CN110544962A - 一种双充无线充电发射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双充无线充电发射器，包括发射器壳体、适配器及数据线，发射器壳体与适配器通过数据线连接；发射器壳体内设有PCB板，PCB板上设有第一电源转换模块、第二电源转换模块、第一无线充电发射模块、第二无线充电发射模块、MCU单片机及MICRO‑USB连接器；MICRO‑USB连接器的一端分别与第一电源转换模块及第二电源转换模块电性连接，其另一端通过数据线与适配器连接；第一电源转换模块及第二电源转换模块均与MCU单片机电性连接；第一电源转换模块与第一无线充电发射模块连接，第二电源转换模块与第二无线充电发射模块连接；第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块均与MCU单片机电性连接。

Description

一种双充无线充电发射器

技术领域

本发明属于无线充电领域，具体涉及一种双充无线充电发射器。

背景技术

随着电子行业的发展，便携式电子设备，如手机、电子书等已得到广泛的应用。现有的便携式电子设备的充电装置分为两种：有线充电装置与无线充电装置。相比之下，无线充电装置使用更为方便。

无线充电装置是可以直接给移动设备充电，相当于一个充电器，可以在或外出时给数码产品提供充电的装置，使用较为方便。

目前，用户在移动环境下往往会随身携带多个电子设备，如两部或两部以上手机等，当两部或两部以上电子设备需要充电时，用户通常是使用无线充电装置先给一部电子设备充电，待充电完，再给另一部电子设备充电，充电时间太长，且充电过程用户不能同时使用无线充电装置对两部电子设备充电。针对这个问题，大部分用户会使用两个无线充电装置对两个电子设备同时进行充电，携带两个无线充电装置会给在移动环境下的用户带来不便，数量多，容易丢失。也就是说，现有无线充电装置存在不能同时为两个电子设备充电的问题。

另外，部分无线充电装置虽然可以同时为两个电子设备充电，但是，此类无线充电装置的两个无线充电发射模块中往往共用一个电源转换模块，由于Qi无线充电信号传输是通过电力载波传输，无线充电接收模块给其中一路无线充电发射模块发送信号时，容易造成完整的数据信号通过电源或者地传输到另外一路无线充电发射模块，导致另外一路无线充电发射模块误操作，容易产生数据干扰，影响另外一路工作，因此，该无线充电装置为两个电子设备同时充电时，容易导致两个无线充电发射模块中完整的数据信号互相干扰，大大地影响系统的稳定性；而且该无线充电装置正常只有单一的充电模式，如慢充或快充，即不能实现两种充电模式共存，无法满足用户不同充电需求，其中，本专利中所述的慢充是指充电电压U为5V且充电功率P为5W，快充是指充电电压U为9V，充电功率5W＜P≤15W。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种双充无线充电发射器，该发射器不仅能解决现有无线充电装置不能同时为两个电子设备充电的问题，同时，有效解决了两个电子设备同时充电时，容易引发完整的数据信号受到干扰的问题，另外，本发明还可以实现两种充电模式(慢充和快充)共存,满足用户不同充电需求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种双充无线充电发射器，包括发射器壳体、适配器及数据线，发射器壳体与适配器通过数据线连接；发射器壳体内设有PCB板，PCB板上设有第一电源转换模块、第二电源转换模块、第一无线充电发射模块、第二无线充电发射模块、MCU单片机及MICRO-USB连接器；所述MICRO-USB连接器的一端分别与第一电源转换模块及第二电源转换模块电性连接，所述第一电源转换模块及第二电源转换模块均与MCU单片机电性连接；所述第一电源转换模块与第一无线充电发射模块连接，第二电源转换模块与第二无线充电发射模块连接；所述第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块均与MCU单片机电性连接；所述MICRO-USB连接器的另一端通过数据线与适配器连接；

所述第一无线充电发射模块包括第一隔磁片、第一电磁感应线圈及第一发射电路，第一电磁感应线圈设于第一隔磁片上，第一隔磁片及第一发射电路均设于PCB板正面的一端。

进一步地，所述第二无线充电发射模块包括第二隔磁片、第二电磁感应线圈及第二发射电路，第二电磁感应线圈设于第二隔磁片上，第二隔磁片及第二发射电路均设于PCB板正面的另一端。

进一步地，所述的双充无线充电发射器的充电方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：发射器壳体与适配器通过数据线连接后，上电；

