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CN113452097B - 一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备 - Google Patents

一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备 Download PDF

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CN113452097B CN202010224453.8A CN202010224453A CN113452097B CN 113452097 B CN113452097 B CN 113452097B CN 202010224453 A CN202010224453 A CN 202010224453A CN 113452097 B CN113452097 B CN 113452097B
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Abstract

本申请公开了一种充电电路，应用于电子设备，该充电电路包括依次级联的第一转换电路、变压器和第二转换电路，以及用于与电子设备外部的充电器和电子设备的电芯相连的控制电路，控制电路用于基于电芯的电压，将充电器提供的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍，N大于等于2；充电器提供的电流输入第一转换电路，并经由变压器、第二转换电路输出至电芯，通过变压器的设置，可以实现更高的电压变比，由此可以减小第一转换电路和变压器之间的通道电流，以减小第一转换电路和变压器之间的通道阻抗，从而可以减小充电功率的损耗，以及降低温升。本申请还公开了一种充电系统和方法，以及电池和电子设备。

Description

一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备
技术领域
本申请涉及充电技术领域，特别涉及一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备。
背景技术
当前诸如手机、平板等电子设备中，电池充电正变得越来越重要，由于电池容量的不断增加和用户对较少的充电时间的需求日益强烈，电子设备对快速充电的需求也在逐渐提高，因此快速、高效是充电方案的主要趋势。
当前，在前述电子设备使用的快速充电方案中，在电池恒流充电阶段，使用开关电容电路提升充电电流是一种主要解决方案，但是由于开关电容电路的局限性，其无法支持较高的电压变比，从而无法实现更大的电流提升，进一步地，还存在较大的温升和效率损失的问题。
发明内容
本申请提供了一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备，可以实现较高的电压变比，以实现更大的电流提升，减小效率损失及降低温升。
为解决上述技术问题，第一方面，本申请的实施方式提供了一种充电电路，应用于电子设备，充电电路用于分别与电子设备外部的充电器和电子设备的电芯连接，充电电路包括依次级联的第一转换电路、变压器和第二转换电路，充电器提供的电流输入第一转换电路，并经由变压器、第二转换电路被提供至电芯；充电电路还包括控制电路，控制电路用于分别与充电器和电芯相连；并且，控制电路用于基于电芯的电压，将充电器提供的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；第一转换电路用于将充电器传输来的直流电转换为交流电，并输出至变压器；变压器用于将第一转换电路传输来的交流电的电压降压至第一转换电路传输来的交流电电压的1/N，并输出至第二转换电路；第二转换电路用于将变压器传输来的交流电转换为直流电，并输出至电芯。通过变压器的设置，可以实现更高的电压变比，以及可以实现更大的电流提升，进一步地，还可以减小第一转换电路和变压器之间的通道电流，以减小第一转换电路和变压器之间的通道阻抗，从而可以减小充电功率的损耗，以及降低温升。
在上述第一方面的一种可能的实现中，N可以为变压器的电压变比，且可以是大于等于2的正整数。
在上述第一方面的一种可能的实现中，控制电路用于基于电芯的电压生成指示信息发送给充电器，使得充电器根据指示信息将充电器提供的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍。
