CN109660282B - 一种电源接口的通信装置及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源接口的通信装置，其包括主通信模块与所需通信的从通信模块，上述主、从通信模块之间通过电源线连接，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输，主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测。本发明还相应公开了通信方法。通过在从通信模块电源线中进行通信，将校准信号调制到电源信号中，减少了从通信模块MCU的接口资源，无需添加额外通信接口也可获取用户发送的通信信息。在从通信模块需要进行参数校正，用户无需拆机即可发送校正信息，为无线充电器校正增加了便利性。

Description

一种电源接口的通信装置及通信方法
技术领域
本申请涉及信号通信领域，具体涉及一种电源接口的通信装置及通信方法。
背景技术
随着电子技术的不断的发展，各种各样的电子产品进入我们的生活中，我们变得越来越离不开电子产品。但是我们的各种电子产品进行有线充电时并不是那么的方便，并且各种各样的电缆导致占用了许多的空间并且有些大功率的有线充电也存在一定的安全风险。生活中诸多这样的案例导致了人们迫切的希望有一种安全，廉价并且有效又方便的充电方式对电子设备进行充电。因此，催生了无线充电，无线充电技术正在蓬勃发展。
目前市面上主流无线充电器都是基于磁耦合无线充电技术，其原理为初级线圈产生磁场耦合到次级线圈中，次级线圈感生交流电经过整流滤波输出直流电为用电器供电。然而这一技术也出现了安全隐患，当在初次级线圈之间放置金属异物时，金属异物因为涡流而发热，从而引发火灾等安全隐患，因此在无线充电技术中异物检测功能变得极其重要。根据Qi无线充电标准所述，其异物检测方法之一为通过检测功率损耗来判断是发射端与接收端之间否有异物存在，其功率损耗值为：
PLoss＝PPT-PPR
其中PLoss为金属异物热损耗功率，PPT为发射端发射功率，其值为发射端电源净输入功率减去发射端空载损耗功率，PPR为接收端接收功率。因此，为了准确判断在发射端与接收端之间是否存在异物，则需要准确测出发射端实际发射功率。在实际电路中，同样电路布局以及同样元器件参数之间其电气性能也有所不同，因此每个发射端空载损耗也有所不同，则无线充电发射器在出厂时需对其空载损耗参数进行校正。
在现有无线充电器参数校正方法中，其方法大多为在无线充电器电路中添加一个引脚接口来获取用户校正指令，用户通过该接口对MCU发送校正指令，充电器开始进行校正。但是上述方法都需要无线充电器内部MCU增加接口来接收用户校正指令，这不仅占用充电器内部MCU引脚资源，还需添加用户校准交互电路，这增加了无线充电器元器件成本，并且在无线充电器产品出厂装壳后校准更加的不方便。
发明内容
因此上述技术问题，本发明针对提供了了一种应用于电源接口的通信装置及通信方法。
具体采用了如下技术方案：
一种电源接口的通信装置，其包括主通信模块与所需通信的从通信模块，上述主、从通信模块之间通过电源线连接，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输。
进一步，主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测。
进一步，从通信模块为无线充电发射端。
进一步，主通信模块包括MCU1，接收用户交互接口的输入信息，输入信息为一定频率的高低电平编码信号；MCU1发送上述输入信息，上述高低电平编码信号控制与MCU1连接的mos管的导通、关断，从而将输入信息调制到直流电源信号中。
进一步，主通信模块中MCU1检测到电流值从待机电流值增加时，则表示从通信模块返回主通信模块开始校正信息成功接收确认信息；当主通信模块检测到电流值减小到待机电流值，则主通信模块接收到校正成功信息，MCU1则通过用户交互接口告知用户校正成功。
进一步，主通信模块中包括第一DC接口和第二DC接口，第一DC接口连接直流电源，第二DC接口连接从通信模块的第三电源接口DC接口；其中，第一DC接口、用于交互接口均与MCU1连接，MCU1接收用户交互接口的输入信息，并将上述输入信息发送至与其连接的N型mos管Q2栅极，Q2漏极接地，Q2源极接电阻R2一端，电阻R2另一端分别接电阻R1一端和电阻R3一端，电阻R3的另一端接P型mos管Q1栅极，电阻R1另一端接第一DC接口、Q1的源极及二极管D1的负极，二极管D1的正极、Q1漏极接第二DC接口。
