Q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及设备与流程

本技术涉及无线充电，尤其涉及一种q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备。

背景技术：

1、无线充电技术的原理是在发射端(transmitter end，tx)电路中的发射线圈和接收端(receiver end，rx)电路中的接收线圈之间通过电磁场耦合来实现电能的无线传输。tx电路自身的rlc谐振回路具有固定的q值。由于rx电路的引入使得rlc谐振回路的q值发生变化，因此，通过检测q值是否发生变化，确定是否有rx电路引入。例如，对于手机的无线充电器，手机是rx电路，无线充电器是tx电路，发射线圈位于无线充电器中，接收线圈位于手机内部。当手机放置在无线充电器上时，无线充电器的q值会发生变化。

2、相关技术中，通过发射线圈的电信号与预设阈值作比较，得到电信号对应的峰值信号。进而，基于该峰值信号来计算q值。

3、然而，相关技术中预设阈值是事先设定的，无法保证峰值信号刚好出现在rlc谐振回路产生自激振荡的波峰，导致q值的检测精度较低。

技术实现思路

1、本技术提供一种q值检测电路、方法、无线充电发射电路、芯片及电子设备，能够提高q值检测精度。

2、第一方面，本技术提供一种q值检测电路，应用于无线充电发射电路，无线充电发射电路包括谐振电路。该q值检测电路包括：电压采样电路、过零检测计数电路、采样保持电路、模数转换电路和微处理器。

3、电压采样电路的输入端电连接于谐振电路中电容器和发射线圈之间，电压采样电路的输出端分别与采样保持电路的输入端和过零检测计数电路的第一输入端电连接，过零检测计数电路的输出端与采样保持电路的控制端电连接，采样保持电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，模数转换电路的输出端与微处理器的输入端电连接，过零检测计数电路的第二输入端用于接入参考电压。

4、电压采样电路，用于采集谐振电路的谐振电压，并分别向采样保持电路和过零检测计数电路传输谐振电压。

5、过零检测计数电路，用于比较参考电压和谐振电压，分别得到方波脉冲信号和计数结果，并向采样保持电路传输方波脉冲信号和计数结果，计数结果用于确定方波脉冲信号的上升沿的个数，并向采样保持电路传输方波脉冲信号和计数结果，计数结果包括：第一计数结果和第二计数结果。

6、采样保持电路，用于根据方波脉冲信号和计数结果，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到谐振电压的峰值电压，并向模数转换电路传输谐振电压的峰值电压。

7、模数转换电路，用于对谐振电压的峰值电压进行模数转换，得到转换后的谐振电压的峰值电压，并向微处理器传输转换后的谐振电压的峰值电压。

8、微处理器，用于根据转换后的谐振电压的峰值电压，得到q值检测结果。

9、通过第一方面提供的q值检测电路，电压采样电路可以采集谐振电路的谐振电压，使电压采样电路可以监测谐振电压的变化趋势。并且，电压采样电路可以分别向采样保持电路和过零检测计数电路传输谐振电压，使过零检测计数电路可以比较参考电压和谐振电压，得到方波脉冲信号和计数结果，计数结果包括第一个计数结果和第二个计数结果，计数结果可以确定方波脉冲信号的上升沿的个数。如此，当电压采样电路监测到谐振电压的变化趋势为最大正向峰值电压时，采样保持电路可以根据方波脉冲信号，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，使采样保持电路可以得到谐振电压正好出现在波峰位置的谐振电压的峰值电压，以及采样保持电路可以根据计数结果确定的方波脉冲信号的上升沿的个数，确定谐振电压的峰值电压所在的周期。进而，模数转换电路可以对谐振电压的峰值电压进行模数转换，得到转换后的谐振电压的峰值电压，使微处理器可以根据转换后的谐振电压的峰值电压，得到q值检测结果。由于谐振电压的峰值电压正好出现在波峰位置，使转换后的谐振电压的峰值电压也正好出现在波峰位置。从而，提高q值检测电路的检测精度。

