CN117811186A - 无线供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线供电系统，通过开关控制电路来检测无线充电电源的输出端的直流电源的电压及电池组的电压，使得在直流电源的电压大于电池组的电压即无线充电信号存在时第一开关导通，通过第一线性直流电源对负载电路进行供电，且第二开关导通，通过第二线性直流电源对电池组进行充电，当直流电源的电压小于电池组的电压即无线充电信号消失则第三开关导通，通过电池组对负载电路进行供电，如此，可自主进行电压检测，并可根据检测结果进行电源切换，实现无线供电系统中多电源之间平滑切换，避免电池组出现失效时导致系统失控。并且当无线充电信号消失时，能够自主实现使第一开关和第二开关断开，避免系统出现反向漏电的问题。

Description

无线供电系统

技术领域

本发明涉及无线电能技术领域，特别涉及一种无线供电系统。

背景技术

目前，无线供电系统中的无线充电模块通常需先给蓄电体(例如电池)充电，然后由蓄电体向负载供电，这种供电模式存在的隐患是当蓄电体失效后，系统将无法正常工作，并且无线供电系统中的控制电路也是由蓄电体供电，因此当蓄电体例如电池失效后，整个系统有失控的危险。并且负载电路只能由蓄电体供电，无法调节负载电路的电压等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线供电系统，以使负载电路可通过电池组或者无线充电电源供电，避免电池组失效后系统出现失控的危险。

为实现上述目的，本发明提供一种无线供电系统，包括无线充电电源、第一线性直流电源、第二线性直流电源、开关控制电路、第一开关、第二开关、第三开关、电池组和负载电路；

所述无线充电电源的输出端分别连接所述第一线性直流电源和所述第二线性直流电源，所述无线充电电源用于接收无线充电信号以生成交流电源，并将所述交流电源转换为直流电源后输出至所述第一线性直流电源和第二线性直流电源；

所述第一开关的两端分别连接所述第一线性直流电源与所述电池组，当所述第一开关导通时，所述第一线性直流电源对所述负载电路进行供电；

所述第二开关的两端分别连接所述第二线性直流电源与所述电池组，当所述第二开关导通时，所述第二线性直流电源对所述电池组进行充电；

所述第三开关的两端分别连接所述电池组与所述负载电路，当所述第三开关导通时，所述电池组对所述负载电路进行供电；

所述开关控制电路的输入端连接所述无线充电电源的输出端及所述电池组，所述开关控制电路的输出端分别连接所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，所述开关控制电路用于检测所述直流电源的电压及所述电池组的电压，并根据检测结果输出控制信号以控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的开关状态，其中，所述直流电源的电压大于所述电池组的电压则所述第一开关和所述第二开关均导通，且所述第三开关断开，所述直流电源的电压小于所述电池组的电压则所述第三开关导通，且所述第一开关和所述第二开关均断开。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述无线供电系统还包括电压监控电路，所述电压监控电路的输入端连接所述无线充电电源的输出端，所述电压监控电路的输出端连接所述负载电路，所述电压监控电路用于监控所述无线充电电源输出的所述直流电源的电压，并将所述直流电源的电压实时提供至所述负载电路，所述负载电路根据所述直流电源的电压调节所述第一线性直流电源的供电电压及所述第二线性直流电源的充电电压，其中，所述负载电路包括负载模块和负载控制模块，所述负载控制模块连接所述负载模块以调节所述负载模块的电压。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述负载控制模块还与所述开关控制电路连接，当所述负载电路通电后，所述负载控制模块根据所述直流电源的电压向所述开关控制电路发送数字控制信号，以控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的开关状态。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述开关控制电路包括：

第一控制模块，连接所述第一开关，用于根据所述直流电源的电压与所述电池组的电压输出第一控制信号至所述第一开关，以控制所述第一开关的开关状态，其中，所述直流电源的电压大于所述电池组的电压则所述第一控制信号为高电平以使所述第一开关导通，所述电源电压小于所述电池组的电压则所述第一控制信号为低电平以使所述第一开关断开。

