CN108599386A - 一种无线充电稳流电路、方法及无线充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线充电稳流电路、方法及无线充电设备，该稳流电路包括：依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池；连接在所述无线接收芯片输出端的分流电路和所述无线接收芯片输入端的控制电路；所述分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻和分流开关；所述控制电路包括：依次连接并接地的整流电路、稳压电路和检压电路，所述检压电路与所述分流开关并联。本发明实施例通过在无线充电线路中增加分流电路，使无线充电接收装置中的可充电电池的充电电流的大小稳定在一定范围内，提高了无线充电接收装置的使用寿命，而且使无线充电接收装置的尺寸和与无线充电发射装置的充电距离更加灵活，从而让无线充电接收端使用体验和寿命得到了保障。

Description

一种无线充电稳流电路、方法及无线充电设备

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电分流电路、方法及无线充电设备。

背景技术

目前市场已大规模使用的有两种无线充电方案技术，一种是采用标准规范化的无线充电协议方案，如QI协议无线充电技术，充电功率可控制，通用性好，但由于初始设计针对手机等电子设备设计的，芯片体积较大，成本较高，对小体积低功耗的电子设备支持不是很好。另外一种是部分芯片厂商推出的低成本私有协议的无线充电技术方案，优点是成本较低，芯片体积小，因而其在功率控制和稳定性上就不是很好。

部分便携设备或低功耗IOT设备则受限于产品体积和成本，大多采用私有协议无线充电技术方案，使用无线充电接收芯片直接对小体积充电电池充电，其传递能量的多少会随无线充电发射磁耦合线圈与接收磁耦合线圈的间距而变化，当距离较远时耦合到的电磁能量就较弱，从而对电池充电的电流偏小；当距离过近时耦合到的电磁能量就很强，对电池充电的电流又会过大。按充电电池特性可知，充电电流不稳定和过小，则充电时间会很长；充电电流不稳定和过大又会对锂电池造成不可逆转的损害或是更严重的膨胀爆炸、起火等安全问题，对产品的使用体验也造成不好的影响。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的至少一个实施例提供了一种无线充电稳流电路，包括：依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池；还包括：连接在所述无线接收芯片输出端的分流电路和所述无线接收芯片输入端的控制电路；所述分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻和分流开关；所述控制电路包括：依次连接并接地的整流电路、稳压电路和检压电路，所述检压电路与所述分流开关并联，所述检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，所述分流开关导通，所述检压电路两端的电压小于所述预设电压值时，所述分流开关断开。

基于上述技术方案，本发明实施例还可以做出如下改进。

可选的，所述整流电路包括：二极管；所述稳压电路包括：稳压电阻和稳压电容；所述检压电路包括：检压电阻。

可选的，所述二极管输入端与所述无线接收芯片输入端连接，所述二极管输出端与所述稳压电阻的一端连接，所述稳压电阻的另一端与所述检压电阻的一端和稳压电容的一端连接，所述检压电阻的另一端接地，所述稳压电容的另一端接地。

可选的，所述分流开关为莫斯管或三级管。

可选的，当所述分流开关为莫斯管时，所述检压电阻的一端与所述莫斯管的G极相连，所述检压电阻的另一端与所述莫斯管的S极相连。

可选的，所述分流开关两端的电压值通过如下公式进行计算，

其中，Vc为所述分流开关两端的电压，Vl为所述接收线圈两端接收到的电压，Vd为所述整流电路两端的自有压降，R1为所述检压电路两端的电阻值，R2为所述稳压电路两端的电阻值；

当所述Vc大于或等于所述分流开关的额定工作值时，所述分流开关导通；

或者，当所述Vc大于或等于所述分流开关的额定工作值时，所述分流开关闭合。

可选的，所述分流开关为N沟道莫斯管。

本发明实施例还提供了一种无线充电设备，包括：无线充电发射装置和无线充电接收装置，所述无线充电接收装置包括：上述任一无线充电分流电路，用于调整无线充电发射装置与无线充电接收装置的充电距离小于或大于预设距离时，无线充电接收装置接收的电流。