在上述第一方面的一种可能的实现中，第一转换电路包括直流转交流电路，第二转换电路包括交流转直流电路。
在上述第一方面的一种可能的实现中，直流转交流电路为用于将直流电转换为交流电的全桥整流电路。
在上述第一方面的一种可能的实现中，第一转换电路还包括分别与直流转交流电路和变压器连接的电感，第二转换电路还包括分别与交流转直流电路和变压器连接的电容，电感和电容形成LC谐振电路。LC谐振电路可以在电路导通初期快速提升电流，从而进一步提升变压器的变换效率。
在上述第一方面的一种可能的实现中，控制电路用于检测电芯的正负极电压以得到电芯的电压。
在上述第一方面的一种可能的实现中，控制电路还用于分别与第一转换电路和第二转换电路连接；控制电路还用于控制第一转换电路将直流电转换为交流电，以及控制第二转换电路将交流电转换为直流电。
在上述第一方面的一种可能的实现中，控制电路用于向第一转换电路发送第一控制信号，向第二转换电路发送第二控制信号；第一转换电路用于根据第一控制信号将直流电转换为交流电；第二转换电路用于根据第二控制信号将交流电转换为直流电。
在上述第一方面的一种可能的实现中，在对电芯进行恒流充电时，控制电路用于基于电芯的电压，将充电器提供的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍。
在上述第一方面的一种可能的实现中，充电电路用于通过通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)与充电器连接。
第二方面，本申请的实施方式提供了一种电子设备，电子设备包括电芯和前述的充电电路。
在上述第二方面的一种可能的实现中，电子设备还包括电池保护板，变压器和第二转换电路设置于电池保护板。将变压器部署于电池保护板，减小了变压器与电芯之间的距离，由于电压器与电芯之间为大电流通道，由此可以减小电压器与电芯之间的通道阻抗，从而可以减少功率损耗和降低温升。
在上述第二方面的一种可能的实现中，电子设备还包括设备主板，控制电路和第一转换电路设置于设备主板。
本申请提供的电子设备，包括上述第一方面和/或第一方面的任意一种可能的实现方式所提供的充电电路，因此也能实现第一方面提供的充电电路所具备的有益效果(或优点)。
第三方面，本申请的实施方式提供了一种充电系统，该充电系统包括：互相连接的充电器和电子设备，电子设备为前述的电子设备；其中，电子设备用于根据电子设备中的电芯的电压生成指示信息，并将指示信息发送给充电器；充电器用于根据指示信息将充电器提供的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；电子设备还用于将充电器传输来的直流电转换为交流电，并将交流电的电压降压至充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至电芯。
在上述第三方面的一种可能的实现中，充电器和电子设备连接具体可以是通过连接线互相连接以进行充电，也可以是通过无线方式连接以进行充电。
本申请提供的充电系统，包括上述第二方面和/或第二方面的任意一种可能的实现方式所提供的电子设备，因此也能实现第二方面提供的充电电路所具备的有益效果(或优点)。
第四方面，本申请的实施方式提供了一种充电方法，应用于互相连接的充电器和电子设备，电子设备为前述的电子设备；充电方法包括：电子设备根据电子设备中的电芯的电压生成指示信息，并将指示信息发送给充电器；充电器根据指示信息将充电器输出的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；电子设备将充电器传输来的直流电转换为交流电，并将充电器传输来的交流电的电压降压至充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至电芯。
本申请提供的充电方法，应用于上述第三方面和/或第三方面的任意一种可能的实现方式所提供的充电系统，因此也能实现第三方面提供的充电系统所具备的有益效果(或优点)。
第五方面，本申请的实施方式提供了一种电池，包括电芯，电芯包括第一极和第二极；电池保护板，电池保护板包括互相连接的变压器和转换电路，且转换电路分别与第一极和第二极连接；其中，变压器用于将接收到的交流电的电压降压至接收到的交流电电压的1/N，并输出至转换电路；转换电路用于将变压器传输来的交流电转换为直流电，并输出至电芯。
在上述第五方面的一种可能的实现中，该电池还包括封装壳体，电芯和电池保护板设置于封装壳体内。
