CN117154862A - 无线充电方法和无线充电电路及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了无线充电方法和无线充电电路及相关装置，该电路包括无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻；无线发射控制器包括：待机检测控制电路，在低功耗模式下，控制第三开关管和第二开关管导通，对谐振电容进行充电，并在谐振电容充电完成后，使能Q值检测电路，同时关断第三开关管，导通第一开关管；Q值检测电路检测谐振电容的电压峰值衰减持续时间；主控电路根据电压峰值衰减持续时间判断充电线圈上是否放置有用电设备。本申请通过检测发射线圈上的电压判断是否有接收线圈放置在发射线圈上，实现了充电自动唤醒以及在非充电维持低功耗待机状态。

Description

无线充电方法和无线充电电路及相关装置

技术领域

本申请属于无线充电领域，具体涉及一种无线充电方法和无线充电电路及相关装置。

背景技术

目前，对于节能要求越来越高，对无线充电发射控制器(即无线充电器)的待机电流要求越来越低；现有的无线充发射器要么是一直有电源输入供电，充电设备放上去就能自动开始充电，但这种方式无线充发射器的待机功耗会比较大，一般要有10mA左右；要么充电设备拿开后，无线充直接断电，待机功耗可以下降到100uA以下，但这种方式在线圈上放置充电设备后，无法自动唤醒开始给设备充电，必须要按下按键来唤醒无线充发射器后才能开始充电，无法做到放充电设备自动唤醒开始充电。

现有技术中，对于无线充电器的自动唤醒机制，一般通过触摸检测触点来实现，在无线充电器的发射线圈旁边，放置1个或多个触摸检测触点，当有无线充电接收设备(比如手机)放上去后，触摸检测芯片会检测到有设备放在触摸检测触点上，然后唤醒无线充电器，开始按流程开始无线充电。

但是现有技术中增加触摸检测触点会增加产品成本和组装复杂度，同时触摸检测触点需要离发射线圈有一定距离，太近会影响无线充电。

发明内容

本申请实施例提供了一种无线充电方法和无线充电电路及相关装置，以期实现充电自动唤醒，并降低待机功耗。

第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电电路，包括：无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻，所述无线发射控制器被配置有第一供电端口、第一检测端口、第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口；所述第一供电端口用于连接电源；所述第一开关控制端口用于连接所述第一开关管的控制端；所述第二开关控制端口用于连接所述第二开关管的控制端；所述第三开关控制端口用于连接所述第三开关管的控制端；所述第四开关控制端口用于连接所述第四开关管的控制端；所述第一检测端口用于连接所述充电线圈的一端和谐振电容的一端；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输出端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二开关管的输入端分别连接所述谐振电容的另一端和第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均连接所述电源，所述第三开关管的输出端分别连接所述充电线圈的另一端和第一开关管的输出端；其中，所述无线发射控制器包括Q值检测电路、待机检测控制电路和主控电路；

所述待机检测控制电路，分别连接所述第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口，用于在低功耗模式下，控制所述第三开关管和所述第二开关管导通，对所述谐振电容进行充电；并在所述谐振电容充电完成后，使能所述Q值检测电路，同时关断所述第三开关管，导通所述第一开关管；

所述Q值检测电路，连接所述第一检测端口，用于在被使能后，检测所述谐振电容的电压峰值衰减持续时间；

所述主控电路，连接所述待机检测控制电路和所述Q值检测电路，用于根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈。

第二方面，本申请实施例提供了一种无线充电装置，包括如第一方面所述的无线充电电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种能量传输装置，包括如第一方面所述的无线充电电路。

第四方面，本申请实施例提供了一种无线充电方法，用于无线充电电路的主控电路，所述无线充电电路包括：无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻，所述无线发射控制器被配置有第一供电端口、第一检测端口、第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口；所述第一供电端口用于连接电源；所述第一开关控制端口用于连接所述第一开关管的控制端；所述第二开关控制端口用于连接所述第二开关管的控制端；所述第三开关控制端口用于连接所述第三开关管的控制端；所述第四开关控制端口用于连接所述第四开关管的控制端；所述第一检测端口用于连接所述充电线圈的一端和谐振电容的一端；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输出端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二开关管的输入端分别连接所述谐振电容的另一端和第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均连接所述电源，所述第三开关管的输出端分别连接所述充电线圈的另一端和第一开关管的输出端；其中，所述无线发射控制器包括Q值检测电路、待机检测控制电路和主控电路，所述待机检测控制电路分别连接所述第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口，所述Q值检测电路连接所述第一检测端口，所述主控电路连接所述待机检测控制电路和所述Q值检测电路；所述方法包括：

