用于快充充电器的校准输出电流的方法和装置与流程

1.本发明涉及充电领域，特别是，涉及一种用于快充充电器的校准输出电流的方法和装置。


背景技术：

2.随着移动电子设备的功能的不断扩展，移动电子设备的功耗不断增大，其电池容量也在不断增大。在这种情况下，对电池进行快速充电的需求越来越高，因而快充充电器的使用也越来越广泛。
3.由于在对电池进行快速充电时，对充电电流和充电电压的精度要求较高，因而，在生产快充充电器时需要对其输出电流和输出电压进行检测以确保其符合该精度要求。通常，输出电压的检测较为简单，而输出电流的检测非常复杂，并且检测结果仅可指示快充充电器是否能够生成符合所需精度要求的输出电流，而无法改变输出电流的精确度。
4.因此，需要对快充充电器的输出电流进行校准以提高其输出电流的精确度的方法。


技术实现要素：

5.根据本发明的示例性实施例的一方面，提供了一种用于快充充电器的校准输出电流的方法，包括：获取用于校准输出电流的指示；响应于所述指示，生成具有预定电流值的预定输出电流；确定用于生成所述预定输出电流的实际内部电流参数；以及确定所述预定输出电流与所述实际内部电流参数之间的关联，以在后续生成输出电流时，根据所述关联来确定应设置的内部电流参数。
6.根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供了一种用于快充充电器的校准输出电流的装置，包括：第一单元，被配置为获取用于校准输出电流的指示；第二单元，被配置为响应于所述指示，生成具有预定电流值的预定输出电流；第三单元，被配置为确定用于生成所述预定输出电流的实际内部电流参数；以及第四单元，被配置为确定所述预定输出电流与所述实际内部电流参数之间的关联，以在后续生成输出电流时，根据所述关联来确定应设置的内部电流参数。
7.根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供了一种存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行根据本发明的示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法。
8.根据本发明的示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法和装置，能够利用在快充充电器生成预定输出电流时的实际内部电流参数，来获得输出电流与应设置的内部电流参数之间的关联，从而能够校准实际的输出电流，提高输出电流的精确度。
附图说明
9.从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其
中：
10.图1示出了根据一个示例性实施例的快充充电器的示意性电路图。
11.图2示出了根据一个示例性实施例的图1的快充充电器的示意性局部电路图。
12.图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法的流程图。
13.图4是示出了根据本发明的一个示例性实施例的快充充电器与测试设备之间的连接的示意图。
14.图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法的流程图。
15.图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法的流程图。
16.图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的装置的框图。
具体实施方式
17.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
18.传统的用于移动电子设备的充电器的输出电压和输出电流的精度范围通常在
±
5％左右，并且在充电器内无需读取针对输出电压和输出电流的回读值。而快充充电器的输出功率较大(例如，目前已达到200w甚至更高)、输出电流也较大(例如，目前已达到10a甚至更高)，同时对其输出电压和输出电流的精度也有更高的要求，因而需要在快充充电器内读取其输出电压和输出电流的电压回读值和电流回读值。
19.根据终端快充行业协会于2022年7月发布的《移动终端融合快速充电技术规范》，对快充充电器的输出电压和输出电流的精度要求如表1和
20.表2所示。
[0021][0022]
表1电压精度要求
[0023][0024]
表2电流精度要求
[0025]
图1示出了根据一个示例性实施例的快充充电器1000的示意性电路图。
