下面詳細描述本發明的實施例，該實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在描述本發明實施例提出的用於終端的充電系統和電源適配器、用於終端的充電方法、用於終端充電時的防湧浪電壓衝擊保護方法之前，先來描述一下相關技術中給終端等待充電裝置充電的電源適配器，即下述可稱為“相關適配器”。
相關適配器工作在恆壓模式下時，其輸出的電壓基本維持恆定，比如5V、9V、12V或20V等。
相關適配器輸出的電壓並不適合直接載入到電池兩端，而是需要先經過待充電裝置（如終端）內的變換電路進行變換，以得到待充電裝置（如終端）內的電池所預期的充電電壓和/或充電電流。
變換電路用於對相關適配器輸出的電壓進行變換，以滿足電池所預期的充電電壓和/或充電電流的需求。
作為一種示例，該變換電路可指充電管理模組，例如終端中的充電IC，在電池的充電程序中，用於對電池的充電電壓和/或充電電流進行管理。該變換電路具有電壓回饋模組的功能，和/或，具有電流回饋模組的功能，以實現對電池的充電電壓和/或充電電流的管理。
舉例來說，電池的充電程序可包括涓流充電階段、恆流充電階段和恆壓充電階段中的一或者複數。在涓流充電階段，變換電路可利用電流回饋環使得在涓流充電階段進入到電池的電流滿足電池所預期的充電電流大小（譬如第一充電電流）。在恆流充電階段，變換電路可利用電流回饋環使得在恆流充電階段進入電池的電流滿足電池所預期的充電電流大小（譬如第二充電電流，該第二充電電流可大於第一充電電流）。在恆壓充電階段，變換電路可利用電壓回饋環使得在恆壓充電階段載入到電池兩端的電壓滿足電池所預期的充電電壓大小。
作為一種示例，當相關適配器輸出的電壓大於電池所預期的充電電壓時，變換電路可用於對相關適配器輸出的電壓進行降壓轉換處理，以使降壓轉換後得到的充電電壓滿足電池所預期的充電電壓需求。作為又一種示例，當相關適配器輸出的電壓小於電池所預期的充電電壓時，變換電路可用於對相關適配器輸出的電壓進行升壓轉換處理，以使升壓轉換後得到的充電電壓滿足電池所預期的充電電壓需求。
作為又一示例，以相關適配器輸出5V恆定電壓為例，當電池包括單個電芯（以鋰電池電芯為例，單個電芯的充電截止電壓為4.2V）時，變換電路（例如Buck降壓電路）可對相關適配器輸出的電壓進行降壓轉換處理，以使得降壓後得到的充電電壓滿足電池所預期的充電電壓需求。
作為又一示例，以相關適配器輸出5V恆定電壓為例，當相關適配器為串聯有二及二以上單電芯的電池（以鋰電池電芯為例，單個電芯的充電截止電壓為4.2V）充電時，變換電路（例如Boost升壓電路）可對相關適配器輸出的電壓進行升壓轉換處理，以使得升壓後得到的充電電壓滿足電池所預期的充電電壓需求。
變換電路受限於電路轉換效率低下的原因，致使未被轉換部分的電能以熱量的形式散失，這部分熱量會聚焦在待充電裝置（如終端）內部，而待充電裝置（如終端）的設計空間和散熱空間都很小（例如，使用者使用的行動終端物理尺寸越來越輕薄，同時行動終端內密集排布了大量的電子元裝置以提升行動終端的性能），這不但提升了變換電路的設計難度，還會導致聚焦在待充電裝置（如終端）內的熱量很難及時散出，進而會引發待充電裝置（如終端）的異常。
舉例來說，比如，變換電路上聚集的熱量，可能會對變換電路附近的電子元裝置造成熱干擾，引發電子元裝置的工作異常；和/或，比如，變換電路上聚集的熱量，可能會縮短變換電路及附近電子元件的使用壽命；和/或，比如，變換電路上聚集的熱量，可能會對電池造成熱干擾，進而導致電池充放電異常；和/或，比如，變換電路上聚集的熱量，可能會導致待充電裝置（如終端）的溫度升高，影響使用者在充電時的使用體驗；和/或，比如，變換電路上聚集的熱量，可能會導致變換電路自身的短路，使得相關適配器輸出的電壓直接載入在電池兩端而引起充電異常，當電池長時間處於過壓充電情況下，甚至會引發電池的爆炸，具有一定的安全隱患。
而本發明實施例提供的電源適配器能夠獲取電池的狀態資訊，電池的狀態資訊至少包括電池當前的電量資訊和/或電壓資訊，該電源適配器根據獲取到的電池的狀態資訊來調節電源適配器自身的輸出電壓，以滿足電池所預期的充電電壓和/或充電電流的需求，電源適配器調節後輸出的電壓可直接載入到電池兩端為電池充電，其中，該電源適配器輸出的是脈動波形的電壓。
該電源適配器具有電壓回饋模組的功能和電流回饋模組的功能，以實現對電池的充電電壓和/或充電電流的管理。
該電源適配器根據獲取到的電池的狀態資訊來調節其自身的輸出電壓可以指：該電源適配器能夠即時獲取到電池的狀態資訊，並根據每次所獲取到的電池的即時狀態資訊來調節電源適配器自身輸出的電壓，以滿足電池所預期的充電電壓和/或充電電流。
該電源適配器根據即時獲取到的電池的狀態資訊來調節其自身的輸出電壓可以指：隨著充電過程中電池的充電電壓不斷上升，電源適配器能夠獲取到充電過程中不同時刻電池的當前狀態資訊，並根據電池的當前狀態資訊來即時調節電源適配器自身的輸出電壓，以滿足電池所預期的充電電壓和/或充電電流的需求，電源適配器調節後輸出的電壓可直接載入到電池兩端為電池充電。
舉例來說，電池的充電程序可包括涓流充電階段、恆流充電階段和恆壓充電階段中的一或者複數。在涓流充電階段，電源適配器可在涓流充電階段輸出一第一充電電流對電池進行充電以滿足電池所預期的充電電流的需求（第一充電電流可為脈動波形的電流）。在恆流充電階段，電源適配器可利用電流回饋環使得在恆流充電階段由電源適配器輸出且進入到電池的電流滿足電池所預期的充電電流的需求（譬如第二充電電流，同樣是脈動波形的電流，該第二充電電流可大於第一充電電流，可以是恆流充電階段的脈動波形的電流峰值大於涓流充電階段的脈動波形的電流峰值，而恆流充電階段的恆流可以指的是脈動波形的電流峰值或平均值保持基本不變）。在恆壓充電階段，電源適配器可利用電壓回饋環使得在恆壓充電階段由電源適配器輸出到待充電裝置（如終端）的電壓（即脈動波形的電壓）保持恆定。
舉例來說，本發明實施例中提及的電源適配器可主要用於控制待充電裝置（如終端）內電池的恆流充電階段。在其他實施例中，待充電裝置（如終端）內電池的涓流充電階段和恆壓充電階段的控制功能也可由本發明實施例提及的電源適配器和待充電裝置（如終端）內額外的充電晶片來協同完成；相較於恆流充電階段，電池在涓流充電階段和恆壓充電階段接受的充電功率較小，待充電裝置（如終端）內部充電晶片的效率轉換損失和熱量累積是可以接受的。需要說明的是，本發明實施例中提及的恆流充電階段或恆流階段可以是指對電源適配器的輸出電流進行控制的充電模式，並非要求電源適配器的輸出電流保持完全恆定不變，例如可以是泛指電源適配器輸出的脈動波形的電流峰值或平均值保持基本不變，或者是一時間段保持基本不變。例如，實際中，電源適配器在恆流充電階段通常採用分段恆流的方式進行充電。
分段恆流充電（Multi-stage constant current charging）可具有N個恆流階段（N為一不小於2的整數），分段恆流充電以預定的充電電流開始第一階段充電，該分段恆流充電的N個恆流階段從第一階段到第(N-1)個階段依次被執行，當恆流階段中的前一恆流階段轉到下一恆流階段後，脈動波形的電流峰值或平均值可變小；當電池電壓到達充電終止電壓臨界值時，恆流階段中的前一恆流階段會轉到下一恆流階段。相鄰二恆流階段之間的電流轉換程序可以是漸變的，或，也可以是臺階式的跳躍變化。
進一步地，需要說明的是，本發明實施例中所使用到的“終端”可包括，但不限於被設置成經由有線線路連接(如經由公共交換電話網絡(PSTN)、數位用戶線路路(DSL)、數位電纜、直接電纜連線，以及/或另一資料連接/網路) 和/或經由(例如，針對蜂巢網路、無線區域網(WLAN)、諸如DVB-H 網路的數位電視網路、衛星網路、AM-FM廣播發送器，以及/或另一通訊終端的)無線介面接收/發送通訊訊號的裝置。被設置成通過無線介面通訊的終端可以被稱為“無線通訊終端”、“無線終端”以及/或“行動終端”。行動終端的示例包括，但不限於衛星或蜂巢電話；可以組合蜂巢無線電電話與資料處理、傳真以及資料通訊能力的個人通訊系統(PCS)終端；可以包括無線電電話、傳呼機、網際網路/內部網路存取、Web瀏覽器、記事簿、日曆以及/或全球定位系統(GPS)接收器的PDA；以及常規膝上型和/或掌上型接收器或包括無線電電話收發器的其它電子裝置。
此外，在本發明的實施例中，電源適配器輸出的脈動波形的電壓直接載入到終端的電池上以對電池進行充電時，充電電流是以脈動波例如饅頭波的形式表徵出來，可以理解是充電電流以間歇的方式為電池充電，該充電電流的週期跟隨輸入交流電例如交流電網的頻率進行變化，例如，充電電流的週期所對應的頻率為電網頻率的整數倍或倒數倍。並且，充電電流以間歇的方式為電池充電時，該充電電流對應的電流波形可以是與電網同步的一或一組脈衝組成。
下面參照附圖來描述根據本發明實施例提出的用於終端的充電系統和電源適配器、用於終端的充電方法、用於終端充電時的防湧浪電壓衝擊保護方法。
結合第1A圖至第14圖所示，本發明實施例提出的用於終端的充電系統包括電源適配器1和終端2。
如第2A圖所示，電源適配器1包括：第一整流單元101、開關單元102、變壓器103、第二整流單元104、第一充電介面105、取樣單元106和控制單元107。第一整流單元101對輸入的交流電（市電，例如AC220V）進行整流以輸出第一脈動波形的電壓例如饅頭波電壓，其中，如第1A圖所示，第一整流單元101可以是四個二極體構成的全橋整流電路。開關單元102用於根據控制訊號對第一脈動波形的電壓進行調變，其中，開關單元102可由MOS電晶體構成，通過對MOS電晶體進行PWM（Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變）控制以對饅頭波電壓進行斬波調變。變壓器103用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓，第二整流單元104用於對該第二脈動波形的電壓進行整流以輸出第三脈動波形的電壓，其中，第二整流單元104可由二極體或MOS電晶體組成，能夠實現次級同步整流，從而第三脈動波形與調變後的第一脈動波形保持同步，需要說明的是，第三脈動波形與調變後的第一脈動波形保持同步，具體是指第三脈動波形的相位與調變後的第一脈動波形的相位保持一致，第三脈動波形的幅值與調變後的第一脈動波形的幅值變化趨勢保持一致。第一充電介面105與第二整流單元104相連，取樣單元106用於對第二整流單元104輸出的電壓和/或電流進行取樣以獲得電壓取樣值和/或電流取樣值，控制單元107分別與取樣單元106和開關單元102相連，控制單元107輸出控制訊號至開關單元102，並根據電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號的負載比進行調節，以使該第二整流單元104輸出的第三脈動波形的電壓滿足充電需求。
如第2A圖所示，終端2包括第二充電介面201和電池202，第二充電介面201與電池202相連，其中，當第二充電介面201與第一充電介面105連接時，第二充電介面201將第三脈動波形的電壓載入至電池202，實現對電池202的充電。
然而，相關技術中的電源適配器充電時的防湧浪電壓衝擊例如雷擊主要是由壓敏電阻和電解電容完成的，壓敏電阻將湧浪電壓衝擊產生的高壓訊號箝位元到一較低的電壓，然後由整流橋後面的電解電容完成對殘壓的吸收。但在本發明實施例的脈衝充電系統中，由於是無電解電容的，無法吸收殘壓，如果不做處理，殘壓會傳導到系統的後端，對系統造成一定程度的損害。因此，在電源適配器輸出脈動波形的電壓對終端電池充電的過程中，還需要對防湧浪電壓衝擊例如防雷擊保護進行設計。
根據本發明的一實施例，結合第2A圖和第2B圖所示，電源適配器1包括第一整流單元101、開關單元102、變壓器103、第二整流單元104、第一充電介面105、第二電壓取樣電路114、比較器單元115和控制單元107。
