特許 6935575 バッテリ給電回路、充電対象機器、及び充電制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6935575

(24)【登録日】2021年8月27日

(45)【発行日】2021年9月15日

(54)【発明の名称】バッテリ給電回路、充電対象機器、及び充電制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20210906BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20210906BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20210906BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20210906BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20210906BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/02 F

   H02J7/04 A

   H02J7/00 K

   H01M10/44 Q

   H01M10/48 P

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2020-506860(P2020-506860)

(86)(22)【出願日】2018年12月21日

(65)【公表番号】特表2021-510999(P2021-510999A)

(43)【公表日】2021年4月30日

(86)【国際出願番号】CN2018122795

(87)【国際公開番号】WO2020124588

(87)【国際公開日】20200625

【審査請求日】2020年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】516227559

【氏名又は名称】オッポ広東移動通信有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＯＰＰＯ ＭＯＢＩＬＥ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＣＯＲＰ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(72)【発明者】

【氏名】チェン、シェビャオ

(72)【発明者】

【氏名】チャン、ジュン

(72)【発明者】

【氏名】チャン、ジャリャン

【審査官】 宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０９３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１１７７２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２８４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５２５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０７０４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３２３６８３２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０５７４３１４６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００５２６１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１０３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／１５２７８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１８−５３５６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ給電回路であって、
第１セル、第２セル、スイッチ、第１切り替えユニット、および第２切り替えユニットを含み、
前記第２セルの第１端は、前記第２切り替えユニットの第１端に接続され、前記第２セルの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記第２切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第１端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第２端は、前記第１切り替えユニットの第１端に接続され、前記第１切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、
前記スイッチがオンであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオフ状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは直列接続され、前記スイッチがオフであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオン状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは並列接続され、
前記第１セルと前記第２セルとが直列接続されて充電する場合、充電が完了した後、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より大きい場合、前記第１切り替えユニットおよび／または前記第２切り替えユニットは、線形領域で動作するように制御され、前記第１セルおよび／または前記第２セルに電流制限抵抗を提供し、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より小さい第２電圧差閾値より小さい場合、前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットは、オン状態で動作するように制御される、
ことを特徴とするバッテリ給電回路。

【請求項2】

前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットは、スイッチングトランジスタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路。

【請求項3】

バッテリ給電回路および充電インターフェースを含む充電対象機器であって、
前記バッテリ給電回路は、第１セル、第２セル、スイッチ、第１切り替えユニット、および第２切り替えユニットを含み、前記第２セルの第１端は、前記第２切り替えユニットの第１端に接続され、前記第２セルの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記第２切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第１端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第２端は、前記第１切り替えユニットの第１端に接続され、前記第１切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記スイッチがオンであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオフ状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは直列接続され、前記スイッチがオフであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオン状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは並列接続され、
前記充電対象機器は、前記充電インターフェースを介してアダプタの出力電圧および出力電流を受信し、
前記第１セルと前記第２セルとが直列接続されて充電する場合、充電が完了した後、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より大きい場合、前記第１切り替えユニットおよび／または前記第２切り替えユニットは、線形領域で動作するように制御され、前記第１セルおよび／または前記第２セルに電流制限抵抗を提供し、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より小さい第２電圧差閾値より小さい場合、前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットは、オン状態で動作するように制御される、
ことを特徴とする充電対象機器。

【請求項4】

前記充電対象機器は、第１充電回路をさらに含み、
前記第１充電回路は、前記バッテリ給電回路と前記充電対象機器の他の回路との間に接続され、前記バッテリ給電回路が前記充電対象機器の他の回路に給電するようにするための充電集積回路を含み、
前記第１充電回路は、前記充電インターフェースと前記バッテリ給電回路との間にも接続され、前記出力電圧を変換し、前記変換された出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、
前記充電集積回路は、前記バッテリ給電回路における第１セルおよび第２セルの充電経路と、前記他の回路に給電する電力供給経路とを管理するための経路管理モジュールを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の機器。

【請求項5】

前記充電対象機器は、前記充電インターフェースと前記バッテリ給電回路との間に接続された第２充電回路をさらに含み、前記第２充電回路は、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するか、または前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加し、
前記第２充電回路が、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記第１充電回路は、前記第１セルに接続され、前記第１セルの両端の電圧で前記他の回路に給電し、
前記第２充電回路が、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記第１充電回路は、前記アダプタにも接続され、前記アダプタからエネルギーを取得して前記他の回路に給電する、
ことを特徴とする請求項４に記載の機器。

【請求項6】

前記アダプタは、第１充電モード、第２充電モード、および第３充電モードをサポートし、前記第１充電モードで、前記第１充電回路は、変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、前記第２充電モードで、前記第２充電回路は、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加し、前記第３充電モードで、前記第２充電回路は、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加する、
ことを特徴とする請求項５に記載の機器。

【請求項7】

前記充電インターフェースは、データラインをさらに含み、前記充電対象機器は、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションする制御ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットが前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、
前記制御ユニットが前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第３充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第１命令を受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器が前記第３充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第１命令の返事命令を前記アダプタに送信することと、を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の機器。

【請求項8】

前記制御ユニットが前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、
前記制御ユニットが前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第２充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第２命令を受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器が前記第２充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第２命令の返事命令を前記アダプタに送信することと、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の機器。

【請求項9】

前記充電対象機器は、スイッチトキャパシタコンバータを含む第３充電回路をさらに含み、
前記第３充電回路は、前記充電インターフェースと前記バッテリ給電回路との間に接続され、前記スイッチトキャパシタコンバータによって前記出力電圧を変換し、変換された前記出力電圧を、前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するか、または前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加し、
前記第３充電回路が前記出力電圧および前記出力電流を、直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記第１充電回路は、前記第１セルに接続され、前記第１セルの両端の電圧で前記他の回路に給電し、または
前記第３充電回路が前記出力電圧および前記出力電流を、直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記第１充電回路は、前記アダプタに接続され、前記アダプタからエネルギーを取得して前記他の回路に給電する、
ことを特徴とする請求項４に記載の機器。

【請求項10】

前記アダプタは、第４充電モードおよび第５充電モードをサポートし、
前記第４充電モードで、前記第３充電回路は、変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、前記第５充電モードで、前記第３充電回路は、変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、
前記充電インターフェースは、データラインをさらに含み、
前記充電対象機器は、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションする制御ユニットをさらに含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の機器。

【請求項11】

前記制御ユニットが前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、
前記制御ユニットが前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第５充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第３命令を受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器が前記第５充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第３命令の返事命令を前記アダプタに送信することと、を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の機器。

【請求項12】

前記制御ユニットが前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと充前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、
前記制御ユニットが前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第４充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第４命令を受信することと、
前記制御ユニットが、前記充電対象機器が前記第４充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第４命令の返事命令を前記アダプタに送信することと、を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の機器。