第二控制模块，连接所述第二开关，用于根据所述直流电源的电压与所述电池组的电压输出第二控制信号至所述第二开关，以控制所述第二开关的开关状态，其中，所述电源电压大于所述电池组的电压则所述第二控制信号为高电平以使所述第二开关导通，所述电源电压小于所述电池组的电压则所述第二控制信号为低电平以使所述第二开关断开；

第三控制模块，连接所述第三开关，用于根据所述第二开关的状态及所述数字控制信号的电平状态输出第三控制信号至所述第三开关，以控制所述第三开关的开关状态，其中，所述第二开关断开和/或所述数字控制信号的电平状态为低电平时所述第三开关导通，所述第二开关导通和/或所述数字控制信号的电平状态为高电平时所述第三开关断开。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述第一控制模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一反相器和第二反相器，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第一晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第一晶体管的漏极与栅极连接；

所述第二晶体管的源极连接所述电池组，所述第二晶体管的栅极连接所述第一晶体管的栅极，所述第二晶体管的漏极连接所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极；

所述第三晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第三晶体管的栅极连接所述第四晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接所述第四晶体管的漏极，且所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极均连接第一反相器的输入端；

所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第一开关和所述第三开关，并且从所述第二反相器的输出端输出所述第一控制信号。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述第二控制模块包括第五晶体管、第六晶体管和第三反相器，所述第五晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第六晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第五晶体管的源极连接所述电池组，所述第五晶体管的栅极与所述第六晶体管的栅极连接，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接所述第二晶体管的漏极，且所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第二开关，并且从所述第三反相器的输出端输出所述第二控制信号。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述第三开关控制模块包括第四反相器、电平移位器及或门，所述第四反相器的输入端连接所述第三反相器的输出端，所述电平移位器的输入端连接所述负载控制模块，所述或门具有两个输入端，且所述或门的两个输入端分别连接所述第三反相器的输出端和所述电平移位器的输出端，所述或门的输出端连接第三开关，并且从所述或门的输出端输出所述第三控制信号。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述开关控制电路包括偏置电流模块，所述偏置电流模块用于向所述第四晶体管的源极及所述第六晶体管的源极提供偏置电流，所述偏置电流模块包括第七晶体管和第八晶体管，所述第七晶体管和所述第八晶体管均为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第七晶体管的栅极与所述第八晶体管的栅极连接，所述第七晶体管的漏极连接所述第四晶体管的源极；

所述第八晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极连接，所述第七晶体管的源极与所述第八晶体管的源极均接地。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述开关控制电路还包括偏置电压模块，所述偏置电压模块用于向所述第七晶体管的栅极和所述第八晶体管的栅极提供偏置电压，所述偏置电压模块包括第九晶体管和电阻，所述第九晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第九晶体管的漏极与栅极连接，且所述第九晶体管的栅极连接所述第七晶体管的栅极和所述第八晶体管的栅极，所述第九晶体管的漏极通过所述电阻连接所述第一晶体管的漏极。

可选的，在所述的无线供电系统中，所述开关控制电路还包括：

复位模块，包括第十晶体管，所述第十晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十晶体管的栅极用于输入复位信号，所述第十晶体管的漏极连接所述第四晶体管的栅极及所述第五晶体管的栅极；

平衡模块，包括第十一晶体管，所述第十一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十一晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第十一晶体管的栅极连接所述电池组，所述第十一晶体管的漏极连接所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极。

