无线充电装置及无线充电系统的制作方法

本实用新型涉及通信领域，特别涉及一种无线充电装置及无线充电系统。

背景技术：

随着Qi无线充电标准的普及，集成无线充电功能的智能终端(如手机、平板电脑)越来越得到人们的青睐。但目前市面上大部分智能终端还不支持无线充电，要实现该功能，不仅需要在智能终端内部集成无线充电接收端，还需要外置一个无线充电接收模块(一般是Micro USB接口)。

众所周知，在手机或平权电脑内部集成无线充电接收端，不仅会增加机体厚度，使机体难以达到轻薄、便携的效果；还会增加后期限维护的难度。同时，外置的Micro USB接口，功能单一，很难满足市场上各种机型，不利于用户体验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无线充电装置及无线充电系统，使得无线充电接收端完全独立于电子设备，从而避免无线充电接收端对是电子设备厚度的影响，降低后期维护的难度。同时，摒弃传统的Micro USB接口，采用功能强大、普及程度大的USB Type C接口，也提升了装置的实用性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种无线充电装置，包括：主控电路、接收线圈电路及USB Type-C接口；接收线圈电路与主控电路连接，并将接收到的磁场能量转化成高频交流信号，输出给主控电路；主控电路与USB Type-C接口连接；主控电路将高频交流信号转化为直流稳压信号，在USB Type-C接口外接电子设备时，主控电路将直流稳压信号的一部分输出至USB Type-C接口。

本实用新型的实施方式还提供了一种无线充电系统，包括电子设备，还包括如上所述的无线充电装置；电子设备与无线充电装置通过USB Type-C接口连接。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，将无线充电装置独立于电子设备设计，既避免了无线充电装置对电子设备厚度的影响，也有利于后期的维护，使得无线充电装置的拆卸更加便利。同时，本实用新型摒弃传统的Micro USB接口，采用了功能强大(可支持正反插、音频输出及数据输出等)、普及度大的USB Type-C接口，实用性更强，使用范围更广，有助于提升用户的体验。

进一步地，无线充电装置还包括异物检测电路；异物检测电路与主控电路连接；异物检测电路在检测到接收线圈的能量损耗值超过预设值时，触发主控电路控制接收线圈电路停止接收磁场能量。有利于实现对无线充电装置的过流保护，减少过大的电流对无线充电装置寿命的影响。

进一步地，主控电路包括：同步整流器及稳压器；同步整流器将高频交流信号转化为直流信号，输出至稳压器；稳压器将直流信号转化为直流稳压信号。在主控电路中集成同步整流器及稳压器，有利于将接收到的高频交流信号成功转换为直流稳压信号，也有利于提高转换效率。

进一步地，无线充电装置还包括USB Type-C识别逻辑电路；USB Type-C识别逻辑电路与主控电路连接，USB Type-C识别逻辑电路检测到USB Type-C接口外接有电子设备时，触发主控电路将直流稳压信号的另一部分输出至USB Type-C接口。提供了一种识别外部电子设备接入的方法。

进一步地，USB Type-C识别逻辑电路通过I²C总线的时钟信号线SCL和数据线SDA与主控电路连接。提供了一种USB Type-C与主控电路的间通讯方式。

进一步地，USB Type-C接口的配置通道CC1、CC2与USB Type-C识别逻辑电路连接。提供一种USB Type-C识别逻辑电路与USB Type-C接口的通信方式。

进一步地，无线充电装置还包括电源电路；电源电路分别与主控电路及USB Type-C识别逻辑电路连接；主控电路将直流稳压信号的另一部分输出至电源电路；电源电路将接收到的直流稳压信号转化为3.3V的电压，并输出至USB Type-C识别逻辑电路。相比于传统充电电路中，将直流稳压信号转化为5V的电压而言，这种方式有利于减小功耗，提高传输效率。

进一步地，接收线圈电路包括接收线圈与若干个电容，接收线圈与电容并联。提供了一种接收线圈电路的组成方式。

进一步地，电子设备为手机或平板电脑。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本实用新型第一实施方式的无线充电装置的结构框图；

图2是根据本实用新型第二实施方式的无线充电装置的结构框图；

图3是根据本实用新型第二实施方式的接收线圈电路的结构示意图；

图4是根据本实用新型第二实施方式的主控电路的结构示意图；

图5是根据本实用新型第二实施方式的电源电路的结构示意图；

图6是根据本实用新型第二实施方式的USB Type-C识别逻辑电路的结构示意图；

图7是根据本实用新型第二实施方式的USB Type-C接口的结构示意图；

图8是根据本实用新型第二实施方式的异物检测电路的结构示意图；

图9是根据本实用新型第三实施方式的无线充电系统的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种无线充电装置。

如图1所示，该无线充电装置包括：主控电路、接收线圈电路及USB Type-C接口。

具体地，本实施方式中，接收线圈电路即双谐振电路，可将接收到的磁场能量通过谐振网络转化为高频交流信号，并输出至与其相连的主控电路。主控电路在接收到接收线圈电路输出的高频交流信号时，将高频交流信号转化为直流稳压信号。