【請求項13】

充電対象機器を充電するための充電制御方法であって、
前記充電対象機器は、バッテリ給電回路および充電インターフェースを含み、
前記バッテリ給電回路は、第１セル、第２セル、スイッチ、第１切り替えユニット、および第２切り替えユニットを含み、前記第２セルの第１端は、前記第２切り替えユニットの第１端に接続され、前記第２セルの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記第２切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第１端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第２端は、前記第１切り替えユニットの第１端に接続され、前記第１切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、
前記充電制御方法は、
第１制御命令を受信した場合、前記バッテリ給電回路におけるスイッチをオンにし、前記バッテリ給電回路における第１切り替えユニットおよび第２切り替えユニットをオフ状態にすることにより、前記バッテリ給電回路における第１セルと第２セルとが直列接続されるステップと、
第２制御命令を受信した場合、前記スイッチをオフにし、前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットをオン状態にすることにより、前記第１セルと前記第２セルとは並列接続されるステップと、
前記第１セルと前記第２セルとが直列接続されて充電する場合、充電が完了した後、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より大きいか否かを決定するステップと、
前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が前記第１電圧差閾値より大きいと決定された場合、線形領域で動作するように前記第１切り替えユニットおよび／または前記第２切り替えユニットを制御して、前記第１セルおよび／または前記第２セルに電流制限抵抗を提供するステップと、
前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が前記第１電圧差閾値より小さい第２電圧差閾値より小さい場合、オン状態で動作するように前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットを制御するステップと、を含む、
ことを特徴とする充電制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バッテリの技術分野に関し、特に、バッテリ給電回路、充電対象機器、および充電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

充電対象機器（スマートフォン、モバイル端末、またはスマートデバイスなど）は、ますます消費者に注目されているが、充電対象機器の電力消費量が大きく、頻繁に充電する必要がある。通常、低電力の通常充電手段で充電対象機器を充電するには数時間がかかる。この課題に対応するために、業界では、充電対象機器の充電電力を増加した急速充電手段で充電対象機器を充電することを提案している。

【0003】

どのように同一の充電対象機器で複数の充電手段（通常充電手段と急速充電手段を含む）に適応可能なバッテリ給電回路を提供して充電対象機器の拡張可能性及び適応性を増加させるかは、解決すべき技術的な課題になっている。

【0004】

背景技術の部分で開示された上記の情報は、単に本開示の背景への理解を高めるためのものであるため、当業者に周知されている従来技術を構成しない情報を含んでもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、同一の充電対象機器で複数の充電方案に適応可能なバッテリ給電回路を提供することができるバッテリ給電回路、充電対象機器、および充電制御方法を提供する。
本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明により明らかになるか、または本開示の実施により部分的にわかる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、バッテリ給電回路が提供され、前記バッテリ給電回路は、第１セル、第２セル、スイッチ、第１切り替えユニット、および第２切り替えユニットを含み、前記第２セルの第１端は、前記第２切り替えユニットの第１端に接続され、前記第２セルの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記第２切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第１端は、前記スイッチの第２端に接続され、前記第１セルの第２端は、前記第１切り替えユニットの第１端に接続され、前記第１切り替えユニットの第２端は、前記スイッチの第１端に接続され、前記スイッチがオンであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオフ状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは直列接続され、前記スイッチがオフであり、且つ前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットがオン状態にある場合、前記第１セルと前記第２セルとは並列接続される。

【0007】

本開示の別の態様によれば、上記のバッテリ給電回路のいずれか１つおよび充電インターフェースを含む充電対象機器が提供され、前記充電対象機器は、前記充電インターフェースを介してアダプタの出力電圧および出力電流を受信する。

【0008】

本開示の更なる別の態様によれば、充電対象機器を充電するための充電制御方法が提供され、前記充電対象機器は、上記のバッテリ給電回路のいずれか１つおよび充電インターフェースを含み、前記方法は、第１制御命令を受信した場合、前記給電回路におけるスイッチをオンにし、前記給電回路における第１切り替えユニットおよび第２切り替えユニットをオフ状態にすることにより、前記給電回路における第１セルと第２セルとが直列接続されるステップと、第２制御命令を受信した場合、前記スイッチをオフにし、前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットをオン状態にすることにより、前記第１セルと前記第２セルとは並列接続されるステップと、を含む。

【0009】

本開示の充電対象機器によれば、通常充電モードおよび急速充電モードを両立し、急速充電モードでさらにフラッシュ充電モード（例えば、上記の第２充電モード）及びスーパーフラッシュ充電モード（例えば、上記の第３充電モード）を両立するなど、複数の充電方案を両立するバッテリ給電回路を提供することができる。また、充電対象機器では、異なる充電モードについて、給電時に２つのバッテリを並列接続して給電したり、充電集積回路によって給電したりすることができる。このような給電する方式には、電力変換による損失がないため、充電対象機器のバッテリ寿命をさらに向上させることができる。また、充電対象機器はアダプタとの双方向通信に基づいて、アダプタのタイプに応じて異なる充電モードに自動的に切り替えることができるため、ユーザの使用体験を向上させることができる。

【0010】

なお、上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は単に例示するものであり、本開示を限定するものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本開示の上記および他の目標、特徴、および利点は、図面を参照してその例示的な実施形態を詳細に説明することによってより明らかになる。

【図1】一例に係る充電対象機器の概略構成図である。

【図2】一例に係る別の充電対象機器の概略構成図である。

【図3】一例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。

【図4】一例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。

【図5】一例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。

【図6】例示的な一実施形態に係るバッテリする回路の概略構成図である。

【図7】例示的な一実施形態に係るスイッチ１０６がオンであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオフ状態にあるときのバッテリ給電回路の等価回路図である。

【図8】例示的な一実施形態に係るスイッチ１０６がオフであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオン状態にあるときのバッテリ給電回路の等価回路図である。

【図9】例示的な一実施形態に係る充電対象機器の概略構成図である。

【図10】例示的な一実施形態に係る充電対象機器２０が第１充電回路２０６によって第１充電モードで充電する回路の概略図である。

【図11】例示的な一実施形態に係る充電対象機器２０が第２充電回路２０８によって第２充電モードで充電する回路の概略図である。

【図12】例示的な一実施形態に係る充電対象機器２０が第２充電回路２０８によって第３充電モードで充電する回路の概略図である。

【図13】例示的な一実施形態に係る別の充電対象機器の概略構成図である。

【図14】例示的な一実施形態に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。

【図15】例示的な一実施形態に係る充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第４充電モードで充電する回路の概略図である。

【図16】例示的な一実施形態に係る充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第５充電モードで充電する回路の概略図である。

【図17】例示的な一実施形態に係る充電制御方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、図面を参照して、例示的な実施形態をより完全に説明する。しかし、例示的な実施形態は、様々な形態で実施することができ、本明細書に記載される例に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態を提供することにより、本開示がより包括的且つ完全であり、例示的な実施形態の思想が当業者に完全に伝えられるようになる。図面は、単に本開示の概略図であり、必ずしも縮尺通りに作成されていない。図面中の同一の符号は同一または類似の部分を表すため、それらの重複な説明は省略する。

【0013】

また、説明された特徴、構成、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。以下の説明では、本開示の実施形態が完全に理解されるために、多数の具体的な詳細が提供されている。しかしながら、当業者は、上記の１つ以上の特定の詳細を省略して本開示の技術案を実施可能であること、または他の方法、構成要素、装置、ステップなどを採用可能であることを認識する。他の場合では、本開示の各態様の曖昧さを回避するために、周知の構成、方法、装置、実現、材料、または動作が詳細に示されていない。

【0014】

本開示おいて、明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」などの用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続も可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの要素の内部が連通することも可能である。当業者であれば、具体的な状況に合わせて上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。

【0015】

さらに、「第１」および「第２」という用語は、説明のみを目的として使用されており、相対的な重要性を示すまたは暗示する、または示された技術的特徴の数を暗黙的に示すと理解してはならない。これにより、「第１」、「第２」で限定されている特徴は、少なくとも一つの当該特徴を含んでいることを明示的又は暗黙的に示す。本発明の説明において、ほかの説明がない限り、「複数」とは、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどを意味する。

