[发明专利]移动电话无线充电恒流发射系统

权利要求书

1.一种移动电话无线充电恒流发射系统，其结构有电源管理电路(1)、能量发射电桥(3)、电桥驱动电路(7)、控制时序发生电路(8)，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)、输出自动控制电路(6)、基准电压电路(9)；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；电压调节电路(2)的输出端与能量发射电桥(3)和输出自动控制电路(6)的输入端相连，能量发射电桥(3)的输出端与电流检测放大电路(4)的输入端相连，电流检测放大电路(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)的输出端与电压调节电路的输入端相连，基准电压电路(9)的输出端分别与输出自动控制电路(6)和电压调节电路(2)的输入端相连，输出自动控制电路(6)的输出端与电桥驱动电路(7)的输入端相连，控制时序发生电路(8)的输出端与电桥驱动电路(7)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脚接地，A4、A9、B4脚接电源VDD，B9脚与电阻R5的一端、电阻R1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P-out1端口，电解电容C1的负极接地，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4脚与电阻R3的一端相连并接地，升压控制芯片U1的5脚与电阻R3的另一端和滑动变阻器W1的滑线端相连，升压控制芯片U1的1脚与电感L1的另一端、二极管D1的正极和场效应管Q1的漏极相连，升压控制芯片U1的2脚与场效应管Q1的栅极相连，升压控制芯片U1的3脚与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与场效应管Q1的源极相连并接地，二极管D1的负极与电阻R4的一端相连并作为电源管理电路(1)的第2个输出端，记为端口HV-out，电阻R4的另一端与滑动变阻器W1的另一端相连，电阻R5的另一端与电阻R6的一端和运放U2A的同相输入端相连，电阻R6的另一端接地，运放U2A的输出端与U2A的反输入端相连，并作为电源管理电路(1)的第三个输出端，记为端口P-out2；

所述的电压调节电路(2)的结构为：运放U2B的反相输入端与电阻R7的一端、运放U3A的反相输入端和电容C3的一端相连，运放U2B的同相输入端与电阻R8的一端和电阻R9的一端相连，电阻R8的另一端与电容C3的另一端相连并接电源VDD/2，运放U2B的输出端与电阻R7的另一端和电阻R9的另一端相连，运放U3A的同相输入端与电阻R10的一端和运放U3B的输出端相连，电阻R11的一端作为电压调节电路(2)的第一个输入端，记为端口Vref-in2,与基准电压电路(9)的输出端Vref-out2相连，电阻R11的另一端与电阻R10的另一端和运放U3B的反相输入端相连，电阻R12的一端作为电压调节电路(2)的第二个输入端，记为端口ReshapeV-in，与信号整形电路(5)的输出端ReshapeV-out相连，电阻R12的另一端与电阻R13的一端和运放U3B的同相输入端相连，电阻R13的另一端接电源VDD/2，场效应管Q2的漏极作为电压调节电路(2)的第三个输入端，记为端口HV-in,与电源管理电路(1)的输出端HV-out相连，Q2的栅极与运放U3A的输出端相连，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(2)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D2的正极相连并接地；

所述的能量发射电桥(3)的结构为：场效应管Q3的栅极作为能量发射电桥(3)的第一个输入端，记为端口Drv-in1，与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out1相连，场效应管Q3的源极与电容C5的一端和场效应管Q4的漏极相连，并作为能量发射电桥(3)的第二个输入端，记为端口Drv-in2,与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out2相连，场效应管Q3的栅极与电阻R43的一端相连并作为能量发射电桥(3)的第三个输入端，记为端口Drv-out3，与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out3相连，场效应管Q3的漏极与场效应管Q5的漏极相连并作为能量发射电桥(3)的第四个输入端，记为端口ADV-in1，与电压调节电路(2)的输出端ADV-out相连，场效应管Q5的栅极作为能量发射电桥(3)的第五个输入端，记为Drv-in4，与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out4相连，场效应管Q5的源极与电感L3的另一端和场效应管Q6的漏极相连并作为能量发射电桥(3)的第六个输入端，与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out5相连，电感L3的另一端与电容C5的另一端相连，场效应管Q6的栅极与电阻R44的一端相连，并作为能量发射电桥(3)的第7个输入端，记为端口Drv-in6，与电桥驱动电路(7)的输出端Drv-out6相连，电阻R43的另一端与场效应管Q4的源极、R44的另一端和场效应管Q6的源极相连，并作为能量发射电桥(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：运放U4A的同相输入端与电阻Rs的一端相连，并作为电流检测放大电路(4)的第一个输入端，记为端口SampV-in，与能量发射电桥(3)的输出端SampV-out相连，运放U4A的反相输入端与滑动变阻器W2的滑线端、电阻R15的一端和电阻R14的一端相连，滑动变阻器W2的另一端与电阻R16的一端、电阻R17的一端和运放U4B的反相输入端相连，电阻R17的另一端接电源VDD/2，电阻R16的另一端与电阻R15的另一端和运放U4B的输出端相连，电阻Rs的另一端与运放U4B的同相输入端相连并接地，运放U4A的输出端与电阻R14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，记为端口AmpV-out；