本申请提供的电池，通过变压器的设置，可以实现更高的电压变比，以及可以实现更大的电流提升，进一步地，由于电池保护板与电芯之间的距离较小，将变压器设置于电池保护板，即将变压器靠近电芯放置，使得变压器与电芯之间的距离减小，由于变压器与电芯之间的电流较大，因此变压器与电芯之间的距离减小，即有效地减小了大电流路径，可以有效地减小变压器与电芯之间的通道阻抗，从而可以很好地减小充电功率的损耗，以及降低温升。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单介绍。
图1是根据本申请的一些实施例，示出了一种充电系统的示意图；
图2是根据本申请的一些实施例，示出了一种充电系统中的充电电路的结构框图；
图3是根据本申请的一些实施例，示出了另一种充电系统中的充电电路的结构框图；
图4是根据本申请的一些实施例，示出了又一种充电系统中的充电电路的结构示意图；
图5A是根据本申请的一些实施例，示出了一种第一转换电路输入至变压器的交流电的电流波形图；
图5B是根据本申请的一些实施例，示出了一种第一转换电路输入至变压器的交流电的电压波形图；
图5C是根据本申请的一些实施例，示出了一种充电器输入至第一转换电路的直流电的电流波形图，以及第二转换电路输入至电芯的直流电的电流波形图；
图5D是根据本申请的一些实施例，示出了一种充电器输入至第一转换电路的直流电的电压波形图，以及第二转换电路输入至电芯的直流电的电压波形图；
图6是根据本申请的一些实施例，示出了一种电池的结构示意图；
图7是根据本申请的一些实施例，示出了另一种电池的结构示意图；
图8是根据本申请的一些实施例，示出了一种充电方法流程示意图。
附图标记：
100：手机；200：充电器；300：连接线；310：第一连接线；320：第二连接线；110：充电电路；111：第一转换电路；112：变压器；113：第二转换电路；114：控制电路；120：电芯；121：第一极；122：第二极；130：设备主板；140：电池保护板；141：第一输出端；142第二输出端；150：电池；M1：第一MOS管；M2：第二MOS管；M3：第三MOS管；M4：第四MOS管；M5：第五MOS管；M6：第六MOS管；L：电感；C1：第一电容；C2：第二电容；N：结场型场效应管。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
需要说明的是，当前充电电路使用的快速充电方案中，在电池恒流充电阶段，使用开关电容电路提升充电电流是一种主要解决方案。例如快速充电方案的一种实现方式中，充电系统包括充电器和充电电路，其中充电器与充电电路通过USB连接，充电电路包括设备主板和电池保护板，设备主板和电池保护板通过电池连接器和柔性板连接，另外，设备主板上设置有充电IC，充电IC包括开关电容电路及控制电路，其中开关电容电路用于实现高压小电流到低压大电流的转换，电池保护电路用于实现对电池的过充、过放等防护。
但是开关电容电路具有局限性，通过开关电容电路实现降压通常一级开关电容只能实现2：1的降压比，其无法支持较高的降压比。进一步地，为了实现更大的降压比，需要将开关电容级联。但是开关电容级联会带来效率损失，例如一级开关电容的效率为97％，两级串联后效率变为97％*97％＝94％，如果需要实现更高的电压变比，还会进一步带来效率损失，从而无法实现更大电流的提升。
另外，充电电路上的功率损失和充电电路结构相关，功率损失P＝I2×R，其中I为充电电路中的充电电流，R为充电电路中的通道阻抗，R一般受产品结构影响，特定产品的R为确定值，在R确定的情况下，充电电流I越大，功率损失P越大，从而带来的效率损失和温升也越大。从设备主板到电池保护板一般使用电池连接器加柔性板连接，因此从设备主板到电池保护板之间的电流较大，会使得从设备主板到电池保护板的功率损失较大，即会带来较大的效率损失和温升等问题。
为解决前述问题，本申请提供了一种充电系统，该充电系统包括电子设备和用于给电子设备充电的充电器，其中，电子设备包括但不仅限于手机、平板电脑、电视、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备等电子设备。
请参见图1，在本申请的一种实现方式中，充电系统包括手机100和充电器200，手机100和充电器200通过连接线300以USB连接的方式连接，充电器实现交流电到直流电的转换，并将转换后的直流电通过连接线300输出至手机100，对手机100进行充电。
需要说明的是，该连接线300具有电流传输功能，以实现充电器200与手机100之间的电流传输，并且具有通信功能，以实现充电器200与手机100之间的信息传递。
当然，手机100与充电器200直接也可以通过无线方式进行充电以及通信。
