CN111384934B - 无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法及电路，所述控制方法为：基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路；使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通。本发明基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路，实现了负载调制开关驱动开启时，其对应的交变电压为低，即零电压开启，进一步实现对应的开关管在负载调制信号就绪后不立即导通，而是在对应的交变电压为低时导通，可有效降低负载调制开关管的电压电流应力。

Description

无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法及电路
技术领域
本发明涉及无线充电接收端的负载调制技术领域，尤其是一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法及电路。
背景技术
在无线充电系统中，无线充电联盟制定了一套基于负载调制实现的无线充电接收端到无线充电发射端的数字通讯反馈方法，其电路示意图如图1所示。
其中，开关管Q1和开关管Q2组成的负载调制开关，通过按一定编码规律调制后的开关信号接入或者断开电容C6和电容C7，引起L1-C1的谐振参数变化，通过电磁耦合，将调制信息传送到无线充电接收端实现无线充电Rx到Tx的信息传递。
在传统的负载调制开关的控制方法中，由于AC1（或者AC2）是快速变化的交变电压，开关管Q1和开关管Q2采用同一控制信号随机导通或者关断，必然造成负载调制开关承受较大的电压电流应力，严重情况可能导致负载调制开关管的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法及电路。
本发明采用了一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法，所述控制方法为：
基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路；
使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通。
进一步地，所述异步控制电路包括：调制编码信号生成器、比较器、延迟器、反相器、第一锁存器和第二锁存器；
比较器的正输入端和负输入端分别连接无线充电接收端的负输入端和正输入端；比较器的输出端连接延迟器，并经延迟器一方面与第一锁存器的控制信号输入端连接，另一方面经反相器与第二锁存器的控制信号输入端连接；
第一锁存器和第二锁存器的数据输入端均与调制编码信号生成器的输出端连接；第一锁存器和第二锁存器的正输出端分别连接两个负载调制开关的驱动跟随电路。
进一步地，所述使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通的方法为：
当无线充电接收端的负输入端的交变电压高于其正输入端的交变电压时，比较器输出由低翻高，并经过延迟器后触发第一锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第一锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第二负载调制开关，使第二负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的正输入端的交变电压为低时导通；
当无线充电接收端的负输入端的交变电压低于其正输入端的交变电压时，比较器输出由高翻低，并经过延迟器和反相器后触发第二锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第二锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第一负载调制开关，使第一负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的负输入端的交变电压为低时导通。
进一步地，两个负载调制开关的异步导通时序相差一个交变电压周期。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路，实现了负载调制开关驱动开启时，其对应的交变电压为低，即零电压开启，进一步实现对应的开关管在负载调制信号就绪后不立即导通，而是在对应的交变电压为低时导通，可有效降低负载调制开关管的电压电流应力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1为基于负载调制实现的无线充电接收端到无线充电发射端的数字通讯反馈方法的实现电路图。
图2本发明的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法的流程框图。
图3为本发明的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制电路的结构示意图。
图4为本发明的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制的原理示意图。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图2所示，一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法，所述控制方法为：
基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路；
使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通。
也就是说，由于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，会使得在传统的负载调制开关的控制方法中，开关管Q1和开关管Q2采用同一控制信号随机导通或者关断，必然造成负载调制开关承受较大的电压电流应力，严重情况可能导致负载调制开关管的损坏。因此本方案对基于该交变电压的特性，设计一种能使得负载调制开关异步输出，以实现开关管Q1和开关管Q2能够异步导通的异步控制电路。
如图3所示，所述异步控制电路包括：调制编码信号生成器、比较器U1、延迟器、反相器U2、第一锁存器D1和第二锁存器D2；
比较器U1的正输入端和负输入端分别连接无线充电接收端的负输入端AC1和正输入端AC2；比较器的输出端连接延迟器，并经延迟器一方面与第一锁存器D1的控制信号输入端连接，另一方面经反相器与第二锁存器D2的控制信号输入端连接；
