CN104467110A - 一种新型无线充电器及其降低无线充电待机功耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种无线充电器，尤其涉及一种新型无线充电器及其降低无线充电待机功耗的方法。一种无线充电器，所述无线充电器包括无线充电模块、电源、mcu板、PCB板和触控天线，所述触控天线在所述PCB板上平铺，所述mcu板具有AD采样模块，所述mcu板与所述触控天线连接，且与所述电源模块连接，所述电源模块通过mos管与所述无线充电模块连接，所述mcu板通过IO管脚连接mos管开关。本发明提供一种控制无线充电的方法，利用无线触控技术，检测周围环境电容值变化，当手机靠近时，mcu通过触控天线检测到电容值的变化，判断有手机靠近，因此会打开无线充电模块，在没有手机靠近情况下，一直关闭无线充电模块，只是定时唤醒mcu测试周围环境电容值，由于mcu功耗远远小于无线充电模块待机功耗，从而符合待机电流要求。
Description
技术领域
本发明属于一种无线充电器，尤其涉及一种新型无线充电器及其降低无线充电待机功耗的方法。
背景技术
符合无线充电联盟标准的无线充电现在越来越普及，车载无线充电器也开始在市场上出现，无线充电联盟无线充电原理，系统由发射端(transmitter)和接收端构成(receiver)，发射端主要由初级线圈、通讯、控制单元和电力传输单元构成，接收端主要由次级线圈、通讯、控制单元、电力接收单元和负载构成，通过电磁感应技术，将能量通过初级线圈传输给接收端次级线圈，传输频率112KHz--205KHz。无线充电待机模式设计：根据无线充电联盟的协议设计，发射端待机工作期间通过线圈向外发送信号，监控表面是否有物体，是否有物体拿开，如果系统接收到有协议规定的回应，那么发射端就开始与接收端建立进一步通讯，通讯成功以后开始充电。如果没有接收到回应，系统在400ms以后开始新一轮的发射信号和监听回应。由于待机状态下，大部分时候，都是没有手机在充电器上，系统每隔400ms向外发射无线电信号，造成系统的功耗达到100mW，同时对外辐射干扰，不符合车载要求。
由于无线充电联盟规定无线充电器必须400ms检测一次周围环境，检测是否有符合无线充电联盟的接收端存在，因此导致无线充电待机电流很大，对于家用而言，没有什么问题，因为车上靠蓄电池供电，待机模式下大的待机电流会大量消耗汽车电池电量，无法满足车厂要求。
发明内容
本发明提供一种针对无线充电待机电流无法满足车载要求的情况，一种控制无线充电的方法，利用无线触控技术，检测周围环境，检测到手机靠近，才会打开无线充电模块，在没有手机靠近情况下，系统一直处于低功耗的模式，从而符合待机电流要求。
本发明是这样实现的，一种无线充电器，所述无线充电器包括无线充电模块、电源、mcu板、PCB板和触控天线，所述触控天线在所述PCB板上平铺，所述mcu板具有AD采样模块，mcu板与触控天线连接，且与电源模块连接，mcu板通过mos管与无线充电模块连接，电源模块通过mos管与无线充电模块连接。
本发明的进一步技术方案是：所述触控天线可以平铺在PCB板上以及PCB板边缘。
本发明的进一步技术方案是：所述mcu功耗小于10mw，所述mcu通过IO管脚连接mos管开关。
本发明的进一步技术方案是：所述mcu板上含有AD采样模块，所述AD采样模块为数据采集模块。
一种基于上述技术方案中任一所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，包括如下步骤：
A mcu开启空闲模式；
B mcu定时检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断是否有手机在充电器表面，是执行步骤C，否执行步骤G；
C触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管连接电源，无线充电器与电源模块连接，无线充电器开始充电；
D mcu定时扫描一次周围环境，检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断手机是否拿开，是执行步骤F，否执行步骤E；
E mcu保持工作模式；
F触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管关闭电源，无线充电器与电源模块断开连接；
G mcu定时重新扫描一次周围环境。
本发明的进一步技术方案是：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔150ms-250ms检测一次。
本发明的进一步技术方案是：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔180ms-220ms检测一次。
本发明的进一步技术方案是：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔190ms-200ms检测一次。
本发明的进一步技术方案是：mcu可以通过IO管脚控制mos管开关，从而控制无线充电模块供电，断电。
本发明的进一步技术方案是：AD管脚和触控天线连接，AD管脚接地放电，待电放完，将IO管脚置位高电平，对触控天线进行充电一段时间，天线的电压上升，此时进行AD采样，得到AD值，在有外部手机靠近和没有手机靠近情况下，AD值是出现差异，通过判断AD采样值不同，判断是否有手机靠近。
本发明的有益效果是：针对无线充电待机电流无法满足车载要求的情况，本发明提供一种控制无线充电的方法，利用无线触控技术，检测周围环境，检测到手机靠近，才会打开无线充电模块，在没有手机靠近情况下，系统一直处于低功耗的模式，从而符合待机电流要求。
附图说明
图1本发明无线充电器的模块连接图；
图2本发明无线充电器工作原理图；
1-mos管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
本发明一种新型无线充电器，所述新型无线充电器具有触控天线和mcu板，触控天线可以平铺在PCB板上，铺设天线的原则是面积尽可能的大，也可以将天线铺设在PCB边缘，以便增加接触面积，增加检测敏感度。在传统无线充电器中增加mcu板，这个mcu板具有AD采样模块，AD采样模块和触控天线连接，触控天线与地形成一个电容，当手机进入触控天线的检测范围内时，触控天线与地之间的电容发生变化，这个变化由AD采样检测到，AD采样就将这个变化传递给mcu板，mcu可以通过IO接口管脚控制mos管开关，控制无线充电模块供电、断电，控制电源模块是否给无线充电模块进行充电。
