一种交流电流传感器及无线充电芯片制造技术

本申请提供一种交流电流传感器及无线充电芯片。所述交流电流传感器包括积分电路、微分电路和校准电路，积分电路用于对TX线圈中电感两端的滤波处理后的电压进行积分，微分电路用于对TX线圈中电容两端的滤波处理后的电压进行微分，校准电路用于对积分电路和微分电路的输出信号进行采样和比较，并调整积分电路和微分电路的输出结果，直至相同，此时微分电路的输出结果可以用于计算流经TX线圈的电流。整个装置带有电流校准功能，校准过程无需使用商用电流传感器提供参考电流，可以校准微分电路和积分电路的时间常数，使其不受工艺变化的影响，进而校准后电流检测精度不受片上元件参数影响，电流测量精度较高，而且结构紧凑，易于集成。成。成。

【技术实现步骤摘要】
一种交流电流传感器及无线充电芯片


[0001]本申请涉及无线电力传输领域，特别涉及一种交流电流传感器及无线充电芯片。

技术介绍

[0002]智能设备的充电逐渐从有线充电向无线充电发展。无线充电的原理是通过发射器和接收器之间的电路耦合实现电力传输，其中，发射器设置在无线充电设备中，接收器设置在智能设备中，发射器中设置有发射线圈(TX线圈)，接收器中设置有接收线圈(RX线圈)。TX线圈能否准确耦合对应的RX线圈决定了无线充电设备是否能够准确地对智能设备进行充电，而耦合是否准确取决于发射器对接收器中RX线圈的电流测量是否准确，发射器还可以通过电流测量来判断接收器是否需要充电或者完成充电。
[0003]发射器可以通过设置交流电流传感器来测量TX线圈的电流，再计算得到RX线圈的电流。TX线圈通常包括串联的一个电感和一个电容，常规的交流电流传感器可以利用一个次级线圈来靠近电感，并测量出次级线圈的电流，由于次级线圈的电流与初级线圈的电流成正比，因此可以根据次级线圈的电流和比例得到电感的电流，并将电感的电流作为测得的TX线圈的电流。
[0004]然而，这种交流电流传感器由于依靠次级线圈进行测量，因此无法集成，占用面积较大，并且测量的误差也较大。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种交流电流传感器及无线充电芯片，可用于解决常规的交流电流传感器测量TX线圈的电流精度较低、不易集成的技术问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种交流电流传感器，包括：
[0007]积分电路，被配置为通过所述积分电路的第一输入端接收第一电感电压V
L*
，并对所述第一电感电压V
L*
进行积分，生成第二电感电压V
L**
，所述第一电感电压V
L*
为TX线圈中电感两端的电压V
L
经滤波处理后得到的电压，所述积分电路包括第一可调电阻；
[0008]微分电路，被配置为通过所述微分电路的第一输入端接收第一电容电压V
C*
，并对所述第一电容电压V
C*
进行微分，生成第二电容电压V
C**
，所述第一电容电压V
C*
为所述TX线圈中电容两端的电压V
C
经滤波处理后得到的电压，所述微分电路包括第二可调电阻；
[0009]校准电路，被配置为基于所述第一电容电压V
c*
生成时钟信号，以及根据所述时钟信号，同时调节所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值，并实时比较第三电感电压V
L***
和第三电容电压V
C***
，直至所述第三电感电压V
L***
与所述第三电容电压V
C***
相同，校准完成，所述第三电感电压V
L***
是对所述第二电感电压V
L**
进行峰值采样后得到的，所述第三电容电压V
C***
是对所述第二电容电压V
C**
进行峰值采样后得到的；
[0010]其中，在校准完成后，所述微分电路输出的第二电容电压V
C**
用于按照预设的换算关系转换为流经所述TX线圈的电流。
[0011]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述校准电路包括：
[0012]时钟电路，被配置为根据所述第一电容电压V
c*
生成第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3和第四时钟信号CLK4；
[0013]逻辑电路，所述逻辑电路的输出端分别与所述积分电路的第二输入端和所述微分电路的第二输入端耦接，所述逻辑电路用于根据所述第四时钟信号CLK4，同时调节所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值；
[0014]第一采样保持电路，所述第一采样保持电路的第一输入端与所述积分电路的输出端耦接，所述第一采样保持电路用于根据所述第一时钟信号CLK1和所述第二时钟信号CLK2，对所述第二电感电压V
L**
进行峰值采样，得到所述第三电感电压V
L***
；
[0015]第二采样保持电路，所述第二采样保持电路的第一输入端与所述微分电路的输出端耦接，所述第二采样保持电路用于根据所述第一时钟信号CLK1和所述第二时钟信号CLK2，对所述第二电容电压V
C**
进行峰值采样，得到所述第三电容电压V
C***
；
[0016]比较器，所述比较器的第一输入端与所述第一采样保持电路的输出端耦接，所述比较器的第二输入端与所述第二采样保持电路的输出端耦接；所述比较器用于根据所述第三时钟信号CLK3，实时比较所述第三电感电压V
L***
和所述第三电容电压V
C***
，并输出比较结果，所述比较结果用于指示所述第三电感电压V
L***
和所述第三电容电压V
C***
是否相同。
[0017]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述第一可调电阻和所述第二可调电阻结构相同，均包括：