[0026]
如图1所示，快充充电器1000主要由pwm控制器100和快充协议芯片200以及外围电路构成。pwm控制器100、快充协议芯片200以及外围电路可以是任意类型的快充充电器中的pwm控制器、快充协议芯片以及外围电路，因此本文中不对其进行详细描述。
[0027]
通常，快充充电器1000是通过将快充协议芯片200组装于pwm控制器100和外围电路而形成的。因此，为了确保快充充电器的输出电压和输出电流满足精度要求，通常在生产快充协议芯片时，需要对其进行测试以确保其各个内部参数满足相应的精度要求，然后在快充协议芯片被组装到快充充电器之后，需要再次进行测试，以确保组装后的快充充电器的输出电压和输出电流满足相应的精度要求。
[0028]
以下参照图1和图2描述检测输出电压和输出电流是否满足精度要求的示例方式。
[0029]
图2示出了根据一个示例性实施例的图1的快充充电器的示意性局部电路图。
[0030]
参照图2，运算放大器cv_ea的正输入端子和负输入端子处的电压vref_cv为用于产生快充充电器的输出电压的基准电压。运算放大器cc_ea的正输入端子和负输入端子处的电压vref_cc对应于用于产生快充充电器的输出电流的基准电流。模数转换器adc用于读取输出电压的电压回流值和输出电流的电流回流值。电压vref_adc对应于模数转换器adc的最大读取电压，其通常通过多个二进制位(bit)来表示。
[0031]
在设置了预定的基准电压vref_cv时，理论的输出电压vin(节点vin处的电压)可以由以下等式(1)来表示：
[0032]
vin＝vref_cv
×
kdiv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0033]
其中，kdiv＝(r1 r2)/r2，其中，r1和r2分别表示电阻器r1的电阻值和电阻器r2的电阻值。
[0034]
在快充充电器内读取的理论电压回读值vin_adc可以由以下等式(2)来表示：
[0035][0036]
其中，vin_real表示节点vin处的实际电压值，adc_bits表示模数转换器adc的用于表示最大读取电压vref_adc二进制位的位数，例如adc_bits＝10。
[0037]
在设置了与预定基准电流对应的vref_cc时，理论的输出电流io(流过电阻器ro或电流检测电阻器rcs的电流)可以由以下等式(3)来表示：
[0038][0039]
其中，ka表示运算放大器ka的放大倍数，rcs表示电流检测电阻器rcs的电阻值，vos表示运算放大器ka的失调电压。
[0040]
在快充充电器内读取的理论电流回读值io_adc可以由以下等式(4)来表示：
[0041][0042]
其中，io_real表示实际流过电阻器ro或电流检测电阻器rcs的电流。
[0043]
由以上等式(1)和等式(2)可以看出，理论电压值和电压回读值不涉及快充协议芯片200外部的参数。因此，通常可通过使得快充协议芯片200中的各参数在各自的精度范围内，来使得组装该芯片后的快充充电器的输出电压满足表1所示的电压精度要求。
[0044]
而理论电流值和电流回读值由于如等式(3)和等式(4)所示地涉及快充协议芯片200外部的参数(例如，rcs)，因此除了在生产快充协议芯片200时需要确保以上等式(3)和等式(4)所涉及的芯片内部的各参数处于各自的精度范围内之外，在快充协议芯片200被组装到快充充电器中之后，还需要进一步对组装后的快充充电器进行测试，以确保其输出电流满足表2所示的电流精度要求。
[0045]
因此，这种确定电流精度的方式非常复杂，且仅能够确定快充充电器输出的电流处于表2所示的精度要求范围内，而无法提高快充充电器的实际输出电流的精确度，即无法对实际的输出电流进行校准。
[0046]
为此，根据本发明的示例性实施例提供了一种用于快充充电器的校准输出电流的方法。
[0047]
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法的流程图。这里的快充充电器可以是如图1或图2所示的任意快充充电器。
[0048]
如图3所示，在步骤s110，获取用于校准输出电流的指示。
[0049]
在一个实施例中，步骤s110可包括：响应于检测到连接到测试设备，而获取到该指示。
[0050]
在另一个实施例中，步骤s110可包括：响应于从测试设备接收到用于对输出电流进行校准的校准命令，而获取到该指示。
[0051]
快充充电设备与测试设备的连接可如图4所示。图4是示出了根据本发明的一个示例性实施例的快充充电器1000与测试设备2000之间的连接的示意图。
