[發明專利]便攜式電子設備無線充電系統及負載檢測方法

有效

• 申請號: 201310437813.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103475076A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 田勇;夏必忠;王明旺;孫威;徐智慧;賴勇智
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院;欣旺達電子股份有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;G01R31/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉海軍;楊建新

1.一種便攜式電子設備無線充電系統，其特征是：所述的無線充電系統包括電源輸入電路、電源轉換電路、能量發射線圈、控制電路和檢測電路，外接電源輸入電源輸入電路，經電源輸入電路輸入給電源轉換電路，由電源轉換電路進行電源轉換后經能量發射線圈發出給電子設備充電，控制電路控制電源轉換電路工作，所述的檢測電路包括電流傳感器、壓力傳感器和比較器，壓力傳感器用于檢測無線充電系統的無線充電板上有無物體壓上去，并將信號發送給比較器，通過比較器與基準電壓比較后輸出信號給中央控制單元，電流傳感器連接在電源轉換電路和能量發射線圈之間的線路上，電流傳感器檢測流過發射線圈的電流值，并將信號傳輸給控制電路。

2.根據權利要求1所述的便攜式電子設備無線充電系統，其特征是：所述的電源轉換電路包括功率調節電路、高頻逆變電路和諧振補償電路，電源輸入電路將電源輸出給功率調節電路，經功率調節電路進行功率調節后，再輸出給高頻逆變電路進行電壓變換后輸出給諧振補償電路進行諧振補償，然后輸出給能量發射線圈。

3.根據權利要求2所述的便攜式電子設備無線充電系統，其特征是：所述的控制電路部分包括中央控制單元和驅動電路，中央控制單元通過驅動電路輸出控制信號給功率調節電路和高頻逆變電路，控制功率調節電路和高頻逆變電路工作。

4.根據權利要求1或2或3所述的便攜式電子設備無線充電系統，其特征是：所述的電源輸入電路采用整流濾波電路。

5.一種采用如權利要求1至4中任意一項所述的便攜式電子設備無線充電系統的負載檢測方法，其特征是：所述的方法包括下述步驟：

（1）、當充電板的充電區域沒有任何物體時，壓力傳感器的輸出信號低于比較器的參考信號值，使比較器輸出高電平；反之，當檢測到有無線充電便攜式電子設備或其他物體進入充電區域時，壓力傳感器的輸出信號將高于比較器的參考信號值，比較器的輸出由高電平變為低電平；

（2）、當比較器的輸出由高電平變為低電平時，中央控制單元對負載的真偽進行二次判別，當進入充電區域的是非無線充電便攜式電子設備時，由于負載不存在接收線圈，無線充電板和負載不存在耦合關系，因此，副邊反射到原邊的阻抗為零，功率調節電路只需要很小的能量占空比D_slp即可使發射線圈中的電流保持在穩定值I_slp；當進入的是無線充電便攜式電子設備時，由于負載接收線圈的存在，負載反射到原邊的阻抗將由零變為ω²M²/Z_s，其中，ω為系統的工作角頻率，M為原邊和副邊之間的互感，Z_s為副邊總阻抗，如果功率調節電路的能量占空比仍然保持為閾值D_slp，則發射線圈中的電流I必將小于I_slp，系統根據本條件即可判定負載的真偽；當檢測到有無線充電便攜式設備進入充電區域時，系統將進入正常工作模式，自動調節功率調節電路的能量占空比D，使發射線圈中的電流保持穩定值I_con；當真負載一直存在時，功率調節電路的能量占空比將始終大于閾值D_{con_min}，如果系統檢測到功率調節電路的能量占空比D小于閾值D_{con_min}，則說明真負載已被移出，系統將從新進入低功耗待機模式。

6.根據權利要求5所述的負載檢測方法，其特征是：所述的功率調節電路采用Buck拓撲結構。

7.根據權利要求5所述的負載檢測方法，其特征是：所述的諧振補償電路采用串聯-串聯補償方式的電路。