CN111817416A - 无线充电***开机控制方法、装置及无线充电*** - Google Patents

无线充电***开机控制方法、装置及无线充电*** Download PDF

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CN111817416A
CN111817416A CN202010927219.1A CN202010927219A CN111817416A CN 111817416 A CN111817416 A CN 111817416A CN 202010927219 A CN202010927219 A CN 202010927219A CN 111817416 A CN111817416 A CN 111817416A
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buck
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林钊
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Abstract

本发明适用于无线充电技术领域,提供了一种无线充电***开机控制方法、装置及无线充电***,该方法包括获取接收端中buck模块输出端电压;判断输出端电压是否大于预设阈值;当判断输出端电压大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;当判断输出端电压不大于预设阈值时,则检测判断buck模块是否发生故障;若是,则控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;若否,则控制buck模块进行正常工作。本发明解决了现有防止接收端输出电容能量倒灌而采用放电电路所导致的***功率密度和效率下降的问题。

Description

无线充电***开机控制方法、装置及无线充电***
技术领域
本发明属于无线充电技术领域,尤其涉及一种无线充电***开机控制方法、装置及无线充电***。
背景技术
随着科学技术的发展以及消费水平的提高,由于无线充电产品具有非接触、无电线连接、操作方便等特性,备受各厂商关注,其各种各样的无线充电产品也相继问世,其带无线充电功能的电子产品也受到越来越多的消费者使用。
传统无线充电***中分为发射端和接收端。其中接收端往往会加一个buck模块,通过检测自身的输出电压/电流和闭环调节使充电电压/电流趋于稳定,并且实现有效及时的保护。在负载为电池时,为了防止在***开机之前发生电池电压倒灌,在电池的前面会加入防倒灌电路。在开机之后,buck模块的输出电压建立之后,输出电容也会储存能量。在关机之后,输出电容储存的能量可能没那么快消耗干净,如果此时***很快重启的话,输出电容的电压一样会发生倒灌。为了提升效率,buck模块的二极管往往用同步MOS管S2代替,与原来的主MOS管S1的驱动互补。当输出电容仍然储存着不少能量的时候,主MOS管S1和同步MOS管S2在输出电容能量反向流动时就会形成boost电路,导致buck模块的输入电压迅速上升,损坏MOS管、输入电容以及整流模块。所以会在输出电容前面增加放电电路,如图7和图8所示。图7的放电电路为固定电阻R1。图8的放电电路为限流电阻R1和场效应管S3。在***开机之前,放电电路会把输出电容C1的能量泄放干净。其他复杂的放电电路这里不做阐述。
现有技术方案的缺陷:(1)虽然图7和图8的两种放电电路都能够在***开机之前对输出电容的能量进行泄放,从而防止输出能量的倒灌,但是需要设置额外的电路结构,所以不利于***达到高功率密度和高效率的目标,同时也增加了电路设计成本。(2)在通过设置固定电阻的放电电路中,固定电阻R1将产生一定的功率损耗,从而降低***的工作效率;(3)在通过设置限流电阻和场效应管的放电电路中,虽然不影响开关电源的工作效率,但是放电电路的元器件会增加PCB板的占板面积,降低***的功率密度。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种无线充电***开机控制方法,旨在解决现有防止接收端输出电容能量倒灌而采用放电电路所导致的***功率密度和效率下降的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种无线充电***开机控制方法,所述方法包括:
获取接收端中buck模块输出端电压;
判断输出端电压是否大于预设阈值,所述预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定;
当判断输出端电压大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;
当判断输出端电压不大于预设阈值时,则检测判断buck模块是否发生故障;
若是,则控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;