在本发明提供的无线供电系统中，无线供电系统包括无线充电电源、第一线性直流电源、第二线性直流电源、开关控制电路、第一开关、第二开关、第三开关、电池组和负载电路，通过开关控制电路来检测无线充电电源的输出端的直流电源的电压及电池组的电压，使得在直流电源的电压大于电池组的电压即无线充电信号存在时第一开关导通，第一线性直流电源对负载电路进行供电，且第二开关导通，第二线性直流电源对电池组进行充电，当直流电源的电压小于电池组的电压即无线充电信号消失则第三开关导通，通过电池组对负载电路进行供电，如此，可自主进行电压检测，并根据检测结果进行电源切换以通过电池组或者第二线性直流电源直接为负载电路进行供电，无需依赖外部控制信号，可以实现无线供电系统中多电源之间的平滑切换，使得为负载电路供电的电源能保持平稳无明显毛刺，并避免电池组出现失效时导致系统失控，并且可以通过调节第二线性直流电源的电压或电池组的电压来调节负载电路的电压。以及，当无线充电信号消失时，可自主实现使第一开关和第二开关断开，能够避免系统出现反向漏电的问题。此外，第一开关导通后无线供电系统的电池组就可以开始充电，无需额外的外部控制信号。

附图说明

图1是本发明实施例的无线供电系统的原理示意图。

图2是本发明实施例的无线供电系统的负载电路的原理示意图。

图3是本发明实施例的无线供电系统中的开关控制电路的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：100-无线充电电源；101-无线充电模块；102-交流直流转换器；110-第一线性直流电源；120-第二线性直流电源；130-开关控制电路；131-电平移位器；140-电池组；150-负载电路；151-负载控制模块；152-负载模块；160-电压监控电路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的无线供电系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。

图1是本发明实施例的无线供电系统的原理示意图。如图1所示，本实施例提供一种无线供电系统，包括无线充电电源100、第一线性直流电源110、第二线性直流电源120、开关控制电路130、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、电池组140和负载电路150。

所述无线充电电源100的输出端即节点V1分别连接所述第一线性直流电源110和所述第二线性直流电源120，所述无线充电电源100用于接收无线充电信号以生成交流电源，并将所述交流电源转换为直流电源后输出至所述第一线性直流电源110和第二线性直流电源120。其中，所述无线充电电源100包括无线充电模块101和交流直流转换器102，所述无线充电模块101用于接收外部交流电流。

本实施例中，无线充电模块101例如可以为无线充电线圈，供电系统的起始状态为无电状态，无线充电信号存在时，无线充电模块101生产交流电源，并将所述外部交流电流提供给所述交流直流转换器102，交流直流转换器102将所述交流电源转换为直流电源后输出至所述第一线性直流电源110和第二线性直流电源120。

如图1所示，所述第二线性直流电源120用于对电池组140进行充电，所述第二开关S2的两端分别连接所述第二线性直流电源120与所述电池组140，当所述第二开关S2导通时，所述第二线性直流电源120对所述电池组140进行充电。当第二开关S2导通之后，第二线性直流电源120开始对电池组140进行充电，无需额外的外部控制信号来进行充电控制。本实施例中，第二线性直流电源120的输出电压(即输出到电池组的电压)例如可以为3V～5V,输出电流(即输出到电池组的电流)例如可以为3.5mA～4.5mA。

如图1所示，所述第一开关S1的两端分别连接所述第一线性直流电源110与所述负载电路150，当所述第一开关S1导通时，所述第一线性直流电源110与所述负载电路150之间实现连接，所述第一线性直流电源110对所述负载电路150进行供电。

继续参考图1所示，所述第三开关S3的两端分别连接所述电池组140与所述负载电路150，当所述第三开关S3导通时，所述电池组140对所述负载电路150进行供电。

如图1所示，所述开关控制电路130的输入端连接所述无线充电电源100的输出端(即节点V1)及所述电池组(即节点V2)140，所述开关控制电路130的输出端分别连接所述第一开关S1、所述第二开关S2和所述第三开关S3，所述开关控制电路130用于检测所述直流电源及所述电池组140的电压(即检测节点V1的电压和节点V2的电压)，并根据检测结果输出控制信号以控制所述第一开关S1、所述第二开关S2与所述第三开关S3的开关状态，通过开关控制电路可以实现对直流电源的电压及电池组的电压的自动检测。其中，开关控制电路130通过如图1所示的路径2来获取节点V2的电压。

