CN118011104A - Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备。电压采样电路分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压，使比较电路得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，以及使逻辑控制电路得到控制信号。如此，采样保持电路根据控制信号，可以得到谐振电压正好出现在波峰位置的第一峰值电压和第二峰值电压。进而，模数转换电路可以得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，使微处理器可以根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。由于第一峰值电压和第二峰值电压正好出现在波峰位置，使转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压也正好出现在波峰位置。从而，提高Q值检测电路的检测精度。

Description

Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及设备

技术领域

本申请涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备。

背景技术

无线充电技术的原理是在发射端(transmitter end，TX)电路中的发射线圈和接收端(receiver end，RX)电路中的接收线圈之间通过电磁场耦合来实现电能的无线传输。TX电路自身的RLC谐振回路具有固定的Q值。由于RX电路的引入使得RLC谐振回路的Q值发生变化，因此，通过检测Q值是否发生变化，确定是否有RX电路引入。例如，对于手机的无线充电器，手机是RX电路，无线充电器是TX电路，发射线圈位于无线充电器中，接收线圈位于手机内部。当手机放置在无线充电器上时，无线充电器的Q值会发生变化。

相关技术中，通过发射线圈的电信号与预设阈值作比较，得到电信号对应的峰值信号。进而，基于该峰值信号来计算Q值。

然而，相关技术中预设阈值是事先设定的，无法保证峰值信号刚好出现在RLC谐振回路产生自激振荡的波峰，导致Q值的检测精度较低。

发明内容

本申请提供一种Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备，能够提高Q值检测精度。

第一方面，本申请提供一种Q值检测电路，应用于无线充电发射电路，无线充电发射电路包括谐振电路。该Q值检测电路包括：电压采样电路、采样保持电路、比较电路、逻辑控制电路、模数转换电路和微处理器。

电压采样电路的输入端电连接于谐振电路中电容器和发射线圈之间，电压采样电路的输出端均与采样保持电路的输入端和比较电路的第一输入端电连接，比较电路的输出端与逻辑控制电路的输入端电连接，逻辑控制电路的输出端与采样保持电路的控制端电连接，采样保持电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，模数转换电路的输出端与微处理器的输入端电连接，比较电路的第二输入端用于接入参考电压。

电压采样电路，用于采集谐振电路的谐振电压，并分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压。

比较电路，用于比较谐振电压和参考电压，分别得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，并向逻辑控制电路传输第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，参考电压包括：第一参考电压和第二参考电压，第一参考电压用于确定谐振电压的峰值电压，第二参考电压用于确定谐振电压的峰值电压所在的周期。

逻辑控制电路，用于对第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号，并向采样保持电路传输控制信号，控制信号用于指示采样保持电路进行采样保持。

采样保持电路，用于针对相邻的两个周期而言，在控制信号的作用下，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到在前一个周期内谐振电压对应的第一峰值电压和在后一个周期内谐振电压对应的第二峰值电压，并向模数转换电路传输第一峰值电压和第二峰值电压。

模数转换电路，用于分别对第一峰值电压和第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，并向微处理器传输转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压。

微处理器，用于根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。

通过第一方面提供的Q值检测电路，电压采样电路可以采集谐振电路的谐振电压，使电压采样电路可以监测谐振电压的变化趋势。并且，电压采样电路分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压，使比较电路可以比较谐振电压和参考电压得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，以及使逻辑控制电路可以对第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号。如此，当电压采样电路监测到谐振电压的变化趋势为最大正向峰值电压时，采样保持电路可以根据控制信号，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，使采样保持电路可以得到谐振电压正好出现在相邻的两个周期内的波峰位置的第一峰值电压和第二峰值电压。进而，模数转换电路可以对第一峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压，以及可以对第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第二峰值电压，使微处理器可以根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。由于第一峰值电压正好出现在前一个周期内的波峰位置，且第二峰值电压正好出现在后一个周期内的波峰位置。因此，转换后的第一峰值电压也正好出现在前一个周期内的波峰位置，且转换后的第二峰值电压也正好出现在后一个周期内的波峰位置。从而，提高Q值检测电路的检测精度。

在一种可能的设计中，控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，采样保持电路包括：运算放大器、复位器、第一保持器和第二保持器。其中，运算放大器是对运算放大器的输出端没有负载电流的单位增益运算放大器。

运算放大器的第一输入端与电压采样电路的输出端电连接，运算放大器的输出端分别与第一保持器的输入端和第二保持器的输入端电连接，第一保持器的输出端和第二保持器的输出端均与模数转换电路的输入端电连接，第一保持器的输出端、第二保持器的输出端和复位器的控制端均与逻辑控制电路的输出端电连接，运算放大器的第二输入端和复位器的第一端均电连接于运算放大器的输出端与第一保持器的输入端之间，复位器的第二端接地。

运算放大器，用于在前一个周期内，跟随谐振电压的变化，当运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到第一峰值电压。

