一种无线充电系统可自断电保护电路及方法与流程

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种无线充电系统可自断电保护电路及方法。

背景技术：

随着社会的不断发展，电力资源的使用已经渗入到人们生活中的各个方面，而电力资源的使用并不是绝对安全的。当供电回路中出现异常情况时，就需要断开供电回路。

现有技术中，当出现需要断开供电回路的情况时，只能通过人为手动的方式断开开关，从而断开供电回路，这种控制断电的方式较为单一，并且在实际操作过程中，可能并不能及时断开供电回路，这对电路中的器件造成了极大的损害。

因此，如何在需要的情况下及时断开供电回路，是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无线充电系统可自断电保护电路及方法，在需要的情况下及时断开供电回路。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线充电系统可自断电保护电路，第一开关、第二开关、第三开关、cpu；

其中，所述第三开关为常开型自复位开关，并在所述cpu启动后复位；

所述第一开关和所述第二开关串联于电源和所述cpu构成的供电回路中；

在启动所述cpu时，所述第二开关断开，且所述第一开关和所述第三开关均闭合以控制所述cpu启动；

所述cpu在启动后控制所述第二开关闭合或断开。

优选地，所述第一开关和所述第二开关串联于电源和所述cpu构成的供电回路中具体为：

所述第一开关的第一端与所述电源的第一端和所述第三开关的第一端同时连接，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端和所述第三开关的第二端均与所述cpu的第一输入端连接，所述cpu的第二输入端与所述电源的第二端连接。

优选地，所述第一开关和所述第三开关具体为双节点型第四开关；所述第一开关对应所述第四开关的第一节点的常闭型自复位开关，所述第三开关对应所述第四开关的第二节点的常开型自复位开关。

优选地，还包括采集电路，所述采集电路的第一输入端同时与所述第二开关的第二端和所述第三开关的第二端连接，所述采集电路的第二输入端与所述电源的第二端连接，所述采集电路的输出端与所述cpu连接。

优选地，还包括上位机及通信电路，所述通信电路的第一端与所述cpu连接，所述通信电路的第二端与所述上位机连接。

本发明还提供一种无线充电系统可自断电保护的方法，基于权利要求上述任意一种无线充电系统可自断电保护电路，包括：

cpu启动后控制第二开关闭合；

所述cpu实时判断是否需要控制所述第二开关断开；

如果是，所述cpu控制断开所述第二开关，否则，进入所述cpu实时判断是否需要控制所述第二开关断开的步骤。

优选地，所述cpu判断出需要控制所述第二开关断开后，进一步包括：

所述cpu发送断电标志的信息，并延时设定的时间后，进入所述控制所述第二开关断开的步骤。

优选地，所述cpu实时判断是否需要控制所述第二开关断开具体为：

所述cpu实时检测采集电路的输出信号；

所述cpu根据预先设定的范围判断所述采集电路的输出信号是否存在异常；

如果是，所述cpu需要控制所述第二开关断开，否则所述cpu不需要控制所述第二开关断开。

优选地，所述cpu实时判断是否需要控制所述第二开关断开具体为：

所述cpu实时检测接收到的上位机的指令，并判断是否为断电指令；

如果是，所述cpu需要控制所述第二开关断开，否则，所述cpu不需要控制所述第二开关断开。

优选地，所述cpu实时判断是否需要控制所述第二开关断开具体为：

所述cpu实时检测所述采集电路的输出信号，并根据预先设定的范围判断所述输出信号是否存在异常；

所述cpu实时检测接收到的上位机的指令，并判断是否为断电指令；

所述cpu实时检测所述cpu及其外围电路是否存在异常；

若输出信号存在异常或所述上位机的指令为断电指令或所述cpu及其外围电路存在异常，所述cpu需要控制所述第二开关断开，否则，所述cpu不需要控制所述第二开关断开。

本发明提供的无线充电系统可自断电保护电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、cpu；其中，第三开关为常开型自复位开关，并在cpu启动后复位；第一开关和第二开关串联于电源和cpu构成的供电回路中；在启动cpu时，第二开关断开，且第一开关和第三开关均闭合以控制cpu启动；cpu在启动后控制第二开关闭合或断开。由于cpu启动后控制第二开关闭合，第一开关和第二开关串联于电源和cpu构成的供电回路中，第一开关和第二开关均可以控制供电回路断电，而cpu可以控制第二开关断开，因此，本发明提供的无线充电系统可自断电保护电路，在需要的情况下能够更及时地断开供电回路。本发明提供的无线充电系统可自断电保护的方法，效果如上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图2为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图3为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图5为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图6为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护的方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的目的是提供一种无线充电系统可自断电保护电路及方法，在需要的情况下及时断开供电回路。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图。