请参见图2，手机100包括充电电路110和电芯120，该充电电路110用于对电芯120进行恒流充电。另外，该充电电路110包括依次级联的第一转换电路111、变压器112和第二转换电路113，充电器200提供的电流输入至第一转换电路111，并经由变压器112和第二转换电路113输出至电芯120；充电电路110还包括控制电路114，控制电路114分别与充电器200和电芯120相连。
控制电路114用于基于电芯120输出的电压，将充电器200提供的电压调整为电芯120输出的电压的N倍，即控制电路114可以实时或者定时地检测电芯120的正负极之间的电压得到电芯120输出的电压，然后根据检测到的电芯120正负极之间的电压动态地调整充电器200的输出电压。例如，若检测到电芯120正负极之间的电压为V1，则控制电路114将充电器200输出的电压V2调整为V2＝N×V1。需要说明的是，N根据变压器的电压变比确定，即N可以为变压器的电压变比，且N大于等于2。例如若V1为4.5V，N为6，则V2为27V。另外，本申请中充电器输出的电流可以为5A。
另外，控制电路114用于基于电芯120输出的电压，将充电器200提供的电压调整为电芯120输出的电压的N倍，可以是控制电路114基于电芯120输出的电压生成指示信息发送给充电器，使得充电器根据指示信息动态调整充电器200提供的电压。
该指示信息可以包括电芯120的正负极电压，以及变压器112的电压变比N，使得充电器200根据该电芯120的正负极电压和电压变比N将其输出电压调整为该电芯120的正负极电压的N倍。另外，该指示信息也可以是手机100确定的需要充电器200输出的电压值，使得充电器200根据该电压值调整其输出电压，其可以根据需要选择。
另外，充电器200实现交流电到直流电的转换，因此，充电器200输出的电流为直流电。
本申请中，控制电路114根据电芯120的输出电压控制充电器200的输出电压，将充电器200的输出电压调整为电芯120输出的电压的N倍，可以有效地减小充电器200与第一转换电路111之间的电流，从而有效地减小充电器200与第一转换电路111之间的通道阻抗，以减小功率损耗和降低温升。
变压器112可以是交流变压器，则第一转换电路111用于将充电器200传输来的直流电转换为交流电，并输出至变压器112。
变压器112用于将第一转换电路111传输来的交流电的电压降压至第一转换电路111传输来的交流电电压的1/N，并输出至第二转换电路113。例如，第一转换电路111传输来的直流电的电压为V3，变压器112输出的电压为V4，则V4＝V3/N。例如若V3＝27V，则V4＝4.5V。
需要说明的是，变压器112用于实现高压小电流至低压大电流的转换，因此该变压器112将第一转换电路111传输来的交流电的电压降压至第一转换电路111传输来的交流电电压的1/N的同时，将第一转换电路111传输来的交流电的电流调整为第一转换电路111传输来的交流电的电流的N倍，由此有效地提升了输入至电芯120的电流，提高了充电效率。例如，变压器112输出的交流电的电流可以为前述5A的6倍，即为30A。
第二转换电路113用于将变压器112传输来的交流电转换为直流电，并输出至电芯120，用于给电芯120充电。
进一步地，控制电路114分别与第一转换电路111和第二转换电路113连接，控制电路114还用于控制第一转换电路111和第二转换电路113的电流调整，从而控制第一转换电路111将直流电转为交流电，控制第二转换电路113将交流电转换为直流电。
本申请中的变压器112可以是基于磁材料的交流变压器，其降压效率不受降压比的限制，可以高效率地实现较大的降压比。
本申请提供的充电电路，通过变压器112进行降压的方式，相比于通过电容开关电路进行降压的方式，在进行恒流充电时，可以支持较高的电压变比(降压比)，克服了单个开关电容电路无法实现大电压变比的问题，且相比于开关电容电路存在较大的功率损失的问题，变压器112的设置可以实现更高的电压变比，以及可以实现更大的电流提升，进一步地，还可以减小第一转换电路111和变压器112之间的通道电流，以减小第一转换电路111和变压器112之间的通道阻抗，从而可以减小充电功率的损耗，以及降低温升，另外，可以实现对电芯120充电时的更大电流，提高了充电速率，即提升了电芯120恒流充电阶段的充电功能。
进一步地，如前所述，开关电容电路方案需要开关电容级联或组合才能实现不同的电源变比，开关电容电路实现的复杂度较高。而本申请提供的充电电路，只需要调整变压器112的匝数比就能实现不同的充电场景对不同的电压变比的需求，其电路实现简单，方便，而且可以有效地减小电路体积，符合手机100对充电电路结构小型化的需求。
