CN104201727B - 一种快速充电方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速充电方法及装置。该方法包括：每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若两个条件没有同时满足，设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电；若两个条件同时满足，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电；其中，第二电压大于第一电压。通过上述方式，本发明能够对移动智能终端设备中的电池进行快速充电，从而提高用户的体验度。
Description
技术领域
本发明涉及移动智能终端设备领域，特别是涉及一种快速充电方法及装置。
背景技术
目前基于安卓的移动智能终端设备具有屏幕大、主频高、运行快、多线程、系统开源等特点，成为了现代人工作、生活的必备品。随着移动智能终端设备所支持的第三方软件的功能越来越强大，其要求移动智能终端设备具有越来越高的主频以及性能越来越高的图形处理技术，相应地，移动智能终端设备的功耗也就越来越大，移动智能终端设备中的电池使用的时间也就越来越短，需要频繁地对电池进行充电。
为了提高用户对移动智能终端设备的体验，就需要提高移动智能终端设备中电池的充电时间，减少由于电池充电而导致客户无法使用移动智能终端设备而长期处于等待状态的时间。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种快速充电方法及装置，能够对移动智能终端设备中的电池进行快速充电，从而提高用户的体验度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种快速充电方法，该方法包括：每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电；若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电；其中，第二电压大于第一电压。
其中，每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值的步骤之前，该方法包括：判断电池是否连接有充电器；若电池连接有充电器，获取充电器的类型并根据充电器的类型获取充电器的输出电压；判断充电器的输出电压是否在预定范围内；若充电器的输出电压在预定范围内，执行每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值的步骤。
其中，若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压值大于预定电压阈值，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电的步骤之后，该方法进一步包括步骤：判断电池是否已充满；若电池已充满，控制充电芯片禁止对电池继续充电。
其中，该方法进一步包括：获取电池的电池信息，电池信息至少包括电池的当前电量以及电池的当前电压；将电池信息更新至应用层的用户界面。
其中，预定电量阈值为95％，预定电压阈值为4.28V。
其中，第二电压为4.42V，第一电压为4.34V。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种快速充电装置，该装置包括充电芯片、第一处理器和电池，充电芯片和电池分别耦接于第一处理器；第一处理器用于每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，第一处理器设置充电芯片的充电电压为第二电压，并控制充电芯片对电池进行恒流充电；若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，第一处理器设置充电芯片的充电电压为第一电压，并控制充电芯片对电池进行恒压充电；其中，第二电压大于第一电压。
其中，第一处理器判断电池是否连接有充电器；若电池连接有充电器，第一处理器获取充电器的类型并根据充电器的类型获取充电器的输出电压；第一处理器判断充电器的输出电压是否在预定范围内；若充电器的输出电压在预定范围内，第一处理器执行每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值的操作。
其中，第一处理器设置充电芯片的充电电压为第一电压，并控制充电芯片对电池进行恒压充电的操作之后，第一处理器判断电池是否已充满，若电池已充满，第一处理器控制充电芯片禁止对电池继续充电。
其中，第一处理器获取电池的电池信息，电池信息至少包括电池的当前电量以及电池的当前电压；第一处理器将电池信息更新至应用层的用户界面。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的快速充电方法及装置通过每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若两个条件没有同时满足，设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电；若两个条件同时满足，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电。本发明通过设置第二电压大于第一电压以调整电池在充电过程中进行恒流充电和恒压充电的时间比例，进而通过延长恒流充电时间以及减少恒压充电时间以达到减少整个充电的时间，实现快速充电的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的快速充电装置的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的快速充电方法的流程图；
图3是本发明第二实施例的快速充电方法的流程图；
图4是现有的锂电池在充电过程中的电压和电流的曲线图；
图5是现有的锂电池在充电过程中的充电曲线图；
