一种usb无线充电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种USB无线充电装置，包括USB插头，第一开关电路、主控芯片、无线充电芯片、以及电压检测电路，主控芯片的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制端连接，所述无线充电芯片的电源输出端一路通过所述第一开关电路与所述USB插头的电源端连接，另外一路与所述主控芯片的电源端连接；所述电压检测电路的输入端与所述无线充电芯片的电源输出端和第一开关电路连接，输出端与所述主控芯片的A/D转换端连接。本发明的USB无线充电装置，通过检测无线充电芯片的输出电压并控制无线充电芯片通过USB插头的电源端为电子设备充电，实现了为不带无线充电功能的电子设备进行无线充电，提高无线充电装置的使用率，使得无线充电的优势更广泛的惠及普通的电子类产品。
【专利说明】
一种USB无线充电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种充电装置，具体地说，是涉及一种USB无线充电装置。
【背景技术】
[0002]伴随着无线充电技术的发展，该技术越来越多的用在消费类电子产品中，由于老式的电子产品通常使用USB接口通过电源适配器进行充电，同时考虑到手机体积及成本要求，很多新上市的电子产品也不具有无线充电功能，仍然采用惯用的USB接口通过电源适配器进行充电，基于此，如何在不改变普通的电子类产品充电电路的前提下，提高无线充电装置的使用率和为老式消费类电子产品增加无线充电功能，使得无线充电的优势更广泛的惠及普通的电子类产品，是本发明主要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有未专门设置无线充电电路的电子产品无法进行无线充电的技术问题，提出了一种USB无线充电装置，可以对具有USB接口的电子产品进行无线充电。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种USB无线充电装置，包括USB插头，第一开关电路、主控芯片、无线充电芯片、以及电压检测电路，所述主控芯片的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制端连接，所述无线充电芯片的电源输出端一路通过所述第一开关电路与所述USB插头的电源端连接，用于输出充电电压，另外一路与所述主控芯片的电源端连接，用于为所述主控芯片提供工作电压;所述电压检测电路的输入端分别与所述无线充电芯片的电源输出端和第一开关电路连接，输出端与所述主控芯片的A/D转换端连接，所述电压检测电路用于将所述无线充电芯片充电时输出的电流转换为电压信号，并发送至所述主控芯片进行检测，所述主控芯片根据检测结果生成开关控制信号发送至所述第一开关电路，用于控制所述第一开关电路的导通状态。
[0005]进一步的，还包括第二开关电路，所述第二开关电路连接在所述无线充电芯片的电源输出端与所述主控芯片的电源端之间。
[0006]进一步的，所述第一开关电路两端并联一个二极管，所述二极管的阳极与所述USB插头的电源端连接，阴极经过电压检测电路与所述无线充电芯片的电源输出端连接。
[0007]进一步的，还包括报警电路，所述报警电路与所述主控芯片的报警信号输出端连接。
[0008]进一步的，所述报警电路包括一发光二极管，所述发光二极管的阳极与所述主控芯片的报警信号输出端连接，阴极经限流电阻连接至地端。
[0009]进一步的，所述第一开关电路包括第一PMOS管，所述第一 PMOS管的栅极与所述主控芯片的开关控制信号输出端连接，漏极与所述USB插头的电源端连接，源极与所述无线充电芯片的电源输出端连接。
[0010]进一步的，所述电压检测电路包括运算放大电路和第一电阻，所述第一电阻串联在所述无线充电芯片的电源输出端与所述USB插头的电源端之间，所述运算放大电路采集所述第一电阻两端的电压并进行放大，通过所述主控芯片的A/D转换端输入至主控芯片。
[0011]进一步的，所述第二开关电路包括第二PMOS管，所述第二 PMOS管的栅极和源极与所述无线充电芯片的电源输出端连接，漏极其中一路与所述主控芯片的电源端连接，另外一路与所述运算放大器的电源端连接。
