一種利用nfc天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，包括天線匹配模塊、無線充電管理模塊、濾波模塊，NFC天線、天線匹配模塊、無線充電管理模塊、濾波模塊和電池依次連接。本發(fā)明由NFC天線接收能量信號(hào)，通過天線匹配模塊使NFC天線接受的能量信號(hào)最大化，之后由無線充電管理模塊與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊，并對接收的無線電信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)，再由濾波模塊對無線充電管理模塊輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，輸出合適的充電電壓，實(shí)現(xiàn)了利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線進(jìn)行充電，無需額外增加充電接口或增加專用天線，提高了防水等級，避免占用無線穿戴設(shè)備有限的空間。
【專利說明】—種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品充電技術(shù)，特別涉及一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無線穿戴設(shè)備，如智能手表，是在手表內(nèi)置智能化系統(tǒng)、搭載智能手機(jī)系統(tǒng)連接于網(wǎng)絡(luò)而實(shí)現(xiàn)多功能，能同步手機(jī)中的電話、短信、郵件、照片、音樂等。目前市場上出現(xiàn)了以蘋果、索尼公司出產(chǎn)的智能手表，表現(xiàn)極為風(fēng)騷，可以說是智能手機(jī)的一個(gè)有益的補(bǔ)充。
[0003]雖然智能手表可隨身攜帶，能隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)通話、短信、郵件等功能，給用戶提供了方便，而且還表現(xiàn)為有個(gè)性、時(shí)尚，倍受年輕消費(fèi)都的青睞，但其充電是個(gè)難題。
[0004]雖然智能手表的耗電量并不大，但由于它是便攜設(shè)備，需戴在手上，這對于智能手表的體積和重量也有了很大的制約，使得電池容量不可能做大，目前充一次電大約可用I天左右。如果在時(shí)尚漂亮的智能手表上設(shè)置充電插頭，會(huì)占用智能手表有限的空間，影響了整體的美感。
[0005]另外，有部分無線穿戴設(shè)備能實(shí)現(xiàn)無線充電，但需在設(shè)備上增加專用的天線，占用了無線穿戴設(shè)備有限的空間。因此無線穿戴設(shè)備的充電方式還有待改進(jìn)和創(chuàng)新。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，能利用NFC天線接收能量給無線穿戴設(shè)備充電，節(jié)省無線穿戴設(shè)備的空間。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，與無線穿戴設(shè)備的電池和NFC天線連接，所述NFC天線，用于收發(fā)能量信號(hào)；所述充電裝置包括:
天線匹配模塊，用于使NFC天線接受的能量信號(hào)最大化；
無線充電管理模塊，用于通過點(diǎn)對點(diǎn)與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊，并對接收的無線電信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)；
濾波模塊，用于對無線充電管理模塊輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，使無線充電管理模塊輸出合適的充電電壓；
所述天線匹配模塊的輸入端連接NFC天線，天線匹配模塊的輸出端通過無線充電管理模塊的輸入端，所述無線充電管理模塊的輸出端通過濾波模塊連接電池。
[0008]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述天線匹配模塊包括:第一天線接線點(diǎn)、第二天線接線點(diǎn)、串聯(lián)匹配單元和并聯(lián)匹配單元；所述串聯(lián)匹配單元的一端連接第一天線接線點(diǎn)，串聯(lián)匹配單元的另一端連接無線充電管理模塊、還通過并聯(lián)匹配單元連接第二天線接線點(diǎn)和無線充電管理模塊。