图6是采用图2所示快速充电方法的锂电池在充电过程中的充电曲线图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例的快速充电装置的结构示意图。如图1所示，快速充电装置1包括充电芯片10、第一处理器20和电池30，其中，充电芯片10和电池30分别耦接于第一处理器20。
第一处理器20首先判断电池30是否连接有充电器2；若电池30连接有充电器2，第一处理器20获取充电器的2类型并根据充电器2的类型获取充电器的输出电压；第一处理器20继续判断充电器2的输出电压是否在预定范围内；若充电器2的输出电压在预定范围内，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池30的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，第一处理器20设置充电芯片10的充电电压为第二电压，并控制充电芯片10对电池30进行恒流充电；若电池30的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，第一处理器20设置充电芯片10的充电电压为第一电压，并控制充电芯片10对电池30进行恒压充电；其中，第二电压大于第一电压。在第一处理器20控制充电芯片10对电池30进行恒压充电后，第一处理器20进一步判断电池30是否已充满；若电池30已充满，第一处理器20控制充电芯片10禁止对电池30继续充电，以防止电池30过冲的情况发生。
优选地，第一处理器20在判断电池30没有连接充电器2、判断充电器2的输出电压不在预定范围内、控制充电芯片10禁止对电池30继续充电之后或者控制充电芯片10对电池30进行恒压充电或恒压充电的过程中，获取电池30的电池信息并将电池信息更新至应用层的用户界面，其中，电池信息至少包括电池30的当前电量以及当前电压。
其中，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值，以及根据电池30的当前电量以及当前电压控制充电芯片10对电池30进行恒压充电或恒流充电的过程为运行于Linux系统的内核态下的核心线程，而调用电池30的当前电量和当前电压并在用户界面进行更新为运行于Linux系统的用户态下的用户线程，也即上层应用。其中，由于核心线程的开销比较小，将充电操作和显示操作使用不同的线程来实现将大大减少了linux系统的线程开销。
优选地，第二电压的最大值为充电芯片10所允许的安全电压。可以理解，充电芯片10需要设置两个电压值：安全电压和充电电压。安全电压用来设定充电芯片10的最大充电安全电压，用以保护电池能正常充电而不发生危险。其中，安全电压只需进行一次设置。而在本发明中，充电电压每隔预定时间进行一次设置，且设置的最大值不能超过安全电压。
优选地，在预定电量阈值为95％，预定电压阈值为4.28V的条件下，第二电压优选为4.42V，第一电压优选为4.34V。其中，在现有技术中，一般仅仅根据电池的当前电压来设置充电芯片的充电电压，而电池的电压和电量之间通常会存在10％左右的误差，因此，仅仅根据电池的当前电压来设置充电电压并不准确。而在本发明中，同时根据电池的当前电压和当前电量来设置充电芯片的充电电压，能够大大提高充电电压设置的准确度。
优选地，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值，其中预定时间优选为10秒。换个角度来说，在充电的过程中，第一处理器20每隔10秒设置充电电压以调整电池30恒流充电或恒压充电的时间，从而提高整个充电的时间，达到快速充电的效果，进而增强用户的体验。
图2是本发明第一实施例的快速充电方法的流程图，图2所示的快速充电方法基于图1所示的快速充电装置。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S100：开始。
步骤S101：每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，执行步骤S102，若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，执行步骤S103。
在步骤S101中，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值，进而根据判断结果控制充电芯片10以选择对电池30进行恒压充电或者进行恒流充电。
步骤S102：设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电。
在步骤S102中，当步骤S101中第一处理器20判断电池30的当前电量小于或者等于预定电量阈值或者当前电压小于或者等于预定电压阈值时，说明电池30距离充满的状态还需要较长的时间，此时，设置充电芯片10的充电电压为第二电压以使电池30处于恒流充电阶段，从而达到快速提升电池30的电量的目的。
步骤S103：设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电。
在步骤S103中，当步骤S101中第一处理器20判断电池30的当前电量大于预定电量阈值以及当前电压大于预定电压阈值时，说明电池30已接近充满状态，此时，设置充电芯片10的充电电压为第一电压以使电池30处于恒压充电阶段。第一处理器20设置第一电压小于第二电压以改变电池30恒流充电和恒压充电的时间比例。具体来说，第一处理器20通过设置第一电压小于第二电压以延长充电过程中恒流充电时间的同时减少电池30恒压充电时间。本领域的技术人员可以理解，由于恒流充电时的充电电流远远大于恒压充电时的充电电流，延长电池30恒流充电时间可以快速地使电池30的电量上升，从而减少电压恒压充电时间，继而大大减少整个充电的时间。
通过上述实施方式，本发明第一实施例的快速充电方法每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若两个条件没有同时满足，设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电；若两个条件同时满足，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电。本发明第一实施例通过设置第二电压大于第一电压以调整电池在充电过程中进行恒流充电和恒压充电的时间比例，进而延长恒流充电时间的同时减少恒压充电时间以达到减少整个充电时间，实现快速充电的目的。
