CN105846498A - 无线充电模组、电子设备及无线充电方法 - Google Patents

无线充电模组、电子设备及无线充电方法 Download PDF

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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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Abstract

本发明涉及无线充电领域，公开了一种无线充电模组、电子设备及无线充电方法。本发明中，无线充电模组包含：模数转换芯片、处理器、电流调节元件以及无线充电芯片；其中，模数转换芯片获取充电电池的反馈电压并将电信号转换成数字信号输出至处理器；处理器根据数字信号生成相应控制信号,并将控制信号输出至电流调节元件从而控制充电电流。本发明通过对电池电压变化的监控，智能调节充电电流，切换充电状态，避免了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对充电电池的损耗，有效保护锂电池。

Description

无线充电模组、电子设备及无线充电方法
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及无线充电模组、电子设备及无线充电方法。
背景技术
现代社会中，手机在我们生活里扮演着极其重要的角色。智能机的普及,使得手机已不再局限于传统意义上的交流工具。手机中包含的数目众多的强大功能覆盖着我们生活的各个方面，它的重要性以及人们对手机的依赖性日益凸显。
作为移动设备，续航能力有限，充电不可避免。区别于传统的有线充电方式，无线充电技术以其充电设备相对隐形、设备接口磨损率低的特点，让手机用户享受新的体验，但是现有的无线充电技术关于无线充电的过程管理方面却是空白。目前，市面上的手机无线充电在充电过程中的电流一直是恒定的，这样造成了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对于电池的损耗，同时也会存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线充电模组、电子设备及无线充电方法，使得在充电过程中，充电电流随着电池电压变化实现智能调节，从而避免了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对充电电池的损耗，有效保护锂电池。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线充电模组，该无线充电模组包含：模数转换芯片、处理器、电流调节元件以及无线充电芯片；所述电流调节元件的输入接脚连接于所述无线充电芯片的输出接脚，所述电流调节元件的输出接脚用于连接至可充电电池的正极；所述模数转换芯片的输入接脚用于连接至所述可充电电池的电压反馈接脚，所述模数转换芯片的输出接脚连接于所述处理器的信号输入接脚；所述处理器的控制接脚连接于所述电流调节元件的控制接脚；
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包含：可充电电池以及所述的无线充电模组；所述模数转换芯片的输入接脚连接于所述可充电电池的电压反馈接脚；所述电流调节元件的输出接脚连接于所述可充电电池的正极。
本发明的实施方式还提供了一种无线充电方法，具体包含以下步骤：所述处理器通过所述模数转换芯片获取所述可充电电池的反馈电压；所述处理器根据所述反馈电压产生控制信号；所述处理器将所述控制信号输出至所述电流调节元件，以调节充电电流。
本发明实施方式相对现有技术而言，所述模数转换芯片能够获取所述可充电电池的反馈电压，实时掌握可充电电池的电压值；所述可充电电池电压值的电信号通过所述模数转换芯片转换成数字信号并发送给所述处理器,所述处理器分析数字信号，并输出控制信号至所述电流调节元件,进而调节充电电流。概括地说，无线充电模组根据充电电池的电压值智能调节充电电流大小，使得充电电池避免了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对充电电池的损耗，有效保护充电电池。
