CN211377702U - 一种无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种无线充电装置，所述装置包括：能量接收模块、触发电路和保护电路；所述能量接收模块通过第一支路与负载连接，以及通过第二支路与所述保护电路连接；其中，所述能量接收模块用于接收能量发射端输出的无线能量并基于接收的无线能量生成电信号；所述电信号通过所述第一支路流向所述负载；所述触发电路与所述保护电路连接，用于在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发所述保护电路处于接通状态；其中，所述保护电路处于接通状态的情况下，所述电信号通过所述第二支路流向所述保护电路，以降低所述第一支路的输出电压。

Description

一种无线充电装置

技术领域

本申请实施例涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电装置。

背景技术

在采用无线充电技术时，对于恒流源等非恒压输出型的无线充电方式，无线充电接收端的电压输出并非恒定值，例如，当与无线充电接收端连接的负载处于异常状态时，会导致无线能量接收端的输出的电压升高。当在无线充电接收端缺少电压控制电路或电压控制速度过慢时，可能会导致无线充电接收端的输出电压超过额定值。在无线充电接收端的输出电压超过额定值的情况下，可能会导致无线充电接收端中的电子元器件被烧坏。为防止无线充电接收端的输出电压超过设定的阈值，可以采用在无线充电接收端加适量大小的保险管，当无线充电接收端的输出电压超过设定阈值时通过烧断保险管的方式防止无线充电接收端的电子元器件被烧坏，但通过此种方式，保险管被烧断后将不能使用，而更换保险管将会提高用户返修的成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种无线充电装置，所述装置包括：能量接收模块、触发电路和保护电路；

所述能量接收模块通过第一支路与负载连接，以及通过第二支路与所述保护电路连接；其中，所述能量接收模块用于接收能量发射端输出的无线能量并基于接收的无线能量生成电信号；所述电信号通过所述第一支路流向所述负载；

所述触发电路与所述保护电路连接，用于在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发所述保护电路处于接通状态；其中，所述保护电路处于接通状态的情况下，所述电信号通过所述第二支路流向所述保护电路，以降低所述第一支路的输出电压。

本申请一可选实施方式中，所述装置还包括控制器和通信模块；

若所述控制器检测到所述第一支路的输出电压大于等于第二电压阈值且所述第一支路的输出电压的变化量大于电压变化阈值，则控制所述通信模块向所述能量发射端发送过压保护消息，所述过压保护消息用于触发所述能量发射端停止向所述能量接收模块输出无线能量。

本申请一可选实施方式中，所述装置还包括控制器和通信模块；

若所述第一支路的输出电压小于第二电压阈值，则所述通信模块停止向所述能量发射端发送通讯信息，以触发所述能量发射端停止向所述能量接收模块输出无线能量；其中，所述第一支路的输出电压小于所述第二电压的阈值的情况下，所述控制器处于异常状态。

本申请一可选实施方式中，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值。

本申请一可选实施方式中，在所述第一支路的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述保护电路处于断开状态。

本申请一可选实施方式中，所述触发电路为滞回比较器，所述第一电压阈值为所述滞回比较器的第一电压门限参数，所述第三电压阈值为所述滞回比较器的第二电压门限参数。

本申请一可选实施方式中，所述保护电路包括阻抗单元和开关单元；所述能量接收模块通过第二支路与所述阻抗单元连接，所述阻抗单元通过所述开关单元接地；或者，所述能量接收模块通过第二支路与所述开关单元连接，所述开关单元通过所述阻抗单元接地；其中，

在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，所述触发电路触发所述开关单元处于接通状态；

在所述第一支路的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述触发电路触发所述开关单元处于断开状态。

本申请一可选实施方式中，所述第三电压阈值小于所述第一电压阈值。

本申请一可选实施方式中，所述第一电压阈值的取值范围为所述第一支路的输出电压的额定值的1.1倍至1.2倍。

本申请一可选实施方式中，所述能量接收模块生成的电信号的电流值为恒定值。

本申请实施例的技术方案，通过提供一种无线充电装置，所述装置包括：能量接收模块、触发电路和保护电路；所述能量接收模块通过第一支路与负载连接，以及通过第二支路与所述保护电路连接；其中，所述能量接收模块用于接收能量发射端输出的无线能量并基于接收的无线能量生成电信号；所述电信号通过所述第一支路流向所述负载；所述触发电路与所述保护电路连接，用于在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发所述保护电路处于接通状态；其中，所述保护电路处于接通状态的情况下，所述电信号通过所述第二支路流向所述保护电路，以降低所述第一支路的输出电压。如此，能够在无线充电装置的第一支路的输出电压大于等于特定的电压阈值时，通过接通保护电路降低第一支路的输出电压，防止烧坏能量接收模块中的电子元件，为后续触发能量发射端停止向能量接收模块输出无线能量争取时间。