若否,则控制buck模块进行正常工作。
更进一步地,所述buck模块包括主MOS管和同步MOS管;
所述控制buck模块对输出端进行电压泄放的步骤包括:
分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放。
更进一步地,所述控制buck模块关闭重启的步骤包括:
分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管。
更进一步地,所述控制buck模块进行正常工作的步骤包括:
分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管。
更进一步地,所述检测判断buck模块是否发生故障的步骤包括:
检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障。
本发明另一实施例的目的还在于提供一种无线充电***开机控制装置,所述装置包括:
电压获取模块,用于获取接收端中buck模块输出端电压;
电压判断模块,用于判断输出端电压是否大于预设阈值,所述预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定;
电压泄放模块,用于当所述电压判断模块判断出输出端电压大于预设阈值时,控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;
故障检测模块,用于当所述电压判断模块判断出输出端电压不大于预设阈值时,检测判断buck模块是否发生故障;
关闭重启模块,用于当所述故障检测模块检测出buck模块发生故障时,控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;
工作控制模块,用于当所述故障检测模块检测出buck模块未发生故障时,控制buck模块进行正常工作。
进一步地,所述buck模块包括主MOS管和同步MOS管;
所述电压泄放模块用于分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放。
进一步地,所述关闭重启模块用于分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管。
进一步地,所述工作控制模块用于分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管。
进一步地,所述故障检测模块包括:
检测单元,用于检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
判断单元,用于根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障。
本发明另一实施例的目的还在于提供一种无线充电***,所述***包括发射端及接收端;
所述接收端包括:
buck模块;及
与所述buck模块连接的执行如上述所述无线充电***开机控制方法的第二控制模块。
本发明实施例提供的无线充电***开机控制方法,由于开机时先获取buck模块输出端电压,当确定大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至不大于预设阈值,同时进一步的检测判断buck模块是否发生故障,当确定发生故障时,则控制buck模块进行关闭重启,以使恢复正常状态,并直至检测到输出端电压不大于预设阈值且buck模块未发生故障时,则控制buck模块进行正常工作,此时由于buck模块的输出端电压不大于预设阈值,因此不会产生电压倒灌的现象,此时本实施例所提出的方法中未采用现有的放电电路,使得在不影响***功率密度和效率的同时,不借助硬件放电电路,就能有效防止接收端输出电容能量倒灌损坏电路的问题,解决了现有防止接收端输出电容能量倒灌而采用放电电路所导致的***功率密度和效率下降的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线充电***开机控制方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的无线充电***开机控制方法的又一流程图;
图3是本发明实施例提供的无线充电***开机控制装置的模块示意图;
图4是本发明实施例提供的无线充电***开机控制装置的又一模块示意图;
图5是本发明实施例提供的无线充电***的模块示意图;
图6是本发明实施例提供的无线充电***中与buck模块连接的结构示意图;
图7是现有技术中无线充电***中采用放电电路的结构示意图;
图8是现有技术中无线充电***中采用放电电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明由于开机时先获取buck模块输出端电压,当大于预设阈值时,控制buck模块对输出端进行电压泄放,使得即使输出电容在开机之前储存着不少的能量,也能够在正常工作之前将输出电容的能量泄放掉,从而使输出能量的倒灌大幅度减小。在不影响***功率密度和效率,不借助硬件放电电路的同时,有效防止输出电容能量倒灌损坏电路的问题。