[0012]进一步的，所述USB插头的数据收发端与所述主控芯片的第一数据收发端连接，所述主控芯片的第二数据收发端与所述无线充电芯片的数据收发端连接。
[0013]进一步的，所述USB插头为type A型插头、type B型插头、type C型插头、mini USB插头、或者microUSB插头中的一种。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明的USB无线充电装置，通过检测无线充电芯片的输出电压并控制无线充电芯片通过USB插头的电源端为电子设备充电，可实现为不带无线充电功能的电子设备进行无线充电，提高无线充电装置的使用率，使得无线充电的优势更广泛的惠及普通的电子类产品。
[0015]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图。
[0017]图1是本发明所提出的USB无线充电装置的一种实施例原理方框图；
图2是本发明所提出的USB无线充电装置的一种实施例电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]目前市场上的安卓手机、平板电脑、蓝牙音箱、智能可穿戴产品等电子设备，通常使用USB接口通过电源适配器进行充电，伴随着无线充电技术的发展，无线充电技术也逐渐应用在各种电子设备中，但是大多数消费者已经购买的为不具有无线充电功能的电子产品，由于此类电子产品的更新淘汰频率没有那么高，因此无法享受到无线充电功能，基于此，本发明针对只能使用USB接口通过电源适配器进行充电的电子设备，提出了一种USB无线充电装置，能够为该类电子设备进行无线充电。
[0019]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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]实施例一，本实施例提出了一种USB无线充电装置，如图1所示，包括USB插头，第一开关电路、主控芯片、无线充电芯片、以及电压检测电路，主控芯片的开关控制信号输出端与第一开关电路的控制端连接，无线充电芯片的电源输出端一路通过第一开关电路和电压检测电路与所述USB插头的电源端连接，用于输出充电电压，另外一路与主控芯片的电源端连接，用于为主控芯片提供工作电压；电压检测电路的输入端与第一电阻两端连接，输出端与主控芯片的A/D转换端连接，电压检测电路用于将所述无线充电芯片充电时输出的电流转换为电压信号，并发送至主控芯片进行检测，主控芯片根据检测结果生成开关控制信号发送至所述第一开关电路，用于控制第一开关电路的导通状态。本实施例的USB无线充电装置，其USB插头与电子设备的USB接口相适配，当本USB无线充电装置插入至电子设备的USB接口时，若此时外界具有无线充电发射源时，无线充电芯片的电源输出端将电磁波信号进行转换并输出电压，电压检测电路检测充电时充电回路的电流在安全范围内，控制第一开关电路导通，通过USB插头为电子设备充电，同时无线充电芯片用于为主控芯片提供工作电压，可实现为不带无线充电功能的电子设备进行无线充电，提高无线充电装置的使用率，使得无线充电的优势更广泛的惠及普通的电子类产品。
[0021 ] USB插头的类型可以为type A型插头、type B型插头、type C型插头、mini USB插头、或者microUSB插头中的一种。
[0022]如图1所示，本USB无线充电装置还包括第二开关电路，第二开关电路连接在所述无线充电芯片的电源输出端与所述主控芯片的电源端之间。第二开关电路用于控制对主控芯片和运算放大器的供电。
[0023]优选在本实施例中，如图2所示，第一开关电路包括第一PMOS管Dl，所述第一PMOS管Dl的栅极与所述主控芯片Ul的开关控制信号输出端连接，漏极与所述USB插头U3的电源端连接，源极经第一电阻与所述无线充电芯片U2的电源输出端连接。当无线充电芯片U2的电源输出端输出高电平时，说明无线充电芯片U2能够进行无线充电，无线充电芯片U2的电源输出端一路为主控芯片Ul提供工作电压，主控芯片Ul工作，主控芯片Ul的开关控制信号输出端输出低电平，控制第一 PMOS管Dl导通，无线充电芯片U2的电源输出端通过USB插头U3的电源端输出充电电压。
[0024]为防止无线充电芯片U2输出的充电电压较高，损坏电子设备，所述第一开关电路两端并联有二极管D3，二极管D3的阳极与USB插头U3的电源端连接，阴极与无线充电芯片U2的电源输出端连接。
