CN112018901B - 无线充电装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线充电装置和电子设备，属于电子技术领域。所述无线充电装置包括：无线充电芯片，所述无线充电芯片的输入端接入交流电，以将交流电压转换为直流电压，所述无线充电芯片连接到电子设备的处理器；多级降压模块，所述多级降压模块中前一级的输出端连接到后一级的输入端，且所述多级降压模块的第一级的输入端连接到所述无线充电芯片的第一输出端，所述多级降压模块的最后一级的输出端连接到所述电子设备的充电管理模块，所述多级降压模块中各级的控制端分别连接到所述无线充电芯片的第二输出端。

Description

无线充电装置和电子设备
技术领域
本申请属于电子技术领域，具体涉及一种无线充电装置和电子设备。
背景技术
随着无线充电技术的发展，无线充电功能在终端设备中的应用越来越普及，具有无线充电功能的终端设备很受用户的青睐。当前，无线充电在智能终端产品的最主要技术发展包括增加充电功率、增加无线充电自由度等，以达到良好的用户充电体验。
提高无线充电功率的最有效的方法之一，是提高无线充电芯片的输出电压。为了在提高无线充电芯片的输出电压的同时控制充电发热量，如图1所示，通常还在无线充电芯片的输出端与电子设备的充电IC之间增加半压转换芯片等，通过将半压转换芯片连接到处理器，来实现对无线充电过程的控制。
在实现本申请过程中，发明人发现，随着更大充电功率的放行发展，则需要在无线充电装置中增加多级电压转换芯片，这将导致处理器的大量端口被无线充电装置占用。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种无线充电装置和电子设备，能够解决现有的无线充电装置占用电子设备处理器的大量端口的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电装置，包括：
无线充电芯片，所述无线充电芯片的输入端接入交流电，以将交流电压转换为直流电压，所述无线充电芯片的控制端连接到电子设备的处理器；
多级降压模块，所述多级降压模块中前一级的输出端连接到后一级的输入端，且所述多级降压模块的第一级的输入端连接到所述无线充电芯片的第一输出端，所述多级降压模块的最后一级的输出端连接到所述电子设备的充电管理模块，所述多级降压模块中各级的控制端分别连接到所述无线充电芯片的第二输出端。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、电池模块、充电管理模块以及第一方面所述的无线充电装置
在本申请实施例中，通过将采用多级降压模块并将前一级降压模块的输出端连接到后一降压模块的输入端，将第一级降压模块的输入端连接到无线充电芯片的第一输出端以及将最后一级降压模块的输出端连接到电子设备的充电管理模块，使得通过多级降压模块可以实现对无线充电芯片的输出电压的多级调整，起到调整无线充电功率的作用。同时，通过将无线充电芯片连接到电子设备的处理器，并将各级无线充电芯片的控制端连接到无线充电芯片的第二输出端，使得可以通过无线充电芯片可以将处理器输出的控制信号透传给各级降压模块，实现对各级降压模块的控制，且相较于现有充电装置中将各级降压模块分别与处理器连接的方式，可以减少所占用的电子设备处理器的端口数量。
附图说明
图1是现有的一种无线充电装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种无线充电装置的结构示意图；
图3是现有的一种无线充电芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的技术方案进行详细地说明。
参照图2，本申请实施例提供一种无线充电装置，该无线充电装置包括：无线充电芯片110和多级降压模块120。其中，图2示出的多级降压模块120包括第1级降压模块至第N级降压模块，本申请实施例对降压模块120的数量不做限定。
无线充电芯片110的输入端接入交流电，以将交流电压转换为直流电压；无线充电芯片110连接到电子设备的处理器210。具体地，如图2所示，无线充电芯片110的控制端CTRL连接到电子设备的处理器210。
多级降压模块120中，前一级降压模块120的输出端连接到后一级降压模块120的输入端，且第一级降压模块输入端连接到无线充电芯片110的第一输出端OUT1，最后一级降压模块(如图2所示的第N级降压模块)的输出端连接到电子设备的充电管理模块220，各级降压模块的控制端(如图2中的控制端CTRL_1至CTRL_N)分别连接到无线充电芯片110的第二输出端OUT2。