[0009]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述串聯(lián)匹配單元包括:第一電容、第二電容和第三電容，所述第一電容的一端、第二電容的一端和第三電容的一端均連接第一天線接線點(diǎn)，第一電容的另一端、第二電容的另一端和第三電容的另一端均連接無線充電管理模塊、還通過并聯(lián)匹配單元連接無線充電管理模塊和第二天線接線點(diǎn)，所述第一電容、第二電容和第三電容，用于使諧振頻率與發(fā)射端輸出頻率一致，以獲得最大能量信號(hào)。
[0010]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述并聯(lián)匹配單元包括第四電容和第五電容,所述第四電容的一端和第五電容的一端均連接第一電容的另一端、第二電容的另一端、第三電容的另一端和無線充電管理模塊，所述第四電容的另一端和第五電容的另一端均連接無線充電管理模塊和第二天線接線點(diǎn)。
[0011 ] 所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述無線充電管理模塊包括無線充電單元、自供電耦合單元、通訊耦合單元、預(yù)采樣單元、異物檢測單元、輸出電流設(shè)置單元、溫度檢測單元、電壓反饋單元和使能單元；所述自供電耦合單元、通訊耦合單元、預(yù)采樣單元、異物檢測單元、輸出電流設(shè)置單元、溫度檢測單元和使能單元均連接無線充電單元，所述無線充電單元還依次通過濾波模塊和電壓反饋單元連接電池。
[0012]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述無線充電單元包括無線充電芯片，所述自供電耦合單元包括第一自供電耦合電容和第二自供電耦合電容，第一自供電耦合電容和第二自供電耦合電容用于在無線穿戴設(shè)備完全沒電的情況下先從發(fā)射能量信號(hào)中獲得電量給無線穿戴設(shè)備使其啟動(dòng)，以行使基本的通訊/管理功能；所述通訊稱合單元包括第一通訊稱合電容和第二通訊稱合電容，第一通訊稱合電容和第二通訊耦合電容用于發(fā)送通訊口令及發(fā)射/接收系統(tǒng)信息的調(diào)制解調(diào)，完成通訊；所述預(yù)采樣單元包括第一箝位電容和第二箝位電容，所述異物檢測單元包括第一電阻，所述輸出電流設(shè)置單元包括第二電阻，所述溫度檢測單元包括NTC熱敏電阻，所述電壓反饋單元包括第三電阻和第四電阻，所述使能單元包括第五電阻；
所述第一自供電耦合電容的一端連接無線充電芯片的B00T1端，第一自供電耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端、第一電容的另一端、第二電容的另一端、第三電容的另一端、第四電容的一端和第五電容的一端；
所述第二自供電耦合電容的一端連接無線充電芯片的B00T2端，第二自供電耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端、第四電容的另一端和第五電容的另一端；
所述第一通訊耦合電容的一端連接無線充電芯片的COMMl端，第一通訊耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端；所述第二通訊耦合電容的一端連接無線充電芯片的C0MM2端，所述第二通訊耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端；
所述第一箝位電容的一端連接無線充電芯片的CLMP2端，第一箝位電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端；所述第二箝位電容的一端連接無線充電芯片的CLMPl端，第一箝位電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端和第一自供電耦合電容的另一端；
所述無線充電芯片的FOD端通過第一電阻接地，所述無線充電芯片的ILIM端通過第二電阻連接無線充電芯片的FOD端、第三電阻的一端和第四電阻的一端，所述第三電阻的另一端連接濾波模塊，第四電阻的另一端連接電池；
所述無線充電芯片的四個(gè)OUT端和兩個(gè)RECT端均通過濾波模塊連接電池，所述無線充電芯片的TS-CTRL端通過NTC熱敏電阻接地，無線充電芯片的ENl端通過第五電阻接地，所述無線充電芯片的EN2端和四個(gè)PGND端均接地。
[0013]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述無線充電單元還包括第六電阻和發(fā)光二極管，所述無線充電芯片的/CHG端通過第六電阻連接發(fā)光二極管的負(fù)極，發(fā)光二極管的正極連接電池、還通過濾波模塊連接無線充電芯片的四個(gè)OUT端。