本发明实施例还提供了一种无线充电方法，应用于依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池，包括：

通过检压电路检测接收线圈接收到的电磁感应电压；

当所述检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，分流电路导通，所述分流电路用于对无线接收芯片对所述可充电电池输出的充电电流进行分流；

或者，当所述检压电路两端的电压小于预设电压值时，分流电路断开。

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例通过在无线充电线路中增加分流电路，使无线充电接收装置中的可充电电池的充电电流的大小稳定在一定范围内，提高了无线充电接收装置的使用寿命，而且使无线充电接收装置的尺寸和与无线充电发射装置的充电距离更加灵活，从而让无线充电接收端使用体验和寿命得到了保障。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种无线充电稳流电路连接结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种无线充电稳流电路连接结构框图；

图3是本发明另一实施例提供的一种无线充电稳流电路连接结构示意图；

图4是本发明又一实施例提供的一种无线充电设备结构示意图。

图中：1：接收线圈；2：无线接收芯片；3：分流电阻；4：分流开关；5：二极管；6：稳压电阻；7：稳压电容；8：检压电阻。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种无线充电稳流电路，包括：依次串联的接收线圈1、无线接收芯片2和可充电电池；还包括：连接在无线接收芯片2输出端的分流电路和无线接收芯片2输入端的控制电路。

在本实施例中，分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻3和分流开关4，当分流开关4导通时时，分流电阻3分担无线接收芯片2对可充电电池的充电电流，当分流开关4断开时，分流电阻3不连入无线接收芯片2与可充电电池的通路中，不降低充电电流；控制电路包括：依次连接并接地的整流电路、稳压电路和检压电路，检压电路与分流开关4并联，控制电路中的整流电路对接收线圈1接收的电流进行整流，并通过稳压电路对接收线圈1接收的电流进行滤波稳压，通过检压电路与分流开关4并联，使分流开关4两端的电压等于检压电路两端的电压。

在本实施例中，检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，分流开关4导通，检压电路两端的电压小于预设电压值时，分流开关4断开，具体的，分流开关4为莫斯管或三级管，通过调整检压电路的电阻值，调整分流开关4的导通时机，以控制可充电电池的充电电流，可选的，分流开关4还可以是其他通过分流开关4两端电压值或电流值控制的开关。

上述实施例中，在无线接收芯片2的输出端和输入端分别设置分流电路和控制电路，通过控制电路中的整流电路、稳压电路和检压电路，对接收线圈1接收到的电流进行整流、稳压，并通过检压电路检测无线接收芯片2输入端的电压值，通过调整检压电路的电阻值，当无线接收芯片2输入端的电压值过大时，使检压电路两端的电压大于分流开关4的导通电压，此时分流开关4导通，由此通过分流电路对无线接收芯片2输出端的电流值进行分流，降低无线充电电池的充电电流，保障可充电电池的安全性，而且当无线接收芯片2输入端的电压值过小时，随之伴随的可能是接收线圈1接收到的能量较弱，接收线圈1的电流值的波动性会加剧，通过整流和稳压电路稳定接收线圈1接收到的电磁能量，分流电路中的也不会导通，保证所接受到的电磁能量尽可能多的为可充电电池充电。

在本实施例中，所述接收线圈1和可充电电池均分别与一电容并联，通过电容对接收线圈1接收到的电量进行稳压，对无线接收芯片2输出端的电压进行稳压。

在本实施例中，整流电路包括：二极管5；稳压电路包括：稳压电阻6和稳压电容7；检压电路包括：检压电阻8。二极管5输入端与无线接收芯片2输入端连接，二极管5输出端与稳压电阻6的一端连接，稳压电阻6的另一端与检压电阻8的一端和稳压电容7的一端连接，检压电阻8的另一端接地，稳压电容7的另一端接地，具体的，通过二极管5对接受线圈接收到的电流进行整流，通过稳压电路中电容和电阻过滤掉接收到的交流电进行稳压，同时与检压电阻8串联，使检压电阻8可以根据回路中的电阻总值进行电压调整，保证接受线圈接收到的电量过大时，检压电阻8两端的电压值可以有效的控制分流开关4的导通和断开。