本申请实施例中的电子设备是能够通过无线充电技术进行充电的电子设备，该电子设备可以例如包括但不限于：可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。通过无线充电装置可对电子设备进行无线充电。
电子设备的充电管理模块220是具有对输入的电能进行变换、分配以及检测等功能的模块。
具体来说，无线充电芯片110将其输入端接入的交流电压转换为直流电压后输出，依次经过串行连接的各级降压模块120降压后输出至充电管理模块220，经充电管理模块220处理后输出至电子设备的电池模块230，以向电池模块230充电。
在向电池模块230进行充电的过程中，电子设备的处理器210可对各级降压模块120进行控制，例如控制各级降压模块120开启或关闭、调整各级降压模块120的工作模式等等。具体地，处理器210可向无线充电芯片110输出针对各级降压模块120的控制信号，由无线充电芯片110将该控制信号分别传输给各级降压模块120，和/或，由无线充电芯片110对该控制信号处理后分别传输给各级降压模块120，由此实现对各级降压模块120的控制。
需要说明的是，无线充电芯片110的第一输出端OUT1是指用于输出直流电压的端口，无线充电芯片110的第二输出端OUT2是指用于输出控制信号的端口，实际应用中可采用无线充电芯片110的任意I/O口作为第一输出端OUT1和第二输出端OUT2。
可以理解，本申请实施例中，通过将采用多级降压模块并将前一级降压模块的输出端连接到后一降压模块的输入端，将第一级降压模块的输入端连接到无线充电芯片的第一输出端以及将最后一级降压模块的输出端连接到电子设备的充电管理模块，使得通过多级降压模块可以实现对无线充电芯片的输出电压的多级调整，起到调整无线充电功率的作用。同时，通过将无线充电芯片的控制端连接到电子设备的处理器，并将各级无线充电芯片的控制端连接到无线充电芯片的第二输出端，使得可以通过无线充电芯片可以将处理器输出的控制信号透传给各级降压模块，实现对各级降压模块的控制，且相较于现有充电装置中将各级降压模块分别与处理器连接的方式，可以减少所占用的电子设备处理器的端口数量。
可选地，本申请实施例中，无线充电芯片110可以为无线充接收芯片，该无线充接收芯片可以与无线发射端进行无线通信，基于与无线发射端之间的通信信息调整无线充电功率。
可选地，本申请实施例中，降压模块120的数量可以根据无线充电芯片110的输出电压、降压模块120的输出电压及其输入电压之间的比值以及所需输入至充电管理模块220的电压确定，本申请实施例对此不做限定。
例如，无线充电芯片110的输出电压为80V，降压模块120的输出电压及其输入电压的比值为1/2，所需输入至充电管理模块220的电压为20V，则可采用2级降压模块，即无线充电芯片110的输出电压经第1级降压模块120降为40V后输入至第2级降压模块120，再经第2级降压模块120降为20V后输入至充电管理模块220。
又例如，无线充电芯片110的输出电压为80V，降压模块120的输出电压及其输入电压的比值为1/2，所需输入至无线充电管理模块220的电压为10V，则可采用3级降压模块，即无线充电芯片110输出的电压经第1级降压模块120降为40V后输入至第2级降压模块120，再经第2级降压模块120降为20V后输入至第3级降压模块120，最后经第3级降压模块120降为10V后输入至充电管理模块220。
再例如，无线充电芯片110的输出电压为80V，降压模块120的输出电压及其输入电压的比值为1/2，所需输入至无线充电管理模块220的电压为5V，则可采用4级降压模块，即无线充电芯片110输出的电压经第1级降压模块120降为40V，经第2级降压模块120后降为20V，再经第3级降压模块120后降为10V，最后经第4级降压模块120后降为5V后输入至充电管理模块220。
可选地，本申请实施例中，各级降压模块120可以包括半压转换芯片，该半压转换芯片可以将输入的电压VIN转变为1/2VIN输出，即实现Vout＝1/2VIN。通过在降压模块120中采用半压转换芯片，可以达到在增加无线充电芯片110的输出电压的情况下控制充电温度，以避免电子设备出现严重发热的问题。
可选地，本申请实施例中，各级降压模块可以分别单独实现为多个功能模块；或者，各级降压模块也可以相互搭配组合，集成在一个芯片上，以减少对无线充电装置内部空间的占用。
