CN214958838U - 一种可变谐振电感感量的无线充电电路 - Google Patents
一种可变谐振电感感量的无线充电电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种可变谐振电感感量的无线充电电路，包括AC‑DC模块、功率驱动器、主控制芯片、输出线圈、电流/电压采集电路和通信信号解调电路，所述AC‑DC模块分两路输送电压到功率驱动器和主控制芯片，功率驱动器的输出端分别连接继电器K1、继电器K2、继电器K3和电容C1，继电器K3的另一端通过电感L1连接输出线圈，继电器K2的另一端通过电感L2连接输出线圈，继电器K1的另一端连接输出线圈，本实用新型的有益效果是：1、首次在无线充电电路中，采用调节LC谐振电路中，电感感量的方式，来提升LC振幅，达到更远距离充电的目的；2、本实用新型的主控制芯片能随时调整LC谐振电路中的主线圈的附加电感感量，所以能自动兼容远/近距离充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，具体是一种可变谐振电感感量的无线充电电路。
背景技术
市面上已经有的无线充电电路，都没有为 LC 谐振电路中的主线圈设计可变附加电容，所以无线充电距离只能在小范围内浮动。阻碍了无线技术的发展，因此需要进行改进处理。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可变谐振电感感量的无线充电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种可变谐振电感感量的无线充电电路，包括AC-DC模块、功率驱动器、主控制芯片、输出线圈、电流/电压采集电路和通信信号解调电路，所述AC-DC模块分两路输送电压到功率驱动器和主控制芯片，功率驱动器的输出端分别连接继电器K1、继电器K2、继电器K3和电容C1，继电器K3的另一端通过电感L1连接输出线圈，继电器K2的另一端通过电感L2连接输出线圈，继电器K1的另一端连接输出线圈，电容C1的另一端连接输出线圈和电流/电压采集电路，电流/电压采集电路还连接通信信号解调电路和主控制芯片，主控制芯片分别连接功率驱动器、继电器K1、继电器K2、继电器K3和通信信号解调电路。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述输出线圈和电容C1组成 LC 谐振电路。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述主控制芯片负责整个电路的信号采集，处理，控制信号输出。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述电流/电压采集电路将采集到的工作电流数值送入主控制芯片用于运算发射功率。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述电流/电压采集电路将采集到的电压/电流调制信号，送入通信信号解调电路进行信号解调。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述通信信号解调电路对来自电流/电压采集电路的电压/电流调制信号进行解调，还原成标准的二进制信号，送入主控制芯片进行运算。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述主控制芯片从来自通信信号解调电路的标准二进制信号中，获得 RX 端的功率误差数据包，并根据此功率误差数据包对输出到功率驱动器的 PWM 信号进行 频率/占空 调节，控制 LC 谐振电路发射的交变磁场功率，达到 RX 端的功率需求。
作为本实用新型的进一步技术方案，当主控制芯片通过正常的 PWM 频率 + 占空比调节，已经达不到 RX 端的功率要求时，可判断为 RX 的线圈距离比较远，此时主控制芯片通过 Out1、Out2、Out3…… 控制，给 LC 主谐振线圈搭配所需电感量的附加电感，来提高 LC 电路的振幅，使Coil 中的交变电压正/负幅值更高，交变磁场的能量辐射更远，达到更远距离充电的目的。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述主控制芯片同时还监控电路中的温度传感器采集的动态数值，当温度传感器采集的动态数值偏离程序设定的阀值时，通过降低或者暂停输出功率，以达到温度保护的目的。
作为本实用新型的进一步技术方案，所述主控制芯片同时还监控电路的输出功率损耗，当输出功率损耗值偏离程序设定的阀值时，通过降低或者暂停输出功率保护异物。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、首次在无线充电电路中，采用调节LC 谐振电路中，电感感量的方式，来提升 LC 振幅，达到更远距离充电的目的；2、本实用新型的主控制芯片能随时调整 LC 谐振电路中的主线圈的附加电感感量，所以能自动兼容远/近距离充电；3、市面上已经有的无线充电电路，都没有为 LC 谐振电路中的主线圈设计可变附加电容，所以无线充电距离只能在小范围内浮动。本专利所涉及的《可变谐振电感感量的无线充电电路》只需要根据RX 线圈的距离，主控制芯片通过 Out1、Out2、Out3…… 控制信号来选择合适的附加电感，即可提高 LC 电路的振幅，使主线圈中的交变电压正/负幅值更高，交变磁场的能量辐射更远，达到更远距离充电的目的；4、本设计可变 LC 谐振电感感量这部分电路，成本低廉，但却达到了自动兼容远/近距离充电的功能，提升了产品的市场竟争力。