在本实施例中，当分流开关4为莫斯管时，检压电阻8的一端与莫斯管的G极相连，检压电阻8的另一端与莫斯管的S极相连，当莫斯管的G极和S两端的电压大于导通电压时，莫斯管的D极与S极导通，由此实现了分流电路的导通，通过分流电阻3对无线接收芯片2输出端输出的用于给可充电电池充电的电流进行分流，具体的，分流开关4为N沟道莫斯管。

在本实施例中，分流开关4两端的电压值通过如下公式进行计算，

其中，Vc为分流开关4两端的电压，Vl为接收线圈1两端接收到的电压，Vd为整流电路两端的自有压降，R1为检压电路两端的电阻值，R2为稳压电路两端的电阻值，在上述公式中，Vl可以看作经过无线接收芯片2给可充电电池充电的充电电压，Vc为分流开关4的控制电压，当Vc大于或等于分流开关4的额定工作值时，分流开关4导通；通过调整检压电路两端的电阻值R1使Vl的值大于某一预设值时，Vc的值也大于或等于分流开关4的额定工作值，或者，当Vc大于或等于分流开关4的额定工作值时，分流开关4闭合。

如图3所示，在一个具体的实施例中提供一种无线充电稳流电路，包括：依次串联的接收线圈1、无线接收芯片2和可充电电池；还包括：连接在无线接收芯片2输出端的分流电路和无线接收芯片2输入端的控制电路。

在本实施例中，分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻3和分流开关4，当分流开关4导通时时，分流电阻3分担无线接收芯片2对可充电电池的充电电流，当分流开关4断开时，分流电阻3不连入无线接收芯片2与可充电电池的通路中，不降低充电电流；控制电路包括：与所述无线接收芯片2输入端串联的整流电路和连接在所述整流电路输出端并接地的检压电路，所述检压电路与所述分流开关4并联；即，控制电路还包括：与所述无线接收芯片2输入端串联的整流电路和连接在所述整流电路输出端并接地的检压电路。

在本实施例中，所述整流电路包括：二极管5，所述检压电路包括：两个检压电阻8；通过二极管5将整个接收线圈1接收到的电流整流，供给无线接收芯片2和控制电路，可省去控制电路的稳压电容7，减少器件，缩减PCB占用。同时功能不受任何影响，而且由于二极管5对送入无线接收芯片2的电流进行稳流，还能增加无线接收芯片2的电流稳定性。

如图4所示，本发明实施例还提供了一种无线充电设备，包括：无线充电发射装置和无线充电接收装置，无线充电接收装置包括：上述任一无线充电分流电路，无线充电分流电路包括：依次串联的接收线圈1、无线接收芯片2和可充电电池；还包括：连接在无线接收芯片2输出端的分流电路和无线接收芯片2输入端的控制电路；分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻3和分流开关4；控制电路包括：依次连接并接地的整流电路、稳压电路和检压电路，检压电路与分流开关4并联，检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，分流开关4导通，检压电路两端的电压小于预设电压值时，分流开关4断开。

在本实施例中，整流电路包括：二极管5；稳压电路包括：稳压电阻6和稳压电容7；检压电路包括：检压电阻8；二极管5输入端与无线接收芯片2输入端连接，二极管5输出端与稳压电阻6的一端连接，稳压电阻6的另一端与检压电阻8的一端和稳压电容7的一端连接，检压电阻8的另一端接地，稳压电容7的另一端接地。