本实施例中，所述直流电源的电压大于所述电池组140的电压则所述第一开关S1和所述第二开关S2均导通，且所述第三开关S3断开。其中，当所述直流电源的电压大于所述电池组140的电压时，表示存在无线充电信号，无线充电电源100输出直流电源至所述第一线性直流电源110和所述第二线性直流电源120。

所述直流电源的电压小于所述电池组140的电压则所述第三开关S3导通，且所述第一开关S1和所述第二开关S2断开。其中，所述直流电源的电压小于所述电池组140的电压，表示无线充电信号消失，当无线充电信号消失时，第三开关S3导通使得电池组140与负载电路150连接，由此可以通过电池组140及时为负载电路150供电。另外，如电池组140未达到对外供电状态即不符合负载电路150的供电要求时，或系统希望由第一线性直流电源110为负载电路150供电，则可以通过使第一开关S1导通来实现通过第一线性直流电源110为负载电路150供电，并可以通过第二开关S2导通使电池组140继续充电。

本实施例中，可自主进行电压检测，并根据检测结果控制第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的开关状态，即根据检测结果进行电源切换以通过电池组140或者无线充电电源100直接为负载电路150进行供电，无需依赖外部控制信号，可以实现无线供电系统中多电源之间平滑切换，使得为负载电路150供电的电源能保持平稳无明显毛刺，并避免电池组出现失效时导致系统失控。并且当无线充电信号消失时，可自主实现使所述第一开关S1和所述第二开关S2断开，能够避免系统出现反向漏电的问题。

图2是本发明实施例的无线供电系统的负载电路的原理示意图。如图2所示，所述负载电路150包括负载模块152和负载控制模块151，所述负载控制模块151连接所述负载模块152以调节所述负载模块152的电压。

并且，所述负载控制模块151还与所述开关控制电路130连接，当所述负载电路150通电后，所述负载控制模块151根据所述直流电源的电压向所述开关控制电路130发送数字控制信号(路径1)，以控制所述第一开关S1、所述第二开关S2与所述第三开关S3的开关状态，即负载控制模块151未上电时，由开关控制电路130来控制各开关的状态，负载控制模块151上电之后，由负载控制模块151来控制各开关的状态。

示例性的，所述数字控制信号的电平状态为高电平则所述第一开关S1和所述第二开关S2导通，且所述第三开关S3断开，所述数字控制信号的电平状态为低电平则所述第一开关S1和所述第二开关S2断开且所述第三开关S3导通。

图3是本发明实施例的无线电供电系统无线供电系统中的开关控制电路的结构示意图。如图3所示，所述开关控制电路130包括第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块。第一控制模块连接所述第一开关S1，用于根据所述直流电源的电压(即节点V1的电压)与所述电池组140的电压(即节点V2的电压)输出第一控制信号至所述第一开关S1，以控制所述第一开关S1的开关状态，其中，所述直流电源的电压大于所述电池组140的电压则所述第一控制信号为高电平以使所述第一开关S1导通，所述电源电压小于所述电池组140的电压则所述第一控制信号为低电平以使所述第一开关S1断开。

具体来说，如图3所示，所述第一控制模块包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第一反相器I1和第二反相器I2，所述第一晶体管M1、所述第二晶体管M2和所述第三晶体管M3均为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管M4为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

所述第一晶体管M1的源极连接所述无线充电电源100的输出端(即节点V1)，所述第一晶体管M1的漏极与栅极连接，即第一晶体管M1采用二极管连接方式。

所述第二晶体管M2的源极连接所述电池组140，所述第二晶体管M2的栅极连接所述第一晶体管M1的栅极，所述第二晶体管M2的漏极连接所述第三晶体管M3的栅极和所述第四晶体管M4的栅极。

