一种手机车载无线充电状态显示系统和方法与流程

1.本发明属于汽车领域，具体属于一种手机车载无线充电状态显示系统和方法。


背景技术：

2.无线充电不用导线来传输电能，通过无线电波感应的方式给用电器供电；无线充电大致分为电磁感应式、磁共振式、电场耦合式，其中电磁感应式是目前主流的方式；按照接触和非接触划分，车载无线充电都是接触式、需要将移动设备放置在特定的位置才能给移动设备充电；
3.无线充电技术已经被成功运用到车载手机无线充电功能上，然而现有技术中的车载无线充电对于手机处于充电状态还是处于充电完成状态无法直观获得，只有在手机触摸手机屏幕或者按键时了解状态，不方便驾驶人员直接获取手机充电状态。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种手机车载无线充电状态显示系统和方法，能够很直观获得手机车载无线充电状态，
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种手机车载无线充电状态显示系统，包括电流检测电路、充电完成提示电路、电压基准产生电路、电压信号处理电路、充电显示光带；
7.所述电流检测电路用于接收发射线圈的感应信号，所述电流检测电路分别连接充电完成提示电路和电压信号处理电路；所述充电完成提示电路和电压信号处理电路均连接有电压基准产生电路；所述充电完成提示电路和电压信号处理电路分别连接充电显示光带，充电显示光带在充电状态和充电完成状态下，显示不同颜色；
8.所述充电显示光带设置在副仪表板本体上。
9.优选的，所述充电显示光带包括驱动绿灯和驱动红灯；
10.所述驱动绿灯连接充电完成提示电路，所述驱动红灯连接电压信号处理电路。
11.优选的，所述电流检测电路包括电阻r3、电阻r4和电容c1；
12.所述电阻r3的一端和电阻r4的一端连接发射线圈3，电阻r3的另一端接地，电阻r4、电容c1组成rc滤波电路连接充电完成提示电路和电压信号处理电路。
13.优选的，所述充电完成提示电路包括比较器u2、三极管q3、三极管q4、电阻r5、电阻r6和电阻r8；
14.所述比较器u2的一个输入端连接电流检测电路，比较器u2的另一个输入端连接电压基准产生电路；比较器u2的输出端连接电阻r8的一端，电阻r8的另一端连接三极管q4的基极，三极管q4的集电极分别连接电阻r5的一端和电阻r6的一端，三极管q4的发射极连接充电显示光带；
15.电阻r5的另一端连接三极管q3的发射极；电阻r6的另一端连接三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接充电显示光带。
16.优选的，所述电压基准产生电路包括三段稳压器u3、电阻r7、电阻r9、电阻r10；
17.所述电阻r9的一端和电阻r10的一端均连接充电完成提示电路和电压信号处理电路；电阻r9的另一端连接三段稳压器u3的一端和电阻r7的一端，电阻r10的另一端连接三段稳压器u3的另一端；电阻r7的另一端连接电源vcc。
18.优选的，所述电压信号处理电路包括运算放大器u1；
19.所述运算放大器u1的反相输入端依次经过电阻r2与电流检测电路相连，同相输入端与电压基准产生电路相连，运算放大器u1的输出端与相连，运算放大器u1的反相输入端连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接运算放大器u1的输出端。
20.一种手机车载无线充电状态显示方法，基于上述任意一项所述的一种手机车载无线充电状态显示系统，包括以下过程，
21.电流检测电路将发射线圈的采样电压传递给充电完成提示电路和电压信号处理电路，充电完成提示电路将采样电压与电压基准产生电路的基准电压进行对比，充电完成提示充电显示光带进行充电完成状态显示；
22.电压信号处理电路接收到电流检测电路发出的发射线圈的采样电压信息，电压信号处理电路将采样电压与电压基准产生电路的基准电压进行信号处理，充电显示光带进行充电状态显示。
23.优选的，电流检测电路中的电阻r3检测发射线圈中的电流，形成采样电压vs，采样电压vs经过电阻r4、电容c1组成rc滤波电路连接到充电完成提示电路和电压信号处理电路。
24.优选的，充电完成提示电路中电源vcc经电阻r7接三端稳压器u3产生基准电压，经电阻r9、电阻r10组成的分压器形成电压v
ref
，电压v
ref
接比较器u2的反相输入端，当充电未完成时，即vs＞v
ref
