一种无线充电电路及应用其的无线充电器的制作方法

本发明涉及无线充电，尤其是涉及一种无线充电电路及应用其的无线充电器。

背景技术：

1、随着无线充电技术的普及，越来越多的智能电子设备如手机都具有无线充电功能，无线充电功能使得智能电子设备可以摆脱充电线缆的限制，为用户提供更加便捷的充电方式。

2、相关技术中，手机在使用无线充电器进行充电时，采用的是软硬件结合的方式，即无线充电器通过充电连接线连接供电电源后，用户将手机贴合无线充电器，无线充电器内部的线圈即利用电磁感应效应为手机的电池充电。

3、但用户在实际的使用过程中也存在一个问题：由于不同型号的手机的正常充电功率不尽相同，而现有的无线充电器无法很好的进行充电功率的调整，导致无线充电器无法对不同型号的手机进行正常兼容充电，且当用户购买的新无线充电器的系统的升级后，为了能正常对手机进行兼容充电，需要定期升级手机的系统，给用户使用造成不便，因而存在有一定的改进空间。

技术实现思路

1、为了满足不同型号的手机能正常兼容充电，无需定期升级手机系统，本技术提供一种无线充电电路及应用其的无线充电器。

2、第一方面，本技术提供的一种无线充电电路，采用如下的技术方案：

3、一种无线充电电路，包括控制发射模块、全桥驱动模块、电流解调模块和电压解调模块，所述控制发射模块的电流采样端耦接有输入电流检测模块，所述控制发射模块耦接有用于连接供电电源的接口模块；所述全桥驱动模块为动态功率调整模块，所述控制发射模块的多个功率驱动端依次与所述全桥驱动模块的输入端、所述全桥驱动模块的第一输出端耦接；所述控制发射模块的电流解调端与所述电流解调模块的输出端耦接，所述控制发射模块的电压解调端与所述电压解调模块的输出端耦接；所述电流解调模块的输入端耦接于所述全桥驱动模块的第二输出端，所述电压解调模块耦接于所述全桥驱动模块的第三输出端。

4、通过采用上述技术方案，用户利用无线充电电路为手机充电时，先利用充电线连通插接于供电电源的插座和接口模块，使得无线充电电路连通供电电源，当用户将手机贴合控制发射模块时，输入电流检测模块检测并接收来自供电电源的交流电，全桥驱动模块将交流电整流滤波成直流电，直流电的电流经过电流解调模块进行ask通讯解调、解码、且直流电的电压经过电压解调模块进行ask通讯解调、解码后输入控制发射模块进行数字解调和解码，控制发射模块再将充电功率无线发射至手机的充电功率接收端，从而完成手机的无线充电操作；本技术方案中的全桥驱动模块同时为动态功率调整模块，即全桥驱动模块可对控制发射模块发射的充电功率进行动态调整：针对供电能力不足的供电电源，具有动态功率管理功能（即dpm功能），可保持充电状态不中断，当系统检测到输入电压小于某个固定值如4.3v时，启动dpm功能，减少发射功率并保持，当输入电压恢复到某个固定值如4.75v以上，且输入电流比进入dpm时减小200ma后，系统退出dpm状态，从而使得控制发射模块发射的充电功率符合正在进行充电的手机型号的正常充电功率，且全桥驱动模块（即动态功率调整模块）可自行调整充电功率的pwm频率范围以使得无线充电电路能够满足不同型号的手机进行正常兼容充电的需求，用户无需定期升级手机系统，为用户提供了一种更加便捷且有利于维护手机电池使用寿命的无线充电电路。

5、优选的，所述控制发射模块包括控制发射芯片，所述控制发射芯片的电流采样引脚与所述输入电流检测模块耦接，所述控制发射芯片的type-c检测引脚与所述接口模块耦接，所述控制发射芯片的第一功率驱动引脚、第二功率驱动引脚、第三功率驱动引脚和第四功率驱动引脚依次与所述全桥驱动模块的多个控制功率驱动端耦接，所述控制发射芯片的电流通讯/解调输入引脚与所述电流解调模块耦接，所述控制发射芯片的电压通讯/解调输入引脚与所述电压解调模块耦接。

6、通过采用上述技术方案，控制发射芯片通过type-c检测引脚提供连接外部电源的usb电源插接口，从而控制发射芯片通过检测type-c检测引脚检测是否连接外部电源；控制发射芯片是一款无线充电发射端控制芯片，兼容wpc、qi和v1.2.4最新标准，支持a11线圈，支持5w、7.5w和10w充电；当控制发射芯片的测试端检测到无线接收器（即手机），并建立与手机的无线接收端的通信，则开始进行充电功率传输，控制发射芯片通过电流解调模块和电压解调模块解码手机发送的通信数据包，然后用pid算法来改变振荡频率从而调整充电电路的线圈上的输出功率，一旦手机上的电池充满电时，控制发射芯片停止充电功率（电力）传输，从而无线充电电路实现无线充电的效果；控制发射芯片集成全桥驱动电路和电压、电流两路ask通讯解调模块，集成度高，降低了方案尺寸和bom成本。