另外，所述处理器通过所述模数转换芯片获取所述可充电电池的反馈电压，并根据所述反馈电压产生控制信号；所述处理器将所述控制信号输出至所述电流调节元件以调节充电电流。处理器根据预设电压与控制信号对照表生成控制信号并输出至电流调节元件，进一步帮助实现充电电流智能调节。
另外，所述处理器的芯片控制接脚还连接于所述无线充电芯片的控制接脚。
另外，所述电流调节元件包含功率三极管或功率场效应管。功率三极管或功率场效应管具有电路连接简单，来源广泛，市场化程度高，价格低廉等优势。
另外，所述可充电电池的负极与所述无线充电芯片的接地接脚均连接于所述电子设备的主板地。
另外，所述处理器根据所述反馈电压产生控制信号的步骤中：所述处理器查询电压与控制信号的预设对应关系，以获取所述反馈电压对应的所述控制信号。有利于实现充电电流的智能调节。
另外，所述电压与控制信号的预设对应关系由对照表形式表示；通过查表获取控制信号，方便快捷。
附图说明
图1是根据第一实施方式的无线充电模组的结构框图；
图2是根据第三实施方式的无线充电方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种无线充电模组。如图1所示，无线充电模组包含：模数转换芯片、处理器、电流调节元件以及无线充电芯片。
本实施方式中，电流调节元件的输入接脚连接于无线充电芯片的输出接脚，电流调节元件的输出接脚用于连接至可充电电池的正极；模数转换芯片的输入接脚用于连接至可充电电池的电压反馈接脚，模数转换芯片的输出接脚连接于处理器的信号输入接脚；处理器的控制接脚连接于电流调节元件的控制接脚；处理器的芯片控制接脚还连接于所述无线充电芯片的控制接脚。
其中，电流调节元件可以是功率三极管或者功率场效应管；其来源方便，实现电路简单，可推广性强。然本实施方式对电流调节元件的具体类型不作任何限制。这里以电流调节元件采用功率三极管为例，功率三极管基极所在端为电流调节元件控制接脚，功率三极管集电极所在端为电流调节元件的输出接脚，功率三极管发射极所在端为电流调节元件的输入接脚。功率三极管的集电极一端连接于充电电池的正极，功率三极管发射极一端连接于无线充电芯片的输出接脚，无线充电芯片的接地接脚与充电电池的负极连接到主板地。充电电池与无线充电模组共同构成一个完整的无线充电回路。
于实际应用中，无线充电模组与一个无线充电基座相配合以对可充电电池进行无线充电。实际上的，无线充电模组还包含连接于无线充电芯片的感应线圈；无线充电基座包含匹配于感应线圈的主线圈。感应线圈与主线圈相配合，利用电磁感应原理产生充电电流。
模数转换芯片获取可充电电池的反馈电压，将反馈电压由模拟形式转换为数字形式输出至处理器，处理器根据输入的数字形式的反馈电压产生相应的控制信号并输出至电流调节元件；电流调节元件在控制信号的控制下对充电电流进行调节。整个无线充电模组，结构清晰易懂，元器件来源广泛，易于采购，具有很强的推广性。
相对于现有技术而言，本发明填补了无线充电过程管理的空白，通过对电池电压变化的监控，智能调节充电电流，切换充电状态。避免了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对充电电池的损耗，有效的保护充电电池，同时规避了一定的潜在安全隐患。
本发明的第二实施方式涉及一种电子设备。在第二实施方式中，该电子设备具体包括：可充电电池，以及第一实施方式中的无线充电模组。
本实施方式中，模数转换芯片的输入接脚连接于可充电电池的电压反馈接脚。
电流调节元件的输出接脚连接于可充电电池的正极；可充电电池的负极与所述无线充电芯片的接地接脚均连接于所述电子设备的主板地。
具体地说，当电池需要充电时，电池置于无线充电电路中。在充电过程中，可充电电池的反馈电压通过模数转换芯片的输入接脚传送到模数转换芯片，模数转芯片将反馈电压由模拟形式转化为数字形式，以便于处理器分析，同时实现对电池电压的实时监控。
本发明的第三实施方式涉及一种无线充电方法。无线充电方法的具体步骤如图2所示，包含以下步骤：
步骤S101，处理器通过模数转换芯片获取可充电电池的反馈电压。
本发明以手机锂电池充电进行举例说明。锂电池在进行充电时，在不同的电压等级下，宜采用不同的充电电流。例如一种正常工作电压为3.7V左右的锂电池处于极低电量状态，即3.3V以下时，需要采用80-200mA的电流进行小电流充电；当电池处于近饱和态，即4.1-4.2V之间时，充电电流要随着电压升高逐渐降低，直至达到4.2V时，电流将为0。
