[發明專利]一種無線充電發射模塊、系統以及低頻信號傳輸方法

有效

• 申請號: 202010976577.1
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111835093B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 戴義紅
• 申請（專利權）人: 成都市易沖半導體有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J7/00;H02M1/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發明公開了一種無線充電發射模塊、系統以及低頻信號傳輸方法，所述低頻信號傳輸方法包括：S1，使用高頻的全橋PWM控制器來產生低頻的線圈電流信號；S2，設置電流閾值，當線圈電流超過電流閾值時，使全橋PWM控制器進行反向控制。本發明能夠對線圈電流實現靈活的控制，還不限制無線充電發射模塊中控制電路和電容的應用范圍，從而實現所要求的低頻信號傳輸。

技術領域

本發明涉及無線充電發射模塊技術領域，尤其是一種無線充電發射模塊、系統以及低頻信號傳輸方法。

背景技術

在無線充電系統中，無線充電發射模塊(TX)通過全橋控制產生一個100kHz～200kHz的線圈電流信號。這個線圈電流信號通過線圈耦合給無線充電接收模塊(RX)，從而實現無線充電發射模塊(TX)到無線充電接收模塊(RX)能量傳輸及信號傳輸的目的。在一些如圖1所示的應用中，通過開關S0的控制，來實現如圖2所示的低頻（500Hz～10kHz）的線圈電流信號，這個線圈電流信號的大小必須能夠靈活控制，以適應不同的無線充電發射模塊(TX)和無線充電接收模塊(RX)。

圖1中，無線充電發射模塊(TX)由全橋PWM（pluse width modulation）控制器（pwmcontrol）、驅動控制模塊（drv control）、4個跟隨驅動器（U_H1、U_L1、U_H2和U_L2，其電源為VDD）、功率全橋（FET_H1、FET_L1、FET_H2和FET_L2）、線圈L0、諧振電容C0、開關S0、以及BST電容C1和C2構成。其控制邏輯為：

輸入信號drv0和drv1通過不同的PWM控制模塊（pwm control）產生互補的pwm1和pmw2，由它們通過驅動控制模塊（drv control）輸出PWM_H1、PWM_H2、PWM_L1、PWM_L2，分別驅動不同的跟隨驅動器來控制功率全橋。

當pwm1高時，驅動控制模塊（drv control）產生PWM_H1=H（邏輯高），這時管子FET_H1打開（turn on）；同時PWM_L1=L（邏輯低），管子FET_L1關斷（turn off），這樣AC1=PVDD高電壓；在pwm1高時，驅動控制模塊（drv control）產生PWM_L2=H（邏輯高），這時管子FET_L2打開（turn on），同時PWM_H2=L（邏輯低），管子FET_H2關斷（turn off），這樣AC2=PGND低電壓。在AC1高電壓和AC2低電壓時，線圈L0電流I_L0增加，最終表現為正電流（正電流方向為從AC1流到AC2，以下同）。

同理，當pwm1低時，同樣的控制邏輯產生AC1為低電壓和AC2高電壓，線圈L0電流I_L0減小，最終表現為負電流。

傳統的控制方式都是如圖3所示的簡單PWM來實現如圖2所示的線圈電流信號波形（在傳輸低頻信號時S0打開）。然而，在該無線充電系統中，pwm1的頻率為500Hz～10kHz，因為功率全橋開的時間很長，流過線圈L0的電流僅由線圈L0及開關S0的直流電阻決定，無法對線圈電流實現靈活的控制。還有一個問題是因為功率全橋中FET_H1和FET_H2開的時間很長（500Hz到10kHz對應1mS到50uS），所以BST電容C1和C2需要支持相應的時間，限制了控制電路（全橋PWM控制器、全橋驅動控制器、4個跟隨驅動器）和電容C1、C2的應用范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種無線充電發射模塊、系統以及低頻信號傳輸方法。

本發明采用的一種無線充電發射模塊的低頻信號傳輸方法，包括：

S1，使用高頻的全橋PWM控制器來產生低頻的線圈電流信號；

S2，設置電流閾值，當線圈電流超過電流閾值時，使全橋PWM控制器進行反向控制。

進一步的，步驟S1中，所述高頻的全橋PWM控制器通過以下方法來產生低頻的線圈電流信號：