第一保持器，用于在前一个周期内，在第一控制信号的作用下，对第一峰值电压进行采样保持。

复位器，用于在后一个周期内，在第二控制信号的作用下，对运算放大器的输出电压进行复位，以使运算放大器的输出电压从第一峰值电压变为0。

运算放大器，还用于在后一个周期内，跟随着谐振电压的变化，当运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到第二峰值电压。

第二保持器，用于在后一个周期内，在第三控制信号的作用下，对第二峰值电压进行采样保持。

在一种可能的设计中，保持器包括：控制开关和保持组件。

控制开关的第一端与运算放大器的输出端电连接，控制开关的第二端与保持组件的输入端电连接，保持组件的输出端与模数转换电路的输入端电连接，控制开关的控制端和保持组件的控制端均与逻辑控制电路的输出端电连接。

在一种可能的设计中，保持组件包括电容器和开关管，开关管的第一端与控制开关的第二端电连接，开关管的控制端与逻辑控制电路的输出端电连接，开关管的第二端接地，电容器与开关管并联连接。

在一种可能的设计中，微处理器，具体用于根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到目标峰值电压，并根据目标峰值电压，得到Q值检测结果。

在一种可能的设计中，比较电路包括第一比较器和第二比较器，第一比较器的第一输入端和第二比较器的第一输入端均与电压采样电路的输出端电连接，第一比较器的第二输入端用于接入第一参考电压，第二比较器的第二输入端用于接入第二参考电压，第一比较器的输出端和第二比较器的输出端均与逻辑控制电路的输入端电连接。

第一比较器，用于比较谐振电压和第一参考电压，生成第一方波脉冲信号。

第二比较器，用于比较谐振电压和第二参考电压，生成第二方波脉冲信号。

第二方面，本申请提供一种Q值检测方法，该方法应用于上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的Q值检测电路，该方法包括：

电压采样电路采集谐振电路的谐振电压，并分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压。

比较电路比较谐振电路的谐振电压和参考电压，分别得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，并向逻辑控制电路传输第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，参考电压包括：第一参考电压和第二参考电压，第一参考电压用于确定谐振电压的峰值电压，第二参考电压用于确定谐振电压的峰值电压所在的周期。

逻辑控制电路对第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号，并向采样保持电路传输控制信号，控制信号用于指示采样保持电路进行采样保持。

采样保持电路针对相邻的两个周期而言，在控制信号的作用下，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到在前一个周期内谐振电压对应的第一峰值电压和在后一个周期内谐振电压对应的第二峰值电压，并向模数转换电路传输第一峰值电压和第二峰值电压。

模数转换电路分别对第一峰值电压和第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压。

微处理器根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。

上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的方法，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请提供一种异物检测方法，该方法应用于上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的Q值检测电路，该方法包括：

根据Q值检测结果，判断无线充电发射电路的工作范围内是否存在异物。

第四方面，本申请提供一种无线充电发射电路，包括：逆变电路、谐振电路以及上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的Q值检测电路。

逆变电路和Q值检测电路均与谐振电路电连接。

第五方面，本申请提供一种芯片，包括：上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的Q值检测电路，或者上述第四方面中的无线充电发射电路。

第六方面，本申请提供一种电子设备，包括：上述第五方面中的芯片。

附图说明

图1为相关技术提供的一种Q值检测电路的结构示意图；

图2为相关技术中Q值检测电路的工作波形示意图；

图3为相关技术提供的另一种Q值检测电路的结构示意图；

图4为相关技术中Q值检测电路的工作波形示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的一种无线充电发射电路结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的一种Q值检测电路的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的一种Q值检测方法的流程示意图；

图9为本申请一实施例提供的另一种Q值检测电路的结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的一种Q值检测电路的工作波形示意图。

具体实施方式

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，单独a，单独b或单独c中的至少一项(个)，可以表示：单独a，单独b，单独c，组合a和b，组合a和c，组合b和c，或组合a、b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1，图1为相关技术提供的一种Q值检测电路的结构示意图，图2示出了图1中Q值检测电路的工作波形示意图。如图1所示，相关技术中，在RLC谐振回路产生自激振荡时，通过电阻R1和电阻R2构成的采样电路采集RLC谐振回路中的电容电压VQD。如此，比较器CMP1对参考电压vth1和电容电压VQD进行比较，得到如图2所示的方波cmp1。进而，微处理电路可以得到方波cmp1中最后一个峰值对应的时刻t1。同理，比较器CMP2对参考电压vth2和电容电压VQD进行比较，得到如图2所示的方波cmp2。进而，微处理电路可以得到方波cmp2中最后一个峰值对应的时刻t2。从而，根据参考电压vth1、时刻t1、参考电压vth2和时刻t1，计算Q值。