接收来自所述Q值检测电路的计数值；

根据电压峰值衰减持续时间长短判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，其中，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈，所述电压峰值衰减持续时间长短由所述Q值检测电路在被使能后检测谐振电容得到，所述Q值检测电路由所述待机检测控制电路在低功耗模式下使能。

可以看出，本申请实施例中，通过待机检测控制电路在低功耗模式下，控制第三开关管和第二开关管导通，对谐振电容进行充电；并在谐振电容充电完成后，使能Q值检测电路，同时关断第三开关管，导通第一开关管；再通过Q值检测电路在被使能后，检测谐振电容的电压峰值衰减持续时间；最后通过主控电路根据电压峰值衰减持续时间判断充电线圈上是否放置有用电设备，用电设备中设置有无线充电接收线圈。本申请利用无线充发射电路本身的控制电路和发射线圈，检测发射线圈上的电压，来判断是否有接收线圈放置在发射线圈上，实现了充电自动唤醒以及在非充电维持低功耗待机状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例提供的一种无线充电电路的电路图；

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是本申请实施例提供的一种能量传输装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种无线充电方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅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及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

目前，现有技术增加触摸检测触点的方案，增加了产品成本和组装复杂度，同时触摸检测触点需要离发射线圈有一定距离，太近会影响无线充电。

为解决上述问题，请参阅图1，本申请实施例提供了一种无线充电电路，包括：无线发射控制器100、充电线圈L1、谐振电容C1、第一开关管LQ1、第二开关管LQ2、第三开关管HQ3和第四开关管HQ4、第一电阻R1，所述无线发射控制器100被配置有第一供电端口、第一检测端口A1、第一开关控制端口LQ1_CTL、第二开关控制端口LQ2_CTL、第三开关控制端口HQ3_CTL和第四开关控制端口HQ4_CTL；所述第一供电端口用于连接电源200；所述第一开关控制端口LQ1_CTL用于连接所述第一开关管LQ1的控制端；所述第二开关控制端口LQ2_CTL用于连接所述第二开关管LQ2的控制端；所述第三开关控制端口HQ3_CTL用于连接所述第三开关管HQ3的控制端；所述第四开关控制端口HQ4_CTL用于连接所述第四开关管HQ4的控制端；所述第一检测端口A1用于连接所述充电线圈L1的一端和谐振电容C1的一端；所述第一开关管LQ1的输入端分别连接所述第二开关管LQ2的输出端和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第二开关管LQ2的输入端分别连接所述谐振电容C1的另一端和第四开关管HQ4的输出端，所述第四开关管HQ4的输入端和所述第三开关管HQ3的输入端均连接所述电源200，所述第三开关管HQ3的输出端分别连接所述充电线圈L1的另一端和第一开关管LQ1的输出端；其中，所述无线发射控制器100包括Q值检测电路110、待机检测控制电路120和主控电路130；

所述待机检测控制电路120，分别连接所述第一开关控制端口LQ1_CTL、第二开关控制端口LQ2_CTL、第三开关控制端口HQ3_CTL和第四开关控制端口HQ4_CTL，用于在低功耗模式下，控制所述第三开关管HQ3和所述第二开关管LQ2导通，对所述谐振电容C1进行充电；并在所述谐振电容C1充电完成后，使能所述Q值检测电路110，同时关断所述第三开关管HQ3，导通所述第一开关管LQ1；

所述Q值检测电路110，连接所述第一检测端口A1，用于在被使能后，检测所述谐振电容C1的电压峰值衰减持续时间；

所述主控电路130，连接所述待机检测控制电路120和所述Q值检测电路，用于根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈L1上是否放置有用电设备，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈。

