CN204424946U - 一种具有nfc功能的无线充电设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种具有NFC功能的无线充电设备，包括供电模块、单片机、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述单片机连接供电模块、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述功率变换模块连有发射线圈，该发射线圈连有无线充电接收器，所述NFC模块通过滤波器连有天线，本实用新型采用单片机和NFC模块配合，利用NFC芯片的无线通信技术，可接收远处设备发出的指令并进行数据通讯，并将信息反馈给单片机进行处理，实现充电设备和远处设备可以进行数据交互和通讯，可对充电速率和充电等级进行监测和控制，使得无线充电器有更广泛的应用。

Description

一种具有NFC功能的无线充电设备
技术领域
本实用新型涉及无线充电器领域，尤其涉及一种可以通过NFC进行数据通讯的无线充电设备。 
背景技术
当前的无线充电技术以电磁感应式和磁共振式两者最为流行。电磁感应式无线充电技术的特点是充电距离短、感应线圈的直径比较小、工作频率比较低，现在主要以QI标准为主要的行业标准；磁共振式无线充电的特点是充电距离相对较长、感应线圈直径比较大、工作频率比较高，现在主要以A4WP标准为主要的行业标准。
但是无论是基于QI标准的无线充电器还是A4WP标准的无线充电器，都存在一定的问题，即充电设备和其他设备（例如被充电设备或其他远处设备）无法进行数据通讯，无法进行在充电过程中的控制和监测，只能实现单一的充电功能，对于充电速率或者充电等级都不能很好的控制、监测、反馈。
实用新型内容
针对上述现有技术的现状，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可使充电设备和远处被充电设备进行数据交互和通讯，并对充电过程进行监测和控制的具有NFC功能的无线充电设备。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有NFC功能的无线充电设备，包括供电模块、单片机、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述单片机连接供电模块、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述功率变换模块连有发射线圈，该发射线圈连有无线充电接收器，所述NFC模块通过滤波器连有天线。
进一步地，所述NFC模块内设有NFC芯片，该模块主要负责与远处设备进行数据交换，负责单片机和NFC芯片进行数据传输。
进一步地，所述单片机主要与NFC模块进行数据通讯，并提供控制信号使得功率变换模块调整输出电压或者电流的大小。
进一步地，所述功率变换模块包括全桥逆变电路及其场效应管驱动电路，该模块负责将直流电变成交流电，将单片机发射的信号通过发射线圈耦合到无线充电接收器。
进一步地，所述信号预处理模块主要负责将无线充电接收器反馈的100kHz左右的调制信号解调得到2kHz左右的解调信号，并传给单片机处理。
进一步地，所述供电模块负责对各模块提供电源。
进一步地，所述无线充电接收器内设有调制模块，该调制模块可将功率变换模块发出的高频交流信号转换成调制信号，该调制信号包含充电状态信息。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用单片机和NFC模块配合，利用NFC芯片的无线通信技术，可接收远处设备发出的指令并进行数据通讯，并将信息反馈给单片机进行处理，实现充电设备和远处设备可以进行数据交互和通讯，可对充电速率和充电等级进行监测和控制，使得无线充电器有更广泛的应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的功率变换模块图；
图3为本实用新型的信号预处理模块框图；
图4为本实用新型的单片机与NFC模块的通信框图；
图5为本实用新型的NFC模块电路图。
具体实施方式
如图1-5所示，一种具有NFC功能的无线充电设备，包括供电模块、单片机、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述单片机连接供电模块、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述功率变换模块连有发射线圈，该发射线圈连有无线充电接收器，所述NFC模块通过滤波器连有天线。