参照图3，图3为相关技术提供的一种Q值检测电路的结构示意图，图4示出了图3中Q值检测电路的工作波形示意图。如图3所示，相关技术中，在RLC谐振回路产生自激振荡时，通过检测功率开关器件Q2或功率开关器件Q4的导通电流IQ。如此，比较器CMP3对参考电流ith1和导通电流IQ进行比较，得到如图4所示的方波cmp3。进而，微处理电路可以得到方波cmp3中最后一个峰值对应的时刻t3。同理，比较器CMP4对参考电流ith2和导通电流IQ进行比较，得到如图4所示的方波cmp4。进而，微处理电路可以得到方波cmp4中最后一个峰值对应的时刻t4。从而，根据参考电流ith1、时刻t3、参考电流ith2和时刻t4，计算Q值。

其中，当开关S1闭合时，在Q4处于开态，Q1、Q2和Q3处于关态的情况下，电源电压VDC1给RLC谐振回路充电。待RLC谐振回路中电容器两端的电压至电源电压VDC1后，开关S1断开时，在Q2和Q4处于开态，Q1和Q3仍处于关态的情况下，此时RLC谐振回路储存的电能会被放掉，使RLC谐振回路产生自激振荡。

然而，上述相关技术中，参考电压vth1、参考电压vth2、参考电流ith1和参考电流ith2均是事先设定的，无法保证峰值信号刚好出现在RLC谐振回路产生自激振荡的波峰，导致Q值的检测精度较低。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备。

其中，Q值检测电路和无线充电发射电路可以是芯片，也可以是电路模块。

参照图5，图5为本申请一实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图。如图5所示，无线充电系统可以包括：无线充电接收电路2000和无线充电发射电路1000。

其中，无线充电接收电路2000可以包括但不限于：整流电路和接收电路。无线充电发射电路1000可以至少包括：逆变电路300和谐振电路200。

其中，该电子设备可以包括：芯片。在一些示例中，该电子设备可以是无线充电器，也可以是无线充电适配器，本申请实施例对此不作具体限定。

其中，Q值检测结果用于确定无线充电发射电路1000是否向无线充电接收电路2000传输电能。若Q值检测结果为其它值，则意味着没有无线充电接收电路2000存在，可能仅是块金属或者其它东西，这样，无线充电发射电路1000不需要向无线充电接收电路2000传输电能。若Q值检测结果为特定值，则意味着可能有无线充电接收电路2000存在，这样，无线充电发射电路1000需要向无线充电接收电路2000传输电能。

在无线充电发射电路1000得到的Q值检测结果表征无线充电发射电路1000能够向无线充电接收电路2000传输电能的情况下，无线充电发射电路1000向无线充电接收电路2000传输电能，使无线充电接收电路2000能够为负载提供电能。如此，负载能够通过无线充电技术进行充电，保证负载能够正常工作。

其中，负载可以包括但不限于：智能手机、智能手表和电动车辆。

参照图6，图6示出了图5中无线充电发射电路的结构示意图。如图6所示，无线充电发射电路1000可以包括：逆变电路300、谐振电路200和Q值检测电路100。

逆变电路300和Q值检测电路100均与谐振电路200电连接。

其中，谐振电路200中的电感线圈用作发射线圈。

本申请提供一种异物检测方法，该方法包括：

根据Q值检测结果，判断无线充电发射电路的工作范围内是否存在异物。

由于无线充/供电设备本身是RLC谐振回路构成，设备RLC电路本身具备固定的Q值，异物(本处异物为金属导体)的引入使得RLC电路的Q值发生变化。因此，人们发明了通过检测Q值的变化判断是否存在异物的方法。

参照图7，图7示出了图6中一种Q值检测电路的结构示意图。如图7所示，Q值检测电路100可以包括：电压采样电路110、采样保持电路120、比较电路130、逻辑控制电路140、模数转换电路150和微处理器160。

电压采样电路110的输入端电连接于谐振电路200中电容器和发射线圈之间，电压采样电路110的输出端均与采样保持电路120的输入端和比较电路130的第一输入端电连接，比较电路130的输出端与逻辑控制电路140的输入端电连接，逻辑控制电路140的输出端与采样保持电路120的控制端电连接，采样保持电路120的输出端与模数转换电路150的输入端电连接，模数转换电路150的输出端与微处理器160的输入端电连接，比较电路130的第二输入端用于接入参考电压。

其中，电压采样电路110、采样保持电路120、比较电路130、逻辑控制电路140、模数转换电路150和微处理器160可以分开设置，也可以集成设置。

下面，参照图8，图8为本申请一实施例提供的一种Q值检测方法的流程示意图。如图8所示，该方法包括：

S101、电压采样电路采集谐振电路的谐振电压，并分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压。

S102、比较电路比较谐振电路的谐振电压和参考电压，分别得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，并向逻辑控制电路传输第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号。

其中，参考电压包括：第一参考电压vth1和第二参考电压vth2，第一参考电压vth1用于确定谐振电压VQD的峰值电压，第二参考电压vth2用于确定谐振电压VQD的峰值电压所在的周期。