附图说明

图1为本申请实施例提供的无线充电装置的结构组成示意图一；

图2为本申请实施例提供的保护电路的结构组成示意图一；

图3为本申请实施例提供的保护电路的结构组成示意图二；

图4为本申请实施例提供的无线充电装置的结构组成示意图二。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。

图1为本申请实施例提供的无线充电装置的结构组成示意图一，如图1所示，所述无线充电装置包括：能量接收模块11、触发电路12和保护电路13；

所述能量接收模块11通过第一支路14与负载16连接，以及通过第二支路15与所述保护电路13连接；其中，所述能量接收模块11用于接收能量发射端输出的无线能量并基于接收的无线能量生成电信号；所述电信号通过所述第一支路14流向所述负载16；

所述触发电路12与所述保护电路13连接，用于在所述第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发所述保护电路13处于接通状态；其中，所述保护电路13处于接通状态的情况下，所述电信号通过所述第二支路15流向所述保护电路13，以降低所述第一支路14的输出电压。

具体的，在对某一负载16进行无线充电或者提供电能时，需要将负载16与无线充电装置连接，无线充电装置的能量接收模块11能够接收到能量发射端输出的无线能量，并基于接收到的无线能量生成电信号通过第一支路14输出至负载16，第一支路14的输出电压为V_out。具体实现时，能量接收模块11可以通过线圈来实现，利用线圈的电磁感应原理或磁共振原理接收能量发射端传输的无线能量。

可选的，能量接收模块11还串联有直流转换电路(即dc-dc转换器)，用于将能量接收模块11生成的电信号转换为另一幅值的电信号。本申请一可选实施方式中，所述能量接收模块11生成的电信号的电流值为恒定值。对于恒流输出型的无线充电装置，该装置的第一支路14的输出电压一般是变化的。在第一支路14的输出电压小于第一电压阈值的情况下，无线充电装置将生成的电信号全部输出至负载16从而为负载16充电。在第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，无线充电装置中的触发电路12将触发保护电路13处于接通状态，在保护电路13处于接通状态的情况下，无线充电装置生成的电信号不仅会流至第一支路14，还能够通过第二支路15流经保护电路13，从而通过保护电路13降低第一支路14的输出电压，通过合理设置保护电路13中元件的参数，能够将第一支路14的输出电压降低，从而防止无线充电装置中的电子元器件被烧坏。

本申请实施例中，在所述第一支路14的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述保护电路13处于断开状态。这里，所述第三电压阈值小于所述第一电压阈值。

本申请一可选实施方式中，所述触发电路12为滞回比较器，所述第一电压阈值为所述滞回比较器的第一电压门限参数，所述第三电压阈值为所述滞回比较器的第二电压门限参数。

具体的，通过设计滞回比较器的具体电路，将滞回比较器的第一电压门限参数设置为第一电压阈值，将滞回比较器的第二电压门限参数设置为第三电压阈值，将滞回比较器直接与第一支路14和保护电路13连接，即可在第一支路14的输出电压超过第一电压阈值时，通过滞回比较器将保护电路13切换至接通状态，进而降低第一支路14的输出电压。在第一支路14的输出电压由大于等于第一电压阈值的电压值降低至小于等于第三电压阈值的情况下，通过滞回比较器将保护电路13切换至断开状态。

本申请实施例中，第一电压阈值和第三电压阈值能够根据无线充电装置中的各电子元器件及模块的情况进行具体的设置，作为一种优选的实施方式，所述第一电压阈值的取值范围为所述第一支路的输出电压的额定值的1.1倍至1.2倍。第三电压阈值可以设置为小于第一电压阈值的任意电压值。

图2为本申请实施例提供的保护电路13的结构组成示意图一，如图2所示，本申请一可选实施方式中，所述保护电路13包括阻抗单元131和开关单元132所述能量接收模块11通过第二支路15与所述阻抗单元131连接，所述阻抗单元131通过所述开关单元132接地；或者，所述能量接收模块11通过第二支路15与所述开关单元132连接，所述开关单元132通过所述阻抗单元131接地；其中，

在所述第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，所述触发电路12触发所述开关单元132处于接通状态；

在所述第一支路14的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述触发电路12触发所述开关单元132处于断开状态。

