专利名称：充电保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种充电保护电路。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，手机已经成为我们生活中必备的通讯工具。在使用手机的过程中，经常感受到手机有线充电给我们生活带来的不便。目前，相关技术中提出了多种手机无线充电的解决方案，尤其是13. 56MHz感应充电方案已经较为成熟，该方案只需将手机放置在充电器的感应基座上，无需插线就可以通过感应方式为手机充电，这种方便快捷的充电方式受到众多手机厂商的青睐。但是，上述无线充电方案设计的缺陷在于量产过程中，该方案中的关键部分高磁导材料经过长期使用易发生失效，会使得手机在充电过程 中存在风险。因此，虽然无线充电方案备受青睐，但也同时令众多厂商在采用无线充电方案时不得不顾虑产品的质量问题。图I是根据相关技术的无线充电保护电路的示意图。如图I所示，该无线充电保护电路包括无线充电基座I和充电接收电路2，其中，该充电接收电路2可以包括高磁导磁芯20出于接收天线面积的考虑，通常是将接收天线设置在电池的正下方，天线面覆盖在电池上。为了防止无线充电的交变磁场对电池的影响，同时能够增加接收天线线圈的磁通量，一般采用在电池和接收天线线圈之间增加一层高磁导铁氧体层。这层铁氧体材料对于整个无线充电器至关重要。无线充电技术实际上是利用充电基座产生一个交变的磁场，这个磁场通过基座上的线圈天线耦合到手机背面的接收线圈上，如同有源电力传输的变压器，而高磁导材料就相当于变压器的铁氧体磁芯，有了这个高磁导材料可以增加接收线圈的磁通量，从而提高充电的效率。另外如果没有高磁导材料层，交变的磁场会透过接收线圈直接作用在手机电池的表面，电池的表层是金属层，金属层在交变的磁场中会产生涡流效应，即在金属表层产生涡流电流，生成一个相反的磁场，这样就降低了线圈的磁通量，严重的影响了充电的效率。不仅如此，当交变的磁场在电池的金属表层产生的涡流电流足够大时，就会对电池的安全造成隐患，此外，在电池后面的手机主板上的走线也会受到交变磁场的影响，例如电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,简称为EMC)问题会非常的突出。因此，在手机无线充电方案中使用高磁导磁芯是一个必要的选择。但是，相关技术中存在的问题在于当这层铁氧体材料失效或者本身在生产环节出现质量问题时，就会导致充电保护电路的充电效率大幅降低，甚至可能引起手机电池的爆炸。虽然这种事故发生的概率较小，可是一旦发生将有损于该产品的品牌形象，使手机用户在购买以及使用该产品时，产生抵触心理。因此，在使用无线充电器时，如何避免在高磁导磁芯失效后，无线充电器持续充电所造成的严重后果是亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型提供了一种充电保护电路，以至少解决相关技术中无法对高磁导磁芯是否失效进行检测的问题。[0006]根据本实用新型的一个方面，提供了一种充电保护电路。根据本实用新型的充电保护电路包括无线充电基座和充电接收电路，其中，该充电接收电路包括第一接收线圈，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；高磁导磁芯，与第一接收线圈相耦合，用于阻隔与无线充电基座的电磁波相反的电磁波；检测电路，与高磁导磁芯相耦合，用于检测高磁导磁芯是否失效；供电电路，与高磁导磁芯相耦合，用于将电磁波产生的电磁能转化为电能，对受电设备进行供电。优选地，上述检测电路包括第二接收线圈，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；转换器，与第二接收线圈相耦合，用于将第二接收线圈接收到的电磁波产生的电磁能转换为感应电流；第一检测传感器，与转换器相耦合，用于检测感应电流的大小；第二比较器，与第一检测传感器相耦合，用于将检测到的感应电流与预设感应电流的阈值进行比较，在该感应电流大于预设感应电流的阈值时，确定高磁导磁芯失效。优选地，上述检测电路包括第三接收线圈，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；第二检测传感器，与第三接收线圈相耦合，用于检测第三接收线圈接收到的电磁波的耦·合功率的大小；第三比较器，与第二检测传感器相耦合，用于将检测到的耦合功率与预设功率的阈值进行比较，在该耦合功率大于预设功率的阈值时，确定高磁导磁芯失效。