S103、逻辑控制电路对第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号，并向采样保持电路传输控制信号。

S104、采样保持电路针对相邻的两个周期而言，在控制信号的作用下，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到在前一个周期内谐振电压对应的第一峰值电压和在后一个周期内谐振电压对应的第二峰值电压，并向模数转换电路传输第一峰值电压和第二峰值电压。

S105、模数转换电路分别对第一峰值电压和第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压。

S106、微处理器根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。

其中，一个周期是指谐振电路200的谐振电压VQD从0逐渐升至最大正向峰值电压，再从最大正向峰值电压逐渐下降至最大负向峰值电压，最后从最大负向峰值电压逐渐升至0的过程。

电压采样电路110可以采集谐振电路200的谐振电压VQD。从而，电压采样电路110可以监测谐振电路200的谐振电压VQD的变化趋势。该变化趋势就是谐振电路200的谐振电压VQD从0逐渐升至最大正向峰值电压，再从最大正向峰值电压逐渐下降至最大负向峰值电压，最后从最大负向峰值电压逐渐升至0。并且，电压采样电路110可以分别向采样保持电路120和比较电路130传输谐振电压VQD。

这样，比较电路130可以比较谐振电压VQD和参考电压，分别得到第一方波脉冲信号p1和第二方波脉冲信号p2。并且，比较电路130可以向逻辑控制电路140传输第一方波脉冲信号p1和第二方波脉冲信号p2。

其中，第一方波脉冲信号p1是谐振电压VQD的电压值和第一参考电压vth1进行比较得到的。第二方波脉冲信号p2是谐振电压VQD的电压值和第二参考电压vth2进行比较得到的。

如此，逻辑控制电路140可以对第一方波脉冲信号p1和第二方波脉冲信号p2进行逻辑处理，得到控制信号。并且，逻辑控制电路140可以向采样保持电路120传输控制信号。

其中，控制信号用于指示采样保持电路120进入工作状态。

其中，逻辑处理可以为逻辑与运算，也可以为逻辑或运算，还可以为逻辑与运算和逻辑或运算的组合，本申请实施例对此不作具体限定。

此外，若第一方波脉冲信号p1没有，则逻辑控制电路140不会输出控制信号。如此，采样保持电路120不再继续对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持。

同理，逻辑控制电路140可以对第一方波脉冲信号p1'和第二方波脉冲信号p2进行逻辑处理，得到控制信号。若第一方波脉冲信号p1'没有，则逻辑控制电路140不会输出控制信号。如此，采样保持电路120不再继续对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持。

针对相邻的两个周期而言，下面分别介绍采样保持电路120如何得到第一峰值电压VC1_1和第二峰值电压VC1_2的过程。

在前一个周期内，当电压采样电路110监测到谐振电压VQD的变化趋势为从0逐渐升至最大正向峰值电压时，采样保持电路120可以根据控制信号对谐振电压VQD的最大正向峰值电压进行采样保持，使采样保持电路120可以得到谐振电压VQD正好出现在波峰位置的峰值电压，即前一个周期内谐振电压VQD对应的第一峰值电压VC1_1。并且，采样保持电路120可以向模数转换电路150传输第一峰值电压VC1_1。

在后一个周期内，当电压采样电路110监测到谐振电压VQD再一次从0逐渐升至最大正向峰值电压时，采样保持电路120可以根据控制信号对谐振电压VQD的最大正向峰值电压进行采样保持，使采样保持电路120可以得到谐振电压VQD正好出现在波峰位置的峰值电压，即在后一个周期内谐振电压VQD对应的第二峰值电压VC1_2。并且，采样保持电路120可以向模数转换电路150传输第二峰值电压VC1_2。

基于此，模数转换电路150可以对第一峰值电压VC1_1进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压VC1_1。模数转换电路150可以对第二峰值电压VC1_2进行模数转换，得到转换后的第二峰值电压VC1_2。并且，模数转换电路150可以向微处理器160传输转换后的第一峰值电压VC1_1和转换后的第二峰值电压VC1_2。

进而，微处理器160可以根据转换后的第一峰值电压VC1_1和转换后的第二峰值电压VC1_2，得到Q值检测结果。

本申请提供的Q值检测电路、芯片、方法、发射电路、系统及电子设备。电压采样电路可以采集谐振电路的谐振电压，使电压采样电路可以监测谐振电压的变化趋势。并且，电压采样电路分别向采样保持电路和比较电路传输谐振电压，使比较电路可以比较谐振电压和参考电压得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，以及使逻辑控制电路可以对第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号。如此，当电压采样电路监测到谐振电压的变化趋势为最大正向峰值电压时，采样保持电路可以根据控制信号，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，使采样保持电路可以得到谐振电压正好出现在相邻的两个周期内的波峰位置的第一峰值电压和第二峰值电压。进而，模数转换电路可以对第一峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压，以及可以对第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第二峰值电压，使微处理器可以根据转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。由于第一峰值电压正好出现在前一个周期内的波峰位置，且第二峰值电压正好出现在后一个周期内的波峰位置。因此，转换后的第一峰值电压也正好出现在前一个周期内的波峰位置，且转换后的第二峰值电压正好出现在后一个周期内的波峰位置。从而，提高Q值检测电路的检测精度。

