智能手机快速充电专利申请现状及审查应用实例分析

李杰　刘维舟　胡赢　邵磊

摘 要：文章以智能手机快速充电的国内外专利申请数据为分析样本，从相关专利的时间分布、申请人分布、技术概况等角度进行了分析和研究，探讨近几年主要申请人的技术，并对该方向的专利审查领域作了应用实例分析。

关键词：专利申请；快速充电

中图分类号：F426.6；G306 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0077-03

1 手机充电技术概述

1.1 理论概念

1972年来自美国的科学家J.A.Mas在研究中发现蓄电池充电过程中存在最优充电曲线：

I=I0eαt。

目前致力于充电方法都是基于最优充电曲线开展的，如图1所示，如电流超过最优充电曲线，不仅无法提高充电速度，且导致电池的吸气量增加；但低于此最优曲线的话，充电时长会增加。

1.2 充电技术

1.2.1 恒流充电

根据电流的大小本充电方法可分为恒流充电和快速充电。在充电过程中，一般通过调节充电电源电压或改变串联阻值，保持电池的电流大小。

1.2.2 恒压充电

整个充电过程中，充电电压保持不变，而电流的变化与电池的大小自动调整，充电后期，充电电流逐渐减少。

1.2.3 恒流恒压充电

恒流恒压充电既不像恒压充电开始时电流过大，又不同于恒流充电后期电流过大，该方法结构简单，但它不能消除极化现象，故影响充电的效果。

1.2.4 间歇充电法

间歇充电法包括电压变化的间歇充电法和电流变化的间歇充电法。

1.2.5 脉冲充电

脉冲充电曲线，主要包括三个部分：第一部分预充；第二部分恒流充电；第三部分脉冲充电。前两部分同之前所述的，而在第三部分脉冲充电过程中，电压下降速度越来越慢，停止充电的时间会变长，当恒流充电占空比低至5%～10%时，则终止充电。

2 手机快速充电技术概述

在电池应用方面，对于使用者来说，有一个很难均衡的问题，就是在电池容量和充电时间的取舍方面。当电池容量较大的时候，那充电一次所要耗费的时间最起码要3～4 h，更有甚者，7～8 h才是最基本的。

而对于用户来说，在未充满电的情况下，频繁充电，按照大多数人的说法，这样对电池是有损害的。但电池容量太小的话，在当前终端耗电如此之大的情况下，也不可取。因此，如何实现电池容量既大，而充电时间又快的方式是需要思考的，手机快速充电部件方面专利技术分支图如图1所示，手机快速充电部件见表1。

以下为重点国家关于手机快速充电的专利量分布，如图3所示。

以下为各国近十年来手机快速充电的专利申请量趋势，如图4所示。

以下为中国近十年有关手机快速充电的专利申请量趋势，如图5所示。

以下为中国占全球有关手机快速充电的专利申请量比例，如图6所示。

3 重要申请人相关技术简介

高通、台湾联发科技股份有限公司以及广东欧珀移动通信有限公司在这方面起了排头兵的作用。

3.1 高通股份有限公司

高通股份有限公司（US2008/0258688A1）于2008年提出了一种快速充电方法，该充电技术使用输入电压检测电路检测来自电源的电压，并使用可调整电流限制电路改变调节器的输入或输出电流以优化从电源汲取的电力。

基于该专利，高通公司在市场上推出Quick Charge1.0和以及发展出Quick Charge2.0技术。

3.1.1 Quick Charge1.0技术

Quick Charge1.0技术采用了自动调节充电模式，当你在5 V、1 A这种制式下，当你的电池电压比较低得时候，给电池充电的电流，实际上是高于输入电流的。

功率方面几乎可以说是持平的。自动调节充电的方式进一步提升了充电电流，也就缩短了充电时间。与传统USB充电技术相比，充电速度提升40%。

3.1.2 Quick Charge2.0

在Quick Charge2.0中，设计了两种方案，即A类和B类。A类可以提供输出5 V、9 V、12 V三种电压。通过提高电压的方式，让电源适配器能够提供更多的电量给到手机终端。

从总功率方面来讲，Quick Charge2.0已经完全考虑到未来终端发展的趋势。乃至到手机、平板、笔记本电脑融合的趋势，在总功率的规划方面，规格已经做的相当高。现有的A类方案，可以支持到36 W。