第一整流單元101對輸入的交流電（市電，例如AC220V）進行整流以輸出第一脈動波形的電壓例如饅頭波電壓，開關單元102用於根據控制訊號對該第一脈動波形的電壓進行調變，變壓器103用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓，第二整流單元104用於對該第二脈動波形的電壓進行整流以輸出第三脈動波形的電壓，第一充電介面105與第二整流單元104相連，第二電壓取樣電路114用於取樣第一脈動波形的電壓以輸出取樣電壓，比較器單元115的第一輸入端與第二電壓取樣電路114的輸出端相連，比較器單元115的第二輸入端與參考電壓提供端相連，比較器單元115用於對取樣電壓和參考電壓進行比較以輸出比較訊號，控制單元107分別與開關單元102和比較器單元115的輸出端相連，控制單元107輸出控制訊號至開關單元102，並通過對該控制訊號的負載比進行調節以使該第三脈動波形的電壓滿足充電需求，以及根據比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時控制開關單元102強制開通。
也就是說，由於湧浪電壓衝擊例如雷擊的訊號是一暫態的高壓訊號，因此在本發明的實施例中，可以在變壓器的初級側通過設置一比較器單元來檢測這個湧浪電壓衝擊訊號，當檢測到湧浪電壓衝擊的高壓訊號後，比較器單元115的輸出發生翻轉，而控制單元107接收到比較器單元115輸出的翻轉訊號後控制開關單元例如MOSFET強制開通，將高壓訊號洩放到地，從而保證高壓訊號不會將損壞MOSFET，直至再次接收到比較器單元115輸出的翻轉訊號後，控制單元107控制開關單元正常開通和關斷。
根據本發明的一實施例，如第2B圖所示，比較器單元115的正輸入端與第二電壓取樣電路114的輸出端相連，比較器單元115的負輸入端與參考電壓提供端相連，其中，控制單元107接收到比較器單元115發送的上升沿比較訊號時，判斷發生湧浪電壓衝擊例如雷擊，並控制開關單元102強制開通，直至接收到下降沿比較訊號時，控制單元107輸出正常的控制訊號至開關單元102。其中，比較器的正輸入端連接的第二電壓取樣電路114由二電阻分壓構成。
即言，當第二電壓取樣電路114取樣到的取樣電壓大於參考電壓，則說明電源適配器1受到湧浪電壓衝擊干擾例如雷擊干擾，出現湧浪電壓，此時需要把湧浪電壓洩放掉，來保證充電的安全可靠，比較器單元115的輸出由低變高，即輸出上升沿比較訊號給控制單元107，控制單元107接收到該上升沿訊號後控制開關單元102開通，形成洩放通路，將由例如雷擊造成的湧浪電壓洩放，防止湧浪電壓衝擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，有效地提高終端充電時的安全可靠性。
並且，如第2B圖所示，在第一整流單元101的輸入端之間還並聯有壓敏電阻ZR1，壓敏電阻ZR1用於對湧浪電壓衝擊產生的高壓訊號進行箝位元。
如第2B圖所示，控制單元107的CS引腳為初級電流檢測/取樣引腳，FB引腳為次級輸出電壓回饋引腳，PWM引腳輸出的PWM訊號的負載比根據FB引腳和CS引腳獲取的參數確定。
在本發明的實施例中，通過合理設計比較器單元正輸入端的分壓電阻比例，在第一整流單元101輸出的第一脈動波形的電壓在正常範圍內時，比較器單元的正輸入端電壓一直比負輸入端參考電壓低，比較器單元輸出低電平訊號。
當湧浪電壓衝擊發生時，比較器單元的正輸入端電壓高於負輸入端的參考電壓，比較器單元的輸出由低電平訊號變為高電平訊號，控制單元107例如PWM控制器接收到一上升沿訊號，此時將MOSFET強制開啟，對湧浪電壓衝擊產生的高壓進行洩放；當湧浪電壓衝擊訊號通過後，電網輸入電壓又恢復正常後，比較器單元的輸出由高電平訊號變為低電平訊號，PWM控制器接收到一下降沿訊號，此時恢復正常的開關控制。
根據本發明的一實施例，控制單元107還包括計時器，該計時器用於在開關單元被強制開通時進行計時，其中，當計時器的計時時間達到預設的最長開通時間時，控制單元控制開關單元關斷。
也就是說，PWM控制器中設置有一最長開通時間的計時器，來保證當比較器單元出現故障等異常情況時，可以在計時器的計時達到預設的最長開通時間時，關斷MOSFET，保證MOSFET不會被強制開通過長時間，避免變壓器出現飽和現象，防止意外情況發生，提高了電源適配器的可靠性。
其中，由於湧浪電壓衝擊訊號例如雷擊訊號發生時被壓敏電阻嵌位元後的的脈衝訊號時間很短，因此瞬間開啟MOSFET不會對系統造成大的影響，保證系統的安全可靠。
其中，需要說明的是，在本發明的實施例中，湧浪電壓衝擊可以是雷擊、或者開關接通瞬間以及斷開瞬間引發的瞬間高壓訊號。
在本發明的一實施例中，如第1A圖所示，電源適配器1 可採用反馳式開關電源。具體而言，變壓器103包括初級繞組和次級繞組，初級繞組的一端與第一整流單元101的第一輸出端相連，第一整流單元101的第二輸出端接地，初級繞組的另一端與開關單元102相連（例如，該開關單元102為MOS電晶體，則此處是指初級繞組的另一端與MOS電晶體的汲極相連），變壓器103用於根據調變後的第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓。
其中，變壓器103為高頻變壓器，其工作頻率可以為50KHz-2MHz，高頻變壓器將調變後的第一脈動波形的電壓耦合到次級，由次級繞組進行輸出。在本發明的實施例中，採用高頻變壓器，可以利用高頻變壓器相較於低頻變壓器（低頻變壓器又被稱為商頻變壓器，主要用於指市電的頻率，比如，50Hz或者60Hz的交流電）體積小的特點，從而能夠實現電源適配器1的小型化。
根據本發明的一實施例，如第1B圖所示，上述電源適配器1還可採用順向式開關電源。具體而言，變壓器103包括第一繞組、第二繞組和第三繞組，第一繞組的同名端通過一反向二極體與第一整流單元101的第二輸出端相連，第一繞組的異名端與第二繞組的同名端相連後與第一整流單元101的第一輸出端相連，第二繞組的異名端與開關單元102相連，第三繞組與第二整流單元104相連。其中，反向二極體起到反削峰作用，第一繞組產生的感應電動勢通過反向二極體可以對反電動勢進行限幅，並把限幅能量返回給第一整流單元的輸出，對第一整流單元的輸出進行充電，並且流過第一繞組中的電流產生的磁場可以使變壓器的鐵芯退磁，使變壓器鐵芯中的磁場強度恢復到初始狀態。變壓器103用於根據調變後的第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓。
根據本發明的一實施例，如第1C圖所示，上述電源適配器1還可採用推挽式開關電源。具體而言，該變壓器包括第一繞組、第二繞組、第三繞組和第四繞組，該第一繞組的同名端與該開關單元相連，該第一繞組的異名端與該第二繞組的同名端相連後與該第一整流單元的第一輸出端相連，該第二繞組的異名端與該開關單元相連，該第三繞組的異名端與該第四繞組的同名端相連，該變壓器用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓。
如第1C圖所示，開關單元102包括第一MOS電晶體Q1和第二MOS電晶體Q2，變壓器103包括第一繞組、第二繞組、第三繞組和第四繞組，第一繞組的同名端與開關單元102中的第一MOS電晶體Q1的汲極相連，第一繞組的異名端與第二繞組的同名端相連，且第一繞組的異名端與第二繞組的同名端之間的節點與第一整流單元101的第一輸出端相連，第二繞組的異名端與開關單元102中的第二MOS電晶體Q2的汲極相連，第一MOS電晶體Q1的源極與第二MOS電晶體Q2的源極相連後與第一整流單元101的第二輸出端相連，第三繞組的同名端與第二整流單元104的第一輸入端相連，第三繞組的異名端與第四繞組的同名端相連，且第三繞組的異名端與第四繞組的同名端之間的節點接地，第四繞組的異名端與第二整流單元104的第二輸入端相連。
如第1C圖所示，第二整流單元104的第一輸入端與第三繞組的同名端相連，第二整流單元104的第二輸入端與第四繞組的異名端相連，第二整流單元104用於對該第二脈動波形的電壓進行整流以輸出第三脈動波形的電壓。第二整流單元104可包括二二極體，一二極體的陽極與第三繞組的同名端相連，另一二極體的陽極與第四繞組的異名端相連，二二極體的陰極連接到一起。
根據本發明的一實施例，如第1D圖所示，上述電源適配器1還可採用半橋式開關電源。具體而言，開關單元102包括第一MOS電晶體Q1、第二MOS電晶體Q2和第一電容C1、第二電容C2，第一電容C1與第二電容C2串聯後並聯在第一整流單元101的輸出端，第一MOS電晶體Q1與第二MOS電晶體Q2串聯後並聯在第一整流單元101的輸出端，變壓器103包括第一繞組、第二繞組、第三繞組，第一繞組的同名端與串聯的第一電容C1和第二電容C2之間的節點相連，第一繞組的異名端與串聯的第一MOS電晶體Q1和第二MOS電晶體Q2之間的節點相連，第二繞組的同名端與第二整流單元104的第一輸入端相連，第二繞組的異名端與第三繞組的同名端相連後接地，第三繞組的異名端與第二整流單元104的第二輸入端相連。變壓器103用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓。
根據本發明的一實施例，如第1E圖所示，上述電源適配器1還可採用全橋式開關電源。具體而言，開關單元102包括第一MOS電晶體Q1、第二MOS電晶體Q2和第三MOS電晶體Q3、第四MOS電晶體Q4，第三MOS電晶體Q3與第四MOS電晶體Q4串聯後並聯在第一整流單元101的輸出端，第一MOS電晶體Q1與第二MOS電晶體Q2串聯後並聯在第一整流單元101的輸出端，變壓器103包括第一繞組、第二繞組、第三繞組，第一繞組的同名端與串聯的第三MOS電晶體Q3與第四MOS電晶體Q4之間的節點相連，第一繞組的異名端與串聯的第一MOS電晶體Q1和第二MOS電晶體Q2之間的節點相連，第二繞組的同名端與第二整流單元104的第一輸入端相連，第二繞組的異名端與第三繞組的同名端相連後接地，第三繞組的異名端與第二整流單元104的第二輸入端相連。變壓器103用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓。
因此，在本發明的實施例中，上述電源適配器1可採用反馳式開關電源、順向式開關電源、推挽式開關電源、半橋式開關電源和全橋式開關電源中的任意一種來輸出脈動波形的電壓。
進一步地，如第1A圖所示，第二整流單元104與變壓器103的次級繞組相連，第二整流單元104用於對第二脈動波形的電壓進行整流以輸出第三脈動波形的電壓。其中，第二整流單元104可由二極體構成，實現次級同步整流，從而第三脈動波形與調變後的第一脈動波形保持同步，需要說明的是，第三脈動波形與調變後的第一脈動波形保持同步，具體是指第三脈動波形的相位與調變後的第一脈動波形的相位保持一致，第三脈動波形的幅值與調變後的第一脈動波形的幅值變化趨勢保持一致。第一充電介面105與第二整流單元104相連，取樣單元106用於對第二整流單元104輸出的電壓和/或電流進行取樣以獲得電壓取樣值和/或電流取樣值，控制單元107分別與取樣單元106和開關單元102相連，控制單元107輸出控制訊號至開關單元102，並根據電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號的負載比進行調節，以使該第二整流單元104輸出的第三脈動波形的電壓滿足充電需求。
如第1A圖所示，終端2包括第二充電介面201和電池202，第二充電介面201與電池202相連，其中，當第二充電介面201與第一充電介面105連接時，第二充電介面201將第三脈動波形的電壓載入至電池202，實現對電池202的充電。