【0016】

まず、従来技術において、充電対象機器を充電するための関連アダプタについて説明する。
関連アダプタが定電圧モードで動作する場合、出力電圧は、５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ、または２０Ｖなどのほぼ一定に維持される。出力電流は、脈動直流電流（方向が一定であり、振幅が経時的変化する）、交流電流（方向および振幅の両方とも経時的変化する）、または定直流電流（方向および振幅の両方時間とともに変化しない）である。

【0017】

関連アダプタの出力電圧は、バッテリの両端に直接印加するのに適合せず、先に充電対象機器内の変換回路によって変換され、充電対象機器内のバッテリの予期の充電電圧および／または予期の充電電流を取得する必要がある。

【0018】

変換回路によってバッテリの充電電圧および／または充電電流を制御することを説明する前に、バッテリの充電プロセスを説明する。バッテリの充電プロセスは、トリクル充電段階（またはモード）、定電流充電段階（またはモード）、定電圧充電段階（またはモード）、および補足充電段階（またはモード）を含む。トリクル充電段階では、完全に放電されたバッテリを予備充電する（すなわち回復的充電する）。トリクル充電電流は、通常、定電流充電電流の１０分の１であり、バッテリ電圧がトリクル充電電圧閾値以上に上昇した場合、充電電流を上昇させて定電流充電段階に入る。定電流充電段階では、定電流でバッテリを充電し、充電電圧は急速に上昇し、充電電圧がバッテリの予期の充電電圧閾値に達した場合、定電圧充電段階に切り替わる。定電圧充電段階では、定電圧でバッテリを充電し、充電電流は徐々に減少し、充電電流が設定された電流閾値まで減少した場合（当該電流閾値は、通常、定電流充電段階における充電電流の値の１０分の１であるか、またはさらに低く、選択可能に、当該電流閾値は数十ミリアンペアであるか、またはさらに低い）、バッテリは完全に充電された。バッテリが完全に充電された後、バッテリの自己放電の影響によって一部の電流損失が発生するが、この時点で、補足充電段階に切り替わる。補足充電段階では、単にバッテリが完全に充電された状態であることを確保するために、充電電流は非常に小さい。

【0019】

変換回路は、異なる充電段階でバッテリの充電電圧および／または充電電流を制御することができる。例えば、定電流充電段階では、変換回路は、電流フィードバックループを利用して、バッテリに流れ込む電流の大きさがバッテリの予期の第１充電電流の大きさを満たすようにすることができる。定電圧充電段階では、変換回路は、電圧フィードバックループを利用して、バッテリに印加された電圧の大きさがバッテリの予期の充電電圧を満たすようにすることができる。トリクル充電段階では、変換回路は、電流フィードバックループを利用して、バッテリに流れ込む電流がバッテリの予期の第２充電電流を満たすようにすることができる（第２充電電流は、第１充電電流より小さい）。

【0020】

例えば、関連アダプタの出力電圧がバッテリの予期の充電電圧より大きい場合、変換回路は、関連アダプタの出力電圧に対して降圧変換処理を行って、降圧変換された充電電圧の大きさが予期のバッテリの充電電圧の大きさを満たすようにする。

【0021】

以下、まず、後述する「通常充電モード」および「急速充電モード」を説明する。通常充電モードとは、アダプタが比較的小さな電流値（通常２.５Ａ未満）を出力するか、または比較的小さな電力（通常１５Ｗ未満）で充電対象機器内のバッテリを充電することを意味する。通常充電モードで、比較的大きなバッテリ（３０００ ｍＡｈという容量のバッテリなど）を完全に充電するには数時間がかかる。急速充電モードとは、アダプタが比較的大きな電流（通常２.５Ａより大きく、例えば４.５Ａ、５Ａなどであるか、またはさらに大きい）を出力するか、または比較的大きな電力（通常１５Ｗ以上）で充電対象機器内のバッテリを充電できることを意味する。通常充電モードと比較すると、アダプタは、急速充電モードで、充電速度がより速く、同じ容量のバッテリを完全に充電するのに必要な充電時間を大幅に短縮することができる。

【0022】

図１は、一例に係る充電対象機器およびそれを充電するための関連アダプタの概略構成図である。図１に示すように、充電対象機器１は、充電インターフェース１１、バッテリユニット１２、充電集積回路（ＩＣ）１３、および他の回路１４を含む。

【0023】

充電対象機器１は、１０Ｗ（５Ｖ／２Ａ）のアダプタ６によって充電することができる。アダプタ６は、通常充電モードで充電対象機器１を充電する。アダプタ６は、整流回路６１、フィルタリング回路６２、および充電インターフェース６３を含む。整流回路６１は、入力された交流電力を直流電力に変換するように構成される。フィルタリング回路６２は、整流回路６１によって出力される直流電力に対してフィルタリング動作を行って、安定した直流電力を充電インターフェース６３を介してそれに接続された充電対象機器１に供給するように構成される。バッテリユニット１２は、例えば、単一のリチウムセルを備えており、単一のセルの充電終止電圧が通常４．２Ｖであるため、５Ｖの電圧をバッテリユニット１２に適した予期の充電電圧に変換する充電集積回路１３を構成する必要がある。さらに、充電集積回路１３は、充電対象機器１内の他の回路１４（例えば、ＣＰＵなど）に給電するように構成される。

【0024】

図２は、一例に係る別の充電対象およびそれを充電するための関連アダプタの概略構成図である。図２に示すように、充電対象機器２は、充電インターフェース２１、バッテリユニット２２、充電集積回路２３、他の回路２４、および充電回路２５を含む。

【0025】

充電対象機器２は、２０Ｗ（５Ｖ／４Ａ）の高電力のアダプタ７によって急速に充電することができる。つまり、アダプタ７は、急速充電モードで充電対象機器２を充電する。アダプタ７は、整流回路７１、フィルタリング回路７２、電圧変換（Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）回路７３、制御ユニット７４、および充電インターフェース７５を含む。整流回路７１は、入力された交流電力を直流電力に変換するように構成される。フィルタリング回路７２は、整流回路７１によって出力される直流電力に対してフィルタリング動作を行って、安定した直流を給電するように構成される。電圧変換回路７３は、フィルタリング回路７２によって出力される直流電力の電圧変換を行うように構成され、電圧変換回路７３は、通常、充電インターフェース７５を介してそれに接続された充電対象機器２に適切な電圧の直流を給電するための降圧回路である。制御ユニット７４は、充電対象機器２のフィードバックを受信して、整流回路７１によって出力される直流電力の電圧および／または電流を制御するように構成される。充電回路２５は、充電インターフェース２１およびバッテリユニット２２に接続されており、バッテリユニット２２を充電するように構成される。バッテリユニット２２は、依然として単一のリチウムセルを含むリチウムバッテリを例とする。アダプタ７には電圧変換回路７３があるため、アダプタ７によって出力される電圧をバッテリユニット２２の両端に直接印加することができ、つまり、充電回路２５は、直接充電の方式でバッテリユニット２２を充電し、アダプタ７によって出力される電力は、充電回路２５を通過してバッテリユニット２２に直接供給され、電圧変換なしにバッテリを充電する。選択可能に、充電回路２５は、スイッチング回路であってもよく、アダプタ７によって出力される電流が充電回路２５を通過した後、電圧降下（Ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐ）は小さいので、バッテリユニット２２の充電プロセスに実質的な影響を与えない。充電集積回路２３は、充電対象機器２内の他の回路２４（例えば、ＣＰＵなど）に給電するように構成される。