[0014]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述無線充電單元還包括第七電阻，所述無線充電芯片的AD端通過第七電阻接地。
[0015]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述無線充電單元還包括第一測試點(diǎn)和第二測試點(diǎn)，所述無線充電芯片的AD端連接所述第一測試點(diǎn)，無線充電芯片的/AD-EN端連接第二測試點(diǎn)。
[0016]所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中，所述濾波模塊包括第一濾波電容、第二濾波電容、第三濾波電容、第四濾波電容、第五濾波電容、第六濾波電容、第七濾波電容和第八濾波電容；所述第一濾波電容的一端和第二濾波電容的一端均連接無線充電芯片的四個(gè)OUT端和電池，第一濾波電容的另一端和第二濾波電容的另一端均接地；所述第三濾波電容的一端、第四濾波電容的一端、第五濾波電容的一端、第六濾波電容的一端、第七濾波電容的一端和第八濾波電容的一端均連接無線充電芯片的兩個(gè)RECT端和第三電阻的另一端，第三濾波電容的另一端、第四濾波電容的另一端、第五濾波電容的另一端、第六濾波電容的另一端、第七濾波電容的另一端和第八濾波電容的另一端均接地。
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，由NFC天線接收能量信號(hào)，通過天線匹配模塊使NFC天線接受的能量信號(hào)最大化，之后由無線充電管理模塊通過點(diǎn)對點(diǎn)與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊，并對接收的無線電信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)，再由濾波模塊對無線充電管理模塊輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，使無線充電管理模塊輸出合適的充電電壓，實(shí)現(xiàn)了利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線進(jìn)行充電，無需在無線穿戴設(shè)備上額外增加充電接口或增加專用天線，提高了防水等級，避免占用無線穿戴設(shè)備有限的空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖2為本發(fā)明利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置的電路圖。
[0020]圖3為本發(fā)明利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置中天線匹配模塊的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，能利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線抓獲能量，并由充電裝置將能量信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓給電池充電。本發(fā)明無需采用專用的無線充電天線，節(jié)省了無線穿戴設(shè)備的空間。
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明提供的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置與無線穿戴設(shè)備的電池和NFC天線連接，能利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線抓獲能量完成充電。所述的無線穿戴設(shè)備為智能手表等穿戴設(shè)備，所述充電裝置利用了智能手表中的NFC天線(由于大部分智能手表都配置NFC天線，用來短距離傳輸和手機(jī)快速藍(lán)牙配對)，接收NFC信號(hào)和無線充電信號(hào)，把接收到的無線信號(hào)經(jīng)過無線充電管理芯片轉(zhuǎn)換為5V直流電壓給智能手表充電，由于智能手表本身耗電量極小，這樣就不用線纜充電，直接在任何有無線充電的場所給智能手表充電，甚至可以用手機(jī)的NFC功能給智能手表充電，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地給智能手機(jī)充電，而且其充電方式極為方便。