10、在一种可能的设计中，谐振电压的峰值电压包括：第一峰值电压和第二峰值电压，采样保持电路包括：第一采样器和第二采样器。

11、电压采样电路的输出端分别与第一采样器的输入端和第二采样器的输入端电连接，第一采样器的输出端和第二采样器的输出端均与模数转换电路的输入端电连接，第一采样器的控制端和第二采样器的控制端均与过零检测计数电路的输出端电连接。

12、第一采样器，用于在方波脉冲信号的上升沿时，根据第一计数结果确定的方波脉冲信号的上升沿的第一个数，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样，得到在第一周期内谐振电压对应的第一峰值电压。

13、第二采样器，用于在方波脉冲信号的上升沿时，根据第二计数结果确定的方波脉冲信号的上升沿的第二个数，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样，得到在第二周期内谐振电压对应的第二峰值电压。

14、在一种可能的设计中，采样器包括：运算放大器和保持组件。其中，运算放大器是对运算放大器的输出端没有负载电流的单位增益运算放大器。

15、运算放大器的第一输入端与电压采样电路的输出端电连接，运算放大器的输出端与保持组件的输入端电连接，运算放大器的第二输入端电连接于运算放大器的输出端与保持组件的输入端之间，保持组件的控制端与过零检测计数电路的输出端电连接。

16、运算放大器，用于跟随谐振电压的变化，在第一周期内，当运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到第一峰值电压；或者，在第二周期内，当运算放大器的输出电压从0逐渐升至最大正向峰值电压时，得到第二峰值电压。

17、保持组件，用于在方波脉冲信号的上升沿时，对第一峰值电压进行采样保持；或者，在方波脉冲信号的上升沿时，对第二峰值电压进行采样保持。

18、在一种可能的设计中，保持组件包括：控制开关、复位开关和采样组件。

19、复位开关的第一端与运算放大器的输出端电连接，控制开关的第一端电连接于复位开关的第一端与运算放大器的输出端之间，控制开关的第二端与采样组件的输入端电连接，采样组件的输出端与模数转换电路的输入端电连接，复位开关的控制端、控制开关的控制端和采样组件的控制端均与过零检测计数电路的输出端电连接，复位开关的接地端和采样组件的接地端均接地。

20、在一种可能的设计中，采样组件包括：第一电容器和开关管。

21、开关管的第一端与控制开关的第二端电连接，开关管的控制端与过零检测计数电路的输出端电连接，开关管的第二端接地，第一电容器与开关管并联连接。

22、在一种可能的设计中，采样器还包括：第二电容器，第二电容器与保持组件并联连接。

23、第二方面，本技术提供一种q值检测方法，该方法应用于上述第三方面及第三方面任一种可能的设计中的q值检测电路，该方法包括：

24、电压采样电路采集谐振电路的谐振电压，并分别向采样保持电路和过零检测计数电路传输谐振电压。

25、过零检测计数电路比较参考电压和所述谐振电压，分别得到方波脉冲信号和计数结果，并向采样保持电路传输方波脉冲信号和计数结果，计数结果用于确定方波脉冲信号的上升沿的个数，计数结果包括：第一计数结果第二计数结果。

26、采样保持电路根据方波脉冲信号和计数结果，对谐振电压的最大正向峰值电压进行采样保持，得到谐振电压的峰值电压，并向模数转换电路传输谐振电压的峰值电压。

27、模数转换电路对谐振电压的峰值电压进行模数转换，得到转换后的谐振电压的峰值电压，并向微处理器传输转换后的谐振电压的峰值电压。

28、微处理器根据转换后的谐振电压的峰值电压，得到q值检测结果。

29、第三方面，本技术提供一种异物检测方法，该方法应用于上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的q值检测电路，该方法包括：

30、根据q值检测结果，判断无线充电发射电路的工作范围内是否存在异物。

31、第四方面，本技术提供一种无线充电发射电路，包括：逆变电路、谐振电路以及上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的q值检测电路。

32、逆变电路和q值检测电路均与谐振电路电连接。

33、第五方面，本技术提供一种芯片，包括：上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的q值检测电路，或者上述第四方面中的无线充电发射电路。

34、第六方面，本技术提供一种电子设备，包括：上述第五方面中的芯片。