【0026】

いくつかの実施例では、アダプタ７は、脈動直流または交流給電して充電対象機器２を充電することもできる。アダプタ７が脈動直流または交流を出力することを実現するために、一実施例では、整流回路７１によって出力されるフィルタリングされていない電流が電圧変換回路７３および充電インターフェース７５を通過して充電対象機器２に直接給電するように、前述したフィルタリング回路７２は省略されてもよい。または、脈動直流または交流を出力するように、前述したフィルタリング回路７２に含まれる電解コンデンサは省略されてもよい。

【0027】

また、充電集積回路２３は、定電流充電段階で多段階定電流充電（Ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｇｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈａｒｇｉｎｇ）を採用するようにアダプタを制御することもできる。多段階定電流充電は、Ｍ個の定電流段階を有する（Ｍは２以上の整数である）。多段階定電流充電は、所定の充電電流で第１段階の充電を開始する。前記多段階定電流充電のＭ個の定電流段階は、第１段階から第Ｍ段階まで順番に実行され、定電流段階における前の定電流段階が次の定電流段階に移行した後、電流の大きさが小さくなれる。バッテリ電圧が充電終止電圧閾値に達した場合、定電流段階における前の定電流段階は、次の定電流段階に進む。隣接する２つの定電流段階間の電流変換プロセスは、漸進的に変化してよいし、または階段式ジャンプ的に変化してもよい。

【0028】

単一のセルを含む充電対象機器の場合、大きな充電電流で単一のセルを充電する場合、充電対象機器の発熱現象が深刻である。充電対象機器の充電速度を確保し、充電中に充電対象機器の発熱現象を軽減するために、バッテリの構成を改善して、直列接続された複数のセルを使用し、当該複数のセルを直接充電することができ、すなわち、アダプタによって出力される電圧を複数のセルを含むバッテリユニットの両端に直接印加する。単一のセルの構成と比較して（つまり、改善前の単一のセルの容量は、直列接続された改善後の複数のセルの合計容量と同じであると考える）、同じ充電速度を達成しようとするなら、複数のセルに必要な充電電流は、単一のセルに必要な充電電流の約１／Ｎ（Ｎは直列接続されたセルの数）である。つまり、同じ充電速度を確保するという前提で、複数のセルは、充電電流を大幅に小さくすることができ、充電中の充電対象機器の発熱量をさらに削減することができる。

【0029】

図３は、一例に係る更なる別の充電対象機器およびそれを充電するための関連アダプタの概略構成図である。図３に示すように、充電対象機器３は、充電インターフェース３１、第１バッテリユニット３２、第２バッテリユニット３２'、充電集積回路３３、他の回路３４、および充電回路３５を含む。

【0030】

充電対象機器３は、５０Ｗ（１０Ｖ／５Ａ）の高電力のアダプタ８によって急速に充電することができる。つまり、アダプタ８は、急速充電モードで充電対象機器３を充電する。アダプタ８は、整流回路８１、フィルタリング回路８２、電圧変換回路８３、制御ユニット８４、および充電インターフェース８５を含む。整流回路８１は、入力された交流を直流に変換するように構成される。フィルタリング回路８２は、整流回路８１によって出力される直流電力に対してフィルタリング動作を行って、安定した直流を給電するように構成される。電圧変換回路８３は、フィルタリング回路８２によって出力される直流の電圧変換を行って、充電インターフェース８５を介してそれに接続された充電対象機器３に適切な電圧の交流給電するように構成される。制御ユニット８４は、充電対象機器３のフィードバックを受信して、直流の電圧および／または電流を出力するように整流回路８１を制御するように構成される。第１バッテリユニット３２と第２バッテリユニット３２'とは、直列接続されている。第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'の両方は、例えば、単一のセルを含むリチウムバッテリである。充電回路３５は、充電インターフェース３１および直列接続された第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'に接続され、第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'を充電する。アダプタ８によって出力される電圧を、直列接続された第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'の両端に直接印加することができる。つまり、充電回路３５は、直列接続された第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'を直接充電の方式で充電する。なお、充電回路３５は、直列接続された第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'を直接充電の方式で充電し、ラインインピーダンスによって充電ラインにおける電圧降下を引き起こすため、充電回路３５が受け取ったアダプタ８の出力電圧を、第１バッテリユニット３２および第２バッテリユニット３２'に含まれる複数のセルの合計電圧より大きくする必要がある。一般的に、単一のセルの作動電圧は３.０Ｖから４.３５Ｖにある。二つのセルを直列接続した場合を例とし、アダプタ８の出力電圧を１０Ｖ以上に設定することができる。充電集積回路３３は、充電対象機器３内の他の回路３４（例えば、ＣＰＵなど）に給電するように構成される。

【0031】

急速充電を達成するために、図４および図５に示される高電圧且つ低電流の急速充電の技術案を採用してもよい。

【0032】

図４は、一例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。図４に示すように、充電対象機器４は、充電インターフェース４１、バッテリユニット４２、充電集積回路４３、他の回路４４、およびスイッチトキャパシタ変換回路４５を含む。

【0033】

充電対象機器４は、例えば、最大出力電圧が１０Ｖであり、単一のバッテリのみをサポートするアダプタ９によって急速に充電することができる。スイッチトキャパシタ変換回路４５は、例えば、スイッチトキャパシタＤＣ−ＤＣコンバータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ ＤＣ−ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であってもよい。スイッチトキャパシタ変換回路４５は、充電インターフェース４１およびバッテリユニット４２に接続されており、充電インターフェース４１を介してアダプタの出力電圧を受信してバッテリユニット４２を充電する。バッテリユニット４２は、依然として単一のリチウムセルを含むリチウムバッテリを例とし、アダプタの出力電圧は１０Ｖであるため、バッテリユニット４２の両端に直接印加することができない。したがって、スイッチトキャパシタ変換回路４５をバッテリユニット４２の充電回路とし、アダプタの出力電圧の電圧降下処理を行って、バッテリユニット４２の予期の充電電圧を満たす必要がある。充電集積回路４３は、充電対象機器４内の他の回路４４に給電するように構成される。

【0034】

スイッチトキャパシタ変換回路を用いた充電対象機器は、複数のセルを直列接続したバッテリを使用してもよい。

【0035】

図５は、一例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。図５に示すように、充電対象機器５は、充電インターフェース５１、第１バッテリユニット５２、第２充電ユニット５２'、充電集積回路５３、他の回路５４、およびスイッチトキャパシタ変換回路５５を含む。

【0036】

充電対象機器５は、例えば、最大出力電圧が２０Ｖであり、二つのセルをサポートすることができるアダプタ９'によって急速に充電することができる。スイッチトキャパシタ変換回路５５は、例えば、スイッチトキャパシタＤＣ−ＤＣコンバータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ ＤＣ−ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であってもよい。スイッチトキャパシタ変換回路５５は、充電インターフェース５１および直列接続された第１バッテリユニット５２および第２充電ユニット５２'に接続されている。充電インターフェース５１は、アダプタによって出力される電圧を受信して、直列接続された第１バッテリユニット５２および第２充電ユニット５２'を充電する。第１バッテリユニット５２および第２充電ユニット５２'の両方は、単一のセルを含むリチウムバッテリを例とする。アダプタの出力電圧は２０Ｖであり、第１バッテリユニット５２および第２充電ユニット５２'における２つのセルの合計電圧より大きいため、スイッチトキャパシタ変換回路５５によってアダプタの出力電圧を降下させる必要がある。充電集積回路５３は、充電対象機器５内の他の回路５４に給電するように構成される。