[0025]第一 PMOS管Dl和二极管D3构成一个电压导向开关，PMOS场效应管Dl的源极和二极管D3的阴极通过一个低阻抗电阻Rl与无线电充电芯片2的电压输出管脚相连，在MCUl的控制下可进行充电时充电回路的电流检测。
[0026]当本USB无线充电装置插入至电子设备的USB接口时，若此时外界没有无线充电发射源时，无线充电芯片U2不输出电源电压，如果此时电子设备的电池电量较充足时，则电子设备的电池电压经过二极管D3、第二开关电路为主控芯片Ul提供工作电压，主控芯片Ul工作，消耗电子设备中的电池电量，为了防止对电子设备的电能造成不必要的浪费，因此还包括报警电路，所述报警电路与所述主控芯片Ul的报警信号输出端连接。当出现该种状况时，主控芯片Ul输出报警信号，控制报警电路进行报警提示，用户将USB无线充电装置从电子设备上拔下，或者打开无线充电发射源即可解除报警。
[0027]作为一个优选的实施例，本实施例中报警电路包括一发光二极管D4和一限流电阻R4，该发光二极管D4的阳极与主控芯片Ul的报警信号输出端连接，阴极经限流电阻R4连接地端，主控芯片Ul通过报警信号输出端输出高电平，发光二极管D4点亮进行报警提示。
[0028]如图2所示，本实施例中电压检测电路包括运算放大电路和第一电阻Rl，运算放大电路包括运算放大器Ql以及第二电阻R2、第三电阻R3，第一电阻Rl串联在无线充电芯片U2的电源输出端与USB插头U3的电源端之间，运算放大器Ql采集第一电阻Rl两端的电压并进行放大输出至主控芯片Ul的A/D转换端，运算放大器Ql与电阻Rl、R2、R3构成电压检测电路，通过检测第一电阻Rl两端的电压，由于第一电阻Rl的阻值已知，因此第一电阻Rl两端的电压与经过其的电流成正比，主控芯片Ul通过检测第一电阻Rl两端的电压实际监控的是经过第一电阻Rl的电流，当第一电阻Rl两端的电压超过预设限值时，说明无线充电芯片U2输出的电流超过了限值，主控芯片Ul通过控制第一开关电路关闭以保护电子设备，另一方面可烧毁第一电阻Rl达到保护电子设备的目的。
[0029]由于PMOS管有功耗低，响应速度快的优点，在本实施例中第二开关电路包括第二PMOS管D2，第二 PMOS管D2的栅极和源极与所述无线充电芯片U2的电源输出端连接，漏极其中一路与主控芯片Ul的电源端连接，另外一路与所述运算放大器的电源端连接，当第二PMOS管D2导通时，无线充电芯片U2其中一路为主控芯片Ul提供工作电压，另外一路为运算放大器Ql提供工作电压。当第二 PMOS管D2的源极有高电平时，该场效应管打开，给主控芯片Ul及运算放大器供电，反之，关闭。
[0030]本USB无线充电装置有四种状态:装置插入低电压电子设备不进行充电，装置插入低电压电子产品进行充电，装置插入非低电压电子产品进行充电，装置插入电脑进行系统升级和参数调整四中状态，工作原理分别详述如下:
当该USB无线充电装置插入低电压电子设备，且该装置附近没有无线充电发射源时，由于无线充电芯片U2接收不到无线电波，第一 PMOS管Dl的源极和二极管D3的阴极电压为低，如果此时电子设备的电池电压经过二极管D3和电阻Rl分压之后不能将第二开关电路导通，则该USB无线充电装置处与不工作状态，整个装置系统不运行。
[0031]当该USB无线充电装置插入低电压电子设备，且该装置靠近无线充电发射源时，无线充电芯片U2的电源输出管脚输出高电平，此时第二 PMOS管D2导通，系统开始供电。主控芯片Ul控制将第一 PMOS管Dl打开，由于二极管D3阴极的电压高于阳极的电压，二极管D3截止，此时的充电路径为无线充电芯片U2经低阻抗高精度电阻R1、第一 PMOS管Dl至USB插头U3的电源端，对电子设备进行充电。
[0032]当该USB无线充电装置插入非低电压电子设备，当且该装置附近没有无线充电发射源时，由于二极管D3的阳极电压高于阴极电压使得二极管D3导通，若此时第二 PMOS管D2源极的电压低于PMOS场效应管的开启电压，整个装置没有电源供电，此时装置不运行。若此时第二 PMOS管D2源极的电压高于PMOS场效应管的开启电压，主控芯片Ul通过检测运算放大器Ql输出端的电压，并通过发光二极管D4进行报警。
