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一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路

阅读：824发布：2021-04-12

专利汇可以提供一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路，包括二极管 (D1、D2)、场效应管(M1、M2、M3、M4)、电感Lout、电容Cout、电阻 (R1、R2)、整流控制电路、低压差稳压器、保护电路、缓冲器 (Vhpwm、Vlpwm)、电平转换电路、V/I感应电路、死区时间控制电路、比较器CMP、误差放大器 EA、8‑bit双斜率ADC、I2C 接口电路、频率可调电路、BLE模组、温度感应电路、偏置电路和基准电路。其集成一个AC‑DC转换器和DC‑DC转换器及保护电路，保护功率开关；系统工作在6.78MHz且采用谐振耦合，可以用更小的电感。因此与现有的系统相比，具有更高的鲁棒性和更好的空间自由度。，下面是一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种6.78MHz谐振无线充电接收电路，其特征在于，包括二极管D1、二极管D2、场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4、电感Lout、电容Cout、电阻R1、电阻R2、整流控制电路、低压差稳压器、保护电路、缓冲器Vhpwm、缓冲器Vlpwm、电平转换电路、V/I感应电路、死区时间控制电路、比较器CMP、误差放大器EA、8-bit双斜率ADC、I2C 接口电路、频率可调电路、BLE模组、温度感应电路、偏置电路和基准电路，整流控制电路的两个电压输出端分别连接至场效应管M1的栅极和场效应管M2的栅极，场效应管M1的漏极通过二极管D1连接至场效应管M3的源极，场效应管M2的漏极通过二极管D2连接至场效应管M3的源极，保护电路连接在场效应管M3的源极，场效应管M1的源极和场效应管M2的源极均接地，死区时间控制电路的一个输出端通过电平转换电路和缓冲器Vhpwm连接至场效应管M3的栅极，死区时间控制电路的另一个输出端通过缓冲器Vlpwm连接至场效应管M4的栅极，场效应管M3的漏极连接至场效应管M4的漏极，场效应管M4的源极接地，场效应管M4的漏极通过电感Lout和电容Cout接地，电阻R1和电阻R2串联后与电容Cout并联，基准电路、偏置电路和温度感应电路依次连接，温度感应电路的输出端连接至BLE模组，I2C接口电路的数据线SDA和时钟信号线SCL连接至BLE模组，场效应管M3的源极连接至V/I感应电路，V/I感应电路通过8-bit双斜率ADC连接至I2C接口电路，I2C接口电路的输出端通过频率可调电路连接至比较器CMP的同相输入端，误差放大器EA的同相输入端连接至基准电压，误差放大器EA的反相输入端连接至电阻R1和电阻R2之间，误差放大器EA的输出端连接至比较器CMP的反相输入端，比较器CMP的输出端连接至死区时间控制电路，效应管M3的源极连接至低压差稳压器。
2.如权利要求1所述的一种6.78MHz谐振无线充电接收电路，其特征在于，场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4均为N沟道MOSFET。
3.如权利要求1所述的一种6.78MHz谐振无线充电接收电路，其特征在于，低压差稳压器为整个电路供电。

说明书全文

一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路

技术领域

[0001] 本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路。

背景技术

[0002] 随着手机市场的快速发展，用于手机无线充电技术的研究得到广泛的关注。无线充电技术的应用可以简化便携电子设备的充电过程且提高消费者的便利性。为了保证无线充电技术得到更广泛的应用，高效率和空间自由度这两个技术问题必须得到解决。无线充电技术目前主要与两种工作模式：电感耦合和谐振耦合。电感耦合通过发射线圈和接收线圈的磁感应实现对远端电子设备的能量传输。通常电感耦合可以超过90％的效率，但是需要更精确的对准和更短传输距离(几厘米)。相比之下，谐振耦合采用了磁共振耦合现象，由于松耦合特性，具有更好的空间自由度。由于更长的传输记录，谐振耦合比电感耦合更具吸引力。

发明内容

[0003] 本发明实施例提供一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路，其集成一个AC-DC转换器和DC-DC转换器，更重要的包括一个保护电路，在启动时可以保护功率开关；系统工作在6.78MHz且采用谐振耦合，系统可以用更小的电感。因此与现有的系统相比，具有更高的鲁棒性和更好的空间自由度。

[0004] 一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路，包括二极管D1、二极管D2、场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4、电感Lout、电容Cout、电阻R1、电阻R2、整流控制电路、低压差稳压器、保护电路、缓冲器Vhpwm、缓冲器Vlpwm、电平转换电路、V/I感应电路、死区时间控制电路、比较器CMP、误差放大器EA、8-bit双斜率ADC、I2C 接口电路、频率可调电路、BLE模组、温度感应电路、偏置电路和基准电路，整流控制电路的两个电压输出端分别连接至场效应管M1的栅极和场效应管M2的栅极，场效应管M1的漏极通过二极管D1连接至场效应管M3的源极，场效应管M2的漏极通过二极管D2连接至场效应管M3的源极，保护电路连接在场效应管M3的源极，场效应管M1的源极和场效应管M2的源极均接地，死区时间控制电路的一个输出端通过电平转换电路和缓冲器Vhpwm连接至场效应管M3的栅极，死区时间控制电路的另一个输出端通过缓冲器Vlpwm连接至场效应管M4的栅极，场效应管M3的漏极连接至场效应管M4的漏极，场效应管M4的源极接地，场效应管M4的漏极通过电感Lout和电容Cout接地，电阻R1和电阻R2串联后与电容Cout并联，基准电路、偏置电路和温度感应电路依次连接，温度感应电路的输出端连接至BLE模组，I2C接口电路的数据线SDA和时钟信号线SCL连接至BLE模组，场效应管M3的源极连接至V/I感应电路，V/I感应电路通过8-bit双斜率ADC连接至I2C接口电路，I2C接口电路的输出端通过频率可调电路连接至比较器CMP的同相输入端，误差放大器EA的同相输入端连接至基准电压，误差放大器EA的反相输入端连接至电阻R1和电阻R2之间，误差放大器EA的输出端连接至比较器CMP的反相输入端，比较器CMP的输出端连接至死区时间控制电路，效应管M3的源极连接至低压差稳压器。

