CN103607007A - 一种无线充电发射电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无线充电发射电路,包括:DSP控制单元、驱动电路、能量发射电路、无线发射线圈、以及电流采样电路;其中,所述DSP控制单元连接至驱动电路;所述DSP控制单元用于将PWM脉冲控制信号提供给驱动电路,以控制无线充电系统的正常工作;所述驱动电路用于根据所述PWM脉冲控制信号,控制能量发射电路中的多个MOS管交替导通和关闭;能量发射电路用于通过多个MOS管交替导通和关闭,对无线发射线圈进行激励;所述电流采样电路用于对能量发射电路的工作电流进行采集,所述电流采样电路中包括两个采样电阻,所述两个采样电阻交替对工作电流进行采集。通过该无线充电发射电路,提高了工作电流检测的准确度,从而实现对系统的及时和有效地保护。

Description

一种无线充电发射电路
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域,特别涉及一种无线充电发射电路。
背景技术
无线充电技术是通过在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术。目前,无线充电技术可以分为两种方式,一种电磁感应方式;一种磁共振方式,其中电磁感应方式是依靠线圈之间的电磁感应实现能量的传输,磁共振方式是通过两个振动频率相同的物体来实现高效的能量传输。电磁感应式无线充电需要将充电设备控制在几毫米~几厘米范围内,属于近磁场无线充电,比较适合小功率电器使用,如手机、PSP等。由于其工作在10KHz~数百kHz之间,其电流采样技术很成熟,不需要考虑电子元器件在高频工作状态下的寄生参数对系统控制的影响。磁共振式无线充电技术可以实现数厘米~数米左右的无线充电距离,同时效率很高,因此备受关注。然而,在磁共振式无线充电技术中,线圈共振频率在10MHz或者更高,这种工作频率下贴片电子元器件的寄生参数将对采样电路的精度造成影响,并进一步影响发射电路的性能。
因此,在磁共振式无线充电系统中,发射电路的控制将直接决定系统的性能,如何有效实时控制发射系统,是一个技术难题。
发明内容
本发明提供一种无线充电发射电路,用于解决现有技术的无线充电系统中难以对发射电路部分进行实时和有效地控制的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种无线充电发射电路,应用于无线充电系统中,所述无线充电发射电路包括:DSP控制单元、驱动电路、能量发射电路、无线发射线圈、以及电流采样电路;其中,
所述DSP控制单元连接至驱动电路;所述DSP控制单元用于将PWM脉冲控制信号提供给驱动电路,以及根据所述电流采样电路采集的工作电流对提供给驱动电路的所述PWM脉冲控制信号进行调整,以控制无线充电系统的正常工作;
所述驱动电路用于根据所述PWM脉冲控制信号,控制能量发射电路中的多个MOS管交替导通和关闭;
所述能量发射电路用于通过多个MOS管交替导通和关闭,对无线发射线圈进行激励以实现能量的无线发射;
所述电流采样电路连接至能量发射电路和DSP控制单元,所述电流采样电路用于对能量发射电路的工作电流进行采集,所述电流采样电路中包括两个采样电阻,所述两个采样电阻交替对工作电流进行采集。
优选地,在无线充电系统工作的一个周期内,两个采样电阻分开检测,每个采样电阻工作半个周期。
优选地,电流采样电路包括采样电阻R1和R2、磁珠FB1和FB2、滤波电容C2和C3、电阻R7和R8、运算放大器U3-A和U3-B、以及增益调节电阻R5、R6、R9和R10;其中,
采样电阻R1上的电压信号经过FB2滤掉高频信号,再经过电容C3和电阻R8组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-B进行放大处理后输入DSP控制单元的第一数模转换通道中;采样电阻R2上的电压信号经过FB1滤掉高频信号,再经过电容C2和电阻R7组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-A进行放大处理后输入DSP控制单元的第二数模转换通道中。
