[实用新型]一种充电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及充电技术，特别是涉及一种充电系统。

背景技术

近年来，各类便携式智能产品得到了极大的普及，如平板电脑、智能手机等。这些便携式产品性能快速发展、功能不断增强，使得电子产品功耗不断增加，需要便携式电子设备的电源管理技术不断进步与更新来适应产品功耗。这些便携式电子设备通常采用锂电池供电，可以通过USB接口和交流适配器接口给锂电池充电。

在实际应用中，各种不同输入的电源供电接口的驱动能力差别很大。例如，同为5V的交流适配器，为了满足不同的成本要求，驱动能力可以从200mA到3A以上；而USB接口连接器的驱动能力也有100mA和500mA等多种规格，而最新的USB3.0规格要求是900mA。同时随着手机适配器接口国家标准的发布，越来越多的交流适配器也做成USB插头，因此应用情况更加复杂。为了满足这些复杂的应用，电池的充电系统必须能够智能匹配各种输入接口和不同驱动能力的接口。

同时，随着便携式电子产品性能不断发展，它们的功耗不断增加，为了能保证便携式电子产品的续航能力，必须加大其电池的容量，例如手机电池容量已经超过3000mAH，平板电池容量超过10000mAH。然而，大的电池容量势必需要更长的充电时间，为了提高用户的体验，充电系统必须具有快速充电功能，这一功能将逐步成为技术发展要求和趋势。

目前，智能电子设备的充电系统大多采用开关恒流/恒压的充电方式。这种方式的充电系统，设置充电设定电流为Is，通过负反馈环路使充电系统对电池的充电电流Ichg等于Is，即该充电系统满足下式：

Ichg＝Is    (1)

上述的充电系统主要存在三个主要缺点：

1)、无法自动匹配适配器(或者USB接口)。

传统的开关充电技术的适配器输出电流和充电电流计算公式如式子2：

Iin＝Vbat*Ichg/(n*Vin)    (2)

Iin为供电电流(由适配器或者USB接口输出)，Vbat为电池电压，n为充电效率(下面假设充电效率为n＝90％)，Vin为供电电压(由适配器或者USB接口输出，下面假设Vin＝5v)。

如果传统的充电系统的充电设定电流Is为2A，Vbat为4.2v时，通过式2计算出适配器输出的Iin为1.86A；Vbat＝3v时，Iin为1.33A。不同电池电压，适配器的输出电流不同。

如果充电设定电流IS＝2A，用户使用1A适配器充电时，充电设定电流大于适配器的最大输出电流，使得1A适配器周期性处于过流保护状态，适配器提供的供电电压Vin周期性跌落到4.5v以下，无法稳定充电，且容易损坏适配器。

2)、不能充分利用适配器(或者USB接口)输出功率，无法实现快速充电功能。

如果充电设定电流Is为2A，用户使用3A适配器充电时，适配器输出的最大供电电流大于充电设定电流，充电电路没有达到适配器的最大输出能力，下降了充电速度。

如果用户使用2A适配器充电时，传统做法为了保护不超出适配器负载能力，通常只能设定充电设定电流Is为2A，通过式2计算可以计算出适配器需要输出1.33A-1.86A的供电电流(对应电池电压3v-4.2v)，依然没有达到适配器的最大输出能力，无法实现快充。

3)、集成度不高，增加了电子设备成本。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可自动匹配供电接口、快速充电的充电系统。

本实用新型提供的充电系统，具有芯片外部电路和芯片内部电路，芯片外部电路和芯片内部电路构成负反馈环路，芯片外部电路包括供电接口和电池充电端，芯片内部电路包括电流设定单元、反馈控制单元以及开关网络；所述供电接口输出端连接所述电流设定单元、反馈控制单元以及开关网络的输入端，所述电流设定单元输出端连接所述反馈控制单元，所述反馈控制单元输出端连接开关网络，所述开关网络的输出端连接所述电池充电端。

本实用新型的充电系统，通过设定目标电流来控制供电接口的供电电流，在获取适配器或者USB供电接口的最大负载电流后设定目标电流为最大负载电流-固定值，通过反馈控制及负反馈环路使供电接口输出的供电电流等于目标电流，即使供电接口输出的电流接近且不会超过最大负载电流，从而实现了对适配器或USB供电接口负载能力的智能匹配，实现最大程度利用适配器或者USB接口的能力，最大功率、最快速度的充电。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中充电系统的结构示意图；