[0024]請參閱圖1，所述的無線充電裝置包括:天線匹配模塊20、無線充電管理模塊30和濾波模塊40，天線匹配模塊20的輸入端連接NFC天線10、天線匹配模塊20的輸出端連接無線充電管理模塊30的輸入端，無線充電管理模塊30的輸出端連接電池50、還通過濾波模塊40和電池50連接。
[0025]無線穿戴設(shè)備的NFC天線10用于收發(fā)能量信號(hào)(無線穿戴電設(shè)備開機(jī)時(shí)，即使沒有任何接收設(shè)備，也會(huì)定期間隔性發(fā)送能量引導(dǎo)信號(hào))，在充電時(shí)，由NFC天線10抓獲無線能量信號(hào)，之后由天線匹配模塊20使NFC天線10接受的能量信號(hào)最大化，再由無線充電管理模塊30對天線匹配模塊20傳輸?shù)哪芰啃盘?hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)判斷(如Qi標(biāo)準(zhǔn)或PMA標(biāo)準(zhǔn))，并通過通訊單元(下述的無線充電管理模塊30)向發(fā)射端(如手機(jī))傳遞自身屬性信息(如:所屬標(biāo)準(zhǔn)，需求電流)，讓發(fā)射端判斷，若判斷標(biāo)準(zhǔn)符合規(guī)定，則發(fā)射端持續(xù)發(fā)送能量信號(hào)，接收端(即無線穿戴設(shè)備)則對接收的能量信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)，再由濾波模塊40將無線充電管理模塊30輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波并反饋充電電壓，以輸出合適的充電電壓給電池接口 50，電池接口 50連接電池充電，從而實(shí)現(xiàn)了利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線10進(jìn)行充電，無需在無線穿戴設(shè)備上額外增加充電接口或增加天線，避免占用無線穿戴設(shè)備有限的空間。
[0026]其中，所述無線充電管理模塊30包括無線充電單元301、自供電耦合單元302、通訊耦合單元303、預(yù)采樣單元304、異物檢測單元305、輸出電流設(shè)置單元306、溫度檢測單元307、電壓反饋單元308和使能單元309。所述自供電耦合單元302、通訊耦合單元303、預(yù)采樣單元304、異物檢測單元305、輸出電流設(shè)置單元306、溫度檢測單元307和使能單元309均連接無線充電單元301，所述無線充電單元301還依次通過濾波模塊40和電壓反饋單308元連接電池50。
[0027]所述無線充電單元301用于與無線充電發(fā)射端進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊，通過引導(dǎo)能量/通訊協(xié)議判斷無線充電發(fā)射端發(fā)射的信號(hào)是否符合Qi標(biāo)準(zhǔn)或PMA標(biāo)準(zhǔn)，若標(biāo)準(zhǔn)符合，則對接收的無線電信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)。所述自供電耦合單元302用于給無線充電單元301提供運(yùn)行的電源。所述通訊耦合單元303用于與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊。所述預(yù)采樣單元304用于高電壓保護(hù)，防止輸入的能量信號(hào)電壓過高損壞所述無線充電裝置，如輸入電壓超過15V即會(huì)進(jìn)行保護(hù)。所述異物檢測單元305用于異物檢測。所述輸出電流設(shè)置單元306用于設(shè)置最大輸出電流。所述溫度檢測單元307用于高溫保護(hù)，檢測充電時(shí)的溫度，防止溫度過高損壞無線穿戴設(shè)備。所述電壓反饋單元308用于檢測輸出電壓。所述使能單元309用于控制無線充電單元301的工作狀態(tài)，不需控制時(shí)該使能單元309接地。
[0028]請一并參閱圖2，所述天線匹配模塊20包括:第一天線接線點(diǎn)201、第二天線接線點(diǎn)202、串聯(lián)匹配單元203和并聯(lián)匹配單元204 ;所述第一天線接線點(diǎn)201和第二天線接線點(diǎn)202用于連接天線10，所述串聯(lián)匹配單元203的一端連接第一天線接線點(diǎn)201，串聯(lián)匹配單元203的另一端連接無線充電管理模塊30、還通過并聯(lián)匹配單元204連接第二天線接線點(diǎn)202和無線充電管理模塊30。所述串聯(lián)匹配單元203和并聯(lián)匹配單元204可根據(jù)無線穿戴設(shè)備(如智能手表)的具體電磁環(huán)境調(diào)試，盡可能獲得更多的信號(hào)能量。在其它實(shí)施例中，該串聯(lián)匹配單元203和并聯(lián)匹配單元204的功能也可以采用電阻或電感實(shí)現(xiàn)。