无线充电系统可自断电保护电路包括第一开关k1、第二开关k2、第三开关k3及cpu10。其中，第三开关k3为常开型自复位开关，并在cpu10启动后复位。第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中。在启动cpu10时，第二开关k2断开，且第一开关k1和第三开关k3均闭合以控制cpu10启动。cpu10在启动后控制第二开关k2闭合或断开。

如图1所示，vin+表示电源的正端，vin-表示电源的负端。需要说明的是，虽然图中表示的第一开关k1和第三开关k3与电源的正端vin+连接，但并不代表第一开关k1和第三开关k3必须与电源的正端vin+连接，第一开关k1和第三开关k3也可以与电源的负端vin-连接，本发明对此不作限定。

第三开关k3为常开型自复位开关，启动cpu10时，操作第三开关k3闭合。需要说明的是，虽然图中第三开关k3为按钮形式的常开型自复位开关，但是并不代表第三开关k3必须为按钮开关，第三开关k3也可以是无线遥控开关，或者其他类型的开关，本发明对第三开关k3的具体形式不作限定。

上电时，cpu10启动前，第二开关k2是断开的，当第三开关k3和第一开关k1闭合时，电源通过第三开关k3构成的回路为cpu10供电，cpu10通电后，控制第二开关k2闭合并保持闭合的状态。由于第三开关k3是自复位开关，所以第三开关k3闭合后又断开。此时，电源通过第一开关k1和第二开关k2构成的供电回路为cpu10供电。可以看出，第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中。

断电时，需要断开供电回路，由于第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中，所以第一开关k1和第二开关k2任何一个断开，电源均不再为cpu10供电。第二开关k2可以直接由cpu10控制断开。对于第一开关k1，可以手动断开，这时供电回路断开，当cpu10断电时，不再控制第二开关k2保持闭合的状态，而是控制第二开关k2断开。

cpu10可以在上电初始化时控制闭合第二开关k2，可以理解的是，cpu10必然具有其外围电路，虽然图1中并没有显示出来外围电路，但并不代表cpu10没有外围电路。

第二开关k2是可以被cpu10控制的开关，可以是三极管、mos管、光耦或继电器、接触器等，cpu10可以控制三极管、mos管、光耦或继电器、接触器等完成相应的操作从而达到断开供电回路的目的即可，本发明对第二开关k2的具体类型不作限定。

需要说明的是，第一开关k1可以是一般的机械开关，在上电时手动闭合第一开关k1；断电时，手动断开第一开关k1。当然第一开关k1还可以是常闭型自复位开关，在上电时由于第一开关k1是闭合的，所以不用再手动闭合第一开关k1；断电时，手动断开第一开关k1，由于cpu10断电，从而第二开关k2断开，即使第一开关k1复位后闭合，由于第二开关k2是断开的，所以供电回路也不再导通。当第一开关k1是常闭型自复位开关时，可以是常闭型按钮开关，也可以是无线遥控开关，或者其他类型的开关，在此不再赘述。

需要说明的是，第一开关k1并不是必须按照图1所示的连接方式连接，第一开关k1也可以是其他的连接方式，只要满足当第三开关k3断开后，第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中即可。第一开关k1与第三开关k3的连接没有关系。