在检测到USB Type-C接口外接电子设备时，主控电路与USB Type-C接口连接，并将直流稳压信号的一部分输出至USB Type-C接口。USB Type-C接口的供电管脚VBUS将直流稳压信号输出给外接的电子设备，从而达到向外接的电子设备充电的目的。

不难发现，本实施方式，将无线充电装置独立于电子设备设计，既避免了无线充电装置对电子设备厚度的影响，也有利于后期的维护，使得无线充电装置的拆卸更加便利。同时，本实用新型摒弃传统的Micro USB接口，采用了功能强大(可支持正反插、音频输出及数据输出等)、普及度大的USB Type-C接口，实用性更强，使用范围更广，有助于提升用户的体验。

本实用新型的第二实施方式涉及一种无线充电装置。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第二实施方式中，无线充电装置还包括USB Type-C识别逻辑电路，可通过USB Type-C识别逻辑电路识别USB Type-C接口是否外接电子设备(如图2所示)。

具体地，本实施方式中，如图3和图4所示，图3所示为接收线圈电路的示意图，图4所示为主控电路的示意图。接收线圈电路可由一个外置的接收线圈JP1及若干个电容并联组成。线圈接收电路中的通讯端口1、通讯端口2分别连接主控电路中集成芯片U1的通讯端口COMM1、COMM2，以通过不同的反射阻抗来与接收线圈进行通讯；钳位端口1、钳位端口2分别连接U1的钳位端口CLMP1、CLMP2，以通过提供较低阻抗来钳位接收线圈的电压；自举端口1、自举端口2分别连接U1的自举端口BOOT1、BOOT2，用于驱动同步整流器的自举电容端口；交流端口1分别连接U1的交流端口AC1_1至AC1_3，交流端口2分别连接U1的交流端口AC2_1至AC2_3，将高频交流信号输出至主控电路。

如图4所示，主控电路的集成芯片U1上集成有低阻抗的同步整流器、低压差的稳压器、电压/电流回路等。同步整流器可将来自线圈接收电路的高频交流信号通过全波整流转化成直流信号；稳压器可将该直流信号转换成直流稳压信号，并通过输出端口VOUT(值得一提的是，图4中标出的4个输出端口VOUT指的是同一个)将直流稳压信号的一部分输出给电源电路。

如图5所示为电源电路示意图，图5中的VOUT即是主控电路的输出端口VOUT。本实施方式中的电源电路可为宽输入的直流-直流(DC-DC)转换器。该转换器将接收到的直流稳压信号转换为3.3V后经输出端V3P3A输出至USB Type-C识别逻辑电路，从而保证USB Type-C识别逻辑电路的正常供电。

如图6所示为USB Type-C识别逻辑电路的示意图，图6中的V3P3A即为电源电路的输出端V3P3A，值得一提的是，图6中标出的3个V3P3A指的是同一个。USB Type-C识别逻辑电路的集成芯片U2的配置通道CC1、CC2分别通过电阻R14、R15与USB Type-C接口(如图7所示)的配置通道CC1、CC2连接；并通过I²C总线的时钟信号线SCL和数据线SDA与主控电路通信。当USB Type-C识别逻辑电路通过配置通道CC1、CC2的信号识别出USB Type-C接口中插入电子设备(如手机、平板电脑)时，触发主控电路的输出端口与VOUT与USB Type-C接口的供电管脚VBUS连接。主控电路将直流稳压信号的另一部分通过该供电管脚VBUS输出给外接的电子设备，从而达到向外接的电子设备充电的目的。

值得一提的是，本实施方式中，无线充电装置还可包括异物检测电路(如图8所示)，异物检测电路中的指示端口与主控电路的集成芯片U1的指示端口PMODE连接；限流端口与U1的限流端口ILIM连接；整流端口分别与U1的整流端口RECT_1至RECT_4连接；异物检测端口与U1的异物检测端口FOD连接。用户在使用本实施方式中的无线充电装置时，若不小心将金属物质放在接收线圈电路中的接收线圈JP1上，就会导致接收线圈发热，引起能量损耗，影响装置的使用寿命。本实施方式中，可设置异物检测电路检测接收线圈的能量损耗，当能量损耗达到一定预设值(可根据实际情况灵活设定)时，则判定接收线圈上放有金属异物，此时，异物检测电路可通知主控电路，使主控电路控制接收线圈电路停止接收磁场能量。

本实施方式，通过USB Type-C识别逻辑电路检测USB Type-C接口是否外接电子设备，并在检测到USB Type-C接口外接电子设备时，触发主控电路与到USB Type-C接口连接，使主控电路通过USB Type-C接口向外接的电子设备充电。这种方式有利于及时检测到外接的是设备，提高工作效率。同时，本实施方式设置异物检测电路，也有利于实现对无线充电装置的过流保护，减少过大的电流对无线充电装置寿命的影响。

本发明的第三实施方式涉及一种无线充电系统。

如图9所示，该无线充电系统包括电子设备及如第一实施方式或第二实施方式所述的无线充电装置。该电子设备可以是手机、平板电脑等智能终端。在电子设备需要充电时，可将该电子设备通过相关数据线与无线充电装置的USB Type-C接口连接。无线充电装置在检测到外接入USB Type-C接口的电子设备时，就会通过USB Type-C接口的供电管脚VBUS向电子设备输出直流稳压信号。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。