所述第三晶体管M3的源极连接所述无线充电电源100的输出端，所述第三晶体管M3的栅极连接所述第四晶体管M4的栅极，所述第三晶体管M3的漏极连接所述第四晶体管M4的漏极，且所述第三晶体管M3的漏极和所述第四晶体管M4的漏极连接第一反相器I1的输入端。进一步的，所述第三晶体管M3和所述第四晶体管M4构成反相器。

所述第一反相器I1的输出端连接所述第二反相器I2的输入端，所述第二反相器I2的输出端连接所述第一开关S1，并且从所述第二反相器I2的输出端输出所述第一控制信号。

当无线充电电源100的输出端的电压即直流电源的电压大于电池组140电压时，表示无线充电信号存在，则第一晶体管M1导通，第二晶体管M2截止，第一反相器I1的输入端为高电平，所述第一反相器I1的输出端与第二反相器I2的输入端为低电平，第二反相器I2的输出端输出第一控制信号，且所述第一控制信号为高电平，使得第一开关S1导通。

当无线充电电源100的输出端的电压即直流电源的电压小于电池组140电压时，也就是说节点V1的电压小于节点V2的电压时，表示无线充电信号消失，则第一晶体管M1截止，第二晶体管M2导通，第一反相器I1的输入端为低电平，所述第一反相器I1的输出端与第二反相器I2的输入端为高电平，第二反相器I2的输出端输出第一控制信号，且所述第一控制信号为低电平，使得第一开关S1断开。

第二控制模块连接所述第二开关S2，用于根据所述直流电源的电压与所述电池组140的电压输出第二控制信号至所述第二开关S2，以控制所述第二开关S2的开关状态，其中，所述电源电压大于所述电池组140的电压则所述第二控制信号为高电平以使所述第二开关S2导通，所述电源电压小于所述电池组140的电压则所述第二控制信号为低电平以使所述第二开关S2断开。

如图3所示，所述第二控制模块包括第五晶体管M5、第六晶体管M6和第三反相器I3，所述第五晶体管M5为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，即PMOS(P Metal OxideSemiconductor，P型金属氧化物半导体)晶体管，所述第六晶体管M6为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，即NMOS(N Metal Oxide Semiconductor，N型金属氧化物半导体)晶体管。

如图3所示，所述第五晶体管M5的源极连接所述电池组140即节点V2，所述第五晶体管M5的栅极与所述第六晶体管M6的栅极连接，所述第五晶体管M5的漏极与所述第六晶体管M6的漏极连接，所述第五晶体管M5的漏极与所述第六晶体管M6的漏极均连接所述第二晶体管M2的漏极，且所述第五晶体管M5的漏极与所述第六晶体管M6的漏极连接所述第三反相器I3的输入端。其中，所述第五晶体管M5和所述第六晶体管M6构成反相器。

所述第三反相器I3的输出端连接所述第二开关S2，并且从所述第二反相器I3的输出端输出所述第二控制信号。

当无线充电电源100的输出端的电压即直流电源的电压大于电池组140的电压时，由于第二晶体管M2截止，使得第四晶体管M4和第五晶体管M5的漏极输出高电平，因此，第五晶体管M5的栅极和第六晶体管M6的栅极为高电平，第五晶体管M5的漏极和第六晶体管M6的漏极输出低电平，即所述第三反相器I3的输入端为低电平，所述第三反相器I3的输出端输出第二控制信号，且所述第二控制信号为高电平，使得第二开关S2导通。

当无线充电电源100的输出端的电压即直流电源的电压小于电池组140电压时，第二晶体管M2导通，使得第四晶体管M4和第五晶体管M5的漏极输出低电平，因此，第五晶体管M5和第六晶体管M6的栅极为低电平，第五晶体管M5和第六晶体管M6的漏极输出高电平，即所述第三反相器I3的输入端为高电平，所述第三反相器I3的输出端输出第二控制信号，且所述第二控制信号为低电平，使得第二开关S2断开。

