CN114336875B - 一种用于无线充电的电流解调电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线充电技术领域，具体的说是涉及一种用于无线充电的电流解调电路。本发明的目的是减小电容值，从而减小芯片的面积，主要是通过脉冲信号发生器来调节滤波电路的时间常数，通过对脉冲信号发生器输出占空比D的设定，使时间常数增大到倍，从而使实现减小电容的目的，进而减小芯片的面积。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，具体的说是涉及一种用于无线充电的电流解调电路。
背景技术
目前市面上大部分的手机无线充电都采用如图1所示方案进行充电。即无线充电底座Transimitter(Tx)通过耦合线圈给手机Receiver(Rx)进行充电。那么Tx是怎么知道给Rx传输多大的功率呢，也就是说给Rx提供多大的充电电流呢。所以Rx必然需要给Tx发送信息，让Tx传输合适的功率。Rx传输信息的路径如下：当Rx需要更大的能量时，于是手机里Controller(Rx_Contrl)通过同时开启Rx里调制管M25和M26，让调制电容Cm1和Cm2介入到Rx里的Ls和Cs谐振电路里，当Cm1和Cm2介入后，Rx里的Ls和Cs谐振电路的阻抗特性会发生改变，进而引起Ls的电流的变化，然后通过耦合作用改变Tx里Lp的电感电流，Tx里CurrentSnse电路通过整流管M13和M14采样耦合电感Lp的电流，将采样后的信号送给Tx里解调模块Demodulation，然后Demodulation将解调后的信号送给Tx的控制器Controller(Tx_Contrl)，进而Tx_Contrl调整Tx里的PWM1和PWM2的频率和占空比来调整传输功率。通常Rx里面的M25和M26调整的频率是2KHz的方波。Tx里PWM1和PWM2信号的频率一般在100kHz～200kHz。
如图2和图3所示，分别为典型峰值电流和谷值电流解调电路。从图1中我们知道需要解调出来的信号是一个2kHz频率，为了能够正常解调，R1和C1构成滤波网络需要滤除100kHz的信号，R2和C2需要滤除2kHz的频率。通常为了滤波的效果较好，R1和C1构成滤波网络的截止频率会放在5kHz；R2和C2构成滤波网络的截止频率会放在100Hz左右。由于***对电流解调的深度有限制，即能够解调出来的最小的电流变化量，通常会是20mA左右，对应的滤波网络上只有几个mV的变化量，所以为了减小有漏电在电阻上产生的压降对解调的影响，通常R1和R2电阻不会超过10Mohm，所以通过计算可以知道：C1的电容大概在10pF左右，而C2电容可能有200pF左右，因此目前存在C2的电容太大，所占的面积太大的问题。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种能减小C2的电容，减小芯片的面积的用于无线充电的电流解调电路。
本发明的技术方案是：
一种用于无线充电的电流解调电路，包括采样电路、源极跟随器、第一级滤波电路、第二级滤波电路和比较器，所述采样电路用于对无线充电***中发射端耦合电感电流进行采样，采样电路的输出通过源极跟随器后经过第一级滤波电路后连接到比较器的正输入端、采样电路的输出还依次经过第一级滤波电路和第二级滤波电路后连接到比较器的负输入端，比较器输出解调后的信号；其特征在于，在第一级滤波电路和第二级滤波电路之间，还包括调节电路，所述调节电路包括传输门、反相器和脉冲信号发生器，所述传输门的输入端与第一级滤波电路的输出端连接，传输门的输出端接第二级滤波电路的输入端，传输门的第一控制端与脉冲信号发生器的输出端连接，传输门的第二控制端与反相器的输出端连接；反相器的输入端与脉冲信号发生器的输出端连接，脉冲信号发生器的另一端接地；定义脉冲信号发送器的输出占空比为D，所述调节电路用于使第二级滤波电路的时间常数增大到倍。
进一步的，所述采样电路为峰值采样电路。
进一步的，所述采样电路包括NMOS管、第一电流源、电容；NMOS管的栅极接电流采样信号，其漏极接电源，其源极接第一电流源的输入端和电容的一端，第一电流源的输出端和电容的另一端接地；NMOS管源极、第一电流源和电容的连接点为采样电路的输出端。
进一步的，所述源极跟随器包括PMOS管和第二电流源；第二电流源的输入端接电源，输出端接PMOS管的源极，PMOS管的栅极接采样电路的输出端，其漏极接地，PMOS管源极与第二电流源的连接点为源极跟随器的输出端。
进一步的，所述采样电路为谷值采样电路。
