CN104967199B - 快速充电方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速充电方法及移动终端，基于输出电压动态可调的电源适配器而提出，通过将电池的电芯电压分成若干个区间段，继而采用分段式类恒流充电的方式，根据移动终端内部电池在充电过程中其电芯电压所处的区间段，动态地调整通过电源适配器输出的充电电压的伏值，并利用电源适配器输出的充电电压直接对电池进行直充，由此可以实现充电电流的大幅提升，继而加快了电池的充电速度，缩短移动终端单次充电所需的时间，降低了因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的影响，在很大程度上提升了用户使用的满意度。

Description

快速充电方法及移动终端

技术领域

本发明属于直流充电技术领域，具体地说，是涉及一种用于为移动终端内部的电池进行快速充电的方法以及基于所述充电方法设计的移动终端。

背景技术

目前，移动终端已经深入到人们生活的方方面面，成为引领半导体产业前进的主导力量。目前的移动终端大多采用可充电电池为产品内部的系统电路供电。随着便携式产品所支持的功能日渐繁多，其系统电路的耗电量也随之增大，在电池容量有限的情况下，产品充电后的续航时间逐渐缩短，导致充电操作变得越来越频繁。

目前，广泛采用的电池充电方式主要有两种：一种是利用常规的电源适配器（充电器）为电池充电，即标准DCP充电方式，这种常规电源适配器一般仅支持5V/9V/12V等固定电压输出，输出电压的选择性相对较小，充电时间较长，例如一块手机电池从耗尽到充满电所需的时间一般在3-4小时；另一种是利用主机（例如计算机等）为电池充电，即SDP充电方式，这种充电方式，由于通过主机输出的充电电压恒定，且充电电流较小，因此需要比标准DCP充电方式更长的充电时间。较长的充电时间严重影响着用户对移动终端的日常使用，在很大程度上降低了用户使用的满意度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速充电方法，通过采用分段式直充方式对移动终端内部的电池进行大电流直充，从而实现了充电速度的大幅提升，显著缩短了充电时间。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种快速充电方法，包括：移动终端检测其电池电压；若电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内，则查找其预设的对照表，根据电池电压所处的区间段获取该区间段所对应的目标充电电压值V_out，发送至可直充电源适配器；移动终端将接收到的可直充电源适配器输出的充电电压传输至电池，对所述电池进行直充；其中，所述充电电压为可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值V_out调节输出的目标充电电压。

进一步的，在所述查找其预设的对照表的过程中，具体还包括：获取电池电压所对应区间段的目标充电电流值I_targ；移动终端检测其接收到的实际充电电流I_chg;若所述实际充电电流I_chg小于所述目标充电电流值I_targ，则上调目标充电电压值V_out，并发送至可直充电源适配器；其中，上调增量是一个预设的值ΔV。

为了确保充电安全，所述快速充电方法还包括：移动终端检测其接收到的实际充电电流I_chg;若所述实际充电电流I_chg与目标充电电流值I_targ的差值的绝对值大于一个预设值I_e，所述I_e表征实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围，则停止对电池充电。

进一步的，在所述查找其预设的对照表的过程中，具体还包括：获取电池电压所对应区间段的充电电流最大值I_max；移动终端检测其接收到的实际充电电流I_chg;若所述实际充电电流I_chg大于所述充电电流最大值I_max，则停止对电池充电。

其中，所述充电电流最大值I_max可以根据所述电池支持的最大端子电压以及电池内阻确定；所述目标充电电流值I_targ可以根据所述充电电流最大值I_max确定；所述目标充电电压值V_out可以根据I_targ结合充电线上的电阻阻值、移动终端的电路板上的电阻阻值以及电池内阻确定。