【0037】

以下は、本開示の実施例によって提供されるバッテリ給電回路、充電対象機器、および充電方法を説明する。

【0038】

図６は、例示的な一実施形態に係るバッテリ給電回路の概略構成図である。
図６を参照すると、バッテリ給電回路１０は、充電対象機器（図示せず）に適用することができ、第１セル１０２、第２セル１０４、スイッチ１０６、第１切り替えユニット１０８、および第２切り替えユニット１１０を含む。

【0039】

第２セル１０４の第１端は、第２切り替えユニット１１０の第１端に接続され、第２セル１０４の第２端は、スイッチ１０６の第１端に接続され、第２切り替えユニット１１０の第２端は、スイッチ１０６の第２端に接続されている。第１セル１０２の第１端は、スイッチ１０６の第２端に接続され、第１セル１０２の第２端は、第１切り替えユニット１０８の第１端に接続され、第１切り替えユニット１０８の第２端は、スイッチ１０６の第１端に接続されている。図６では、第１セル１０２の第２端が接地端であることを例として取り上げられているが、本開示はそれに限定されない。

【0040】

スイッチ１０６がオンであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオフ状態にある場合、第１セル１０２と第２セル１０４とは直列接続される。スイッチ１０６がオフであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオン状態にある場合、第１セル１０２と第２セル１０４とは並列接続される。

【0041】

図７は、例示的な一実施形態に係るスイッチ１０６がオンであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオフ状態にあるときのバッテリ給電回路の等価回路図である。図８は、例示的な一実施形態に係るスイッチ１０６がオフであり、且つ第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０がオン状態にあるときのバッテリ給電回路の等価回路図である。

【0042】

いくつかの実施例では、第１セル１０２および第２セル１０４は、それぞれ、単一のセルであってもよく、または直列接続された複数のセルであってもよい。

【0043】

いくつかの実施例では、第１セル１０２および第２セル１０４は、充電対象機器に含まれる複数のセルにおけるセルであってもよい。

【0044】

いくつかの実施例では、第１セル１０２および第２セル１０４は、１つのバッテリユニットに一緒にパッケージされてもよいし、２つのバッテリにパッケージされもよい。

【0045】

現在の充電対象機器（または充電対象機器内のコンポーネント、または充電対象機器内のチップ）は、一般に、単一のセルで給電するため、第１セル１０２と第２セル１０４とが直列接続されて充電する場合、第１セル１０２または第２セル１０４によって充電対象機器（または充電対象機器内のコンポーネント、または充電対象機器内のチップ）に給電すると、給電するためのセルは電力量を持続的に消費し、その結果、第１セル１０２と第２セル１０４との間の電圧は不均衡である（または電圧が一致していない）。第１セル１０２と第２セル１０４との間の電圧の不均衡により、第１セル１０２および第２セル１０４の全体的な性能を低下させ、第１セル１０２および第２セル１０４の寿命に影響を与える。また、第１セル１０２と第２セル１０４との間の電圧の不均衡により、複数のセルを統一的に管理することが困難になる。したがって、本出願の実施例に係る給電回路は、さらに、均衡化回路である第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０を導入する。

【0046】

いくつかの実施例では、第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０は、スイッチングトランジスタ（例えば、ＭＯＳトランジスタ、ＣＭＯＳトランジスタなど）である。充電の終了時に、第１セル１０２と第２セル１０４との電圧差が第１電圧差閾値より大きい場合、第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０は均衡状態で動作しており、線形領域で動作して電流制限抵抗（図７の電流制限抵抗Ｒ１およびＲ２を参照）の作用を提供するように第１切り替えユニット１０８および／または第２切り替えユニット１１０を制御することにより、第１セル１０２と第２セル１０４との電圧差を減少させ、二者の電圧差が大きい場合に大きな電流が発生してバッテリを損傷することを回避することができる。均衡化により、第１セル１０２と第２セル１０４との電圧差が第２電圧差閾値より小さくなった（第２電圧差閾値が第１電圧差閾値より小さい）場合、第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０を完全にオンにすることにより、第１セル１０２と第２セル１０４とは並列接続される。

【0047】

本開示の実施形態によって提供されるバッテリ給電回路によれば、スイッチ制御により、充電対象機器で複数の充電接続方式を提供することができる。例えば、第１セル１０２と第２セル１０４とを並列接続して充電する場合、図１に示す通常充電方案に適用することができるし、図２または図４に示す急速充電方案にも適用することができる。第１セル１０２と第２セル１０４とを直列接続して充電する場合、図３または図５に示す急速充電方案にも適用することができる。

【0048】

図９は、例示的な一実施形態に係る充電対象機器の概略構成図である。
図９に示す充電対象機器２０は、例えば、端末または通信端末であってもよい。当該端末または通信端末は、公衆交換電話網(ｐｕｂｌｉｃ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋ、 ＰＳＴＮ)、デジタル加入者線(ｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ、 ＤＳＬ)、デジタルケーブル、直接ケーブル接続などの有線回路を介して接続されるか、および／または別のデータ接続／ネットワーク、および／または携帯電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク(ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、 ＷＬＡＮ)、ハンドヘルドデジタルビデオ放送(ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｈａｎｄｈｅｌｄ、ＤＶＢ−Ｈ) ネットワークのデジタルＴＶネットワーク、衛星ネットワーク、振幅変調−周波数変調（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＡＭ−ＦＭ）ブロードキャストトランスミッタ、および／または別の通信端末の)無線インターフェースを介して通信信号を受信／送信するように構成される装置を含むが、これらに限定されない。無線インターフェースを介して通信するように構成される通信端末は、「無線通信端末」、「無線端末」および／または「移動端末」と呼ばれてもよい。例として、移動端末は、衛星またはルラー電話と、セルラー無線電話およびデータ処理、ファックスおよびデータ通信能力を組み合わせ得るパーソナルコミュニケーションシステム(ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ、ＰＣＳ)端末と、無線電話、ポケットベル、インターネット／イントラネットアクセス、Ｗｅｂブラウザ、メモ、カレンダーおよび／または全地球測位システム(ｇｌｏｂａl ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳ) レシーバを含むパーソナルデジタルアシスタント (Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、ＰＤＡ)と、通常のラップトップレシーバおよび／またはハンドヘルドレシーバまたは無線電話レシーバを含む他の電子装置を含むが、これらに限定されない。

【0049】

充電対象機器２０は、上記の図６に示されたバッテリ給電回路１０、充電インターフェース２０２、第１充電回路２０６、および第２充電回路２０８を含む。

【0050】

なお、本出願の実施形態は、充電インターフェース２０２のタイプについて特に限定しない。例えば、充電インターフェース２０２は、ユニバーサルシリアルバス（ｕｎｉｖｅｒｓａl ｓｅｒｉａl ｂｕｓ、ＵＳＢ）インターフェースであってもよい。ＵＳＢインターフェースは、標準ＵＳＢインターフェースであってもよいし、マイクロＵＳＢインターフェースであってもよいし、Ｔｙｐｅ-Ｃインターフェースであってもよい。第１充電回路２０６および／または第２充電回路２０８は、ＵＳＢインターフェース内の電源ケーブルを介して第１セル１０２および第２セル１０４を充電することができ、ＵＳＢインターフェース内の電源ケーブルは、ＵＳＢインターフェースのＶＢｕｓおよび／またはアースであってもよい。