进一步的，所述采样电路包括PMOS管、第一电流源、电容；PMOS管的栅极接电流采样信号，其漏极接地，其源极接第一电流源的输出端和电容的一端，第一电流源的输入端接电源，电容的另一端接地；PMOS管源极、第一电流源和电容的连接点为采样电路的输出端。
进一步的，所述源极跟随器包括NMOS管和第二电流源；NMOS管的漏极接电源，其源极接第二电流源的输入端，第二电流源的输出端接地，NMOS管的栅极接采样电路的输出端，NMOS管源极与第二电流源的连接点为源极跟随器的输出端。
进一步的，所述第一级滤波电路为RC滤波电路，用于滤除大于等于100kHz频率的信号；所述第二级滤波电路为RC滤波电路，用于滤除大于等于2kHz频率的信号。
进一步的，所述脉冲信号发送器的输出占空比D＝5％。
本发明的有益效果是：在满足电流解调的要求的前提下，可以减小C2的电容，从而减小芯片的面积。
附图说明
图1为手机无线充电原理图。
图2为典型峰值电流解调电路。
图3为典型谷值电流解调电路。
图4为本发明的电流解调电路核心原理图。
图5为本发明的峰值电流解调电路图。
图6为本发明的谷值电流解调电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
本发明的原理如图4所示，其小信号公式推导如下：
a.在传输门开启时
b.在传输门关闭时
Vout＝0
综述：
于是一个周期内Vout的平均值为：
所以，该电路的传输函数为
由于占空比0<D<1，所以该结构实现了将RC滤波电路的时间常数增大到倍。比如当占空比＝5％时，就能够实现电流解调电路里RC时间常数倍增20倍，这样就可以达到减小电容C2的目的。
如图3所示，为典型峰值电流解调电路。从图1中可知需要解调出来的信号是一个2kHz频率，为了能够正常解调，R1和C1构成滤波网络需要滤除100kHz的信号，R2和C2需要滤除2kHz的频率。通常为了滤波的效果较好，R1和C1构成滤波网络的截止频率会放在5kHz；R2和C2构成滤波网络的截止频率会放在100Hz左右。通常由于***对电流解调的深度有限制，即能够解调出来的最小的电流变化量，通常会是20mA左右，对应的滤波网络上只有几个mV的变化量，所以为了减小有漏电在电阻上产生的压降对解调的影响，通常R1和R2电阻不会超过10Mohm，所以通过计算可以知道：C1的电容大概在10pF左右，而C2电容可能有200pF左右。C2的电容太大，所占的面积太大。
图5为优化后的峰值电流解调电路，NMOS管MN1、电流源I1和电容Cpeak构成峰值采样电路；PMOS管MP1和I2构成源极跟随器，主要为后级提供一定的驱动能力，R1和C1构成第一级滤波网络，滤除100kHz及其以上的频率；R2和C2构成第二级滤波电路，主要滤除2kHz及其以上的频率。将两个滤波后的信号送给比较器Comp1进行比较，便可以得到解调后的信号D_Dmod。
图6为优化后的谷值电流解调电路，PMOS管MP1、电流源I1和电容Cvally构成谷值采样电路；NMOS管MN1和I2构成源极跟随器，主要为后级提供一定的驱动能力，R1和C1构成第一级滤波网络，滤除100kHz及其以上的频率；R2和C2构成第二级滤波电路，主要滤除2kHz及其以上的频率。将两个滤波后的信号送给比较器Comp1进行比较，便可以得到解调后的信号D_Dmod。
Claims (9)
1.一种用于无线充电的电流解调电路，包括采样电路、源极跟随器、第一级滤波电路、第二级滤波电路和比较器，所述采样电路用于对无线充电***中发射端耦合电感电流进行采样，采样电路的输出通过源极跟随器后经过第一级滤波电路后连接到比较器的正输入端、采样电路的输出还依次经过第一级滤波电路和第二级滤波电路后连接到比较器的负输入端，比较器输出解调后的信号；其特征在于，在第一级滤波电路和第二级滤波电路之间，还包括调节电路，所述调节电路包括传输门、反相器和脉冲信号发生器，所述传输门的输入端与第一级滤波电路的输出端连接，传输门的输出端接第二级滤波电路的输入端，传输门的第一控制端与脉冲信号发生器的输出端连接，传输门的第二控制端与反相器的输出端连接；反相器的输入端与脉冲信号发生器的输出端连接，脉冲信号发生器的另一端接地；定义脉冲信号发送器的输出占空比为D，所述调节电路用于使第二级滤波电路的时间常数增大到倍。
2.根据权利要求1所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述采样电路为峰值采样电路。