优选地，上述充电接收电路还包括第一告警器，用于检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出告警。优选地，上述充电接收电路还包括近场通信NFC通讯电路，与检测电路相耦合，用于在检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出NFC关断充电信号。优选地，上述无线充电基座包括幅度检波电路，用于检测来自于NFC通讯电路的信号；NFC解调电路，与幅度检波电路相耦合，用于对幅度检波电路检测到的信号进行解调；控制电路，与NFC解调电路相耦合，用于在解调后的信号为NFC关断充电信号时，切断电源开关。优选地，上述无线充电基座还包括第二告警器，用于在解调后的信号为NFC关断充电信号时，发出告警。优选地，上述检测电路的耦合共振频率为无线充电基座的电磁波的频率,或者,检测电路的接收频率为无线充电基座的电磁波频率的高次谐波。优选地，上述检测电路和高磁导磁芯的耦合面积与该高磁导磁芯的面积相同。优选地，上述第二接收线圈或者第三接收线圈之间设置有LC电路，其中，LC电路用于对检测电路的谐振频率进行微调。通过本实用新型，采用在充电接收电路中的高磁导磁芯与受电设备之间增加检测电路,检测电路通过将高磁导磁芯正常工作时接收到的电磁波与高磁导磁芯失效时接收到的电磁波进行比较以确定高磁导磁芯是否失效，解决了相关技术中无法对高磁导磁芯是否失效进行检测的问题，进而避免了在高磁导磁芯失效后无线充电器持续充电所造成的严重后果。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I是根据相关技术的无线充电保护电路的示意图；图2是根据本实用新型实施例的充电保护电路的示意图；图3是根据本实用新型优选实施例一的检测电路的示意图；图4是根据本实用新型优选实施例二的检测电路的示意图；以及图5是根据本实用新型优选实施例的充电保护电路的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。·图2是根据本实用新型实施例的充电保护电路的示意图。如图2所示，该充电保护电路可以包括无线充电基座I和充电接收电路2，其中，该充电接收电路2可以包括第一接收线圈20，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；高磁导磁芯22，与第一接收线圈相耦合，用于阻隔与无线充电基座的电磁波相反的电磁波；检测电路24，与高磁导磁芯相耦合，用于检测高磁导磁芯是否失效；供电电路26，与高磁导磁芯相耦合，用于将电磁波产生的电磁能转化为电能，对受电设备进行供电。相关技术中，无法对高磁导磁芯是否失效进行检测。采用如图2所示的充电保护电路，在受电设备和高磁导磁芯之间增加检测电路，该检测电路的接收频率和无线充电的发射频率一致，通过将高磁导磁芯正常工作时接收到的电磁波与高磁导磁芯失效时接收到的电磁波进行比较以确定高磁导磁芯是否失效，解决了相关技术中无法对高磁导磁芯是否失效进行检测的问题，进而避免了在高磁导磁芯失效后无线充电器持续充电所造成的严重后果。优选地，如图3所示，上述检测电路24可以包括第二接收线圈240，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；转换器242，与第二接收线圈相耦合，用于将第二接收线圈接收到的电磁波产生的电磁能转换为感应电流；第一检测传感器244，与转换器相耦合，用于检测感应电流的大小；第二比较器246，与第一检测传感器相耦合，用于将检测到的感应电流与预设感应电流的阈值进行比较，在该感应电流大于预设感应电流的阈值时，确定高磁导磁芯失效。在优选实施例中，当高磁导磁芯正常工作时，由于高磁导磁芯的阻隔，穿过检测电路的磁通量非常小，检测电路几乎无法感应到充电交变磁场，因此，在这个检测电路上的感应电流也很小。但是，当高磁导磁芯失效或者本身发生故障时，该检测电路感应到的磁通量就会增大，在检测电路上就会产生感应电流。通过预先设置一个感应电流门限，当检测到的感应电流大于设置门限时，确定高磁导磁芯失效。在优选实施例中，可以在第一检测传感器上增加负载电阻，此时泄露的交变磁场会在闭合的电路中产生感应电流，通过第一检测传感器读取感应电流的数字信息。