技术领域
[0001] 本
发明属于电源管理和无线充电的技术领域，具体涉及一种集成无线充发射和接收的移动充电宝电路及控制方法。
背景技术
[0002] 现有的大部分移动充电宝都集成了无线充电技术，可以支持通过无线方式给无线接收端设备充电，但是这些移动充电宝自身只能通过有线的方式来充电。
[0003] 一部分支持通过无线充电方式给自身充电的移动充电宝不仅需要外挂无线充接收芯片，而且还需要额外的接
收线圈，这样一个充电宝就存在两个线圈，导致
硬件复杂，成本昂贵等问题。
[0004] 所以，改进现有的集无线发射和接收一体的移动充电宝，且降低昂贵的成本，变得非常重要。
[0005] 为了解决这些问题，本发明提供了一种集成无线发射和接收的移动充电宝电路及控制方法。
发明内容
[0006] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或
缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0007] 本发明还有一个目的是提供集成无线充发射和接收的移动充电宝的电路及控制方法，具有易于集成、实现简单和成本低等优点，增加了无线移动充电宝使用的便捷性和实用性。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了集成无线充发射和接收的移动充电宝电路，包括：
[0010] 通路选择电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接；
[0011] 无线充发射电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接，所述无线充发射电路的另一端与所述通路选择电路连接；
[0012] 无线充接收电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接，所述无线充接收电路的另一端与所述通路选择电路连接；
[0013] 其中，所述无线充发射电路和无线充接收电路均与线圈的两端连接。
[0014] 优选的是，所述通路选择电路包括第一
开关电路、第二开关电路和下拉泄放开关电路，所述第一开关电路、所述第二开关电路的两端均与所述电池充放电管理系统连接，所述第一开关电路的第三端与所述无线充发射电路连接，所述第二开关电路的第三端与所述无线充接收电路连接，所述下拉泄放开关电路的一端与所述电池充放电管理系统连接，所述下拉泄放电路的另一端与分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接。
[0015] 优选的是，所述第一开关电路包括连接的两个P型的MOS管，所述第二开关电路包括连接的两个P型的MOS管，所述下拉泄放电路包括一个P型的MOS管。
[0016] 优选的是，所述无线充发射电路包括H桥电路和滤波电路，所述H桥电路的两个桥臂的中间
连接线圈的两端，所述线圈的一端作为输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述电池充放电管理系统连接，所述H桥电路的输出端与所述电池充放电管理系统连接，所述H桥电路的输入端与所述通路选择电路连接。
[0017] 优选的是，所述滤波电路包括低通滤波电路和高通滤波电路，所述低通滤波电路的输入端与所述H桥电路的输出端连接，所述低通滤波电路的输出端与所述高通滤波电路的输入端连接，所述高通滤波电路的输出端与所述电池充放电管理系统连接。
[0018] 优选的是，所述无线充接收电路包括幅度调制电路和所述全桥整流电路，所述线圈的两端与所述无线充接收电路的两端连接，所述幅度调制电路的一端与所述电池充放电管理系统连接，所述幅度调制电路的另一端与所述全桥整流电路的一端连接，所述全桥整流电路的另一端与所述通路选择电路连接；
[0019] 其中，所述幅度调制电路用于接收所述电池充放电管理系统输出的幅度调制
信号。
[0020] 一种集成无线充发射和接收的移动充电宝的控制方法，包括：
[0021] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，通过通路选择电路关闭当前的无线充发射电路或者无线充接收电路，切换到对应的无线充接收电路或者无线充发射电路；
[0022] 其中，所述电池充放电管理系统、所述通路选择电路、所述无线充发射电路和所述无线充接收电路为
权利要求1至6中任意一项所述的集成无线充发射和接收的移动充电宝的电路。
[0023] 优选的是，所述电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，通过通路选择电路关闭当前的无线充发射电路或者无线充接收电路，切换到对应的无线充接收电路或者无线充发射电路，包括：
[0024] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，如果当前为无线充发射模式，则通路选择电路关闭所述无线充发射电路，再打开下拉泄放电路，延时200ms后，关闭所述下拉泄放电路，切换到无线充接收电路；