本实施例中，所述第三控制模块连接所述第三开关S3，所述第三控制模块用于根据所述第二开关S2的状态及所述数字控制信号的电平状态输出第三控制信号至所述第三开关S3，以控制所述第三开关S3的开关状态，其中，所述第二开关S2断开和/或所述数字控制信号的电平状态为低电平时所述第三开关S3导通，所述第二开关S2导通和/或所述数字控制信号的电平状态为高电平时所述第三开关S3断开。需说明的是，由于第一开关S1和第二开关S2的开关状态同步，因此第一开关S1导通时，第二开关S2也导通，第二开关S2断开时，第一开关S1也断开，故第三开关S3导通时，第一开关S1也处于断开状态，第三开关S3断开时，第一开关S1也处于导通状态。

具体的，如图3所示，所述第三开关控制模块包括第四反相器I4、电平移位器(level shifter)131及或门or，所述第四反相器I4的输入端连接所述第三反相器I3的输出端，所述电平移位器131的输入端连接所述负载控制模块151，所述或门or具有两个输入端，且所述或门or的两个输入端分别连接所述第三反相器I3的输出端和所述电平移位器131的输出端，所述或门or的输出端连接第三开关S3，并且从所述或门or的输出端输出所述第三控制信号，从而实现对所述第三开关S3的控制。

如图3所示，所述开关控制电路130还包括偏置电流模块，所述偏置电流模块用于向所述第四晶体管M4的源极及所述第六晶体管M6的源极提供偏置电流，所述偏置电流模块包括第七晶体管M7和第八晶体管M8，所述第七晶体管M7和所述第八晶体管M8均为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

继续参考图3所示，所述第七晶体管M7的栅极与所述第八晶体管M8的栅极连接，所述第七晶体管M7的漏极连接所述第四晶体管M4的源极。

所述第八晶体管M8的漏极与所述第六晶体管M6的源极连接，所述第七晶体管M7的源极和所述第八晶体管M8的源极均接地。

如图3所示，所述开关控制电路130还包括偏置电压模块，所述偏置电压模块用于向所述第七晶体管M7的栅极和所述第八晶体管M8的栅极提供偏置电压，所述偏置电压模块包括第九晶体管M9和电阻，所述第九晶体管M9为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

所述第九晶体管M9的漏极与栅极连接，且所述第九晶体管M9的栅极连接所述第七晶体管M7的栅极及所述第八晶体管M8的栅极，所述第九晶体管M9的漏极通过所述电阻连接所述第一晶体管M1的漏极。

本实施例中，所述开关控制电路130还包括复位模块和平衡模块，如图2所示，所述复位模块包括第十晶体管M10，所述第十晶体管M10为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十晶体管M10的栅极用于输入复位信号(RESET)，所述第十晶体管M10的漏极连接所述第四晶体管M4的栅极及所述第五晶体管M5的栅极。

如图1所示，所述平衡模块包括第十一晶体管M11，所述第十一晶体管M11为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十一晶体管M11的源极连接所述无线充电电源100的输出端，所述第十一晶体管M11的栅极连接所述电池组140，所述第十一晶体管M11的漏极连接所述第四晶体管M4的漏极和所述第五晶体管M5的漏极，所述平衡模块用于平衡支路中的电流。

继续参考图1所示，所述无线供电系统还包括电压监控电路160，所述电压监控电路160的输入端连接所述无线充电电源100的输出端即节点V1，所述电压监控电路160的输出端连接所述负载电路150，所述电压监控电路160用于监控所述无线充电电源100输出的所述直流电源的电压，并将所述直流电源的电压实时提供至所述负载电路150，所述负载电路150根据所述直流电源的电压调节所述第一线性直流电源110的供电电压及所述第二线性直流电源120的充电电压，从而满足不同的需求或者系统设置。