优选地,所述能量发射电路包括由4个MOS管所组成的全桥H桥;
采样电阻R1和R2分别连接到所述全桥H桥中下桥臂的MOS管的源极;或,采样电阻R1和R2分别连接至所述全桥H桥中上桥臂的MOS管的漏极。
优选地,所述能量发射电路包括由MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4所组成的H桥,MOS管Q1与Q2组成H桥的前桥臂,MOS管Q3与Q4组成H桥的后桥臂;其中,MOS管Q1、Q3同时导通,同时关闭;MOS管Q2、Q4同时导通,同时关闭;所述MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4根据DSP控制单元所提供的PWM脉冲控制信号交替导通,以激励所述无线发射线圈;或,
所述能量发射电路包括由MOS管Q1、Q2、以及电容C5和C6所组成的半桥H桥,其中,MOS管Q1和电容C5组成所述半桥H桥的上桥臂,MOS管Q2和电容C6组成半桥H桥的下桥臂;MOS管Q1和Q2交替导通,以激励所述无线发射线圈。
优选地,所述能量发射电路包括H桥时,
所述无线发射线圈包括金属线圈TI-A和电容C20,电容C20与金属线圈TI-A串联,
所述金属线圈TI-A的一端连接至所述能量发射电路中前桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点,所述金属线圈TI-A的另一端通过电容C20连接至所述能量发射电路中后桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点。
优选地,所述驱动电路包括电压转换芯片U1和U2,电压转换芯片U1和U2的输入端分别连接于DSP控制单元的脉冲信号输出端,电压转换芯片U1和U2的输出端分别连接至能量发射电路中的MOS管的栅极,以对MOS管的关闭和开通进行控制。
优选地,所述无线充电发射电路还包括电压检测电路,其包括电阻R3和R4,其中,电阻R4的一端连接至所述能量发射电路的PFC+端以获取PFC+端的电压信号,电阻R4的另一端通过电阻R3接地,电阻R4和R3将电压信号分压之后,输入到所述DSP控制单元的第三数模转换通道中,以使得DSP控制单元通过第三数模转换通道获取反馈的电压信号,所述DSP控制单元还用于根据该电压信号的大小来调整无线发射线圈的输出电压的大小。
优选地,所述无线充电发射电路还包括温度检测电路,其包括电阻R12、热敏元件RTH1、以及电容C1;
其中,热敏元件RTH1设置在所述能量发射电路中MOS管的附近,用于对能量发射电路中MOS管的工作温度进行监测,热敏元件RTH1的一端接地,热敏元件RTH1的另一端通过电阻R12连接至直流电压源,电容C1并联在热敏元件RTH1的两端,电阻R12与热敏元件RTH1的连接点连接至DSP控制单元的第四数模转换通道,即,电阻R12与RTH1的分压值输入到所述DSP控制单元的第四数模转换通道中,所述DSP控制单元通过模数转换定时检测输入的电压值,并通过定时检测的电压值获取对应的温度值,以及根据检测到的所述温度值对该无线充电发射电路进行过热保护。
优选地,所述无线充电发射电路还包括CAN通信电路,其包括磁隔离型芯片U4和收发器U5;其中,
磁隔离型芯片U4用于对输入端和输出端两端的电平信号进行隔离以提高所述CAN通信电路的共模干扰抑制能力;收发器U5用于实现电平转换,即,将DSP控制单元的TTL电平转换为CAN总线的差分电平。
本发明提供的无线充电发射电路具有以下优点:
其一、DSP控制单元电流采样电路在每个周期检测电流采样电路采集的工作电流,并在每个周期对输出的PWM脉冲控制信号的占空比进行动态控制和调整,从而能够实现对系统的及时和有效地保护,实现系统的动态调整;
其二、在电流采样电路中,通过两个采样电阻对一个周期内的电流分开检测,每个采样电阻仅工作半个周期,从而降低了电流采样电路中的元件工作频率,改善了寄生参数对电流采样的波形和精度造成影响的问题,从而能够更好地反映系统工作电流的波形,提高了工作电流检测的准确度;
其三、能量发射电路可以通过全桥H桥或半桥H桥等多种方式进行实现,且能量发射电路与无线充电发射电路中其他电路模块的连接关系不发生改变,从而实现了系统硬件的便于剪裁,扩大了该无线充电发射电路的应用范围;