[0052]
如图4所示，在一个实施例中，测试设备2000可包括：快充测试治具300以及生产流程自动测试装置(ate)400。
[0053]
快充测试治具300可被配置为连接(例如，通过usb连接)在快充充电器1000和ate 400之间，并且包括电子负载310。电子负载310可充当用于连接到快充充电器1000的移动电子设备。
[0054]
返回参照图3，在步骤s120，响应于步骤s110的指示，生成具有预定电流值的预定输出电流。
[0055]
在步骤s110响应于检测到连接到测试设备而获取到指示的实施例中，该预定电流值可以为预先设置的用于对输出电流进行校准的电流值，例如，该预定电流值可被预先存储在快充充电器1000和测试设备2000内。
[0056]
在步骤s110响应于从测试设备接收到用于对输出电流进行校准的校准命令而获取到指示的实施例中，校准命令可包括该预定电流值，即，测试设备2000可以向快充充电器1000指示需要产生多大的输出电流。
[0057]
在一个实施例中，生成以上预定输出电流的步骤s120可包括：响应于步骤s100获
取的指示，生成电流值连续变化的多个输出电流(图5的步骤s121)；以及接收中断信息，并将接收到中断信息时生成的输出电流确定为预定输出电流(图5的步骤s122)。
[0058]
作为一个示例，可通过调节基准电流(vef_cc)而生成电流值从额定最大值连续减小的多个输出电流，在依次生成该多个输出电流的过程中，一旦接收到中断信息，则可确定快充充电器此时实际生成了具有预定电流值的预定输出电流。
[0059]
作为一个示例，图4所示的电子负载310可响应于(预先存储的或ate指示的)预定输出电流而生成中断信息(例如，宕机信号)。ate400可检测该中断信息，并将该中断信息发送到快充充电器1000以指示其生成了该预定输出电流。
[0060]
返回参照图3，在步骤s130，确定用于生成预定输出电流的实际内部电流参数。
[0061]
这里，内部电流参数例如可包括快充充电器在生成输出电流时需要在其内部设置的相应基准电流(例如，vef_cc)以及相应的电流回读值。实际内部参数可以是在接收到中断信息时实际设置的实际内部电流参数(以下将参照图5进行进一步描述)。
[0062]
在步骤s140，确定预定输出电流与实际内部电流参数之间的关联，以在后续生成输出电流时，根据该关联来确定应设置的内部电流参数。
[0063]
在一个实施例中，在步骤s140中可确定预定输出电流与实际内部电流参数之间比值，以在后续生成输出电流时，根据该比值来确定应设置的内部电流参数。
[0064]
例如，该实际输出的预定输出电流为3a的电流，而实际设置的内部电流参数、例如基准电流值可能是理论上用于生成3.1a的输出电流的值，在这种情况下，可通过获得该预定输出电流与实际基准电流值之间的比值(3/3.1)，来在后续需要输出某个输出电流时，通过该比值来确定需要设置的基准电流值。应该理解，以上电流值的数值仅是示例，电流值可基于实际设计方案而具有任意不同的值。
[0065]
根据本发明的以上示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法，能够利用在快充充电器生成预定输出电流时的实际内部电流参数，来获得输出电流与应设置的内部电流参数之间的关联，从而能够校准实际的输出电流，提高输出电流的精确度。
[0066]
图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法的流程图。
[0067]
参照图5和图3，图5中的步骤s110和步骤s140与图3相同，不同之处在于：图5通过步骤s121和步骤s122示出了步骤s120的一个示例，并通过步骤s131-s134示出了步骤s130的一个示例。以上已经参照图3描述了步骤s121和步骤s122，这里不再赘述。
[0068]
在步骤s131，可确定在步骤s122中接收到中断信息时的实际电流回读值，该实际电流回读值可以为实际读取到的电流回读值(例如，通过图2所示的数模转换器adc读取到的电流回读值)。
[0069]
在步骤s132，可确定预定输出电流的理论电流回读值，该理论电流回读值可以为理论上与该预定输出电流应对应的电流回读值(例如，通过将预定输出电流的电流值作为io_real代入到以上等式(4)中而得出的电流回读值)。
[0070]
在步骤s133，可确定接收到中断信息时的实际基准电流，该实际基准电流可以为实际上用于生成预定输出电流的基准电流(例如，实际上设置的vref_cc值)。
