CN109980754A - 一种自适应输入输出的无线充电控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应输入输出的无线充电控制系统及方法，该系统包括发射电路、应用处理器、整流滤波电路、开关电源电路、负载识别电路和负载；负载识别电路将识别到的负载功率反馈至应用处理器，应用处理器再控制发射电路的输出功率给到开关电源电路为负载进行充电。也就是说，本发明实施例所述技术方案，能够根据不同负载所需的电压，控制发射端输出符合负载所需电压的电压值，适用性较高，从而克服了现有无线充电系统发射端输出功率单一，无法满足不同负载的充电需求的问题，并且，本发明针对不同负载，仅需配置一个发射端，充分提高了发射端的利用率的同时，还大大节约了系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种自适应输入输出的无线充电控制系统及方法。
背景技术
现有的无线充电系统要求发射系统和接收系统的输入输出功率匹配，而现有小功率型无线充电发射电路输出电压均比较单一，因此，同一无线充电发射电路无法满足不同负载充电的需求，导致充电效率不高，使用不便，以及每一负载均需要配置与之匹配的无线发射系统，成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种自适应输入输出的无线充电控制系统及方法，用以解决现有无线充电系统发射端输出功率单一，无法满足不同负载的充电需求，以及由于发射端与接收电路的输入输出功率需要一一匹配，从而导致的系统成本较高、单一发射端使用率较低的问题。
本发明实施例提供了一种自适应输入输出的无线充电控制系统，包括发射电路、接收电路和负载；所述发射电路与接收电路在一定距离内建立通讯连接，所述接收电路与负载双向连接；
所述接收电路包括应用处理器、整流滤波电路、开关电源电路和负载识别电路；整流滤波电路的输出端与应用处理器的输入端和开关电源的输入端连接，应用处理器的输入端与负载识别电路的输出端连接，其输出端与开关电源电路的输入端连接，开关电源电路的输出端与负载连接，负载识别电路的与负载双向连接。
进一步地，作为一个可执行方案，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、 12V或20V，电流值的范围为1～2A。
进一步地，作为一个可执行方案，开关电源电路输出至负载的电压默认值为5V。
进一步地，本发明实施例还提供了一种自适应输入输出的无线充电控制方法，包括：
识别负载的充电协议，并获取负载所需充电功率；
获取发射电路最大输出功率；
根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，完成负载充电。
进一步地，作为一个可执行方案，所述根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，包括：
当负载所需充电功率大于等于发射电路最大输出功率时，限制发射电路的输出功率，允许发射电路按照发射电路最大输出功率输出；
当负载所需充电功率小于发射电路最大输出功率时，控制开关电源电路的反馈脚拉低，由开关电源电路通过改变开关管输出信号的频率、信号工作时间比例(占空比)和/或调整输出信号幅度大小的方式，控制当前输出至负载的电压值为负载所需充电功率值。
进一步地，作为一个可执行方案，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、 12V或20V，电流值的范围为1～2A。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种自适应输入输出的无线充电控制系统及方法，该系统包括发射电路、应用处理器、整流滤波电路、开关电源电路、负载识别电路和负载；负载识别电路将识别到的负载功率反馈至应用处理器，应用处理器再控制发射电路的输出功率给到开关电源电路为负载进行充电。也就是说，本发明实施例所述技术方案，能够根据不同负载所需的电压，控制发射端输出符合负载所需电压的电压值，适用性较高，从而克服了现有无线充电系统发射端输出功率单一，无法满足不同负载的充电需求的问题，并且，本发明针对不同负载，仅需配置一个发射端，充分提高了发射端的利用率的同时，还大大节约了系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例一所述的自适应输入输出的无线充电控制系统的结构示意图；
图2所示为本发明实施例二所述的自适应输入输出的无线充电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明专利工作原理是采用近磁场电磁感应原理：接收电路线圈与发射电路线圈靠近时，与之互感在线圈上产生交变电压，通过整流滤波得到直流电压，对接收电路负载进行供电。具体地，根据接收电路的充电协议QI标准发送协议数据包，控制发射电路持续输出功率，当直流电压达到一定值后，接收电路则使能后端开关电源电路输出供给负载。