进一步，从通信模块的输入电压检测电路通过第三DC接口将输入电压信号传到MCU2，MCU2通过对输入电压信号进行采样解码出信号，当MCU2判断接收信号并执行。
进一步，所述接收信号为开始校正信号时，MCU2通过控制逆变器从而使线圈电流从零增加到最大电流值，MCU2记录每个电流值下的空载损耗，从而完成一次参数校正，从通信模块回到待机状态。
进一步，第一DC接口和第二DC接口均并联滤波电容。
一种电源接口的通信方法，主通信模块通过电源线连接从通信模块，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输，主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果为：
本发明通过在从通信模块电源线中进行通信，将校准信号调制到电源信号中，减少了从通信模块MCU的接口资源，使从通信模块在除电源接口以外无需添加额外通信接口也可获取用户发送的通信信息。在从通信模块需要进行参数校正，用户无需拆机即可发送校正信息，为无线充电器校正增加了便利性，同时无需在从通信模块增加额外校正命令接收电路，减少了元器件数量，降低了充电器成本；由于在所有无线充电发射端中都有输入电压检测电路，因此无线充电发射端无需添加额外的解码电路就可获取用户的校准命令，同时通过在电源信号中进行通信，使无线充电器在装壳后也可以很方便的进行校准通信，同时节约了充电器内部MCU引脚资源。无线充电器只需应用其电路原有的电路结构就可对用户发送的信号进行解码，而无需额外增加解码电路，简化了无线充电器电路结构。另外，通过本发明所述通信装置及通信方法可实现在电源线中传输多个信息，其信息格式与内容根据用户需要及所设计的主通信模块和从通信模块MCU资源进行设置。
本发明通过一条电源线就可实现多种信息传输，其信息格式可根据用户自行设置，使通信更加灵活；
用户可以在本发明所述主通信模块与从通信模块之间设置特有的通信协议，从而使通信更加的安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为主通信模块的电路图。
图3为从通信模块(无线充电发射端)的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明为的电源接口的通信装置，如图所示，主通信模块与所需通信的从通信模块之间通过电源线连接，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输。主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测。
图1中直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，其直流电源参数根据从通信模块电源需求进行选择，从通信模块具体为无线充电发射端。
主通信模块模块：结构如图2所示，其功能为将调制信号调制到电源信号中。主通信模块中包括第一DC接口和第二DC接口，第一DC接口连接直流电源，第二DC接口连接从通信模块的第三电源接口DC接口；其中，第一DC接口、用于交互接口均与MCU1连接，MCU1接收用户交互接口的输入信息，并将上述输入信息发送至与其连接的N型mos管Q2栅极，Q2漏极接地，Q2源极接电阻R2一端，电阻R2另一端分别接电阻R1一端和电阻R3一端，电阻R3的另一端接P型mos管Q1栅极，电阻R1另一端接第一DC接口、Q1的源极及二极管D1的负极，二极管D1的正极、Q1漏极接第二DC接口。一般地，当用户发出开始校正信息时，MCU1收到用户交互接口的开始校正信息，MCU1发送开始校正信息包，其开始校正信息包为一定频率的高低电平编码信号，该高低电平信号控制mos管Q1、Q2的导通、关断，从而将开始校正包信号调制到电源信号中。当MCU1发出高电平时，N型mos管Q2导通，电阻R3右端为低电平，P型mos管Q1导通，V2电压值等于V1；当MCU1发出低电平时，N型mos管Q2关断，电阻R3右端为高电平，P型mos管Q1关断，V2电压值为V1-VD1,VD1为二极管D1导通压降。因此，其开始校正包信号则调制到电压信号V2中了。