[0071]
在步骤s134，可确定预定输出电流的理论基准电流，该理论基准电流为理论上生成预定输出电流应设置的基准电流(例如，理论上由以上等式(3)得出的生成预定输出电流
所应设置的vref_cc值)。
[0072]
在这种情况下，在一个实施例中，步骤s140可包括：确定实际电流回读值与理论电流回读值之间的第一关联；确定实际基准电流与理论基准电流之间的第二关联。
[0073]
在这种情况下，第一关联可用于在后续生成输出电流时确定应对应读取到的电流回读值(io_adc_real)，以上第二关联可用于在后续生成输出电流时确定应设置的基准电流(例如，vref_cc值)。
[0074]
在一个实施例中，第一关联可以为实际电流回读值与理论电流回读值之间的比值(k1)，第二关联可以为实际基准电流与理论基准电流之间的比值(k2)。
[0075]
在这种情况下，比值k1可以被视为将实际电流回读值与等式(4)相关联并简化为y＝k1x b1函数的形式后的k1值(x为自变量，y为因变量，k1和b1为常数)。原因如下：
[0076]
参照表2所示的对快充充电器的输出电流的精度要求，尤其在电流大于0.5a的重载电流范围内，以上k1值对电流精度的影响远远大于b1值对对电流精度的影响。例如，在输出功率为80w、输出电流为8a的快充充电器的示例中，k1值对电流精度的影响约为b1值对电流精度的影响的200倍以上。因此，可以通过确定以上比值k1(即，k1值)来在后续生成输出电流时校准应对应读取到的电流回读值。
[0077]
此外，比值k2可以被视为将实际基准电流与等式(3)关联并简化为y＝k2x b2函数的形式后的k2值(x为自变量，y为因变量，k2和b2为常数)。原因如下：
[0078]
参照表2所示的对快充充电器的输出电流的精度要求，尤其在电流大于0.5a的重载电流范围内，以上k2值对电流精度的影响远远大于b2值对电流精度的影响。例如，在输出功率为80w、输出电流为8a的快充充电器的示例中，k2值对电流精度的影响约为b2值对电流精度的影响的10倍以上。因此，可以通过确定以上比值k2(即，k2值)来在后续生成输出电流时确定应设置的基准电流(例如，vref_cc值)、即校准输出电流，从而使得输出电流更精确。
[0079]
由于重载电流范围内的电流精度要求更高，因此在一个实施例中，可将针对预定输出电流的预定电流值设置为大于预定阈值且小于或等于额定最大电流值的电流值，该预定阈值可以为用于区分快充充电器的轻载电流与重载电流的阈值(例如，以上表2中的0.5a)。
[0080]
通过以上方式，可以通过对处于重载电流范围内的预定输出电流的单次采样，而获得对后续输出电流进行校准的校准系数k1和k2，从而能够非常简便地获得高精度的输出电流。此外，由于轻载范围内的输出电流的精度要求相对宽松，因此以上获得的校准系数k1和k2同样适用于对轻载范围内的输出电流进行校准。
[0081]
此外，通过以上方式，可省略在图1和图2所示的快充协议芯片200的生产过程中对快充协议芯片内部相关参数的检测，仅通过在快充协议芯片被组装到快充充电器后的单次输出电流采样，即可实现对输出电流的校准，从而极大地节省了芯片生产过程中的测试开销。
[0082]
此外，为了进一步精确地校准输出电流，可以通过产生两个预定输出电流来生成各自相应的实际电流回读值、理论电流回读值、实际基准电流、以及理论基准电流，从而在步骤s140中通过解方程的方式确定出以上y＝k1x b1函数、y＝k2x b2函数中的k1、b1、k2、b2，从而使得校准后的输出电流更精确。图6示出了这样的一个示例。
[0083]
图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的
方法的流程图。
[0084]
如图6所示，图6的步骤s110可以与图3和图5中的步骤s110相同。而图6的步骤s120用于生成具有不同的预定电流值的两个输出电流。即，预定电流值可包括第一电流值和第二电流值。预定输出电流可包括：与第一电流值对应的第一输出电流、以及与第二电流值对应的第二输出电流。所接收的中断信息可包括：与所述第一输出电流对应的第一中断信息、以及与所述第二输出电流对应的第二中断信息。
[0085]
例如，在步骤s121，可如以上参照图3所述的方式生成电流值连续变化的多个输出电流。
[0086]
在执行步骤s121的过程中，可执行步骤s122-1，确定是否接收到第一中断信息或第二中断信息。
[0087]
在接收到第一中断信息的情况下，可执行步骤s122-2，确定此时生成的输出电流为第一输出电流。