其中，需要說明的是，第三脈動波形的電壓滿足充電需求，是指第三脈動波形的電壓和電流需滿足電池充電時的充電電壓和充電電流。也就是說，控制單元107根據取樣到的電源適配器輸出的電壓和/或電流來調節控制訊號例如PWM訊號的負載比，即時地調整第二整流單元104的輸出，實現閉環調節控制，從而使得第三脈動波形的電壓滿足終端2的充電需求，保證電池202被安全可靠地充電，具體通過PWM訊號的負載比來調節輸出到電池202的充電電壓波形如第3圖所示，通過PWM訊號的負載比來調節輸出到電池202的充電電流波形如第4圖所示。
可以理解的是，在對PWM訊號的負載比進行調節時，可根據電壓取樣值、也可根據電流取樣值、或者根據電壓取樣值和電流取樣值來生成調節指令。
因此，在本發明的實施例中，通過控制開關單元102，直接對整流後的第一脈動波形的電壓即饅頭波電壓進行PWM斬波調變，送到高頻變壓器，通過高頻變壓器從初級耦合到次級，然後經過同步整流後還原成饅頭波電壓/電流，直接輸送到電池，實現對電池的快速充電。其中，饅頭波的電壓幅值，可通過PWM訊號的負載比進行調節，實現電源適配器的輸出滿足電池的充電需求。由此可知，本發明實施例的電源適配器，取消初級、次級的電解電容器，通過饅頭波電壓直接對電池充電，從而可以減小電源適配器的體積，實現電源適配器的小型化，並可大大降低成本。
其中，在本發明的一具體示例中，控制單元107可以為MCU（Micro Controller Unit，微控制處理器），即可以是整合有開關驅動控制功能、同步整流功能、電壓電流調節控制功能的微處理器。
根據本發明的一實施例，控制單元107還用於根據電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號的頻率進行調節，即可控制輸出至開關單元102的PWM訊號持續輸出一段時間後再停止輸出，停止預定時間後再次開啟PWM訊號的輸出，這樣使得載入至電池的電壓是斷續的，實現電池斷續充電，從而可避免電池連續充電時發熱嚴重而導致的安全隱患，提高了電池充電可靠性和安全性。
對於鋰電池而言，在低溫條件下，由於鋰電池自身離子和電子導電能力的下降，充電過程中容易引起極化程度的加劇，持續充電的方式會使得這種極化表現的愈加明顯，同時也增加了析鋰形成的可能性，從而影響電池的安全性能。並且，持續的充電會引起由於充電而形成熱的不斷積累，造成電池內部溫度的不斷上升，當溫度超過一定限值時，會使得電池性能的發揮受到限制，同時增加了安全隱患。
而在本發明的實施例中，通過對控制訊號的頻率進行調節，使得電源適配器間斷性輸出，即相當於在電池充電的過程中引入電池靜置程序，能夠緩解持續充電中可能由極化引起的析鋰現象，並且減弱生成熱的持續積累的影響，達到降溫的效果，保證電池充電的可靠和安全。
其中，輸出至開關單元102的控制訊號可如第5圖所示，先持續一段時間輸出PWM訊號，然後停止輸出一段時間，再持續一段時間輸出PWM訊號，實現輸出至開關單元102的控制訊號是間隔的，並且頻率可調。
如第1A圖所示，控制單元107與第一充電介面105相連，控制單元107還用於通過第一充電介面105與終端2進行通訊以獲取終端2的狀態資訊。這樣，控制單元107還用於根據終端的狀態資訊、電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號例如PWM訊號的負載比進行調節。
其中，終端的狀態資訊可包括該電池的電量、該電池的溫度、該電池的電壓、該終端的介面資訊、該終端的通路阻抗的資訊等。
具體而言，第一充電介面105包括：電源線和資料線，電源線用於為電池充電，資料線用於與終端進行通訊。當第二充電介面201與第一充電介面105連接時，電源適配器1與終端2之間可相互發送通訊詢問指令，並在接收到相應的應答指令後，電源適配器1與終端2之間建立通訊連接，控制單元107可以獲取到終端2的狀態資訊，從而與終端2協商充電模式和充電參數（如充電電流、充電電壓），並對充電程序進行控制。
其中，電源適配器和/或終端支援的充電模式可以包括第二充電模式和第一充電模式。第一充電模式的充電速度大於第二充電模式的充電速度（例如，第一充電模式的充電電流大於第二充電模式的充電電流）。一般而言，第二充電模式可以理解為額定輸出電壓為5V，額定輸出電流小於等於2.5A的充電模式，此外，在第二充電模式下，電源適配器輸出埠資料線中的D+和D-可以短路。而本發明實施例中的第一充電模式則不同，本發明實施例的第一充電模式下電源適配器可以利用資料線中的D+和D-與終端進行通訊以實現資料交換，即電源適配器與終端之間可相互發送快速充電指令：電源適配器向終端發送快速充電詢問指令，在接收到終端的快速充電應答指令後，根據終端的應答指令，電源適配器獲取到終端的狀態資訊，開啟第一充電模式，第一充電模式下的充電電流可以大於2.5A，例如，可以達到4.5A，甚至更大。但本發明實施例對第二充電模式不作具體限定，只要電源適配器支援兩種充電模式，其中一種充電模式的充電速度（或電流）大於另一種充電模式的充電速度，則充電速度較慢的充電模式就可以理解為第二充電模式。相對充電功率而言，第一充電模式下的充電功率可大於等於15W。
即言，控制單元107通過第一充電介面105與終端2進行通訊以確定充電模式，其中，充電模式包括第一充電模式和第二充電模式。
具體地說，該電源適配器與終端通過通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）介面相連，該USB介面可以是普通的USB介面，也可以是micro USB介面，還可以是其他類型的USB介面。USB介面中的資料線即第一充電介面中的資料線用於該電源適配器和該終端進行雙向通訊，該資料線可以是USB介面中的D+線和/或D-線，所謂雙向通訊可以指電源適配器和終端雙方進行資訊的交互。
其中，該電源適配器通過該USB介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定使用該第一充電模式為該終端充電。
需要說明的是，在電源適配器與終端協商是否採用第一充電模式為該終端充電的過程中，電源適配器可以僅與終端保持連接狀態，不充電，也可以採用第二充電模式為終端充電，還可以採用小電流為終端充電，本發明實施例對此不作具體限定。
該電源適配器將充電電流調整至該第一充電模式對應的充電電流，為該終端充電。電源適配器確定採用第一充電模式為終端充電之後，可以直接將充電電流調整至第一充電模式對應的充電電流，也可以與終端協商第一充電模式的充電電流，例如，根據終端中的電池的當前電量來確定第一充電模式對應的充電電流。
在本發明實施例中，電源適配器並非盲目地增大輸出電流進行快速充電，而是需要與終端進行雙向通訊，協商是否可以採用第一充電模式，與先前技術相比，提升了快速充電程序的安全性。
可選地，作為一實施例，控制單元107通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊以確定使用該第一充電模式為該終端充電時，該控制單元向該終端發送第一指令，該第一指令用於詢問該終端是否開啟該第一充電模式；該控制單元從該終端接收該第一指令的回復指令，該第一指令的回復指令用於指示該終端同意開啟該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在該控制單元向該終端發送該第一指令之前，該電源適配器與該終端之間通過該第二充電模式充電，並在該控制單元確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，向該終端發送該第一指令。
應理解，當電源適配器確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，電源適配器可以認為終端已經識別自己為電源適配器，可以開啟快充詢問通訊了。
可選地，作為一實施例，該電源適配器確定採用大於或等於預設的電流臨界值的充電電流充電預設時長後，向該終端發送該第一指令。
可選地，作為一實施例，該控制單元還用於通過控制該開關單元以控制該電源適配器將充電電流調整至該第一充電模式對應的充電電流，並在該電源適配器以該第一充電模式對應的充電電流為該終端充電之前，該控制單元通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電壓，並控制該電源適配器將充電電壓調整至該第一充電模式對應的充電電壓。
可選地，作為一實施例，該控制單元通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電壓時，該控制單元向該終端發送第二指令，該第二指令用於詢問該電源適配器的當前輸出電壓是否適合作為該第一充電模式的充電電壓；該控制單元接收該終端發送的該第二指令的回復指令，該第二指令的回復指令用於指示該電源適配器的當前輸出電壓合適、偏高或偏低；該控制單元根據該第二指令的回復指令，確定該第一充電模式的充電電壓。
可選地，作為一實施例，該控制單元在控制該電源適配器將充電電流調整至該第一充電模式對應的充電電流之前，還通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電流。
可選地，作為一實施例，該控制單元通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電流時，該控制單元向該終端發送第三指令，該第三指令用於詢問該終端當前支援的最大充電電流；該控制單元接收該終端發送的該第三指令的回復指令，該第三指令的回復指令用於指示該終端當前支援的最大充電電流；該控制單元根據該第三指令的回復指令，確定該第一充電模式的充電電流。
電源適配器可以直接將上述最大充電電流確定為第一充電模式的充電電流，或者將充電電流設置為小於該最大充電電流的某一電流值。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該控制單元還通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以通過控制該開關單元不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
電源適配器可以不斷詢問終端的當前狀態資訊，如詢問終端的電池電壓、電池電量等，從而不斷調整電源適配器輸出至電池的充電電流。
可選地，作為一實施例，該控制單元通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以通過控制該開關單元不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流時，該控制單元向該終端發送第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該控制單元接收該終端發送的該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓；該控制單元根據該電池的當前電壓，通過控制該開關單元以調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
可選地，作為一實施例，該控制單元根據該電池的當前電壓，以及預設的電池電壓值和充電電流值的對應關係，通過控制該開關單元以將該電源適配器輸出至電池的的充電電流調整至該電池的當前電壓對應的充電電流值。