基于上述实施例的描述，示例性的，比较电路130的一种可能的实现方式。参照图9，图9示出了图7中Q值检测电路的结构示意图。如图9所示，比较电路130可以包括第一比较器CMP1和第二比较器CMP2。

第一比较器CMP1的第一输入端和第二比较器CMP2的第一输入端均与电压采样电路110的输出端电连接，第一比较器CMP1的第二输入端用于接入第一参考电压vth1，第二比较器CMP2的第二输入端用于接入第二参考电压vth2，第一比较器CMP1的输出端和第二比较器CMP2的输出端均与逻辑控制电路140的输入端电连接。

其中，第一比较器CMP1的第一输入端和第二比较器CMP2的第一输入端均为正相输入端，第一比较器CMP1的第二输入端和第二比较器CMP2的第二输入端均为负相输入端。

其中，参考电压可以包括：第一参考电压vth1和第二参考电压vth2。第一参考电压vth1的电压值和第二参考电压vth2的电压值不同，第二参考电压vth2为零电压。

第一比较器CMP1可以比较谐振电压VQD和第一参考电压vth1，生成第一方波脉冲信号p1。

第二比较器CMP2可以比较谐振电压VQD和第二参考电压vth2，生成第二方波脉冲信号p2。

此外，第二方波脉冲信号p2是运算放大器AMP的使能信号，使运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF从0逐渐升至最大正向峰值电压。同理，第二方波脉冲信号p2是运算放大器AMP'的使能信号，使运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'从0逐渐升至最大正向峰值电压。

其中，第一比较器CMP1的数量可以为两个。为了便于区别，其中一个为第一比较器CMP1，另一个为第一比较器CMP1'。第一比较器CMP1和第一比较器CMP1'的区别仅是：第一比较器CMP1的第二输入端接入的第一参考电压vth1的电压值大于第一比较器CMP1'的第二输入端接入的第一参考电压vth1'的电压值。

基于上述的描述，第一比较器CMP1'可以比较谐振电压VQD和第一参考电压vth1'，生成第一方波脉冲信号p1'。

综上，第一比较器通过比较谐振电路的谐振电压和第一参考电压，生成第一方波脉冲信号。第二比较器通过比较谐振电路的谐振电压和第二参考电压，生成第二方波脉冲信号。从而，使比较电路可以得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号。

基于上述实施例的描述，示例性的，采样保持电路120的一种可能的实现方式。如图9所示，采样保持电路120可以包括：运算放大器AMP、复位器122、第一保持器121和第二保持器123。

由于运算放大器AMP是对运算放大器AMP的输出端没有负载电流的单位增益运算放大器AMP。因此，在谐振电压VQD从0逐渐升至最大正向峰值电压后，运算放大器AMP仅跟随谐振电压VQD升至最大正向峰值电压，而不会跟随谐振电压VQD再从最大正向峰值电压逐渐下降至最大负向峰值电压，以及不会跟随谐振电压VQD从最大负向峰值电压逐渐升至0。

运算放大器AMP的第一输入端与电压采样电路110的输出端电连接，运算放大器AMP的输出端分别与第一保持器121的输入端和第二保持器123的输入端电连接，第一保持器121的输出端和第二保持器123的输出端均与模数转换电路150的输入端电连接，第一保持器121的输出端、第二保持器123的输出端和复位器122的控制端均与逻辑控制电路140的输出端电连接，运算放大器AMP的第二输入端和复位器122的第一端均电连接于运算放大器AMP的输出端与第一保持器121的输入端之间，复位器122的第二端接地。

其中，控制信号可以包括第一控制信号VS1、第二控制信号VRST1和第三控制信号VS2。第二控制信号VRST1可以包括第一子控制信号VRST1_1和第二子控制信号VRST1_2。第一子控制信号VRST1_1用于第一保持器121对第一峰值电压VC1_1进行采样保持时，对之前保持的第一峰值电压VC1_1进行复位。第二子控制信号VRST1_2用于第二保持器123对第二峰值电压VC1_2进行采样保持时，对之前保持的第二峰值电压VC1_2进行复位。

在前一个周期内，由于运算放大器AMP可以跟随谐振电压VQD升至最大正向峰值电压，因此，当运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF从0逐渐升至最大正向峰值电压时，运算放大器AMP可以得到第一峰值电压VC1_1。

如此，在前一个周期内，第一保持器121可以根据第一控制信号VS1，对第一峰值电压VC1_1进行采样保持，使采样保持电路120可以得到第一峰值电压VC1_1。

在后一个周期内，复位器122可以根据第二控制信号VRST1，对运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF进行复位，使运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF从第一峰值电压VC1_1变为0。

