[发明专利]具有恒功率恒流工作模式的手机无线充电发射系统

权利要求书

1.一种具有恒功率恒流工作模式的手机无线充电发射系统，其结构有电源管理电路(1)、能量发射电路(3)、单片机(12)，其特征在于，结构还有电压调节电路(2)、电流检测放大电路(4)、信号整形电路(5)、输出自动控制电6、电压检测电路(7)、第二A/D转换电路(8)、第一D/A转换电路(9)、第一A/D转换电路(10)、第二D/A转换电路(11)；所述的电源管理电路(1)将USB连接线输入的+5V电压转换成系统所需要的不同电压，为系统中其它各模块提供所需的电源；单片机(12)分别与第一A/D转换电路(10)、第二A/D转换电路(8)的输出端以及第一D/A转换电路(9)、第二D/A转换电路(11)、能量发射电路(3)的输入端相连，第二D/A转换电路(11)的输出端与电压调节电路(2)的输入端相连，电压调节电路(2)的输出端与能量发射电路(3)、电压检测电路(7)和输出自动控制电路(6)的输入端相连，能量发射电路(3)的输出端与电流检测放大电路(4)的输入端相连，电流放大检测电路(4)的输出端与信号整形电路(5)的输入端相连，信号整形电路(5)的输出端与第二A/D转换电路(8)的输入端相连，电压检测电路(7)的输出端与第一A/D转换电路(10)的输入端相连，第一D/A转换电路(9)的输出端与输出自动控制电路(6)的输入端相连，输出自动控制电路(6)的输出端与电流检测放大电路(4)的输入端相连；

所述的电源管理电路(1)的结构为：USB 3.1TYPE C接口J1的A1、A12，B1、B12、G1、G2、S1、S2、S3、S4端接地，A4、A9端接电源VDD，B4、B9端接电源VDD并与电阻R1的一端、R5的一端、升压控制芯片U1的6脚和电解电容C1的正极相连，并作为电源管理电路(1)的第一个输出端，记为端口P-out1，电解电容C1的负极接地，电阻R5的另一端与R6的一端和运放U2A的同向输入端相连，电阻R6的另一端接地，运放U2A的输出端与运放U2A的反相输入端相连并作为电源管理电路(1)的第二个输出端，记为端口P-out2，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、电感L1的一端和升压控制芯片U1的7脚相连，电阻R2的另一端与升压控制芯片U1的8脚相连，升压控制芯片U1的5脚与R3的一端和滑动变阻器的滑线端相连，电阻R3的另一端与升压控制芯片升压控制芯片的4脚和地相连，电感L1的另一端与升压控制芯片U1的1脚和场效应管Q1的漏极、二极管的D1的正极相连，场效应管Q1的栅极与升压控制芯片U1的2脚相连，场效应管Q2的源极与电容C2的一端和地相连，电容C2的另一端和升压控制芯片U1的3脚相连，滑动变阻器的另一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与二极管D1的负极相连并作为电源管理电路的第三个输出端，记为端口HV-out；

所述的电压调节电路(2)的结构为：电阻R8的一端和电容C3的一端接电源VDD/2，电阻R8的另一端与电阻R9的一端和运放U3B的同向输入端相连，电容C3的另一端与电阻R7的一端和运放U3A的反相输入端相连，电阻R7的另一端与电阻R9的另一端和运放U3B的输出端相连，单片机的一端与第二D/A转换器的一端相连，第二D/A转换器的另一端与运放U3A的同向输入端相连，运放U3A的输出端与场效应管Q2的栅极相连，场效应管Q2的漏极作为电压调节电路的第一个输入端，记为端口HV-in，与电源管理电路(1)的端口HV-out相连，场效应管Q2的源极与电感L2的一端和二极管D2的负极相连，电感L2的另一端与电解电容C4的正极相连并作为电压调节电路的第一个输出端，记为端口ADV-out，电解电容C4的负极与二极管的负极相连并接地；