具體地，電源適配器可以預先儲存電池電壓值和充電電流值的對應關係，電源適配器也可通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，從終端側獲取到儲存在終端內的電池電壓值和充電電流值的對應關係。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該控制單元還通過該第一充電介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良，其中，當確定該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良時，該控制單元控制該電源適配器退出該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良之前，該控制單元還用於從該終端接收用於指示該終端的通路阻抗的資訊，其中，該控制單元向該終端發送第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的電壓；該控制單元接收該終端發送的該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的電壓；該控制單元根據該電源適配器的輸出電壓和該電池的電壓，確定該電源適配器到該電池的通路阻抗；該控制單元根據該電源適配器到該電池的通路阻抗、該終端的通路阻抗，以及該電源適配器和該終端之間的充電線線路的通路阻抗，確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
終端可以預先記錄其通路阻抗，例如，同一型號的終端由於結構一樣，在出廠設置時，將該終端的通路阻抗設置為同一值。同理，電源適配器可以預先記錄充電線路的通路阻抗。當電源適配器獲取到終端的電池兩端的電壓時，就可以根據電源適配器到電池兩端的壓降以及通路的電流，確定整個通路的通路阻抗，當整個通路的通路阻抗＞終端的通路阻抗+充電線路的通路阻抗，或整個通路的通路阻抗-(終端的通路阻抗+充電線路的通路阻抗)＞阻抗臨界值時，可認為該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器退出該第一充電模式之前，該控制單元還向該終端發送第五指令，該第五指令用於指示該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良。
電源適配器發送完第五指令，可以退出第一充電模式或進行重定。
以上從電源適配器的角度詳細描述了根據本發明實施例的快速充電程序，下面將從終端的角度描述根據本發明實施例的快速充電程序。
應理解，終端側描述的電源適配器與終端的交互及相關特性、功能等與電源適配器側的描述相應，為了簡潔，適當省略重複的描述。
根據本發明的一實施例，如第13圖所示，終端2還包括充電控制開關203和控制器204，充電控制開關203例如電子開關裝置構成的開關電路連接在第二充電介面201與電池202之間，充電控制開關203在控制器204的控制下用於關斷或開通電池202的充電程序，這樣也可以從終端側來控制電池202的充電程序，保證電池202充電的安全可靠。
並且，如第14圖所示，終端2還包括通訊單元205，通訊單元205用於通過第二充電介面201和第一充電介面105建立控制器204與控制單元107之間的雙向通訊。即終端2與電源適配器1可通過USB介面中的資料線進行雙向通訊，該終端2支援第二充電模式和第一充電模式，其中該第一充電模式的充電電流大於該第二充電模式的充電電流，該通訊單元205與該控制單元107進行雙向通訊以便該電源適配器1確定使用該第一充電模式為該終端2充電，以使該控制單元107控制該電源適配器1按照該第一充電模式對應的充電電流進行輸出，為該終端2內的電池202充電。
本發明實施例中，電源適配器1並非盲目地增大輸出電流進行快速充電，而是需要與終端2進行雙向通訊，協商是否可以採用第一充電模式，與先前技術相比，提升了快速充電程序的安全性。
可選地，作為一實施例，該控制器通過通訊單元接收該控制單元發送的第一指令，該第一指令用於詢問該終端是否開啟該第一充電模式；該控制器通過通訊單元向該控制單元發送該第一指令的回復指令，該第一指令的回復指令用於指示該終端同意開啟該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在該控制器通過通訊單元接收該控制單元發送的第一指令之前，該電源適配器通過該第二充電模式為該終端內的電池充電，該控制單元在確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，該控制單元向終端內的通訊單元發送該第一指令，該控制器通過通訊單元接收該控制單元發送的該第一指令。
可選地，作為一實施例，該電源適配器按照該第一充電模式對應的充電電流進行輸出，以為該終端內的電池充電之前，該控制器通過通訊單元與該控制單元進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電壓。
可選地，作為一實施例，該控制器接收該控制單元發送的第二指令，該第二指令用於詢問該電源適配器的當前輸出電壓是否適合作為該第一充電模式的充電電壓；該控制器向該控制單元發送該第二指令的回復指令，該第二指令的回復指令用於指示該電源適配器的當前輸出電壓合適、偏高或偏低。
可選地，作為一實施例，該控制器通過與該控制單元進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電流。
其中，該控制器接收該控制單元發送的第三指令，該第三指令用於詢問該終端當前支援的最大充電電流；該控制器向該控制單元發送該第三指令的回復指令，該第三指令的回復指令用於指示該終端內的電池當前支援的最大充電電流，以便該電源適配器根據該最大充電電流確定該第一充電模式對應的充電電流。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該控制器通過與該控制單元進行雙向通訊，以便該電源適配器不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
其中，該控制器接收該控制單元發送的第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該控制器向該控制單元發送該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓，以便該電源適配器根據該電池的當前電壓，不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該控制器通過通訊單元與該控制單元進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
其中，該控制器接收該控制單元發送的第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該控制器向該控制單元發送該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓，以便該控制單元根據該電源適配器的輸出電壓和該電池的當前電壓，確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
可選地，作為一實施例，該控制器接收該控制單元發送的第五指令，該第五指令用於指示該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良。
為了開啟和使用第一充電模式，電源適配器可以與終端進行快充通訊流程，經過一次或多次握手協商，實現電池的快速充電。下面結合第6圖，詳細描述本發明實施例的快充通訊流程，以及快充程序包括的各個階段。應理解，第6圖示出的通訊步驟或操作僅是示例，本發明實施例還可以執行其它操作或者第6圖中的各種操作的變形。此外，第6圖中的各個階段可以按照與第6圖呈現的不同的順序來執行，並且也可能並非要執行第6圖中的全部操作。其中，需要說明的是，第6圖中的曲線是充電電流的峰值或平均值的變化趨勢，並非是實際充電電流曲線。
如第6圖所示，快充程序可以包含五個階段： 階段1： 終端與電源提供裝置連接後，終端可以通過資料線D+、D-檢測電源提供裝置的類型，當檢測到電源提供裝置為電源適配器時，則終端吸收的電流可以大於預設的電流臨界值I2（例如可以是1A）。當電源適配器檢測到預設時長（例如，可以是連續T1時間）內電源適配器輸出電流大於或等於I2時，則電源適配器認為終端對於電源提供裝置的類型識別已經完成，電源適配器開啟適配器與終端之間的握手通訊，電源適配器發送指令1（對應於上述第一指令）詢問終端是否開啟第一充電模式（或稱為閃充）。
當電源適配器收到終端的回復指令指示終端不同意開啟第一充電模式時，則再次檢測電源適配器的輸出電流，當電源適配器的輸出電流在預設的連續時長內（例如，可以是連續T1時間）仍然大於或等於I2時，再次發起請求詢問終端是否開啟第一充電模式，重複階段1的上述步驟，直到終端答覆同意開啟第一充電模式，或電源適配器的輸出電流不再滿足大於或等於I2的條件。
當終端同意開啟第一充電模式後，快充充電程序開啟，快充通訊流程進入第2階段。
階段2： 電源適配器輸出的饅頭波電壓可以包括複數檔位元，電源適配器向終端發送指令2（對應於上述第二指令）詢問終端電源適配器的輸出電壓是否匹配電池當前電壓（或是否合適，即是否適合作為第一充電模式下的充電電壓），即是否滿足充電需求。
終端答覆電源適配器的輸出電壓偏高或偏低或匹配，如電源適配器接收到終端關於適配器的輸出電壓偏高或偏低的回饋時，則控制單元通過調節PWM訊號的負載比將電源適配器的輸出電壓調整一格檔位元，並再次向終端發送指令2，重新詢問終端電源適配器的輸出電壓是否匹配。
重複階段2以上步驟直到終端答覆電源適配器其輸出電壓處於匹配檔位元後，進入第3階段。
階段3： 當電源適配器收到終端答覆電源適配器的輸出電壓匹配的回饋後，電源適配器向終端發送指令3（對應於上述第三指令），詢問終端當前支援的最大充電電流，終端答覆電源適配器其當前支持的最大充電電流值，並進入第4階段。
階段4： 電源適配器接收終端答覆的當前支援的最大充電電流值的回饋後，電源適配器可以設置其輸出電流基準值，控制單元107根據該電流基準值調節PWM訊號的負載比，使得電源適配器的輸出電流滿足終端充電電流需求，即進入恆流階段，這裡的恆流階段是指電源適配器的輸出電流峰值或平均值基本保持不變（也就是說輸出電流峰值或平均值的變化幅度很小，比如在輸出電流峰值或平均值的5%範圍內變化），即第三脈動波形的電流峰值在每個週期保持恆定。
階段5： 當進入電流恆定變化階段時，電源適配器每間隔一段時間發送指令4（對應於上述第四指令），詢問終端電池的當前電壓，終端可以向電源適配器回饋終端電池的當前電壓，電源適配器可以根據終端關於終端電池的當前電壓的回饋，判斷USB接觸即第一充電介面與第二充電介面之間接觸是否良好以及是否需要降低終端當前的充電電流值。當電源適配器判斷為USB接觸不良，發送指令5（對應於上述第五指令），之後重定以重新進入階段1。
可選地，在一些實施例中，在階段1中，終端回復指令1時，指令1對應的資料中可以附帶該終端的通路阻抗的資料（或資訊），終端通路阻抗資料可以用於在階段5判斷USB接觸是否良好。
可選地，在一些實施例中，在階段2中，從終端同意啟動第一充電模式，到電源適配器將電壓調整到合適值的時間可以控制在一定範圍之內，該時間超出預定範圍則終端可以判定為請求異常，進行快速重置。
可選地，在一些實施例中，在階段2中，可以在電源適配器的輸出電壓調整到相較於電池當前電壓高於ΔV(ΔV約為200~500mV)時，終端對電源適配器作出關於電源適配器的輸出電壓合適/匹配的回饋。其中，在終端對電源適配器作出關於電源適配器的輸出電壓不合適（即偏高或偏低）的回饋時，控制單元107根據電壓取樣值對PWM訊號的負載比進行調節，從而對電源適配器的輸出電壓進行調整。
可選地，在一些實施例中，在階段4中，電源適配器的輸出電流值的大小調整速度可以控制一定範圍之內，這樣可以避免由於調整速度過快導致快充異常中斷。
可選地，在一些實施例中，在階段5中，電源適配器的輸出電流值的大小的變化幅度可以控制在5%以內，即可以認定為恆流階段。