示例的，所述第一开关管LQ1、第二开关管LQ2、第三开关管HQ3和第四开关管HQ4优选为MOS管，也可以是任意可控开关，在此不做唯一性限定。

具体实现中，若所述无线充电电路处于低功耗模式，则每隔第一时长检测一次所述充电线圈L1是否放置有用电设备。具体的，所述无线充电电路在进入低功耗模式时，所述待机检测控制电路120将所述第三开关管HQ3和所述第二开关管LQ2导通，此时，构成了电源200、第三开关管HQ3、充电线圈L1、谐振电容C1、第二开关管LQ2、第一电阻R1和接地端的充电回路，对所述谐振电容C1进行充电；在所述谐振电容C1充满电后，所述待机检测电路将所述第三开关管HQ3关闭，导通所述第一开关管LQ1，此时，构成了所述谐振电容C1、第二开关管LQ2、第一开关管LQ1和所述充电线圈L1之间的谐振回路，此时，所述谐振回路会经第一开关管LQ1和第二开关管LQ2开始自由谐振；自由谐振的周期为：

示例的，本实施例中，所述充电线圈L1为A11a线圈，感量可为6.3uH，谐振电容C1可为400nF，则谐振周期T为10us；可以理解的是，所述充电线圈L1还可以是其他类型，在此不做唯一性限定。

进一步的，所述待机检测控制电路120在打开所述第一开关的同时，使能所述Q值检测电路110。所述Q值检测电路110检测所述谐振电容C1每个谐振周期的电压峰值，进而确定所述谐振电容C1的电压峰值衰减持续时间。所述主控电路130将根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈L1上是否放置有用电设备。

可以看出，本申请实施例中，通过待机检测控制电路120在低功耗模式下，控制第三开关管HQ3和第二开关管LQ2导通，对谐振电容C1进行充电；并在谐振电容C1充电完成后，使能Q值检测电路110，同时关断第三开关管HQ3，导通第一开关管LQ1；再通过Q值检测电路110在被使能后，检测谐振电容C1的电压峰值衰减持续时间；最后通过主控电路130根据电压峰值衰减持续时间判断充电线圈L1上是否放置有用电设备，用电设备中设置有无线充电接收线圈。本申请利用无线充发射电路本身的控制电路和发射线圈，检测发射线圈上的电压，来判断是否有接收线圈放置在发射线圈上，实现了充电自动唤醒以及在非充电维持低功耗待机状态。

在一个可能的实施例中，所述待机检测控制电路的检测周期为第一时长，每次对所述谐振电容的充电时长为第二时长，所述第一时长的范围包括200ms-500ms，所述第二时长的范围包括5-10us，所述第二时长小于所述第一时长。

具体的，所述待机检测控制电路每次检测的所述第一时长可以优选为200ms-500ms，每次对所述谐振电容的充电时长可以优选为5us-10us，这种检测机制下，由于检测时只有四个开关管和Q值检测电路进行工作，因此，可以使得整机的待机平功耗降低至50uA以下，实现了低功耗待机的目的，节省了电力成本。

示例的，所述第一时长优选为200ms，也可以根据需要选择其他时长；此外，每次有效检测时长可缩减到1ms，其他时间整机都处于断电状态。

可以看出，本实施例中，实现了低功耗的无线充电待机唤醒方案。

在一个可能的实施例中，请参阅图2，所述Q值检测电路110包括峰值检测单元112、计数器111、第一比较器A1、第二比较器A2、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3，所述计数器111的第一输入端连接所述第一比较器A1的输出端，所述计数器111的第二输入端连接所述第二比较器A2的输出端，所述第一比较器A1的第一输入端和所述第二比较器A2的第一输入端均连接所述峰值检测单元112的输出端，所述峰值检测单元112的输入端分别连接所述第一二极管D1的输出端、第二二极管D2的输入端和第三二极管D3的输出端，所述第一比较器A1的第二输入端接入第一预设阈值Vth1，所述第二比较器A2的第二输入端接入第二预设阈值Vth2，所述第一二极管D1的输入端连接所述充电线圈L1的一端和所述谐振电容C1的一端，所述第二二极管D2的输出端连接所述电源200，所述第三二极管D3的输入端接地；