[0025] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，如果当前为无线充接收模式，则通路选择电路关闭所述无线充接收电路，再打开下拉泄放电路，延时200ms后，关闭所述下拉泄放电路，切换到无线充发射电路。
[0026] 优选的是，所述电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，还包括：
[0027] 首先判断电池充放电管理系统的充电状态，是，则执行步骤A，否，则执行步骤B；
[0028] 步骤A：判断电池充放电管理系统的输入口是否有
电压，是，则当系统处于无线充接收模式时，退出无线充接收模式，否则，进行正常的模式切换；
[0029] 步骤B：判断当前模式是否处于无线充接收模式，是，关闭无线充接收电路，否，对无线充接收模式进行初始化，再返回步骤A。
[0030] 优选的是，所述无线充接收模式设定目标电压5V和9V，目标
电流200mA；
[0031] 其中，当目标电压为5V时，最大接收功率为6W，当目标电压为9V时，最大接收功率为11W，当接收功率小于6W时，则增加充电电流75mA，当接收功率大于11W时，则将充电电流减小100mA。
[0032] 本发明至少包括以下有益效果：
[0033] 1、本发明提供的集成无线充发射和接收的移动充电宝电路，其只有一个线圈，不需要专
门的频移键控解码电路也可以实现无线接收快充效果。
[0034] 2、本发明提供的集成无线充发射和接收的移动充电宝电路，其易于集成，具有简单和成本低的优点，增加了无线移动充电宝使用的便捷性和实用性。
[0035] 3、本发明提供的集成无线充发射和接收的移动充电宝的控制方法，其使得当通过有线和无线的方式同时给充电宝充电时，优先使用有线充电的方式，保证快速充电。
[0036] 4、本发明提供的集成无线充发射和接收的移动充电宝的控制方法，其能够实现系统无线充发射模式和无线充接收模式的安全切换。
附图说明
[0037] 图1是本发明所述的集成无线充发射和接收的移动充电宝的结构示意图；
[0038] 图2是本发明所述的H桥电路的原理图；
[0039] 图3是本发明所述的滤波电路的原理图；
[0040] 图4是本发明所述的无线充接收电路的原理图；
[0041] 图5是本发明所述的第一开关电路的原理图；
[0042] 图6是本发明所述的第二开关电路的原理图；
[0043] 图7是本发明所述下拉泄放电路的原理图；
[0045] 图9是本发明所述无线充接收模式的
能量传输流程图；
[0046] 其中，PWM1～PWM4为H桥的四路驱动信号，COIL_V为线圈电压
输出信号，V_DECODE为COIL_V信号经过半波整流和高低通滤波后的信号，I_DECODE为H桥电流信号，VSYS为电池充放电管理系统的升压输出信号，VBRIDGE为H桥电源信号，VIN为电池充放电管理系统的充电
输入信号，CTL1为控制VSYS到VBRIDGE的开关信号，CTL2为控制VIN到VBRIDGE的开关信号，CTL3为VBRIDGE的下拉泄放信号，SW1～SW2为线圈的两端。
具体实施方式
[0047] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照
说明书文字能够据以实施。
[0048] 在本说明书中，当一个元件被提及为“连接至或耦接至”另一个元件或“设置在另一个元件中”时，其可以“直接”连接至或耦接至另一元件或“直接”设置在另一元件中。或以其他元件介于其间的方式连接至或耦接至另一元件或设置在另一元件中，除非其被体积为“直接耦接至或连接至”另一元件或“直接设置”在另一元件中。此外，应理解，当一个元件被提及为“在另一元件上”、“在另一元件上方”、“在另一元件下”或“在另一元件下方”时，其可与另一元件“直接”
接触或以其间介入有其他元件的方式与另一元件接触，除非其被提及为与另一元件直接接触。
[0049] 本发明提供了集成无线充发射和接收的移动充电宝电路，如图1所示，包括：
[0050] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了集成无线充发射和接收的移动充电宝电路，如图1所示，包括：
[0051] 电池充放电管理系统，其与电池连接，充电时，负责将适配器输出的
电能通过存储到电池里，放电时，负责将电池里的电能通过升压转化为充电设备需要的电压和电流；
[0052] 通路选择电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接；由电池充放电管理系统输出的信号控制选择无线充发射电路还是选择无线充接收电路，同时控制接通或者关闭下拉泄放电路；
[0053] 无线充发射电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接，所述无线充发射电路的另一端与所述通路选择电路连接。
[0054] 无线充接收电路，其一端与所述电池充放电管理系统连接，所述无线充接收电路的另一端与所述通路选择电路连接；
[0055] 其中，所述无线充发射电路和无线充接收电路均与线圈的两端连接。
[0056] 本发明适应当今无线充电技术发展的潮流，整个系统只有一个线圈，不需要专门的频移键控(FSK)解码电路也可以实现无线接收快充效果，具有易于集成，实现简单和成本低等优点，增加了无线移动充电宝使用的便捷性和实用性。