可選地，在一些實施例中，在階段5中，電源適配器即時監測充電迴路阻抗，即通過測量電源適配器的輸出電壓、當前充電電流及讀取的終端電池電壓，監測整個充電迴路阻抗。當測出充電迴路阻抗＞終端通路阻抗+快充資料線阻抗時，可以認為USB接觸不良，進行快充重置。
可選地，在一些實施例中，開啟第一充電模式之後，電源適配器與終端之間的通訊時間間隔可以控制在一定範圍之內，避免出現快充重置。
可選地，在一些實施例中，第一充電模式（或快速充電程序）的停止可以分為可恢復的停止和不可恢復的停止兩種： 例如，當終端檢測到電池充滿或USB接觸不良時，快充停止並重置，進入階段1，終端不同意開啟第一充電模式，快充通訊流程不進入階段2，此時停止的快充程序可以為不可恢復的停止。
又例如，當終端和電源適配器之間出現通訊異常時，快充停止並重置以進入階段1，在滿足階段1要求後，終端同意開啟第一充電模式以恢復快充充電程序，此時停止的快充程序可以為可恢復的停止。
還例如，當終端檢測到電池出現異常時，快充停止並重置以進入階段1，在進入階段1後，終端不同意開啟第一充電模式。直到電池恢復正常，且滿足階段1要求後，終端同意開啟快充以恢復快充程序，此時停止的快充程序可以為可恢復的停止。
需要特別說明地，以上對第6圖示出的通訊步驟或操作僅是示例，舉例來說，在階段1中，終端與適配器進行連接後，終端與適配器之間的握手通訊也可以由終端發起，即終端發送指令1詢問適配器是否開啟第一充電模式（或稱為閃充），當終端接收到電源適配器的回復指令指示電源適配器同意開啟第一充電模式時，快速充電程序開啟。
需要特別說明地，以上對第6圖示出的通訊步驟或操作僅是示例，舉例來說，在階段5之後，還可包括一恆壓充電階段，即，在階段5中，終端可以向電源適配器回饋終端電池的當前電壓，隨著終端電池的電壓不斷上升，當該終端電池的當前電壓達到恆壓充電電壓臨界值時，充電轉入恆壓充電階段，控制單元107根據該電壓基準值（即恆壓充電電壓臨界值）調節PWM訊號的負載比，使得電源適配器的輸出電壓滿足終端充電電壓需求，即基本保持電壓恆定變化，在恆壓充電階段中，充電電流逐漸減小，當電流下降至某一臨界值時停止充電，此時標識電池已經被充滿。其中，這裡的恆壓充電指的是第三脈動波形的峰值電壓基本保持恆定。
可以理解的是，在本發明的實施例中，獲取電源適配器的輸出電壓是指獲取的是第三脈動波形的峰值電壓或電壓平均值，獲取電源適配器的輸出電流是指獲取的是第三脈動波形的峰值電流或電流平均值。
在本發明的一實施例中，如第7A圖所示，電源適配器1還包括：串聯的可控開關108和濾波單元109，串聯的可控開關108和濾波單元109與第二整流單元104的第一輸出端相連，其中，控制單元107還用於在確定充電模式為第二充電模式時，控制可控開關108閉合，以及在確定充電模式為第一充電模式時，控制可控開關108斷開。並且，在第二整流單元104的輸出端還並聯一組或多組小電容，不僅可以起到降噪作用，還可以減少湧浪現象的發生。或者，在第二整流單元104的輸出端還可連接有LC濾波電路或π型濾波電路，以濾除紋波干擾。其中，如第7B圖所示，在第二整流單元104的輸出端連接有LC濾波電路。需要說明的是，LC濾波電路或π型濾波電路中的電容都是小電容，佔用空間很小。
其中，濾波單元109包括濾波電容，該濾波電容可支援5V的標充，即對應第二充電模式，可控開關108可由半導體開關裝置例如MOS電晶體構成。電源適配器採用第二充電模式（或稱標充）對終端中的電池進行充電時，控制單元107控制可控開關108閉合，將濾波單元109存取電路，從而可以對第二整流單元的輸出進行濾波，這樣可以更好地相容直流充電技術，即將直流電載入至終端的電池，實現對電池的直流充電。例如，一般情況下，濾波單元包括並聯的電解電容和普通電容即支持5V標充的小電容（如固態電容）。由於電解電容佔用的體積比較大，為了減少電源適配器的尺寸，可以去掉電源適配器內的電解電容，保留一容值較小的電容。當使用第二充電模式時，可以控制該小電容所在支路導通，對電流進行濾波，實現小功率穩定輸出，對電池直流充電；當使用第一充電模式時，可以控制小電容所在支路斷開，第二整流單元104的輸出不經過濾波，直接輸出脈動波形的電壓/電流，施加到電池，實現電池快速充電。
根據本發明的一實施例，控制單元107還用於在確定充電模式為第一充電模式時根據終端的狀態資訊獲取第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓，並根據第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓對控制訊號例如PWM訊號的負載比進行調節。也就是說，在確定當前充電模式為第一充電模式時，控制單元107根據獲取的終端的狀態資訊例如電池的電壓、電量、溫度、終端的運行參數、以及終端上運行的應用程式的耗電資訊等獲取第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓，然後根據獲取的充電電流和/或充電電壓來調節控制訊號的負載比，使得電源適配器的輸出滿足充電需求，實現電池的快速充電。
其中，終端的狀態資訊包括電池的溫度。並且，當電池的溫度大於第一預設溫度臨界值或電池的溫度小於第二預設溫度臨界值時，如果當前充電模式為第一充電模式，則將第一充電模式切換為第二充電模式，其中，第一預設溫度臨界值大於第二預設溫度臨界值。即言，當電池的溫度過低（例如，對應小於第二預設溫度臨界值）或過高（例如，對應大於第一預設溫度臨界值）時，均不適合進行快充，所以需要將第一充電模式切換為第二充電模式。在本發明的實施例中，第一預設溫度臨界值和第二預設溫度臨界值可根據實際情況進行設定或寫入控制單元（比如，電源適配器MCU）的記憶體中。
在本發明的一實施例中，控制單元107還用於在電池的溫度大於預設的高溫保護臨界值時控制開關單元102關斷，即在電池的溫度超過高溫保護臨界值時，控制單元107需要採用高溫保護策略，控制開關單元102處於斷開狀態，使得電源適配器停止給電池充電，實現對電池的高溫保護，提高了充電的安全性。該高溫保護臨界值與該第一溫度臨界值可以不同，也可以相同。較佳地，該高溫保護臨界值大於該第一溫度臨界值。
在本發明的另一實施例中，該控制器還用於獲取該電池的溫度，並在該電池的溫度大於預設的高溫保護臨界值時，控制該充電控制開關關斷，即通過終端側來關斷充電控制開關，從而關斷電池的充電程序，保證充電安全。
並且，在本發明的一實施例中，該控制單元還用於獲取該第一充電介面的溫度，並在該第一充電介面的溫度大於預設的保護溫度時，控制該開關單元關斷。即在充電介面的溫度超過一定溫度時，控制單元107也需要執行高溫保護策略，控制開關單元102斷開，使得電源適配器停止給電池充電，實現對充電介面的高溫保護，提高了充電的安全性。
當然，在本發明的另一實施例中，該控制器通過與該控制單元進行雙向通訊以獲取該第一充電介面的溫度，並在該第一充電介面的溫度大於預設的保護溫度時，控制該充電控制開關（請參閱第13圖和第14圖）關斷，即通過終端側來關斷充電控制開關，關斷電池的充電程序，保證充電安全。
具體地，在本發明的一實施例中，如第8圖所示，電源適配器1還包括驅動單元110例如MOSFET驅動器，驅動單元110連接在開關單元102與控制單元107之間，驅動單元110用於根據控制訊號驅動開關單元102的開通或關斷。當然，需要說明的是，在本發明的其他實施例中，驅動單元110也可整合在控制單元107中。
並且，如第8圖所示，電源適配器1還包括隔離單元111，隔離單元111連接在驅動單元110與控制單元107之間，實現電源適配器1的初級和次級之間的訊號隔離（或變壓器103的初級繞組和次級繞組之間的訊號隔離）。其中，隔離單元111可以採用光耦隔離的方式，也可採用其他隔離的方式。通過設置隔離單元111，控制單元107就可設置在電源適配器1的次級側（或變壓器103的次級繞組側），從而便於與終端2進行通訊，使得電源適配器1的空間設計變得更為簡單、容易。
當然，可以理解的是，在本發明的其他實施例中，控制單元107、驅動單元110均可以設置在初級側，這時可在控制單元107與取樣單元106之間設置隔離單元111實現電源適配器1的初級和次級之間的訊號隔離。
並且，需要說明的是，在本發明的實施例中，控制單元107設置在次級側時，需要設置隔離單元111，隔離單元111也可整合在控制單元107中。也就是說，在初級向次級傳遞訊號或次級向初級傳遞訊號時，通常需要設置隔離單元來進行訊號隔離。
在本發明的一實施例中，如第9圖所示，電源適配器1還包括輔助繞組和供電單元112，輔助繞組根據調變後的第一脈動波形的電壓生成第四脈動波形的電壓，供電單元112與輔助繞組相連，供電單元112（例如包括濾波穩壓模組、電壓轉換模組等）用於對第四脈動波形的電壓進行轉換以輸出直流電，分別給驅動單元110和/或控制單元107供電。供電單元112可以是由濾波小電容、穩壓晶片等裝置構成，實現對第四脈動波形的電壓進行處理、轉換，輸出3.3V或5V等低電壓直流電。
也就是說，驅動單元110的供電電源可以由供電單元112對第四脈動波形的電壓轉換得到，控制單元107設置在初級側時，其供電電源也可以由供電單元112對第四脈動波形的電壓轉換得到。其中，如第9圖所示，控制單元107設置在初級側時，供電單元112提供兩路直流電輸出，以分別給驅動單元110和控制單元107供電，在控制單元107與取樣單元106之間設置光耦隔離單元111實現電源適配器1的初級和次級之間的訊號隔離。
當控制單元107設置在初級側且整合有驅動單元110時，供電單元112單獨給控制單元107供電。當控制單元107設置在次級側、驅動單元110設置在初級側時，供電單元112單獨給驅動單元110供電，控制單元107的供電由次級提供例如通過一供電單元將第二整流單元104輸出的第三脈動波形的電壓轉換為直流電源來供給控制單元107。
其中，如第2B圖所示，供電單元112輸出的直流電還給比較器單元115供電。
並且，在本發明的實施例中，第一整流單元101的輸出端還並聯有複數小電容，起到濾波作用。或者，第一整流單元101的輸出端連接有LC濾波電路。
在本發明的另一實施例中，如第10圖所示，電源適配器1還包括第一電壓檢測單元113，第一電壓檢測單元113分別與輔助繞組和控制單元107相連，第一電壓檢測單元113用於檢測第四脈動波形的電壓以生成電壓檢測值，其中，控制單元107還用於根據電壓檢測值對控制訊號的負載比進行調節。
也就是說，控制單元107可根據第一電壓檢測單元113檢測到的輔助繞組輸出的電壓來反映第二整流單元104輸出的電壓，然後根據電壓檢測值對控制訊號的負載比進行調節，使得第二整流單元104的輸出匹配電池的充電需求。
具體而言，在本發明的一實施例中，如第11圖所示，取樣單元106包括：第一電流取樣電路1061和第一電壓取樣電路1062。其中，第一電流取樣電路1061用於對第二整流單元104輸出的電流進行取樣以獲得電流取樣值，第一電壓取樣電路1062用於對第二整流單元104輸出的電壓進行取樣以獲得電壓取樣值。
可選地，第一電流取樣電路1061可通過對連接在第二整流單元104的第一輸出端的電阻（檢流電阻）上的電壓進行取樣以實現對第二整流單元104輸出的電流進行取樣。第一電壓取樣電路1062可通過對第二整流單元104的第一輸出端和第二輸出端之間的電壓進行取樣以實現對第二整流單元104輸出的電壓進行取樣。
並且，在本發明的一實施例中，如第11圖所示，第一電壓取樣電路1062包括峰值電壓取樣保持單元、過零取樣單元、洩放單元和AD取樣單元。峰值電壓取樣保持單元用於對第三脈動波形的電壓的峰值電壓進行取樣並保持，過零取樣單元用於對第三脈動波形的電壓的過零點進行取樣，洩放單元用於在過零點時對峰值電壓取樣保持單元進行洩放，AD取樣單元用於對峰值電壓取樣保持單元中的峰值電壓進行取樣以獲得電壓取樣值。