[0088]
在接收到第二中断信息的情况下，可执行步骤s122-3，确定此时生成的输出电流为第二输出电流。
[0089]
在步骤s120生成了两个输出电流的情况下，在步骤s130中确定的实际电流回读值可包括：与第一中断信息对应的第一实际电流回读值、以及与第二中断信息对应的第二实际电流回读值。在步骤s130中确定的理论电流回读值可包括：与第一输出电流对应的第一理论电流回读值、以及与第二输出电流对应的第二理论电流回读值。在步骤s130中确定的实际基准电流可包括：与第一中断信息对应的第一实际基准电流、以及与第二中断信息对应的第二实际基准电流。在步骤s130中确定的理论基准电流可包括：与第一输出电流对应的第一理论基准电流、以及与第二输出电流对应的第二理论基准电流。
[0090]
例如，在步骤s131-1，可确定与第一中断信息对应的第一实际电流回读值。在步骤s132-1，可确定与第一输出电流对应的第一理论电流回读值。在步骤s133-1，可确定与第一中断信息对应的第一实际基准电流。在步骤s134-1，可确定与第一输出电流对应的第一理论基准电流。
[0091]
在步骤s131-2，可确定与第二中断信息对应的第二实际电流回读值。在步骤s132-2，可确定与第二输出电流对应的第二理论电流回读值。在步骤s132-3，可确定与第二中断信息对应的第二实际基准电流。在步骤s132-4，可确定与第二输出电流对应的第二理论基准电流。
[0092]
相应地，在步骤s140，可基于第一实际电流回读值、第二实际电流回读值、第一理论电流回读值、以及第二理论电流回读值而确定实际电流回读值相对于理论电流回读值的函数(即，以上第一关联，例如以上y＝k1x b1的k1值和b1值)。此外，在步骤s140，可基于第一实际基准电流、第二实际基准电流、第一理论基准电流、以及第二理论基准电流而确定实际基准电流相对于理论基准电流的函数(即，以上第二关联，例如以上y＝k2x b2的k2值和b2值)。
[0093]
这种情况下，以上第一电流值和以上第二电流值可以为快充充电器的额定最小电流值与额定最大电流值之间的任意两个不同的电流值。
[0094]
通过以上方式，由于可获得以上y＝k1x b1的k1值和b1值以及y＝k2x b2的k2值和b2值，因而可以更加精准地校准快充充电器的准输出电流，从而使得输出电流更匹配负载(移
动电子设备)所需的电流。
[0095]
图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的装置700的框图。
[0096]
根据本发明的示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的装置700包括第一单元710、第二单元720、第三单元730和第四单元740。
[0097]
第一单元710被配置为获取用于校准输出电流的指示。
[0098]
第二单元720被配置为响应于该指示，生成具有预定电流值的预定输出电流。
[0099]
第三单元730被配置为确定用于生成预定输出电流的实际内部电流参数。
[0100]
第四单元740被配置为确定预定输出电流与实际内部电流参数之间的关联，以在后续生成输出电流时，根据该关联来确定应设置的内部电流参数。
[0101]
以上已经参照图3至图6详细描述了获取指示、生成预定输出电流、确定内部电流参数、以及确定以上关联的过程的示例，这里不再赘述。换言之，根据本发明的示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的装置700可以执行以上参照图3至图6描述的方法中的任意步骤/操作。
[0102]
根据本发明的示例性实施例的用于快充充电器的校准输出电流的装置，能够利用在快充充电器生成预定输出电流时的实际内部电流参数，来获得输出电流与应设置的内部电流参数之间的关联，从而能够校准实际的输出电流，提高输出电流的精确度。
[0103]
根据本公开的实施例还提供一种存储有指令的计算机可读介质，该指令在由处理器执行时可使得处理器执行以上根据本公开的实施例的用于快充充电器的校准输出电流的方法。
[0104]
应该理解，本公开并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
[0105]
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
[0106]
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。