CN213213143U - 一种无线充电接收电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型请求保护一种兼容WPC1.1版Qi标准的无线充电接收电路，其包括主控电路和分别连接至主控电路的接收电路和供电电路。所述接收电路具有接收天线A1，用于与外部送电电路耦合从而获得电力。所述主控电路包括主控芯片U1，主控芯片U1通过PA3引脚发送通讯信号控制所述接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力；通过PA6引脚发送EN信号控制所述供电电路向外部用电设备供电。所述供电电路包括同步降压芯片U2，用于改变供电电压并向外部用电设备供电。本实用新型的无线充电接收电路能够与兼容WPC1.1版Qi标准的不同品牌、型号的手机无线充电发送器匹配，从而与无线充电发送器持续耦合获得电力。同时电路设计简单，便于生产制造。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线充电装置技术领域，特别涉及一种无线充电接收电路。
背景技术
随着智能小家电设备的普及，人们对智能电器设备的使用越来越频繁，因此这些用电设备需要经常充电。无线充电技术的出现让充电方便了许多。Qi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)推出的“无线充电”标准，该标准越来越得到行业的认可，使用范围越来越广，特别是几乎所有的手机品牌均兼容该标准。但在现有技术中，小家电设备几乎还没有广泛应用该标准的产品，个别有的不是接收电路复杂就是使用专用的集成芯片，在生产制造时效率低，并且制造的成本高，不能实现较好的经济效益。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种无线充电接收电路，该无线充电接收电路可以与兼容WPC1.1版Qi标准的不同品牌、型号的手机无线充电发送器耦合从而接收到电能。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种无线充电接收电路，其包括主控电路和分别连接至主控电路的接收电路和供电电路。
所述接收电路具有接收天线A1，用于与外部送电电路耦合从而获得电力。
所述接收电路中的电容C2、电容C3、电容C4与电容C1并联，接收天线A1的TX2端连接至电容C1的第一端，电容C1的第二端连接至二极管D2的正极，二极管D2的负极连接至瞬态二极管D7的第一端和电容C8的第一端，瞬态二极管D7的第二端和电容C8的第二端接地。
接收天线A1的Tx1端连接至二极管D1的正极，二极管D1的负极和二极管D2的负极共同引出VIN端口，用于传输电力。
所述接收电路中的电容C5的第一端连接至电容C1的第二端，电容C5的第二端连接至接收天线A1的TX1端和场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的漏极连接至电容C1的第二端，源极接地；场效应管Q1的漏极连接至接收天线A1的TX1端，源极接地，栅极连接至电容C1的第二端和电容C7的第一端；场效应管Q3的漏极连接至电容C7的第二端和电容C6的第一端，源极接地，栅极连接至主控芯片U1的PA3引脚，用于接收通讯信号，电容C6的第二端连接至接收天线A1的TX1端。
所述主控电路包括主控芯片U1，所述主控芯片U1用于通过PA3引脚发送通讯信号控制所述接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力；VDD引脚连接至电容C13的第一端、外部电源端、稳压管D3的负极和电阻R6的第一端，电容C13的第二端和稳压管D3的正极接地，电阻R6的第二端连接至VIN端口，用于接收电力从而给所述主控芯片U1供电；所述主控芯片U1的PA6引脚连接至同步降压芯片U2的EN引脚，用于通过发送EN信号控制所述供电电路向外部用电设备供电。
所述供电电路包括同步降压芯片U2，所述同步降压芯片U2的EN引脚用于接收EN信号；IN引脚连接至电容C10的第一端和VIN端口，用于接收电力，电容C10的第二端和GND引脚接地；BS引脚连接至电容C9的第一端，电容C9的第二端和SW引脚连接至电感L1的第一端，电感L1的第二端引出VDD端口，所述VDD端口连接至外部用电设备；电感L1的第二端还连接至电容C11的第一端，电容C11的第二端接地。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的无线充电接收电路通过主控芯片U1发送通讯信号控制接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力，能够与兼容WPC1.1版Qi标准的不同品牌、型号的手机无线充电发送器匹配，从而与无线充电发送器持续耦合获得电力。同时电路设计简单，便于生产制造。
附图说明
图1为实施例一的无线充电接收电路的接收电路示意图；
图2为实施例一的无线充电接收电路的主控电路示意图；
图3为实施例一的无线充电接收电路的供电电路示意图；
图4为实施例一的无线充电接收电路的工作流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本实用新型能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本实用新型相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本实用新型的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本实用新型所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一：
