一种无线充电与有线充电自动切换控制器的制作方法

1.本实用新型涉及充电设备领域，具体涉及一种无线充电与有线充电自动切换控制器。


背景技术：

2.近几年，便携式充电产品被用户广泛接受，伴随着无线充电技术的发展，越来越多的产品被设计成同时支持无线充电与适配器有线充电。但是，现有的产品在无线充电时，如果要想切换为适配器有线充电，就必须先停止无线充电端，才能安全地进行适配器有线充电功能；普遍存在操作不便，充电体验感差的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种无线充电与有线充电自动切换控制器，实现无线充电与有线充电的无缝衔接和自动识别。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种无线充电与有线充电自动切换控制器，包括无线充电主控芯片、充电输出切换电路、有线充电输入接口和充电输出接口；
6.所述充电输出切换电路分别与无线充电主控芯片、有线充电输入接口和充电输出接口连接。
7.进一步地，所述无线充电主控芯片具有无线充电输入端、无线充电输出端和控制端；
8.所述充电输出切换电路包括第一p沟道场效应管和第二p沟道场效应管；
9.其中，所述第一p沟道场效应管的g极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端，d极连接到有线充电输入接口的供电引脚，s极连接到充电输出接口的正极；
10.所述第二p沟道场效应管的g极连接到地，d极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端，s极连接到充电输出接口的正极；
11.所述无线充电主控芯片的控制端与有线充电输入接口的供电引脚连接，所述充电输出接口的负极接地。
12.进一步地，所述充电输出切换电路还包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端，第一二极管的负极连接到第一p沟道场效应管的g极；所述第二二极管的正极连接到无线充电主控芯片的控制端，第二二极管的负极连接到第二p沟道场效应管的g极。
13.进一步地，所述充电输出切换电路还包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；
14.所述第一p沟道场效应管的g极通过第一电阻连接到地，所述第二p沟道场效应管的g极通过第二电阻连接到地；
15.所述有线充电输入接口的供电引脚通过互相并联的第一电容和第二电容连接到
地。
16.进一步地，所述第一p沟道场效应管和第二p沟道场效应管的型号为ao3401。
17.进一步地，所述有线充电输入接口为usb接口或type-c接口，所述供电引脚为usb接口或type-c接口的vbus引脚。
18.进一步地，所述无线充电与有线充电自动切换控制器还包括无线充电发射电路和无线充电接收电路，所述无线充电发射电路和无线充电接收电路无线供电连接，所述无线充电接收电路连接于无线充电主控芯片的无线充电输入端。
19.进一步地，所述无线充电主控芯片为型号为cv8065d的单片机。
20.本实用新型通过简单而巧妙的电路结构设计，利用充电输出切换电路实现了无线充电模式和有线充电模式的自动识别和无缝衔接切换。在提供了有线电源的情况下，优先切换至有线充电模式；在未提供有线电源的情况下，自动切换至无线充电模式；整个切换过程方便、安全、快捷。本实用新型通过较低的成本，大幅提升了充电设备的自动化和智能化，提高了用户的充电体验，能够广泛应用于各种充电设备中，具备广阔的市场前景。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的一种无线充电与有线充电自动切换控制器的电路结构框图。
22.图2是本实用新型实施例中的充电输出切换电路的电路原理图。
具体实施方式
23.下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。
24.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种无线充电与有线充电自动切换控制器，包括无线充电发射电路、无线充电接收电路、无线充电主控芯片、充电输出切换电路、有线充电输入接口cn2和充电输出接口cn1。
25.所述无线充电发射电路和无线充电接收电路无线供电连接，所述无线充电接收电路连接于无线充电主控芯片上。所述充电输出切换电路分别与无线充电主控芯片、有线充电输入接口cn2和充电输出接口cn1连接。
26.具体地，结合图2所示，所述无线充电主控芯片具有无线充电输入端ac、无线充电输出端rx_vout和控制端wpc_en。其中，无线充电主控芯片的无线充电输入端ac与无线充电接收电路连接。无线充电主控芯片通过无线充电接收电路，接收从无线充电发射电路发出的无线电能，并转换为可用于充电的无线充电电压，从无线充电输出端rx_vout输出。无线充电主控芯片的控制端wpc_en，则用于检测有线充电输入接口cn2是否有电压输入，当有线充电输入接口cn2有电压输入时，无线充电主控芯片关闭无线充电输出端rx_vout输出的无线充电电压。
27.所述充电输出切换电路包括第一p沟道场效应管q1、第二p沟道场效应管q2、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1和第二电容c2。