优选地，如图4所示，上述检测电路24可以包括第三接收线圈248，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；第二检测传感器250，与第三接收线圈相耦合，用于检测第三接收线圈接收到的电磁波的耦合功率的大小；第三比较器252，与第二检测传感器相耦合，用于将检测到的耦合功率与预设功率的阈值进行比较，在该耦合功率大于预设功率的阈值时，确定高磁导磁芯失效。在优选实施例中，当高磁导磁芯正常工作时，由于高磁导磁芯的阻隔，穿过检测电路的磁通量非常小，因此,在这个检测电路上的电磁波的耦合功率很小。但是，当高磁导磁芯失效或者本身发生故障时，该检测电路感应到的磁通量就会增大，在这个检测电路上的电磁波的耦合功率就会增加。通过预先设置一个检测幅度门限，当检测到的耦合功率大于设置门限时，确定高磁导磁芯失效。在优选实施过程中，如图5所示，上述充电接收电路2还可以包括第一告警器28，用于检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出告警。在优选实施例中，手机会发出告警并通知充电基座停止放电，以 此避免在高磁导磁芯失效后无线充电器持续充电所造成的严重后果。优选地，如图5所示，上述充电接收电路2还可以包括近场通信(Near FieldCommunication,简称为NFC)通讯电路30,与检测电路相稱合，用于在检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出NFC关断充电信号。在优选实施例中，NFC是目前很多移动终端具备的一项基础功能，NFC通讯的频率和无线充电的频率一致，因此，目前的很多厂商都做了无线充电和NFC共用同一个天线的设计，利用NFC近场通讯功能向充电基座发送保护断电信息，以关断充电电路停止充电。优选地，如图5所示，上述无线充电基座I可以包括幅度检波电路10，用于检测来自于NFC通讯电路的信号；NFC解调电路12，与幅度检波电路相耦合，用于对幅度检波电路检测到的信号进行解调；控制电路14，与NFC解调电路相耦合，用于在解调后的信号为NFC关断充电信号时，切断电源开关，即停止充电。在优选实施例中，利用手机NFC的耦合频率和无线充电频率一致的特点。移动终端的NFC通讯电路发出停止充电的指令，手机基座接收NFC信号，执行关断充电的过程。但是，由于无线充电频率和NFC的通讯频率一致，有效的NFC信号会淹没在无线充电的信号中。因此，需要利用NFC通讯电路的调幅功能，通过信号的幅度来载波传递信息，即在传统的NFC通讯电路上增加一个较大的储能和负载电路，就可以做到对无线充电的信号幅度进行调制。同时，在充电基座上增加一个幅度检波电路，读取幅度变化的上升下降沿，来识别由移动终端传递的关断信息，从而达到关断控制的目的。优选地，如图5所示，上述无线充电基座I还可以包括第二告警器16，用于在解调后的信号为NFC关断充电信号时，发出告警。在优选实施过程中，上述检测电路的耦合共振频率为无线充电基座的电磁波的频率，或者，检测电路的接收频率为无线充电基座的电磁波频率的高次谐波。这样可以保证检测电路灵敏的探测到由于高磁导磁芯失效泄露过来的交变磁场。在优选实施过程中，检测电路和高磁导磁芯的耦合面积与该高磁导磁芯的面积相同。这样检测电路就不会遗漏高磁导磁芯由于局部失效所造成的漏磁。当然，检测电路和高磁导磁芯的耦合面积还可以大于高磁导磁芯的面积，只要能防止检测电路在检测过程中不会发生漏磁现象即可。在优选实施过程中，在第二接收线圈或者第三接收线圈之间设置有LC电路，其中，LC电路用于对检测电路的谐振频率进行微调。检测电路的主要频率由线圈的匝数以及线间距来决定，天线采用柔性电路板(FPC)微带线工艺。[0042]从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果(需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果)可以实现在无线充电过程中位于接收充电线圈后的检测电路会在高磁导磁芯失效或者性能老化降低的情况下被触发，首先由贴在高磁导磁芯后面的失效感应天线感应到泄露的充电磁场，然后产生感应电流或者检测电路接收到的电磁波的耦合功率发生变化。当感应电流或者耦合功率超出预设门限，受电设备则会发出报警，并且通过NFC通讯电路将报警信息传递给无线充电基座。无线充电基座接到报警信息后迅速截止充电，并发出告警通知用户，防止由持续充电引发的安全隐患，保护受电设备的安全。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模 块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种充电保护电路，包括无线充电基座和充电接收电路，其特征在于，所述充电接收电路包括 第一接收线圈，用于接收来自于所述无线充电基座的电磁波； 高磁导磁芯，与所述第一接收线圈相耦合，用于阻隔与所述无线充电基座的电磁波相反的电磁波； 检测电路，与所述高磁导磁芯相耦合，用于检测所述高磁导磁芯是否失效； 供电电路，与所述高磁导磁芯相耦合，用于将所述电磁波产生的电磁能转化为电能，对受电设备进行供电。