本发明实施例一详细的技术方案如下，本发明实施例一提供了一种自适应输入输出的无线充电控制系统，如图1所示，其为本发明实施例一所述的自适应输入输出的无线充电控制系统的结构示意图，所述系统可包括：发射电路、接收电路和负载；所述发射电路与接收电路在一定距离内建立通讯连接，所述接收电路与负载双向连接；
所述接收电路包括应用处理器、整流滤波电路、开关电源电路和负载识别电路；整流滤波电路的输出端与应用处理器的输入端和开关电源的输入端连接，应用处理器的输入端与负载识别电路的输出端连接，其输出端与开关电源电路的输入端连接，开关电源电路的输出端与负载连接，负载识别电路的与负载双向连接。
进一步地，作为一个可执行方案，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、 12V或20V，电流值的范围为1～2A。
进一步地，作为一个可执行方案，开关电源电路输出至负载的电压默认值为5V。
也就是说，本发明实施例所述技术方案，能够根据不同负载所需的电压，控制发射端输出符合负载所需电压的电压值，适用性较高，从而克服了现有无线充电系统发射端输出功率单一，无法满足不同负载的充电需求的问题，并且，本发明针对不同负载，仅需配置一个发射端，充分提高了发射端的利用率的同时，还大大节约了系统成本。
实施例二
基于与本发明实施例一同一发明构思，本发明实施例二提供了基于一种自适应输入输出的无线充电控制系统的方法，如图2所示，其为本发明实施例二所述的自适应输入输出的无线充电控制方法的流程示意图，所述方法可包括以下步骤：
步骤201：识别负载的充电协议，并获取负载所需充电功率。
步骤202：获取发射电路最大输出功率。
步骤203：根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，完成负载充电。
本发明能够根据识别的负载的充电协议、获取的负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，完成负载充电。也就是说，本发明实施例所述技术方案，能够根据不同负载所需的电压，控制发射端输出符合负载所需电压的电压值，适用性较高，从而克服了现有无线充电系统发射端输出功率单一，无法满足不同负载的充电需求的问题，并且，本发明针对不同负载，仅需配置一个发射端，充分提高了发射端的利用率的同时，还大大节约了系统成本。
具体地，针对步骤203所述根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，包括：
当负载所需充电功率大于等于发射电路最大输出功率时，限制发射电路的输出功率，允许发射电路按照发射电路最大输出功率输出；
当负载所需充电功率小于发射电路最大输出功率时，控制开关电源电路的反馈脚拉低，由开关电源电路通过改变开关管输出信号的频率、信号工作时间比例(占空比)和/或调整输出信号幅度大小的方式，控制当前输出至负载的电压值为负载所需充电功率值。
进一步地，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、12V或20V，电流值的范围为1～2A。需要说明的是，负载充电协议可为QI无线充电协议。
其中，在默认情况下，开关电源电路输出至负载检测端口的电压默认值为5V。
为了更为清楚的了解本发明实施例二所述自适应输入输出的无线充电控制方法，下面将结合本发明实施例一中对应的无线充电控制系统的结构进行详细说明：
需要说明的是，本发明实施例所述的负载为具有快充和慢充功能的负载，对于只有慢充功能的负载，本发明实施例所述的无线充电控制系统则不进行负载识别，直接采用慢充即控制开关电源电路输出5v的电压值给负载进行充电。
具体地，在初始谈判阶段，接收电路中的应用处理器向发射电路发送识别包，通过发射电路的应答情况及内容，判断可请求的最大功率。如果在规定等待时间内，未得到回复，则说明发射电路只能提供最小的功率(最小功率5W)。
负载识别电路对负载进行检测，识别出当前待充电的移动负载适用的充电协议，输出相应的反馈信号至应用处理器。负载识别电路通过USB接口的D+、 D-来进行判断，通过不同类型的电压负载或者不同电流的负载。根据改变D+,D- 的参数。就可以实现负载的快充功能。BC1.2协议规定了USB接口各种用途的 D+、D-处理方式，普通负载设备通常是D+、D-短接。当负载有快充功能这时候就会进行握手协议。如果是安卓手机内部程序就会在D+上加载0.325V的电压，当这个维持1.25S后D+,D-断开，D-开始下降，当需求是5V，那么设置 D+为0.6V，D-为0V。当需求是9V，那么设置D+为3.3V，D-为0.6V。当需求是12V，那么设置D+为0.6V，D-为0.6V。当需求是20V，那么设置D+为 3.3V，D-为3.3V。像苹果设备如果需求是5V/1A的电流,那么设置D+为2.0V， D-为2.7V。如果需求是5V/2.1A的电流,那么设置D+为2.7V，D-为2.0V。如果需求是5V/2.4A的电流,那么设置D+为2.7V，D-为2.7V。这样就可以通过识别D+、D-状态来快速鉴定负载类型。应用处理器通过AD口检测负载识别电路的反馈信号，从而判断负载类型、负载需求功率。