本申请实施例中，无线充电芯片110的内部除了包含电压处理元件(如稳压器、整流器等)，还包括逻辑处理电路和处理器等。由于逻辑处理电路和处理器工作时都需要耗电，因而需要对逻辑处理电路和处理器供电。各级降压模块120同样如此。
现有的无线充电装置中，对于无线充电芯片110和降压模块120而言，通常是利用输入电压为逻辑处理电路及处理器供电，例如图3所示的无线充电芯片中，其输入电压AC_IN经整流器整流后得到的电压Vrect，一方面经过MLDO(Main Low Dropout Regulator，主低压差稳压器)稳压后输出电压Vout，另一方面经过LDO(Low Dropout Regulator，低压差稳压器)稳压后为逻辑电路和MO处理器供电。然而，由于内部损耗(如LDO上产生的损耗)与其输入电压呈正比，若要增加无线充电芯片110的输出电压，则需要增加无线充电芯片110的输入电压，这将导致无线充电芯片110的内部损耗增加，进而导致无线充电芯片110的温升增加。同样地，在无线充电芯片110的输出电压较大的情况下，多级降压模块中的前几级降压模块的输入电压通常也较大，使得这些降压模块的内部损耗增加，进而导致这些降压模块的温升增加。
为了解决上述技术问题，在一种可选的实施方式中，最后一级降压模块120的供电端连接到其他各级降压模块120的供电端及无线充电芯片110的供电端。其中，降压模块120和无线充电芯片110内部均具有逻辑处理电路和处理器等，降压模块120的供电端是指用于对其内部的逻辑处理电路及处理器供电的端口，无线充电芯片110的供电端是指用于对其内部的逻辑处理电路及处理器供电的端口。
具体来说，输入至最后一级降压模块120的供电端的电压，同时会传输到其他各级降压模块120的供电端及无线充电芯片110的供电端，经过内部的稳压器后对各级降压模块120及无线充电芯片110各自内部的逻辑处理电路和处理器供电。由于最后一级降压模块120的稳压器的输入电压较小，利用该输入电压为其他各级降压模块120及无线充电芯片110各自内部的逻辑处理电路和处理器供电，可以减小这些降压模块及无线充电芯片的内部损耗，进而减小这些降压模块及无线充电芯片的温升。
需要说明的是，该实施方式中，最后一级降压模块120的供电端的输入电压可以采用该级降压模块120的输入电压(即由前一级降压模块输出至最后一级降压模块的输入端的电压)，也可以采用该级降压模块120的输出电压(即输出端电压)。具体地，由于降压模块120的输入电压-输出电压-稳压器的输出电压之间的转换效率高于输入电压-稳压器的输出电压之间的转换效率，在最后一级降压模块120的输入端刚上电的情况下，可将该级降压模块120的输入电压输入至各级降压模块120的供电端(例如图2所示的供电端PWR_1至PWR_N)及无线充电芯片110的供电端(如图2所示的供电端PWR)；在最后一级降压模块120进入稳定工作状态后，可将该级降压模块120的输出电压输入至各级降压模块120的供电端及无线充电芯片110的供电端。
在另一种可选的实施方式中，可在无线充电装置中增加电源模块，通过电源模块为各级降压模块120及无线充电芯片110各自内部的逻辑处理电路和处理器供电。具体地，本申请实施例中的无线充电装置还包括电源模块130，各级降压模块120的供电端(如图2所示的供电端PWR_1至PWR_N)和无线充电芯片110的供电端(如图2所示的供电端PWR)分别连接到电源模块130。其中，电源模块130可采用输出电压较低的电源模块，例如，电源模块130的输出电压可以为5V、3.3V、1.8V等。
在该实施方式中，电源模块130输出的电压分别输入到各级降压模块120的供电端及无线充电芯片110的供电端，经过内部的稳压器后对各级降压模块120及无线充电芯片110各自内部的逻辑处理电路和处理器供电。由于电源模块130的输出电压较小，利用该电压为各级降压模块120及无线充电芯片110各自内部的逻辑处理电路和处理器供电，可以减小各级降压模块及无线充电芯片的内部损耗，进而减小各级降压模块及无线充电芯片的温升。
考虑到实际应用中存在对各级降压模块120进行中断控制的情况，为了避免各级降压模块120的中断信号端对处理器210的端口的占用，可选地，本申请实施例中，各级降压模块120的中断信号端分别连接到无线充电芯片110的同一个第三输出端(图中未示出)，或者，各级降压模块120的中断信号端分别连接到无线充电芯片110的不同第三输出端(图中未示出)。