优选的，所述电池电压为电池的电芯电压V_{bat_real}，每一个所述区间段所对应的V_out、I_targ和I_max可以采用以下公式具体计算生成：

I_max=min（（V_{bat_max}-V_{bat_real}）/R_bat,I_allow），

I_targ=I_max-ΔI，

V_out=V_{bat_real}+I_targ*（R_line+R_board+R_bat）；

其中，R_line为充电线上的电阻阻值，R_board为移动终端的电路板上的电阻阻值，R_bat为所述电池的内阻阻值，V_{bat_max}为所述电池支持的最大端子电压值，I_allow是在保证电池充电安全的前提下选取的最大安全充电电流值，ΔI为设定的电流差值，所述ΔI优选在[150mA,250mA]之间取值。

为了确保充电安全，所述V_{bat_max}应根据移动终端所基于的硬件平台确定，且应小于所规定的电池端子电压的安全值V_{bat_safe}。

优选的，所述移动终端将每一个所述的区间段的电芯电压的低临界值作为V_{bat_real}，计算出该区间段所对应的目标充电电压值V_out；将每一个所述的区间段的电芯电压的高临界值作为V_{bat_real}，计算出该区间段所对应的充电电流最大值I_max。

进一步的，所述快速充电方法还包括：所述移动终端在检测到其电池电压小于S1时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，传输至移动终端内部的电源管理芯片，启动电源管理芯片对所述电池进行小电流预充；所述移动终端在检测到其电池电压大于S2时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，传输至移动终端内部的电源管理芯片，启动电源管理芯片对所述电池进行恒压充电。

优选的，所述直充阈值的范围[S1,S2]与标准DCP充电模式下的恒流充电阶段所对应的电池电压范围一致。

基于上述快速充电方法，本发明还提出了一种移动终端，设置有电池、USB接口和微处理器，所述电池用于储存电能；所述USB接口用于连接可直充电源适配器；所述微处理器在检测到所述USB接口与可直充电源适配器连接时，检测所述电池的电压，若电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内，则查找其预设的对照表，根据电池电压所处的区间段获取该区间段所对应的目标充电电压值V_out，发送至可直充电源适配器；并控制可直充电源适配器输出的充电电压对所述电池进行直充；其中，所述充电电压为可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值V_out调节输出的目标充电电压。

进一步的，在所述移动终端中还设置有直充开关和电源管理芯片；所述直充开关连接在所述USB接口与电池之间，所述微处理器在检测到所述电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内时，控制所述直充开关导通，将所述可直充电源适配器输出的充电电压直接传送至所述电池，对所述电池进行直充；所述电源管理芯片连接在所述USB接口与电池之间，所述微处理器在检测到所述电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]以外时，控制所述电源管理芯片接收所述可直充电源适配器输出的充电电压，并对所述电池充电。

优选的，所述微处理器在检测到所述电池电压小于S1时，与所述可直充电源适配器通信，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，并启动所述电源管理芯片对所述电池进行小电流预充；在检测到电池电压大于S2时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，并启动所述电源管理芯片对所述电池进行恒压充电。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明基于输出电压动态可调的电源适配器设计快速充电方法，采用分段式类恒流充电的方式，根据移动终端内部电池的电芯电压所处的区间段，动态地调整通过电源适配器输出的充电电压的伏值，利用电源适配器输出的充电电压直接对电池进行直充，由此可以实现充电电流的大幅提升，继而加快了电池的充电速度，缩短了移动终端单次充电所需的时间，降低了因移动终端需要频繁、长时间充电给用户日常使用造成的影响，在很大程度上提升了用户使用的满意度。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提出的移动终端与可直充电源适配器连接的一种实施例的电路原理框图；

