования может генерировать аварийный сигнал и передавать его в цепь управления. Аварийный сигнал может представлять собой информацию о рабочем состоянии, таком как перенапряжение и перегрузка по току.

[0103] В блоке 1007 на основе аварийного сигнала запрещается подача входного напряжения.

[0104] Цепь управления управляет переключателем (показанным на фиг. 2), расположенным между цепью снижения напряжения и входом V подачи напряжения, для инициирования размыкания и управляет переключателем (не показанным на фиг. 2), расположенным между цепью снижения напряжения и батареей, для инициирования размыкания с целью прекращения зарядки батареи от входа V подачи напряжения, чтобы защитить батарею.

[0105] В альтернативном варианте цепь управления может также сообщать об аварийном сигнале процессору терминала, который затем извещает пользователя об аварийном состоянии при зарядке.

[0106] В альтернативном варианте способ также включает сравнение выходного напряжения с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением, при этом второе рабочее напряжение больше первого рабочего напряжения; если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения, генерацию первого сигнала обратной связи и увеличение частоты генерации сигнала управления на основе первого сигнала обратной связи; если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения, генерацию второго сигнала обратной связи и уменьшение частоты генерации сигнала управления на основе второго сигнала обратной связи.

[0107] В цепи моделирования первое рабочее напряжение и второе рабочее напряжение устанавливаются заранее. В данном случае первое рабочее напряжение может указывать минимальное рабочее напряжение в нормальном режиме работы, а второе рабочее напряжение может указывать максимальное рабочее напряжение в нормальном режиме работы. Выходное напряжение соответственно сравнивается с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением после сбора цепью моделирования значений выходного напряжения. Цепь моделирования может генерировать первый сигнал обратной связи и передавать его в цепь управления, если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения. В цепи управления имеется цепь настройки частоты. Цепь настройки частоты может увеличивать частоту переключения в подцепи снижения напряжения, то есть увеличивать выходную частоту сигнала управления, если принимается первый сигнал обратной связи. В этом случае количество событий замыкания и размыкания переключателя в подцепи снижения напряжения в единицу времени увеличивается, и способность сохранения энергии емкостной цепи повышается в единицу времени, и, таким образом, может быть достигнута цель, состоящая в повышении выходного напряжения подцепи снижения напряжения. Таким же образом, цепь моделирования может генерировать второй сигнал обратной связи и передавать его в цепь управления, если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения. В цепи управления имеется цепь настройки частоты. Цепь настройки частоты может уменьшать частоту переключения в подцепи снижения напряжения, то есть уменьшать выходную частоту сигнала управления, если принимается второй сигнал обратной связи. В этом случае количество событий замыкания и размыкания переключателя в подцепи снижения напряжения в единицу времени уменьшается, и способность сохранения энергии емкостной цепи в единицу времени сокращается, и, таким образом, может быть достигнута цель, состоящая в уменьшении выходного напряжения подцепи снижения напряжения.

[0108] В целом, согласно способам зарядки, предлагаемым в рамках раскрытия настоящего изобретения, поскольку выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, выходной ток может быть увеличен, если процесс снижения напряжения выполняется для входного напряжения, что позволяет повысить выходной ток при низком уровне входного тока. Таким образом, можно повысить эффективность зарядки батареи с использованием более высокого уровня выходного тока и уменьшить толщину зарядной линии при более низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается.

[0109] На фиг. 11 представлена блок-схема терминала 1100 в соответствии с вариантом раскрытия настоящего изобретения. Например, терминал 1100 может представлять собой мобильный телефон, компьютер, терминал цифрового вещания, устройство передачи сообщений, игровую консоль, планшет, медицинское устройство, устройство для фитнесса, персональное информационное устройство и т.п.

[0110] Как показано на фиг. 11, терминал 1100 может содержать один или более следующих компонентов: компонент 1102 обработки, память 1104, компонент 1106 питания, мультимедийный компонент 1108, компонент 1110 обработки звукового сигнала, интерфейс 1112 ввода/вывода (I/O, Input/Output), компонент 1114 датчиков и компонент 1116 связи.