实施例一
请参阅图1,是本发明第一实施例提供的无线充电***开机控制方法的流程示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该无线充电***开机控制方法适用于无线充电***,具体本实施例中,参照图5所示,其无线充电***包括:
发射端20,包括依次连接的第一整流模块21、高频逆变模块22、第一控制模块23和第一无线通信模块24,及还与高频逆变模块22连接的发射线圈25;
以及接收端30,包括依次连接的接收线圈31、第二整流模块32、buck模块33、第二控制模块34、及第二无线通信模块35。
其中,第一整流模块21输入端与输入电源连接,buck模块33输出端与外接负载连接,第一无线通信模块24与第二无线通信模块35之间进行无线通信,发射线圈25与接收线圈31通过磁场耦合。
其中,第二控制模块34分别与buck模块33及第二无线通信模块35连接,用于获取第二无线通信模块35所接收的数据、控制第二无线通信模块35发送数据、及根据所获取的buck模块33采集的数据相应的控制buck模块33的工作状态等。
进一步的,在本实施例中,其外接负载具体为电池时,其为了防止在无线充电***在开机之前发生电池电压倒灌,因此在该电池的前面会加入防倒灌电路,此时buck模块33的输出端连接防倒灌电路,其防倒灌电路与电池连接,然而由于在开机之后,buck模块33的输出电压建立之后,输出电容会储存能量,在关机之后,输出电容储存的能量可能没那么快消耗干净,如果此时无线充电***很快重启的话,输出电容的电压一样会发生倒灌,本实施例所提出的无线充电***开机控制方法用于防止接收端中输出电容能量倒灌回无线充电***所造成的损坏问题。
具体的,在本发明实施例中,其无线充电***开机控制方法包括:
步骤S10,获取接收端中buck模块输出端电压;
其中,在本发明的一个实施例中,该无线充电***开机控制方法应用于上述所提供的无线充电***中的第二控制模块,其中,该第二控制模块与buck模块连接,并在无线充电***开机时对buck模块进行开机控制,具体的,本实施例中,其buck模块输出端设有一输出电压采样电路,其用于采集buck模块输出端电压,并将所采集到的buck模块输出端电压输出到与buck模块连接的第二控制模块中,此时在该无线充电***进行开机后,该控制模块即可通过输出电压采样电路实时获取到接收端中buck模块的输出端电压。
步骤S20,判断输出端电压是否大于预设阈值;
其中,在本发明的一个实施例中,第二控制模块获取到开机时buck模块的输出端电压后,其将所获取的buck模块的输出端电压与预设阈值进行比较,判断buck模块输出端是否大于预设阈值,其中,该预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定,当其无线充电***中所设置的输出电压等级高的时候,其相应的预设阈值可以适当提高;相应的,其无线充电***中所设置的输出电压等级低的时候,其相应的预设阈值可以适当降低,其输出电压等级与预设阈值之间存在近似的正相关关系。
其中,当判断输出端电压大于预设阈值时,执行步骤S30;否则执行步骤S40。
步骤S30,控制buck模块对输出端进行电压泄放;
在本发明的一个实施例中,当第二控制模块判断输出端电压大于预设阈值时,其可以理解的,其无线充电***进行开机,当其buck模块输出端电压大于预设阈值时,直接由buck模块进行充电电压/电流输出,其可能存在电压倒灌回接收端的现象。此时为避免电压倒灌,因此在本实施例中,其第二控制模块控制buck模块对其输出端进行电压泄放,具体的,其第二控制模块可通过控制buck模块中的场效应管的导通截止以实现控制电压的泄放。
此时,第二控制模块在控制buck模块对输出端进行电压泄放后,其还实时的通过输出电压采样电路获取接收端中buck模块输出端电压,也即其第二控制模块执行步骤S30后,跳转至步骤S10,此时重复的,当其第二控制模块获取到进行电压泄放后的buck模块输出端电压,并判断其依旧大于该预设阈值时,其相应的控制buck模块继续对输出端进行电压泄放,依此上述重复轮询,第二控制模块直至获取控制buck模块对输出端进行电压泄放后的buck模块输出端电压不大于预设阈值,也即第二控制模块控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值时,控制执行步骤S40。
步骤S40,检测判断buck模块是否发生故障;
其中,本发明的一个实施例中,当第二控制模块判断输出端电压不大于预设阈值时,此时可确定相应大致判断其不会发生电压倒灌现象,此时可以没必要控制buck模块对输出端进行电压泄放,然而,其还可能存在buck模块发生故障所导致的所获取的buck模块输出端电压不大于预设阈值,因此,此时第二控制模块检测判断buck模块是否发生故障,当其检测判断buck模块发生故障时,则执行步骤S50;否则执行步骤S60。
步骤S50,控制buck模块关闭重启,并计时预设时间;