具体来说，电压监控电路160将直流电源的电压提供至负载电路150之后，所述负载电路150中的负载控制模块151可以根据电压监控电路160的实时监控结果及时向开关控制电路130提供数字控制信号，从而及时调整第一开关S1、所述第二开关S2与所述第三开关S3的开关状态，例如，在无线充电信号消失时及时控制第一开关S1和第二开关S2断开，由此及时切断电流，避免电流回流，从而避免产生漏电损耗，并控制第三开关S3导通，从而及时为负载电路150供电，使负载电路150可连续、无间断的工作。

综上可见，在本发明实施例提供的无线供电系统中，通过开关控制电路来检测无线充电电源的输出端的直流电源的电压及电池组的电压，使得在直流电源的电压大于电池组的电压即无线充电信号存在时第一开关导通，第一线性直流电源对负载电路进行供电，且第二开关导通时，第二线性直流电源对电池组进行充电，当直流电源的电压小于电池组的电压即无线充电信号消失则第三开关导通，通过电池组对负载电路进行供电，如此，可自主进行电压检测，并根据检测结果进行电源切换以通过电池组或者第二线性直流电源直接为负载电路进行供电，无需依赖外部控制信号，可以实现无线供电系统中多电源之间平滑切换，使得为负载电路供电的电源能保持平稳无明显毛刺，避免电池组出现失效时导致系统失控。并且当无线充电信号消失时，可自主实现使第一开关和第二开关断，避免系统出现反向漏电的问题。此外，第一开关导通后无线供电系统的电池组就可以开始充电，无需额外的外部控制信号。

此外还应该认识到，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种无线供电系统，其特征在于，包括无线充电电源、第一线性直流电源、第二线性直流电源、开关控制电路、第一开关、第二开关、第三开关、电池组和负载电路；

所述无线充电电源的输出端分别连接所述第一线性直流电源和所述第二线性直流电源，所述无线充电电源用于接收无线充电信号以生成交流电源，并将所述交流电源转换为直流电源后输出至所述第一线性直流电源和所述第二线性直流电源；

所述第一开关的两端分别连接所述第一线性直流电源与所述负载电路，当所述第一开关导通时，所述第一线性直流电源对所述负载电路进行供电；

所述第二开关的两端分别连接所述第二线性直流电源与所述电池组，当所述第二开关导通时，所述第二线性直流电源对所述电池组进行充电；

所述第三开关的两端分别连接所述电池组与所述负载电路，当所述第三开关导通时，所述电池组对所述负载电路进行供电；

所述开关控制电路的输入端连接所述无线充电电源的输出端及所述电池组，所述开关控制电路的输出端分别连接所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，所述开关控制电路用于检测所述直流电源的电压及所述电池组的电压，并根据检测结果输出控制信号以控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的开关状态，其中，所述直流电源的电压大于所述电池组的电压则所述第一开关和所述第二开关均导通，且所述第三开关断开，所述直流电源的电压小于所述电池组的电压则所述第三开关导通，且所述第一开关和所述第二开关均断开。

2.如权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述无线供电系统还包括电压监控电路，所述电压监控电路的输入端连接所述无线充电电源的输出端，所述电压监控电路的输出端连接所述负载电路，所述电压监控电路用于监控所述无线充电电源输出的所述直流电源的电压，并将所述直流电源的电压实时提供至所述负载电路，所述负载电路根据所述直流电源的电压调节所述第一线性直流电源的供电电压及所述第二线性直流电源的充电电压，其中，所述负载电路包括负载模块和负载控制模块，所述负载控制模块连接所述负载模块以调节所述负载模块的电压。

3.如权利要求2所述的无线供电系统，其特征在于，所述负载控制模块还与所述开关控制电路连接，当所述负载电路通电后，所述负载控制模块根据所述直流电源的电压向所述开关控制电路发送数字控制信号，以控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的开关状态。

4.如权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述开关控制电路包括：

第一控制模块，连接所述第一开关，用于根据所述直流电源的电压与所述电池组的电压输出第一控制信号至所述第一开关，以控制所述第一开关的开关状态，其中，所述直流电源的电压大于所述电池组的电压则所述第一控制信号为高电平以使所述第一开关导通，所述电源电压小于所述电池组的电压则所述第一控制信号为低电平以使所述第一开关断开。