所述的信号整形电路(5)的结构为：电阻R18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AmpV-out相连，电阻R18的另一端与电阻R20的一端、电阻R19的一端和电容C6的一端相连，电阻R19的另一端与运放U5A的反相输入端和电容C7的一端相连，电容C6的另一端与运放U5A的同相输入端相连并接电源VDD/2，电阻R20的另一端与运放U5A的输出端、电容C7的另一端和电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端与电阻R22的一端、电阻R23的一端、电容C8的一端相连，电容C8的另一端与运放U5B的同相输入端相连并接电源VDD/2，电阻R22的另一端与运放U5B的反相输入端和电容C9的一端相连，电容C9的另一端与电阻R23的另一端和运放U5B的输出端相连，并作为信号整形电路(5)的第一个输出端，记为端口ReshapeV-out；

所述的输出自动控制电路(6)的结构为：稳压二极管D3的正极接地，负极接电阻R24的一端和运放U6A的同相输入端，电阻R24的另一端作为输出自动控制电路(6)的第一个输入端，记为端口ADV-in2,与电压调节电路(2)的输出端ADV-out相连，运放U6A的反相输入端作为输出自动控制电路(6)的第二个输入端，记为端口Vref-in1，与基准电压电路(9)的输出端Vref-out1相连，运放U6A的输出端与三极管Q7的基极相连，三级管Q7的集电极接电源VDD，发射极与电阻R25的一端、电阻R26的一端和三极管Q8的发射极相连，电阻R25的另一端与电容C10的一端和反相施密特触发器U8A的输入端相连，电阻R26的另一端与电容C10的另一端相连并接地，反相施密特触发器U8A的输出端与D触发器U7A的3脚相连，D触发器U7A的2脚与1脚和电容C11的一端相连并接地，D触发器U7A的4脚与电阻R27的一端和二级管D4的正极相连，D触发器U7A的6脚与电阻R27的另一端和二极管D4的负极相连，D触发器U7A的5脚与反相施密特触发器U8C的输入端和D触发器U7B的11脚相连，反相施密特触发器U8C的输出端作为输出自动控制电路(6)的第一个输出端，记为端口CtrlV-out；三极管Q8的集电极接电源VDD，基极与反相施密特触发器U8B的输出端相连，D触发器U7B的12脚、13脚和电容C12的一端相连并接地，D触发器U7B的10脚与电容C12的另一端、二极管D5的正极和电阻R28的一端相连，D触发器U7B的8脚与电阻R28的另一端和二极管D5的负极相连，D触发器U7B的9脚与反相施密特触发器U8B的输入端相连；

