CN219067930U - 无线充电发射端功耗测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线充电发射端功耗测量装置，包括：微控制器，具有模数转换电路和模数转换接口，模数转换电路的输入端与模数转换接口电连接；运算放大器，运算放大器的输出端与微控制器的模数转换接口电连接，运算放大器的第一输入端用于与待测量的无线充电发射端的直流电压转换器电连接，运算放大器的第二输入端与待测量的无线充电发射端的接地端电连接；其中，在测量时，待测量的无线充电发射端的直流电压转换器处于关闭状态；电流源接口，电流源接口与运算放大器的第一输入端电连接。本实用新型提供的无线充电发射端功耗测量装置，能够为无线充电发射端提供其本身的功耗，避免异物导致的过补偿而引发危险，同时避免频繁触发异物检测。

Description

无线充电发射端功耗测量装置

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电发射端功耗测量装置。

背景技术

随着无线充电技术的日益成熟，无线充电已广泛应用于日常生活中，特别是手机无线充电的应用，给手机充电带来了极大便捷性。但在无线充电的过程中，极容易遭受金属异物的影响，比如硬币、戒指、易拉罐铝片、回形针等金属异物。此类异物会消耗磁场中的能量，从而导致温度升高带来安全隐患。为了避免金属异物的影响，通常需要对无线充电发射端的功耗进行测量。现有技术中，无线充发射端的将自身功耗与接收端反馈的接收功率做差值并与某个已设定阈值进行比较判断，以此作为是否有金属异物的判断依据。但是，这种检测方式异物损耗包含了无线充电发射端逆变电路的发射损耗和接收端整流电路的损耗，这使得在无线充电系统在发生功率转移过程中由于这部分损耗而容易触发异物检测功能。

实用新型内容

本实用新型提供的无线充电发射端功耗测量装置，能够为无线充电发射端提供其本身的功耗，避免异物导致的过补偿而引发危险，同时避免频繁触发异物检测。

本实用新型提供一种无线充电发射端功耗测量装置，包括：

微控制器，具有模数转换电路和模数转换接口，所述模数转换电路的输入端与所述模数转换接口电连接；

运算放大器，所述运算放大器的输出端与所述微控制器的模数转换接口电连接，所述运算放大器的第一输入端用于与待测量的无线充电发射端的直流电压转换器电连接，所述运算放大器的第二输入端与所述待测量的无线充电发射端的接地端电连接；其中，在测量时，所述待测量的无线充电发射端的直流电压转换器处于关闭状态；

电流源接口，所述电流源接口与所述运算放大器的第一输入端电连接。

可选地，所述微控制器还包括USB接口，所述USB接口用于与上位机连接，以使所述上位机向所述微控制器发送控制数据并使所述上位机接收所述微控制器的发送的测试数据。

可选地，所述微控制器还包括第一GPIO接口，所述第一GPIO接口与显示器件电连接，以使所述显示器件显示测试状态。

可选地，所述微控制器还包括第二GPIO接口，所述第二GPIO接口与指示灯电连接，以使指示灯指示测试状态。

可选地，所述微控制器还包括第三GPIO接口，所述第三GPIO接口与按键电连接，以接收所述按键发出的使能信号，所述使能信号使所述微控制器开始执行测试。

可选地，所述运算放大器的放大倍数为10倍～100倍。

可选地，所述模数转换电路的输入量程为0V～3.3V。

可选地，所述装置还包括直流电压源，所述直流电压源用于向所述微控制器供电。

可选地，所述电流源接口与电流源电连接，所述电流源用于对电流源输出的电流进行步进控制。

可选地，所述微控制器为32位通用微控制器。

本实用新型提供的技术方案将待测量的无线充电发射端等效为一个等效电阻，通过电流源接口输出多种恒定的电流，再将等效电阻两端的电压通过运算放大器放大后输入微控制器，微控制对放大后的电压差进行转换和计算，能够得到对应的电阻值。将多种电流下的电阻值存储在无线充电发射端之后，可以在无线充电发射端使用过程中依据该电阻值进行补偿，而不会因异物存在导致过量补偿产生危险，同时还能够提高异物检测的灵敏度，避免频繁的触发异物检测。