7、优选的，所述控制发射芯片的ntc输入引脚还耦接有具有温度检测和电路保护功能的ntc保护模块。

8、通过采用上述技术方案，控制发射芯片具有ntc热保护功能，ntc保护模块在电源电路中能够有效抑制开机时的浪涌电流；ntc保护模块设置有ntc热敏电阻器，ntc热敏电阻的电阻温度系数是每1℃降低3%至5%，即ntc热敏电阻即使温度变化很小也表现出很大的电阻变化。因而ntc热敏电阻能够实现以高精度灵敏地检测微小温差，从而使得控制发射芯片通过采样ntc输入引脚的电压来判断ntc温度，此判断特性是提供增强作用，不限于热关机，例如当ntc输入引脚的电压小于0.5v时，充电电压系统进入ntc保护状态，结束充电功率传输，即结束电力传输，保护无线充电电路因过热而导致受损；进入ntc保护状态后，当ntc输入引脚的电压大于0.72v时，充电电压系统就恢复正常充电功率。

9、优选的，所述控制发射芯片的状态指示引脚还耦接有用于对所述控制发射芯片的电路状态进行指示的led灯状态指示模块，所述led灯状态指示模块包括第一指示灯led1和第二指示灯led2。

10、通过采用上述技术方案，led灯状态指示模块用于对无线充电电路的电路状态进行指示，且控制发射芯片耦接有第一指示灯led1和第二指示灯led2，从而无线充电电路可通过驱动两路led的输出状态来指示不同的无线充电电路的状态，具体地，当控制发射芯片的电路出现过温时，第一指示灯led1和第二指示灯led2均闪烁；当控制发射芯片的充放电检测引脚输入欠压环时，第一指示灯led1亮起、第二指示灯led2闪烁；当控制发射芯片的电路出现过压/过流时，第一指示灯led1灭、第二指示灯led2闪烁；当控制发射芯片的线圈感应引脚结合fod异物检测模块检测到充电路径上有异物时，第一指示灯led1亮起、第二指示灯led2灭；当控制发射芯片的电路完成充电操作时，第一指示灯led1亮起、第二指示灯led2亮起；当控制发射芯片正在发射充电功率至手机的无线接收端时，即无线充电电路正在进行充电时，第一指示灯led1闪烁，第二指示灯led2灭；当控制发射芯片的电路连接供电电源后处于待机状态时，第一指示灯led1亮起，第二指示灯led2灭；用户在充电时可通过观察两路led灯的状态判断得出当前电路系统的状态，提高用户使用体验感。

11、优选的，所述控制发射芯片的测试引脚耦接有可以进行动态异物检测和静态异物检测的fod异物检测模块，且所述控制发射芯片的线圈感应引脚耦接于所述fod异物检测模块。

12、通过采用上述技术方案，fod异物检测模块具有动态异物检测和静态异物检测功能，其中动态异物检测功能是指正在进行无线充电时，能检测到控制发射芯片的线圈上的异物；静态异物检测功能是指在没有进行无线充电时，能检测到线圈上的异物，且异物检测模块可通过调整与控制发射芯片连接的电容来调整静态fod的灵敏度，所接的电容值越大，静态fod的异物检测功能的灵敏度越高，越容易检测到异物；默认的接法是控制发射芯片的线圈感应引脚接2.2nf的电容到地。

13、优选的，所述全桥驱动模块包括整流桥子模块和rc串联子模块，所述rc串联子模块设置有两个，两个所述rc串联子模块对称设置，其中一个所述rc串联子模块耦接于所述整流桥子模块的第一输入端，另一个所述rc串联子模块耦接于所述整流桥子模块的第二输入端，所述整流桥子模块的第一输出端耦接于所述输入电流检测模块，所述整流桥子模块的第二输出端耦接于所述电流解调模块的输入端，所述电压解调模块耦接于所述整流桥子模块的第一输入端。

14、通过采用上述技术方案，整流桥子模块用于将来自输入电流检测模块的交流电进行整流形成脉冲直流电后输出至电流解调模块，且电压解调模块用于采样接收到无线接收端（即手机）的电压；脉冲直流电的电流经过电流解调模块进行ask通讯解调、解码，且脉冲直流电的电压经过电压解调模块进行ask通讯解调、解码后输入控制发射芯片进行数字解调和解码，控制发射芯片再将充电功率无线发射至手机的充电功率接收端，从而便于实现手机的无线充电操作；整流桥子模块中耦接rc串联子模块是给整流后的脉冲直流电滤波，使得脉冲直流电更加平滑，且rc串联子模块中的电阻器在关闭充电电源后，会给rc串联子模块中的电容器一个卸放回路。