图3是本发明第二实施例的快速充电方法的流程图，图3所示的快速充电方法基于图1所示的快速充电装置。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图3所示的流程顺序为限。如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤S200：开始。
步骤S201：判断电池是否连接有充电器；若连接有充电器，执行步骤S202，若未连接充电器，执行步骤S209。
在步骤S201中，第一处理器20通过充电芯片10判断电池30是否连接有充电器2。
步骤S202：获取充电器的类型并根据充电器的类型获取充电器的输出电压。
在步骤S202中，充电器2的类型可以为电脑通用USB接口充电器、AC标配充电器、第三方非标配充电器或电脑专用USB接口充电器等等。第一处理器20在获取充电器2的类型后，根据充电器2的不同类型获取充电器2的输出电压值。
步骤S203：判断充电器的输出电压是否在预定范围内；若在预定范围内，执行步骤S204；若不在预定范围内，执行步骤S209。
在步骤S203中，以电池为锂电池为例，第一处理器20判断充电器2的输出电压是否在预定范围内具体为：第一处理器20判断充电器的输出电压是否在4.3V～6V的范围之内。若充电器2的输出电压在预定范围内，则说明充电器2是安全的，可以对电池30进行正常充电。在其它实施例中，第一处理器20也可以通过判断充电器2的输出电压是否在预定范围内以及充电器2的工作温度是否在预定范围内来判断充电器是否安全，若两者均在预定范围内，则说明充电器2是安全的，可以对电池30进行正常充电。
步骤S204：每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，执行步骤S205，若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，执行步骤S206。
在步骤S204中，以电池30为锂电池，充电芯片10为FAN540X为例，预定时间优选为10秒，预定电量阈值优选为95％，预定电压阈值优选为4.28V。第一处理器20每隔10秒判断电池30的当前电量是否大于95％以及当前电压是否大于4.28V，若两个条件没有同时满足，执行步骤S205，若两个条件同时满足，执行步骤S206。
步骤S205：设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电，并执行步骤S209。
在步骤S205中，承接上述举例，当步骤S204中第一处理器20判断电池30的当前电量小于或等于95％或者当前电压小于或等于4.28V时，第一处理器20每隔10秒设置充电芯片10的充电电压为第二电压也即4.42V，并对电池30进行恒流充电。
其中，在恒流充电阶段，电池30的电量和电压会随着充电时间的增长而迅速增加，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值，若两个条件没有同时满足，则继续对电池30进行恒流充电，若两个条件同时满足，则将对电池30进行恒流充电变换为对电池30进行恒压充电。
步骤S206：设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电。
在步骤S206中，承接上述举例，当步骤S204中第一处理器20判断电池30的当前电量大于95％以及当前电压大于4.28V时，说明电池30已经完成恒流阶段的充电，需要转入恒压阶段继续进行充电，此时，第一处理器20每隔10秒设置充电芯片10的充电电压为第一电压也即4.34V，并对电池30进行恒压充电。其中，第一处理器20设置第一电压小于第二电压以改变电池恒流充电和恒压充电的时间比例。
在现有技术中，一般仅仅根据电池的当前电压来设置充电芯片10的充电电压，而电池的电压和电量之间通常会存在10％左右的误差，因此，仅仅根据电池的当前电压来设置充电电压并不准确。而在本实施例的步骤S205和步骤S206中，同时根据电池的当前电压和当前电量来设置充电芯片10的充电电压，能够大大提高充电电压设置的准确度。
步骤S207：判断电池是否已充满；若已充满，执行步骤S208，若未充满，执行步骤S209。
在步骤S207中，第一处理器20判断电池30是否已充满的步骤具体为：第一处理器20判断电池30的电量是否达到饱和电量。
步骤S208：控制充电芯片禁止对电池继续充电。
在步骤S208中，当步骤S207中第一处理器20判断电池30已充满后，第一处理器20控制充电芯片10禁止对电池30继续充电，以防止电池30过冲的情况发生。
步骤S209：获取电池的电池信息，并将电池信息更新至应用层的用户界面。
在步骤S209中，第一处理器20获取电池30的电池信息后，进一步将电池信息传递给应用层，并更新至应用层的用户界面。其中，电池信息至少包括电池30的当前电量以及当前电压。
在本实施例中，第一处理器20每隔预定时间判断电池30的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值，以及根据电池30的当前电量以及当前电压控制充电芯片10对电池30进行恒压充电或恒流充电的过程为运行于Linux系统的内核态下的核心线程，而调用电池30的当前电量和当前电压并在用户界面进行更新为运行于Linux系统的用户态下的用户线程，也即上层应用。本领域的技术人员可以理解，由于核心线程的开销比较小，将充电操作和显示操作使用不同的线程来实现将大大减少了linux系统的线程开销。
图4是现有的锂电池在充电过程中的电压和电流的曲线图。如图4所示，锂电池的充电过程分为预充阶段、恒流阶段和恒压阶段。当锂电池的电压小于3V时，锂电池处于预充电的阶段；当锂电池的电压在3V～4.34V之间时，锂电池处于恒流充电阶段，当锂电池的电压大于4.34V时，锂电池处于恒压充电阶段。