在所述检测所述谐振电容C1的电压峰值衰减持续时间的方面，所述Q值检测电路110中的各个器件分别执行以下操作：所述第一二极管D1，用于采集所述充电线圈L1的第一采样电压VLC，所述第一采样电压VLC为所述充电线圈L1输出电压的正半波电压VQ(如图3所示，由图3中a的输出电压的正弦波采样得到正半波的图3中b的第一采样电压VLC，图3中的“T”为时间)；所述第二二极管D2和所述第三二极管D3，用于对所述第一采样电压VLC进行钳位；所述峰值检测单元112，用于检测谐振电路每个谐振周期中所述第一采样电压VLC的电压峰值，所述谐振电路由所述充电线圈L1和所述谐振电容C1构成；所述第一比较器A1，用于将所述电压峰值与所述第一预设阈值Vth1进行比较，并在所述电压峰值小于所述第一预设阈值Vth1时向所述计数器111发送第一脉冲信号；所述第二比较器A2，用于将所述电压峰值与所述第二预设阈值Vth2进行比较，并在所述电压峰值小于所述第二预设阈值Vth2时向所述计数器111发送第二脉冲信号；所述计数器111，用于在接收到所述第一脉冲信号时开始每隔第一预设时间计数加1，在接收到所述第二脉冲信号时停止计数，得到计数值。

具体实现中，在开始谐振后，采集所述充电线圈L1的输出电压，由于第一二极管D1的隔离，只有正半波的输出电压能够通过所述第一二极管D1，进而得到第一采样电压VLC。然后通过第二二极管D2和第三二极管D3进行钳位，以稳定所述第一采样电压VLC。然后，由所述峰值检测单元112对所述第一采样电压VLC进行检测，当所述第一采样电压VLC为当前谐振周期内的电压峰值时，则将所述第一采样电压VLC分别输出至所述第一比较器A1的第一输入端和所述第二比较器A2的第一输入端，由所述第一比较器A1和所述第二比较器A2最终根据所述峰值电压的大小，输出相应的脉冲信号组合，以控制所述计数器111的工作状态(包括启动计数、停止计数和计数清零)。

示例的，假设所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为高电平，则所述脉冲信号组合包括：第一高电平(第一脉冲信号)+第二低电平，第一高电平+第二高电平(第二脉冲信号)，第一低电平+第二低电平。

具体的，所述第一比较器A1在检测到所述峰值电压小于第一预设阈值Vth1(一般是1V，也可以是其他阈值)，且所述第二比较器A2检测到所述峰值电压大于第二预设阈值Vth2时，开始启动计数器111，只要所述峰值电压大于第二预设阈值Vth2(一般是0.2V)，计数器111就会每隔第一预设时间加1，直到所述峰值电压衰减至小于第二预设阈值Vth2后停止计数；这样，就可以用简单的计数器111计算所述峰值电压在第一预设阈值Vth1和第二预设阈值Vth2之间的脉冲个数，来计算所述峰值电压的衰减持续时间；所述计数器111向所述主控电路130发送所计数得到的所述计数值。

可以看出，本实施例中，实现了对谐振电容C1的电压峰值衰减持续时间的记录，即记录了所述谐振电容C1的放电持续时间。

在一个可能的实施例中，在所述根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈L1上是否放置有用电设备的方面，所述主控电路130用于：接收来自所述Q值检测电路110中计数器111的所述计数值；根据所述计数值计算所述电压峰值衰减持续时间；在所述计数器111的计数值大于第一计数阈值时，确定所述充电线圈L1上未放置有用电设备；在所述计数器111的计数值小于所述第一计数阈值且大于第二计数阈值时，确定所述充电线圈L1上放置有用电设备；在所述计数器111的计数值小于第二计数阈值时，确定所述充电线圈L1上放置有金属异物。

