CN113708459A - 充电电路和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种充电电路和电子设备，所述充电电路包括充电接口、电源管理单元、第一降压模块、第二降压模块；充电接口用于连接充电器，接收通过充电器所输入的充电信号；在充电器的类型为第一类型的情况下，充电信号通过第一通路进行降压处理，得到第一电压信号，电源管理单元根据第一电压信号为用电系统供电；在充电器的类型为第二类型的情况下，充电信号通过第二通路进行降压处理，得到第二电压信号，电源管理单元根据第二电压信号为用电系统供电，以提高充电电路的充电总效率；其中，第一通路包括第二降压模块；第二通路包括第一降压模块和第二降压模块。
Description
技术领域
本申请涉及电路设计技术领域，更具体地，涉及一种充电电路和一种电子设备。
背景技术
随着智能终端设备性能不断提升，系统耗电越来越大，用户对终端设备的充电速度和续航能力要求越来越高。快充技术的发展日新月异，目前高压快充技术的主流方案是双电芯串联充电的方案。
当使用高压快充的充电器对终端设备进行充电时，需要通过第一电压转换芯片对通过充电器所输入的充电信号进行降压处理后，再通过第二电压转换芯片再次进行降压处理，以将充电信号的电压调整至满足用电系统供电要求的范围内的供电电压。
当使用5V 1A/2A充电器对终端设备进行充电时，需要通过第一电压转换芯片对通过充电器所输入的充电信号进行升压处理后，再通过第二电压转换芯片再次进行降压处理，以将充电信号的电压调整至满足用电系统供电要求的范围内的供电电压。
通过现有的充电方式使用充电器对终端设备进行充电，导致终端设备的充电总效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种充电电路，以解决现有技术中充电电路的充电总效率较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种充电电路，其包括：充电接口、电源管理单元、第一降压模块、第二降压模块；
所述充电接口用于连接充电器，接收通过所述充电器所输入的充电信号；
所述第一降压模块的输入端与所述充电接口的第一引脚连接，所述第一降压模块的输出端与所述第二降压模块的输入端连接，所述第二降压模块的输出端与所述电源管理单元的第一端连接；所述电源管理单元的第二端与用电系统连接；
在所述充电器的类型为第一类型的情况下，所述充电信号通过第一通路进行降压处理，得到第一电压信号，所述电源管理单元根据所述第一电压信号为所述用电系统供电；在所述充电器的类型为第二类型的情况下，所述充电信号通过第二通路进行降压处理，得到第二电压信号，所述电源管理单元根据所述第二电压信号为所述用电系统供电，以提高所述充电电路的充电总效率；
其中，所述第一通路包括所述第二降压模块；所述第二通路包括所述第一降压模块和所述第二降压模块。
第二方面，本申请实施例还提供一种电子设备，其包括：
根据本申请第一方面所述的充电电路。
在本申请实施例中，在使用高压快充的充电器，通过本实施例的充电电路对用电系统进行供电时，经第一降压模块和第二降压模块对充电信号进行降压处理；在使用5V1A/2A的充电器，通过本实施例的充电电路对用电系统进行供电时，仅需要第二降压模块对充电信号进行降压处理；这样，可以提高充电电路的充电总效率，还可以降低为用电系统供电的电压信号的电压波纹，提升充电电路为用电系统供电的稳定性。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的第一种充电电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种充电电路的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的第三种充电电路的结构示意图；
附图标记说明：
1000-充电电路；1100-充电接口；1200-电源管理单元；1300-第一降压模块；1400-第二降压模块；1500-第一开关；1600-第二开关；1700-充电模块；1800-处理模块；1900-电平转换模块；11000-过压保护模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本实施例提供了一种充电电路。
图1为根据本申请实施例的充电电路的结构示意图。