28.所述充电输出切换电路主要利用第一p沟道场效应管q1和第二p沟道场效应管q2实现无线充电和有线充电的自动切换。其中，简单来说，所述第一p沟道场效应管q1的g极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端rx_vout，d极连接到有线充电输入接口cn2的供
电引脚，s极连接到充电输出接口cn1的正极。所述第二p沟道场效应管q2的g极连接到地，d极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端rx_vout，s极连接到充电输出接口cn1的正极。
29.在本实用新型实施例中，所述有线充电输入接口cn2为usb接口或type-c接口，所述供电引脚为usb接口或type-c接口的vbus引脚，即如图2所示的第2引脚和第5引脚。
30.更具体地说，所述第一p沟道场效应管q1的g极通过第一二极管d1连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端rx_vout；其中，第一二极管d1的正极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端rx_vout，第一二极管d1的负极连接到第一p沟道场效应管q1的g极。第一p沟道场效应管q1的g极还通过第一电阻r1连接到地。第一p沟道场效应管q1的d极连接到有线充电输入接口cn2的第2引脚和第5引脚。第一p沟道场效应管q1的d极还连接到无线充电主控芯片的控制端wpc_en。第一p沟道场效应管q1的s极连接到充电输出接口cn1的正极。
31.所述第二p沟道场效应管q2的g极通过第二电阻r2连接到地。第二p沟道场效应管q2的g极还通过第二二极管d2连接到无线充电主控芯片的控制端wpc_en；其中，第二二极管d2的正极连接到无线充电主控芯片的控制端wpc_en，第二二极管d2的负极连接到第二p沟道场效应管q2的g极。第二p沟道场效应管q2的d极连接到无线充电主控芯片的无线充电输出端rx_vout。第二p沟道场效应管q2的s极连接到充电输出接口cn1的正极。
32.进一步地，所述无线充电主控芯片的控制端wpc_en与有线充电输入接口cn2的第2引脚和第5引脚连接。所述有线充电输入接口cn2的第1引脚和第6引脚、所述充电输出接口cn1的负极均连接到地。所述有线充电输入接口cn2的第2引脚和第5引脚连接后，通过互相并联的第一电容c1和第二电容c2连接到地。
33.进一步地，在本实施例中，所述第一p沟道场效应管q1和第二p沟道场效应管q2的型号为ao3401。所述无线充电主控芯片可以采用任意型号的单片机或其他处理器。本实施例采用型号为cv8065d的单片机。
34.本实施例的工作过程如下：
35.当进行无线充电时，无线充电主控芯片通过无线充电接收电路，接收从无线充电发射电路发出的无线电能，并转换为可用于充电的无线充电电压，从无线充电输出端rx_vout输出。无线充电电压一方面经过第一二极管d1传输到第一p沟道场效应管q1的g极，使第一p沟道场效应管q1保持在截止状态，防止误导通。无线充电电压另一方面从第二p沟道场效应管q2的d极流入，通过管体内续流二极管流向s极，此时第二p沟道场效应管q2的s极处于高电位，g极处于低电位，从而使第二p沟道场效应管q2完全导通；无线充电电压流经第二p沟道场效应管q2后，通过充电输出接口cn1流向待充电设备，实现无线充电。
36.在无线充电进行的过程中，如果有线充电输入接口cn2有适配器接入以进行有线充电，则有线充电电压从有线充电输入接口cn2的第2引脚和第5引脚输入。有线充电电压沿线路到达无线充电主控芯片的控制端wpc_en，无线充电主控芯片判断收到高电平后，立即关闭无线充电电压的输出，无线充电输出端rx_vout的电压立即变为0v。
37.同时，有线充电电压还从第一p沟道场效应管q1的d极流入，并通过管体内续流二极管流向s极。此时第一p沟道场效应管q1的s极处于高电位，g极处于低电位，从而使第一p沟道场效应管q1从截止状态变为完全导通；有线充电电压流经第一p沟道场效应管q1后，通过充电输出接口cn1流向待充电设备，实现有线充电。
38.另一方面，有线充电电压还经过第二二极管d2传输到第二p沟道场效应管q2的g极，使第二p沟道场效应管q2的状态从导通变为截止，完全切断了无线充电电压的输出路径。
39.通过以上流程，本实施例即实现了无线充电模式到有线充电模式的自动切换。反之，当有线充电输入接口cn2的适配器拔除时，本实施例又以相反的流程和相似原理实现了有线充电模式到无线充电模式的自动切换。
40.本实用新型通过简单而巧妙的电路结构设计，利用2个p沟道场效应管组合成的充电输出切换电路实现了无线充电模式和有线充电模式的自动识别和无缝衔接切换。在提供了有线电源的情况下，优先切换至有线充电模式；在未提供有线电源的情况下，自动切换至无线充电模式；整个切换过程方便、安全、快捷。本实用新型通过较低的成本，大幅提升了充电设备的自动化和智能化，提高了用户的充电体验，能够广泛应用于各种充电设备中，具备广阔的市场前景。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。