图2为本发明所提出的快速充电方法的一种实施例的处理流程图；

图3为图1所示移动终端与可直充电源适配器进行通信检测的一种实施例的流程图；

图4为图1所示移动终端与可直充电源适配器之间的定时通信检测机制的一种实施例的流程图；

图5为采用查表式直充充电控制策略的一种实施例的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例为了充分利用可直充电源适配器输出电压动态可调的特性，来实现充电速度的明显提升，首先对内置有可充电电池的移动终端进行硬件改造，使移动终端既可支持常规的充电模式，即，通过移动终端内部的电源管理芯片对电池进行充电；又可支持直充模式，即，将充电电源直接输送至电池，对电池进行大电流直充。然后，针对改造后的硬件电路，设计软件程序，根据电池在充电过程中其电芯电压的实时变化，动态地调整通过可直充电源适配器输出的充电电压，并控制移动终端进入不同的充电模式，继而实现充电电源的合理化利用，缩短了电池的充电时间。

下面结合图1，首先对移动终端以及可直充电源适配器的硬件配置情况进行具体阐述。

如图1所示，为了保留移动终端既有的传统充电功能，保证移动终端能够与现有的主机和常规电源适配器正常插接、充电，本实施例保持移动终端现有的充电接口不变，即兼用于充电和传输数据的复用接口，例如目前广泛采用的USB接口Ji，以满足其与目前市面上绝大多数厂家生产的常规电源适配器和计算机主机的插接充电要求。对于USB接口Ji中的电源引脚VBUS，本实施例将其一路连接至移动终端内部的电源管理芯片，另一路通过直充开关连接至电池，所述直充开关可以是导通阻抗小且支持大电流通过的任意类型的可控开关元件，例如可控硅、MOS管等，接收移动终端内部微处理器输出的开关控制信号，实现常规充电模式与快速充电模式的选择切换。对于USB接口Ji中的接地引脚GND，保证其与移动终端的系统地良好接通，在移动终端与外部设备插接时，保证移动终端与外部设备共地。对于USB接口Ji中的差分数据引脚D+、D-，设计其通过选通开关连通所述的微处理器，所述选通开关可以选用双刀双掷开关，接收微处理器输出的控制信号，在默认状态下，通过所述选通开关将USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-与微处理器的差分数据接口DP、DN连通；在检测到外接的充电设备不是主机和常规电源适配器时，通过微处理器控制所述选通开关将USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-切换至与微处理器的UART接口TXD、RXD连通，采用UART通信的方式，来识别插入的外部设备是否为可直充电源适配器。

具体来讲，可以设计移动终端中的微处理器在切换至其UART接口TXD、RXD与USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-的连通后，采用UART通信的方式向外接的充电设备主动发起通信命令，若接收到外部充电设备反馈的有效命令，则判定插入的是可直充电源适配器；若无有效命令反馈，则断开微处理器的UART接口TXD、RXD与USB接口Ji的差分数据引脚D+、D-的连通，不启动充电模式，或可进一步输出“插入设备不能识别”的提示信息。

本实施例配置可直充电源适配器采用UART通信方式，而不选用I²C总线通信方式，其原因是：UART通信采用异步通信方式，其通信量小、速率低、抗干扰能力强，可以有效解决移动终端与电源适配器之间的通信由于电流、阻抗、电压等信号的干扰而造成的二者之间通信极其不稳定的情况出现，由此可以保证可直充电源适配器能够对移动终端执行稳定的大电流快充，提高了移动终端充电的安全性。

当然，也可以采用除UART以外的其他通信方式（如I²C总线通信方式等）进行移动终端与可直充电源适配器之间的通信设计。例如，可以设计所述移动终端与可直充电源适配器之间采用无线通信方式进行数据交互。具体来讲，可以在移动终端和可直充电源适配器中分别设置相互匹配的无线通信模块，例如蓝牙模块、WiFi模块等，在移动终端需要与可直充电源适配器交互通信指令时，可以将其生成的通信指令发送至无线通信模块，以转换成无线信号后，再发送至对方。采用无线通信方式，可以解决在大电流充电时，由于电源适配器和移动终端之间的充电线上的压降较大，而造成的二者之间地电平的差异，这种地电平的差异会影响通信信号的波形质量，造成通信的不稳定。