如图1所示，该充电电路1000可以包括充电接口1100、电源管理单元1200、第一降压模块1300和第二降压模块1400。
充电接口1100用于连接充电器2000，接收通过该充电器2000所输入的充电信号。
在一个例子中，该充电接口1100可以是Type-C接口。充电接口1100可以具有第一引脚和第二引脚，其中，第一引脚可以是电源引脚VBUS，第二引脚可以是一对差分引脚DP、DM。
第一降压模块1300具有输入端和输出端，第一降压模块1300被设置为对其输入端所输入的信号进行降压处理后，再经其输出端输出。
第二降压模块1400具有输入端和输出端，第二降压模块1400被设置为对其输入端所输入的信号进行降压处理后，再经其输出端输出。
第一降压模块1300的输入端与充电接口1100的第一引脚连接，第一降压模块1300的输出端与第二降压模块1400的输入端连接；第二降压模块1400的输出端与电源管理单元1200的第一端连接，电源管理单元1200的第二端与用电系统3000连接。
用电系统3000可以是与充电电路1000设置在相同的电子设备中，充电电路1000的充电接口1100在连接有充电器，且充电器的另一端连接至电网的情况下，该充电电路1000可以为用电系统3000供电。
在充电器2000的类型为第一类型的情况下，充电信号通过第一通路进行降压处理，得到第一电压信号，电源管理单元1200根据第一电压信号为用电系统3000供电；在充电器2000的类型为第二类型的情况下，充电信号通过第二通路进行降压处理，得到第二电压信号，电源管理单元1200根据第二电压信号为用电系统3000供电，以提高充电电路1000的充电总效率；
其中，第一通路包括第二降压模块1400，且不包括第一降压模块1300；第二通路包括第一降压模块1300和第二降压模块1400。
在充电器2000的类型为第一类型的情况下，充电器2000可以是高压快充的充电器。在充电器2000的类型为第二类型的情况下，充电器2000可以是5V 1A/2A的充电器。
在本实施例中，在充电接口1100连接的充电器2000的类型为第一类型的情况下，充电信号通过第一通路进行降压处理，即第一降压模块1300不工作，充电接口1100所输入的充电信号直接输入第二降压模块1400，第二降压模块1400对该充电信号进行降压处理，得到第一电压信号。
在充电信号的电压为VBUS，第二降压模块1400的降压效率为η2的情况下，第一电压信号的电压U1可以表示为：
U1＝VBUS*η2
在本实施例中，在充电接口1100连接的充电器2000的类型为第二类型的情况下，充电信号通过第二通路进行降压处理，即第一降压模块1300可以是对输入的充电信号进行第一降压处理，得到第四电压信号，并将第四电压信号提供至第二降压模块1400。第二降压模块1400可以是对输入的第四电压信号进行第二降压处理，得到第二电压信号。
在充电信号的电压为VBUS，第一降压模块1300的降压效率为η1，第二降压模块1400的降压效率为η2的情况下，第四电压信号的电压U4可以表示为：
U4＝VBUS*η1
第二电压信号的电压U2可以表示为：
U2＝U4*η2＝VBUS*η1*η2
在使用高压快充的充电器，通过本实施例的充电电路对用电系统进行供电时，经第一降压模块和第二降压模块对充电信号进行降压处理；在使用5V 1A/2A的充电器，通过本实施例的充电电路对用电系统进行供电时，仅需要第二降压模块对充电信号进行降压处理；这样，可以提高充电电路的充电总效率，还可以降低为用电系统供电的电压信号的电压波纹，提升充电电路为用电系统供电的稳定性。
在本公开的一个实施例中，如图2所示，该充电电路1000还可以包括第一开关1500和第二开关1600。
第一开关1500的第一端与第一降压模块1300的输入端连接，第一开关的第二端与第二降压模块1400的输入端连接。
第二开关1600的第一的与第一降压模块1300的输入端连接，第二开关1600的第二端与第二降压模块1400的输入端连接。
电源管理单元1200被设置为在充电器2000的类型为第一类型的情况下，控制第一开关1500导通、第二开关1600断开，以使充电信号通过第一通路进行降压处理。
在第一开关1500导通、第二开关1600断开的情况下，第一降压模块1300被短路，无法对充电信号进行降压处理。第一开关1500还可以是将充电信号传输至第二降压模块1400，第二降压模块对充电信号进行降压处理，得到第一电压信号。