通過在第一電壓取樣電路1062中設置峰值電壓取樣保持單元、過零取樣單元、洩放單元和AD取樣單元，從而能夠實現對第二整流單元104輸出的電壓實現精確取樣，並保證電壓取樣值能夠與第一脈動波形的電壓保持同步，即相位同步，幅值變化趨勢保持一致。
根據本發明的一實施例，如第12圖所示，電源適配器1還包括第二電壓取樣電路114，第二電壓取樣電路114用於取樣第一脈動波形的電壓，第二電壓取樣電路114與控制單元107相連，其中，在第二電壓取樣電路114取樣到的電壓值大於第一預設電壓值時，控制單元107控制開關單元102開通第一預設時間以對第一脈動波形中的湧浪電壓、尖峰電壓等進行放電工作。即言，比較器單元115可整合在控制單元107中。
如第12圖所示，第二電壓取樣電路114可連接到第一整流單元101的第一輸出端和第二輸出端，實現對第一脈動波形的電壓進行取樣，控制單元107對第二電壓取樣電路114取樣到的電壓值進行判斷，如果第二電壓取樣電路114取樣到的電壓值大於第一預設電壓值，則說明電源適配器1受到雷擊干擾，出現湧浪電壓，此時需要把湧浪電壓洩放掉，來保證充電的安全可靠，控制單元107控制開關單元102開通一段時間，形成洩放通路，將由雷擊造成的湧浪電壓洩放，防止雷擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，有效地提高終端充電時的安全可靠性。其中，第一預設電壓值可根據實際情況進行標定。
在本發明的一實施例中，在電源適配器1給終端2的電池202充電的過程中，控制單元107還用於在取樣單元106取樣到的電壓值大於第二預設電壓值時，控制開關單元102關斷，即言，控制單元107還對取樣單元106取樣到的電壓值的大小進行判斷，如果取樣單元106取樣到的電壓值大於第二預設電壓值，則說明電源適配器1輸出的電壓過高，此時控制單元107通過控制開關單元102關斷，使得電源適配器1停止給終端2的電池202充電，即，控制單元107通過控制開關單元102的關斷來實現電源適配器1的過壓保護，保證充電安全。
當然，在本發明的一實施例中，該控制器204通過與該控制單元107進行雙向通訊以獲取該取樣單元106取樣到的電壓值（第13圖和第14圖），並在該取樣單元106取樣到的電壓值大於第二預設電壓值時，控制該充電控制開關203關斷，即通過終端2側來關斷充電控制開關203，進而關斷電池202的充電程序，保證充電安全。
並且，控制單元107還用於在取樣單元106取樣到的電流值大於預設電流值時，控制開關單元102關斷，即言，控制單元107還對取樣單元106取樣到的電流值大小進行判斷，如果取樣單元106取樣到的電流值大於預設電流值，則說明電源適配器1輸出的電流過大，此時控制單元107通過控制開關單元102關斷，使得電源適配器1停止給終端充電，即，控制單元107通過控制開關單元102的關斷來實現電源適配器1的過流保護，保證充電安全。
同樣地，該控制器204通過與該控制單元107進行雙向通訊以獲取取樣單元106取樣到的電流值（第13圖和第14圖），並在該取樣單元106取樣到的電流值大於預設電流值時，控制該充電控制開關203關斷，即通過終端2側來關斷充電控制開關203，進而關斷電池202的充電程序，保證充電安全。
其中，第二預設電壓值和預設電流值均可根據實際情況進行設定或寫入控制單元（比如，電源適配器1的控制單元107中，例如微控制處理器MCU）的記憶體中。
在本發明的實施例中，終端可以為行動終端例如手機、行動電源例如充電寶、多媒體播放機、筆記型電腦、穿戴式裝置等。
根據本發明實施例的用於終端的充電系統，通過控制電源適配器輸出第三脈動波形的電壓，並將電源適配器輸出的第三脈動波形的電壓直接載入至終端的電池，從而可實現脈動的輸出電壓/電流直接對電池進行快速充電。其中，脈動的輸出電壓/電流的大小週期性變換，與傳統的恆壓恆流相比，能夠降低鋰電池的析鋰現象，提高電池的使用壽命，並且還能夠減少充電介面的觸點的起弧的機率和強度，提高充電介面的壽命，以及有利於降低電池的極化效應、提高充電速度、減少電池的發熱，保證終端充電時的安全可靠。此外，由於電源適配器輸出的是脈動波形的電壓，從而無需在電源適配器中設置電解電容，不僅可以實現電源適配器的簡單化、小型化，還可大大降低成本。同時，本發明實施例的用於終端的充電系統還通過比較器單元對第二電壓取樣電路輸出的取樣電壓與參考電壓進行比較以輸出比較訊號，控制單元還根據比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時來控制開關單元強制開通，從而在湧浪電壓衝擊訊號例如雷擊訊號到來時，通過強制開通開關單元以把湧浪電壓衝擊例如雷擊產生的高壓訊號及時洩放掉，可以有效防止湧浪電壓衝擊例如雷擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，提高了終端充電時的安全可靠性。
並且，本發明的實施例還提出了一種電源適配器，該電源適配器包括：第一整流單元，該第一整流單元用於對輸入的交流電進行整流以輸出第一脈動波形的電壓；開關單元，該開關單元用於根據控制訊號對該第一脈動波形的電壓進行調變；變壓器，該變壓器用於根據調變後的該第一脈動波形的電壓輸出第二脈動波形的電壓；第二整流單元，該第二整流單元用於對該第二脈動波形的電壓進行整流以輸出第三脈動波形的電壓；第一充電介面，該第一充電介面與該第二整流單元相連，該第一充電介面用於在與終端的第二充電介面連接時，通過該第二充電介面將該第三脈動波形的電壓載入至該終端的電池，其中，該第二充電介面與該電池相連；第二電壓取樣電路，該第二電壓取樣電路用於取樣該第一脈動波形的電壓以輸出取樣電壓；比較器單元，該比較器單元的第一輸入端與該第二電壓取樣電路的輸出端相連，該比較器單元的第二輸入端與參考電壓提供端相連，該比較器單元用於對該取樣電壓和參考電壓進行比較以輸出比較訊號；控制單元，該控制單元分別與該開關單元和該比較器單元的輸出端相連，該控制單元輸出該控制訊號至該開關單元，並通過對該控制訊號的負載比進行調節以使該第三脈動波形的電壓滿足充電需求，以及根據該比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時控制該開關單元強制開通。
根據本發明實施例的電源適配器，通過第一充電介面輸出第三脈動波形的電壓，並通過終端的第二充電介面將第三脈動波形的電壓直接載入至終端的電池，從而可實現脈動的輸出電壓/電流直接對電池進行快速充電。其中，脈動的輸出電壓/電流的大小週期性變換，與傳統的恆壓恆流相比，能夠降低鋰電池的析鋰現象，提高電池的使用壽命，並且還能夠減少充電介面的觸點的起弧的機率和強度，提高充電介面的壽命，以及有利於降低電池的極化效應、提高充電速度、減少電池的發熱，保證終端充電時的安全可靠。此外，由於輸出的是脈動波形的電壓，從而無需設置電解電容，不僅可以實現電源適配器的簡單化、小型化，還可大大降低成本。同時，本發明實施例的電源適配器還通過比較器單元對第二電壓取樣電路輸出的取樣電壓與參考電壓進行比較以輸出比較訊號，控制單元還根據比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時來控制開關單元強制開通，從而在湧浪電壓衝擊訊號例如雷擊訊號到來時，通過強制開通開關單元以把湧浪電壓衝擊例如雷擊產生的高壓訊號及時洩放掉，可以有效防止湧浪電壓衝擊例如雷擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，提高了終端充電時的安全可靠性。
第15圖為根據本發明實施例的用於終端的充電方法的流程圖。如第15圖所示，該用於終端的充電方法包括以下步驟： S1，當電源適配器的第一充電介面與終端的第二充電介面連接時，對輸入到電源適配器的交流電進行一次整流以輸出第一脈動波形的電壓。
即言，通過電源適配器中的第一整流單元對輸入的交流電（即市電，例如220V、50Hz或60Hz）的交流市電進行整流，並輸出第一脈動波形的電壓（例如100Hz或120Hz）的饅頭波電壓。
S2，通過控制開關單元以對第一脈動波形的電壓進行調變，並通過變壓器的變換以輸出第二脈動波形的電壓。
其中，開關單元可由MOS電晶體構成，通過對MOS電晶體進行PWM控制以對饅頭波電壓進行斬波調變。然後，由變壓器將調變後的第一脈動波形的電壓耦合到次級，由次級繞組進行輸出第二脈動波形的電壓。
在本發明的實施例中，可採用高頻變壓器進行變換，這樣變壓器的體積可以很小，從而能夠實現電源適配器大功率、小型化設計。
S3，對第二脈動波形的電壓進行二次整流以輸出第三脈動波形的電壓，其中，可通過第二充電介面將第三脈動波形的電壓載入至終端的電池，實現對終端電池的充電。
在本發明的一實施例中，通過第二整流單元對第二脈動波形的電壓進行二次整流，第二整流單元可由二極體或MOS電晶體構成，實現次級同步整流，從而調變後的第一脈動波形與第三脈動波形保持同步。
S4，對二次整流後的電壓和/或電流進行取樣以獲得電壓取樣值和/或電流取樣值。
S5，根據電壓取樣值和/或電流取樣值對控制開關單元的控制訊號的負載比進行調節，以使第三脈動波形的電壓滿足充電需求。
需要說明的是，第三脈動波形的電壓滿足充電需求，是指第三脈動波形的電壓和電流需滿足電池充電時的充電電壓和充電電流。也就是說，可根據取樣到的電源適配器輸出的電壓和/或電流來調節控制訊號例如PWM訊號的負載比，即時地調整電源適配器的輸出，實現閉環調節控制，從而使得第三脈動波形的電壓滿足終端的充電需求，保證電池安全可靠地充電，具體通過PWM訊號的負載比來調節輸出到電池的充電電壓波形如第3圖所示，通過PWM訊號的負載比來調節輸出到電池的充電電流波形如第4圖所示。
因此，在本發明的實施例中，通過控制開關單元直接對全橋整流後的第一脈動波形的電壓即饅頭波電壓進行PWM斬波調變，送到高頻變壓器，通過高頻變壓器從初級耦合到次級，然後經過同步整流後還原成饅頭波電壓/電流，直接輸送到終端的電池，實現電池快速充電。其中，饅頭波的電壓幅值，可通過PWM訊號的負載比進行調節，實現電源適配器的輸出滿足電池的充電需求。由此可以取消電源適配器中初級、次級的電解電容器，通過饅頭波電壓直接對電池充電，從而可以減小電源適配器的體積，實現電源適配器的小型化，並可大大降低成本。
根據本發明的一實施例，如第16圖所示，本發明用於終端充電時的防湧浪電壓衝擊保護方法可包括以下步驟： S10，當電源適配器的第一充電介面與終端的第二充電介面連接時，對輸入的交流電進行一次整流以輸出第一脈動波形的電壓。
S20，通過控制開關單元以對第一脈動波形的電壓進行調變，並通過變壓器的變換以輸出第二脈動波形的電壓。
S30，對第二脈動波形的電壓進行二次整流以輸出第三脈動波形的電壓，並通過第二充電介面將第三脈動波形的電壓載入至終端的電池，以及對輸出至開關單元的控制訊號的負載比進行調節以使第三脈動波形的電壓滿足充電需求。
S40，取樣第一脈動波形的電壓以輸出取樣電壓，並對取樣電壓和參考電壓進行比較以輸出比較訊號，以及根據比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時控制開關單元強制開通。
因此，在本實施例中，在實現脈動的輸出電壓/電流直接對電池進行快速充電時，還對第一脈動波形的電壓進行取樣以輸出取樣電壓，並對取樣電壓與參考電壓進行比較以輸出比較訊號，以及根據比較訊號判斷發生湧浪電壓衝擊時來控制開關單元強制開通，從而在湧浪電壓衝擊訊號例如雷擊訊號到來時，通過強制開通開關單元以把湧浪電壓衝擊例如雷擊產生的高壓訊號及時洩放掉，可以有效防止湧浪電壓衝擊例如雷擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，提高了終端充電時的安全可靠性。
根據本發明的一實施例，當該比較訊號為上升沿比較訊號時，判斷發生湧浪電壓衝擊例如雷擊，並控制該開關單元強制開通，直至接收到下降沿比較訊號時，輸出該控制訊號至該開關單元。