需要说明的是，电源可以是电池组或电池，也可以是其他形式的电源，本发明对电源的具体类型不作限定。

本实施例提供的无线充电系统可自断电保护电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、cpu；其中，第三开关为常开型自复位开关，并在cpu启动后复位；第一开关和第二开关串联于电源和cpu构成的供电回路中；在启动cpu时，第二开关断开，且第一开关和第三开关均闭合以控制cpu启动；cpu在启动后控制第二开关闭合或断开。由于cpu启动后控制第二开关闭合，第一开关和第二开关串联于电源和cpu构成的供电回路中，第一开关和第二开关均可以控制供电回路断电，而cpu可以控制第二开关断开，因此，本发明提供的无线充电系统可自断电保护电路，在需要的情况下能够更及时地断开供电回路。

结合图1所示，在上述实施例的基础上，在一些具体实施方式中，第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中具体为，第一开关k1的第一端与电源的第一端和第三开关k3的第一端同时连接，第一开关k1的第二端与第二开关k2的第一端连接，第二开关k2的第二端和第三开关k3的第二端均与cpu10的第一输入端连接，cpu10的第二输入端与电源的第二端连接。

在本实施例的基础上，第一开关k1和第二开关k2的位置也可以互换，同样可以实现本发明的目的。

需要说明的是，虽然图中显示的第一开关k1的第一端和第三开关k3的第一端均与电源的正端vin+连接，但并不代表第一开关k1的第一端和第三开关k3的第一端必须与电源的正端vin+连接，第一开关k1的第一端和第三开关k3的第一端还可以与电源的负端vin-连接，本发明对此不作限定。需要说明的是，电源可以是电池组或电池，也可以是其他形式的电源，本发明对电源的具体类型不作限定。

图2为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图，如图2所示，在上述实施例的基础上，当第一开关k1为常闭型自复位开关时，为了减小电路板的尺寸，作为优选地实施方式，第一开关和第三开关具体为双节点型第四开关k4；第一开关对应第四开关k4的第一节点1的常闭型自复位开关，第三开关对应第四开关k4的第二节点2的常开型自复位开关。

需要说明的是，第四开关k4具体可以为集成两个节点功能的钥匙选择开关，钥匙选择开关可以自由选择操作两个节点。第四开关k4具体还可以为具备两个节点的开关组合。本发明对第四开关k4的具体形式不作限定。

图3为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图。

结合图3所示，在上述实施例的基础上，在一些具体实施方式中，第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中具体为，第一开关k1的第一端与电源的第一端连接，第一开关k1的第二端同时与第二开关k2的第一端和第三开关k3的第一端连接，第二开关k2的第二端和第三开关k3的第二端均与cpu10的第一输入端连接，cpu10的第二输入端与电源的第二端连接。

图4为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图。

结合图4所示，在上述实施例的基础上，在一些具体实施方式中，第一开关k1和第二开关k2串联于电源和cpu10构成的供电回路中具体为，第二开关k2的第一端和第三开关k3的第一端均与电源的第一端连接，第二开关k2的第二端与第三开关k3的第二端均与第一开关k1的第一端连接，第一开关k1的第二端与cpu10的第一输入端连接，电源的第二端与cpu10的第二输入端连接。

在上述实施例的基础上，第二开关k2和第三开关k3的第二输入端还可以直接与cpu10的第一输入端连接。第一开关k1的第一端与电源的第二端连接，第一开关k1的第二端与cpu10的第二输入端连接。

图5为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图。

在上述实施例的基础上，当电源为供电电池时，为了使cpu10能够监控供电电池的电压，以便根据供电电池的状况判断是否需要控制第二开关k2断开，作为优选地实施方式，还包括采集电路50，采集电路50的第一输入端同时与第二开关k2的第二端和第三开关k3的第二端连接，采集电路50的第二输入端与供电电池的第二端连接，采集电路50的输出端与cpu10连接。

需要说明的是，采集电路50采集的可以是电压，也可以是电流，采集电路50具体可以包括分压电路或分流电路、滤波电路，信号放大电路、a/d转换电路等。

cpu检测采集电路的输出信号，并根据输出信号判断是否需要控制第二开关断开，从而使供电电池停止供电。这样，当供电电池出现异常时，可以更加及时地断开供电回路。

在上述实施例的基础上，为了使cpu10接收指令并根据指令控制第二开关k2断开，作为优选地实施方式，无线充电系统可自断电保护电路还包括上位机52及通信电路51，通信电路51的第一端与cpu10连接，通信电路51的第二端与上位机52连接。