具体的，触发电路12直接与保护电路的开关单元132连接，当触发电路12比较所述第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发电路12控制开关单元132处于闭合状态，由于保护电路13中还具有阻抗单元131，能够将原本均流向第一支路14的电流分流一部分至保护电路13中，保护电路13中的阻抗单元131能够将原来输出至第一支路14的过压能量转化为热量，还能够降低第一支路14的输出电压，保护无线充电装置中的电子元器件不被烧坏。这里，对于开关单元132的具体形式不作限定，只要能够通过触发电路12实现对开关单元132的接通或断开状态即可，例如，开关单元132可以设置为由一个或多个金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)、三极管、继电器等开关元件组成。需要说明的是，当第一支路14的输出电压由大于等于第一电压阈值的电压值降低至小于等于第三电压阈值后，触发电路12触发开关单元132处于断开状态。

图3为本申请实施例提供的保护电路13的结构组成示意图二，如图3所示，本申请一可选实施方式中，所述保护电路13的具体结构包括一个开关元件31和一个电阻元件32。

这里，当触发电路12触发开关元件31处于闭合的情况下，保护电路13处于接通状态，当触发电路12触发开关元件31处于断开的情况下，保护电路13处于断开状态。

图4为本申请实施例提供的无线充电装置的结构组成示意图二，如图4所示，本申请一可选实施方式中，所述装置还包括控制器41和通信模块42；

若所述控制器41检测所述第一支路14的输出电压大于等于第二电压阈值且所述第一支路14的输出电压的变化量大于电压变化阈值，则控制所述通信模块42向所述能量发射端43发送过压保护消息，所述过压保护消息用于触发所述能量发射端43停止输出无线能量。

这里，能量发射端43能够向所述能量接收模块11输出无线能量，此外，能量发射端43还具有无线通信模块，能够与本申请实施例的通信模块42实现无线通信。本申请实施例的控制器41能够实现对触发电路12、通信模块42和能量接收模块11的控制。

作为一种优选的实施方式，触发电路12一般实现通过硬件电路直接对保护电路的接通或断开状态进行控制，通过硬件电路触发保护电路13处于接通状态的实现过程快，能够及时降低无线充电装置的第一支路14的输出电压，除触发电路12外，本申请实施例的控制器41还能够检测第一支路14的输出电压，在触发电路12触发保护电路13处于接通状态的情况下，随着第一支路14输出电压的降低，控制器41的供电电压也随之降低，在第一支路14降低后的输出电压大于等于第二电压阈值时，控制器41仍能够处于正常工作的状态，这里，第二电压阈值即能够保证控制器41处于正常工作状态的电压值。在控制器41处于正常工作状态的情况下，若控制器41检测第一支路14的输出电压的的变化量大于电压变化阈值，则控制器41向通信模块42发送控制消息，以用于控制通信模块42向能量发射端43发送过压保护消息，能量发射端43在接收到通信模块42发送的过压保护消息后，能够触发能量发射端43的电压异常保护，停止向能量接收模块11输出无线能量。这里，控制器41所检测的第一支路14的输出电压的变化量为第一支路14输出电压的瞬间变化量。

需要说明的是，对于触发电路12触发保护电路13处于接通或断开状态的实现，可以由触发电路12直接通过硬件电路实现，即当触发电路12比较第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发电路12将直接触发保护电路13处于接通状态，当触发电路12比较第一支路14的输出电压由大于等于第一电压阈值的电压值降低至小于等于第三电压阈值的情况下，触发保护电路13处于断开状态。作为另外一种实施方式，也可以通过触发电路12间接触发保护电路13实现具体的，本申请实施例中，可以通过控制器41检测第一支路14的输出电压，当控制器41检测第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值时，由控制器41向触发电路12发送控制信号，进而由触发电路12触发保护电路13处于接通状态；当控制器41检测第一支路14的输出电压小于等于第三电压阈值时，由控制器41向触发电路12发送控制信号，进而由触发电路12触发保护电路13处于断开状态。

本申请实施例的无线充电装置的第一支路14的输出电压大于等于设定的第一电压阈值的情况下，通过触发电路12触发保护电路13处于接通状态，进而降低第一支路14的输出电压，及时保护无线充电装置中的电子元器件不会被烧坏，为能量发射端43进入电压异常保护状态争取时间。当第一支路14的输出电压处于能够保证控制器41处于正常工作的状态时，控制器41还能够实时的检测第一支路14的输出电压，当控制器41检测第一支路14的输出电压变化值过大时，能够判定第一支路14的输出电压存在异常，进而通过控制器41控制通信模块42向能量发射端43发射过压保护消息，使能量发射端43进行电压异常保护，停止向能量接收模块11输出无线能量。