第二控制模块，连接所述第二开关，用于根据所述直流电源的电压与所述电池组的电压输出第二控制信号至所述第二开关，以控制所述第二开关的开关状态，其中，所述电源电压大于所述电池组的电压则所述第二控制信号为高电平以使所述第二开关导通，所述电源电压小于所述电池组的电压则所述第二控制信号为低电平以使所述第二开关断开；

第三控制模块，连接所述第三开关，用于根据所述第二开关的状态及所述数字控制信号的电平状态输出第三控制信号至所述第三开关，以控制所述第三开关的开关状态，其中，所述第二开关断开和/或所述数字控制信号的电平状态为低电平时所述第三开关导通，所述第二开关导通和/或所述数字控制信号的电平状态为高电平时所述第三开关断开。

5.如权利要求4所述的无线供电系统，其特征在于，所述第一控制模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一反相器和第二反相器，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第一晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第一晶体管的漏极与栅极连接；

所述第二晶体管的源极连接所述电池组，所述第二晶体管的栅极连接所述第一晶体管的栅极，所述第二晶体管的漏极连接所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极；

所述第三晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第三晶体管的栅极连接所述第四晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接所述第四晶体管的漏极，且所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极均连接第一反相器的输入端；

所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第一开关，并且从所述第二反相器的输出端输出所述第一控制信号。

6.如权利要求5所述的无线供电系统，其特征在于，所述第二控制模块包括第五晶体管、第六晶体管和第三反相器，所述第五晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第六晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第五晶体管的源极连接所述电池组，所述第五晶体管的栅极与所述第六晶体管的栅极连接，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接所述第二晶体管的漏极，且所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极连接所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第二开关，并且从所述第三反相器的输出端输出所述第二控制信号。

7.如权利要求6所述的无线供电系统，其特征在于，所述第三开关控制模块包括第四反相器、电平移位器及或门，所述第四反相器的输入端连接所述第三反相器的输出端，所述电平移位器的输入端连接所述负载控制模块，所述或门具有两个输入端，且所述或门的两个输入端分别连接所述第三反相器的输出端和所述电平移位器的输出端，所述或门的输出端连接第三开关，并且从所述或门的输出端输出所述第三控制信号。

8.如权利要求6所述的无线供电系统，其特征在于，所述开关控制电路包括偏置电流模块，所述偏置电流模块用于向所述第四晶体管的源极及所述第六晶体管的源极提供偏置电流，所述偏置电流模块包括第七晶体管和第八晶体管，所述第七晶体管和所述第八晶体管均为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第七晶体管的栅极与所述第八晶体管的栅极连接，所述第七晶体管的漏极连接所述第四晶体管的源极；

所述第八晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极连接，所述第七晶体管的源极与所述第八晶体管的源极均接地。

9.如权利要求7所述的无线供电系统，其特征在于，所述开关控制电路还包括偏置电压模块，所述偏置电压模块用于向所述第七晶体管的栅极和所述第八晶体管的栅极提供偏置电压，所述偏置电压模块包括第九晶体管和电阻，所述第九晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述第九晶体管的漏极与栅极连接，且所述第九晶体管的栅极连接所述第七晶体管的栅极和所述第八晶体管的栅极，所述第九晶体管的漏极通过所述电阻连接所述第一晶体管的漏极。

10.如权利要求8所述的无线供电系统，其特征在于，所述开关控制电路还包括：

复位模块，包括第十晶体管，所述第十晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十晶体管的栅极用于输入复位信号，所述第十晶体管的漏极连接所述第四晶体管的栅极及所述第五晶体管的栅极；

平衡模块，包括第十一晶体管，所述第十一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第十一晶体管的源极连接所述无线充电电源的输出端，所述第十一晶体管的栅极连接所述电池组，所述第十一晶体管的漏极连接所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极。