示例的，所述电压峰值衰减持续时间由以下公式得到：计数值*谐振周期＝电压峰值衰减持续时间。

具体实现中，所述主控电路130接收到所述计数值后，若所述计数值大于第一计数阈值，说明所述电压峰值衰减持续时间长，没有物体吸收所述谐振电容的能量，则确定所述充电线圈L1上未放置有用电设备，因此，保持低功耗模式；若所述计数值小于第一计数阈值且大于所述第二计数阈值，说明所述电压峰值衰减持续时间较短，所述谐振电容的能量有一部分被接收线圈吸收，则确定所述充电线圈L1上放置有用电设备，进而控制唤醒电路将整个所述无线充电电路的充电功能，通过所述充电线圈L1持续对所述用电设备进行充电；若所述计数值小于第二计数阈值，说明所述电压峰值衰减持续时间很短，所述谐振电容的能量大量被吸收，则确定所述充电线圈L1上放置有金属异物，因此，保持低功耗模式，还可以通过报警机制或提醒机制来提示用户移除所述金属异物。

此外，还有一种判断方式，具体如下：所述主控电路130接收到所述计数值后，根据所述计数值和所述第一预设时间，计算出所述电压峰值衰减持续时间。在得到所述电压峰值衰减持续时间后，将所述电压峰值衰减持续时间与不同的预设持续时间进行比较；若所述电压峰值衰减持续时间大于所述第一预设持续时间，则确定所述充电线圈L1上未放置有用电设备，因此，保持低功耗模式；若所述电压峰值衰减持续时间小于第一预设持续时间且大于所述第二预设持续时间，则确定所述充电线圈L1上放置有用电设备，控制唤醒电路将整个所述无线充电电路的充电功能，通过所述充电线圈L1持续对所述用电设备进行充电；若所述电压峰值衰减持续时间小于第二预设持续时间，则确定所述充电线圈L1上放置有金属异，因此，保持低功耗模式，还可以通过报警机制或提醒机制来提示用户移除所述金属异物。

可以看出，本实施例中，实现了对所述充电线圈L1上的用电设备，还可以进行异物检测。

在一个可能的实施例中，所述待机检测控制电路120还用于：

在所述充电线圈L1上检测到放置有用电设备时，启动正常充电模式；

在所述充电线圈L1上检测到未放置有用电设备超过第二预设时间时，进入低功耗模式。

具体的，在确定所述充电线圈L1上放置有用电设备时，则进入正常模式对所述充电。在无线充电过程中，无线发射控制器100也会通过检测充电线圈L1电压和电流，并对检测到的充电线圈L1电压和电流按Qi规范来进行解调和解码，从而实现无线充电过程的安全可控。

示例的，Qi是指无线充电标准，是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(Wireless Power Consortium，简称WPC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。

示例的，所述第二预设时间可以是30s、20s、1min等，可以根据时间需要进行设置，在此不做唯一性限定。

可以看出，本实施例中，实现了正常充电模式和低功耗模式之间的模式切换。

本申请实施例还提供了一种无线充电装置，包括如上文所述的无线充电电路。所述无线充电装置可以是任意的无线充电器、无线充电设备，只要能够实现所述无线充电电路的功能即可。由于上文已对所述无线充电电路进行了详细描述，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种能量传输装置，包括如上文所述的无线充电电路。所述能量传输装置可以是任意的电力传输设备、无线充电设备，只要能够实现所述无线充电电路的功能即可。由于上文已对所述无线充电电路进行了详细描述，在此不再赘述。

下面对方法侧的方案进行介绍。

请参阅图4，本申请实施例还提供了一种无线充电方法，应用于无线充电电路的主控电路，所述无线充电电路包括：无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻R1，所述无线发射控制器被配置有第一供电端口、第一检测端口、第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口；所述第一供电端口用于连接电源；所述第一开关控制端口用于连接所述第一开关管的控制端；所述第二开关控制端口用于连接所述第二开关管的控制端；所述第三开关控制端口用于连接所述第三开关管的控制端；所述第四开关控制端口用于连接所述第四开关管的控制端；所述第一检测端口用于连接所述充电线圈的一端和谐振电容的一端；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输出端和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第二开关管的输入端分别连接所述谐振电容的另一端和第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均连接所述电源，所述第三开关管的输出端分别连接所述充电线圈的另一端和第一开关管的输出端；其中，所述无线发射控制器包括Q值检测电路、待机检测控制电路和主控电路，所述待机检测控制电路分别连接所述第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口，所述Q值检测电路连接所述第一检测端口，所述主控电路连接所述待机检测控制电路和所述Q值检测电路；所述方法包括：