【0051】

図１０は、例示的な一実施形態に係る充電対象機器２０が第１充電回路２０６によって第１充電モードで充電する回路の概略図である。

【0052】

図９および図１０を参照すると、図１０は、図９に示されるスイッチ１０６がオフである場合、充電対象機器２０が第１充電回路２０６によって第１充電モードで充電するときの回路の概略図を示す。第１充電モードは、例えば、図１に示す通常充電モードであってもよい。

【0053】

第１充電回路２０６は、例えば、従来の充電回路設計を採用することができ、すなわち、充電インターフェース２０２と第１セル１０２の第１端との間に変換回路（充電集積回路など）を設けて、並列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を充電する。当該変換回路は、充電対象機器２０を充電するためのアダプタ（図１に示すアダプタ６など）の充電プロセスに対して定電圧および定電流の制御を行い、実際のニーズに応じてアダプタの出力電圧の降圧などの変調を行うことができる。いくつかの実施例では、当該充電集積回路は、例えば、Ｂｕｃｋ降圧回路であってもよい。

【0054】

いくつかの実施例では、第１充電回路２０６は、さらに、充電対象機器２０の他の回路２０４に給電するように構成され、第１セル１０２および第２セル１０４の充電経路、および他の回路に給電する電力供給経路を管理するための経路管理モジュール２０６２を含むことができる。

【0055】

第１充電回路２０６によって提供される通常充電モードで、アダプタは、比較的小さな電流値を出力するか、充電対象機器２０内の並列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を比較的小さな電力で充電する。

【0056】

図１１は、例示的な一実施形態に係る、図９に示された充電対象機器２０が第２充電回路２０８によって第２充電モードで充電する回路の概略図である。図１２は、例示的な一実施形態に係る、図９に示された充電対象機器２０が第２充電回路２０８によって第３充電モードで充電する回路の概略図である。

【0057】

図９および図１１を参照すると、図１１は、図９に示されたスイッチ１０６がオフである場合、充電対象機器２０が第２充電回路２０８によって第２充電モードで充電するときの回路の概略図を示す。第２充電モードは、例えば、図２に示す急速充電モード、すなわち、２０Ｗ（５Ｖ／４Ａ）の高電力充電方案であってもよい。第２充電回路２０８によって提供される第２充電モードで、第２充電回路２０８は、並列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を図２に示す直接充電方式で充電することができる。

【0058】

図９および図１２を参照すると、図１２は、図９に示されたスイッチ１０６がオンである場合、第２充電回路２０８によって第３充電モードで充電対象機器２０を充電するときの回路の概略図を示す。第３充電モードは、例えば、図３に示す急速充電モード、すなわち、５０Ｗ（１０Ｖ／５Ａ）の高電力充電方案であってもよい。第２充電回路２０８によって提供される第３充電モードで、第２充電回路２０は、直列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を図３に示す直接充電方式で充電することができる。

【0059】

第１セル１０２と第２セル１０４との接続態様は、例えば、スイッチまたは制御ユニットに基づいて制御することができる。スイッチまたは制御ユニットは、実際のニーズ（接続されたアダプタのタイプなど）に応じて、直列接続方式と並列接続方式とを柔軟に切り替えることができる。

【0060】

また、図１２に示すように、第２充電回路２０６によって第３充電モードで第１セル１０２および第２セル１０４を充電する場合、第１充電回路２０６は、さらに、アダプタからエネルギーを直接取得して、充電対象機器２０の他の回路２０４に給電するか、または、第１セル１０２の正極によって出力される電気エネルギーは、第１充電回路１０６によって他の回路２０４に給電することもできる。

【0061】

回路図を簡素化するために、図１２に第１セル１０２および第１セル１０４の均衡化回路が示されていないが、当業者であれば、図１２に示される充電対象機器２０は、直列充電を完了したとき、第１セル１０２と第２セル１０４とが並列接続に変わる前に、第１切り替えユニット１０８と第２切り替えユニット１１０とによって均衡化する前述した方法により、第１セル１０２と第２セル１０４との電圧差を低下させることを理解することができる。

【0062】

図１３は、例示的な一実施形態に係る別の充電対象機器の概略構成図である。
図１３を参照すると、図９に示す充電対象機器２０との違いは、充電対象機器３０が制御ユニット３０２をさらに含むことである。

【0063】

制御ユニット３０２は、充電インターフェース２０２に接続されたケーブルのデータラインを介して、充電対象機器３０を充電するアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器３０との間の充電モードをネゴシエーションすることができる。また、制御ユニット３０２は、第１セル１０２と第２セル１０４との間の接続態様を制御することもでき、すなわち、スイッチ１０６のオンとオフ、および第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０の状態または動作領域を制御することもできる。

【0064】

充電インターフェース２０２がＵＳＢインターフェースであることを例とすると、データラインは、ＵＳＢインターフェース内のＤ＋ラインおよび／またはＤ−ラインであってもよい。

【0065】

なお、本開示の上記の説明は、アダプタおよび制御ユニット３０２のマスタースレーブを限定しない。言い換えると、アダプタおよび制御ユニット３０２のいずれか一方は、マスター機器側として双方向通信会話を開始することができる。これに応じて、他方は、スレーブ機器側としてマスター機器によって開始された通信に対して第１応答または第１返事を行うことができる。実行可能な一実施形態として、通信中に、アースに対するアダプタ側と充電対象機器側とのレベルの大きさを比較することにより、マスター及びスレーブ機器の身分を確認することができる。

【0066】

本開示は、アダプタと制御ユニット３０２との間の双方向通信の具体的実現形態を限定しない。すなわち、アダプタおよび制御ユニット３０２のいずれか一方は、マスター機器側として双方向通信会話を開始することに応じて、他方がスレーブ機器側としてマスター機器によって開始された通信に対して第１応答または第１返事を行い、同時に、マスター機器側は、スレーブ機器の第１応答または第１返事に対して第２応答を行うことができれば、マスター機器とスレーブ機器とが充電モードに関する１回のネゴシエーションプロセスを完了した（またはマスター機器とスレーブ機器とが「双方向通信」プロセスを完了した）と見なすことができる。実行可能な一実施形態として、マスター及びスレーブ機器の間に複数回の充電モードに関するネゴシエーションが完了した後、マスター及びスレーブ機器の充電動作を実行することにより、ネゴシエーション後の充電プロセスが安全的に信頼的に実行されることを確保することができる。

【0067】

マスター機器側がスレーブ機器側の通信会話に対する第１応答または第１返事に基づいて第２応答を行うことができる一方式として、マスター機器側がスレーブ機器側の通信会話に対する第１応答または第１返事を受信し、受信した前記スレーブ機器の第１応答または第１返事に応じた第２応答を行うことができる。例として、マスター機器側が所定の時間内で前記スレーブ機器側の通信会話に対する第１応答または第１返事を受信すると、マスター機器側が前記スレーブ機器の第１応答または第１返事に応じた第２の応答を行うことは、具体的には、マスター機器側とスレーブ機器側とが充電モードに関する１回のネゴシエーションを完了し、マスター機器側とスレーブ機器側との間でネゴシエーション結果に基づいて第１充電モードまたは第２充電モードで充電動作を実行し、即ち、アダプタが、ネゴシエーション結果に基づいて第１充電モードまたは第２充電モードで動作して充電対象機器を充電することである。