请一并参考图5，图5是现有的锂电池在充电过程中的充电曲线图。如图5所示，当使用充电芯片10对锂电池进行充电，且充电芯片10的充电电压设置为4.34V时，由于现有的锂电池在充电过程中，恒流充电阶段充电转向恒压阶段充电的门限值为充电芯片10的充电电压，因此当锂电池的电压大于4.34V后，锂电池处于恒压充电阶段。其中，锂电池在恒流充电阶段的充电电流可以达到1300mA，恒流充电时间大约为4800秒，而在恒压阶段的平均电流在200mA左右，恒压充电时间大约为4700秒。
请一并参考图6，图6是采用图2所示快速充电方法的锂电池在充电过程中的充电曲线图。如图6所示，当使用充电芯片10对锂电池进行充电时，每隔10秒判断电池的当前电量是否大于95％以及当前电压是否大于4.28V。若两个条件没有同时满足，设置充电芯片10的充电电压为第二电压也即4.42V，并对电池进行恒流充电；若两个条件同时满足，设置充电芯片10的充电电压为第一电压也即4.34V，并对电池进行恒压充电。比较图5和图4可知，采用图2所示的快速充电方法，在恒流阶段，锂电池的充电时间增加了1500秒左右，与此同时，在恒压阶段，锂电池的充电时间减少了3000秒左右，由此锂电池的整个充电时间减少了1500秒左右。
通过上述实施方式，本发明第二实施例的快速充电方法每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若两个条件没有同时满足，设置充电芯片的充电电压为第二电压，并对电池进行恒流充电；若两个条件同时满足，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对电池进行恒压充电。本发明第二实施例通过设置第二电压大于第一电压以调整电池在充电过程中进行恒流充电和恒压充电的时间比例，进而通过延长恒流充电时间的同时减少恒压充电时间以达到减少整个充电时间，实现快速充电的目的。另外，本发明第二实施例通过将充电操作和显示操作使用不同的线程来实现，从而大大减少了Linux系统的线程开销。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种快速充电方法，其特征在于，所述方法包括：
每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；
若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，设置所述充电芯片的充电电压为第二电压，并对所述电池进行恒流充电；
若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对所述电池进行恒压充电；
其中，所述第二电压大于所述第一电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量以及当前电压是否大于预定电压阈值的步骤之前，所述方法包括：
判断所述电池是否连接有充电器；
若所述电池连接有充电器，获取所述充电器的类型并根据所述充电器的类型获取所述充电器的输出电压；
判断所述充电器的输出电压是否在预定范围内；
若所述充电器的输出电压在预定范围内，执行所述每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压值大于预定电压阈值，设置充电芯片的充电电压为第一电压，并对所述电池进行恒压充电的步骤之后，所述方法进一步包括步骤：
判断所述电池是否已充满；
若所述电池已充满，控制所述充电芯片禁止对所述电池继续充电。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
获取所述电池的电池信息，所述电池信息至少包括所述电池的所述当前电量以及所述电池的所述当前电压；
将所述电池信息更新至应用层的用户界面。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定电量阈值为95％，所述预定电压阈值为4.28V。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二电压为4.42V，所述第一电压为4.34V。
7.一种快速充电装置，其特征在于，所述装置包括充电芯片、第一处理器和电池，所述充电芯片和所述电池分别耦接于所述第一处理器；所述第一处理器用于每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值；若电池的当前电量小于或等于预定电量阈值或者当前电压小于或等于预定电压阈值，所述第一处理器设置所述充电芯片的充电电压为第二电压，并控制所述充电芯片对所述电池进行恒流充电；若电池的当前电量大于预定电量阈值且当前电压大于预定电压阈值，所述第一处理器设置充电芯片的充电电压为第一电压，并控制所述充电芯片对所述电池进行恒压充电；其中，所述第二电压大于所述第一电压。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一处理器判断所述电池是否连接有充电器；若所述电池连接有充电器，所述第一处理器获取所述充电器的类型并根据所述充电器的类型获取所述充电器的输出电压；所述第一处理器判断所述充电器的输出电压是否在预定范围内；若所述充电器的输出电压在预定范围内，所述第一处理器执行所述每隔预定时间判断电池的当前电量是否大于预定电量阈值以及当前电压是否大于预定电压阈值的操作。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理器设置充电芯片的充电电压为第一电压，并控制所述充电芯片对所述电池进行恒压充电的操作之后，所述第一处理器判断所述电池是否已充满，若所述电池已充满，所述第一处理器控制所述充电芯片禁止对所述电池继续充电。
10.根据权利要求7～9任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一处理器获取所述电池的电池信息，所述电池信息至少包括所述电池的所述当前电量以及所述电池的所述当前电压；所述第一处理器将所述电池信息更新至应用层的用户界面。
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