15、优选的，所述电流解调模块包括运算放大芯片；所述运算放大芯片的正相输入端耦接于所述整流桥子模块的第一输出端，所述运算放大芯片的反相输入端耦接于所述整流桥子模块的第二输出端，所述运算放大芯片的接地端接地，所述运算放大芯片的电源端耦接于所述控制发射芯片的ldo输出引脚，所述运算放大芯片的输出端耦接于所述控制发射芯片的电流通讯/解调输入引脚，所述运算放大芯片的反相输入端耦接于所述运算放大芯片的接地端。

16、通过采用上述技术方案，运算放大芯片是一款通用的单通道低功耗、宽电源范围的性能运算放大器，运算放大芯片具有较高的开环增益、内部补偿、高共模范围和良好的温度稳定性,以及具有输出短路保护的特点。

17、优选的，所述电压解调模块包括二极管d1、电容c14、电容c16、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21；所述二极管d1的阳极耦接于所述整流桥子模块的第一输入端，所述二极管d1的阴极与电阻r18串联后耦接于电容c16的一端，电容c16的另一端耦接于所述控制发射芯片的电压通讯/解调输入引脚；所述电容c14的一端耦接于所述电阻r18与电容c16的连接节点，所述电容c14的另一端接地；所述电阻r19的一端耦接于所述电阻r18与电容c16的连接节点，所述电阻r19的另一端接地；所述电阻r20和电阻r21串联，所述电阻r20的另一端耦接于所述电阻r18与电容c16的连接节点，所述电阻r21的另一端接地。

18、通过采用上述技术方案，电压解调模块采集控制发射芯片的电压进行ask解调和解码后再输入控制发射芯片进行数字解调和解码，从而便于后续电路中的控制发射芯片结合全桥驱动模块对充电功率进行动态功率调整操作。

19、优选的，所述接口模块包括插座j1，所述插座j1的p-引脚耦接于所述控制发射芯片的充放电检测引脚，所述插座j1的b1引脚耦接于所述控制发射芯片的type-c检测引脚，所述插座j1的b2引脚接地，所述插座j1的b3引脚耦接于所述控制发射芯片的debug引脚。

20、通过采用上述技术方案，插座j1通过b1引脚连接控制发射芯片的type-c检测引脚，从而便于用户将充电线插接于插座j1的插接口以连接供电电源，插座j1为接口模块提供外接供电电源的插接座；控制发射芯片的debug引脚为控制发射模块的debug调试引脚，debug(调试)是芯片编码过程必不可少的操作，可以利用debug功能来追踪代码的运行流程，一般在程序运行过程中如果出现异常，我们会启用debug模式来分析、定位异常发生的位置，以及观察运行过程中数据的变化。

21、第二方面，本技术提供的一种无线充电器，包括壳体和电路板，所述电路板安装于所述壳体内，所述电路板上承载有如上任一项所述的一种无线充电电路，所述壳体的侧壁开设有插接口，所述接口模块置于所述插接口。

22、通过采用上述技术方案，壳体的插接口用于连接外部电源，用户将无线充电器的充电线两端分别插接于壳体的插接口和供电电源后，无线充电器连通供电电源，接着将手机贴合无线充电器，此时电路板上的控制发射模块检测到无线接收器（即手机），并建立与手机之间的通信，电路板上的控制发射模块开始充电功率传输，从而便于实现为手机进行无线充电的充电功能；且无线充电器内的全桥驱动模块、电流解调模块和电压解调模块的集成度较高，便于降低方案尺寸和bom成本。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、1.本技术方案中的全桥驱动模块同时为动态功率调整模块，即全桥驱动模块可对控制发射模块发射的充电功率进行动态调整：针对供电能力不足的供电电源，具有动态功率管理功能（即dpm功能），可保持充电状态不中断，当系统检测到输入电压小于某个固定值如4.3v时，启动dpm功能，减少发射功率并保持，当输入电压回复到某个固定值如4.75v以上，且输入电流比进入dpm时减小200ma后，系统退出dpm状态，从而使得控制发射模块发射的充电功率符合正在进行充电的手机型号的正常充电功率，且全桥驱动模块（即动态功率调整模块）可自行调整充电功率的pwm频率范围以使得无线充电电路能够满足不同型号的手机进行正常兼容充电的需求，用户无需定期升级手机系统，为用户提供了一种更加便捷且有利于维护手机电池使用寿命的无线充电电路；

25、2.整流桥子模块用于将来自输入电流检测模块的交流电进行整流形成直流电后输出至电流解调模块，且电压解调模块用于采样接收到无线接收端（即手机）的电压；直流电的电流经过电流解调模块进行ask通讯解调、解码、且直流电的电压经过电压解调模块进行ask通讯解调、解码后输入控制发射芯片进行数字解调和解码，控制发射芯片再将充电功率无线发射至手机的充电功率接收端，从而便于实现手机的无线充电操作；

26、3.壳体的插接口用于连接外部电源，用户将无线充电器的充电线两端分别插接与壳体的插接口和供电电源后，无线充电器连通供电电源，再将手机贴合无线充电器，此时电路板上的控制发射模块检测到无线接收器（即手机），并建立与手机之间的通信，电路板上的控制发射模块开始充电功率传输，从而便于实现为手机进行无线充电的充电功能。