【0068】

マスター機器側が前記スレーブ機器側の通信会話に対する第１応答または第１返事に基づいて第２応答を行うことができる一方式として、さらに、マスター機器側が所定の時間内で通信会話に対するスレーブ機器側の第１応答または第１返事を受信していなくても、マスター機器側も前記スレーブ機器の第１応答または第１返事に応じた第２応答を行うことであってもよい。例として、マスター機器側が所定の時間内で通信会話に対する前記スレーブ機器側の第１応答または第１返事を受信していなくても、マスター機器側も前記スレーブ機器側の第１応答または第１返事に応じた第２応答を行うことは、具体的には、マスター機器側とスレーブ機器側とが充電モードに関する１回のネゴシエーションを完了し、マスター機器側とスレーブ機器側とが第１充電モードで充電動作を実行し、即ち、アダプタが第１充電モードで動作して充電対象機器を充電することである。

【0069】

充電対象機器３０がマスター機器として通信会話を開始し、アダプタがスレーブ機器としてマスター機器側によって開始された通信会話に対して第１応答または第１返事を行った後、充電対象機器がアダプタの第１応答または第１返事に応じた第２応答を行う必要はなく、アダプタと充電対象機器３０とが充電モードに関する１回のネゴシエーションを完了したと見なすことができ、ネゴシエーション結果に基づいて、第１充電回路２０６または第２充電回路２０８によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電することができる。

【0070】

いくつかの実施例では、制御ユニット３０２が、データラインを介してアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、制御ユニット３０２が、アダプタによって送信された、充電対象機器３０が第３充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第１命令を受信することと、制御ユニット３０２が、充電対象機器３０が第３充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための第１命令の返事命令をアダプタに送信することと、充電対象機器３０が第３充電モードをオンにすることに同意した場合、制御ユニット３０２が、さらに第２充電回路２０８によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電するようにアダプタを制御し、直列接続するように第１セル１０２および第２セル１０４を制御し、アダプタに接続して、充電対象機器３０の他の回路に給電するときにアダプタからエネルギーを取得するように第１充電回路２０６を制御することと、を含む。

【0071】

いくつかの実施例では、制御ユニット３０２が、データラインを介してアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、制御ユニット３０２が、アダプタによって送信された、充電対象機器３０が、第２充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第２命令を受信することと、制御ユニット３０２が、充電対象機器３０が第２充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための第２命令の返事命令をアダプタに送信することと、充電対象機器３０が第２充電モードをオンにすることに同意した場合、制御ユニット３０２が、さらに第２充電回路２０８によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電するようにアダプタを制御するとともに、並列接続するように第１セル１０２および第２セル１０４を制御することと、を含む。

【0072】

いくつかの実施例では、制御ユニット３０２が、データラインを介してアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、第１命令および第１命令の返事命令、および第２命令および第２命令の返事命令に基づいて、充電対象機器３０が第２充電モードをオンにすることにも同意せず、第３充電モードをオンにすることにも同意しない場合、制御ユニット３０２が、第１充電回路２０６によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電するようにアダプタを制御するとともに、並列接続するように第１セル１０２および第２セル１０４を制御することを含む。

【0073】

図１４は、例示的実施例に係る更なる別の充電対象機器の概略構成図である。
図１４を参照すると、充電対象機器４０は、上記の図６に示されるバッテリ給電回路１０、充電インターフェース２０２、第１充電回路２０６、および第３充電回路４０２を含む。

【0074】

図１５は、例示的な一実施形態に係る、充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第４充電モードで充電する回路の概略図である。図１６は、例示的な一実施形態に係る、充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第５充電モードで充電する回路の概略図である。

【0075】

図１４および図１５を参照すると、図１５は、図１４に示されるスイッチ１０６がオフである場合に、充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第４充電モードで充電するときの回路の概略図を示す。第４充電モードは、例えば、図４に示す急速充電モード、すなわち、アダプタの出力電圧が１０Ｖである高電力充電方案であってもよい。第３充電回路４０２によって提供される第４充電モードで、第３充電回路４０２は、例えば、スイッチトキャパシタＤＣ−ＤＣコンバータを含み、並列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を、図４に示される充電方式で充電する。

【0076】

図１４および図１６を参照すると、図１６は、図１４に示されるスイッチ１０６がオフである場合に、充電対象機器４０が第３充電回路４０２によって第５充電モードで充電するときの回路の概略図を示す。第５充電モードは、例えば、図５に示す急速充電モード、すなわち、アダプタの出力電圧が２０Ｖである高電力充電方案であってもよい。第３充電回路４０２によって提供される第５充電モードで、第３充電回路４０２は、例えば、スイッチトキャパシタＤＣ−ＤＣコンバータを含み、直列接続された第１セル１０２および第２セル１０４を、図５に示される充電方式で充電する。

【0077】

なお、回路図を簡素化するために、図１６に第１セル１０２および第１セル１０４の均衡化回路が示されていない。しかし、当業者であれば、図１６に示される充電対象機器４０は、直列充電を完了したとき、第１セル１０２と第２セル１０４とが並列接続に変わる前に、第１切り替えユニット１０８および第２切り替えユニット１１０によって均衡化する前述した方法により、第１セル１０２と第２セル１０４との電圧差を低下させることを理解することができる。

【0078】

いくつかの実施例では、充電対象機器４０は、制御ユニット３０２'をさらに含み、制御ユニット３０２'が、データラインを介してアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、制御ユニット３０２'が、アダプタによって送信された、充電対象機器３０が第５充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第３命令を受信することと、制御ユニット３０２'が、充電対象機器３０が第５充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための第３命令の返事命令をアダプタに送信することと、充電対象機器３０が第５充電モードをオンにすることに同意した場合、制御ユニット３０２'が、スイッチトキャパシタコンバータ４０２によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電するようにアダプタを制御するとともに、直列接続するように第１セル１０２および第２セル１０４を制御することと、を含む。

【0079】

いくつかの実施例では、制御ユニット３０２'が、データラインを介してアダプタと双方向通信を行って、アダプタと充電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションすることは、制御ユニット３０２'が、アダプタによって送信された、第４充電モードがオンになっているか否かを尋ねるための第４命令を受信すること、制御ユニット３０２'が、充電対象機器３０が第４充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための第４命令の返事命令をアダプタに送信することと、充電対象機器３０が第４充電モードをオンにすることに同意した場合、制御ユニット３０２'が、スイッチトキャパシタコンバータ４０２によって第１セル１０２および第２セル１０４を充電するようにアダプタを制御するとともに、並列接続するように第１セル１０２および第２セル１０４を制御することと、を含む。

【0080】

本開示の実施例によって提供される充電対象機器によれば、通常充電モードおよび急速充電モードを両立し、急速充電モードでさらにフラッシュ充電モード（例えば、上記の第２充電モード）及びスーパーフラッシュ充電モード（例えば、上記の第３充電モード）を両立するなど、複数の充電方案を両立するバッテリ給電回路を提供することができる。また、充電対象機器内では、異なる充電モードに対して、給電時に２つのバッテリを並列接続して給電したり、充電集積回路によって給電したりすることができる。このような給電方式には、電力変換による損失がないため、充電対象機器のバッテリ寿命をさらに向上させることができます。また、充電対象機器はアダプタとの双方向通信に基づいて、アダプタのタイプに応じて異なる充電モードに自動的に切り替えることができるため、ユーザの使用体験を向上させることができる。