其中,在本发明的一个实施例中,当第二控制模块检测判断出buck模块发生故障时,确定所开机时检测的buck模块输出端电压存在问题,因此此时第二控制模块控制buck模块关闭重启,并计时预设时间,其中第二控制模块控制buck模块进行关闭重启既用于防止器件遭到损坏,又用于消除buck模块的故障。此时第二控制模块在计时预设时间后,跳转至步骤S10,也即进行新一轮的开机流程。
当新一轮的开机流程执行至步骤S40,且第二控制模块检测判断出buck模块未发生故障,也即第二控制模块控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障时,执行步骤S60。
但在关闭重启后的新一轮流程参照上述所述依次重复轮询执行后,还检测到buck模块发生故障时,进一步的第二控制模块控制buck模块继续关闭重启进行新一轮的开机流程,此时当第二控制模块所检测到buck模块持续发生故障的次数大于预设次数时,则第二控制模块控制buck模块关闭,且发出警报提示信息,以提示用户无线充电***发生故障,无法进行充电。
步骤S60,控制buck模块进行正常工作;
其中,在本发明的一个实施例中,当第二控制模块检测判断出buck模块未发生故障时,确定所开机时检测的buck模块输出端电压不存在问题,此时可确定其buck模块输出端电压小于预设阈值,其不存在输出端电压倒灌的可能,因此第二控制模块控制buck模块进行正常工作,也即控制buck模块输出充电电压/电流。
本实施例提供的无线充电***开机控制方法,由于开机时先获取buck模块输出端电压,当确定大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至不大于预设阈值,同时进一步的检测判断buck模块是否发生故障,当确定发生故障时,则控制buck模块进行关闭重启,以使恢复正常状态,并直至检测到输出端电压不大于预设阈值且buck模块未发生故障时,则控制buck模块进行正常工作,此时由于buck模块的输出端电压不大于预设阈值,因此不会产生电压倒灌的现象,此时本实施例所提出的方法中未采用现有的放电电路,使得在不影响***功率密度和效率的同时,不借助硬件放电电路,就能有效防止接收端输出电容能量倒灌损坏电路的问题,解决了现有防止接收端输出电容能量倒灌而采用放电电路所导致的***功率密度和效率下降的问题。
实施例二
请参阅图2,是本发明第二实施例提供的一种无线充电***开机控制方法的流程示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该无线充电***开机控制方法适用于无线充电***,相应部分可参照上述实施例一,具体本实施例中,该无线充电***开机控制方法包括:
步骤S11,获取接收端中buck模块输出端电压;
其中,本发明实施例中,上述获取接收端中buck模块输出端电压的具体步骤参照上述实施例一所述。
步骤S21,判断输出端电压是否大于预设阈值;
其中,当判断输出端电压大于预设阈值时,执行步骤S31;否则执行步骤S41。
步骤S31,控制buck模块对输出端进行电压泄放;
其中,在本发明的一个实施例中,该buck模块包括主MOS管S1和同步MOS管S2,参照图6所示,其主MOS管S1和同步MOS管S2的受控端(栅极)均与第二控制模块34连接,此时主MOS管S1和同步MOS管S2受控于第二控制模块34。其中,需要指出的是,无线充电***刚进行开机且第二控制模块开始通过输出电压采样电路获取buck模块输出端电压时,其buck模块中的主MOS管S1及同步MOS管S2均处于关闭状态。
当第二控制模块获取到buck模块输出端电压大于预设阈值时,其控制buck模块对输出端进行电压泄放的步骤主要为:
分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放;
其例如第二控制模块输出低电平信号至主MOS管S1,以使关闭主MOS管S1,同时输出高电平信号至同步MOS管S2,以使开关同步MOS管S2,此时同步MOS管S2导通后,其buck模块输出端电压通过该同步MOS管S2进行快速泄放,也即输出电容的能量通过同步MOS管S2进行泄放,输出电容电压会慢慢减小,其中,需要指出的是,其泄放速度与同步MOS管S2相关,其现有实测泄放时间通常维持在1s以内;同时该泄放时间与输出电压等级有关,其buck模块所输出的充电电压越高时,泄放时间越长,但以目前buck模块的应用场景,在最高的输出电压情况下的放电时间也不会超过3s,而buck模块输入电压升高过程由0升到稳定值所需时间要5s左右。
因此,本实施例所提出的无线充电***开机方法中,其即使开机时检测到buck模块输出端电压高于预设阈值需要电压泄放,其电压泄放所需的时间也小于buck模块输入电压升高所需的时间,因此电压泄放过程可在buck模块输入电压升高过程中完成,而不影响无线充电***开机时间。
进一步的,参照上述实施例一所述,其第二控制模块控制buck模块对输出端进行电压泄放后,其跳转至步骤S11,依此重复轮询,第二控制模块控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值时,控制执行步骤S41。