[0018]串联设置的固定电阻和多个可变电阻，每个可变电阻的阻值与所述固定电阻的阻值存在预设比例关系；
[0019]多个可调开关，所述多个可调开关与所述多个可变电阻一一对应，所述可调开关并联在对应的可变电阻的两端，所述可调开关包括用于接收开关控制信号的控制输入端，所述可调开关用于在所述开关控制信号的控制下进行通断。
[0020]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述逻辑电路包括：依次连接的多个触发器和多个逻辑门，所述多个触发器、所述多个逻辑门与所述第一可调电阻的多个可调开关或者所述第二可调电阻的多个可调开关一一对应；
[0021]所述逻辑门的第一输入端与对应的触发器的第一输出端耦接，所述逻辑门的输出端分别与下一个逻辑门的第二输入端和下一个逻辑门对应的触发器的第一输入端耦接，其中，位于第一个的逻辑门的第二输入端和对应的触发器的第一输入端用于接收所述比较器输出的状态信号；
[0022]每个所述触发器的第二输入端用于接收所述第四时钟信号CLK4，每个所述触发器的第三输入端用于接收第一使能信号，每个所述触发器的第二输出端与对应的可调开关的控制输入端耦接，每个所述触发器的第二输出端用于输出对应的可调开关的开关控制信号。
[0023]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述第一采样保持电路和所述第二采样保持电路的结构相同，均包括第一触发开关、第一运算放大器、第二触发开关和第二运算放大器；
[0024]所述第一触发开关的第一端用于接收对应的所述第二电感电压V
L**
或者所述第二电容电压V
C**
，所述第一触发开关的第二端与所述第一运算放大器的同相输入端耦接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端耦接，所述第一运算放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流电流传感器，其特征在于，包括：积分电路，被配置为通过所述积分电路的第一输入端接收第一电感电压V
L*
，并对所述第一电感电压V
L*
进行积分，生成第二电感电压V
L**
，所述第一电感电压V
L*
为TX线圈中电感两端的电压V
L
经滤波处理后得到的电压，所述积分电路包括第一可调电阻；微分电路，被配置为通过所述微分电路的第一输入端接收第一电容电压V
C*
，并对所述第一电容电压V
C*
进行微分，生成第二电容电压V
C**
，所述第一电容电压V
C*
为所述TX线圈中电容两端的电压V
C
经滤波处理后得到的电压，所述微分电路包括第二可调电阻；校准电路，被配置为基于所述第一电容电压V
c*
生成时钟信号，以及根据所述时钟信号，同时调节所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值，并实时比较第三电感电压V
L***
和第三电容电压V
C***
，直至所述第三电感电压V
L***
与所述第三电容电压V
C***
相同，校准完成，所述第三电感电压V
L***
是对所述第二电感电压V
L**
进行峰值采样后得到的，所述第三电容电压V
C***
是对所述第二电容电压V
C**
进行峰值采样后得到的；其中，在校准完成后，所述微分电路输出的第二电容电压V
C**
用于按照预设的换算关系转换为流经所述TX线圈的电流。2.根据权利要求1所述的交流电流传感器，其特征在于，所述校准电路包括：时钟电路，被配置为根据所述第一电容电压V
c*
生成第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3和第四时钟信号CLK4；逻辑电路，所述逻辑电路的输出端分别与所述积分电路的第二输入端和所述微分电路的第二输入端耦接，所述逻辑电路用于根据所述第四时钟信号CLK4，同时调节所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值；第一采样保持电路，所述第一采样保持电路的第一输入端与所述积分电路的输出端耦接，所述第一采样保持电路用于根据所述第一时钟信号CLK1和所述第二时钟信号CLK2，对所述第二电感电压V
L**
进行峰值采样，得到所述第三电感电压V
L***
；第二采样保持电路，所述第二采样保持电路的第一输入端与所述微分电路的输出端耦接，所述第二采样保持电路用于根据所述第一时钟信号CLK1和所述第二时钟信号CLK2，对所述第二电容电压V
C**
进行峰值采样，得到所述第三电容电压V
C***
；比较器，所述比较器的第一输入端与所述第一采样保持电路的输出端耦接，所述比较器的第二输入端与所述第二采样保持电路的输出端耦接；所述比较器用于根据所述第三时钟信号CLK3，实时比较所述第三电感电压V
L***
和所述第三电容电压V
C***
，并输出比较结果，所述比较结果用于指示所述第三电感电压V
L***
和所述第三电容电压V
C***
是否相同。3.根据权利要求2所述的交流电流传感器，其特征在于，所述第一可调电阻和所述第二可调电阻结构相同，均包括：串联设置的固定电阻和多个可变电阻，每个可变电阻的阻值与所述固定电阻的阻值存在预设比例关系；多个可调开关，所述多个可调开关与所述多个可变电阻一一对应，所述可调开关并联在对应的可变电阻的两端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱浩，张旭升，施毅，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：