也就是說，由於湧浪電壓衝擊的訊號是一暫態的高壓訊號，因此在本發明的實施例中，可以在變壓器的初級側通過設置一比較器單元來檢測這個湧浪電壓衝擊訊號，當檢測到湧浪電壓衝擊的高壓訊號後，比較器單元的輸出發生翻轉例如由低變高，而控制單元1接收到比較器單元輸出的由低變高翻轉訊號即上升沿訊號後控制開關單元例如MOSFET強制開通，將高壓訊號洩放到地，從而保證高壓訊號不會將損壞MOSFET，直至再次接收到比較器單元輸出的翻轉訊號例如由高變低的下降沿訊號後，控制單元控制開關單元正常開通和關斷。
其中，當該開關單元被強制開通時，還通過計時器進行計時，並在該計時器的計時時間達到預設的最長開通時間時，控制該開關單元關斷。
即言，可以在控制單元例如PWM控制器中設置一最長開通時間的計時器，來保證當比較器單元出現故障等異常情況時，可以在計時器的計時達到預設的最長開通時間時，關斷MOSFET，保證MOSFET不會被強制開通過長時間，避免變壓器出現飽和現象，防止意外情況發生，提高了電源適配器的可靠性。
根據本發明的一實施例，還根據電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號的頻率進行調節，即可控制輸出至開關單元的PWM訊號持續輸出一段時間後再停止輸出，停止預定時間後再次開啟PWM訊號的輸出，這樣使得載入至電池的電壓是斷續的，實現電池斷續充電，從而可避免電池連續充電時發熱嚴重而導致的安全隱患，提高了電池充電可靠性和安全性。其中，輸出至開關單元的控制訊號可如第5圖所示。
進一步地，上述的用於終端的充電方法還包括：通過第一充電介面與終端進行通訊以獲取終端的狀態資訊，以根據終端的狀態資訊、電壓取樣值和/或電流取樣值對控制訊號的負載比進行調節。
也就是說，當第二充電介面與第一充電介面連接時，電源適配器與終端之間可相互發送通訊詢問指令，並在接收到相應的應答指令後，電源適配器與終端之間建立通訊連接，這樣可以獲取到終端的狀態資訊，從而與終端協商充電模式和充電參數（如充電電流、充電電壓），並對充電程序進行控制。
根據本發明的一實施例，還通過變壓器的變換以生成第四脈動波形的電壓，並檢測第四脈動波形的電壓以生成電壓檢測值，以根據電壓檢測值對控制訊號的負載比進行調節。
具體而言，變壓器中還可設置有輔助繞組，輔助繞組可根據調變後的第一脈動波形的電壓生成第四脈動波形的電壓，這樣，通過檢測第四脈動波形的電壓可以反映電源適配器的輸出電壓，從而根據電壓檢測值對控制訊號的負載比進行調節，使得電源適配器的輸出匹配電池的充電需求。
在本發明的一實施例中，對二次整流後的電壓進行取樣以獲得電壓取樣值，包括：對該二次整流後的電壓的峰值電壓進行取樣並保持，並對該二次整流後的電壓的過零點進行取樣；在該過零點時對該峰值電壓進行取樣並保持的峰值電壓取樣保持單元進行洩放；對該峰值電壓取樣保持單元中的峰值電壓進行取樣以獲得該電壓取樣值。由此，能夠實現對電源適配器輸出的電壓實現精確取樣，並保證電壓取樣值能夠與第一脈動波形的電壓保持同步，即相位和幅值變化趨勢保持一致。
進一步地，在本發明的一實施例中，上述的用於終端的充電方法還包括：取樣該第一脈動波形的電壓，並在取樣到的電壓值大於第一預設電壓值時控制該開關單元開通第一預設時間以對第一脈動波形中的湧浪電壓進行放電工作。
通過對第一脈動波形的電壓進行取樣，然後對取樣到的電壓值進行判斷，如果取樣到的電壓值大於第一預設電壓值，則說明電源適配器受到湧浪電壓衝擊干擾例如雷擊干擾，出現湧浪電壓，此時需要把湧浪電壓洩放掉，來保證充電的安全可靠，需要控制開關單元開通一段時間，形成洩放通路，將由雷擊造成的湧浪電壓洩放，防止雷擊對電源適配器給終端充電時造成的干擾，有效地提高終端充電時的安全可靠性。其中，第一預設電壓值可根據實際情況進行標定。
根據本發明的一實施例，還通過第一充電介面與終端進行通訊以確定充電模式，並在確定充電模式為第一充電模式時根據終端的狀態資訊獲取第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓，以根據第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓對控制訊號的負載比進行調節，其中，充電模式包括第一充電模式和第二充電模式。
也就是說，在確定當前充電模式為第一充電模式時，可根據獲取的終端的狀態資訊例如電池的電壓、電量、溫度、終端的運行參數、以及終端上運行的應用程式的耗電資訊等獲取第一充電模式對應的充電電流和/或充電電壓，然後根據獲取的充電電流和/或充電電壓來調節控制訊號的負載比，使得電源適配器的輸出滿足充電需求，實現電池的快速充電。
其中，終端的狀態資訊包括電池的溫度。並且，當該電池的溫度大於第一預設溫度臨界值或該電池的溫度小於第二預設溫度臨界值時，如果當前充電模式為第一充電模式，則將第一充電模式切換為第二充電模式，其中，該第一預設溫度臨界值大於該第二預設溫度臨界值。即言，當電池的溫度過低（例如，對應小於第二預設溫度臨界值）或過高（例如，對應大於第一預設溫度臨界值）時，均不適合進行快充，所以需要將第一充電模式切換為第二充電模式。在本發明的實施例中，第一預設溫度臨界值和第二預設溫度臨界值可根據實際情況進行標定。
在本發明的一實施例中，當該電池的溫度大於預設的高溫保護臨界值時，控制該開關單元關斷，即在電池的溫度超過高溫保護臨界值時，需要採用高溫保護策略，控制開關單元斷開，使得電源適配器停止給電池充電，實現對電池的高溫保護，提高了充電的安全性。該高溫保護臨界值與該第一溫度臨界值可以不同，也可以相同。較佳地，該高溫保護臨界值大於該第一溫度臨界值。
在本發明的另一實施例中，該終端還獲取該電池的溫度，並在該電池的溫度大於預設的高溫保護臨界值時，控制該電池停止充電，即可以通過終端側來關斷充電控制開關，從而關斷電池的充電程序，保證充電安全。
並且，在本發明的一實施例中，該用於終端的充電方法還包括：獲取該第一充電介面的溫度，並在該第一充電介面的溫度大於預設的保護溫度時，控制該開關單元關斷。即在充電介面的溫度超過一定溫度時，控制單元也需要執行高溫保護策略，控制開關單元斷開，使得電源適配器停止給電池充電，實現對充電介面的高溫保護，提高了充電的安全性。
當然，在本發明的另一實施例中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊以獲取該第一充電介面的溫度，並在該第一充電介面的溫度大於預設的保護溫度時，控制該電池停止充電。即可以通過終端側來關斷充電控制開關，從而關斷電池的充電程序，保證充電安全。
並且，在電源適配器給終端充電的過程中，當電壓取樣值大於第二預設電壓值時，控制開關單元關斷。即言，在電源適配器給終端充電的過程中，還對電壓取樣值的大小進行判斷，如果電壓取樣值大於第二預設電壓值，則說明電源適配器輸出的電壓過高，此時通過控制開關單元關斷，使得電源適配器停止給終端充電，即，通過控制開關單元的關斷來實現電源適配器的過壓保護，保證充電安全。
當然，在本發明的一實施例中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊以獲取該電壓取樣值，並在該電壓取樣值大於第二預設電壓值時，控制該電池停止充電，即可以通過終端側來關斷充電控制開關，從而關斷電池的充電程序，保證充電安全。
在本發明的一實施例中，在電源適配器給終端充電的過程中，當該電流取樣值大於預設電流值時，控制該開關單元關斷。即言，在電源適配器給終端充電的過程中，還對電流取樣值的大小進行判斷，如果電流取樣值大於預設電流值，則說明電源適配器輸出的電流過大，此時通過控制開關單元關斷，使得電源適配器停止給終端充電，即，通過控制開關單元的關斷來實現電源適配器的過流保護，保證充電安全。
同樣地，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊以獲取該電流取樣值，並在該電流取樣值大於預設電流值時，控制該電池停止充電，即可以通過終端側來關斷充電控制開關，從而關斷電池的充電程序，保證充電安全。
其中，第二預設電壓值和預設電流值均可根據實際情況進行標定。
在本發明的實施例中，該終端的狀態資訊可包括該電池的電量、該電池的溫度、該終端的電壓/電流、該終端的介面資訊、該終端的通路阻抗的資訊等。
具體地說，該電源適配器與終端可通過USB介面相連，該USB介面可以是普通的USB介面，也可以是micro USB介面。USB介面中的資料線即第一充電介面中的資料線用於該電源適配器和該終端進行雙向通訊，該資料線可以是USB介面中的D+線和/或D-線，所謂雙向通訊可以指電源適配器和終端雙方進行資訊的交互。
其中，該電源適配器通過該USB介面中的資料線與該終端進行雙向通訊，以確定使用該第一充電模式為該終端充電。
可選地，作為一實施例，該電源適配器通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊以確定使用該第一充電模式為該終端充電時，該電源適配器向該終端發送第一指令，該第一指令用於詢問該終端是否開啟該第一充電模式；該電源適配器從該終端接收該第一指令的回復指令，該第一指令的回復指令用於指示該終端同意開啟該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器向該終端發送該第一指令之前，該電源適配器與該終端之間通過該第二充電模式充電，並在確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，該電源適配器向該終端發送該第一指令。
可以理解的是，當電源適配器確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，電源適配器可以認為終端已經識別自己為電源適配器，可以開啟快充詢問通訊了。
可選地，作為一實施例，還通過控制該開關單元以控制該電源適配器將充電電流調整至該第一充電模式對應的充電電流，並在該電源適配器以該第一充電模式對應的充電電流為該終端充電之前，通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電壓，並控制該電源適配器將充電電壓調整至該第一充電模式對應的充電電壓。
可選地，作為一實施例，該通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電壓，包括：該電源適配器向該終端發送第二指令，該第二指令用於詢問該電源適配器的當前輸出電壓是否適合作為該第一充電模式的充電電壓；該電源適配器接收該終端發送的該第二指令的回復指令，該第二指令的回復指令用於指示該電源適配器的當前輸出電壓合適、偏高或偏低；該電源適配器根據該第二指令的回復指令，確定該第一充電模式的充電電壓。
可選地，作為一實施例，在控制該電源適配器將充電電流調整至該第一充電模式對應的充電電流之前，還通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電流。
可選地，作為一實施例，該通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電模式對應的充電電流，包括：該電源適配器向該終端發送第三指令，該第三指令用於詢問該終端當前支援的最大充電電流；該電源適配器接收該終端發送的該第三指令的回復指令，該第三指令的回復指令用於指示該終端當前支援的最大充電電流；該電源適配器根據該第三指令的回復指令，確定該第一充電模式的充電電流。
電源適配器可以直接將上述最大充電電流確定為第一充電模式的充電電流，或者將充電電流設置為小於該最大充電電流的某一電流值。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，還通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以通過控制該開關單元不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