基于上述新型无线充电器的运行原理，具体使用这种无线充电器的方法如下：
A mcu开启空闲模式；
B mcu定时检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断是否有手机在充电器表面，是执行步骤C，否执行步骤G；
C触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管连接电源，无线充电器与电源模块连接，无线充电器开始充电；
D mcu定时扫描一次周围环境，检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断手机是否拿开，是执行步骤F，否执行步骤E；
E mcu保持工作模式；
F触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管关闭电源，无线充电器与电源模块断开连接；
G mcu定时重新扫描一次周围环境。
当无线充电器待机时，此时只有mcu运作，电源模块与无线充电模块断开连接，此时mcu进入空闲模式，mcu每隔150ms-250ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔150ms-250ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔180ms-220ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔190ms-200ms检测一次触控电容是否发生变化，优选为200ms检测一次触控电容是否发生变化，若没有手机进入触控天线的检测范围内，触控电容不发生变化，mcu保持空闲模式。当手机进入触控天线的检测范围内时，触控电容发生变化，此时电容变化被AD采样检测到，信息发送给mcu，mcu通过IO端口控制mos管开关闭合，电源模块与无线充电模块连接，手机开始充电，mcu进入工作模式。
mcu进入工作模式，此时mcu和无线充电模块同时工作，mcu每隔150ms-250ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔150ms-250ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔180ms-220ms检测一次触控电容是否发生变化，也可以每隔190ms-200ms检测一次触控电容是否发生变化，优选为200ms检测一次触控电容是否发生变化，无线充电模块给手机充电，若此时，手机在触控天线的检测范围内，mcu保持工作模式，无线充电器继续给手机充电。若此时，手机离开检测范围，或者当手靠近手机时，手与手机构成了电容的第二个极板，增大了传感器的电容。AD采样检测到电容的变化，信息发送给mcu，mcu通过IO端口控制mos管开关打开，电源模块与无线充电模块断开连接，无线充电器停止充电，mcu进入空闲模式。
Claims (10)
1.一种无线充电器，其特征在于：所述无线充电器包括无线充电模块、电源模块、mcu、mos管、PCB板和触控天线，所述mcu为微控制单元，所述触控天线在所述PCB板上平铺，所述mcu与所述触控天线连接，且与所述电源模块连接，所述电源模块通过所述mos管与所述无线充电模块连接，所述mcu与所述mos管连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电器，其特征在于：所述触控天线平铺在PCB板以及PCB板边缘上。
3.根据权利要求1所述的一种无线充电器，其特征在于：所述mcu功耗小于10mw，所述mcu通过IO管脚连接mos管开关。
4.根据权利要求1所述的一种无线充电器，其特征在于：所述mcu板上含有AD采样模块，所述AD采样模块为数据采集模块。
5.一种基于权利要求1至4中任一所述的无线充电器的一种降低无线充电待机功耗的方法，包括如下步骤：
A mcu开启空闲模式；
B mcu定时检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断是否有手机在充电器表面，是执行步骤C，否执行步骤G；
C 触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管连接电源，无线充电器与电源模块连接，无线充电器开始充电；
D mcu定时扫描一次周围环境，检测触控天线，通过AD采样检测AD值，判断手机是否拿开，是执行步骤F，否执行步骤E；
E mcu保持工作模式；
F 触控天线的电容跳变被AD采样感应，信息传递到mcu，mcu控制mos管关闭电源，无线充电器与电源模块断开连接；
G mcu定时重新扫描一次周围环境。
6.根据权利要求5所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，其特征在于：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔150ms-250ms检测一次。
7.根据权利要求5所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，其特征在于：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔180ms-220ms检测一次。
8.根据权利要求5所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，其特征在于：mcu定时重新扫描一次周围环境，每隔190ms-200ms检测一次。
9.根据权利要求5所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，其特征在于：所述mcu通过IO管脚控制mos管开关，控制无线充电模块供电、断电。
10.根据权利要求5所述的一种降低无线充电待机功耗的方法，其特征在于：AD采样接口和触控天线连接，首先AD管脚接地放电，待电放完，将IO管脚置位高电平，对触控天线进行充电一段时间，天线的电压上升，此时进行AD采样，得到AD值，在有外部手机靠近和没有手机靠近情况下，AD值是出现差异，通过判断AD采样值不同，判断是否有手机靠近。
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