请参见图3，本申请中，手机100还包括设备主板130和电池保护板140，其中前述控制电路114和第一转换电路111设置于设备主板130。变压器112和第二转换电路113设置于电池保护板140。
电池保护板140与电芯120之间的距离通常比设备主板130与电芯120之间的距离小，且电池保护板140与电芯120之间的距离通常为1mm～5mm，例如可以为1mm、1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、5mm等。
因此，将变压器112设置于电池保护板140，即将变压器112靠近电芯120放置，使得变压器112与电芯120之间的距离减小，由于变压器112与电芯120之间的电流较大，因此变压器112与电芯120之间的距离减小，即有效地减小了大电流路径，可以有效地减小变压器112与电芯120之间的通道阻抗，从而有效降低了通道上产生的温升和功率损耗。
另外，充电器200通过连接线300连接至手机100，可以是充电器200通过连接线300连接至设备主板130。
进一步地，本申请中，前述控制电路114与充电器200连接可以是控制电路114与第一转换电路111连接，通过第一转换电路111实现与充电器200的连接，也可以是控制电路114直接与充电器200通过电连接线连接。另外，控制电路114与电芯120连接可以是控制电路114与第二转换电路113连接，通过第二转换电路113实现与电芯120的连接，也可以是控制电路114直接与电芯120通过电连接线连接。其可以根据需要选择设置。
本申请中，第一转换电路111包括直流转交流电路，直流转交流电路可以为用于将直流电转换为交流电的全桥整流电路。第二转换电路113包括交流转直流电路。进一步地，该第一转换电路111还包括用于形成LC谐振电路的电感，以及第二转换电路还包括用于形成LC谐振电路的电容，其中该电感与直流转交流电路和变压器分别连接，该电容与交流转直流电路和变压器112分别连接。
如图4所示，在本申请的一种实现方式中，直流转交流电路为全桥整流电路，且全桥整流电路包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4，连接线300包括第一连接线310和第二连接线320，其中第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的漏极连接，第一MOS管M1的漏极与第一连接线310连接，第二MOS管M2的源极与第二连接线320连接，第三MOS管M3的源极和第四MOS管M4的漏极连接，第三MOS管M3的漏极与第一连接线310连接，第四MOS管M4的源极与第二连接线320连接，并且，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极分别与控制电路114连接。
充电器200提供的电流通过第一连接线310输出至第一MOS管M1和第三MOS管M3的漏极，通过第二连接线320输出至第二MOS管M2和第四MOS管M4的源极，控制电路114的输出的用于控制各MOS管的开关的第一控制信号通过第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极分别输出至该第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4，以实现对第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4的开关的控制，由此将充电器200提供的直流电转换为交流电。
第一转换电路111还包括电感L，电感L的第一端分别与第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的漏极连接，电感L的第二端与变压器112的初级一端连接，变压器112的初级另一端与第三MOS管M3的源极和第四MOS管M4的漏极连接。由此，通过该电感L以及第三MOS管M3的源极和第四MOS管M4的漏极，将第一转换电路111输出的交流电输出至变压器112。
如图4所示，第二转换电路113包括交流转直流电路和第一电容C1，交流转直流电路包括第五MOS管M5、第六MOS管M6、结场型场效应管N和第二电容C2，其中，第五MOS管M5的源极和第六MOS管M6的源极连接，第五MOS管M5的漏极与变压器112的次级第一端连接，且第五MOS管M5的栅极和第六MOS管M6的栅极分别与控制电路114连接，第一电容C1的一端与变压器的次级第一端连接，第一电容C1的另一端与结场型场效应管N的漏极连接，且结场型场效应管N的源极与变压器112的次级第二端连接，结场型场效应管N的栅极与控制电路114连接。第六MOS管M6的漏极与变压器112的次级第二端连接。第二电容C2的一端与变压器112的次级第三端和电芯120的正极分别连接，第二电容C2的另一端与连接与第六MOS管M6的源极和电芯120的负极分别连接。