[0029]所述串聯(lián)匹配單元203包括:第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3，所述第一電容Cl的一端、第二電容C2的一端和第三電容C3的一端均連接第一天線接線點(diǎn)201，第一電容Cl的另一端、第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端均連接無線充電管理模塊30、還通過并聯(lián)匹配單元204連接無線充電管理模塊30和第二天線接線點(diǎn)202。由于NFC天線的感抗與傳統(tǒng)無線充電天線不一樣，且有一致性差異，通過調(diào)整這三個(gè)電容值(即第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3的容值)，可以使諧振頻率與發(fā)射端輸出頻率一致，以獲得最大能量信號(hào)。
[0030]所述并聯(lián)匹配單元204包括第四電容C4和第五電容C5，所述第四電容C4的一端和第五電容C5的一端均連接第一電容Cl的另一端、第二電容C2的另一端、第三電容C3的另一端和無線充電管理模塊30，所述第四電容C4的另一端和第五電容C5的另一端均連接無線充電管理模塊30和第二天線接線點(diǎn)202。
[0031]所述的天線匹配模塊20的等效電路圖如圖3所示，其中，Ls是NFC天線10的感抗，為3.9IuH ；C1,是C1、C2和C3并聯(lián)的總電容值，即串聯(lián)匹配單元203的總電容值；C2,是C4和C5并聯(lián)的總電容值，即并聯(lián)匹配單元204的總電容值。所述串聯(lián)匹配單元203的電容值Cl'和并聯(lián)匹配單元204的電容值C2'可根據(jù)不同NFC天線10的感抗Ls計(jì)算得出。具體計(jì)算公式如下:
Cl' =[Ls*(fs*2 π )2]-1
其中，fs 為 10kHz，Ls 為 3.91uH，計(jì)算得出 Cl' =0.65uF ；
C2' =[Ls*(fD*2 ) 2-l/Cl' ]
其中，fD 為 IMHz，Ls 為 3.9 luH，計(jì)算得出 C2' =6.5nF ；
通過NFC天線10的感抗Ls，計(jì)算得出串聯(lián)匹配單元203的電容值Cl'和并聯(lián)匹配單元204的電容值C2'，從而使NFC天線10接受的能量最大化。
[0032]請繼續(xù)參閱圖2，所述無線充電單元301包括無線充電芯片U1，優(yōu)選Ti公司的型號(hào)為BQ51013B的芯片。
[0033]所述自供電稱合單兀302包括第一自供電稱合電容C6和第二自供電稱合電容C7 ；第一自供電耦合電容C6和第二自供電耦合電容C7用于負(fù)責(zé)在無線穿戴設(shè)備完全沒電的情況下先從發(fā)射能量信號(hào)中獲得電量給接收設(shè)備啟動(dòng)以行使基本的通訊/管理功能；所述第一自供電耦合電容C6的一端連接無線充電芯片Ul的B00T1端，第一自供電耦合電容C6的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)ACl端、第一電容Cl的另一端、第二電容C2的另一端、第三電容C3的另一端、第四電容C4的一端和第五電容C5的一端。所述第二自供電稱合電容C7的一端連接無線充電芯片Ul的B00T2端，第二自供電耦合電容C7的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)AC2端、第四電容C4的另一端和第五電容C5的另一端。所述第一自供電耦合電容C6和第二自供電耦合電容C7主要用于給無線充電單元301提供運(yùn)行的電源。
[0034]所述通訊耦合單元303包括第一通訊耦合電容C8和第二通訊耦合電容C9 ;所述第一通訊耦合電容C8的一端連接無線充電芯片Ul的COMMl端，第一通訊耦合電容C8的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)ACl端；所述第二通訊耦合電容C9的一端連接無線充電芯片Ul的C0MM2端，所述第二通訊耦合電容C9的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)AC2端；所述第一通訊耦合電容CS和第二通訊耦合電容C9主要用于與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊，具體用于發(fā)送通訊口令及發(fā)射/接收系統(tǒng)信息的調(diào)制解調(diào)，完成通訊。