在本实施例中，分流开关4为莫斯管或三级管；当分流开关4为莫斯管时，检压电阻8的一端与莫斯管的G极相连，检压电阻8的另一端与莫斯管的S极相连，具体的，分流开关4为N沟道莫斯管。

在本实施例中，分流开关4两端的电压值通过如下公式进行计算，

其中，Vc为分流开关4两端的电压，Vl为接收线圈1两端接收到的电压，Vd为整流电路两端的自有压降，R1为检压电路两端的电阻值，R2为稳压电路两端的电阻值；

当Vc大于或等于分流开关4的额定工作值时，分流开关4导通；

或者，当Vc大于或等于分流开关4的额定工作值时，分流开关4闭合。

本发明实施例还提供了一种无线充电方法，应用于依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池，包括：

通过检压电路检测接收线圈接收到的电磁感应电压；

当所述检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，分流电路导通，所述分流电路用于对无线接收芯片对所述可充电电池输出的充电电流进行分流；

或者，当所述检压电路两端的电压小于预设电压值时，分流电路断开。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无线充电稳流电路，包括：依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池；其特征在于，还包括：连接在所述无线接收芯片输出端的分流电路和所述无线接收芯片输入端的控制电路；所述分流电路包括：依次连接并接地的分流电阻和分流开关；所述控制电路包括：依次连接并接地的整流电路、稳压电路和检压电路，所述检压电路与所述分流开关并联，所述检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，所述分流开关导通，所述检压电路两端的电压小于所述预设电压值时，所述分流开关断开。

2.根据权利要求1所述的无线充电稳流电路，其特征在于，所述整流电路包括：二极管；所述稳压电路包括：稳压电阻和稳压电容；所述检压电路包括：检压电阻。

3.根据权利要求2所述的无线充电稳流电路，其特征在于，所述二极管输入端与所述无线接收芯片输入端连接，所述二极管输出端与所述稳压电阻的一端连接，所述稳压电阻的另一端与所述检压电阻的一端和稳压电容的一端连接，所述检压电阻的另一端接地，所述稳压电容的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的无线充电稳流电路，其特征在于，所述分流开关为莫斯管或三级管。

5.根据权利要求4所述的无线充电稳流电路，其特征在于，当所述分流开关为莫斯管时，所述检压电阻的一端与所述莫斯管的G极相连，所述检压电阻的另一端与所述莫斯管的S极相连。

6.根据权利要求5所述的无线充电稳流电路，其特征在于，所述分流开关两端的电压值通过如下公式进行计算，

其中，Vc为所述分流开关两端的电压，Vl为所述接收线圈两端接收到的电压，Vd为所述整流电路两端的自有压降，R1为所述检压电路两端的电阻值，R2为所述稳压电路两端的电阻值；

当所述Vc大于或等于所述分流开关的额定工作值时，所述分流开关导通；

或者，当所述Vc大于或等于所述分流开关的额定工作值时，所述分流开关闭合。

7.根据权利要求1-6中任一所述的无线充电稳流电路，其特征在于，所述分流开关为N沟道莫斯管。

8.一种无线充电设备，包括：无线充电发射装置和无线充电接收装置，其特征在于，所述无线充电接收装置包括：如权利要求1-7中任一所述的无线充电分流电路，用于调整无线充电发射装置与无线充电接收装置的充电距离小于或大于预设距离时，无线充电接收装置接收的电流。

9.一种如权利要求1-7中任一所述的无线充电稳流电路的无线充电方法，应用于依次串联的接收线圈、无线接收芯片和可充电电池，其特征在于，包括：

通过检压电路检测接收线圈接收到的电磁感应电压；

当所述检压电路两端的电压大于或等于预设电压值时，分流电路导通，所述分流电路用于对无线接收芯片对所述可充电电池输出的充电电流进行分流；

或者，当所述检压电路两端的电压小于预设电压值时，分流电路断开。