步骤二：判定适配器的规格，即适配器规格是否为QC适配器；

步骤三：根据步骤二的判定结果，如果适配器规格为符合QC协议的适配器，则通过数据通讯的发射器壳体可以输出9V电压，否则输出5V电压。

步骤四：当输出5V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果只有一个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则进入慢充状态充电；如果有两个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则其中一路进入慢充状态充电，另一路等待上述一路充电结束后，进入慢充状态充电。当输出9V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果有2个待充电设备,MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块的供电电压分别为5V，并关闭快充模式，此时，两路充电过程进入慢充模式，输出功率为5W；如果只有1个待充电设备，MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使待充电设备对应的无线充电发射模块供电电压为9V，则打开快充模式，进入快充状态。

本发明采用上述方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明通过采用在发射器壳体内设第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块的方式，不仅可以实现对电子设备的无线充电，而且，可以实现同时为两个电子设备充电的问题；

2、本发明采用在第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块中分别连接一个电源转换模块，可以解决两个无线充电发射模块为两个电子设备同时无线充电时，彼此完整的数据信号互相干扰的问题，大大地提高系统的稳定性；

3、本发明可以根据待充电设备的数量及适配器规格(是否为QC适配器)智能调整充电模式，实现两种充电模式共存，可满足用户不同充电需求。

附图说明

图1为本发明的一种双充无线充电发射器的原理框图；

图2为本发明的实施例的双充无线充电发射器的充电方法流程图；

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的一种双充无线充电发射器，包括发射器壳体、适配器及数据线，发射器壳体与适配器通过数据线连接；发射器壳体内设有PCB板，PCB板上设有第一电源转换模块、第二电源转换模块、第一无线充电发射模块、第二无线充电发射模块、MCU单片机及MICRO-USB连接器；所述MICRO-USB连接器的一端分别与第一电源转换模块及第二电源转换模块电性连接，所述第一电源转换模块及第二电源转换模块均与MCU单片机电性连接；所述第一电源转换模块与第一无线充电发射模块连接，第二电源转换模块与第二无线充电发射模块连接；所述第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块均与MCU单片机电性连接；所述MICRO-USB连接器的另一端通过数据线与适配器连接；

所述第一无线充电发射模块包括第一隔磁片、第一电磁感应线圈及第一发射电路，第一电磁感应线圈设于第一隔磁片上，第一隔磁片及第一发射电路均设于PCB板正面的一端。

进一步地，所述第二无线充电发射模块包括第二隔磁片、第二电磁感应线圈及第二发射电路，第二电磁感应线圈设于第二隔磁片上，第二隔磁片及第二发射电路均设于PCB板正面的另一端。

本发明通过采用在发射器壳体内设第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块的方式，不仅可以实现对电子设备的无线充电，而且，可以实现同时为两个电子设备充电的问题；

另外，本发明采用第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块分别连接一个电源转换模块，可以解决两个无线充电发射模块为两个电子设备同时无线充电时，彼此完整的数据信号互相干扰的问题，大大地提高系统的稳定性；

具体地，本专利中所述的电源转换模块是将原直流电通过调整其PWM(占空比)来控制输出的有效电压的大小，也称为直流斩波器。可以简单理解为当两个无线充电发射模块为两个电子设备同时无线充电时，即第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块分别对应两个电子设备的第一无线接收模块和第二无线接收模块，若PWM(占空比)信号为高时，开关导通，第一无线接收模块或第二无线接收模块的完整数据信号通过叠加在电源上，并传输给第二无线充电发射模块或第一无线充电发射模块；若PWM信号为低时，开关关闭，第一无线接收模块或第二无线接收模块的完整数据信号无法传输到第二无线充电发射模块或第一无线充电发射模块；目前，市面上电源转换模块的PWM(占空比)信号频率大约为200KHZ以上，及5US开关一次；而Qi标准中完整数据长度最短也有22ms，即一个完整的数据经过电源转换模块以后被切断4400次，已经无法还原出完整数据波形，从而当其中一路的无线接收模块放置或者拿开时，数据不能完整的传输到另外一路，从而不会影响另外一路工作。