这样，在后一个周期内，由于运算放大器AMP可以再次跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压，因此，当运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF从0逐渐升至最大正向峰值电压时，运算放大器AMP可以得到第二峰值电压VC1_2。

进而，在后一个周期内，第二保持器123可以根据第三控制信号VS2，对第二峰值电压VC1_2进行采样保持，使采样保持电路120可以得到第二峰值电压VC1_2。

其中，运算放大器AMP的数量、复位器122的数量、第一保持器121的数量和第二保持器123的数量均可以为两个。为了便于区别，其中一个为运算放大器AMP，另一个为运算放大器AMP'，一个为复位器122，另一个为复位器122'，一个为第一保持器121，另一个为第一保持器121'，一个为第二保持器123，另一个为第二保持器123'。

同理，控制信号可以包括第一控制信号VS1'、第二控制信号VRST1'和第三控制信号VS2'。第二控制信号VRST1'可以包括第一子控制信号VRST1_1'和第二子控制信号VRST1_2'。第一子控制信号VRST1_1'用于第一保持器121'对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持时，对之前保持的第一峰值电压VC1_1'进行复位。第二子控制信号VRST1_2'用于第二保持器123'对第二峰值电压VC1_2'进行采样保持时，对之前保持的第二峰值电压VC1_2'进行复位。

如此，在前一个周期内，运算放大器AMP'可以得到第一峰值电压VC1_1'，使第一保持器121'可以根据第一控制信号VS1'，对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持，使采样保持电路120可以得到第一峰值电压VC1_1'。在后一个周期内，运算放大器AMP'可以得到第二峰值电压VC1_2'，使第二保持器123'可以根据第三控制信号VS2'，对第二峰值电压VC1_2'进行采样保持，使采样保持电路120可以得到第二峰值电压VC1_2'。

在一些示例中，微处理器160具体可以根据转换后的第一峰值电压VC1_1和转换后的第二峰值电压VC1_2，得到目标峰值电压Vth1。并且，微处理器160可以根据目标峰值电压Vth1，得到Q值检测结果。

其中，若转换后的第一峰值电压VC1_1的电压值大于转换后的第二峰值电压VC1_2的电压值，则微处理器160将转换后的第一峰值电压VC1_1确定为目标峰值电压。若转换后的第一峰值电压VC1_1的电压值小于转换后的第二峰值电压VC1_2的电压值，则微处理器160将转换后的第二峰值电压VC1_2确定为目标峰值电压。

同理，微处理器160具体可以根据转换后的第一峰值电压VC1_1'和转换后的第二峰值电压VC1_2'，得到目标峰值电压Vth2。

其中，微处理器160具体根据公式(1)计算得到Q值检测结果。

其中，π为圆周率，N为目标峰值电压Vth1和目标峰值电压Vth2之间的周期差，Vth1为微处理器160根据转换后的第一峰值电压VC1_1和转换后的第二峰值电压VC1_2，得到目标峰值电压，Vth2为微处理器160根据转换后的第一峰值电压VC1_1'和转换后的第二峰值电压VC1_2'，得到目标峰值电压。

综上，在前一个周期内，运算放大器可以得到第一峰值电压，使第一保持器对第一峰值电压进行采样保持。在后一个周期内，复位器对运算放大器的输出电压进行复位，使运算放大器再一次跟随谐振电压的变化。如此，在后一个周期内，运算放大器可以得到第二峰值电压，使第二保持器对第二峰值电压进行采样保持。从而，采样保持电路可以得到第一峰值电压和第二峰值电压。

基于上述实施例的描述，示例性的，保持器的一种可能的实现方式。如图9所示，保持器可以包括：控制开关和保持组件。

控制开关的第一端与运算放大器AMP的输出端电连接，控制开关的第二端与保持组件的输入端电连接，保持组件的输出端与模数转换电路150的输入端电连接，控制开关的控制端和保持组件的控制端均与逻辑控制电路140的输出端电连接。

其中，第一保持器121和第二保持器123均为保持器。第一保持器121和第二保持器123的工作原理类似，为了便于理解，下面实施例以保持器为第一保持器121为例进行说明。

在前一个周期内，在第一控制信号VS1的作用下，控制开关导通，使运算放大器AMP和保持组件连通。如此，在运算放大器AMP和保持组件连通后，保持组件可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持，使第一保持器121可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持。

在一些示例中，保持组件可以包括电容器和开关管。

开关管的第一端与控制开关的第二端电连接，开关管的控制端与逻辑控制电路140的输出端电连接，开关管的第二端接地，电容器与开关管并联连接。

综上，通过控制开关使保持组件可以对峰值电压进行采样保持。从而，第一保持器可以对第一峰值电压进行采样保持。第二保持器可以对第二峰值电压进行采样保持。

下面，结合图10，图10示出了图7和图9中Q值检测电路的工作波形示意图。详细介绍Q值检测电路100的工作原理。针对相邻的两个周期而言，T0-T1为前一个周期，T1-T2为后一个周期。