一种无线充电接收电路，其包括主控电路和分别连接至主控电路的接收电路和供电电路。
如图1所示为本实施例的无线充电接收电路的接收电路示意图，接收电路具有接收天线A1，用于与外部送电电路耦合从而获得电力。
接收电路中的电容C2、电容C3、电容C4与电容C1并联，接收天线A1的TX2端连接至电容C1的第一端，电容C1的第二端连接至二极管D2的正极，二极管D2的负极连接至瞬态二极管D7的第一端和电容C8的第一端，瞬态二极管D7的第二端和电容C8的第二端接地。
接收天线A1的Tx1端连接至二极管D1的正极，二极管D1的负极和二极管D2的负极共同引出VIN端口，用于传输电力。
接收电路中的电容C5的第一端连接至电容C1的第二端，电容C5的第二端连接至接收天线A1的TX1端和场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的漏极连接至电容C1的第二端，源极接地；场效应管Q1的漏极连接至接收天线A1的TX1端，源极接地，栅极连接至电容C1的第二端和电容C7的第一端；场效应管Q3的漏极连接至电容C7的第二端和电容C6的第一端，源极接地，栅极连接至主控芯片U1的PA3引脚，用于接收通讯信号，电容C6的第二端连接至接收天线A1的TX1端。
具体地，本实施例中的场效应管为N沟道场效应管。
在本实用新型其它的实施方式中，场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3也可以采用P沟道场效应管，为适应电路的整体设计，本领域技术人员只需要将P沟道场效应管的管脚连接方式做适应性调整即可达到本实施例的技术效果，调整场效应管的管脚连接方式属于本领域的惯常技术手段。
如图2所示为本实施例的无线充电接收电路的主控电路示意图，主控电路包括主控芯片U1，主控芯片U1用于通过PA3引脚发送通讯信号控制接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力；VDD引脚连接至电容C13的第一端、外部电源端、稳压管D3的负极和电阻R6的第一端，电容C13的第二端和稳压管D3的正极接地，电阻R6的第二端连接至VIN端口，VIN端口通过电阻R6所在支路为主控芯片U1供电；主控芯片U1的PA6引脚连接至同步降压芯片U2的EN引脚，用于通过发送EN信号控制供电电路向外部用电设备供电。
具体地，主控芯片U1的VDD引脚连接的外部电源端为3.3V。
具体地，通讯信号为遵循Qi协议的命令信号，主控芯片U1可以发送命令耦合的信号，也可以发送命令停止耦合的信号；命令耦合的信号包括信号强度数据包、身份标识数据包、配置信息数据包和控制误差数据包；命令信号在图2中用PWM表示。
主控芯片U1的PA4引脚连接至电阻R3的第一端、电容C12的第一端和电阻R4的第一端，电阻R3的第二端和电容C12的第二端接地，电阻R4的第二端连接至VIN端口。
接收天线A1与外部送电电路耦合获得电力后，电力通过VIN端口接入被电阻R4和电阻R3分压，所述主控芯片U1通过PA4引脚获取采样电压信号，根据采样电压信号电平的高低来判断耦合的电能是否满足其自身用电；当采样电压信号电平达到要求时，则主控芯片U1判断接收的电能满足其自身用电并通过EN信号控制所述降压芯片U2向外部用电设备供电。
主控芯片U1的PA5引脚连接至二极管D8的正极，二极管D8的负极用于连接至外部的用电设备并接收外部用电设备反馈的满电信号CHRG；当主控芯片U1通过PA5引脚接收到满电信号CHRG时，则通过PA3引脚发送停止耦合的通讯信号，从而控制外部送电电路停止发送能量信号并停止向外部用电设备供电。
如图3所示为本实施例的无线充电接收电路的接收电路示意图，供电电路包括同步降压芯片U2，同步降压芯片U2的EN引脚用于接收EN信号；IN引脚连接至电容C10的第一端和VIN端口，用于接收电力，电容C10的第二端和GND引脚接地；BS引脚连接至电容C9的第一端，电容C9的第二端和SW引脚连接至电感L1的第一端，电感L1的第二端引出VDD端口，VDD端口连接至外部用电设备；无线充电接收电路通过VDD端口向外部用电设备供电；电感L1的第二端还连接至电容C11的第一端，电容C11的第二端接地。
降压芯片U2的FB引脚连接至电阻R1的第一端和电阻R2的第一端，电阻R1的第二端接地，电阻R2的第二端连接至电容C11的第一端；电阻R1和电阻R2为分压电阻，用于改变VDD端口电压的大小。
具体地，同步降压芯片U2的型号为STI3470。
如图4所示为本实施例的无线充电接收电路的工作流程示意图，本实施例的无线充电过程主通过以下几个方面得以实现。
St10、接收电路的接收天线A1与外部送电电路耦合获得电力后，主控芯片U1向外部送电电路发送通讯信号，如果外部送电电路未终止电能的传输，则无线充电接收电路开始耦合发送控制误差数据包，并继续摄取电能。
St20、主控芯片U1根据采样电压信号判断整流滤波后的输出电压是否正常以及是否满足自身用电。
St30、如果整流滤波后的电压在正常范围内，则主控芯片U1通过外部用电设备反馈的满电信号CHRG判断外部用电设备是否满电。