步骤S41,检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
其中,在本发明的一个实施例中,当第二控制模块判断输出端电压不大于预设阈值时,此时可确定相应大致判断其不会发生电压倒灌现象,此时检测buck模块的电压值,电流值及温度值,其具体为buck模块的输入电压值,输出电压值、输出电流值以及温度值。
步骤S51,根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障;
其中,在本发明的一个实施例中,其第二控制模块将所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值进行比较,并根据比较的结果判断buck模块是否发生故障。具体的,当其第二控制模块检测到输入电压值大于过压保护点、输入电压值小于欠压保护点、输出电压值大于过压保护点、输出电流值大于过流保护点、及温度值大于过温保护点中的任意一种或多种情况时,即确定buck模块发生故障。
其中,当第二控制模块检测判断buck模块发生故障时,则执行步骤S61;否则执行步骤S71。
步骤S61,控制buck模块关闭重启,并计时预设时间;
其中,在本发明的一个实施例中,当第二控制模块检测判断buck模块发生故障时,上述控制buck模块关闭重启,并计时预设时间的步骤包括:
分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管;
其例如第二控制模块输出低电平信号至主MOS管S1及同步MOS管S2,以使关闭主MOS管S1及同步MOS管S2,此时主MOS管S1及同步MOS管S2关闭后可使得防止器件被损坏以及故障会消失,从而buck模块进入重启流程。此时第二控制模块在计时预设时间后,跳转至步骤S11,也即进行新一轮的开机流程。
参照上述实施例一所述,当第二控制模块控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障时,执行步骤S71。
步骤S71,控制buck模块进行正常工作;
其中,在本发明的一个实施例中,当第二控制模块检测判断buck模块未发生故障时,上述控制buck模块进行正常工作的步骤包括:
分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管;
其例如第二控制模块交替输出高低电平信号至主MOS管S1及同步MOS管S2,且输出高电平信号至主MOS管S1时,则输出低电平信号至同步MOS管S2;输出低电平信号至主MOS管S1时,则输出高电平信号至同步MOS管S2,使得主MOS管S1及同步MOS管S2交替导通,此时第二控制模块控制buck模块将其输入端的能量传递到输出端,由输出端输出充电电压/电流,以对电池进行充电。
本实施例提供的无线充电***开机控制方法,即使输出电容在开机之前储存着不少的能量,也能够在正常工作之前通过同步MOS管S2将输出电容的能量泄放掉,从而使输出能量的倒灌大幅度减小。在不影响***功率密度和效率,不借助硬件放电电路的同时,有效防止输出电容能量倒灌损坏电路的问题。
实施例三
请参阅图3,是本发明第三实施例提供的一种无线充电***开机控制装置的模块示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该无线充电***开机控制装置包括:
电压获取模块11,用于获取接收端中buck模块输出端电压;
电压判断模块21,用于判断输出端电压是否大于预设阈值,预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定;
电压泄放模块31,用于当电压判断模块21判断出输出端电压大于预设阈值时,控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;
故障检测模块41,用于当电压判断模块21判断出输出端电压不大于预设阈值时,则检测判断buck模块是否发生故障;
关闭重启模块51,用于当故障检测模块41检测出buck模块发生故障时,控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;
工作控制模块61,用于当故障检测模块41检测出buck模块未发生故障时,控制buck模块进行正常工作。
本发明实施例所提供的无线充电***开机控制装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例四
请参阅图4,是本发明第四实施例提供的一种无线充电***开机控制装置的模块示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该第四实施例与第三实施例的结构大抵相同,其区别在于,本实施例中,该buck模块包括主MOS管和同步MOS管;
电压泄放模块31用于分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放。