实际情况中，在手机电池开始充电时，所剩电量并不固定，电池电压大小未知。模数转换芯片可获取充电电池的反馈电压并将反馈电压的电信号由模拟形式转化为数字形式后输出至处理器，以便于实现处理器对电池电压的分析判断。
步骤S102，处理器根据反馈电压产生控制信号。
具体地说，处理器产生的控制信号与充电电池的反馈电压有关。处理器的内部设置反馈电压与控制信号预设对应关系。在处理器接收模数转换芯片发送的反馈电压后，会根据反馈电压与控制信号预设对应关系获取接收到的反馈电压对应的控制信号。其中，反馈电压与控制信号预设对应关系例如以对照表形式表示；然不限于此，预设对应关系也可以函数或其他形式表示。
例如，一般的可充电电池的充电状态可分为涓流充电状态、恒流充电状态以及恒压充电状态。对应的，反馈电压分成三个数值区间，分别为[0,3.3]、(3.3,4.1]、(4.1,4.2]，三个数值区间分别对应的三个控制信号为A、B、C。其中，控制信号A对应于涓流充电状态下的充电电流(此时充电电流比较小，例如为100mA)；控制信号B对应于恒流充电状态下的充电电流(即功率三极管完全打开状态)；控制信号C对应于恒压充电状态下的充电电流(此时充电电压不变，充电电流不断减小)。需要说明的是，由于恒压充电状态下的充电电流实际上是在不断减小的，因此，控制信号C实际上是一个预定规律变化(可能是一个函数关系式)的信号。
步骤S103，处理器将控制信号输出至电流调节元件，以调节充电电流。
其中，处理器的控制信号在输出至功率三极管后，通过改变功率三极管基极电流进而改变其发射极和集电极之间通过的电流，即充电电流，实现对充电电流的智能调节，避免了在极低电量和饱和电流整个过程中大电流对充电电池的损耗。
由于第二实施方式与本实施方式相互关联，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种无线充电模组，其特征在于，包含：模数转换芯片、处理器、电流调节元件以及无线充电芯片；
所述电流调节元件的输入接脚连接于所述无线充电芯片的输出接脚，所述电流调节元件的输出接脚用于连接至可充电电池的正极；
所述模数转换芯片的输入接脚用于连接至所述可充电电池的电压反馈接脚，所述模数转换芯片的输出接脚连接于所述处理器的信号输入接脚；
所述处理器的控制接脚连接于所述电流调节元件的控制接脚；
其中，所述处理器通过所述模数转换芯片获取所述可充电电池的反馈电压，并根据所述反馈电压产生控制信号；所述处理器将所述控制信号输出至所述电流调节元件以调节充电电流。
2.根据权利要求1所述的无线充电模组，其特征在于，所述处理器的芯片控制接脚还连接于所述无线充电芯片的控制接脚。
3.根据权利要求1所述的无线充电模组，其特征在于，所述电流调节元件包含功率三极管或功率场效应管。
4.一种电子设备，其特征在于，包含：可充电电池、以及权利要求1至3中任意一项所述的无线充电模组；
所述模数转换芯片的输入接脚连接于所述可充电电池的电压反馈接脚；
所述电流调节元件的输出接脚连接于所述可充电电池的正极。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述可充电电池的负极与所述无线充电芯片的接地接脚均连接于所述电子设备的主板地。
6.一种无线充电方法，其特征在于，应用于权利要求4或5所述的电子设备，所述无线充电方法包含以下步骤：
所述处理器通过所述模数转换芯片获取所述可充电电池的反馈电压；
所述处理器根据所述反馈电压产生控制信号；
所述处理器将所述控制信号输出至所述电流调节元件，以调节充电电流。
7.根据权利要求6所述的无线充电方法，其特征在于，所述处理器根据所述反馈电压产生控制信号的步骤中：
所述处理器查询电压与控制信号的预设对应关系，以获取所述反馈电压对应的所述控制信号。
8.根据权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于，所述电压与控制信号的预设对应关系由对照表形式表示。
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