上位机可以是应用系统，当上位机发送断电指令时，cpu控制第二开关断开，可以根据上位机的指令判断是否需要断开第二开关，从而断开供电回路。

图6为本发明实施例提供的另一种无线充电系统可自断电保护电路的电路图。

下面以该电路在电动汽车无线充电系统上的应用为例，对本发明提供的无线充电系统可自断电保护电路进行详细说明。

结合图5和图6所示，在上述实施例的基础上，由于该电路是应用于电动汽车上，因此，电源为供电电池b，第一开关k1和第三开关k3具体为双节点型自复位的第四开关k4。第一开关k1具体为第四开关k4第一节点1的开关，第一节点1的开关为常闭型自复位开关。第三开关具体为第四开关k4第二节点2的开关，第二节点2的开关为常开型自复位开关。上位机52具体为电动车动力电池管理系统64和地面通信控制单元65，相对应地，通信电路51具体为can通信电路61和无线通信电路62。

第四开关k4的第一节点1的开关的第一端和第二节点2的开关的第一端均与供电电池b的第一端连接，第四开关k4的第一节点1的开关的第二端与第二开关k2的第一端连接，第四开关k4的第二节点2的开关的第二端和第二开关k2的第二端连接，并同时与采集电路50的第一输入端和电源变换电路60的第一输入端连接，采集电路的50的第二输入端与供电电池b的第二端连接，电源变换电路60的第二输入端也与供电电池b的第二端连接。电源变换电路60的输出端与cpu10连接，采集电路50的输出端与cpu10连接。cpu10与can通信电路61连接，can通信电路61与电动车动力电池管理系统64连接。cpu10还与无线通信电路62连接，无线通信电路62可以与地面通信控制单元65进行通信。

第二开关k2、电源变换电路60、采集电路50、cpu10、can通信电路61和无线通信电路62构成无线充电系统63。

需要说明的是，由于cpu10必然包括外围电路，因此，无线充电系统可自断电保护电路必然包括电源变换电路60，电源变换电路60可以将输入的电压值变换为多个电压值，例如输出的电压值可以为3.3v、5v、±15v等，并为cpu10及其外围电路供电，这样供电电池b就可以为多个cpu10供电。需要说明的是，虽然上述各个实施例对应的图中没有画出电源变换电路60，但并不代表上述实施例中不包括电源变换电路60。

当电源为cpu及其外围电路供电时，一方面，cpu可以通过can通信电路接收电动车管理系统发送的信息，也可以通过无线通信电路接收地面通信控制单元发送的信息，还可以接收采集电路输出的信号，从而判断是否需要控制第二开关闭合，从而自动控制供电回路断开。另一方面，可以通过手动断开第四开关的第一节点的开关控制供电回路断开。使断电的方式更加多样化，可以更加及时地断开供电回路。

上文中对于无线充电系统可自断电保护电路的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电路，本发明实施例提供一种与该电路对应的无线充电系统可自断电保护的方法。由于方法部分的实施例与电路部分的实施例相互对应，因此方法部分的实施例请参照电路部分的实施例描述，这里不再详细赘述。

图7为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护的方法的流程图。如图7所示，包括：

s70：cpu启动后控制第二开关闭合。

cpu在上电启动后控制第二开关闭合。控制第二开关闭合的过程可以在cpu上电初始化时进行。

s71：cpu实时判断是否需要控制第二开关断开。

如果是，进入步骤s72，否则，进入步骤s71。

s72：cpu控制断开第二开关。

cpu控制第二开关断开，具体地，cpu可以控制输出一定的电信号从而达到断开第二开关的目的。

cpu启动后控制第二开关闭合，从而电源通过第一开关和第二开关构成的供电回路为cpu供电。cpu实时判断是否需要控制第二开关断开，如果是，控制第二开关断开，否则，继续实时判断是否需要控制第二开关断开。可以看出，除了手动控制供电回路断开外，cpu还可以控制第二开关断开，从而控制供电回路断开。因此，断开供电回路的方式更加丰富，并且可以在需要时更加及时地断开供电回路，保护了供电电路的安全。