[0111] Компонент 1102 обработки обычно управляет всеми операциями, выполняемыми терминалом 1100, такими как операции, связанные с отображением, телефонными вызовами, передачей данных, управлением фотокамерой и записью данных. Компонент 1102 обработки может включать один или более процессоров 1120, предназначенных для выполнения инструкций, осуществляющих все или некоторые операции описанных выше способов. Кроме того, компонент 1102 обработки может содержать один или более модулей, которые обеспечивают взаимодействие между компонентом 1102 обработки и другими компонентами. Например, компонент 1102 обработки может содержать мультимедийный модуль, который обеспечивает взаимодействие между мультимедийным компонентом 1108 и компонентом 1102 обработки.

[0112] Память 1104 сконфигурирована для хранения данных различных типов, необходимых для функционирования терминала 1100. К примерам таких данных относятся инструкции для любых приложений или способов, выполняемых в терминале 1100, контактные данные, данные телефонной книги, сообщения, изображения, видеофайлы и т.д. Память 1104 может быть реализована с использованием любого типа устройств энергонезависимой или энергозависимой памяти, или комбинации таких устройств, например, с помощью статической оперативной памяти (SRAM, Static Random Access Memory), электрически стираемой программируемой постоянной памяти (EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), стираемой программируемой постоянной памяти (EPROM, Erasable Programmable Read-Only Memory), программируемой постоянной памяти (PROM, Programmable Read-Only Memory), постоянной памяти (ROM, Read-Only Memory), магнитного запоминающего устройства, флэш-памяти, магнитного или оптического диска.

[0113] Компонент 1106 питания обеспечивает электропитание для различных компонентов терминала 1100. Компонент 1106 питания может включать систему управления режимом электропитания, один или более источников питания и любые другие компоненты, связанные с генерацией, управлением и распределением электропитания в терминале 1100.

[0114] Мультимедийный компонент 1108 содержит экран, обеспечивающий выходной интерфейс между терминалом 1100 и пользователем. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения экран может представлять собой жидкокристаллический дисплей (LCD, Liquid Crystal Display) и сенсорную панель (TP, Touch Panel). Экран, реализованный в виде сенсорной панели, позволяет принимать входные сигналы от пользователя. На сенсорной панели расположены один или более тактильных датчиков, предназначенных для прикосновений, нажатий и выполнения иных жестикуляций. Тактильные датчики могут не только определять область прикосновения или нажатия, но также реагировать на период времени и давление, связанное с прикосновениями и нажатиями. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения мультимедийный компонент 1108 содержит фронтальную видеокамеру и/или тыльную видеокамеру. Фронтальная видеокамера и/или тыльная видеокамера могут принимать внешние мультимедийные данные при нахождении терминала 1100 в рабочем режиме, например в режиме выполнения фотосъемки или видеосъемки. Как фронтальная, так и тыльная видеокамеры могут оснащаться оптической системой линз или средствами фокусного и оптического масштабирования.

[0115] Компонент 1110 обработки звукового сигнала сконфигурирован для передачи и/или приема звуковых сигналов. Например, компонент 1110 обработки звукового сигнала содержит микрофон (MIC), позволяющий принимать внешний звуковой сигнал, когда терминал 1100 находится в рабочем режиме, например, в режиме выполнения вызова, записи и распознавания голоса. Принятый звуковой сигнал далее может сохраняться в памяти 1104 или передаваться через компонент 1116 связи. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения компонент 1110 обработки звукового сигнала также содержит громкоговоритель, предназначенный для вывода звуковых сигналов.

[0116] Интерфейс 1112 ввода/вывода поддерживает интерфейс между компонентом 1102 обработки и модулем периферийного интерфейса, таким как клавиатура, колесо мыши, кнопка и т.п.Кнопки, помимо прочего, могут представлять собой кнопку возврата, кнопку настройки уровня звука, кнопку запуска и кнопку блокировки.