其四、通过温度检测电路,可以对无线充电发射电路内部元件的最高温度进行检测,并根据检测的最高温度,可以分段对无线充电发射电路进行过热保护;
其五、通过磁隔离型芯片实现的CAN通信电路,能够简洁有效的实现DSP控制单元的TTL电平和CAN总线的差分电平之间的转换,并且同时提高了CAN总线的抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种无线充电发射电路的框图;
图2为本发明实施例提供的无线充电发射电路的电路图;
图3为发明实施例提供的通过半桥H桥实现的能量发射电路300的电路结构图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明实施例提供的无线充电发射电路进行详细描述。
请参阅图1,为本发明实施例提供的一种无线充电发射电路的框图。该无线充电发射电路应用于无线充电系统中。如图1所示,该无线充电发射电路包括DSP控制单元100、驱动电路200、能量发射电路300、无线发射线圈400、以及电流采样电路500。其中,DSP控制单元100连接至驱动电路200,并将PWM脉冲控制信号提供给驱动电路200,以控制无线充电系统的正常工作;驱动电路200根据该PWM脉冲控制信号,控制能量发射电路300中的多个MOS管交替导通和关闭;通过能量发射电路300中的多个MOS管交替导通和关闭,对无线发射线圈400进行激励以实现能量的无线发射;所述电流采样电路500连接至能量发射电路300和DSP控制单元100,所述电流采样电路500对能量发射电路300的工作电流进行采集,并将采集的电流提供给DSP控制单元100,DSP控制单元100将根据能量发射电路300的工作电流来调整提供给驱动电路200的所述PWM脉冲控制信号。
请参阅图2,为本发明实施例提供的无线充电发射电路的电路图。如图1和2所示,DSP控制单元100用于控制无线充电发射电路的正常工作,DSP控制单元100用于将PWM脉冲控制信号提供给驱动电路200,并能够通过调节PWM脉冲控制信号的占空比来调节系统工作电流的大小,具体地,可以在DSP芯片的运行软件中设置电流环检测功能,如果需要增大输出的工作电流,则DSP芯片将通过增大PWM脉冲控制信号的占空比R来实现工作电流的增大,如果需要减小输出的工作电流,则DSP芯片将通过减小PWM脉冲控制信号的占空比R来实现工作电流的减小,同样地,可以通过调节PWM脉冲控制信号的占空比来调节系统输出功率的大小。因此,能够实现系统的动态调整。
另外,DSP控制单元100还用于接收电流采样电路500采集的无线充电发射电路的工作电流,并用于系统工作电流,以及输出功率的实时控制,DSP控制单元100在每个周期检测电流采样电路500采集的工作电流,并在每个周期对输出的PWM脉冲控制信号的占空比进行动态控制和调整,从而能够实现对系统的及时和有效地保护,实现系统的动态调整。
如图2所示,能量发射电路300包括由MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4所组成的H桥,其中,Q1与Q2组成H桥的前桥臂,Q3与Q4组成H桥的后桥臂。Q1、Q3同时导通,同时关闭;Q2、Q4同时导通,同时关闭。通过DSP控制单元100提供的PWM脉冲控制信号,能够使得Q1、Q3和Q2、Q4交替导通,通过交替导通的Q1、Q3和Q2、Q4,进而激励无线发射线圈400、从而实现能量的无线传输发射。上述示例中,以能量发射电路300通过4个MOS组成的全桥H桥为例进行了说明,另外能量发射电路300也可以通过其他的方式实现,例如,能量发射电路300可以通过半桥H桥实现。
如图3所示,为通过半桥H桥实现的能量发射电路300的电路结构图。其中,半桥H桥包括MOS管Q1、Q2、以及电容C5和C6,其中,Q1和电容C5组成半桥H桥的上桥臂,Q2和电容C6组成半桥H桥的下桥臂。Q1和Q2交替导通,从而激励无线发射线圈400。半桥H桥实现的系统电路的发射功率小于全桥H桥实现的系统电路的发射功率,可以在系统的额定功率较小时采用。对于半桥H桥实现的能量发射电路300,驱动电路200只需要提供Q1_PWM和Q2_PWM两个控制信号,另外,能量发射电路300与电流采样电路500的连接关系不变,能量发射电路300和无线发射线圈400之间的连接也不会发生变化,在这种情况下,可以根据需要进行对能量发射电路300进行设置,实现了系统硬件的便于剪裁,扩大了该无线充电发射电路的应用范围。