[0035]所述預(yù)采樣單元304包括第一箝位電容ClO和第二箝位電容Cll ;所述第一箝位電容ClO的一端連接無線充電芯片Ul的CLMP2端，第一箝位電容ClO的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)AC2端；所述第二箝位電容Cll的一端連接無線充電芯片Ul的CLMPl端，第二箝位電容的另一端連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)ACl端和第一自供電耦合電容C6的另一端；所述第一箝位電容ClO和第二箝位電容Cl I主要用于高電壓保護(hù)，防止輸入的能量信號(hào)電壓過高損壞所述無線充電裝置，本實(shí)施例中，輸入的能量信號(hào)電壓超過15V即會(huì)進(jìn)行保護(hù)。
[0036]所述異物檢測單元305包括第一電阻Rl，所述輸出電流設(shè)置單元306包括第二電阻R2，電壓反饋單元308包括第三電阻R3和第四電阻R4，所述溫度檢測單元307包括NTC熱敏電阻RNTC。
[0037]所述無線充電芯片Ul的FOD端通過第一電阻Rl接地；所述第一電阻Rl主要用于異物檢測，并將檢測信號(hào)反饋給無線充電芯片U1，防止接線錯(cuò)誤。
[0038]所述無線充電芯片Ul的IUM端通過第二電阻R2連接無線充電芯片Ul的FOD端、第一電阻Rl的一端、第三電阻R3的一端和第四電阻R4的一端；所述第二電阻R2主要用于設(shè)置最大輸出電流，本實(shí)施例中，最大輸出電流Imax計(jì)算公式為:Imax=262/R2。
[0039]所述第三電阻的另一端連接濾波模塊，第四電阻的另一端連接電池接口 501，該電池接口 501用于連接電池。所述第三電阻R3和第四電阻R4主要用于檢測無線充電芯片Ul的輸出電壓。
[0040]所述NTC熱敏電阻RNTC的一端連接無線充電芯片Ul的TS-CTRL端，NTC熱敏電阻RNTC的另一端接地，主要用于高溫保護(hù)，檢測充電時(shí)的溫度，防止溫度過高損壞無線穿戴設(shè)備。
[0041]所述使能單元309包括第五電阻R5 ;所述第五電阻R5的一端連接無線充電芯片Ul的ENl端，第五電阻R5的另一端接地，所述無線充電芯片Ul的EN2端和四個(gè)PGND端均接地。所述第五電阻R5主要用于控制無線充電單元301的使用狀態(tài)，不需使用時(shí)，使ENl端接地。
[0042]所述無線充電芯片Ul的四個(gè)OUT端和兩個(gè)RECT端均通過濾波模塊40連接電池接口 501，由OUT端輸出充電電壓至電池接口 501給電池充電。
[0043]進(jìn)一步的，所述無線充電單元301還包括第六電阻R6和發(fā)光二極管LED，所述無線充電芯片Ul的/CHG端通過第六電阻R6連接發(fā)光二極管LED的負(fù)極，發(fā)光二極管LED的正極連接電池接口 501 (等效于連接電池)、還通過濾波模塊40連接無線充電芯片Ul的四個(gè)OUT端，由電池給發(fā)光二極管的正極提供高電位，在無線穿戴設(shè)備充電時(shí)，無線充電芯片Ul的/CHG端輸出低電平使發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮，以指示正在充電。
[0044]更進(jìn)一步的，所述無線充電單元301還包括第七電阻R7，所述無線充電芯片Ul的AD端通過第七電阻R7接地。所述無線充電單元301還包括第一測試點(diǎn)3011和第二測試點(diǎn)3012，所述無線充電芯片Ul的AD端連接所述第一測試點(diǎn)3011，無線充電芯片Ul的/AD-EN端連接第二測試點(diǎn)3012。
[0045]本發(fā)明的一重要改進(jìn)在于對濾波模塊40的電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，請繼續(xù)參閱圖2，所述濾波模塊40包括第一濾波電容C12、第二濾波電容C13、第三濾波電容C14、第四濾波電容C15、第五濾波電容C16、第六濾波電容C17、第七濾波電容C18和第八濾波電容C19 ;所述第一濾波電容C12的一端和第二濾波電容C13的一端均連接無線充電芯片Ul的四個(gè)OUT端和電池接口 501 (等效于連接電池)，第一濾波電容C12的另一端和第二濾波電容C13的另一端均接地；所述第三濾波電容C14的一端、第四濾波電容C15的一端、第五濾波電容C16的一端、第六濾波電容C17的一端、第七濾波電容C18的一端和第八濾波電容C19的一端均連接無線充電芯片Ul的兩個(gè)RECT端和第三電阻R3的另一端，第三濾波電容C14的另一端、第四濾波電容C15的另一端、第五濾波電容C16的另一端、第六濾波電容C17的另一端、第七濾波電容C18的另一端和第八濾波電容C19的另一端均接地。所述濾波模塊40主要用于將無線充電管理模塊30輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波并反饋充電電壓給無線充電芯片U1，使其輸出合適的充電電壓給電池充電。