第一锁存器D1和第二锁存器D2的数据输入端D均与调制编码信号生成器的输出端连接；第一锁存器D1和第二锁存器D2的正输出端Q分别连接两个负载调制开关LM2、LM1的驱动跟随电路。
所述异步控制电路的工作方法，即所述使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通的方法为：
当无线充电接收端的负输入端的交变电压AC1高于其正输入端的交变电压AC2时，比较器输出由低翻高，并经过延迟器后触发第一锁存器D1将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第一锁存器D1的正输出端Q，以通过驱动跟随电路驱动第二负载调制开关LM2，使第二负载调制开关LM2连接的开关管Q2在无线充电接收端的正输入端的交变电压AC2为低时导通；
当无线充电接收端的负输入端的交变电压AC1低于其正输入端的交变电压AC2时，比较器输出由高翻低，并经过延迟器和反相器后触发第二锁存器D2将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第二锁存器D2的正输出端Q，以通过驱动跟随电路驱动第一负载调制开关LM1，使第一负载调制开关LM1连接的开关管Q1在无线充电接收端的负输入端的交变电压AC1为低时导通。
通过上述过程可知，本实施例设计的异步控制电路能够实现驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通。需要说明的是，如图4所示，无线充电接收端的负输入端和正输入端的交变电压AC1和AC2存在交越过程，在这个过程中AC1和AC2既不为高也不为低，由此本实施例通过设置延迟器，能够保证在驱动负载调制开关时，对应的交变电压已经度过交越过程为低。也就是说，本方案实现了负载调制开关驱动开启时，其对应的交变电压为低，即零电压开启，进一步实现对应的开关管在负载调制信号就绪后不立即导通，而是在对应的交变电压为低时导通，可有效降低负载调制开关管的电压电流应力。同时，由于无线充电接收端的负输入端和正输入端的交变电压AC1和AC2是周期性地交变电压，因此过所述异步控制电路的异步控制，两个负载调制开关的异步导通时序相差一个交变电压周期（即一个AC周期）。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法，其特征在于，所述控制方法为：
基于无线充电接收端的正输入端和负输入端的交变电压特性，设计异步控制电路；
使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通；
所述异步控制电路包括：调制编码信号生成器、比较器、延迟器、反相器、第一锁存器和第二锁存器；
比较器的正输入端和负输入端分别连接无线充电接收端的负输入端和正输入端；比较器的输出端连接延迟器，并经延迟器一方面与第一锁存器的控制信号输入端连接，另一方面经反相器与第二锁存器的控制信号输入端连接；
第一锁存器和第二锁存器的数据输入端均与调制编码信号生成器的输出端连接；第一锁存器和第二锁存器的正输出端分别连接两个负载调制开关的驱动跟随电路。
2.根据权利要求1所述的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法，其特征在于，所述使用异步控制电路驱动控制两个负载调制开关异步输出，使与负载调制开关连接的开关管在对应的交变电压为低时导通的方法为：
当无线充电接收端的负输入端的交变电压高于其正输入端的交变电压时，比较器输出由低翻高，并经过延迟器后触发第一锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第一锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第二负载调制开关，使第二负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的正输入端的交变电压为低时导通；
当无线充电接收端的负输入端的交变电压低于其正输入端的交变电压时，比较器输出由高翻低，并经过延迟器和反相器后触发第二锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第二锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第一负载调制开关，使第一负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的负输入端的交变电压为低时导通。
3.根据权利要求2所述的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制方法，其特征在于，两个负载调制开关的异步导通时序相差一个交变电压周期。
4.一种无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制电路，其特征在于，所述异步控制电路包括：调制编码信号生成器、比较器、延迟器、反相器、第一锁存器和第二锁存器；
比较器的正输入端和负输入端分别连接无线充电接收端的负输入端和正输入端；比较器的输出端连接延迟器，并经延迟器一方面与第一锁存器的控制信号输入端连接，另一方面经反相器与第二锁存器的控制信号输入端连接；
第一锁存器和第二锁存器的数据输入端均与调制编码信号生成器的输出端连接；第一锁存器和第二锁存器的正输出端分别连接两个负载调制开关的驱动跟随电路。
5.根据权利要求4所述的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制电路，其特征在于，所述异步控制电路的工作方法为：
当无线充电接收端的负输入端的交变电压高于其正输入端的交变电压时，比较器输出由低翻高，并经过延迟器后触发第一锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第一锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第二负载调制开关，使第二负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的正输入端的交变电压为低时导通；
当无线充电接收端的负输入端的交变电压低于其正输入端的交变电压时，比较器输出由高翻低，并经过延迟器和反相器后触发第二锁存器将调制编码信号生成器输出的调制编码信号锁存至第二锁存器的正输出端，以通过驱动跟随电路驱动第一负载调制开关，使第一负载调制开关连接的开关管在无线充电接收端的负输入端的交变电压为低时导通。
6.根据权利要求5所述的无线充电接收端负载调制开关零电压异步控制电路，其特征在于，两个负载调制开关的异步导通时序相差一个交变电压周期。
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