其中，電源適配器可以不斷詢問終端的當前狀態資訊，從而不斷調整充電電流，如詢問終端的電池電壓、電池電量等。
可選地，作為一實施例，該通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以通過控制該開關單元不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流，包括：該電源適配器向該終端發送第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該電源適配器接收該終端發送的該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓；根據該電池的當前電壓，通過控制該開關單元以調整該充電電流。
可選地，作為一實施例，該根據該電池的當前電壓，通過控制該開關單元以調整該充電電流，包括：根據該電池的當前電壓，以及預設的電池電壓值和充電電流值的對應關係，通過控制該開關單元以將該電源適配器輸出至電池的充電電流調整至該電池的當前電壓對應的充電電流值。
具體地，電源適配器可以預先儲存電池電壓值和充電電流值的對應關係。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，還通過該第一充電介面與該終端進行雙向通訊，以確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良，其中，當確定該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良時，控制該電源適配器退出該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良之前，該電源適配器從該終端接收用於指示該終端的通路阻抗的資訊，其中，該電源適配器向該終端發送第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的電壓；該電源適配器接收該終端發送的該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的電壓；根據該電源適配器的輸出電壓和該電池的電壓，確定該電源適配器到該電池的通路阻抗；以及根據該電源適配器到該電池的通路阻抗、該終端的通路阻抗，以及該電源適配器和該終端之間的充電線線路的通路阻抗，確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
可選地，作為一實施例，在控制該電源適配器退出該第一充電模式之前，還向該終端發送第五指令，該第五指令用於指示該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良。
電源適配器發送完第五指令，可以退出第一充電模式或進行重定。
以上從電源適配器的角度詳細描述了根據本發明實施例的快速充電程序，下面將從終端的角度描述根據本發明實施例的快速充電程序。
在本發明的實施例中，該終端支援第二充電模式和第一充電模式，其中該第一充電模式的充電電流大於該第二充電模式的充電電流，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊以便該電源適配器確定使用該第一充電模式為該終端充電，其中，該電源適配器按照該第一充電模式對應的充電電流進行輸出，為該終端內的電池充電。
可選地，作為一實施例，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊以便該電源適配器確定使用該第一充電模式為該終端充電，包括：該終端接收該電源適配器發送的第一指令，該第一指令用於詢問該終端是否開啟該第一充電模式；該終端向該電源適配器發送該第一指令的回復指令，該第一指令的回復指令用於指示該終端同意開啟該第一充電模式。
可選地，作為一實施例，在該終端接收該電源適配器發送的第一指令之前，該終端與該電源適配器之間通過該第二充電模式充電，該電源適配器在確定該第二充電模式的充電時長大於預設臨界值後，該終端接收該電源適配器發送的該第一指令。
可選地，作為一實施例，該電源適配器按照該第一充電模式對應的充電電流進行輸出，以為該終端內的電池充電之前，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電壓。
可選地，作為一實施例，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電壓，包括：該終端接收該電源適配器發送的第二指令，該第二指令用於詢問該電源適配器的當前輸出電壓是否適合作為該第一充電模式的充電電壓；該終端向該電源適配器發送該第二指令的回復指令，該第二指令的回復指令用於指示該電源適配器的當前輸出電壓合適、偏高或偏低。
可選地，作為一實施例，在該終端從該電源適配器接收該第一充電模式對應的充電電流，為該終端內的電池充電之前，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電流。
其中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電模式對應的充電電流，包括：該終端接收該電源適配器發送的第三指令，該第三指令用於詢問該終端當前支援的最大充電電流；該終端向該電源適配器發送該第三指令的回復指令，該第三指令的回復指令用於指示該終端當前支援的最大充電電流，以便該電源適配器根據該最大充電電流確定該第一充電模式對應的充電電流。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
其中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流，包括：該終端接收該電源適配器發送的第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該終端向該電源適配器發送該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓，以便根據該電池的當前電壓，不斷調整該電源適配器輸出至電池的充電電流。
可選地，作為一實施例，在該電源適配器使用該第一充電模式為該終端充電的過程中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
其中，該終端通過該第二充電介面與該電源適配器進行雙向通訊，以便該電源適配器確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良，包括：該終端接收該電源適配器發送的第四指令，該第四指令用於詢問該終端內的電池的當前電壓；該終端向該電源適配器發送該第四指令的回復指令，該第四指令的回復指令用於指示該終端內的電池的當前電壓，以便該電源適配器根據該電源適配器的輸出電壓和該電池的當前電壓，確定該第一充電介面與該第二充電介面之間是否接觸不良。
可選地，作為一實施例，該終端還接收該電源適配器發送的第五指令，該第五指令用於指示該第一充電介面與該第二充電介面之間接觸不良。
為了開啟和使用第一充電模式，電源適配器可以與終端進行快充通訊流程，經過一次或多次握手協商，實現電池的快速充電。具體可參見第6圖，為詳細地描述本發明實施例的快充通訊流程，以及快充程序包括的各個階段。應理解，第6圖示出的通訊步驟或操作僅是示例，本發明實施例還可以執行其它操作或者第6圖中的各種操作的變形。此外，第6圖中的各個階段可以按照與第6圖呈現的不同的順序來執行，並且也可能並非要執行第6圖中的全部操作。
綜上所述，根據本發明實施例的用於終端的充電方法，通過控制電源適配器輸出滿足充電需求的第三脈動波形的電壓，並將電源適配器輸出的第三脈動波形的電壓直接載入至終端的電池，從而可實現脈動的輸出電壓/電流直接對電池進行快速充電。其中，脈動的輸出電壓/電流的大小週期性變換，與傳統的恆壓恆流相比，能夠降低鋰電池的析鋰現象，提高電池的使用壽命，並且還能夠減少充電介面的觸點的起弧的機率和強度，提高充電介面的壽命，以及有利於降低電池的極化效應、提高充電速度、減少電池的發熱，保證終端充電時的安全可靠。此外，由於電源適配器輸出的是脈動波形的電壓，從而無需在電源適配器中設置電解電容，不僅可以實現電源適配器的簡單化、小型化，還可大大降低成本。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一所述特徵。在本發明的描述中，“複數”的含義是至少二，例如二，三等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是二元件內部的連通或二元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵 “上”或“下”可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中，參考術語“一實施例”、“一些實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所揭露的實施例描述的各示例的單元及演算法步驟，能夠以電子硬體、或者電腦軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
所屬領域的技術人員可以清楚地瞭解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統、裝置和單元的具體工作程序，可以參考前述方法實施例中的對應程序，在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統、裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，該單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如複數單元或元件可以結合或者可以整合到另一系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過一些介面，裝置或單元的間接耦合或通訊連接，可以是電性，機械或其它的形式。
該作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一地方，或者也可以分佈到複數網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以整合在一處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以二或二以上單元整合在一單元中。
該功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以儲存在一電腦可讀取儲存媒體中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對先前技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品儲存在一儲存媒體中，包括若干指令用以使得一台電腦裝置（可以是個人電腦，伺服器，或者網路裝置等）執行本發明各個實施例該方法的全部或部分步驟。而前述的儲存媒體包括：隨身碟、行動硬碟、唯讀記憶體（ROM，Read-Only Memory）、隨機存取記憶體（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光碟等各種可以儲存程式碼的介質。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。