2.根据权利要求I所述的充电保护电路，其特征在于，所述检测电路包括 第二接收线圈，用于接收来自于所述无线充电基座的电磁波； 转换器，与所述第二接收线圈相耦合，用于将所述第二接收线圈接收到的电磁波产生的电磁能转换为感应电流； 第一检测传感器，与所述转换器相耦合，用于检测所述感应电流的大小； 第二比较器，与所述第一检测传感器相耦合，用于将检测到的感应电流与预设感应电流的阈值进行比较，在该感应电流大于所述预设感应电流的阈值时，确定所述高磁导磁芯失效。
3.根据权利要求I所述的充电保护电路，其特征在于，所述检测电路包括 第三接收线圈，用于接收来自于所述无线充电基座的电磁波； 第二检测传感器，与所述第三接收线圈相耦合，用于检测所述第三接收线圈接收到的电磁波的耦合功率的大小； 第三比较器，与所述第二检测传感器相耦合，用于将检测到的耦合功率与预设功率的阈值进行比较，在该耦合功率大于所述预设功率的阈值时，确定所述高磁导磁芯失效。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电接收电路还包括 第一告警器，用于所述检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出告警。
5.根据权利要求I至3中任一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述充电接收电路还包括 近场通信NFC通讯电路，与所述检测电路相耦合，用于在所述检测电路检测到高磁导磁芯失效时，发出NFC关断充电信号。
6.根据权利要求5所述的充电保护电路，其特征在于，所述无线充电基座包括 幅度检波电路，用于检测来自于所述NFC通讯电路的信号； NFC解调电路，与所述幅度检波电路相耦合，用于对所述幅度检波电路检测到的信号进行解调； 控制电路，与所述NFC解调电路相耦合，用于在解调后的信号为所述NFC关断充电信号时，切断电源开关。
7.根据权利要求6所述的充电保护电路，其特征在于，所述无线充电基座还包括 第二告警器，用于在所述解调后的信号为所述NFC关断充电信号时，发出告警。
8.根据权利要求I至3中任一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述检测电路的耦合共振频率为所述无线充电基座的电磁波的频率，或者，所述检测电路的接收频率为所述无线充电基座的电磁波频率的高次谐波。
9.根据权利要求I至3中任一项所述的充电保护电路，其特征在于，所述检测电路和所述高磁导磁芯的耦合面积与该高磁导磁芯的面积相同。
10.根据权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述第二接收线圈之间设置有LC电路，其中，所述LC电路用于对所述检测电路的谐振频率进行微调。
11.根据权利要求3所述的充电保护电路，其特征在于，所述第三接收线圈之间设置有LC电路，其中，所述LC电路用于对所述检测电路的谐振频率进行微调。
专利摘要本实用新型公开了一种充电保护电路，该充电保护电路包括无线充电基座和充电接收电路，其中，该充电接收电路包括第一接收线圈，用于接收来自于无线充电基座的电磁波；高磁导磁芯，与第一接收线圈相耦合，用于阻隔与无线充电基座的电磁波相反的电磁波；检测电路，与高磁导磁芯相耦合，用于检测高磁导磁芯是否失效；供电电路，与高磁导磁芯相耦合，用于将电磁波产生的电磁能转化为电能，对受电设备进行供电。根据本实用新型提供的技术方案，避免了在高磁导磁芯失效后无线充电器持续充电所造成的严重后果，确保受电设备的安全。
文档编号G01R31/00GK202696123SQ20122014686
公开日2013年1月23日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者罗迤宝, 郭帅 申请人:中兴通讯股份有限公司