在对发射电路最大输出功率和接收电路负载所需充电功率清楚了解之后，应用处理器调整合适的输出功率，具体地，当负载所需充电功率大于发射电路能输出的最大功率，则限制输出功率(当负载可进行9V/1.1A快充，而发送仅支持5W时，则控制输出电压为5V/1A，使系统进入慢充，保证发射电路能够正常工作)，保证不超过发射电路的最大输出功率。例如，当发射电路最大输出功率为10w，负载所需充电功率为15w，则发射电路按照最大输出功率10w 输出，为负载进行10w快充，需要说明的是5w以下的均被认为是慢充。当发射电路的最大功率满足负载的要求时，应用处理器会拉低开关电源电路的反馈脚，让开关电源电路通过改变开关管输出信号的频率、信号工作时间比例(占空比)和/或调整输出信号幅度大小的方式，改变当前输出至负载的电压值，为负载进行快充。根据负载所需的电压电流，提供一个与负载所需充电功率相适配的电压值电流值，从而达到合理的充电效果，进而大大提高了无线充电接收系统的适用性，用户无需再为不同负载匹配不同的充电系统，提高充电速度，方便使用，同时节约了成本。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种自适应输入输出的无线充电控制系统，其特征在于，包括发射电路、接收电路和负载；所述发射电路与接收电路在一定距离内建立通讯连接，所述接收电路与负载双向连接；
所述接收电路包括应用处理器、整流滤波电路、开关电源电路和负载识别电路；整流滤波电路的输出端与应用处理器的输入端和开关电源的输入端连接，应用处理器的输入端与负载识别电路的输出端连接，其输出端与开关电源电路的输入端连接，开关电源电路的输出端与负载连接，负载识别电路的与负载双向连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、12V或20V，电流值的范围为1～2A。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，开关电源电路输出至负载的电压默认值为5V。
4.一种基于权利要求1～3所述的自适应输入输出的无线充电控制系统的方法，其特征在于，包括：
识别负载的充电协议，并获取负载所需充电功率；
获取发射电路最大输出功率；
根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，完成负载充电。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述负载的充电协议、负载所需充电功率和发射电路最大输出功率，确定发射电路的输出功率，包括：
当负载所需充电功率大于等于发射电路最大输出功率时，限制发射电路的输出功率，允许发射电路按照发射电路最大输出功率输出；
当负载所需充电功率小于发射电路最大输出功率时，控制开关电源电路的反馈脚拉低，由开关电源电路通过改变开关管输出信号的频率、信号工作时间比例和/或调整输出信号幅度大小的方式，控制当前输出至负载的电压值为负载所需充电功率值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，开关电源电路输出的电压值为5V、9V、12V或20V，电流值的范围为1～2A。
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|---|---|---|---|---|
| CN110729792A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-24 | 深圳市沃特沃德股份有限公司 | 充电方法、装置、存储介质及计算机设备 |
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| CN101233665A (zh) * | 2005-07-29 | 2008-07-30 | Ls电线有限公司 | 无接触可充电电池和充电设备、电池充电组，及其充电控制方法 |
| CN207588565U (zh) * | 2017-12-14 | 2018-07-06 | 厦门新页科技有限公司 | 一种自适应输入输出的无线充电控制系统 |
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