电源管理单元1200被设置为在充电器2000的类型为第二类型的情况下，控制第一开关1500断开、第二开关1600导通，以使充电信号通过第二通路进行降压处理。
在第一开关1500断开、第二开关1600导通的情况下，充电信号被传输至第一降压模块1300中，第一降压模块1300对该充电信号进行第一降压处理得到第四电压信号，并通过导通的第二开关1600将第四电压信号提供至第二降压模块1400。第二降压模块1400可以是对输入的第四电压信号进行第二降压处理，得到第二电压信号。
在一个例子中，第一开关1500可以是MOS管或者是晶体管，第二开关1600也可以是MOS管或者是晶体管。
进一步地，充电接口1100的第二引脚可以是与电源管理单元1200的第三端连接。在充电器2000与充电接口1100连接的情况下，充电器2000通过充电接口1100向电源管理单元1200发送识别信号，电源管理单元1200根据该识别信号，确定充电器2000的类型。其中，识别信号为充电器2000所发送的。
在本实施例中，电源管理单元1200可以是在充电接口1100通过充电器2000与电网连接的情况下，通过充电接口1100向充电器发送识别请求，充电器响应于该识别请求，通过充电接口1100向电源管理单元1200返回识别信号。该识别信号中可以包含表示充电器所提供的充电信号的电压的信息。
电源管理单元1200根据该识别信号中所包含的表示充电器所提供的充电信号的电压的信息，确定该充电器的类型为第一类型或第二类型。
在本公开的一个实施例中，电源管理单元1200的第四端与第一开关1500的第三端连接，电源管理单元1200的第五端与第二开关1600的第三端连接。
电源管理单元1200通过第四端输出第一控制信号，第一控制信号为控制第一开关1500的开关状态的信号。
电源管理单元1200通过第五端输出第二控制信号，第二控制信号为控制第二开关1600的开关状态的信号。
在本实施例中，电源管理单元1200可以是在充电器2000的类型为第一类型的情况下，输出用于控制第一开关1500导通的第一控制信号，以及用于控制第二开关1600断开的第二控制信号。电源管理单元1200还可以是在充电器2000的类型为第二类型的情况下，输出用于控制第一开关1500断开的第一控制信号，以及用于控制第二开关1600导通的第二控制信号。
在本公开的一个实施例中，如图3所示，该充电电路还可以包括充电模块1700。
充电模块1700的第一端用于与电池4000的第一端连接，充电模块1700的第二端与第一降压模块1300的输入端连接。
在充电器的类型为第一类型的情况下，充电模块1700可以对充电信号进行降压处理，得到第三电压信号，并根据第三电压信号为电池4000进行充电。
这样，在充电器的类型为第一类型的情况下，还可以通过本实施例的充电电路，为电池进行充电。
在此基础上，充电模块1700还可以被设置为在充电器的类型为第二类型的情况下停止工作，即停止为电池4000进行充电。
进一步地，电池的第一端还与第一降压模块1300的输出端连接。在充电器的类型为第二类型的情况下，第一降压模块1300还可以对充电信号进行降压处理得到第四电压信号，并根据第四电压信号为电池进行充电。
在充电器的类型为第二类型的情况下，充电模块1700停止为电池4000进行充电，因此，可以通过第一降压模块1300对充电信号进行降压处理得到第四电压信号，并根据第四电压信号为电池进行充电。
在本公开的一个实施例中，如图3所示，该充电电路还可以包括处理模块1800。用电系统3000可以包括电子设备的中央处理器。
用电系统3000的第一端与电源管理单元1200的第二端连接，用电系统3000的第二端与电源管理单元1200的第五端连接，用电系统3000的第三端与处理模块1800的第一端连接，处理模块1800的第二端与充电模块1700的第三端连接。
电源管理单元1200将充电器的类型传输至用电系统3000，以供用电系统3000向处理模块发送目标信号，其中，目标信号为反映充电器2000的类型的信号。
在充电器的类型为第一类型的情况下，处理模块1800可以控制充电模块1700工作；在充电器的类型为第二类型的情况下，处理模块1800可以控制充电模块1700停止工作。
在本实施例中，电源管理单元1200可能无法直接对充电模块1700进行控制，因此，需要通过处理模块1800来对充电模块1700是否工作进行控制。
