智能手機快速充電專利申請現(xiàn)狀及審查應用實例分析

李杰　劉維舟　胡贏　邵磊

摘 要：文章以智能手機快速充電的國內外專利申請數(shù)據(jù)為分析樣本，從相關專利的時間分布、申請人分布、技術概況等角度進行了分析和研究，探討近幾年主要申請人的技術，并對該方向的專利審查領域作了應用實例分析。

關鍵詞：專利申請；快速充電

中圖分類號：F426.6；G306 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0077-03

1 手機充電技術概述

1.1 理論概念

1972年來自美國的科學家J.A.Mas在研究中發(fā)現(xiàn)蓄電池充電過程中存在最優(yōu)充電曲線：

I=I0eαt。

目前致力于充電方法都是基于最優(yōu)充電曲線開展的，如圖1所示，如電流超過最優(yōu)充電曲線，不僅無法提高充電速度，且導致電池的吸氣量增加；但低于此最優(yōu)曲線的話，充電時長會增加。

1.2 充電技術

1.2.1 恒流充電

根據(jù)電流的大小本充電方法可分為恒流充電和快速充電。在充電過程中，一般通過調節(jié)充電電源電壓或改變串聯(lián)阻值，保持電池的電流大小。

1.2.2 恒壓充電

整個充電過程中，充電電壓保持不變，而電流的變化與電池的大小自動調整，充電后期，充電電流逐漸減少。

1.2.3 恒流恒壓充電

恒流恒壓充電既不像恒壓充電開始時電流過大，又不同于恒流充電后期電流過大，該方法結構簡單，但它不能消除極化現(xiàn)象，故影響充電的效果。

1.2.4 間歇充電法

間歇充電法包括電壓變化的間歇充電法和電流變化的間歇充電法。

1.2.5 脈沖充電

脈沖充電曲線，主要包括三個部分：第一部分預充；第二部分恒流充電；第三部分脈沖充電。前兩部分同之前所述的，而在第三部分脈沖充電過程中，電壓下降速度越來越慢，停止充電的時間會變長，當恒流充電占空比低至5%～10%時，則終止充電。

2 手機快速充電技術概述

在電池應用方面，對于使用者來說，有一個很難均衡的問題，就是在電池容量和充電時間的取舍方面。當電池容量較大的時候，那充電一次所要耗費的時間最起碼要3～4 h，更有甚者，7～8 h才是最基本的。

而對于用戶來說，在未充滿電的情況下，頻繁充電，按照大多數(shù)人的說法，這樣對電池是有損害的。但電池容量太小的話，在當前終端耗電如此之大的情況下，也不可取。因此，如何實現(xiàn)電池容量既大，而充電時間又快的方式是需要思考的，手機快速充電部件方面專利技術分支圖如圖1所示，手機快速充電部件見表1。

以下為重點國家關于手機快速充電的專利量分布，如圖3所示。

以下為各國近十年來手機快速充電的專利申請量趨勢，如圖4所示。

以下為中國近十年有關手機快速充電的專利申請量趨勢，如圖5所示。

以下為中國占全球有關手機快速充電的專利申請量比例，如圖6所示。

3 重要申請人相關技術簡介

高通、臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司以及廣東歐珀移動通信有限公司在這方面起了排頭兵的作用。

3.1 高通股份有限公司

高通股份有限公司（US2008/0258688A1）于2008年提出了一種快速充電方法，該充電技術使用輸入電壓檢測電路檢測來自電源的電壓，并使用可調整電流限制電路改變調節(jié)器的輸入或輸出電流以優(yōu)化從電源汲取的電力。

基于該專利，高通公司在市場上推出Quick Charge1.0和以及發(fā)展出Quick Charge2.0技術。

3.1.1 Quick Charge1.0技術

Quick Charge1.0技術采用了自動調節(jié)充電模式，當你在5 V、1 A這種制式下，當你的電池電壓比較低得時候，給電池充電的電流，實際上是高于輸入電流的。

功率方面幾乎可以說是持平的。自動調節(jié)充電的方式進一步提升了充電電流，也就縮短了充電時間。與傳統(tǒng)USB充電技術相比，充電速度提升40%。

3.1.2 Quick Charge2.0

在Quick Charge2.0中，設計了兩種方案，即A類和B類。A類可以提供輸出5 V、9 V、12 V三種電壓。通過提高電壓的方式，讓電源適配器能夠提供更多的電量給到手機終端。

從總功率方面來講，Quick Charge2.0已經完全考慮到未來終端發(fā)展的趨勢。乃至到手機、平板、筆記本電腦融合的趨勢，在總功率的規(guī)劃方面，規(guī)格已經做的相當高。現(xiàn)有的A類方案，可以支持到36 W。