对移动终端进行上述硬件改造后，下面结合图2-图5对本实施例的快速充电方法进行详细阐述。

如图2所示，所述快速充电方法主要涉及以下步骤：

S201、移动终端对其USB接口Ji上是否有可直充电源适配器插入进行检测，并在检测到有可直充电源适配器插入时，执行后续步骤。

在本实施例中，设置可直充电源适配器在默认情况下输出恒定的充电电压，所述恒定的充电电压可以与主机、常规电源适配器输出的充电电压相同，例如5V恒定充电电压，以满足移动终端内部电源管理芯片对输入电源的要求。

当然，这里的5V恒定充电电压仅是一个实施例而已，对于某些要求其他伏值恒压充电的移动终端来说，只需设置可直充电源适配器在默认情况下输出的恒定充电电压与采用常规电源适配器为该类移动终端充电时，常规电源适配器输出的充电电压一致即可。

S202、移动终端检测其电池电压；

在本实施例中，所述电池电压指电池的电芯电压。

S203、判断电池的电芯电压是否在直充阈值的范围[S1,S2]以内，若是，则执行步骤S205；否则，执行步骤S204。

在本实施例中，所述直充阈值（低压阈值S1、高压阈值S2）可以根据电池的实际情况具体确定，优选与标准DCP充电模式（即采用常规电源适配器对电池进行的传统充电模式）下的恒流充电阶段所对应的电池电压范围一致。例如，对于一块4.2V的可充电电池，可以设定其低压阈值S1=3.5V、高压阈值S2=4.1V。

S204、判断电池的电芯电压是否小于S1，若是，则控制直充开关保持默认的断开状态，同时启动电源管理芯片接收可直充电源适配器输入的恒定充电电压，例如直流5V充电电压，对电池进行小电流预充，并返回步骤S202；否则，跳转至步骤S208。

S205、移动终端控制所述直充开关导通，短路掉电源管理芯片，使电源管理芯片停止运行，将直充电源适配器输出的充电电压直接输送至电池，对电池进行直充。

S206、移动终端与可直充电源适配器通信，根据电池的电芯电压变化动态地调整可直充电源适配器输出的充电电压。

对于移动终端与可直充电源适配器的通信检测流程，本实施例优选采用以下方式，结合图3所示：微处理器在将其通信接口从差分数据接口DP、DN切换至UART接口TXD、RXD上后，主动向外部的电源适配器发起通信命令A，同时记录下通信次数。当可直充电源适配器成功接收到通信命令A后，会执行相应的应答处理，向移动终端发送通信命令B，如果移动终端没有接收到有效的通信命令B，则会首先判断此时的通信次数，如果通信次数小于2，则会重新发送通信命令A，进行第二次的通信尝试；如果大于等于两次，则认为通信失败，断开其充电接口的通信引脚D+、D-与微处理器的UART接口TXD和RXD的连接，恢复到原始状态，即充电接口的通信引脚D+、D-与微处理器的差分数据接口DP、DN连通。如果移动终端成功接收到通信命令B，则认为通信成功，通信次数清零，之后便启动定时通信的检测机制，参见图4所示。

在定时通信检测的机制中，移动终端会定时向可直充电源适配器发送握手指令，例如发送通信指令C，同时通信次数加1；如果可直充电源适配器成功接收，便会立刻反馈应答指令到移动终端，例如发送通信指令D到所述移动终端。如果移动终端成功接收到通信执行D，则握手成功，判定二者通信正常，保持当前的充电进程，并将通信次数清零，等待到达下一个定时检测时段时再发起通信指令C。如果移动终端没有接收到通信指令D，则移动终端会再次向可直充电源适配器发送通信指令C，如果两次通信均失败，则判定与其插接的可直充电源适配器出现异常。为保证移动终端的安全，此时，微处理器将切断移动终端的USB接口Ji与其内部系统电路之间的连接线路，并提示用户外接的电源适配器异常，对用户进行告警提醒。