在一个例子中，该处理模块1800可以是由微处理器(MCU)提供。
在本公开的一个实施例中，如图3所示，该充电电路还可以包括电平转换模块1900，电平转换模块1900的输入端与用电系统3000的第三端连接，电平转换模块1900的输出端与处理模块1800的第一端连接。
电平转换模块1900可以对目标信号的电平进行转换处理。
在本实施例中，用电系统3000的第三端所支持的电压，与处理模块1800的第一端所支持的电压可能不匹配，因此，通过电平转换模块1900对目标信号进行电平转换处理，可以使得用电系统3000和处理模块1800之间可以通信，即处理模块1800可以接收用电系统3000所发送的目标信号。
在本公开的一个实施例中，如图3所示，该充电电路还可以包括过压保护模块11000，过压保护模块11000的第一端与充电接口1100的第一引脚连接，过压保护模块11000的第二端与第一降压模块1300的输入端连接。
在充电信号的电压大于或等于充电器的类型所对应的电压阈值的情况下，电源管理单元1200可以控制过压保护模块11000断开，以使充电电路1000停止为用电系统3000供电。
在本实施例中，在充电器的类型为第一类型的情况下，对应的电压阈值可以是第一电压阈值，在充电器的类型为第二类型的情况下，对应的电压阈值可以是第二电压阈值。
那么，在充电器的类型为第一类型的情况下，电源管理单元1200可以是在充电信号的电压大于或等于第一电压阈值的情况下，控制过压保护模块11000断开，以使充电电路1000停止为用电系统3000供电。
在充电器的类型为第二类型的情况下，电源管理单元1200可以是在充电信号的电压大于或等于第二电压阈值的情况下，控制过压保护模块11000断开，以使充电电路1000停止为用电系统3000供电。
在本实施例中，该过压保护模块11000可以是一个可控开关，该过压保护模块11000可以还具有第三端，该电源管理单元1200的第七端与该过压保护模块11000的第三端连接。该电源管理单元1200还可以通过第七端输出第三控制信号，该第三控制信号用于控制该过压保护模块11000的开关状态。
在一个例子中，该过压保护模块11000可以是MOS管或者是晶体管。
通过本实施例的充电电路，可以对充电电路进行过压保护。
本公开还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括前述任意实施例的充电电路。
本申请实施例中的电子设备可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种充电电路，其特征在于，包括：充电接口(1100)、电源管理单元(1200)、第一降压模块(1300)、第二降压模块(1400)；
所述充电接口(1100)用于连接充电器，接收通过所述充电器所输入的充电信号；
所述第一降压模块(1300)的输入端与所述充电接口(1100)的第一引脚连接，所述第一降压模块(1300)的输出端与所述第二降压模块(1400)的输入端连接，所述第二降压模块(1400)的输出端与所述电源管理单元(1200的第一端连接；所述电源管理单元(1200)的第二端与用电系统连接；
在所述充电器的类型为第一类型的情况下，所述充电信号通过第一通路进行降压处理，得到第一电压信号，所述电源管理单元(1200)根据所述第一电压信号为所述用电系统供电；在所述充电器的类型为第二类型的情况下，所述充电信号通过第二通路进行降压处理，得到第二电压信号，所述电源管理单元(1200)根据所述第二电压信号为所述用电系统供电，以提高所述充电电路的充电总效率；
其中，所述第一通路包括所述第二降压模块(1400)；所述第二通路包括所述第一降压模块(1300)和所述第二降压模块(1400)。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第一开关(1500)和第二开关(1600)，
所述第一开关(1500)的第一端与所述第一降压模块(1300)的输入端连接，所述第一开关(1500)的第二端与所述第二降压模块(1400)的输入端连接；
所述第二开关(1600)的第一端与所述第一降压模块(1300)的输出端连接；所述第二开关(1600)的第二端与所述二降压模块(1400)的输入端连接；
所述电源管理单元(1200)在所述充电器的类型为第一类型的情况下，控制所述第一开关(1500)导通、所述第二开关(1600)断开，以使得所述充电信号通过第一通路进行降压处理；