本申请一可选实施方式中，所述装置还包括控制器41和通信模块42；

若所述第一支路14的输出电压小于第二电压阈值，则所述通信模块42停止向所述能量发射端43发送通讯信息，以触发能量发射端43停止向所述能量接收模块11输出无线能量；其中，所述第一支路14的输出电压小于所述第二电压的阈值的情况下，所述控制器41处于异常状态。

本申请实施例中，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值。此外，所述第二电压阈值与所述第三电压阈值的关系不作具体限定，所述第二电压阈值可以大于等于所述第三电压阈值，也可以小于所述第三电压阈值。

具体的，当通过触发电路12控制保护电路13处于接通状态后，若第一支路14的输出电压降低至小于第二电压阈值的电压值，则控制器41将不能处于正常工作状态，进而导致通信模块42不能再与能量发射端43实现通信交互，通信模块42与能量发射端43断开通讯，从而触发能量发射端43进行通讯故障保护，停止向能量接收模块11进行无线能量的传输。采用此实施方式，同样可以通过将保护电路13切换至接通状态，进而降低第一支路14的输出电压，保护无线充电装置中的电子元器件不受损坏，为触发能量发射端43停止向能量接收模块11传输无线能量争取保护时间。

本申请一可选实施方式中，在所述第一支路14的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述保护电路13处于断开状态。

具体的，能量发射端43在停止向能量接收模块11进行无线能量的输出后，能量接收模块11停止输出电信号，第一支路14的输出电压降低至小于第三电压阈值，在第一支路14的输出电压由大于等于第一电压阈值的电压值降低至小于等于第三电压阈值的情况下，触发电路12将触发保护电路13处于断开状态。

作为一种实施方式，所述保护电路13处于断开状态后，所述控制器41控制所述通信模块42与能量发射端43进行通讯，以触发所述能量发射端43停止向所述能量接收模块11输出无线能量。

本申请实施例的技术方案，在无线充电装置的第一支路14的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，通过在触发电路12触发保护电路13处于接通状态，使第一支路14的输出电压降低，防止无线充电装置中的电子元器件被烧坏，为触发能量发射端43进行电压异常保护或通讯故障保护，从而停止向能量接收模块11进行无线能量的传输争取时间。本申请实施例的技术方案的能够解决现有技术中非恒压输出型无线充电过压保护速度慢的问题，对于无线充电装置中的电子元器件的保护实现过程速度快，所使用的电路元件成本低且能够重复使用，降低了用户的返修成本。

本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，其特征在于，所述装置包括：能量接收模块、触发电路和保护电路；

所述能量接收模块通过第一支路与负载连接，以及通过第二支路与所述保护电路连接；其中，所述能量接收模块用于接收能量发射端输出的无线能量并基于接收的无线能量生成电信号；所述电信号通过所述第一支路流向所述负载；

所述触发电路与所述保护电路连接，用于在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，触发所述保护电路处于接通状态；其中，所述保护电路处于接通状态的情况下，所述电信号通过所述第二支路流向所述保护电路，以降低所述第一支路的输出电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器和通信模块；

若所述控制器检测到所述第一支路的输出电压大于等于第二电压阈值且所述第一支路的输出电压的变化量大于电压变化阈值，则控制所述通信模块向所述能量发射端发送过压保护消息，所述过压保护消息用于触发所述能量发射端停止向所述能量接收模块输出无线能量。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器和通信模块；

若所述第一支路的输出电压小于第二电压阈值，则所述通信模块停止向所述能量发射端发送通讯信息，以触发所述能量发射端停止向所述能量接收模块输出无线能量；其中，所述第一支路的输出电压小于所述第二电压的阈值的情况下，所述控制器处于异常状态。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第一支路的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述保护电路处于断开状态。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述触发电路为滞回比较器，所述第一电压阈值为所述滞回比较器的第一电压门限参数，所述第三电压阈值为所述滞回比较器的第二电压门限参数。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护电路包括阻抗单元和开关单元；所述能量接收模块通过第二支路与所述阻抗单元连接，所述阻抗单元通过所述开关单元接地；或者，所述能量接收模块通过第二支路与所述开关单元连接，所述开关单元通过所述阻抗单元接地；其中，

在所述第一支路的输出电压大于等于第一电压阈值的情况下，所述触发电路触发所述开关单元处于接通状态；

在所述第一支路的输出电压小于等于第三电压阈值的情况下，所述触发电路触发所述开关单元处于断开状态。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述第三电压阈值小于所述第一电压阈值。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电压阈值的取值范围为所述第一支路的输出电压的额定值的1.1倍至1.2倍。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述能量接收模块生成的电信号的电流值为恒定值。

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