进一步的,关闭重启模块51用于分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管。
进一步的,工作控制模块61用于分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管。
进一步的,故障检测模块41包括:
检测单元411,用于检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
判断单元412,用于根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障。
本发明实施例所提供的无线充电***开机控制装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例五
请参阅图5,是本发明第五实施例提供的一种无线充电***的模块示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该无线充电***适用于前述方法实施例所提供的无线充电***开机控制方法,具体的该无线充电***包括:
发射端20,包括依次连接的第一整流模块21、高频逆变模块22、第一控制模块23和第一无线通信模块24,及还与高频逆变模块22连接的发射线圈25;
接收端30,包括依次连接的接收线圈31、第二整流模块32、buck模块33、第二控制模块34、及第二无线通信模块35;
第一整流模块21输入端与输入电源连接,buck模块33输出端与外接负载连接,第一无线通信模块24与第二无线通信模块35之间进行无线通信,发射线圈25与接收线圈31通过磁场耦合;在本实施例中,其外接负载具体为电池,buck模块33的输出端连接防倒灌电路,其防倒灌电路与电池连接。
进一步地,在本发明的一个实施例中,该无线充电***主要包括发射端20和接收端30,其中发射端20与输入电源连接,接收端30与防倒灌电路连接,其发射端20和接收端30之间通过线圈间的磁场耦合进行能量传输,其中该输入电源主要为市电输入(例如220V交流电),即该无线充电***输入端与市电输入连接,通过将市电所输入的电流/电压进行整流调频后由磁场耦合至输出端,并由输出端将电流/电压进行输出,由防倒灌电路输出至电池中,使得可实现对电池的无线充电。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其发射端20中的第一整流模块21输入端与输入电源连接,其第一整流模块21输出端与高频逆变模块22连接,其中第一整流模块21用于将输入电源所输入的交流电进行整流为直流电,并将所整流后的直流电输出至高频逆变模块22中,其中,本发明的实施例中,该第一整流模块21为不控整流模块或PFC整流模块。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其发射端20中的高频逆变模块22分别与第一整流模块21、第一控制模块23及发射线圈25连接,其中该高频逆变模块22用于将第一整流模块21所输出的直流电逆变为高频的高压交流电进行输出,同时其高频逆变模块22用于根据第一控制模块23的控制相应的调整所输出的高频高压交流电的频率及其占空比。其中,本发明的实施例中,该高频逆变模块22采用SS拓扑全桥结构或SS拓扑半桥结构或LLC-S全桥拓扑结构或者其他拓扑结构。
其中,该高频逆变模块22与发射线圈25连接,因此其高频逆变模块22相应的将由第一整流模块21输出的直流电逆变为高频高压交流电后输出至发射线圈25,以使发射线圈25处流经高频高压交流电,此时其交流电在发射线圈25处流经时产生对应的变化磁场,并通过磁场耦合后使得与其对应的接收线圈31产生感应交流电。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其第一控制模块23分别与高频逆变模块22及第一无线通信模块24连接,其第一控制模块23用于获取第一无线通信模块24所接收的数据、控制第一无线通信模块24发送数据、及其第一控制模块23通过AD采样获取高频逆变模块22的输入电压,也即第一整流模块21输出至高频逆变模块22的输出电压,同时其第一控制模块23相应的控制高频逆变模块22所输出高频高压交流电的频率及其占空比。其中,本发明的实施例中,该第一控制模块23可以为单片机、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)等具有控制以及处理信号的功能的控制器,其根据用户实际使用需求进行设置,在此不做限定。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其第一无线通信模块24与第一控制模块23连接,且第一无线通信模块24与接收端30中的第二无线通信模块35之间进行无线通信,其第一无线通信模块24和第二无线通信模块35用于实现发射端20和接收端30之间的信号传输,即第一无线通信模块24可接收第二无线通信模块35所发送的数据并传输至第一控制模块23,以及根据第一控制模块23的控制相应的发送数据至第二无线通信模块35。