在T0时刻，复位器122可以根据第二控制信号VRST1，对运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF进行复位，使运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第一子控制信号VRST1_1的作用下，保持组件对之前的第一峰值电压VC1_1进行复位。如此，在第一控制信号VS1的作用下，控制开关S1导通，使保持组件可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持。从而，第一保持器121可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持。

同理，复位器122'可以根据第二控制信号VRST1'，对运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'进行复位，使运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第一子控制信号VRST1_1'的作用下，保持组件对之前的第一峰值电压VC1_1'进行复位。如此，在第一控制信号VS1'的作用下，控制开关S1'导通，使保持组件可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。从而，第一保持器121'可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。

在T1时刻，复位器122可以根据第二控制信号VRST1，对运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF进行复位，使运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第二子控制信号VRST1_2的作用下，保持组件对之前的第二峰值电压VC1_2进行复位。如此，在第三控制信号VS2的作用下，控制开关S2导通，使保持组件可以对第二峰值电压VC1_2进行采样保持。从而，第二保持器122可以对第二峰值电压VC1_2进行采样保持。

同理，复位器122'可以根据第二控制信号VRST1'，对运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'进行复位，使运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第二子控制信号VRST1_2'的作用下，保持组件对之前的第二峰值电压VC1_2'进行复位。如此，在第三控制信号VS2'的作用下，控制开关S2'导通，使保持组件可以对第二峰值电压VC1_2'进行采样保持。从而，第二保持器122'可以对第二峰值电压VC1_2'进行采样保持。

在T2时刻，复位器122可以根据第二控制信号VRST1，对运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF进行复位，使运算放大器AMP的输出电压VTH1_BUF跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第一子控制信号VRST1_1的作用下，保持组件对之前的第一峰值电压VC1_1进行复位。如此，在第一控制信号VS1的作用下，控制开关S1导通，使保持组件可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持。从而，第一保持器121可以对第一峰值电压VC1_1进行采样保持。

同理，复位器122'可以根据第二控制信号VRST1'，对运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'进行复位，使运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第一子控制信号VRST1_1'的作用下，保持组件对之前的第一峰值电压VC1_1'进行复位。如此，在第一控制信号VS1'的作用下，控制开关S1'导通，使保持组件可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。从而，第一保持器121'可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。

在T3时刻，复位器122'可以根据第二控制信号VRST1'，对运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'进行复位，使运算放大器AMP'的输出电压VTH1_BUF'跟随着谐振电压VQD升至最大正向峰值电压。此时，在第一子控制信号VRST1_1'的作用下，保持组件对之前的第一峰值电压VC1_1'进行复位。如此，在第一控制信号VS1'的作用下，控制开关S1'导通，使保持组件可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。从而，第一保持器121'可以对第一峰值电压VC1_1'进行采样保持。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种Q值检测电路，其特征在于，应用于无线充电发射电路，所述无线充电发射电路包括谐振电路；所述Q值检测电路包括：电压采样电路、采样保持电路、比较电路、逻辑控制电路、模数转换电路和微处理器；

所述电压采样电路的输入端电连接于所述谐振电路中电容器和发射线圈之间，所述电压采样电路的输出端均与所述采样保持电路的输入端和所述比较电路的第一输入端电连接，所述比较电路的输出端与所述逻辑控制电路的输入端电连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述采样保持电路的控制端电连接，所述采样保持电路的输出端与所述模数转换电路的输入端电连接，所述模数转换电路的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述比较电路的第二输入端用于接入参考电压；

所述电压采样电路，用于采集所述谐振电路的谐振电压，并分别向所述采样保持电路和所述比较电路传输所述谐振电压；

所述比较电路，用于比较所述谐振电压和所述参考电压，分别得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，并向所述逻辑控制电路传输所述第一方波脉冲信号和所述第二方波脉冲信号，所述参考电压包括：第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压用于确定所述谐振电压的峰值电压，所述第二参考电压用于确定所述谐振电压的峰值电压所在的周期；

所述逻辑控制电路，用于对所述第一方波脉冲信号和所述第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号，并向所述采样保持电路传输所述控制信号；

所述采样保持电路，用于针对相邻的两个周期而言，在所述控制信号的作用下，对所述谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到在前一个周期内所述谐振电压对应的第一峰值电压和在后一个周期内所述谐振电压对应的第二峰值电压，并向所述模数转换电路传输所述第一峰值电压和所述第二峰值电压；

所述模数转换电路，用于分别对所述第一峰值电压和所述第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压，并向所述微处理器传输所述转换后的第一峰值电压和所述转换后的第二峰值电压；

所述微处理器，用于根据所述转换后的第一峰值电压和所述转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。