St40、当主控芯片U1判断外部用电设备没有满电时，主控芯片U1通过EN信号开启同步降压芯片U2从而向外部用电设备充电；同时主控芯片U1根据采样电压信号和外部用电设备距满电的差值结算控制误差值的大小，并将该控制误差值信号回传给外部送电电路，以调节外部送电电路的传输功率，然后主控芯片U1继续判断采样电压信号是否正常，如此反复直至主控芯片U1接收到外部用电设备反馈的满电信号CHRG，判断外部用电设备满电为止。
St50、在St40中主控芯片U1判断外部用电设备满电时或在St30中主控芯片U1判断采样电压信号不正常时，主控芯片U1向外部送电电路发送停止耦合信号，从而结束充电过程。
本实用新型的无线充电接收电路，通过主控芯片U1发送通讯信号控制接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力，能够与兼容WPC1.1版Qi标准的不同品牌、型号的手机无线充电发送器匹配，从而与无线充电发送器耦合持续获得电力。主控芯片的用电从耦合的电力中获取，不需外接电源。在外部用电设备充满电时，主控芯片可以检测到满电信号CHRG接而通过PA3引脚发送停止耦合的通讯信号，从而控制外部送电电路停止发送能量信号并停止向外部用电设备供电。同时本实用新型的无线充电接收电路的结构设计简单，便于生产制造。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (7)
1.一种无线充电接收电路，其特征在于，包括主控电路和分别连接至主控电路的接收电路和供电电路；
所述接收电路具有接收天线A1，用于与外部送电电路耦合从而获得电力；
所述接收电路中的电容C2、电容C3、电容C4与电容C1并联，接收天线A1的Tx2端连接至电容C1的第一端，电容C1的第二端连接至二极管D2的正极，二极管D2的负极连接至瞬态二极管D7的第一端和电容C8的第一端，瞬态二极管D7的第二端和电容C8的第二端接地；
接收天线A1的Tx1端连接至二极管D1的正极，二极管D1的负极和二极管D2的负极共同引出VIN端口，用于传输电力；
所述接收电路中的电容C5的第一端连接至电容C1的第二端，电容C5的第二端连接至接收天线A1的TX1端和场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的漏极连接至电容C1的第二端，源极接地；场效应管Q1的漏极连接至接收天线A1的TX1端，源极接地，栅极连接至电容C1的第二端和电容C7的第一端；场效应管Q3的漏极连接至电容C7的第二端和电容C6的第一端，源极接地，栅极连接至主控芯片U1的PA3引脚，用于接收通讯信号，电容C6的第二端连接至接收天线A1的TX1端；
所述主控电路包括主控芯片U1，所述主控芯片U1用于通过PA3引脚发送通讯信号控制所述接收天线A1耦合外部送电电路从而获得电力；VDD引脚连接至电容C13的第一端、外部电源端、稳压管D3的负极和电阻R6的第一端，电容C13的第二端和稳压管D3的正极接地，电阻R6的第二端连接至VIN端口；所述主控芯片U1的PA6引脚连接至同步降压芯片U2的EN引脚，用于通过发送EN信号控制所述供电电路向外部用电设备供电；
所述供电电路包括同步降压芯片U2，所述同步降压芯片U2的EN引脚用于接收EN信号；IN引脚连接至电容C10的第一端和VIN端口，用于接收电力，电容C10的第二端和GND引脚接地；BS引脚连接至电容C9的第一端，电容C9的第二端和SW引脚连接至电感L1的第一端，电感L1的第二端引出VDD端口，所述VDD端口连接至外部用电设备；电感L1的第二端还连接至电容C11的第一端，电容C11的第二端接地。
2.如权利要求1所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述主控芯片U1的PA4引脚连接至电阻R3的第一端、电容C12的第一端和电阻R4的第一端，电阻R3的第二端和电容C12的第二端接地，电阻R4的第二端连接至VIN端口；
所述主控芯片U1通过PA4引脚获取采样电压信号，根据采样电压信号电平的高低来判断耦合的电能是否满足其自身用电；当采样电压信号电平达到要求时，则主控芯片U1判断接收的电能满足其自身用电并通过EN信号控制所述降压芯片U2向外部用电设备供电。
3.如权利要求2所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述降压芯片U2的FB引脚连接至电阻R1的第一端和电阻R2的第一端，电阻R1的第二端接地，电阻R2的第二端连接至电容C11的第一端；电阻R1和电阻R2为分压电阻，用于改变VDD端口电压的大小。
4.如权利要求3所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述主控芯片U1的PA5引脚连接至二极管D8的正极，二极管D8的负极用于连接至外部的用电设备并接收外部用电设备反馈的满电信号CHRG；当主控芯片U1通过PA5引脚接收到满电信号CHRG时，则通过PA3引脚发送停止耦合的通讯信号，从而控制外部送电电路停止发送能量信号并停止向外部用电设备供电。
5.如权利要求1所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述主控芯片U1的VDD引脚连接的外部电源端为3.3V。
6.如权利要求1所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3的型号为AO3400。
7.如权利要求1-6任一项所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述同步降压芯片U2的型号为STI3470。
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