步骤401、接收来自所述Q值检测电路的计数值；

步骤402、根据电压峰值衰减持续时间长短判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，其中，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈，所述电压峰值衰减持续时间长短由所述Q值检测电路在被使能后检测谐振电容得到，所述Q值检测电路由所述待机检测控制电路在低功耗模式下使能。

可以看出，本实施例中，通过待机检测控制电路在低功耗模式下，控制第三开关管和第二开关管导通，对谐振电容进行充电；并在谐振电容充电完成后，使能Q值检测电路，同时关断第三开关管，导通第一开关管；再通过Q值检测电路在被使能后，检测谐振电容的电压峰值衰减持续时间；最后通过主控电路根据电压峰值衰减持续时间判断充电线圈上是否放置有用电设备，用电设备中设置有无线充电接收线圈。本申请利用无线充发射电路本身的控制电路和发射线圈，检测发射线圈上的电压，来判断是否有接收线圈放置在发射线圈上，实现了充电自动唤醒以及在非充电维持低功耗待机状态。

在一个可能的实施例中，所述根据电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，包括：接收来自所述Q值检测电路中计数器的计数值；根据所述计数值计算所述电压峰值衰减持续时间；在所述计数器的计数值大于第一计数阈值时，确定所述充电线圈上未放置有用电设备；在所述计数器的计数值小于所述第一计数阈值且大于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有用电设备；在所述计数器的计数值小于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有金属异物。

在一个可能的实施例中，所述电压峰值衰减持续时间由以下公式得到：计数值*谐振周期＝电压峰值衰减持续时间。

综上所述，由于在硬件侧已经对所述无线充电电路的具体功能和原理进行了详细的说明，在此不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可轻易想到变化或替换，均可作各种更动与修改，包含上述不同功能、实施步骤的组合，包含软件和硬件的实施方式，均在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电电路，其特征在于，包括：无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻，所述无线发射控制器被配置有第一供电端口、第一检测端口、第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口；所述第一供电端口用于连接电源；所述第一开关控制端口用于连接所述第一开关管的控制端；所述第二开关控制端口用于连接所述第二开关管的控制端；所述第三开关控制端口用于连接所述第三开关管的控制端；所述第四开关控制端口用于连接所述第四开关管的控制端；所述第一检测端口用于连接所述充电线圈的一端和谐振电容的一端；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输出端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二开关管的输入端分别连接所述谐振电容的另一端和第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均连接所述电源，所述第三开关管的输出端分别连接所述充电线圈的另一端和第一开关管的输出端；其中，所述无线发射控制器包括Q值检测电路、待机检测控制电路和主控电路；

所述待机检测控制电路，分别连接所述第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口，所述待机检测控制电路用于在低功耗模式下，控制所述第三开关管和所述第二开关管导通，对所述谐振电容进行充电；并在所述谐振电容充电完成后，使能所述Q值检测电路，同时关断所述第三开关管，导通所述第一开关管；

所述Q值检测电路，连接所述第一检测端口，所述Q值检测电路用于在被使能后，检测所述谐振电容的电压峰值衰减持续时间；

所述主控电路，连接所述待机检测控制电路和所述Q值检测电路，所述主控电路用于根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈。

2.根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述Q值检测电路包括峰值检测电路、计数器、第一比较器、第二比较器、第一二极管、第二二极管和第三二极管，所述计数器的第一输入端连接所述第一比较器的输出端，所述计数器的第二输入端连接所述第二比较器的输出端，所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第一输入端均连接所述峰值检测电路的输出端，所述峰值检测电路的输入端分别连接所述第一二极管的输出端、第二二极管的输入端和第三二极管的输出端，所述第一比较器的第二输入端接入第一预设阈值，所述第二比较器的第二输入端接入第二预设阈值，所述第一二极管的输入端连接所述充电线圈的一端和所述谐振电容的一端，所述第二二极管的输出端连接所述电源，所述第三二极管的输入端接地；