，比较器u2输出低电平，三极管q4、三极管q3截止；当充电完成时，发射线圈的电流变得最小并且稳定，即vs＜v
ref
，比较器u2输出高电平，三极管q4、三极管q3导通，驱动绿灯通电，提示充电完成。
25.优选的，电压基准产生电路产生基准电压vref，电流检测电路输出采样电压vs，电阻r1、电阻r2以及运算放大器u1组成迟滞比较器，采样电压vs不同，运算放大器u1分别输出高电平或者低电平；
26.当手机无线充电开始工作后，电压基准产生vref，此时vs＜vref，运算放大器输出低电平并保持，充电正常进行，此时驱动红灯连通，充电时间延长，当采样电压vs＞vref，运算放大器u1的输出电压由低电平转换为高电平电路，充电信号中断，发射线圈停止，电流变得最小并且稳定，驱动红灯断电，驱动绿灯亮。
27.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
28.本发明提供一种手机车载无线充电状态显示系统，通过电流检测电路将发射线圈的采样电压传递给充电完成提示电路，与电压基准产生电路的基准电压进行对比，充电完成提示电路驱动灯带进行绿灯显示；电压信号处理电路接收到电流检测电路发射线圈的采样电压信息，同时与电压基准产生电路的基准电压进行信号处理并输出提示信号驱动灯带进行充电状态红灯显示；能够很直观获得充电状态，在副仪表板上布置两条不同颜色光带，同时加一套完全独立的充电状态显示系统，该系统通过一系列控制逻辑来实现手机充电状态可视。
附图说明
29.图1为本发明一种手机车载无线充电状态显示系统结构示意图；
30.图2为本发明一种手机车载无线充电状态显示系统接口示意图；
31.图3为本发明一种手机车载无线充电状态显示系统控制逻辑图；
32.图4为本发明一种手机车载无线充电状态显示系统电路结构示意图；
33.附图中：1为整车电流；2为发射电路；3为发射线圈；4为接收线圈；5为接收电路；6为手机电池；7为接收端通讯电路；8为电流检测电路；9为充电完成提示电路；10为驱动完成绿灯；11为电压基准产生电路；12为电压信号处理电路；13为驱动红灯；14为发射端通讯电路；15为控制电路；16为驱动电路；17为手机；18为充电显示光带；19为无线充电模块；20为副仪表板本体；21为usb接口。
具体实施方式
34.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
35.实施例
36.本发明提供一种手机车载无线充电状态显示系统，通过现有的无线充电系统、智能手机系统及本发明的无线充电状态显示系统来共同作用实现，所涉及的整车电源同时为控制电路、发射电路供电，控制电路连接驱动电路驱动发射电路；通过电流检测电路将发射线圈的采样电压传递给充电完成提示电路，与电压基准产生电路的基准电压进行对比，充电完成提示电路驱动灯带进行绿灯显示；电压信号处理电路接收到电流检测电路发射线圈的采样电压信息，同时与电压基准产生电路的基准电压进行信号处理并输出提示信号驱动灯带进行充电状态红灯显示。
37.本发明的一种手机车载无线充电状态显示系统，包括电流检测电路8、充电完成提示电路9、电压基准产生电路11、电压信号处理电路12、充电显示光带；电流检测电路8用于接收发射线圈3的感应信号，电流检测电路8分别连接充电完成提示电路9和电压信号处理电路12；充电完成提示电路9和电压信号处理电路12均连接有电压基准产生电路11；充电完成提示电路9和电压信号处理电路12分别连接充电显示光带，充电显示光带在充电状态和充电完成状态下，显示不同颜色；充电显示光带设置在副仪表板本体20上。
38.本发明的一种手机车载无线充电状态显示系统，能够根据充电情况直观的对充电状态进行灯光显示。此发明基于低配无状态显示进行修改添加，通过简单的硬件开发实现显示功能，相对于通讯信号软件控制有一定差别，较软件通讯协议控制实施难度增加，但相对软件控制高低配模块分别开发具有一定基础优势，在启用原来状态替代开发实现功能上具有明显优势。
39.实施例
40.如图3所示，图3中ⅰ为手机无线充电、ⅱ为智能手机、ⅲ为充电状态显示系统，图3中控制逻辑如下：低配状态：直接使用手机无线充电ⅰ 智能手机ⅱ实现，手机充电状态只有在手机触摸手机屏幕或者按键时了解状态；
41.高配状态：采用手机无线充电ⅰ 智能手机ⅱ 充电状态显示系统ⅲ，机充电状态可以通过副仪表板上灯带颜色了解手机充电是否已经完成。