3.根据权利要求2所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述采样电路包括NMOS管、第一电流源、电容；NMOS管的栅极接电流采样信号，其漏极接电源，其源极接第一电流源的输入端和电容的一端，第一电流源的输出端和电容的另一端接地；NMOS管源极、第一电流源和电容的连接点为采样电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述源极跟随器包括PMOS管和第二电流源；第二电流源的输入端接电源，输出端接PMOS管的源极，PMOS管的栅极接采样电路的输出端，其漏极接地，PMOS管源极与第二电流源的连接点为源极跟随器的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述采样电路为谷值采样电路。
6.根据权利要求5所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述采样电路包括PMOS管、第一电流源、电容；PMOS管的栅极接电流采样信号，其漏极接地，其源极接第一电流源的输出端和电容的一端，第一电流源的输入端接电源，电容的另一端接地；PMOS管源极、第一电流源和电容的连接点为采样电路的输出端。
7.根据权利要求6所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述源极跟随器包括NMOS管和第二电流源；NMOS管的漏极接电源，其源极接第二电流源的输入端，第二电流源的输出端接地，NMOS管的栅极接采样电路的输出端，NMOS管源极与第二电流源的连接点为源极跟随器的输出端。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述第一级滤波电路为RC滤波电路，用于滤除大于等于100kHz频率的信号；所述第二级滤波电路为RC滤波电路，用于滤除大于等于2kHz频率的信号。
9.根据权利要求8所述的一种用于无线充电的电流解调电路，其特征在于，所述脉冲信号发送器的输出占空比D＝5％。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484568A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | New Japan Radio Co Ltd | 垂直同期信号分離回路 |
| US6597238B1 (en) * | 1999-04-22 | 2003-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Demodulating circuit of wireless receiving apparatus and demodulating method |
| CN1744442A (zh) * | 2004-08-30 | 2006-03-08 | 三洋电机株式会社 | 数字·模拟转换电路 |
| CN112202231A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-01-08 | 上海南芯半导体科技有限公司 | 一种无线充电的解调电路 |
| CN112311329A (zh) * | 2019-12-21 | 2021-02-02 | 成都华微电子科技有限公司 | 一种低功耗快速起振晶振电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484568A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | New Japan Radio Co Ltd | 垂直同期信号分離回路 |
| US6597238B1 (en) * | 1999-04-22 | 2003-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Demodulating circuit of wireless receiving apparatus and demodulating method |
| CN1744442A (zh) * | 2004-08-30 | 2006-03-08 | 三洋电机株式会社 | 数字·模拟转换电路 |
| CN112311329A (zh) * | 2019-12-21 | 2021-02-02 | 成都华微电子科技有限公司 | 一种低功耗快速起振晶振电路 |
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