附图说明
图1为本实用新型的整体原理方框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，实施例1：一种可变谐振电感感量的无线充电电路，包括AC-DC模块、功率驱动器、主控制芯片、输出线圈、电流/电压采集电路和通信信号解调电路，所述AC-DC模块分两路输送电压到功率驱动器和主控制芯片，功率驱动器的输出端分别连接继电器K1、继电器K2、继电器K3和电容C1，继电器K3的另一端通过电感L1连接输出线圈，继电器K2的另一端通过电感L2连接输出线圈，继电器K1的另一端连接输出线圈，电容C1的另一端连接输出线圈和电流/电压采集电路，电流/电压采集电路还连接通信信号解调电路和主控制芯片，主控制芯片分别连接功率驱动器、继电器K1、继电器K2、继电器K3和通信信号解调电路。
AC-DC模块为整个电路提供直流电源，直接电源进入电路后分两路输送：A. 一路进入功率驱动器转换为高频脉冲直流，此高频脉冲直流经过输出线圈与谐振电容 C1,C2,C3 …… 构成的 LC 谐振电路，转换为高频交变磁场辐射出去，作为无线充电器的主功率输出；B. 另一路为主控制芯片和其他外围电路提供电能，保持电路的有序工作。主控制芯片负责整个电路的信号采集，处理，控制信号输出。主控制芯片得电，首先输出 PWM数字Ping信号，控制功率驱动器进行数字 Ping 功率输出；电流/电压采集电路将采集到的工作电流数值送入主控制芯片用于运算发射功率；电流/电压采集电路将采集到的电压/电流调制信号，送入通信信号解调电路进行信号解调；通信信号解调电路对来自电流/电压采集电路的电压/电流调制信号进行解调，还原成标准的二进制信号，送入主控制芯片进行运算；
主控制芯片从来自通信信号解调电路的标准二进制信号中，获得 RX 端的功率误差数据包，并根据此功率误差数据包对输出到功率驱动器的 PWM 信号进行 频率/占空 调节，控制 LC 谐振电路发射的交变磁场功率，达到 RX 端的功率需求；当 主控制芯片通过正常的 PWM 频率 + 占空比调节，已经达不到 RX 端的功率要求时，可判断为 RX 的线圈距离比较远，此时主控制芯片通过 Out1、Out2、Out3…… 控制，给 LC 主谐振线圈搭配所需电感量的附加电感，来提高 LC 电路的振幅，使Coil 中的交变电压正/负幅值更高，交变磁场的能量辐射更远，达到更远距离充电的目的；主控制芯片同时还监控电路中的温度传感器采集的动态数值，当温度传感器采集的动态数值偏离程序设定的阀值时，通过降低或者暂停输出功率，以达到温度保护的目的；主控制芯片同时还监控电路的输出功率损耗，当输出功率损耗值偏离程序设定的阀值时，通过降低或者暂停输出功率，以达到异物保护（FOD）的目的。
实施例2，在实施例1的基础上，AC-DC模块中可以加入稳压、滤波等控制技术，从而增加控制稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种可变谐振电感感量的无线充电电路，包括AC-DC模块、功率驱动器、主控制芯片、输出线圈、电流/电压采集电路和通信信号解调电路，其特征在于，所述AC-DC模块分两路输送电压到功率驱动器和主控制芯片，功率驱动器的输出端分别连接继电器K1、继电器K2、继电器K3和电容C1，继电器K3的另一端通过电感L1连接输出线圈，继电器K2的另一端通过电感L2连接输出线圈，继电器K1的另一端连接输出线圈，电容C1的另一端连接输出线圈和电流/电压采集电路，电流/电压采集电路还连接通信信号解调电路和主控制芯片，主控制芯片分别连接功率驱动器、继电器K1、继电器K2、继电器K3和通信信号解调电路。
2.根据权利要求1所述的一种可变谐振电感感量的无线充电电路，其特征在于，所述输出线圈和电容C1组成 LC 谐振电路。
3.根据权利要求1所述的一种可变谐振电感感量的无线充电电路，其特征在于，所述主控制芯片负责整个电路的信号采集，处理，控制信号输出。
4.根据权利要求2所述的一种可变谐振电感感量的无线充电电路，其特征在于，所述电流/电压采集电路将采集到的工作电流数值送入主控制芯片用于运算发射功率。
5.根据权利要求1所述的一种可变谐振电感感量的无线充电电路，其特征在于，所述电流/电压采集电路将采集到的电压/电流调制信号，送入通信信号解调电路进行信号解调。
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2021
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