其中,本发明的实施例中,第一无线通信模块24和第二无线通信模块35为蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、NB-IOT模块、RF射频模块中的任意一种或多种,其根据用户实际使用需求进行设置,在此不做限定。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其发射线圈25与高频逆变模块22连接,且发射线圈25与接收线圈31通过磁场耦合,因此使得发射端20与接收端30相距较近时,其发射线圈25中流经高频逆变模块22所逆变出的高频高压交流电时产生对应的变化磁场,并通过磁场耦合后使得与其接收线圈31产生感应交流电,使得可将发射端20的能量传输至接收端30中。其中,本发明的实施例中,该发射线圈25可以为圆形结构、DD结构、或其他任意结构,其根据用户的实际使用需求相应的对发射线圈25的结构构造进行设置。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其接收端30中的接收线圈31与第二整流模块32连接,且发射线圈25与接收线圈31通过磁场耦合,因此当发射端20连接市电输入时,其发射线圈25可产生变化磁场,并通过磁场耦合后使得其接收线圈31产生感应交流电,此时接收线圈31所产生的感应交流电通过第二整流模块32进行整流为直流电。其中,本发明的实施例中,其接收线圈31的结构与发射线圈25的结构大抵相同,也即接收线圈31可以为圆形结构、DD结构、或其他任意结构。此时用户根据实际使用需求对发射线圈25及接收线圈31的构造进行设置,使得满足用户所需的最大无线充电效率。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其第二整流模块32分别与接收线圈31和buck模块33连接,用于将接收线圈31所产生的感应交流电整流为直流电,并将所整流后的直流电输出至buck模块33中,其中,本发明的实施例中,该第二整流模块32采用与第一整流模块21相同的电路结构,也即第二整流模块32为不控整流模块或PFC整流模块。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其buck模块33分别与第二整流模块32、第二控制模块34、及防倒灌电路连接,其中该buck模块33用于将第二整流模块32所输出的直流电进行调整至所需的预设输出参数的直流电,并相应输出至防倒灌电路中,其中该输出参数包括输出电压和/或输出电流,也即充电参数。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其第二控制模块34分别与buck模块33及第二无线通信模块35连接,其第二控制模块34用于获取第二无线通信模块35所接收的数据、控制第二无线通信模块35发送数据、通过AD采样获取buck模块33的输入电压、输入电流及输出电压、以及根据所获取的buck模块33采集的数据相应的控制buck模块33的工作状态。其中,第二控制模块工作时执行如前述方法实施例所提供的无线充电***开机控制方法。其中,本发明的实施例中,该第二控制模块34采用与第一控制模块23相同的电路结构,也即第二控制模块34可以为单片机、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)等具有控制以及处理信号的功能的控制器,其根据用户实际使用需求进行设置,在此不做限定。
进一步地,在本发明的一个实施例中,其第二无线通信模块35与第二控制模块34连接,且第二无线通信模块35与发射端20中的第一无线通信模块24之间进行无线通信,其第二无线通信模块35可接收第一无线通信模块24所发送的数据并传输至第二控制模块34,以及根据第二控制模块34的控制相应的发送数据至第一无线通信模块24。
进一步地,在本发明的一个实施例中,参照图6所示,该buck模块33包括主MOS管S1和同步MOS管S2,其主MOS管S1和同步MOS管S2的受控端(栅极)均与第二控制模块34连接,此时主MOS管S1和同步MOS管S2受控于第二控制模块34。
本实施例提供的无线充电***,由于开机时第二控制模块先获取buck模块输出端电压,当确定大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至不大于预设阈值,同时进一步的检测判断buck模块是否发生故障,当确定发生故障时,则控制buck模块进行关闭重启,以使恢复正常状态,并直至检测到输出端电压不大于预设阈值且buck模块未发生故障时,则控制buck模块进行正常工作,此时由于buck模块的输出端电压不大于预设阈值,因此不会产生电压倒灌的现象,此时本实施例所提出的方法中未采用现有的放电电路,使得在不影响***功率密度和效率的同时,不借助硬件放电电路,就能有效防止接收端输出电容能量倒灌损坏电路的问题,解决了现有防止接收端输出电容能量倒灌而采用放电电路所导致的***功率密度和效率下降的问题。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的无线充电***开机控制方法步骤。所述可读存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成,即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。