2.根据权利要求1所述的Q值检测电路，其特征在于，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，所述采样保持电路包括：运算放大器、复位器、第一保持器和第二保持器；其中，所述运算放大器是对运算放大器的输出端没有负载电流的单位增益运算放大器；

所述运算放大器的第一输入端与所述电压采样电路的输出端电连接，所述运算放大器的输出端分别与所述第一保持器的输入端和所述第二保持器的输入端电连接，所述第一保持器的输出端和所述第二保持器的输出端均与所述模数转换电路的输入端电连接，所述第一保持器的输出端、所述第二保持器的输出端和所述复位器的控制端均与所述逻辑控制电路的输出端电连接，所述运算放大器的第二输入端和所述复位器的第一端均电连接于所述运算放大器的输出端与所述第一保持器的输入端之间，所述复位器的第二端接地；

所述运算放大器，用于在所述前一个周期内，跟随所述谐振电压的变化，当所述运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到所述第一峰值电压；

所述第一保持器，用于在所述前一个周期内，在所述第一控制信号的作用下，对所述第一峰值电压进行采样保持；

所述复位器，用于在所述后一个周期内，在所述第二控制信号的作用下，对所述运算放大器的输出电压进行复位，以使所述运算放大器的输出电压从所述第一峰值电压变为0；

所述运算放大器，还用于在所述后一个周期内，跟随着所述谐振电压的变化，当所述运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到所述第二峰值电压；

所述第二保持器，用于在所述后一个周期内，在所述第三控制信号的作用下，对所述第二峰值电压进行采样保持。

3.根据权利要求2所述的Q值检测电路，其特征在于，保持器包括：控制开关和保持组件；

所述控制开关的第一端与所述运算放大器的输出端电连接，所述控制开关的第二端与所述保持组件的输入端电连接，所述保持组件的输出端与所述模数转换电路的输入端电连接，所述控制开关的控制端和所述保持组件的控制端均与所述逻辑控制电路的输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的Q值检测电路，其特征在于，所述保持组件包括电容器和开关管，所述开关管的第一端与所述控制开关的第二端电连接，所述开关管的控制端与所述逻辑控制电路的输出端电连接，所述开关管的第二端接地，所述电容器与所述开关管并联连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的Q值检测电路，其特征在于，

所述微处理器，具体用于根据所述转换后的第一峰值电压和所述转换后的第二峰值电压，得到目标峰值电压，并根据所述目标峰值电压，得到所述Q值检测结果。

6.根据权利要求1-4任一项所述的Q值检测电路，其特征在于，所述比较电路包括第一比较器和第二比较器，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与所述电压采样电路的输出端电连接，所述第一比较器的第二输入端用于接入所述第一参考电压，所述第二比较器的第二输入端用于接入所述第二参考电压，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端均与所述逻辑控制电路的输入端电连接；

所述第一比较器，用于比较所述谐振电压和所述第一参考电压，生成所述第一方波脉冲信号；

所述第二比较器，用于比较所述谐振电压和所述第二参考电压，生成所述第二方波脉冲信号。

7.一种Q值检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-6任一项所述的Q值检测电路，所述方法包括：

所述电压采样电路采集所述谐振电路的谐振电压，并分别向所述采样保持电路和所述比较电路传输所述谐振电压；

所述比较电路比较所述谐振电路的谐振电压和所述参考电压，分别得到第一方波脉冲信号和第二方波脉冲信号，并向所述逻辑控制电路传输所述第一方波脉冲信号和所述第二方波脉冲信号，所述参考电压包括：第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压用于确定所述谐振电压的峰值电压，所述第二参考电压用于确定所述谐振电压的峰值电压所在的周期；

所述逻辑控制电路对所述第一方波脉冲信号和所述第二方波脉冲信号进行逻辑处理，得到控制信号，并向所述采样保持电路传输所述控制信号；

所述采样保持电路针对相邻的两个周期而言，在所述控制信号的作用下，对所述谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到在前一个周期内所述谐振电压对应的第一峰值电压和在后一个周期内所述谐振电压对应的第二峰值电压，并向所述模数转换电路传输所述第一峰值电压和所述第二峰值电压；

所述模数转换电路分别对所述第一峰值电压和所述第二峰值电压进行模数转换，得到转换后的第一峰值电压和转换后的第二峰值电压；

所述微处理器根据所述转换后的第一峰值电压和所述转换后的第二峰值电压，得到Q值检测结果。

8.一种异物检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-6任一项所述的Q值检测电路，所述方法包括：

根据Q值检测结果，判断所述无线充电发射电路的工作范围内是否存在异物。

9.一种无线充电发射电路，其特征在于，包括：逆变电路、谐振电路以及如权利要求1-6任一项所述的Q值检测电路；

所述逆变电路和所述Q值检测电路均与所述谐振电路电连接。

10.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的Q值检测电路，或者如权利要求9所述的无线充电发射电路。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求10所述的芯片。