变压器112输出的交流电经过变压器112的次级第一端、次级第二端和次级第三端分别输出至第一电容C1的一端、第五MOS管M5的栅极、第二电容C2的一端以及结场型场效应管N的源极。另外，控制电路114将用于控制该第五MOS管M5、第六MOS管M6、结场型场效应管N的开关的第二控制信号分别发送至第五MOS管M5、第六MOS管M6和结场型场效应管N的栅极，以实现对第五MOS管M5、第六MOS管M6和结场型场效应管N的开关的控制，使得第五MOS管M5、第六MOS管M6和结场型场效应管N配合前述第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4的开关周期，将变压器112传输来的交流电转换为直流电。
需要说明的是，本申请中，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5和第六MOS管M6皆为NMOS晶体管(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)，结场型场效应管N为N型结场型场效应管。
如图4所示的充电电路，前述直流转交流电路在控制电路114的控制下，将从充电器200传输来的直流电转换为具有较高频率的交流电，另外，交流转直流电路在控制电路114的控制下，将变压器112传输来的交流电再转换为直流电，给电芯120供电。
在第一转换电路111中部署的电感L和在第二转电路中部署的第一电容C1可以形成LC谐振电路，经过电感L和第一电容C1的电流形成LC谐振电流，在电路导通初期可以快速提升电流，从而进一步提升变压器112的变换效率。
进一步地，通过前述直流转交流电路和LC谐振电路，可以使得第一转换电路111输入至变压器112的该具有较高频率的交流电的电流接近方波，从而可以有效地降低开关损耗。
该第一转换电路111输入至变压器112的交流电的电流波形可以为如图5A所示的接近方波的波形(其中，坐标轴的横坐标为时间t，纵坐标为电流值I)，该交流电的电压波形可以为图5B所示的波形(其中，坐标轴的横坐标为时间t，纵坐标为电压值V)。
进一步地，本申请中，充电器200输入至第一转换电路111的直流电的电流波形如图5C所示的波形I1，其中电流值可以为前述的5A，该直流电的电压波形如图5D所示的V1，其中电压值可以为前述的27V。
第二转换电路113输入至电芯120的直流电的电流波形如图5C所示的波形I2，其中电流值可以为前述的30A，该直流电的电压波形如图5D所示的V2，其中电压值可以为前述的4.5V。
由此可知，充电器200输入至第一转换电路111的直流电为高压低电流，第二转换电路113输入至电芯120的直流电为低压高电流。
本申请中，前述直流转交流电路的输出可以通过软板、连接器等连接至电池保护板140。
进一步地，本申请提供的充电电路，充电电路结构较小，符合手机100等电子设备体积越来越小对充电电路结构小型化的要求。
需要说明的是，本申请提供的充电电路，可以用于恒流充电阶段，仅在恒流充电阶段工作，可以有效地提高恒流充电阶段的充电功率。
另外，本申请中，手机100还可以进一步包括恒压充电电路(图中未示出)和/或涓流充电电路(图中未示出)，其皆可以根据需求选择，本申请对此不做具体限定。
进一步地，本申请中，手机100还可以包括负载(图中未示出)，负载与充电电路110和电芯120分别连接。
需要说明的是，本申请中的手机100还可以包括更多的其他部件，本申请对此不做限定。
另外，本申请中，充电器200的结构和型号可以根据需要选择，本申请对此不做限定。
进一步地，请参见图6，本申请还提供一种电池150，电池150可以包括前述的电池保护板140和电芯120。
其中，电芯120包括第一极121和第二极122，第一极121和第二极122皆由金属材料制成，且分别作为电芯120的正负两极极耳，例如第一极121为正极极耳，第二极122为负极极耳。
电池保护板140包括互相连接的变压器112和转换电路，该转换电路可以为前述的第二转换电路113，该第二转换电路113分别与第一极121和第二极122连接。