对于采用无线通信方式设计的可直充电源适配器来说，移动终端在检测到插入的外部设备不是主机和常规电源适配器时，通过微处理器启动无线通信模块与外接的充电设备进行无线通信，以判别插入的是否为可直充电源适配器。所述通信检测流程同样可以采用如图3所示方式，只需将通信命令A、B的传输改为无线传输方式即可。

当移动终端检测到插入的是可直充电源适配器时，同样可以启动如图4所示的定时通信的检测机制，以获得更好的切换机制和容错机制。

在本实施例中，对于充电电压的动态调整，可以采用以下方式：

在移动终端中预设电池的电芯电压与目标充电电压之间的关系对照表，通过检测电池的电芯电压，根据电芯电压查找所述对照表，获取该电芯电压所对应的目标充电电压，以控制可直充电源适配器的电压输出。

具体说明，可以根据设定的直充阈值[S1,S2]，针对电池的电芯电压划分出若干个区间段，例如以100mV为跨度，划分出N个区间段，N=(S2-S1)/100mV。针对每一个区间段事先确定出每一个区间段的电芯电压所对应的目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max，形成所述的对照表，保存在微处理器中，或者保存在移动终端中与微处理器连接的存储器中，供微处理器调用。

在进入直充过程后，结合图5所示，所述微处理器定时检测电池的电芯电压V_{bat_real}，根据检测到的电芯电压V_{bat_real}查找所述的对照表，判断电芯电压V_{bat_real}所落入的电芯电压区间段，然后根据确定出的区间段，查找该区间段所对应的目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max。而后，微处理器与可直充电源适配器通信，将所述目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max发送至可直充电源适配器。

对于所述充电电流最大值I_max，可以根据所述电池支持的最大端子电压以及电池内阻确定；对于所述目标充电电流值I_targ，可以根据所述充电电流最大值I_max确定；对于所述目标充电电压值V_out，可以根据目标充电电流值I_targ结合充电线上的电阻阻值、移动终端的电路板上的电阻阻值以及电池内阻确定。

在可直充电源适配器侧，所述可直充电源适配器根据接收到的目标充电电压值V_out，调整其AC-DC单元输出的充电电压，以达到所述的目标充电电压值V_out。待调整结束后，可直充电源适配器发送信息E给移动终端。

在移动终端侧，移动终端实时检测接收到的实际充电电流值I_chg。若|I_chg-I_targ|≤I_e且I_chg≤I_max，则将可直充电源适配器调整后输出的充电电压直接传输至电池，对移动终端的内部电池进行大电流直充，这里的充电电流可以达到3500mA以上，由此实现了充电速度的大幅提升。在这里，所述I_e为可直充电源适配器的实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围，本实施例优选设定I_e=500mA。若|I_chg-I_targ|>I_e或者I_chg>I_max，则判定充电异常。此时，为了保证充电安全，移动终端停止充电过程，或者通知可直充电源适配器将其AC-DC部分输出的充电电源阻断，停止对移动终端充电，以避免移动终端损坏。

对于所述对照表的具体生成方式，本实施例提出以下优选方案：

针对范围在[S1,S2]区间内的电芯电压设置i个区间段，记为x_i1~x_i2；

针对每一个所述的区间段[x_i1，x_i2]，分别计算出该区间段所对应的目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max，即，

V_out=V_{bat_real}+I_targ*（R_line+R_board+R_bat） （1）

I_targ=I_max-ΔI （2）

I_max=min（（V_{bat_max}-V_{bat_real}）/R_bat,I_allow） （3）

其中，R_line为充电线上的电阻阻值；R_board为移动终端的电路板上的电阻阻值；R_bat为电池的内阻阻值，可以通过实验测量出来；V_{bat_max}为所述电池支持的最大端子电压值，应根据移动终端所基于的硬件平台确定，且应小于所规定的电池端子电压的安全值V_{bat_safe}；I_allow是在保证电池充电安全的前提下选取的最大安全充电电流值；ΔI为设定的电流差值，优选在[150mA,250mA]之间取值；