[0057] 在上述情况的
基础上，具体的，如图5、如图6级图7所示，所述通路选择电路包括第一开关电路、第二开关电路和下拉泄放开关电路，所述第一开关电路、所述第二开关电路的两端均与所述电池充放电管理系统连接，所述第一开关电路的第三端与所述无线充发射电路连接，所述第二开关电路的第三端与所述无线充接收电路连接，所述下拉泄放开关电路的一端与所述电池充放电管理系统连接，所述下拉泄放电路的另一端与分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接。
[0058] 具体的，如图5所示，所述第一开关电路由两个P型MOS管组成的VSYS到VBRIDGE的开关电路，如图6所示，所述第二开关电路由两个P型MOS管组成的VIN到VBRIDGE的开关电路，如图7所示，所述下拉泄放电路包括一个P型的MOS管。
[0059] 其中VSYS、CTL1、CTL2和CTL3信号来自电池充放电管理系统。VIN信号输入到电池充放电管理系统的输入口。
[0060] 在上述情况的基础上，具体的，如图2和图3所示，所述无线充发射电路包括线圈、电容、H桥电路和滤波电路，所述H桥电路的输出端与所述电池充放电管理系统连接，所述H桥电路的输入端与所述通路选择电路连接，所述H桥电路的两个桥臂的中间连接线圈的两端，所述线圈的一端直接连接在一个桥臂的中间，所述线圈的另一端连接一个电容再与另一个桥臂的中间连接，如图2所示，H桥电路中的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4信号由电池充放电管理系统输出，来驱动H桥上的四个MOS管，所述线圈
输出电压COIL_V信号，COIL_V信号经过半波整流后，再经过所述滤波电路的输入端，具体的，如图3所示，所述滤波电路包括低通滤波电路和高通滤波电路，所述低通滤波电路的输入端与所述H桥电路的输出端连接，所述低通滤波电路的输出端与所述高通滤波电路的输入端连接，所述高通滤波电路的输出端与所述电池充放电管理系统连接，即COIL_V信号经由半波整流后，再经过低通滤波和高通滤波得到V_DECODE信号送入电池充放电管理系统进行解码，解码后得到无线充接收设备发送过来的数据包，I_DECODE信号直接送入电池充放电管理系统进行解码，解码后得到无线充接收设备发送过来的数据包。得到数据包后根据QI协议来进行相应的操作。
[0061] 在上述情况的基础上，具体的，如图4所示，所述无线充接收电路包括幅度调制电路和所述全桥整流电路，所述线圈的两端与所述无线充接收电路的两端连接，所述幅度调制电路的一端与所述电池充放电管理系统连接，所述幅度调制电路的另一端与所述全桥整流电路的一端连接，所述全桥整流电路的另一端与所述通路选择电路连接；所述全桥整流电路包括四个连接的
二极管D。
[0062] 其中，所述幅度调制电路用于接收所述电池充放电管理系统输出的幅度调制信号，即幅度调制信号ASK来自电池充放电管理系统。
[0063] 其中，所述幅度调制电路是通过在电路中接入、断开电容通路从而改变信号的幅度，所述全桥整流电路，负责将交流信号整成直流信号，然后送入电池充放电管理系统的输入口。
[0064] 本发明还提供了一种集成无线充发射和接收的移动充电宝的控制方法，包括：
[0065] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，通过通路选择电路关闭当前的无线充发射电路或者无线充接收电路，切换到对应的无线充接收电路或者无线充发射电路；
[0066] 其中，所述电池充放电管理系统、所述通路选择电路、所述无线充发射电路和所述无线充接收电路为权利要求1至6中任意一项所述的集成无线充发射和接收的移动充电宝的电路。
[0067] 其中，在所述电池充放电管理系统中包括无线充发射状态机和无线充接收状态机，无线充发射状态机负责实现Qi协议里的无线充电发射协议，无线充接收状态机负责实现Qi协议里的无线充电接收协议，无线充发射状态机通过通路选择电路来控制无线充发射电路，无线充接收状态机通过通路选择电路来控制无线充接收电路。
[0068] 在上述情况的基础上，所述电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，通过通路选择电路关闭当前的无线充发射电路或者无线充接收电路，切换到对应的无线充接收电路或者无线充发射电路，具体包括：
[0069] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，如果当前为无线充发射模式，则通路选择电路关闭所述无线充发射电路，再打开下拉泄放电路，延时200ms后，关闭所述下拉泄放电路，切换到无线充接收电路；
[0070] 电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，如果当前为无线充接收模式，则通路选择电路关闭所述无线充接收电路，再打开下拉泄放电路，延时200ms后，关闭所述下拉泄放电路，切换到无线充发射电路。下拉泄放电路为移动充电宝电路中的下拉泄放电路结构，如图7所示。