[0117] Компонент 1114 датчиков содержит один или более датчиков, служащих для оценки различных аспектов работы терминала 1100. Например, компонент 1114 датчиков может обнаруживать открытие/закрытие терминала 1100, относительное позиционирование компонентов, например дисплея и клавиатуры, терминала 1100, изменение позиции терминала 1100 или компонента терминала 1100, наличие или отсутствие контакта пользователя с терминалом 1100, ориентацию или ускоренное/замедленное перемещение терминала 1100 и изменение температуры терминала 1100. Компонент 1114 датчиков может содержать бесконтактный датчик, сконфигурированный для обнаружения расположенных вблизи объектов без физического контакта с ними. Компонент 1114 датчиков также может включать светочувствительный элемент, такой как датчик изображения CMOS или CCD, предназначенный для использования в приложениях формирования изображений. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения компонент 1114 датчиков также может содержать акселерометр, гироскоп, магнитный датчик, датчик давления или температуры.

[0118] Компонент 1116 связи сконфигурирован для обеспечения проводной или беспроводной связи между терминалом 1100 и другими устройствами. Терминал 1100 может получать доступ к беспроводной сети с использованием таких стандартов связи, как WiFi, 2G или 3G, или комбинации этих стандартов. Согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения компонент 1116 связи принимает широковещательный сигнал или передает соответствующую информацию в широковещательном режиме из внешней системы управления широковещательной передачей через широковещательный канал. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения компонент 1116 связи также содержит модуль ближней связи (NFC, Near Field Communication), позволяющий передавать сигналы на небольшие расстояния. Компонент 1116 также может быть реализован на основе технологии идентификации по радиочастотному коду (RFID, Radio Frequency Identification), технологии, разработанной ассоциацией по средствам передачи данных в инфракрасном диапазоне (IrDA, Infrared Data Association), технологии сверхширокополосной сети (UWB, Ultra-Wideband), технологии Bluetooth (ВТ) и других технологий.

[0119] Согласно примерам осуществления настоящего изобретения терминал 1100 может быть реализован с использованием одного или более таких компонентов, как специализированные интегральные схемы (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), цифровые сигнальные процессоры (DSP, Digital Signal Processor), устройства цифровой обработки сигналов (DSPD, Digital Signal Processing Device), программируемые логические устройства (PLD, Programmable Logic Device), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA, Field Programmable Gate Array), контроллеры, микроконтроллеры, микропроцессоры, или посредством других электронных компонентов, разработанных для выполнения описанных выше способов.

[0120] Согласно примерам осуществления настоящего изобретения также предлагается машиночитаемый носитель информации, на котором хранятся инструкции, такие как инструкции, записанные в памяти 1104. Инструкции могут выполняться процессором 1120 терминала 1100 для реализации описанных выше способов. Например, машиночитаемый носитель информации может представлять собой ROM, оперативную память (RAM, Random-Access Memory), CD-ROM, магнитную ленту, дискету, оптическое запоминающее устройство и т.п.

[0121] Специалисту в этой области техники должны быть очевидны другие варианты осуществления настоящего изобретения, основанные на соображениях, изложенных в данном описании, и на практическом применении раскрытого в этом описании изобретения. Настоящая заявка предназначена для охвата любых изменений, способов использования или адаптаций изобретения. Изменения, способы использования или адаптации соответствуют основным принципам изобретения и включают в себя известные или обычные в этой области техники знания или технологии, не представленные в данном описании. Варианты осуществления настоящего изобретения следует рассматривать в качестве примеров, а сущность и объем изобретения изложены в прилагаемой ниже формуле изобретения.

[0122] Следует принимать во внимание, что раскрытие настоящего изобретения не ограничено приведенным выше описанием и прилагающимися чертежами и может быть модифицировано и изменено без нарушения объема настоящего изобретения. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии электронных цепей. Предлагаются зарядная цепь, терминал и способ зарядки. Технический результат заключается в повышении эффективности зарядки батареи с использованием более высокого выходного тока и в уменьшении толщины зарядной линии при низком уровне входного тока, вследствие чего стоимость зарядной линии уменьшается. Достигается тем, что зарядная цепь содержит цепь управления и цепь снижения напряжения, соединенную с цепью управления; при этом цепь управления сконфигурирована для получения сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, генерации сигнала управления на основе сигнала обратной связи и передачи сигнала управления в цепь снижения напряжения, а цепь снижения напряжения сконфигурирована для получения входного напряжения и сигнала управления, выполнения процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления и подачи выходного напряжения на батарею, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Зарядная цепь, содержащая:

цепь управления и

цепь снижения напряжения, соединенную с цепью управления;

при этом цепь управления сконфигурирована для получения сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, генерации сигнала управления на основе сигнала обратной связи и передачи сигнала управления в цепь снижения напряжения; и

цепь снижения напряжения сконфигурирована для получения входного напряжения и сигнала управления, выполнения процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления и подачи выходного напряжения на батарею, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации;

причем цепь снижения напряжения содержит по меньшей мере две каскадно соединенных подцепи снижения напряжения; и

выходное напряжение подцепи снижения напряжения составляет половину от входного напряжения, подаваемого на подцепь снижения напряжения, а выходной ток подцепи снижения напряжения в два раза превышает входной ток подцепи снижения напряжения;

при этом рабочая частота предшествующей подцепи снижения напряжения из по меньшей мере двух каскадно соединенных подцепей превышает рабочую частоту следующей подцепи снижения напряжения, и рабочей частотой является частота замыкания и размыкания переключателя в соответствующей подцепи снижения напряжения.

2. Зарядная цепь по п. 1, отличающаяся тем, что подцепь снижения напряжения содержит цепь переключения, первую емкостную цепь и вторую емкостную цепь, при этом первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соответственно соединены с цепью переключения, и величина емкости первой емкостной цепи равна величине емкости второй емкостной цепи;

первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединены последовательно, если цепь переключения находится в первом состоянии; и

первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь соединены параллельно, если цепь переключения находится во втором состоянии.

3. Зарядная цепь по п. 2, отличающаяся тем, что цепь переключения содержит первый переключатель, второй переключатель, третий переключатель и четвертый переключатель;

первый конец первого переключателя и первый конец второго переключателя соответственно сконфигурированы в качестве входных контактов подцепи снижения напряжения, второй конец первого переключателя соответственно соединен с первым концом первой емкостной цепи и первым концом третьего переключателя, второй конец третьего переключателя заземлен, второй конец второго переключателя соответственно соединен со вторым концом первой емкостной цепи и первым концом четвертого переключателя, и второй конец четвертого переключателя сконфигурирован в качестве выходного контакта подцепи снижения напряжения; и

первый конец второй емкостной цепи соединен со вторым концом четвертого переключателя, а второй конец второй емкостной цепи заземлен.

4. Зарядная цепь по п. 3, отличающаяся тем, что

первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь, соединенные последовательно, находятся в состоянии зарядки и заряжаются от входного напряжения подцепи снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания первого переключателя и четвертого переключателя и размыкания второго переключателя и третьего переключателя; и

первая емкостная цепь и вторая емкостная цепь, соединенные параллельно, находятся в состоянии разряда и подают выходное напряжение в батарею, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания третьего переключателя и четвертого переключателя и размыкания первого переключателя и второго переключателя.

5. Зарядная цепь по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что цепь снижения напряжения также содержит цепь передачи энергии, расположенную между двумя соседними подцепями снижения напряжения;

цепь передачи энергии содержит пятый переключатель, шестой переключатель и третью емкостную цепь; и

первый конец пятого переключателя соединен с выходным концом первой из двух соседних подцепей снижения напряжения, второй конец пятого переключателя соответственно соединен с первым концом третьей емкостной цепи и первым концом шестого переключателя, второй конец третьей емкостной цепи заземлен, и второй конец шестого переключателя соединен с входным концом второй подцепи снижения напряжения из двух соседних подцепей снижения напряжения.

6. Зарядная цепь по п. 5, отличающаяся тем, что

третья емкостная цепь находится в состоянии зарядки и заряжается от предшествующей подцепи снижения напряжения из двух соседних подцепей снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания пятого переключателя и размыкания шестого переключателя; и

третья емкостная цепь находится в состоянии разряда и подает выходное напряжение в последующую подцепь снижения напряжения из двух соседних подцепей снижения напряжения, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования размыкания пятого переключателя и замыкания шестого переключателя.