所述电源管理单元(1200)在所述充电器的类型为第二类型的情况下，控制所述第一开关(1500)断开、所述第二开关(1600)导通，以使得所述充电信号通过第二通路进行降压处理。
3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电接口(1100)的第二引脚与所述电源管理单元(1200)的第三端连接；
在充电器与充电接口连接的情况下，所述充电器通过所述充电接口向所述电源管理单元(1200)发送识别信号，所述电源管理单元(1200)根据所述识别信号，确定所述充电器的类型，其中，所述识别信号为所述充电器所发送的。
4.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述电源管理单元(1200)的第四端与所述第一开关(1500)的第三端连接，所述电源管理单元(1200)的第五端与所述第二开关(1600)的第三端连接；
所述电源管理单元(1200)通过所述第四端输出第一控制信号，所述第一控制信号为控制所述第一开关(1500)的开关状态的信号；
所述电源管理单元(1200)通过所述第五端输出第二控制信号，所述第二控制信号为控制所述第二开关(1600)的开关状态的信号。
5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括充电模块(1700)；
所述充电模块(1700)的第一端与电池的第一端连接，所述充电模块(1700)的第二端与所述第一降压模块(1300)的输入端连接；
在所述充电器的类型为第一类型的情况下，所述充电模块(1700)对所述充电信号进行降压处理，得到第三电压信号，并根据所述第三电压信号为所述电池进行充电。
6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述电池的第一端还与所述第一降压模块(1300)的输出端连接；
在所述充电器的类型为第二类型的情况下，所述第一降压模块(1300)对所述充电信号进行降压处理得到第四电压信号，并根据所述第四电压信号为所述电池进行充电。
7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括处理模块(1800)；
所述用电系统的第一端与所述电源管理单元(1200)的第二端连接，所述用电系统的第二端与所述电源管理单元(1200)的第六端连接；所述用电系统的第三端与所述处理模块(1800)的第一端连接；所述处理模块(1800)的第二端与所述充电模块(1700)的第三端连接；
所述电源管理单元(1200)将所述充电器的类型传输至所述用电系统，以供所述用电系统向所述处理模块(1800)发送目标信号，其中，所述目标信号为反映所述充电器的类型的信号；
在所述充电器的类型为第一类型的情况下，所述处理模块(1800)控制所述充电模块(1700)工作；在所述充电器的类型为第二类型的情况下，所述处理模块(1800)控制所述充电模块(1700)停止工作。
8.根据权利要求7所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括电平转换模块(1900)；
所述电平转换模块(1900)的输入端与所述用电系统的第三端连接，所述电平转换模块(1900)的输出端与所述处理模块(1800)的第一端连接；
所述电平转换模块(1900)对所述目标信号的电平进行转换处理。
9.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括过压保护模块(11000)，
所述过压保护模块(11000)的第一端与所述充电接口(1100)的第一引脚连接，所述过压保护模块(11000)的第二端与所述第一降压模块(1300)的输入端连接；
在所述充电信号的电压大于或等于与所述充电器类型对应的电压阈值的情况下，所述电源管理单元(1200)控制所述过压保护模块(11000)断开，以使所述充电电路停止为所述用电系统供电。
10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的充电电路。
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