根据参数V_{bat_real}、V_out、I_targ、I_max，即可生成所述的对照表。

在本实施例中，为了省去R_line、R_board的测量工作，可以利用以下公式：

R_line+R_board=（V_out-V_bat）/I_chg （4）

计算出充电线上的电阻阻值R_line与移动终端的电路板上的电阻阻值R_board之和。其中，V_bat为电池的端子电压。即，可以采用实际测量不同目标充电电压值V_out下的电池端子电压V_bat和充电电流I_chg，并代入公式（4）的方式来计算出所述的R_line与R_board之和，代入公式（1）用于目标充电电压值V_out的计算。

作为本实施例的一种优选设计方案，在计算每一个区间段[x_i1，x_i2]所对应的目标充电电压值V_out和充电电流最大值I_max时，优选利用每一个所述区间段的电芯电压的低临界值x_i1作为V_{bat_real}，代入公式（1）计算出该区间段所对应的目标充电电压值V_out；利用每一个所述区间段的电芯电压的高临界值x_i2作为V_{bat_real}，代入公式（3）计算出该区间段所对应的充电电流最大值I_max，继而根据计算出的I_max利用公式（2）获得目标充电电流值I_targ，形成所述的对照表。

举例说明：仍以4.2V的可充电电池为例，对于电池供电的系统，从器件供电电压的安全角度考虑，电池的端子电压V_bat不能大于一个定值V_{bat_max}，该定值V_{bat_max}与平台有关，且小于所规定的电池端子电压的安全值V_{bat_safe}。假设所述电池的端子电压的安全值V_{bat_safe}=4500mV，则可以取V_{bat_max}=4470mV，由此，电池的端子电压V_bat=V_{bat_real}+I_chg*R_bat≤4470。

从电池的安全角度考虑，假设选取最大安全充电电流值I_allow=4000mA，结合公式（3），充电电流最大值I_max为：

I_max =min（（4470-V_{bat_real}）/R_bat,4000） （5）。

假设电池的内阻R_bat=100mΩ，其他阻抗R_line+R_board=100mΩ，设定电池的直充阈值范围在[3500mV,4100mV]，以100mV为跨度，则可以将直充阈值范围[3500mV,4100mV]划分成6个区间段，将每个区间段的电芯电压的高临界值代入公式（5），计算出充电电流最大值I_max；结合计算出的I_max代入公式（2）计算出目标充电电流值I_targ，本实施例取ΔI=200mA；将每个区间段的电芯电压的低临界值代入公式（1），并结合计算出的I_targ计算出目标充电电压值V_out，由此形成所需的对照表如下：

Vbat_real（mV）	Vout（mV）	Itarg（mA）	Imax（mA）
				3500-3600	4260	3800	4000
…	…	…	…
				4000-4100	4700	3500	3700

该对照表在一定程度上反应了电池的电芯电压与适配器输出的充电电流以及充电电压的对应关系，但可能会与实际情况略有出入，可以进行充电试验，记录不同充电电流下的充电电压的变化，对上述对照表的参数值进行调整，例如采用求取平均值的方式，将对照表中的各参数值调整到理想状态。

由于通过查表法获得的目标充电电压是理论值，而实际上电池内阻、线上阻抗可能会随着温度、老化等因素发生变化，由此导致通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值I_chg在一定程度上偏离目标充电电流值I_targ，从而对充电速度产生一定程度的影响。为了在允许的范围内尽可能地提升充电电流，以进一步加快充电速度，本实施例在移动终端侧引入充电电流自调整算法，结合图5所示，即，可直充电源适配器将输出电压调整到V_out后，移动终端实时检测其接收到的实际充电电流I_chg，若I_targ-I_e≤I_chg<I_targ，则将目标充电电压值V_out上调一个预设的值ΔV，发送至可直充电源适配器，以升高可直充电源适配器输出的充电电压。可以采用逐次调整V_out= V_out+ΔV的方式，使得通过可直充电源适配器输出的实际充电电流值I_chg逐渐接近目标充电电流值I_targ。