所述的电桥驱动电路(7)的结构为：高位MOS管驱动芯片U9的1脚与电容C13的一端相连并接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U9的4脚与电容C13的另一端相连并接地，高位MOS管驱动芯片U9的2脚与场效应管Q9的漏极和高位MOS管驱动芯片U10的3脚相连并作为电桥驱动电路(7)的第一个输入端，记为端口TsV-in1，并与控制时序发生电路(8)的输出端TsV-out1相连，高位MOS管驱动芯片U9的3脚与场效应管Q10的漏极和高位MOS管驱动芯片U10的2脚相连并作为电桥驱动电路(7)的第二个输入端，记为端口TsV-in2，与控制时序发生电路(8)的输出端TsV-out2相连，场效应管Q9与Q10的源极都接地，Q9与Q10的栅极作为电桥驱动电路(7)的第三个输入端，记为端口CtrlV-in，与输出自动控制电路(6)的输出端CtrlV-out相连，高位MOS管驱动芯片U9的8脚与电容C15的一端和二极管D6的负极相连，二极管D6的正极与电阻R29的一端相连，电阻R29的另一端接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U9的7脚与电阻R31相连，高位MOS管驱动芯片U9的6脚与电容C15和电阻R32的一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第一个输出端，记为端口Drv-out2，电阻R32的另一端和电阻R31的另一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第二个输出端，记为端口Drv-out1，高位MOS管驱动芯片U9的5脚与电阻R33的一端相连，电阻R33的另一端作为电桥驱动电路(7)的第三个输出端，记为端口Drv-out3，高位MOS管驱动芯片U10的1脚接电容C14并接电源VDD，高位MOS管驱动芯片U10的4脚与电容C14的另一端相连并接地，高位MOS管驱动芯片U10的5脚与电阻R36的一端相连，电阻R36的另一端作为电桥驱动电路(7)的第四个输出端，记为端口Drv-out6，高位MOS管驱动芯片U10的6脚与电容C16的一端和电阻R35的一端相连并作为电桥驱动电路(7)的第5个输出端，记为端口Drv-out5，高位MOS管驱动芯片U10的7脚与电阻R34的一端相连，电阻R34的另一端和电阻R35的另一端相连并作为电桥驱动电路(7)的第6个输出端，记为端口Drv-out4，高位MOS管驱动芯片U10的8脚与电容C16的另一端和二极管D7的负极相连，二极管D7的正极与电阻R30的一端相连，电阻R30的另一端接电源VDD；

所述的控制时序发生电路(8)的结构为：电阻R37的一端与555定时芯片U11的4脚和8脚相连并接电源VDD，电阻R37的另一端与电阻R38的一端和555定时芯片U11的7脚相连，电阻R38的另一端与电容C17、555定时芯片U11的6脚和2脚相连，电容C17与555定时芯片U11的1脚、电容C18的一端、电容C19的一端相连并接地，电容C18的另一端与555定时芯片U11的5脚相连，555定时芯片U11的3脚与反相施密特触发器U13A的输入端和反相施密特触发器U13B的输入端相连，反相施密特触发器U13B的输出端作为控制时序发生电路(8)的第一个输出端，记为端口TsV-out1，反相施密特触发器U13A的输出端与电阻R39的一端相连，电阻R39的另一端与反相施密特触发器U13C的输入端和电容C19相连，反相施密特触发器U13C的输出端与D触发器U12A的3脚相连，D触发器U12A的2脚与D触发器U12A的1脚和电容C20相连，D触发器U12A的4脚与电容C20的另一端、电阻R40的一端和二极管D8的正极相连，D触发器U12A的6脚与电阻R40另一端和二极管D8的负极相连，D触发器U12A的5脚与反相施密特触发器U13D的输入端相连，反相施密特触发器U13D的输出端作为控制时序发生电路(8)的第二个输出端，记为端口TsV-out2；

所述的基准电压电路(9)的结构为：基准电压芯片U14的1脚悬空，2脚与电容C21的一端相连并接电源VDD，3脚与电容C22的一端相连，4脚与电容C21的另一端、电容C22的另一端、电容C23的一端和电阻R41的一端相连并接地，基准电压芯片U14的5脚悬空，6脚与电容C23的另一端和运放U6B的同相输入端相连，基准电压芯片U14的7、8脚悬空，电阻R41的另一端与运放U6B的反相输出端、电阻R42的一端和电容C24的一端相连，运放U6B的输出端与电阻R42的另一端、电容C24的另一端、滑动变阻器W3、W4的一端相连，滑动变阻器W3、W4的另一端接地，滑动变阻器W3的滑动端与运放U15A的同相输入端相连，运放U15A的反相输入端与运放U15A的输出端相连并作为基准电压电路(9)的第一个输出端，记为端口Vref-out，滑动变阻器W4的滑动端与运放U15B的同相输入端相连，运放U15B的反相输入端与运放U15B的输出端相连并作为基准电压电路(9)的第二个输出端，记为端口Vref-out2。

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。