具体地,本发明实施例中,驱动电路200连接在DSP控制单元100和能量发射电路300之间,以用于对电平进行转换,驱动电路200可以通过电压转换芯片实现,其能够将DSP控制单元100的工作电压转换为MOS管的工作电压。如图2所示,驱动电路200包括电压转换芯片U1和U2,电压转换芯片U1和U2的输入端分别连接于DSP控制单元100的脉冲信号输出端(包括PWM_Q1、PWM_Q2、PWM_Q3、以及PWM_Q4),电压转换芯片U1和U2的输出端分别连接至能量发射电路300中的MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4的栅极,以对MOS管Q1、Q2、Q3、以及Q4的关闭和开通进行控制。
本发明实施例中,无线发射线圈400包括金属线圈TI-A和电容C20。金属线圈TI-A是一组采用利兹线或铜管绕制的金属圆环线圈,电容C20与金属线圈TI-A串联,以达到工作时串联谐振的要求。金属线圈TI-A的一端连接至能量发射电路300中前桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点,金属线圈TI-A的另一端通过电容C20连接至能量发射电路300中后桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点。另外,当能量发射电路300通过半桥H桥实现时,金属线圈TI-A的一端连接至能量发射电路300中前桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点,金属线圈TI-A的另一端通过电容C20连接至能量发射电路300中后桥臂的两个电容之间的连接点。
本发明实施例中,电流采样电路500可以通过两个采样电阻对系统的工作电流进行采集,在系统工作的一个周期内,两个采样电阻分开检测,每个采样电阻工作半个周期。通过两个采样电阻各工作半个周期,从而降低了电流采样电路500中的元件的工作频率,进而能够改善寄生参数对电流采样的精度造成影响的问题。
具体地,如图2所示,电流采样电路500包括采样电阻R1和R2、磁珠FB1和FB2、滤波电容C2和C3、电阻R7和R8、运算放大器U3-A和U3-B、以及增益调节电阻R5、R6、R9和R10。
采样电阻R1上的电压信号经过FB2滤掉高频信号,再经过电容C3和电阻R8组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-B进行放大处理后输入DSP控制单元100的第一数模转换通道(AD1)中;同样地,采样电阻R2上的电压信号经过FB1滤掉高频信号,再经过电容C2和电阻R7组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-A进行放大处理后输入DSP控制单元100的第二数模转换通道(AD2)中。
DSP控制单元100通过双通道AD转换逐周期检测电流值。例如,在Q1、Q3同时导通的半个周期内,通过采样电阻R1和R2中的一个检测系统的工作电流,在Q2、Q4同时导通的半个周期内,通过采样电阻R1和R2中的另一个检测系统的工作电流。其中,一个周期是MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4交替导通一次,即在一个周期内,MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4各导通一次。通过两个采样电阻对一个周期内的电流分开检测,每个采样电阻仅工作半个周期,能够更好地反映系统工作电流的波形,提高了工作电流检测的准确度。
