[实用新型]一种高精度Q值快速检测电路

说明书

本实用新型公开了一种高精度Q值快速检测电路，涉及无线充电技术领域，该高精度Q值快速检测电路包括：LC谐振模块，用于产生谐振信号；过零检测计数模块，用于通过比较谐振信号与零电平信号，产生方波信号，通过计数器对方波个数进行计数；峰值电压采样保持模块，用于采样过零检测计数模块中谐振信号的峰值电压；电压电流信号转换模块，用于将采样的峰值电压转化为采样电流；对数运算模块，用于通过采样电流获取流过电阻的压降电流；与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型Q值通过电路单元直接计算得到，精度极高；Q值计算电路极为简单，不需要像现有技术一样需要ADC、MCU参与运算；Q值检测时间极短，在峰值电压采样后就可以计算得到。

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体是一种高精度Q值快速检测电路。

背景技术

随着智能终端及设备对防尘防水设计的技术需求，使得无线充电技术及产品近几年得到快速发展。在无线充电系统中，发射模块(TX)通过线圈耦合给接收模块(RX)发送能量，如果TX与RX之间存在异物，系统转换效率大幅下降，导致充电过程中无线充电设备稳定急剧升高，甚至带来安全性问题。

国际组织WPC制定Qi无线充电协议，便于无线充电设备的相互兼容和统一，至今已经被广泛采用。在最新的Qi 1.2.4EPP协议中，为了增强对中高功率的能量传输安全性，强制要求认证设备必须具有外来物检测功能，以检测在充电前和充电过程是否有外来异物进入，避免导致其发热从而引起安全隐患。

TX设备自身的串联谐振回路的Q值(指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比)由RLC三个参数有关。如果存在异物，等效于在TX线圈上并联了电阻负载R，导致Q值降低。因此快速检测出TX谐振回路的Q值，就可以判断异物是否存在。

现有技术的Q值检测电路(一种无线充电高精度Q值检测方法和电路，公开号CN111381107B)，存在以下问题：Q值检测精度较差，特别是低Q值时的检测精度；Q值检测时间较长；Q值检测电路比较复杂，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度Q值快速检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高精度Q值快速检测电路，包括：

LC谐振模块，用于产生谐振信号；

过零检测计数模块，用于通过比较谐振信号与零电平信号，产生方波信号，通过方波的正边沿触发计数器进行计数；

峰值电压采样保持模块，用于采样过零检测计数模块中谐振信号的两个峰值电压；

电压电流信号转换模块，用于将采样的两个峰值电压转化为两个采样电流；

对数运算模块，用于通过两个采样电流获取流过电阻的压降电流；

Q值转换模块，用于通过压降电流、Q值计数公式得到Q值；

LC谐振模块连接过零检测计数模块，过零检测计数模块连接峰值电压采样保持模块，峰值电压采样保持模块连接电压电流信号转化模块，电压电流信号转化模块连接对数运算模块，对数运算模块连接Q值转换模块。

作为本实用新型再进一步的方案：对数运算模块包括采样电流Irph、采样电流Irpl，采样电流Irph连接放大器U1的同相端、二极管Dh的正极，采样电流Irpl连接放大器U1的反相端、二极管D1的正极，二极管Dh的负极接地，二极管D1的负极连接电阻R、放大器U1的输出端，电阻R的另一端接地。

作为本实用新型再进一步的方案：Q值转换模块包括压降电流Iout，压降电流Iout连接电容Cq、开关SW、放大器U2的同相端，电容Cq的另一端接地，放大器U2的反相端连接基准电压Vref，开关SW的另一端接地。