未來的B類方案，電壓將支持到5 V、9 V、12 V、20 V四種電壓，功率可以達到60 W。因此基本上筆記本電腦，和多節(jié)電池串聯(lián)的構架，都可以得到滿足。

3.1.3 Quick Charge 充電優(yōu)勢

在充電速度方面，采用Quick Charge技術之后，消費者可以盡享便捷充電的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的線性充電其充電電流小于1 A。（如果充電電流大于1 A的話，設備就過熱了）以一個3 300 mAh的電池舉例，傳統(tǒng)的線性充電方式充電，要長達4 h左右。而Quick Charge 1.0將充電電流提升到1.8～2 A。基本上可將充電時間縮短到40%。如果更進一步，使用Quick Charge 2.0標準，使用3 A的充電電流的話，那么在1小時多一點的時間，就可以完成充電。

3.2 臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司

臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司（US2013/0038297A1）于2013年公開了一種快速充電技術，該充電技術用于對充電器件的充電電流進行調整，包括：監(jiān)測充電器材的工作電壓，所述充電器材的工作電壓包括充電電壓與電池電壓的差值；根據(jù)所述充電器材的工作電壓調整所述充電器材的充電電流，從而提高電池充電效率，加快充電時間。

基于該專利，聯(lián)發(fā)科技股份有限公司在市場上推出了Pump Express快速充電技術。

3.2.1 Pump Express 技術詳解

鋰離子電池的充電過程可以分為以下三個部分：預充、恒流、恒壓。

由于預充是為了幫助過放電的鋰離子電池恢復介質活性，所以需要較小的電流，充電過程中花費大量時間的是在恒流階段，因此，大電壓和電流只能用于恒流階段。

基于以上原理分析，我們可以得出一種手機快速充電的定義：手機充電過程中根據(jù)電池電壓、電量和溫度等參數(shù)動態(tài)請求充電器調整輸出電壓和電流的方法。

而MTK Pump express正是采用了減少恒流充電時間而提出的一種快速充電方式。

3.2.2 Pump Express亮點

Pump Express為快速直流充電器提供的輸出功率<10 W（5 V）。

Pump Express Plus為充電器提供的輸出功率>15 W（高達12 V）。

4 應用實例

以上對手機快速充電進行了分析和梳理，目的是使審查員透徹了解本領域的技術發(fā)展狀況，以便在案件審查過程中更快理解發(fā)明的技術方案，準確獲取發(fā)明點，從而提高檢索效率。下面通過具體案例說明該專利技術綜述在審查過程中的作用。

案例申請?zhí)枺?01310047333.5

發(fā)明名稱：一種移動終端的電池充電方法及裝置移動終端。

技術方案：一種移動終端的電池充電方法，所述方法包括下述步驟：

①利用恒定電流給電池充電。

②得到當前電池的內阻。

③由當前的電池內阻得出當前的充電截止電壓。

④判斷當前的電池電壓是否大于或等于當前的充電截止電壓，否就返回所述步驟得到當前電池的內阻，是就利用恒定電壓給電池充電。

技術效果：在本發(fā)明中，通過補償電池內阻所消耗的電壓來調整移動終端的移動終端充電截止電壓，以提高恒流階段充電時間從而達到快速充電的目的，不增加成本，提高充電速度，尤其對大電流充電電池效果更加顯著，較好地提升了用戶體驗。

基于審查員的專業(yè)知識，在梳理專利技術綜述中技術路線路的基礎上，再結合本申請的說明書進行分析，容易得出該申請要解決的技術問題是“電池內阻對充電速度的提高有較大障礙的問題”，達到的技術效果是“不增加成本，提高充電速度，尤其對大電流充電電池效果更加顯著，較好地提升了用戶體驗”。

通過上述分析可知，本申請設計手機快速充電技術中的“提高恒流階段充電時間”技術分支，根據(jù)確定該技術分支中重要專利檢索要素的基礎上，快捷地確定出本申請的檢索要素“快速”，“充電”，“恒流”。

對上述檢索要素進行同義詞的適當擴展，從而確定出檢索用的關鍵詞“手機”，“移動終端”，“快”，“迅”，“充電”，“恒流”和“定電流”等等。

基于已經梳理出了“提高恒流階段充電時間”技術分支內的重要專利申請的檢索策略，對該分支中的專利進行針對性檢索，較為準確和快捷地獲得了可評述本申請創(chuàng)造性的對比文件JPH 10145979A。

該對比文件請求保護一種二次電池充電方法，利用恒流對電池進行充電，根據(jù)電壓變化測算電池內阻，利用內阻計算得到充電的截止電壓，若當前電壓大于充電截止電壓，則減小電流繼續(xù)恒流充電，且上述充電方法能夠實現(xiàn)電池的快速充電。

參考文獻：

[1] 傅宏.淺談企業(yè)專利申請中專利戰(zhàn)略的運用[J].才智，2011，（1）.