其中，所述NFC模块内设有NFC芯片，该模块主要负责与远处设备进行数据交换，负责单片机和NFC芯片进行数据传输，NFC模块和单片机之间通过同步通信传输数据，NFC芯片的中断端口产生中断并且NFC芯片的同步通信片选使能端置低从而开始同步通信传输数据，一些网络协议程序固件可通过异步串口下载到芯片内部，该单片机与NFC模块的通信如图4所示，该NFC芯片和单片机之间的数据通信采用12C总线通信，由于NFC芯片可采用SPI和12C两种方式与单片机进行数据通信，所以需要将端口9端设置低电平，从而选定NFC芯片和单片机之间采用12C进行通信，端口5、6、7端同接地，表示地址选择为零，信号SDA、SCL、NRST、INTO连接到外部的单片机，当单片机收到INTO中断信号之后，单片机产生中断，然后单片机和NFC芯片之间进行12C通信，NRST是一个复位信号，如图5所示；所述单片机主要与NFC模块进行数据通讯，并提供控制信号使得功率变换模块调整输出电压或者电流的大小，该单片机还连有外部晶振；所述功率变换模块包括全桥逆变电路及其场效应管驱动电路，该模块负责将直流电变成交流电，将单片机发射的信号通过发射线圈耦合到无线充电接收器，该驱动电路采用驱动芯片，分立元件搭建的驱动电路虽然可以降低成本，但驱动效果不如驱动芯片好而且会降低传输效率，功率变换模块如图2所示；所述信号预处理模块主要负责将无线充电接收器反馈的100KHz左右的调制信号解调得到2KHz左右的解调信号，并传给单片机处理，其次还将采样得到的电流信号滤波放大送入处理器，交由处理器进行过流保护，还有就是将预处理得到的电流和电压相乘得到功率送入处理器做异物检测，信号预处理模块如图3所示；所述供电模块负责对各模块提供电源，需要用到的电压为3.3V和12V，输入端为USB-micro所以输入电压为5V左右；所述无线充电接收器内设有调制模块，该调制模块可将功率变换模块发出的高频交流信号转换成调制信号，该调制信号包含充电状态信息。
其工作过程如下：当单片机提供两路脉宽调制信号时，功率变换模块能产生100-200KHz的高频交流信号，这一信号通过发射线圈耦合到无线充电接收器，经过接收器的调制模块得到调制信号，调制信号包含了各种充电状态信息，此调制信号反馈给无线充电发送器，然后又经过信号预处理模块得到包含充电状态信息的信号，之后送入单片机进行处理，通过单片机的处理之后得到包含充电状态的数据，根据这些数据其一可以调整两路脉宽调制信号的占空比或者频率从而自动调整输出电压或者电流的大小，其二根据这些数据可以做过流保护和异物检测；其三可以将处理得到的数据通过I2C通信传送给NFC芯片，通过NFC芯片对数据进行进一步处理之后经天线传送到远处其他设备，这些设备可以用来检测充电效果，远处的其他设备，比如手机，定制一个专门控制充电功能的手机应用软件，通过这款应用软件设置充电速率或者充电等级，手机应用程序发送一个指令，这个指令无线传送到NFC芯片，然后NFC芯片再传送到单片机，单片机经过处理从而控制无线充电。
    本实用新型采用单片机和NFC模块配合，利用NFC芯片的无线通信技术，可接收远处设备发出的指令并进行数据通讯，并将信息反馈给单片机进行处理，实现充电设备和远处设备可以进行数据交互和通讯，可对充电速率和充电等级进行监测和控制，使得无线充电器有更广泛的应用。
    最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (7)

1.一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，包括供电模块、单片机、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述单片机连接供电模块、功率变换模块、信号预处理模块和NFC模块，所述功率变换模块连有发射线圈，该发射线圈连有无线充电接收器，所述NFC模块通过滤波器连有天线。
2.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述NFC模块内设有NFC芯片，该模块主要负责与远处设备进行数据交换，负责单片机和NFC芯片进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述单片机主要与NFC模块进行数据通讯，并提供控制信号使得功率变换模块调整输出电压或者电流的大小。
4.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述功率变换模块包括全桥逆变电路及其场效应管驱动电路，该模块负责将直流电变成交流电，将单片机发射的信号通过发射线圈耦合到无线充电接收器。
5.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述信号预处理模块主要负责将无线充电接收器反馈的100kHz左右的调制信号解调得到2kHz左右的解调信号，并传给单片机处理。
6.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述供电模块负责对各模块提供电源。
7.根据权利要求1所述的一种具有NFC功能的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电接收器内设有调制模块，该调制模块可将功率变换模块发出的高频交流信号转换成调制信号，该调制信号包含充电状态信息。
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