本实施例优选允许5次调整，调整幅度可以通过公式（1）估算，假设V_{bat_real}、R（包括电池内阻、线阻等所有阻抗）是不变的，则ΔV=ΔI*R。本实施例优选设定ΔV=10mV。

S207、检测电池的电芯电压是否超出了直充阈值范围，若未超出，则返回步骤S206继续执行；若超出，则执行后续步骤。

S208、微处理器控制直充开关断开，关闭直充通路，并通知可直充电源适配器调整其输出电压到默认的恒定充电电压，例如5V直流充电电压，并启动电源管理芯片接收所述的恒定充电电压，为电池进行恒压充电，直至充电完成。

为了保证移动终端充电的安全性，本实施例提出以下充电异常处理机制：

（一）移动终端侧

①移动终端在检测到采用可直充电源适配器为其进行充电时，定时向可直充电源适配器发送握手指令，并在设定的时间内等待可直充电源适配器反馈的应答信息，若接收到所述的应答信息，则握手成功，继续充电；否则，判定充电异常，切断移动终端的充电接口与系统电路之间的连接线路，并提示用户电源适配器异常；

②移动终端在进入直充过程后，若检测到可直充电源适配器突然拔掉，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并将所述充电接口与电源管理芯片连通；

③移动终端在进入直充过程后，若检测到电池的端子电压超过设定的门限值（对于4.2V的可充电电池来说，其端子电压的门限值可以设定为4.6V），则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并通知可直充电源适配器切换至默认的恒定充电电压输出，例如输出5V直流电压；

④移动终端在进入直充过程后，实时检测接收到的实际充电电流值I_chg，若I_chg与I_targ的差值的绝对值大于设定的可控差异范围，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，切换至电源管理芯片为电池充电；

⑤移动终端在进入直充过程后，实时检测接收到的实际充电电流值I_chg，若I_chg大于I_max，则切断移动终端的充电接口与电池之间的直充通路，并提示用户电源适配器异常。

（二）可直充电源适配器侧

①可直充电源适配器在获得目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max后，实时检测其输出的实际充电电流值I_chg，若I_chg与I_targ的差值的绝对值大于设定的可控差异范围，则可直充电源适配器停止输出充电电源，并闪灯提示用户注意；

②可直充电源适配器在进入直充过程后，实时检测其输出的实际充电电流值I_chg，若I_chg大于I_max，则判定充电异常，切断其充电电源的输出，避免继续供电对移动终端造成损坏。

本发明所提出的充电方法可以广泛应用在手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等移动终端中，以满足用户不同的充电需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种快速充电方法，其特征在于，包括：

移动终端检测其电池电压；

若电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内，则查找其预设的对照表，根据电池电压所处的区间段获取该区间段所对应的目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max，并所述目标充电电压值V_out发送至可直充电源适配器，调整所述可直充电源适配器输出的充电电压达到所述目标充电电压值V_out；

移动终端将接收到的可直充电源适配器输出的充电电压传输至电池，对所述电池进行直充；

移动终端检测其接收到的实际充电电流I_chg，若所述实际充电电流I_chg小于目标充电电流值I_targ，则将目标充电电压值V_out上调一个预设值ΔV，并发送至可直充电源适配器，以调整所述可直充电源适配器输出的充电电压；若所述实际充电电流I_chg与目标充电电流值I_targ的差值的绝对值大于一个预设值I_e或者I_chg大于I_max，则控制可直充电源适配器停止输出充电电源；其中，所述I_e表征实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围。