未来的B类方案，电压将支持到5 V、9 V、12 V、20 V四种电压，功率可以达到60 W。因此基本上笔记本电脑，和多节电池串联的构架，都可以得到满足。

3.1.3 Quick Charge 充电优势

在充电速度方面，采用Quick Charge技术之后，消费者可以尽享便捷充电的优势。传统的线性充电其充电电流小于1 A。（如果充电电流大于1 A的话，设备就过热了）以一个3 300 mAh的电池举例，传统的线性充电方式充电，要长达4 h左右。而Quick Charge 1.0将充电电流提升到1.8～2 A。基本上可将充电时间缩短到40%。如果更进一步，使用Quick Charge 2.0标准，使用3 A的充电电流的话，那么在1小时多一点的时间，就可以完成充电。

3.2 台湾联发科技股份有限公司

台湾联发科技股份有限公司（US2013/0038297A1）于2013年公开了一种快速充电技术，该充电技术用于对充电器件的充电电流进行调整，包括：监测充电器材的工作电压，所述充电器材的工作电压包括充电电压与电池电压的差值；根据所述充电器材的工作电压调整所述充电器材的充电电流，从而提高电池充电效率，加快充电时间。

基于该专利，联发科技股份有限公司在市场上推出了Pump Express快速充电技术。

3.2.1 Pump Express 技术详解

锂离子电池的充电过程可以分为以下三个部分：预充、恒流、恒压。

由于预充是为了帮助过放电的锂离子电池恢复介质活性，所以需要较小的电流，充电过程中花费大量时间的是在恒流阶段，因此，大电压和电流只能用于恒流阶段。

基于以上原理分析，我们可以得出一种手机快速充电的定义：手机充电过程中根据电池电压、电量和温度等参数动态请求充电器调整输出电压和电流的方法。

而MTK Pump express正是采用了减少恒流充电时间而提出的一种快速充电方式。

3.2.2 Pump Express亮点

Pump Express为快速直流充电器提供的输出功率<10 W（5 V）。

Pump Express Plus为充电器提供的输出功率>15 W（高达12 V）。

4 应用实例

以上对手机快速充电进行了分析和梳理，目的是使审查员透彻了解本领域的技术发展状况，以便在案件审查过程中更快理解发明的技术方案，准确获取发明点，从而提高检索效率。下面通过具体案例说明该专利技术综述在审查过程中的作用。

案例申请号：201310047333.5

发明名称：一种移动终端的电池充电方法及装置移动终端。

技术方案：一种移动终端的电池充电方法，所述方法包括下述步骤：

①利用恒定电流给电池充电。

②得到当前电池的内阻。

③由当前的电池内阻得出当前的充电截止电压。

④判断当前的电池电压是否大于或等于当前的充电截止电压，否就返回所述步骤得到当前电池的内阻，是就利用恒定电压给电池充电。

技术效果：在本发明中，通过补偿电池内阻所消耗的电压来调整移动终端的移动终端充电截止电压，以提高恒流阶段充电时间从而达到快速充电的目的，不增加成本，提高充电速度，尤其对大电流充电电池效果更加显著，较好地提升了用户体验。

基于审查员的专业知识，在梳理专利技术综述中技术路线路的基础上，再结合本申请的说明书进行分析，容易得出该申请要解决的技术问题是“电池内阻对充电速度的提高有较大障碍的问题”，达到的技术效果是“不增加成本，提高充电速度，尤其对大电流充电电池效果更加显著，较好地提升了用户体验”。

通过上述分析可知，本申请设计手机快速充电技术中的“提高恒流阶段充电时间”技术分支，根据确定该技术分支中重要专利检索要素的基础上，快捷地确定出本申请的检索要素“快速”，“充电”，“恒流”。

对上述检索要素进行同义词的适当扩展，从而确定出检索用的关键词“手机”，“移动终端”，“快”，“迅”，“充电”，“恒流”和“定电流”等等。

基于已经梳理出了“提高恒流阶段充电时间”技术分支内的重要专利申请的检索策略，对该分支中的专利进行针对性检索，较为准确和快捷地获得了可评述本申请创造性的对比文件JPH 10145979A。

该对比文件请求保护一种二次电池充电方法，利用恒流对电池进行充电，根据电压变化测算电池内阻，利用内阻计算得到充电的截止电压，若当前电压大于充电截止电压，则减小电流继续恒流充电，且上述充电方法能够实现电池的快速充电。

参考文献：

[1] 傅宏.浅谈企业专利申请中专利战略的运用[J].才智，2011，（1）.