附图说明

图1为本实用新型一实施例无线充电发射端功耗测量装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实用新型实施例提供一种无线充电发射端功耗测量装置，如图1所示，包括：

微控制器，具有模数转换电路和模数转换接口，所述模数转换电路的输入端与所述模数转换接口电连接；

在一些实施例中，用于实现测试功能，一般为32位通用MCU，包括的模块主要为ADC(模数转换器)、GPIO(通用输入输出)等。

运算放大器，所述运算放大器的输出端与所述微控制器的模数转换接口电连接，所述运算放大器的第一输入端用于与待测量的无线充电发射端的直流电压转换器电连接，所述运算放大器的第二输入端与所述待测量的无线充电发射端的接地端电连接；其中，在测量时，所述待测量的无线充电发射端的直流电压转换器处于关闭状态；

在一些实施例中，通过运算放大器实现对无线充电发射端待测模块两端的电压差进行一定倍数的放大，再将电压值传送至MCU的ADC输入口。作为一种优选的实施方式放大倍数一般控制在10倍至100倍之间。

电流源接口，所述电流源接口与所述运算放大器的第一输入端电连接。

在一些实施例中，外接直流电流源输入电流源接口，通过对电流源输出电流步进控制，输出电流实现对板级功耗的不同电流大小的测试。

本实用新型提供的技术方案将待测量的无线充电发射端等效为一个等效电阻，通过电流源接口输出多种恒定的电流，再将等效电阻两端的电压通过运算放大器放大后输入微控制器，微控制对放大后的电压差进行转换和计算，能够得到对应的电阻值。将多种电流下的电阻值存储在无线充电发射端之后，可以在无线充电发射端使用过程中依据该电阻值进行补偿，而不会因异物存在导致过量补偿产生危险，同时还能够提高异物检测的灵敏度，避免频繁的触发异物检测。

作为一种可选的实施方式，所述微控制器还包括USB接口，所述USB接口用于与上位机连接，以使所述上位机向所述微控制器发送控制数据并使所述上位机接收所述微控制器的发送的测试数据。

在一些实施例中，上位机通常安装有测试软件，通过执行该测试软件，上位机可用于测试装置工作以及接收测试数据输入并转换目标格式。

作为一种可选的实施方式，所述微控制器还包括第一GPIO接口，所述第一GPIO接口与显示器件电连接，以使所述显示器件显示测试状态。

在一些实施例中，显示器件优选地可以为LCD显示屏，显示器件用于显示测试状态信息，可由微控制器程序控制输出状态信息。

作为一种可选的实施方式，所述微控制器还包括第二GPIO接口，所述第二GPIO接口与指示灯电连接，以使指示灯指示测试状态。

在一些实施例中，指示灯优选地可以为LED指示灯，指示灯用于指示测试状态，包括测试过程中以及测试完成。

作为一种可选的实施方式，所述微控制器还包括第三GPIO接口，所述第三GPIO接口与按键电连接，以接收所述按键发出的使能信号，所述使能信号使所述微控制器开始执行测试。

在一些实施例中，按键通过按动的方式向微控制器发出使能信号，微控制器在接收到使能信号之后，开始执行预先设定的测试程序，例如，模数转换电路和模数转换接口开始工作，电流源接口开始以步进的方式输出电流。