在图2中,采样电阻R1和R2分别连接到H桥中下桥臂的MOS管Q2和Q3的源极(S极),另外,采样电阻R1和R2也可以采用其它的连接方式,例如,采样电阻R1和R2分别连接至H桥中上桥臂MOS管的漏极(D极),即采样电阻R1连接至MOS管Q1的漏极、采样电阻R2连接至MOS管Q4的漏极。在采样电阻R1和R2分别连接至H桥中上桥臂MOS管的漏极时,由于H桥中下桥臂的MOS管的源极电流不同于H桥中上桥臂MOS管的漏极电流,因此,在DSP控制单元100的信号处理部分需要做出对应的改动,在此不再赘述。
其中,采样电阻R1和R2对一个周期内的电流分开进行检测,即每个采样电阻仅工作半个周期,同时,磁珠FB1和FB2能够有效吸收系统电路中的高频共模干扰,便于电流信号的放大处理,因此,通过上述电流采样电路500,能够更好的反映系统的工作电流的波形。
本发明实施例中,以通过两路数模转换通道(AD通道)进行采集为例进行了说明,另外,也可以使用两路以上的AD通道进行采集,在通过两路以上的AD通道进行采集时,可以用硬件来进行多路采集实现信号均值处理,减少DSP软件算法复杂度,从而能够获得更好的工作电流的波形采集效果。例如,可以通过DSP控制单元100中的4路AD通道进行采集,这种情况下,电流采样电路500与能量发射电路300之间的连接不变,电流采样电路500中,通过采样电阻R1所采集的信号可以输入到DSP控制单元100的2个AD通道中,并将这2个AD通道检测的信号取平均作为通过R1所采集的信号,通过采样电阻R2所采集的信号可以输入到DSP控制单元100的2个AD通道中,并将这2个AD通道检测的信号取平均作为通过R2所采集的信号,利用AD通道多路设计,实现对信号同时多路采样。
通过本发明实施例提供的电流采样电路500,能够对无线充电发射电路的工作电流进行更加准确的检测,采样的工作电流可以作为每个周期输出的PWM脉冲控制信号的占空比的大小的判断依据,也就是说,DSP控制单元100通过PWM脉冲控制信号的占空比的大小,可以调整无线充电发射电路的工作电流的大小,其中PWM脉冲控制信号的占空比越大,则无线充电发射电路的工作电流越大,其发射功率也越大,另外,通过电流采样电路500检测的工作电流,可以实现对系统的过流保护,当检测的系统工作电流的工作电流过大时,DSP控制单元100可以调整通过PWM脉冲控制信号的占空比的调整来减小输出的工作电流,从而保证发射线圈的正常工作。
本发明实施例提供的电流采样电路500中,通过采样电阻对工作电流进行检测,其电路实现成本较低,并提供了一种适合在小功率中、低压应用场合下适用的电流采样方式。例如,给手机、平板电脑等无线充电场合下,这种无线能量传输在几十W之间,输入电源一般在12V或者5V左右。
优选地,如图1所示,本发明实施例提供的无线充电发射电路还包括电压检测电路600。如图2所示,电压检测电路600具体包括电阻R3和R4,其中,电阻R4的一端连接至所述能量发射电路的PFC+端以获取PFC+端的电压信号,电阻R4的另一端通过电阻R3接地,电阻R4和R3将电压分压之后,输入到DSP控制单元100的第三数模转换通道(AD3)中,以使得DSP控制单元100通过第三数模转换通道获取反馈的电压信号,DSP控制单元100通过AD转换定时检测输入电压值,以实现对无线发射线圈400工作电压的检测。通过电压检测电路600对无线发射线圈400的工作电压进行反馈,可以根据反馈的工作电压的大小实现过压保护和欠压保护功能。例如,在反馈的工作电压过大或者过小时,DSP控制单元100可以通过调整PWM脉冲信号的占空比来调整输出电压的大小,其中,输出电压指无线发射线圈400的工作电压,从而保证无线发射线圈400的正常工作。另外,通过电压检测电路600检测的无线发射线圈400的工作电压,结合无线发射线圈400的工作电流,DSP控制单元100可以通过预设的算法实时的获取系统的发射功率,从而能够对系统的发射功率进行实时监测和实时调整。