从通信模块(无线通信发射端)：结构如图3所示，其功能为将主通信模块调制后的电源信号解码。从通信模块的输入电压检测电路通过第三DC接口将输入电压信号传到MCU2，MCU2通过对输入电压信号进行采样解码出信号，当MCU2判断接收信号并执行。当主通信模块向从通信模块发出开始校正信息后，无线充电器发射端输入电压检测电路将其输入电压信号传到MCU2，MCU2通过对该电压信号进行采样解码出信号，当MCU2判断接收信号包为开始校正信号时，MCU2通过控制逆变器从而使线圈电流从零增加到最大电流值，MCU2记录每个电流值下的空载损耗，从而完成一次参数校正，无线充电发射器回到待机状态。在整个校正过程中，无线充电发射器输入电流逐渐增加，当校准完成时，无线充电发射器回到待机状态，则其输入电流减小到待机电流值，因此当主通信模块中MCU1检测到电流值I1从待机电流值增加时，则表示从通信模块返回主通信模块开始校正信息成功接收确认信息。当完成校正时，主通信模块检测到电流值I1减小到待机电流值，则主通信模块接收到校正成功信息，MCU1则通过用户交互接口告知用户校正成功。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电源接口的通信装置，其特征在于：其包括主通信模块和从通信模块，上述主、从通信模块之间通过电源线连接，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输；
其中，主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测，主通信模块中MCU1检测到电流值从待机电流值增加时，则表示从通信模块返回主通信模块开始校正信号成功接收确认信息；当主通信模块检测到电流值减小到待机电流值，则主通信模块接收到校正成功信息，MCU1则通过用户交互接口告知用户校正成功；
从通信模块中包括MCU2，从通信模块的输入电压检测电路通过第三DC接口将输入电压信号传到MCU2，MCU2通过对输入电压信号进行采样解码出信号，当MCU2判断接收信号为开始校正信号时，MCU2通过控制逆变器从而使线圈电流从零增加到最大电流值，MCU2记录每个电流值下的空载损耗，从而完成一次参数校正，从通信模块回到待机状态。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于：从通信模块为无线充电发射端。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于：主通信模块包括MCU1，接收用户交互接口的输入信息，输入信息为一定频率的高低电平编码信号；MCU1发送上述输入信息，上述高低电平编码信号控制与MCU1连接的mos管的导通、关断，从而将输入信息调制到直流电源信号中。
4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于：主通信模块中包括第一DC接口和第二DC接口，第一DC接口连接直流电源，第二DC接口连接从通信模块的第三DC接口；其中，第一DC接口、用户交互接口均与MCU1连接，MCU1接收用户交互接口的输入信息，并将上述输入信息发送至与其连接的N型mos管Q2栅极，Q2漏极接地，Q2源极接电阻R2一端，电阻R2另一端分别接电阻R1一端和电阻R3一端，电阻R3的另一端接P型mos管Q1栅极，电阻R1另一端接第一DC接口、Q1的源极及二极管D1的负极，二极管D1的正极、Q1漏极接第二DC接口。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其特征在于：第一DC接口和第二DC接口均并联滤波电容。
6.一种电源接口的通信方法，其特征在于：主通信模块通过电源线连接从通信模块，直流电源通过主通信模块为从通信模块供电，主通信模块将调制信号调制到直流电源信号中，从通信模块从上述直流电源信号解码出调制信号，实现调制信号的传输，主通信模块通过检测电流实现对从通信模块的状态监测，主通信模块中MCU1检测到电流值从待机电流值增加时，则表示从通信模块返回主通信模块开始校正信号成功接收确认信息；当主通信模块检测到电流值减小到待机电流值，则主通信模块接收到校正成功信息，MCU1则通过用户交互接口告知用户校正成功；从通信模块中包括MCU2，从通信模块的输入电压检测电路通过第三DC接口将输入电压信号传到MCU2，MCU2通过对输入电压信号进行采样解码出信号，当MCU2判断接收信号为开始校正信号时，MCU2通过控制逆变器从而使线圈电流从零增加到最大电流值，MCU2记录每个电流值下的空载损耗，从而完成一次参数校正，从通信模块回到待机状态。
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