2.根据权利要求1所述的快速充电方法，其特征在于，

所述充电电流最大值I_max根据所述电池支持的最大端子电压以及电池内阻确定；

所述目标充电电流值I_targ根据所述充电电流最大值I_max确定；

所述目标充电电压值V_out根据I_targ结合充电线上的电阻阻值、移动终端的电路板上的电阻阻值以及电池内阻确定。

3.根据权利要求2所述的快速充电方法，其特征在于，所述电池电压为电池的电芯电压V_{bat_real}，每一个所述区间段所对应的V_out、I_targ和I_max采用以下公式计算生成：

I_max=min（（V_{bat_max}-V_{bat_real}）/R_bat,I_allow），

I_targ=I_max-ΔI，

V_out=V_{bat_real}+I_targ*（R_line+R_board+R_bat）；

其中，R_line为充电线上的电阻阻值，R_board为移动终端的电路板上的电阻阻值，R_bat为所述电池的内阻阻值，V_{bat_max}为所述电池支持的最大端子电压值，I_allow是在保证电池充电安全的前提下选取的最大安全充电电流值，ΔI为设定的电流差值。

4.根据权利要求3所述的快速充电方法，其特征在于，

所述移动终端将每一个所述的区间段的电芯电压的低临界值作为V_{bat_real}，计算出该区间段所对应的目标充电电压值V_out；

所述移动终端将每一个所述的区间段的电芯电压的高临界值作为V_{bat_real}，计算出该区间段所对应的充电电流最大值I_max。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的快速充电方法，其特征在于，还包括：

所述移动终端在检测到其电池电压小于S1时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，传输至移动终端内部的电源管理芯片，启动电源管理芯片对所述电池进行小电流预充；

所述移动终端在检测到其电池电压大于S2时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，传输至移动终端内部的电源管理芯片，启动电源管理芯片对所述电池进行恒压充电。

6.一种移动终端，设置有：

电池，用于储存电能；

USB接口，用于连接可直充电源适配器；

微处理器，在检测到所述USB接口与可直充电源适配器连接后，检测所述电池的电压，若电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内，则查找其预设的对照表，根据电池电压所处的区间段获取该区间段所对应的目标充电电压值V_out、目标充电电流值I_targ和充电电流最大值I_max，并将所述目标充电电压值V_out发送至可直充电源适配器，调整所述可直充电源适配器输出的充电电压达到所述目标充电电压值V_out，并控制可直充电源适配器输出的充电电压对所述电池进行直充；所述微处理器在检测到实际充电电流I_chg小于所述目标充电电流值I_targ时，上调目标充电电压值V_out一个预设值ΔV并发送至可直充电源适配器，以调整所述可直充电源适配器输出的充电电压；若所述实际充电电流I_chg与目标充电电流值I_targ的差值的绝对值大于一个预设值I_e或者I_chg大于I_max，则所述微处理器控制可直充电源适配器停止输出充电电源；其中，所述I_e表征实际充电电流值与目标充电电流值的可控差异范围。

7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，还设置有：

直充开关，连接在所述USB接口与电池之间，所述微处理器在检测到所述电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]内时，控制所述直充开关导通，将所述可直充电源适配器输出的充电电压直接传送至所述电池，对所述电池进行直充；

电源管理芯片，连接在所述USB接口与电池之间，所述微处理器在检测到所述电池电压在预设的直充阈值的范围[S1,S2]以外时，控制所述电源管理芯片接收所述可直充电源适配器输出的充电电压，并对所述电池充电。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述微处理器在检测到所述电池电压小于S1时，与所述可直充电源适配器通信，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，并启动所述电源管理芯片对所述电池进行小电流预充；在检测到电池电压大于S2时，通知可直充电源适配器输出其在默认情况下输出的恒定充电电压，并启动所述电源管理芯片对所述电池进行恒压充电。