在所述检测所述谐振电容的电压峰值衰减持续时间的方面，所述Q值检测电路中的各个器件分别执行以下操作：

所述第一二极管，用于采集所述充电线圈的第一采样电压，所述第一采样电压为所述充电线圈输出电压的正半波电压；

所述第二二极管和所述第三二极管，用于对所述第一采样电压进行钳位；

所述峰值检测电路，用于检测谐振电路每个谐振周期中所述第一采样电压的电压峰值，所述谐振电路包括所述充电线圈和所述谐振电容；

所述第一比较器，用于将所述电压峰值与所述第一预设阈值进行比较，并在所述电压峰值小于所述第一预设阈值时向所述计数器发送第一脉冲信号；

所述第二比较器，用于将所述电压峰值与所述第二预设阈值进行比较，并在所述电压峰值小于所述第二预设阈值时向所述计数器发送第二脉冲信号；

所述计数器，用于在接收到所述第一脉冲信号时开始每隔第一预设时间计数加1，在接收到所述第二脉冲信号时停止计数，得到计数值。

3.根据权利要求2所述的无线充电电路，其特征在于，在所述根据所述电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈上是否放置有用电设备的方面，所述主控电路用于：

接收来自所述Q值检测电路中计数器的所述计数值；

根据所述计数值计算所述电压峰值衰减持续时间；

在所述计数器的计数值大于第一计数阈值时，确定所述充电线圈上未放置有用电设备；

在所述计数器的计数值小于所述第一计数阈值且大于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有用电设备；

在所述计数器的计数值小于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有金属异物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电电路，其特征在于，所述待机检测控制电路还用于：

在所述充电线圈上检测到放置有用电设备时，启动正常充电模式；

在所述充电线圈上检测到未放置有用电设备超过第二预设时间时，进入低功耗模式。

5.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电电路，其特征在于，所述待机检测控制电路的检测周期为第一时长，每次对所述谐振电容的充电时长为第二时长，所述第一时长的范围包括200ms-500ms，所述第二时长的范围包括5-10us，所述第二时长小于所述第一时长。

6.一种无线充电装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的无线充电电路。

7.一种能量传输装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的无线充电电路。

8.一种无线充电方法，其特征在于，应用于无线充电电路的主控电路，所述无线充电电路包括：无线发射控制器、充电线圈、谐振电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管、第一电阻，所述无线发射控制器被配置有第一供电端口、第一检测端口、第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口；所述第一供电端口用于连接电源；所述第一开关控制端口用于连接所述第一开关管的控制端；所述第二开关控制端口用于连接所述第二开关管的控制端；所述第三开关控制端口用于连接所述第三开关管的控制端；所述第四开关控制端口用于连接所述第四开关管的控制端；所述第一检测端口用于连接所述充电线圈的一端和谐振电容的一端；所述第一开关管的输入端分别连接所述第二开关管的输出端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二开关管的输入端分别连接所述谐振电容的另一端和第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均连接所述电源，所述第三开关管的输出端分别连接所述充电线圈的另一端和第一开关管的输出端；其中，所述无线发射控制器包括Q值检测电路、待机检测控制电路和主控电路，所述待机检测控制电路分别连接所述第一开关控制端口、第二开关控制端口、第三开关控制端口和第四开关控制端口，所述Q值检测电路连接所述第一检测端口，所述主控电路连接所述待机检测控制电路和所述Q值检测电路；所述方法包括：

接收来自所述Q值检测电路的计数值；

根据电压峰值衰减持续时间长短判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，其中，所述用电设备中设置有无线充电接收线圈，所述电压峰值衰减持续时间长短由所述Q值检测电路在被使能后检测谐振电容得到，所述Q值检测电路由所述待机检测控制电路在低功耗模式下使能。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据电压峰值衰减持续时间判断所述充电线圈上是否放置有用电设备，包括：

接收来自所述Q值检测电路中计数器的计数值；

根据所述计数值计算所述电压峰值衰减持续时间；

在所述计数器的计数值大于第一计数阈值时，确定所述充电线圈上未放置有用电设备；

在所述计数器的计数值小于所述第一计数阈值且大于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有用电设备；

在所述计数器的计数值小于第二计数阈值时，确定所述充电线圈上放置有金属异物。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电压峰值衰减持续时间由以下公式得到：计数值*谐振周期＝电压峰值衰减持续时间。