[0033]USB插头U3的数据收发端与所述主控芯片Ul的第一数据收发端连接，所述主控芯片Ul的第二数据收发端与所述无线充电芯片U2的数据收发端连接。当无线电充电标准进行调整时，通过USB插头U3将本无线充电装置插入电脑主机，通过USB插头U3将待升级数据传输至主控芯片Ul，再由主控芯片Ul更新至无线充电芯片U2，即可以完成系统的升级和参数调整。
[0034]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种USB无线充电装置，其特征在于:包括USB插头，第一开关电路、主控芯片、无线充电芯片、以及电压检测电路，所述主控芯片的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制端连接，所述无线充电芯片的电源输出端一路通过所述第一开关电路与所述USB插头的电源端连接，用于输出充电电压，另外一路与所述主控芯片的电源端连接，用于为所述主控芯片提供工作电压;所述电压检测电路的输入端与所述无线充电芯片的电源输出端和第一开关电路连接，输出端与所述主控芯片的A/D转换端连接，所述电压检测电路用于将所述无线充电芯片充电时输出的电流转换为电压信号，并将该电压信号发送至所述主控芯片进行检测，所述主控芯片根据检测结果生成开关控制信号发送至所述第一开关电路，用于控制所述第一开关电路的导通状态。2.根据权利要求1所述的USB无线充电装置，其特征在于:还包括第二开关电路，所述第二开关电路连接在所述无线充电芯片的电源输出端与所述主控芯片的电源端之间。3.根据权利要求1所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述第一开关电路两端并联一个二极管，所述二极管的阳极与所述USB插头的电源端连接，阴极与所述无线充电芯片的电源输出端连接。4.根据权利要求1所述的USB无线充电装置，其特征在于:还包括报警电路，所述报警电路与所述主控芯片的报警信号输出端连接。5.根据权利要求4所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述报警电路包括一发光二极管，所述发光二极管的阳极与所述主控芯片的报警信号输出端连接，阴极经过限流电阻与地连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述第一开关电路包括第一 PMOS管，所述第一 PMOS管的栅极与所述主控芯片的开关控制信号输出端连接，漏极与所述USB插头的电源端连接，源极与所述无线充电芯片的电源输出端连接。7.根据权利要求1-5任一项所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述电压检测电路包括运算放大电路和第一电阻，所述第一电阻串联在所述无线充电芯片的电源输出端与所述USB插头的电源端之间，所述运算放大电路采集所述第一电阻两端的电压并进行放大，通过所述主控芯片的A/D转换端输入至主控芯片。8.根据权利要求7所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述第二开关电路包括第二PMOS管，所述第二 PMOS管的栅极和源极与所述无线充电芯片的电源输出端连接，漏极其中一路与所述主控芯片的电源端连接，另外一路与所述运算放大器的电源端连接。9.根据权利要求1-5任一项所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述USB插头的数据收发端与所述主控芯片的第一数据收发端连接，所述主控芯片的第二数据收发端与所述无线充电芯片的数据收发端连接。10.根据权利要求1-5任一项所述的USB无线充电装置，其特征在于:所述USB插头为type A型插头、type B型插头、type C型插头、mini USB插头、或者microUSB插头中的一种。
【文档编号】H02J7/00GK105871024SQ201610328254
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】马俊领
【申请人】青岛歌尔声学科技有限公司
文档序号 :
【 10505317 】
技术研发人员：马俊领
技术所有人：青岛歌尔声学科技有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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