【0081】

なお、上記の図に示されているブロック図は、機能的なエンティティであり、必ずしも物理的または論理的に独立したエンティティに対応するわけではないことに注意されたい。これらの機能的なエンティティは、ソフトウェアの形で実現されるか、１つまたは複数のハードウェアモジュールまたは集積回路で実現されるか、異なるネットワークおよび／またはプロセッサデバイスおよび／またはマイクロコントローラデバイスで実現されてもよい。

【0082】

以下は、本開示の方法の実施例である。本開示の方法の実施例に開示されていない詳細については、本開示の機器の実施例を参照されたい。

【0083】

図１７は、例示的な一実施形態に係る充電制御方法のフローチャートである。当該充電方法は、充電対象機器の充電に適用され、当該充電対象機器は、充電インターフェースと、上記の給電回路２０、３０、または４０のいずれか１つとを含む。

【0084】

図１７を参照すると、充電制御方法５０は、
第１制御命令を受信した場合、前記給電回路におけるスイッチをオンにし、前記給電回路における第１切り替えユニットおよび第２切り替えユニットをオフ状態にすることにより、前記給電回路における第１セルと第２セルとが直列接続されるステップＳ５０２と、
第２制御命令を受信した場合、前記スイッチをオフにし、前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットをオン状態にすることにより、前記第１セルと前記第２セルとが並列接続されるステップＳ５０４と、を含む

【0085】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記第１セルと前記第２セルとが直列接続されて充電する場合、充電が完了した後、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が第１電圧差閾値より大きいか否かを決定するステップと、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が前記第１電圧差閾値より大きいと決定された場合、線形領域で動作するように前記第１切り替えユニットおよび／または前記第２切り替えユニットを制御して、前記第１セルおよび／または前記第２セルに電流制限抵抗を提供するステップと、前記第１セルと前記第２セルとの電圧差が前記第１電圧差閾値より小さい第２電圧差閾値より小さい場合、オン状態で動作するように前記第１切り替えユニットおよび前記第２切り替えユニットを制御するステップと、を含む。

【0086】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、充電インターフェースを介してアダプタの出力電圧および出力電流を受信するステップをさらに含む。

【0087】

いくつかの実施例では、前記充電対象機器は、充電集積回路をさらに含み、前記方法は、前記充電集積回路によって前記バッテリ給電回路が前記充電対象機器の他の回路に給電するようにするステップをさらに含む。

【0088】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記充電集積回路によって前記出力電圧を変換し、前記変換された出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加するステップをさらに含む。

【0089】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記出力電圧および前記出力電流を、前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するか、または前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するステップをさらに含む。

【0090】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加する場合、前記充電用集積回路によって前記第１セルの電圧で前記他の回路に給電するステップをさらに含む。

【0091】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加する場合、前記充電用集積回路によって前記アダプタからエネルギーを取得して前記他の回路を充電するステップをさらに含む。

【0092】

一部の実施例では、前記アダプタは、第１充電モード、第２充電モード、および第３充電モードをサポートし、前記第１充電モードで、前記充電集積回路によって変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、前記第２充電モードで、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加し、前記第３充電モードで、前記出力電圧および前記出力電流を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加する。

【0093】

いくつかの実施例では、前記充電インターフェースはデータラインをさらに含み、前記方法は、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップをさらに含む。

【0094】

いくつかの実施例では、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップは、前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第３充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第１命令を受信するステップと、前記充電対象機器が前記第３充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第１命令の返事命令を前記アダプタに送信するステップと、を含む。

【0095】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記充電対象機器が前記第３充電モードをオンにすることに同意した場合、前記第１制御命令を送信するステップをさらに含む。

【0096】

いくつかの実施例では、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップは、前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第２充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第２命令を受信するステップと、前記充電対象機器が前記第２充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第２命令の返事命令を前記アダプタに送信するステップと、を含む。

【0097】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記充電対象機器が前記第２充電モードをオンにすることに同意した場合、前記第２制御命令を送信するステップをさらに含む。

【0098】

いくつかの実施例では、前記充電対象機器は、スイッチトキャパシタコンバータをさらに含み、前記方法は、前記スイッチトキャパシタコンバータによって前記出力電圧を変換し、変換された前記出力電圧を、前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するか、または前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に直接印加するステップをさらに含む。

【0099】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記スイッチトキャパシタコンバータが前記出力電圧および前記出力電流を直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記充電用集積回路によって前記第１セルの電圧で前記他の回路を充電するステップをさらに含む。

【0100】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記スイッチトキャパシタコンバータが前記出力電圧および前記出力電流を直列接続された前記第１セルおよび前記第２セルの両端に直接印加する場合、前記アダプタからエネルギーを取得して前記他の回路を充電するステップをさらに含む。

【0101】

いくつかの実施例では、前記アダプタは、第４充電モードおよび第５充電モードをサポートし、前記第４充電モードで、前記スイッチトキャパシタコンバータによって変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における並列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加し、前記第５充電モードで、前記スイッチトキャパシタコンバータによって変換された前記出力電圧を前記バッテリ給電回路における直列接続された第１セルおよび第２セルの両端に印加する。

【0102】

いくつかの実施例では、前記充電インターフェースは、データラインをさらに含み、前記方法は、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと充前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップをさらに含む。

【0103】

いくつかの実施例では、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップは、前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第５充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第３命令を受信するステップと、前記充電対象機器が前記第５充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第３命令の返事命令を前記アダプタに送信するステップと、を含む。

【0104】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記充電対象機器が前記第５充電モードをオンにすることに同意した場合、前記第１制御命令を送信するステップをさらに含む。

【0105】

いくつかの実施例では、前記データラインを介して前記アダプタと双方向通信を行って、前記アダプタと前記電対象機器との間の充電モードをネゴシエーションするステップは、前記アダプタによって送信された、前記充電対象機器が前記第４充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第４命令を受信するステップと、前記充電対象機器が前記第４充電モードをオンにすることに同意するか否かを示すための前記第４命令の返事命令を前記アダプタに送信するステップと、を含む。

【0106】

いくつかの実施例では、充電制御方法５０は、前記充電対象機器が前記第４充電モードをオンにすることに同意した場合、前記第２制御命令を送信するステップをさらに含む。

【0107】

本開示の実施形態によって提供される充電制御方法によれば、様々な充電方案に適用可能なバッテリ給電回路を提供する充電対象機器の充電制御を行うことができ、アダプタとの双方向通信に基づいて、アダプタのタイプに応じて異なる充電モードに切り替えることにより、ユーザの使用体験を向上させる。

【0108】

なお、上記の図面は、本開示の例示的な実施形態に係る方法に含まれる処理の概略的な説明にすぎず、限定するものではない。上記の図面に示されている処理は、これらの処理の時系列的な順序を示すものでも制限するものでもないことを簡単に理解できる。また、これらの処理は、例えば複数のモジュールで同期的または非同期的に実行可能であることを簡単に理解できる。

【0109】

上記の記載は、本開示の例示的な実施形態を説明した。本開示は、本明細書に記載の詳細な構成、構成方式、または実現方法に限定されないことを理解すべきである。逆に、本開示は、添付の特許請求の範囲の思想および範囲内に含まれる様々な修正および同等の設定を網羅することを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】