具体来说，处理器210可以将对多级降压模块的中断控制信号输出至无线充电芯片110的控制端，由无线充电芯片110通过其第三输出端将中断控制信号输出至相应的降压模块120，以实现对多级降压模块的中断控制。
可以理解，前一种连接方式相对于后一种连接方式，可以减少所需占用的无线充电芯片110的端口数量。
需要说明的是，无线充电芯片110的第三输出端是指用于输出中断控制信号的端口，第三输出端可以采用无线充电芯片110的任一I/O口。
本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括处理器210、充电管理模块220、电池模块230以及本申请上述任一实施例所述的无线充电装置。
其中，处理器210分别与无线充电装置中无线充电芯片110的控制端和电池模块230连接。处理器210可以向无线充电芯片110发送针对多级降压模块的控制信号，以通过无线充电芯片110将目标控制信号传输给多级降压模块，目标控制信号包括控制信号和/或对控制信号处理后得到的信号。
可选地，本申请实施例中，充电管理模块220是具有对输入的电能进行变换、分配以及检测等功能的模块，具体可以包括以下芯片中的一种或多种的组合：降压芯片、稳压芯片以及半压转换芯片。其中，半压转换芯片可以为电荷泵(Charge Pump)，电荷泵是一种直流-直流转换器，其利用电容器为储能元件，实现对输入电压的升压。采用电荷泵作为半压转换芯片，实现简单且转换效率高，可以提高无线充电效率。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：
无线充电芯片，所述无线充电芯片的输入端接入交流电，以将交流电压转换为直流电压，所述无线充电芯片连接到电子设备的处理器；
多级降压模块，所述多级降压模块中前一级的输出端连接到后一级的输入端，且所述多级降压模块的第一级的输入端连接到所述无线充电芯片的第一输出端，所述多级降压模块的最后一级的输出端连接到所述电子设备的充电管理模块，所述多级降压模块中各级的控制端分别连接到所述无线充电芯片的第二输出端；
所述多级降压模块的最后一级降压模块的供电端连接到其他各级降压模块的供电端及所述无线充电芯片的供电端；
其中，在所述多级降压模块的最后一级降压模块的输入端刚上电的情况下，所述多级降压模块的最后一级降压模块的输入电压输入至各级降压模块的供电端及所述无线充电芯片的供电端；在所述多级降压模块的最后一级降压模块进入稳定工作状态后，所述多级降压模块的最后一级降压模块的输出电压输入至各级降压模块的供电端及所述无线充电芯片的供电端。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括电源模块，所述多级降压模块中各级的供电端和所述无线充电芯片的供电端分别连接到所述电源模块。
3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述多级降压模块中各级的中断信号端分别连接到所述无线充电芯片的同一个第三输出端，或者，所述多级降压模块的中断信号端分别连接到所述无线充电芯片的不同第三输出端。
4.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述多级降压模块集成在一个芯片上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述多级降压模块包括多级半压转换芯片。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电芯片为无线充电接收芯片。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、电池模块、充电管理模块以及权利要求1至6中任一项所述的无线充电装置。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述充电管理模块包括以下芯片中的一种或多种的组合：降压芯片、稳压芯片以及半压转换芯片。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述处理器向所述无线充电芯片发送针对所述多级降压模块的控制信号，以通过所述无线充电芯片将目标控制信号传输给所述多级降压模块，所述目标控制信号包括所述控制信号和/或对所述控制信号处理后得到的信号。
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