42.如图3所示，手机无线充电ⅰ包括五个联动控制：发射电路2、发射线圈3、驱动电路16、控制电路15、发射端通讯电路14；智能手机ⅱ包括四个联动控制：接收线圈4、接收电路5、手机电池6、接收端通讯电路7；充电状态显示ⅲ包括四个联动控制：电流检测电路8、充电完成提示电路9、驱动完成绿灯10、电压基准产生电路11、电压信号处理电路12、驱动红灯13。
43.如图1和图2所示，手机17放置在无线充电模块19上进行无线充电，无线充电模块19设置在副仪表板本体20上，无线充电模块19的外侧缠绕有充电显示光带18，充电显示光带18在充电状态和充电完成状态下，显示不同颜色；无线充电模块19的一侧设置有usb接口21。
44.如图3所示，整车电流1为无线充电模块19进行供电，发射端通讯电路14和接收端通讯电路7依据通讯协议进行数据连接，发射端通讯电路14连接控制电路15，控制电路15控制驱动电路16，驱动电路16驱动发射电路2通过发射线圈3进行无线充电。接收线圈4接收发射线圈3的电能，通过接收电路5传输至手机电池6。
45.本发明涉及的充电状态显示系统，通过连接无线充电3发射线圈发出的感应信号，通过电流检测电路8分别作用于充电完成提示电路9和电压信号处理电路12进行分析，同时与电压基准产生电路11进行比对给出关联输出信号驱动绿色或者红色灯带显示。本发明为一套完全独立系统，通过充电状态控制系统，实现控制逻辑；通过副仪表板上布置的灯带完成充电显示结果。
46.本发明通过在一套基础无线充电系统的基础上，添加一套独立的控制线路，实现充电状态的显示，该发明可以根据市场及项目的需求做出不同的选择。可以根据车型不同、客户群体差异，开发不同显示逻辑进行匹配，同步考虑升级换代的可能性。该设计理念在于可以灵活搭配，提前考虑不同市场阶层人群的使用场景需求，组合搭配灵活，结构简单易于实现，装配工艺具有很好的可实现性。
47.如图4所示，充电完成电路(绿灯亮起)控制原理：电流检测电路8包括电阻r3、电阻r4、电容c1；充电完成提示电路9包括比较器u2、三极管q3、三极管q4、电阻r5、电阻r6、电阻r8。电压基准产生电路11包括三段稳压器u3、电阻r7、电阻r9、电阻r10。发射线圈3产生电流，发出磁场能量。电流检测电路8中电阻r3检测发射线圈3中的电流，形成采样电压vs，vs经过电阻r4、电容c1组成rc滤波电路到比较器u2的反相输入端；vcc经电阻r7接三端稳压器u3产生2.5v基准电压，经电阻r9、电阻r10组成的分压器形成v
ref
，v
ref
接比较器u2的同相输入端，当充电未完成时，即vs＞v
ref
，比较器u2输出低电平，三极管q4、q3截止；当充电完成时，发射线圈3的电流变得最小并且稳定，即vs＜v
ref
，比较器u2输出高电平，三极管q4、q3导通，驱动绿灯通电，提示充电完成。
48.电压信号处理电路-充电进行电路(绿灯亮起)控制原理：电压信号处理电路12包括运算放大器u1，电流检测电路8，电压基准产生电路11；运算放大器u1的引脚1与电源vcc相连，引脚2反相输出端依次经过电阻r2与检测电路相连，引脚3与电压基准产生电路11的输出引脚2相连，引脚4接地，引脚5作为电压信号处理电路12的输出端与红色灯带相连，运算放大器u1的引脚2、5间连接电阻r1，电压基准产生电路引脚1与电源vcc相连、引脚3接地。电压基准产生电路11产生基准电压vref，检测基准电路输出采样电压vs，电阻r1、电阻r2以及运算放大器u1组成迟滞比较器，采样电压vs不同，运算放大器u1的引脚5分别输出高电平
或者低电平。当手机无线充电开始工作后，电压基准产生vref，此时vs＜vref，运算放大器输出低电平并保持，充电正常进行，此时红色灯带连通，随着充电时间延长，采样电压vs＞vref，运算放大器u1的引脚5输出电压由低电平转换为高电平电路，充电信号中断，发射线圈停止，电流变得最小并且稳定，红色灯带断电，完成电路开启绿灯亮。
49.本发明方案对高低配充电显示系统进行优化重组，有效集成缩减模具种类及数量，通过简单增加控制逻辑系统即可实现不同显示状态的切换，减少无线充电系统高低配开发费用，在品质提升及开发周期上得到明显的改善，值得推广应用。
50.附图对本发明设计方法进行示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，该设计理念可以类推及衍生到关联区域，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。