[0046]本實(shí)施例中，所述第一濾波電容C12的容值為lOOnf，第二濾波電容C13的容值為10uf、第三濾波電容C14的容值為lOOnf，第四濾波電容C15、第五濾波電容C16、第六濾波電容C17、第七濾波電容C18和第八濾波電容C19的容值為2.2uf。本發(fā)明通過設(shè)置多個(gè)容值較低的電容來取代BQ51013B芯片標(biāo)準(zhǔn)外圍電容中的大容值電容，可大大減小整體的厚度，有利于智能手表超薄化，提升產(chǎn)品的外型效果。在選用各個(gè)電容值，優(yōu)先選用耐壓為25V的電容。
[0047]綜上所述，本發(fā)明利用無線穿戴設(shè)備已有的NFC天線進(jìn)行充電，無需額外增加充電接口或增加天線，提高了防水等級，避免占用無線穿戴設(shè)備有限的空間。
[0048]本發(fā)明在充電時(shí)使用Ti公司的BQ51013B無線充電芯片與無線充電發(fā)射端進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊，并判斷無線充電發(fā)射端發(fā)射的信號(hào)是否符合Qi標(biāo)準(zhǔn)或PMA標(biāo)準(zhǔn)，有效的防止了其他無線信號(hào)的干擾，使充電變得方便和可靠。
[0049]另外，本發(fā)明通過采用若干個(gè)容值較小的電容還取代容值大的電容，在達(dá)到濾波效果的同時(shí)，減小了整機(jī)厚度。
[0050]可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，與無線穿戴設(shè)備的電池和NFC天線連接，其特征在于，包括: 天線匹配模塊，用于使NFC天線接受的能量信號(hào)最大化； 無線充電管理模塊，用于通過點(diǎn)對點(diǎn)與無線充電發(fā)射端進(jìn)行通訊，并對接收的無線電信號(hào)進(jìn)行整流穩(wěn)壓處理，輸出充電電壓信號(hào)； 濾波模塊，用于對無線充電管理模塊輸出的充電電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，使無線充電管理模塊輸出合適的充電電壓； 所述天線匹配模塊的輸入端連接NFC天線，天線匹配模塊的輸出端連接無線充電管理模塊的輸入端，所述無線充電管理模塊的輸出端連接電池，還通過濾波模塊連接電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述天線匹配模塊包括:第一天線接線點(diǎn)、第二天線接線點(diǎn)、串聯(lián)匹配單元和并聯(lián)匹配單元；所述串聯(lián)匹配單元的一端連接第一天線接線點(diǎn)，串聯(lián)匹配單元的另一端連接無線充電管理模塊、還通過并聯(lián)匹配單元連接第二天線接線點(diǎn)和無線充電管理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述串聯(lián)匹配單元包括:第一電容、第二電容和第三電容，所述第一電容的一端、第二電容的一端和第三電容的一端均連接第一天線接線點(diǎn)，第一電容的另一端、第二電容的另一端和第三電容的另一端均連接無線充電管理模塊、還通過并聯(lián)匹配單元連接無線充電管理模塊和第二天線接線點(diǎn)，所述第一電容、第二電容和第三電容，用于使諧振頻率與發(fā)射端輸出頻率一致，以獲得最大能量信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述并聯(lián)匹配單元包括第四電容和第五電容，所述第四電容的一端和第五電容的一端均連接第一電容的另一端、第二電容的另一端、第三電容的另一端和無線充電管理模塊，所述第四電容的另一端和第五電容的另一端均連接無線充電管理模塊和第二天線接線點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電管理模塊包括無線充電單元、自供電耦合單元、通訊耦合單元、預(yù)采樣單元、異物檢測單元、輸出電流設(shè)置單元、溫度檢測單元、電壓反饋單元和使能單元；所述自供電耦合單元、通訊耦合單元、預(yù)采樣單元、異物檢測單元、輸出電流設(shè)置單元、溫度檢測單元和使能單元均連接無線充電單元，所述無線充電單元還依次通過濾波模塊和電壓反饋單元連接電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