所述的能量发射电路(3)的结构为：单片机分别与电阻R14，R15，R16，R17的一端相连，电阻R14的另一端与低位MOS管驱动芯片U4的1脚相连，电阻R15的另一端与低位MOS管驱动芯片U4的4脚相连，电阻R16的另一端与低位MOS管驱动芯片U5的1脚相连，电阻R17的另一端与低位MOS管驱动芯片U5的4脚相连，低位MOS管驱动芯片U4的2脚和3脚接地，低位MOS管驱动芯片U5的2脚和3脚接地，低位MOS管驱动芯片U4的8脚与电阻R18的一端、电阻R19的一端、电容C5的一端相连并接电源VDD，低位MOS管驱动芯片U4的7脚与电阻R18的另一端和高位MOS管驱动芯片U6的2脚相连，低位MOS管驱动芯片U4的6脚和电阻R19的另一端和高位MOS管驱动芯片U6的3脚相连，低位MOS管驱动芯片U4的5脚与电容C5的另一端相连并接地，低位MOS管驱动芯片U5的8脚与电阻R20的一端、电阻R21的一端、电容C7的一端相连并接电源VDD，低位MOS管驱动芯片U5的7脚与电阻R20的另一端和高位MOS管驱动芯片U7的2脚相连，低位MOS管驱动芯片U5的6脚和电阻R21的另一端和高位MOS管驱动芯片U7的3脚相连，低位MOS管驱动芯片U5的5脚与电容C7的另一端相连并接地，高位MOS管驱动芯片U6的1脚与电容C6的一端相连并接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U6的4脚与电容C6的另一端相连并接地，高位MOS管驱动芯片U7的1脚与电容C8的一端相连并接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U7的4脚与电容C8的另一端相连并接地，高位MOS管驱动芯片U6的8脚与二极管D3的负极和电容C9的一端相连，二极管D3的另一端与电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端与电源VDD相连，高位MOS管驱动芯片U6的7脚与R24的一端相连，高位MOS管驱动芯片U6的6脚与电容C9的另一端、电阻R25的一端、场效应管Q3的源极、场效应管Q4的漏极和电容C11的一端相连，电阻R24的另一端与电阻R25的另一端和场效应管Q3的栅极相连，高位MOS管驱动芯片U6的5脚与电阻R26的一端相连，电阻R26的另一端与电阻R27的一端和场效应管Q4的栅极相连，高位MOS管驱动芯片U7的8脚与二极管D4的负极和电容C10的一端相连，二极管D4的正极与电阻R23的一端相连，电阻R23的另一端接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U7的7脚与电阻R28的一端相连，高位MOS管驱动芯片U7的6脚与电容C10的另一端和电阻R29的一端、场效应管Q5的源极、电感L3的一端和场效应管Q6的漏极相连，高位MOS管驱动芯片U7的5脚与电阻R30的一端相连，高位MOS管驱动芯片U7的7脚与电阻R28的一端相连，电阻R28的另一端与电阻R29的另一端和场效应管Q5的栅极相连，场效应管Q3的漏极和场效应管Q5的漏极相连并作为能量发射电路(3)的第一个输入端，记为端口ADV-in1，与电压调节电路(2)的输出端ADV-out相连，电容C11的另一端与电感L3的另一端相连，电阻R27的另一端与场效应管的Q4的源极、电阻R31的另一端和场效应管Q6的源极相连并作为能量发射电路(3)的第一个输出端，记为端口SampV-out；