示例性的，第二转换电路113包括第一输出端141和第二输出端142，第一输出端141和第二输出端142可以为金属线，其中，第一输出端141与第一极121连接，第二输出端142与第二极122连接。
变压器112用于将接收到的交流电的电压降压至接收到的交流电电压的1/N，并输出至第二转换电路113；第二转换电路113用于将变压器112传输来的交流电转换为直流电，并通过第一极121和第二极122输出至电芯120，以对电芯120进行充电。
需要说明的是，电池保护板140还可以包括保护电路等其他电路结构，此处不再赘述。
进一步地，请参见图7，电池150还包括封装外壳151，电池保护板140和电芯120通过封装外壳15被封装在该封装外壳151内。
需要说明的是，第一极121和第二极122还分别延伸出封装外壳151，用于与外部部件连接，例如可以与前述的手机100中的设备主板130连接，以实现电芯120的充电，另外还可以与负载连接，以实现电芯120向负载供电等。
电池保护板140也可以通过电芯120固定，例如电池保护板140可以位于该电芯120的一侧，然后将电芯120固定于封装外壳151的内壁，其可以根据需要设置。
本申请提供的电池，变压器112的设置可以实现更高的电压变比，以及可以实现更大的电流提升。另外，将变压器112设置在电池保护板140上，可以有效地减小变压器112与电芯120之间的距离，由于变压器112与电芯120之间的电流较大，因此变压器112与电芯120之间的距离减小，即有效地减小了大电流路径，可以有效地减小变压器112与电芯120之间的通道阻抗，从而有效降低了通道上产生的温升和功率损耗。避免了现有技术中，将开关电容电路设置于设备主板，存在的由于从设备主板到电池保护板之间的电流较大，使得从设备主板到电池保护板的功率损失较大，带来较大的效率损失和温升的问题。
进一步地，该电池可以应用于前述手机100，手机100包括设备主板130，设备主板130可以包括前述的第一转换电路111和控制电路114。此处对于第一转换电路111、控制电路114、变压器112和第二转换电路113以及电芯120、充电器200之间的连接关系以及电流传输等不再赘述。
另外，该电池150也可以应用于其他电子设备。
请参见图8，本申请还提供了一种充电方法，该充电方法包括：
S10，电子设备根据电子设备中的电芯的电压生成指示信息，并将指示信息发送给充电器；
S20，充电器根据指示信息将充电器输出的直流电的电压调整为电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；
S30，电子设备将充电器传输来的直流电转换为交流电，并将充电器传输来的交流电的电压降压至充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至电芯。
其中，电子设备根据电子设备中的电芯的电压生成指示信息，指示信息可以包括电芯的正负极电压，以及变压器的电压变比N，使得充电器根据该电芯的正负极电压和电压变比N将其输出电压调整为该电芯的正负极电压的N倍。另外，该指示信息也可以是电子设备确定的需要充电器输出的电压值，使得充电器根据该电压值调整其输出电压。
进一步地，电子设备将充电器传输来的直流电转换为交流电，并将充电器传输来的交流电的电压降压至充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至电芯。
本申请中，通过该充电方法，可以方便地实现充电器对电子设备的充电，且由于该电子设备包括前述的充电电路，由此可以实现高效率的充电，此处不再赘述。进一步地，该电子设备可以是前述的手机100。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然通过参照本申请的某些优选实施方式，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (14)

1.一种充电电路，应用于电子设备，所述充电电路用于分别与所述电子设备外部的充电器和所述电子设备的电芯连接，其特征在于，所述充电电路包括依次级联的第一转换电路、变压器和第二转换电路，所述充电器提供的电流输入所述第一转换电路，并经由所述变压器、所述第二转换电路被提供至所述电芯；
所述充电电路还包括控制电路，所述控制电路用于分别与所述充电器和所述电芯相连；并且，
所述控制电路用于基于所述电芯的电压，将所述充电器提供的直流电的电压调整为所述电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；
所述第一转换电路用于将所述充电器传输来的直流电转换为交流电，并输出至所述变压器；