具体地，本发明的充电方法如图2所示，其具体充电方法如下：

步骤一：发射器壳体与适配器通过数据线连接后，上电；

步骤二：判定适配器的规格，即适配器规格是否为QC适配器；具体地，上电后，MCU单片机通过MICRO-USB接口中间两线(D+、D-)上加载电压来进行与适配器进行数据通讯，启动MCU单片机与适配器之间的握手过程，调节适配器的输出电压。握手过程如下：当将适配器端通过数据线连到发射器壳体时，适配器默认D+、D-短接，若发射器壳体探测到适配器类型为普通直流输电，则输出电压为5v，双充无线充电发射器开启慢充模式；若发射器壳体支持QC2.0快速充电协议，则hvdcp(高压直流输电)进程将会启动，开始在D+上加载0.325V的电压；当加载电压维持1.25s后，适配器将断开D+和D-的短接；待发射器壳体检测到D-上的电压下降后，hvdcp(高压直流输电)读取相关值，如果相关值为9V，则设置D+上的电压为3.3V，D-上的电压为0.6V，此时，双充无线充电发射器输出为9v电压；如果相关值为5V,则设置D+为0.6V，D-为0V，此时，双充无线充电发射器输出5V电压。

步骤三：根据步骤二的判定结果，如果适配器规格为符合QC协议的适配器，则通过数据通讯的发射器壳体可以输出9V电压，否则输出5V电压。

步骤四：当输出5V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果只有一个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则进入慢充状态充电；如果有两个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则其中一路进入慢充状态充电，另一路等待上述一路充电结束后，进入慢充状态充电。当输出9V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果有2个待充电设备,MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块的供电电压分别为5V，并关闭快充模式，此时，两路充电过程进入慢充模式，输出功率为5W；如果只有1个待充电设备，MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使待充电设备对应的无线充电发射模块供电电压为9V，则打开快充模式，进入快充状态。

本发明在第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块中各采用一个电源转换模块，可以有效避免本发明为两个电子设备同时无线充电时，两个无线充电发射模块中完整的数据信号互相干扰的问题，大大地提高系统的稳定性；另外，本发明可以根据待充电设备的数量及适配器规格(是否为QC适配器)智能调整充电模式，实现两种充电模式共存，可满足用户不同充电需求。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双充无线充电发射器，其特征在于：包括发射器壳体、适配器及数据线，发射器壳体与适配器通过数据线连接；所述发射器壳体内设有PCB板，PCB板上设有第一电源转换模块、第二电源转换模块、第一无线充电发射模块、第二无线充电发射模块、MCU单片机及MICRO-USB连接器；所述MICRO-USB连接器的一端分别与第一电源转换模块及第二电源转换模块电性连接，所述第一电源转换模块及第二电源转换模块均与MCU单片机电性连接；所述第一电源转换模块与第一无线充电发射模块连接，第二电源转换模块与第二无线充电发射模块连接；所述第一无线充电发射模块及第二无线充电发射模块均与MCU单片机电性连接；所述MICRO-USB连接器的另一端通过数据线与适配器连接。

2.根据权利要求1所述的双充无线充电发射器，其特征在于：所述第一无线充电发射模块包括第一隔磁片、第一电磁感应线圈及第一发射电路，第一电磁感应线圈设于第一隔磁片上，第一隔磁片及第一发射电路均设于PCB板正面的一端。

3.根据权利要求1所述的双充无线充电发射器，其特征在于：所述第二无线充电发射模块包括第二隔磁片、第二电磁感应线圈及第二发射电路，第二电磁感应线圈设于第二隔磁片上，第二隔磁片及第二发射电路均设于PCB板正面的另一端。

4.基于权利要求1～3所述的双充无线充电发射器的充电方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：发射器壳体与适配器通过数据线连接后，上电；

步骤二：判定适配器的规格，即适配器规格是否为QC适配器；

步骤三：根据步骤二的判定结果，如果适配器规格为符合QC协议的适配器，则通过数据通讯的发射器壳体可以输出9V电压，否则输出5V电压。

步骤四：当输出5V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果只有一个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则进入慢充状态充电；如果有两个具有无线接收模块的待充电设备进行充电，则其中一路进入慢充状态充电，另一路等待上述一路充电结束后，进入慢充状态充电。当输出9V电压时，MCU单片机通过第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块反馈信号来判断系统是否进入传输阶段，从而判断具有无线接收模块的待充电设备的个数，如果有2个待充电设备,MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使第一无线充电发射模块和第二无线充电发射模块的供电电压分别为5V，并关闭快充模式，此时，两路充电过程进入慢充模式，输出功率为5W；如果只有1个待充电设备，MCU单片机通过控制采样电阻的大小，使待充电设备对应的无线充电发射模块供电电压为9V，则打开快充模式，进入快充状态。