本领域技术人员可以理解,图5、图6中示出的组成结构并不构成对本发明的无线充电***的具体限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置,而图1、图2中的无线充电***开机控制方法亦采用图5、图6中所示的更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无线充电***开机控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取接收端中buck模块输出端电压;
判断输出端电压是否大于预设阈值,所述预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定;
当判断输出端电压大于预设阈值时,则控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;
当判断输出端电压不大于预设阈值时,则检测判断buck模块是否发生故障;
若是,则控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;
若否,则控制buck模块进行正常工作。
2.如权利要求1所述的无线充电***开机控制方法,其特征在于,所述buck模块包括主MOS管和同步MOS管;
所述控制buck模块对输出端进行电压泄放的步骤包括:
分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放。
3.如权利要求2所述的无线充电***开机控制方法,其特征在于,所述控制buck模块关闭重启的步骤包括:
分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管。
4.如权利要求2所述的无线充电***开机控制方法,其特征在于,所述控制buck模块进行正常工作的步骤包括:
分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管。
5.如权利要求1所述的无线充电***开机控制方法,其特征在于,所述检测判断buck模块是否发生故障的步骤包括:
检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障。
6.一种无线充电***开机控制装置,其特征在于,所述装置包括:
电压获取模块,用于获取接收端中buck模块输出端电压;
电压判断模块,用于判断输出端电压是否大于预设阈值,所述预设阈值根据buck模块输出电压等级进行确定;
电压泄放模块,用于当所述电压判断模块判断出输出端电压大于预设阈值时,控制buck模块对输出端进行电压泄放,直至输出端电压不大于预设阈值;
故障检测模块,用于当所述电压判断模块判断出输出端电压不大于预设阈值时,检测判断buck模块是否发生故障;
关闭重启模块,用于当所述故障检测模块检测出buck模块发生故障时,控制buck模块关闭重启,并计时预设时间后重新获取接收端中buck模块输出端电压,直至判断输出端电压不大于预设阈值及buck模块未发生故障;
工作控制模块,用于当所述故障检测模块检测出buck模块未发生故障时,控制buck模块进行正常工作。
7.如权利要求6所述的无线充电***开机控制装置,其特征在于,所述buck模块包括主MOS管和同步MOS管;
所述电压泄放模块用于分别发送第一控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使分别关闭主MOS管及打开同步MOS管,以通过同步MOS管对输出端电压进行泄放。
8.如权利要求7所述的无线充电***开机控制装置,其特征在于,所述关闭重启模块用于分别发送第二控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使关闭主MOS管和同步MOS管。
9.如权利要求7所述的无线充电***开机控制装置,其特征在于,所述工作控制模块用于分别发送第三控制信号至主MOS管和同步MOS管,以使交替导通主MOS管和同步MOS管。
10.如权利要求6所述的无线充电***开机控制装置,其特征在于,所述故障检测模块包括:
检测单元,用于检测buck模块的电压值、电流值及温度值;
判断单元,用于根据所检测的电压值、电流值及温度值与分别所对应的保护阈值的比较,判断buck模块是否发生故障。
11.一种无线充电***,其特征在于,所述***包括发射端及接收端;
所述接收端包括:
buck模块;及
与所述buck模块连接的执行如权利要求1至5任一项所述无线充电***开机控制方法的第二控制模块。
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