所述变压器用于将所述第一转换电路传输来的交流电的电压降压至所述第一转换电路传输来的交流电电压的1/N，并输出至所述第二转换电路；
所述第二转换电路用于将所述变压器传输来的交流电转换为直流电，并输出至所述电芯。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一转换电路包括直流转交流电路，所述第二转换电路包括交流转直流电路。
3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述直流转交流电路为用于将直流电转换为交流电的全桥整流电路。
4.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述第一转换电路还包括分别与所述直流转交流电路和所述变压器连接的电感，所述第二转换电路还包括分别与所述交流转直流电路和所述变压器连接的电容，所述电感和所述电容形成LC谐振电路。
5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述控制电路用于检测所述电芯的正负极电压以得到所述电芯的电压。
6.根据权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述控制电路还用于分别与所述第一转换电路和所述第二转换电路连接；
所述控制电路还用于控制所述第一转换电路将直流电转换为交流电，以及控制所述第二转换电路将交流电转换为直流电。
7.根据权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，在对所述电芯进行恒流充电时，所述控制电路用于基于所述电芯的电压，将所述充电器提供的直流电的电压调整为所述电芯的电压的N倍。
8.根据权利要求1-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路用于通过通用串行总线与所述充电器连接。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电池和如权利要求1-8任一项所述的充电电路。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电池包括电芯和电池保护板，其中，
所述电芯包括第一极和第二极；
所述电池保护板包括互相连接的所述变压器和所述第二转换电路，且所述第二转换电路分别与所述第一极和所述第二极连接；其中，
所述变压器用于将接收到的交流电的电压降压至接收到的交流电电压的1/N，并输出至所述第二转换电路；
所述第二转换电路用于将所述变压器传输来的交流电转换为直流电，并输出至所述电芯。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述电池还包括封装壳体，所述电芯和所述电池保护板设置于所述封装壳体内。
12.根据权利要求9或10所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括设备主板，所述控制电路和所述第一转换电路设置于所述设备主板。
13.一种充电系统，其特征在于，包括：互相连接的充电器和电子设备，所述电子设备为权利要求9-12任一项所述的电子设备；其中，
所述电子设备用于根据所述电子设备中的电芯的电压生成指示信息，并将所述指示信息发送给所述充电器；
所述充电器用于根据所述指示信息将所述充电器提供的直流电的电压调整为所述电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；
所述电子设备还用于将所述充电器传输来的直流电转换为交流电，并将所述交流电的电压降压至所述充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至所述电芯。
14.一种充电方法，其特征在于，应用于互相连接的充电器和电子设备，所述电子设备为权利要求9-12任一项所述的电子设备；所述充电方法包括：
所述电子设备根据所述电子设备中的电芯的电压生成指示信息，并将所述指示信息发送给所述充电器；
所述充电器根据所述指示信息将所述充电器输出的直流电的电压调整为所述电芯的电压的N倍，其中，N大于等于2；
所述电子设备将所述充电器传输来的直流电转换为交流电，并将所述充电器传输来的交流电的电压降压至所述充电器传输来的直流电的电压的1/N，以及将降压后的交流电转换为直流电，并输出至所述电芯。
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