优选地,如图1所示,本发明实施例提供的无线充电发射电路还包括温度检测电路700。如图2所示,温度检测电路700具体包括电阻R12、热敏元件RTH1、以及电容C1。其中,热敏元件RTH1的一端接地,热敏元件RTH1的另一端通过电阻R12连接至直流电压源,电容C1并联在热敏元件RTH1的两端,电阻R12与热敏元件RTH1的连接点连接至DSP控制单元的第四数模转换通道,即,电阻R12与RTH1的分压值输入到DSP控制单元100的第四数模转换通道(AD4)中,DSP控制单元通过AD转换定时检测所述输入电压值,通过定时检测输入电压值可以获取对应的温度值,从而实现对无线充电发射电路内部元件的最高温度进行检测。优选地,热敏元件RTH1设置在能量发射电路300中MOS管的附近,用于对MOS管的工作温度进行监测。其中,热敏元件RTH1可以是NTC或者PTC形式的热敏电阻。根据检测的最高温度,可以分段对无线充电发射电路进行过热保护。例如,分别设定第一温度阈值和第二温度阈值,其中第一温度阈值小于第二温度阈值,当检测的最高温度大于第一温度阈值并且小于第二温度阈值时,可以通过DSP控制单元100调整输出功率的大小,例如,将输出功率减小到额定功率的一半,从而保证无线发射线圈工作在正常的温度范围内;当检测的最高温度大于或等于第二温度阈值时,则DSP控制单元100控制该无线充电发射电路自动关机,以避免对无线充电发射电路内部元件的损害。例如,可以将第一温度阈值设置为85摄氏度,将第二温度阈值设置为105摄氏度,如果检测到该无线充电发射电路内部元件的最高温度超过85摄氏度且小于105摄氏度,则DSP控制单元100控制将该无线充电发射电路的输出功率减小到额定功率的一半,如果输出功率减小到额定功率的一半之后,该无线充电发射电路内部元件的最高温度依然超过105摄氏度,则认为其超过设计的上限,则执行自动关机。上述过热保护的设定方式为一种优选的保护方式,也可以采用其它的过热保护设定方式对无线充电发射电路进行过热保护,在此不再赘述。
优选地,如图1所示,本发明实施例提供的无线充电发射电路还包括CAN通信电路800。如图2所示,CAN通信电路800包括磁隔离型芯片U4和收发器U5,磁隔离型芯片U4能够对两端的电平信号进行隔离从而提高CAN通信电路800的共模干扰抑制能力,U5为CAN收发器,例如,可以采用型号为PCA82C250的CAN收发器,CAN收发器U5用于实现电平转换,即将DSP控制单元100的TTL电平转换为CAN总线的差分电平,其能够有效地实现3.3V和5V电平的转换。
本发明实施例中的DSP芯片可以采用型号为TMS320系列的DSP控制芯片。
需要说明的是,本发明实施例中图2至图3所示的电路结构为无线充电发射电路中各个电路模块的优选实现方式,在实现各个电路模块的功能的前提下,也可以对各个模块的电路结构进行等效的变换,或采用其它的电路结构。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电发射电路,应用于无线充电系统中,其特征在于,所述无线充电发射电路包括:DSP控制单元、驱动电路、能量发射电路、无线发射线圈、以及电流采样电路;其中,
所述DSP控制单元连接至驱动电路;所述DSP控制单元用于将PWM脉冲控制信号提供给驱动电路,以及根据所述电流采样电路采集的工作电流对提供给驱动电路的所述PWM脉冲控制信号进行调整,以控制无线充电系统的正常工作;
所述驱动电路用于根据所述PWM脉冲控制信号,控制能量发射电路中的多个MOS管交替导通和关闭;
所述能量发射电路用于通过多个MOS管交替导通和关闭,对无线发射线圈进行激励以实现能量的无线发射;
所述电流采样电路连接至能量发射电路和DSP控制单元,所述电流采样电路用于对能量发射电路的工作电流进行采集,所述电流采样电路中包括两个采样电阻,所述两个采样电阻交替对工作电流进行采集。
2.如权利要求1所述的无线充电发射电路,其特征在于,在无线充电系统工作的一个周期内,两个采样电阻分开检测,每个采样电阻工作半个周期。
3.如权利要求2所述的无线充电发射电路,其特征在于,电流采样电路包括采样电阻R1和R2、磁珠FB1和FB2、滤波电容C2和C3、电阻R7和R8、运算放大器U3-A和U3-B、以及增益调节电阻R5、R6、R9和R10;其中,
采样电阻R1上的电压信号经过FB2滤掉高频信号,再经过电容C3和电阻R8组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-B进行放大处理后输入DSP控制单元的第一数模转换通道中;采样电阻R2上的电压信号经过FB1滤掉高频信号,再经过电容C2和电阻R7组成的低通滤波器进行低通滤波处理,滤波之后的信号输入运算放大器U3-A进行放大处理后输入DSP控制单元的第二数模转换通道中。