在上述实施例的基础上，为了防止由于供电回路突然断电对应用系统造成损害，作为优选地实施方式，cpu判断出需要控制第二开关断开后，进一步包括，cpu发送断电标志的信息，并延时设定的时间后，进入控制第二开关断开的步骤。

cpu可以设置一定的延迟时间，先发送断电标志的信息，使应用系统及时做好断电准备，达到延迟时间后，再断开供电回路，保护了应用系统的安全。

在上述实施例的基础上，为了保护供电电池的安全，防止在供电电池出现欠压时持续供电，cpu实时判断是否需要控制第二开关断开具体为，cpu实时检测采集电路的输出信号，cpu判断采集电路的输出信号是否存在异常，如果是，cpu需要控制第二开关断开，否则cpu不需要控制第二开关断开。

采集电路的输出信号与供电电池的电压有关，cpu检测采集电路的输出信号，判断采集电路的输出信号是否异常，具体地，可以将检测到的采集电路的输出信号与一个设定值比较，通过比较结果判断采集电路的输出信号是否存在异常，如果是，说明电池欠压，cpu需要控制第二开关断开。

在上述实施例的基础上，为了通过上位机的指令控制断开供电回路，cpu实时判断是否需要控制第二开关断开具体为，cpu实时检测接收到的上位机的指令，并判断是否为断电指令；如果是，cpu需要控制第二开关断开，否则，cpu不需要控制第二开关断开。

在上述实施例的基础上，为了在cpu及其外围电路自身出现故障时及时断开供电回路，cpu实时判断是否需要控制第二开关断开具体为cpu实时检测cpu及外围电路是否存在异常，如果是，cpu需要控制第二开关断开，否则，cpu不需要控制第二开关断开。

图8为本发明实施例提供的一种无线充电系统可自断电保护的方法的流程图。

下面以图6所示的无线充电系统可自断电保护电路的应用场景为例，对本发明提供的无线充电系统可自断电保护的方法进行详细说明。如图8所示，该方法包括步骤：s80：控制第四开关k4第二节点2的常开开关闭合。

第四开关k4的第二节点2的常开开关闭合后，供电电池通过第四开关k2的第二节点2的开关构成的供电回路为cpu10供电，从而cpu10上电。

s70：cpu10启动后控制闭合第二开关k2。

cpu10启动后，可以在初始化的过程中通过软件闭合第二开关k2。

s81：cpu10实时检测cpu10及外围电路，并判断是否出现故障；cpu10实时检测供电电池组b电压，并判断是否欠压；cpu10实时检测接收到的上位机指令，判断是否为断电指令。

如果cpu10及其外围电路出现故障或电池组电压组b欠压或cpu10接收到的上位机的指令为断电指令，进入步骤s82，否则，进入步骤s81。

可以理解的是，cpu10及其外围电路故障时具体可以表现为cpu10检测到输出短路或过流。

s82：cpu10通过can通信电路61向电动车电池管理系统64上报断电指令，cpu10通过无线通信电路62向地面通信控制单元65上报断电指令。

cpu10向电动车动力电池管理系统64和地面通信控制单元65发送断电指令，以便电动车动力电池管理系统64和地面通信控制单元65执行相应的操作，避免由于供电回路突然切断对电动车动力电池管理系统64和地面通信控制单元65造成损害。

s83：根据设定的时间cpu10延时相应的时间。

可以预先设定时间，cpu10延迟设定时间后再控制断开第二开关。

s72：cpu10控制断开第二开关k2。

cpu在控制断开第二开关之前，向电动车动力电池管理系统和地面通信控制单元发送断电标志。cpu可以设置一定的延迟时间以便发送断电标志，然后再断开供电回路，这样就可以确保地面通信控制单元和电动车电力电池组管理单元按照时间逻辑执行保护动作，避免充电回路电压或电流过大时的切断操作，造成对执行开关的冲击或损坏，这样，当出现上述任意一种需要断电的情况时，cpu均可以控制第二开关断开，从而控制供电回路断开。这样，就可以在需要的情况下，及时断开供电回路。

以上对本发明所提供的无线充电系统自断电保护电路及方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。