所述的电流检测放大电路(4)的结构为：场效应管Q7的源极接地，场效应管Q7的栅极作为电流检测放大电路(4)的第一个输入端，记为端口CtrlV-in，与输出自动控制电路(6)的CtrlV-out端口相连，场效应管Q7的漏极与运放U8B的同向输入端和电阻Rs的一端相连，运放U8B的反相输入端与电阻R35的一端、滑动变阻器W2的一端和电阻R34的一端相连，电阻R35的另一端与电源VDD/2相连，运放U8B的输出端与电阻R34的另一端和电阻R33的一端相连，电阻R33的另一端与滑动变阻器W2的滑线端、电阻R32的一端和运放U8A的反相输入端相连，电阻Rs的另一端与运放U8A的同相输入端相连并作为电流检测放大电路(4)的第二个输入端，记为：SampV-in与能量发射电路(3)的SampV-out端口相连，运放U8A的输出端与电阻R32的另一端相连并作为电流检测放大电路(4)的第一个输出端，记为AmpV-out；

所述的信号整形电路(5)的结构为：电阻R36的一端作为信号整形电路(5)的第一个输入端，记为端口AmpV-in，与电流检测放大电路(4)的输出端口AmpV-out相连，电阻R36的另一端与电容C12、电阻R37的一端、电阻R38的一端相连，电容C12的另一端与运放U9A的同向输入端相连并接电源VDD/2，电阻R37的另一端与电容C13的一端和运放U9A的反相输入端相连，电阻R38的另一端与电容C13、运放U9A的输出端和电阻R39相连，电阻R39的另一端与电阻R41的一端、电阻R40的一端和电容C14的一端相连，电容C14的另一端和运放U9B的同相输入端相连并接电源VDD/2，电阻R40的另一端与电容C15的一端和运放U9B的反相输入端相连，电阻R41的另一输入端与电容C15的另一端、运放U9B的输出端和第二A/D转换电路相连，第二转换电路与单片机相连；

所述的输出自动控制电路(6)的结构为：单片机与第一D/A转换电路相连，第一D/A转换电路与运放U10A的反相输入端相连，电阻R42的一端与稳压二极管D5的负极和运放U10A的同相输入端相连，稳压二极管D5的正极接地，电阻R42的另一端作为自动控制电路(6)的第一个输入端，记为端口ADV-in2，与电压调节电路(2)的ADV-out端口相连，运放U10A的输出端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的集电极接电源VDD，三极管Q8的发射极与电阻R44的一端、电阻R43的一端和三极管Q9的发射极相连，电阻R44的另一端接地，电阻R43的另一端与电容C16的一端和反相施密特触发器U11A的输入端相连，电容C16的另一端接地，反相施密特触发器U11A的输出端与D触发器U12A的3脚相连，D触发器U12A的1脚与2脚和电容C17的一端相连并接地，D触发器U12A的4脚与电容C17的另一端、电容R45的一端和二极管D6的正极相连，D触发器U12A的6脚与电阻R45的另一端和二极管的负极相连，D触发器U12A的5脚与D触发器U12B的11脚相连，并作为输出自动控制电路(6)的第一个输出端，记为Ctrl-out，D触发器U12B的12脚与电容C18的一端和13脚相连并接地，D触发器U12B的10脚与电容C18的另一端和电阻R46的一端和二极管D7的正极相连，D触发器U12B的8脚与电阻R46的另一端和二极管D7的负极相连，D触发器U12B的9脚与反相施密特触发器U11B的输入端相连，反相施密特触发器U11B的输出端与三极管Q9的基极相连，三极管Q9的集电极接电源VDD；

所述的电压检测电路(7)的结构为：电阻R48的一端与电容C19的一端相连并接地，电阻R48的另一端与电容C19的另一端、电阻R47的一端和运放U2B的同相输入端相连，电阻R47的另一端作为电压检测电路(7)的第一个输入端，记为端口ADV-in3，与电压调节电路(2)的ADV-out端口相连，运放U2B的输出端与反相输入端和第一A/D转换电路相连，第一A/D转换电路与单片机相连。

2.根据权利要求1所述的一种移动电话无线充电恒流发射系统，其特征在于，所述的输出自动控制电路(6)中，电阻R27的值为1MΩ，电阻R28的值为100kΩ，电容C11的值为1uF，电容C12的值为100nF。