4.如权利要求3所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述能量发射电路包括由4个MOS管所组成的全桥H桥;
采样电阻R1和R2分别连接到所述全桥H桥中下桥臂的MOS管的源极;或,采样电阻R1和R2分别连接至所述全桥H桥中上桥臂的MOS管的漏极。
5.如权利要求1-3中任一项所述的无线充电发射电路,其特征在于,
所述能量发射电路包括由MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4所组成的H桥,MOS管Q1与Q2组成H桥的前桥臂,MOS管Q3与Q4组成H桥的后桥臂;其中,MOS管Q1、Q3同时导通,同时关闭;MOS管Q2、Q4同时导通,同时关闭;所述MOS管Q1、Q2、Q3以及Q4根据DSP控制单元所提供的PWM脉冲控制信号交替导通,以激励所述无线发射线圈;或,
所述能量发射电路包括由MOS管Q1、Q2、以及电容C5和C6所组成的半桥H桥,其中,MOS管Q1和电容C5组成所述半桥H桥的上桥臂,MOS管Q2和电容C6组成半桥H桥的下桥臂;MOS管Q1和Q2交替导通,以激励所述无线发射线圈。
6.如权利要求5所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述能量发射电路包括H桥时,
所述无线发射线圈包括金属线圈TI-A和电容C20,电容C20与金属线圈TI-A串联,
所述金属线圈TI-A的一端连接至所述能量发射电路中前桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点,所述金属线圈TI-A的另一端通过电容C20连接至所述能量发射电路中后桥臂的两个MOS管的源极和漏极之间的连接点。
7.如权利要求1-3中任一项所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述驱动电路包括电压转换芯片U1和U2,电压转换芯片U1和U2的输入端分别连接于DSP控制单元的脉冲信号输出端,电压转换芯片U1和U2的输出端分别连接至能量发射电路中的MOS管的栅极,以对MOS管的关闭和开通进行控制。
8.如权利要求1-3中任一项所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述无线充电发射电路还包括电压检测电路,其包括电阻R3和R4,其中,电阻R4的一端连接至所述能量发射电路的PFC+端以获取PFC+端的电压信号,电阻R4的另一端通过电阻R3接地,电阻R4和R3将电压信号分压之后,输入到所述DSP控制单元的第三数模转换通道中,以使得DSP控制单元通过第三数模转换通道获取反馈的电压信号,所述DSP控制单元还用于根据该电压信号的大小来调整无线发射线圈的输出电压的大小。
9.如权利要求1-3中任一项所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述无线充电发射电路还包括温度检测电路,其包括电阻R12、热敏元件RTH1、以及电容C1;
其中,热敏元件RTH1设置在所述能量发射电路中MOS管的附近,用于对能量发射电路中MOS管的工作温度进行监测,热敏元件RTH1的一端接地,热敏元件RTH1的另一端通过电阻R12连接至直流电压源,电容C1并联在热敏元件RTH1的两端,电阻R12与热敏元件RTH1的连接点连接至DSP控制单元的第四数模转换通道,即,电阻R12与RTH1的分压值输入到所述DSP控制单元的第四数模转换通道中,所述DSP控制单元通过模数转换定时检测输入的电压值,并通过定时检测的电压值获取对应的温度值,以及根据检测到的所述温度值对该无线充电发射电路进行过热保护。
10.如权利要求1-3中任一项所述的无线充电发射电路,其特征在于,所述无线充电发射电路还包括CAN通信电路,其包括磁隔离型芯片U4和收发器U5;其中,
磁隔离型芯片U4用于对输入端和输出端两端的电平信号进行隔离以提高所述CAN通信电路的共模干扰抑制能力;收发器U5用于实现电平转换,即,将DSP控制单元的TTL电平转换为CAN总线的差分电平。
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