電單元包括無線充電芯片，所述自供電耦合單元包括第一自供電耦合電容和第二自供電耦合電容，第一自供電耦合電容和第二自供電耦合電容用于在無線穿戴設(shè)備完全沒電的情況下先從發(fā)射能量信號(hào)中獲得電量給無線穿戴設(shè)備使其啟動(dòng)，以行使基本的通訊/管理功能；所述通訊耦合單元包括第一通訊耦合電容和第二通訊耦合電容，第一通訊耦合電容和第二通訊耦合電容用于發(fā)送通訊口令及發(fā)射/接收系統(tǒng)信息的調(diào)制解調(diào)，完成通訊；所述預(yù)采樣單元包括第一箝位電容和第二箝位電容，所述異物檢測單元包括第一電阻，所述輸出電流設(shè)置單元包括第二電阻，所述溫度檢測單元包括NTC熱敏電阻，所述電壓反饋單元包括第三電阻和第四電阻，所述使能單元包括第五電阻； 所述第一自供電耦合電容的一端連接無線充電芯片的BOOTl端，第一自供電耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端、第一電容的另一端、第二電容的另一端、第三電容的另一端、第四電容的一端和第五電容的一端； 所述第二自供電耦合電容的一端連接無線充電芯片的B00T2端，第二自供電耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端、第四電容的另一端和第五電容的另一端； 所述第一通訊耦合電容的一端連接無線充電芯片的COMMl端，第一通訊耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端；所述第二通訊耦合電容的一端連接無線充電芯片的C0MM2端，所述第二通訊耦合電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端； 所述第一箝位電容的一端連接無線充電芯片的CLMP2端，第一箝位電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)AC2端；所述第二箝位電容的一端連接無線充電芯片的CLMPl端，第一箝位電容的另一端連接無線充電芯片的兩個(gè)ACl端和第一自供電耦合電容的另一端； 所述無線充電芯片的FOD端通過第一電阻接地，所述無線充電芯片的ILIM端通過第二電阻連接無線充電芯片的FOD端、第三電阻的一端和第四電阻的一端，所述第三電阻的另一端連接濾波模塊，第四電阻的另一端連接電池； 所述無線充電芯片的四個(gè)OUT端和兩個(gè)RECT端均通過濾波模塊連接電池，所述無線充電芯片的TS-CTRL端通過NTC熱敏電阻接地，無線充電芯片的ENl端通過第五電阻接地，所述無線充電芯片的EN2端和四個(gè)PGND端均接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電單元還包括第六電阻和發(fā)光二極管，所述無線充電芯片的/CHG端通過第六電阻連接發(fā)光二極管的負(fù)極，發(fā)光二極管的正極連接電池、還通過濾波模塊連接無線充電芯片的四個(gè)OUT端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電單元還包括第七電阻，所述無線充電芯片的AD端通過第七電阻接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電單元還包括第一測試點(diǎn)和第二測試點(diǎn)，所述無線充電芯片的AD端連接所述第一測試點(diǎn)，無線充電芯片的/AD-EN端連接第二測試點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用NFC天線給無線穿戴設(shè)備充電的無線充電裝置，其特征在于，所述濾波模塊包括第一濾波電容、第二濾波電容、第三濾波電容、第四濾波電容、第五濾波電容、第六濾波電容、第七濾波電容和第八濾波電容；所述第一濾波電容的一端和第二濾波電容的一端均連接無線充電芯片的四個(gè)OUT端和電池，第一濾波電容的另一端和第二濾波電容的另一端均接地；所述第三濾波電容的一端、第四濾波電容的一端、第五濾波電容的一端、第六濾波電容的一端、第七濾波電容的一端和第八濾波電容的一端均連接無線充電芯片的兩個(gè)RECT端和第三電阻的另一端，第三濾波電容的另一端、第四濾波電容的另一端、第五濾波電容的另一端、第六濾波電容的另一端、第七濾波電容的另一端和第八濾波電容的另一端均接地。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104167788SQ201410391631
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】陳長榮 申請人:Tcl通訊（寧波）有限公司