[0071] 在系统检测到按键切换命令前，系统开机时，先初始化系统，包括注册长按键中断，初始化模数转化器(ADC)和系统
定时器等，接着初始化无线充发射状态机，此时无线充处于发射模式，并设置无线充发射模式标志为二进位计数制中的1。最后进入程序循环。在循环里，根据无线充发射模式标志是否为1，判断如果当前为无线充发射模式，则运行无线充发射状态机，并设置无线充发射模式标志为1，如果为无线充接收模式，则运行无线充接收状态机，并设置无线充发射模式标志为0。
[0072] 接着再检测到长按键标志，即按键切换命令。
[0073] 在上述情况的基础上，具体的，如图5所示，所述电池充放电管理系统接收到按键切换命令时，还包括：
[0074] 首先判断电池充放电管理系统的充电状态，是，则执行步骤A，否，则执行步骤B；
[0075] 步骤A：判断电池充放电管理系统的输入口是否有电压，有，则当系统处于无线充接收模式时，退出无线充接收模式，即通过有线和无线的方式同时给电池充电时，优先使用有线充电的方式，否则，进行正常的模式切换，举个例子，当从无线发射模式切换到无线充接收模式时，先关闭VSYS到VBRIDGE的通路，然后开启下拉泄放通路，延时200ms后再关闭下拉泄放通路，最后再打开VBRIDGE到VIN的通路。
[0076] 步骤B：判断当前模式是否处于无线充接收模式，是，关闭无线充接收电路，退出无线充接收模式，否则对无线充接收模式进行初始化，再返回步骤A。
[0077] 参照图5所示，为系统程序总的流程，系统开机时，系统开机时，先初始化系统，包括注册长按键中断，初始化
模数转换器(ADC)和系统定时器等，接着初始化无线充发射状态机，最后进入程序循环。在循环里，判断如果当前为无线充发射模式，则运行无线充发射状态机，如果为无线充接收模式，则运行无线充接收状态机。接着如果检测到长按键标志，则首先判断系统是否处于充电状态，如果是，则进入下一步，如果否，则判断系统是否处于无线充接收模式，如果是，则退出无线充接收模式，否则初始化无线充接收模式。接下来判断输入口是否有电压，如果有，则进一步判断当前是否处于无线充接收模式，如果是则退出无线充接收模式。即通过有线和无线的方式同时给电池充电时，优先使用有线充电的方式。
[0078] 进一步地，从无线充发射模式切换到无线充接收模式时，先关闭VSYS到VBRIDGE的通路，然后开启下拉泄放通路，延时200ms后再关闭下拉泄放通路，最后再打开VBRIDGE到VIN的通路。
[0079] 在上述情况的基础上，具体的，当系统处于无线充接收模式时，所述无线充接收模式设定目标电压5V和9V，目标电流200mA；其中，当目标电压为5V时，最大接收功率为6W，当目标电压为9V时，最大接收功率为11W，当接收功率小于6W时，则增加充电电流75mA，当接收功率大于11W时，则将充电电流减小100mA。
[0080] 在无线充接收模
块刚开始工作时，将目标电压设为5V。在能量传输阶段，当检测到整流电路输出的电压大于4.9V并且小于5.1V时则认为到达目标电压，此时向无线充发射设备连续发送四个头部为0x28，消息内容为0x062c的数据包，在发送完该数据包后不断检测整流的输出电压，如果大于7V，则认为无线充发射设备支持快充，则将目标电压设为9V，否则认为无线充发射设备不支持快充，保持目标电压为5V不变。当无线充接收模块工作在能量传输阶段时，为了防止
抽取的电流过大而拉挂无线充发射设备，在目标电压为5V时，限制最大接收功率为6W，在目标电压为9V时，限制最大接收功率为11W。
[0081] 具体的，如图6所示的无线充接收模式时，无线充接收状态机中的能量传输状态，在能量传输开始时，先设定目标电压为5V和设置充电电流为200mA，接着判断200毫秒定时时间是否达到，如果是，则进入下一步，如果否则判断输入口是否有电压，如果输入口没有电压，则退出能量传输状态。当定时器200ms定时时间到达后，首先判断整流后的电压是否大于4.9V并且小于5.1V，如果是，则判断快充
申请包是否发送完毕，如果是则根据目标电压与当前整流电压的差值发送error包，如果否，则发送快充申请包。接着判断整流电压是否大于7V，如果是，则设置目标电压为9V，否则判断整流电压是否在目标电压范围内，如果是，则判断当前接收功率是否小于目标功率，如果是，则增加充电电流75mA。最后判断当前接收功率是否超出最大功率，当目标电压为5V时，最大接收功率为6W，当目标电压为9V时，最大接收功率为11W，如果超出最大接收功率，则将充电电流减小100mA。
[0082] 本发明提供的一种集成无线充发射和接收的移动充电宝电路及其控制方法，其适应当今无线充电技术发展的潮流，整个系统只有一个线圈，不需要专门的频移键控(FSK)解码电路也可以实现无线接收快充效果，具有易于集成，实现简单和成本低等优点，增加了无线移动充电宝使用的便捷性和实用性。
[0083] 显而易见的是，本领域的技术人员可以从根据本发明的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。
[0084] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的
修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