作为一种可选的实施方式，所述运算放大器的放大倍数为10倍～100倍。

在一些实施例中，考虑到微控制器的模数转换电流的可用量程的匹配，应当对运算放大器的放大倍数进行控制，本实施方式中，将放大倍数选取为10倍～100倍。

作为一种可选的实施方式，所述模数转换电路的输入量程为0V～3.3V。

在一些实施例中，由于模数转换器与微控制器中的其他器件需要匹配才能工作，本实施方式中将输入量程设置为0V～3.3V

作为一种可选的实施方式，所述装置还包括直流电压源，所述直流电压源用于向所述微控制器供电。

作为一种可选的实施方式，所述电流源接口与电流源电连接，所述电流源用于对电流源输出的电流进行步进控制。

作为一种可选的实施方式，所述微控制器为32位通用微控制器。

继续如图1所示，如下对无线充电发射端的结构进行示例性说明，无线充电发射端包括：

TX主控MCU：无线充电发射端MCU，用于控制PWM输出打开全桥电路中对应MOS管按一定频率切换，以使LC串联谐振电路正常工作。

DCDC(直流电压转换器)：TX板上提供全桥回路至LC串联谐振电路的电压源，本测试过程中该模块不工作。

TX运放：TX方案工作中用于对流经采样电阻端的电压差进行一定倍数放大，本测试过程中状态可不考虑。

采样电阻：阻值一般为几十毫欧，用于对流经采样电阻的电流形成一定压差后经运放后测量。

全桥电路：一般由四组MOS管组成，在一个周期内有两个MOS管同时导通形成一个回路，单个MOS管存在导通内阻以及开关内阻约几十毫欧，工作时形成一定损耗。

TX-LC串联谐振电路：由线圈(电感)以及匹配谐振电容组成串联谐振电路，线圈内部有一定的内阻，一般为几十毫欧。

在上述的各实施方式中，通过外接电流源至电流源接口，并用低阻抗连接线连接功率放大器其中一个输入端至无线充发射端的电源输入端(DCDC输出端)，并通过另一低阻抗连接线连接发射端地线至电流源负端形成一个电流回路。无线充电发射端的两连接线间相当于一个几百毫欧的等效电阻，不同大小的电流流经本等效电阻后形成电压差，接至运算放大器的两输入端按一定倍数，其中，倍数可根据实际情况调整，确保放大后的电压在ADC的采样量程范围内。放大后给微控制器的模数转换器进行采样，得到实际电压后对当前流经电流相除即得到当前电流下的电阻，对流经等效电阻的电流按一定步进进行相同操作并测量计算，可得到自组覆盖所有工作电流的数据曲线。其中，由于MOS导通内阻以及线圈内阻等呈非线性关系，最终我们实测的内阻数据为非线性曲线。主控MCU将该组实测电阻数据记录完整后通过USB传送至上位机软件，上位机软件获取该组数据后可按一定的格式转换并存储至无线充发射端的MCU存储空间，以供TX MCU在功率损耗计算时进行一定的补偿。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线充电发射端功耗测量装置，其特征在于，包括：

微控制器，具有模数转换电路和模数转换接口，所述模数转换电路的输入端与所述模数转换接口电连接；

运算放大器，所述运算放大器的输出端与所述微控制器的模数转换接口电连接，所述运算放大器的第一输入端用于与待测量的无线充电发射端的直流电压转换器电连接，所述运算放大器的第二输入端与所述待测量的无线充电发射端的接地端电连接；其中，在测量时，所述待测量的无线充电发射端的直流电压转换器处于关闭状态；

电流源接口，所述电流源接口与所述运算放大器的第一输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器还包括USB接口，所述USB接口用于与上位机连接，以使所述上位机向所述微控制器发送控制数据并使所述上位机接收所述微控制器的发送的测试数据。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器还包括第一GPIO接口，所述第一GPIO接口与显示器件电连接，以使所述显示器件显示测试状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器还包括第二GPIO接口，所述第二GPIO接口与指示灯电连接，以使指示灯指示测试状态。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器还包括第三GPIO接口，所述第三GPIO接口与按键电连接，以接收所述按键发出的使能信号，所述使能信号使所述微控制器开始执行测试。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运算放大器的放大倍数为10倍～100倍。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换电路的输入量程为0V～3.3V。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括直流电压源，所述直流电压源用于向所述微控制器供电。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流源接口与电流源电连接，所述电流源用于对电流源输出的电流进行步进控制。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器为32位通用微控制器。

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