7. Зарядная цепь по п. 1, отличающаяся тем, что она также содержит цепь защиты и цепь моделирования, при этом цепь защиты соединена с цепью моделирования, а цепь моделирования соответственно соединена с цепью снижения напряжения и цепью управления;

цепь защиты сконфигурирована для получения входного напряжения цепи снижения напряжения и подачи входного напряжения на цепь моделирования;

цепь моделирования сконфигурирована для взятия отсчетов входного и выходного напряжений цепи снижения напряжения, генерации аварийного сигнала в случае аварийной ситуации при зарядке, определяемой на основе входного и выходного напряжений, и передачи аварийного сигнала в цепь управления; и

цепь управления также сконфигурирована для запрета подачи входного напряжения в цепь снижения напряжения на основе аварийного сигнала.

8. Зарядная цепь по п. 7, отличающаяся тем, что

цепь моделирования также сконфигурирована для выполнения следующих операций:

сравнение выходного напряжения с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением, при этом второе рабочее напряжение больше первого рабочего напряжения;

генерация первого сигнала обратной связи и передача первого сигнала обратной связи в цепь управления, если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения; и

генерация второго сигнала обратной связи и передача его в цепь управления, если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения; и

цепь управления также сконфигурирована для увеличения частоты генерации сигнала управления, если принят первый сигнал обратной связи; и

уменьшения частоты генерации сигнала управления, если принят второй сигнал обратной связи.

9. Зарядная цепь по п. 1, отличающаяся тем, что цепь управления является цифровой цепью управления.

10. Терминал, содержащий зарядную цепь по любому из пп. 1-9.

11. Способ зарядки, применимый к терминалу по п. 10, при этом способ зарядки включает:

получение сигнала обратной связи, указывающего частоту генерации сигнала управления, и генерацию сигнала управления на основе сигнала обратной связи;

получение входного напряжения;

выполнение процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения, при этом выходной ток, соответствующий выходному напряжению, больше входного тока, соответствующего входному напряжению, и выходное напряжение сконфигурировано для определения частоты генерации; и

подачу выходного напряжения на батарею.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что выполнение процесса снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения включает:

выполнение по меньшей мере двух процессов снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения, при этом для каждого процесса снижения напряжения выходное напряжение составляет половину от входного напряжения, и выходной ток в два раза превышает входной ток.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что выполнение по меньшей мере двух процессов снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения включает:

для каждого процесса снижения напряжения управление первой емкостной цепью и второй емкостной цепью, соединенными последовательно, для заряда от входного напряжения в соответствии с сигналом управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания первого переключателя и четвертого переключателя и размыкания второго переключателя и третьего переключателя; и

управление первой емкостной цепью и второй емкостной цепью, соединенными параллельно, для подачи напряжения на батарею на основе сигнала управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания третьего переключателя и четвертого переключателя и размыкания первого переключателя и второго переключателя.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что выполнение по меньшей мере двух процессов снижения входного напряжения на основе сигнала управления для получения выходного напряжения включает:

для каждого процесса снижения напряжения управление третьей емкостной цепью для заряда от выходного напряжения, выводимого в результате выполнения предшествующего процесса снижения напряжения, в соответствии с сигналом управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования замыкания пятого переключателя и размыкания шестого переключателя; и

управление третьей емкостной цепью для вывода напряжения для последующего процесса снижения напряжения на основе сигнала управления, если сигнал управления сконфигурирован для инициирования размыкания пятого переключателя и замыкания шестого переключателя.

15. Способ по любому из пп. 11-14, включающий также:

взятие отсчетов входного напряжения и выходного напряжения;

генерацию аварийного сигнала, если в процессе зарядки определяют отклонения на основе входного и выходного напряжения; и

запрет на получение входного напряжения на основе аварийного сигнала.

16. Способ по любому из пп. 11-14, включающий также:

сравнение выходного напряжения с первым рабочим напряжением и вторым рабочим напряжением, при этом второе рабочее напряжение больше первого рабочего напряжения;

если выходное напряжение меньше первого рабочего напряжения, генерацию первого сигнала обратной связи и увеличение частоты генерации сигнала управления на основе первого сигнала обратной связи; и

если выходное напряжение больше второго рабочего напряжения, генерацию второго сигнала обратной связи и уменьшение частоты генерации сигнала управления на основе второго сигнала обратной связи.