[0005] 优选地，场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4均为N沟道MOSFET。

[0006] 优选地，低压差稳压器为整个电路供电。

[0007] 本发明的谐振无线充电接收电路集成一个AC-DC转换器和DC-DC转换器，更重要的包括一个保护电路，在启动时可以保护功率开关；AC-DC整流器将接收到的交流电压转换成固定的直流电压，该直流电压值由无线能量传输信号的强度决定，该直流电路再通过一个DC-DC转换器转换成需要的输出电压，低压差线性稳压器为系统控制模块和通信模块提供供电，接收电路的功率通过V/I感应电路测量后被8-bit双斜率ADC转换成数字代码，基于这些数字代码信息，BLE模组将信息传输到发射端来控制发射端的输出功率；系统工作在6.78MHz且采用谐振耦合，系统可以用更小的电感。因此与现有的系统相比，具有更高的鲁棒性和更好的空间自由度。
附图说明

[0008] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0009] 图1为本发明实施例提供的6.78Mhz谐振无线充电接收电路的电路原理图；

[0010] 图2为本发明实施例提供的6.78Mhz谐振无线充电接收电路的时序图。

具体实施方式

[0011] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0012] 如图1所示，一种6.78Mhz谐振无线充电接收电路，包括二极管D1、二极管D2、场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4、电感Lout、电容Cout、电阻R1、电阻R2、整流控制电路、低压差稳压器、保护电路、缓冲器Vhpwm、缓冲器Vlpwm、电平转换电路、V/I感应电路、死区时间控制电路、比较器CMP、误差放大器EA、8-bit双斜率ADC、I2C接口电路、频率可调电路、BLE模组、温度感应电路、偏置电路和基准电路，整流控制电路的两个电压输出端分别连接至场效应管M1的栅极和场效应管M2的栅极，场效应管M1的漏极通过二极管D1连接至场效应管M3的源极，场效应管M2的漏极通过二极管D2连接至场效应管M3的源极，保护电路连接在场效应管M3的源极，场效应管M1的源极和场效应管M2的源极均接地，死区时间控制电路的一个输出端通过电平转换电路和缓冲器Vhpwm连接至场效应管M3的栅极，死区时间控制电路的另一个输出端通过缓冲器Vlpwm连接至场效应管M4的栅极，场效应管M3的漏极连接至场效应管M4的漏极，场效应管M4的源极接地，场效应管M4的漏极通过电感Lout和电容Cout接地，电阻R1和电阻R2串联后与电容Cout并联，基准电路、偏置电路和温度感应电路依次连接，温度感应电路的输出端连接至BLE模组，I2C接口电路的数据线SDA和时钟信号线SCL连接至BLE模组，场效应管M3的源极连接至V/I感应电路，V/I感应电路通过8-bit双斜率ADC连接至I2C接口电路，I2C接口电路的输出端通过频率可调电路连接至比较器CMP的同相输入端，误差放大器EA的同相输入端连接至基准电压，误差放大器EA的反相输入端连接至电阻R1和电阻R2之间，误差放大器EA的输出端连接至比较器CMP的反相输入端，比较器CMP的输出端连接至死区时间控制电路，效应管M3的源极连接至低压差稳压器，其中，场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4均为N沟道MOSFET，低压差稳压器为整个电路供电。

[0013] 如图2所示，当6.78MHz的AC功率通过谐振电感传输到接收端，当整流的输出端电容被充电，整流输出电压逐渐上升。当整流输出电压VREC超过LDO的工作电压7V，LDO开始工作，产生的VDD电压为系统内部的控制模块和集成的I2C电路供电。为了接收电路的安全，直到I2C电路检测到使能信号后(即使控制电路被激活)，DC-DC转换器开始工作。在一段延迟时间以后，DC-DC转换器的使能信号被启动，DC-DC转换器开始慢慢输出一个稳定的直流输出电压。

[0014] 综上，该谐振无线充电接收电路集成一个AC-DC转换器和DC-DC转换器，更重要的包括一个保护电路，在启动时可以保护功率开关；AC-DC整流器将接收到的交流电压转换成固定的直流电压，该直流电压值由无线能量传输信号的强度决定，该直流电路再通过一个DC-DC转换器转换成需要的输出电压，低压差线性稳压器为系统控制模块和通信模块提供供电，接收电路的功率通过V/I感应电路测量后被8-bit双斜率ADC转换成数字代码，基于这些数字代码信息，BLE模组将信息传输到发射端来控制发射端的输出功率；系统工作在6.78MHz且采用谐振耦合，系统可以用更小的电感。因此与现有的系统相比，具有更高的鲁棒性和更好的空间自由度。

[0015] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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