專利名稱：可模塊化的電能發(fā)射電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于電能發(fā)射的電路，電路可使用分立元件，也可以使用SMD元件甚至裸芯元件塑 封模塊化，形成專用電能發(fā)射IC。
背聚技術(shù)
從電的發(fā)明開始，迄今我們依然是通過導(dǎo)線來傳輸電能。這種有線供電，有其局限性，對于一些移動 性強(qiáng)的電器如手機(jī)、要求隔離的電器如防水電器和一些不便通線或無法通線的電器和場所，傳統(tǒng)的有線供 電是很難全面解決用電的方便性和安全性等問題。
兩個世紀(jì)以來，不少科學(xué)家致力于無線供電的研究，至今還沒有完全成熟的解決方案。2007年，美國 麻省理工學(xué)院通過internet向全球發(fā)布第一個60W功率的無線供電實(shí)驗(yàn)，震驚世界，這個實(shí)驗(yàn)雖然驚世 駭俗，但離實(shí)用仍有一段距離。
能否找到一種簡單的、廉價的、實(shí)用的方案來實(shí)現(xiàn)無線供電？答案是肯定的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種電能發(fā)射的電路，電路可使用分立元件，也可以使用SMD元件甚至裸芯元 件塑封模塊化(IC)。
它由方波發(fā)生電路、整形電路和輸出電路三部分組成。方波發(fā)生電路產(chǎn)生的方波經(jīng)整形電路對波形修 整后推動輸出電路輸出電能。
方波發(fā)生電路可以使用時基發(fā)生器如NE555或壓控振蕩器如LTC6900等，占空比通常在0. 1-0. 5之間， 振蕩頻率可設(shè)在l朋z以內(nèi)，這個頻率越高，越有利于提高發(fā)射效率。
輸出電路主要是一個三極功率管，可以是達(dá)林頓管、FET管、IGBT管等。
整形電路是一個簡單的RC并聯(lián)電路，這個電路串聯(lián)在方波發(fā)生電路和輸出電路之間。RC的值以確保 輸出電路有最佳輸出狀態(tài)為準(zhǔn)而定。當(dāng)輸出電路中的功率管的耐壓遠(yuǎn)大于供電電壓時，R可取值為0,此 時C已沒有存在的必要，即，整個整形電路處于短路狀態(tài)，因此，電能發(fā)射電路僅由方波發(fā)生電路、和輸 出電路二部分組成。
電能發(fā)射電路，可以使用分立元件來實(shí)現(xiàn)，也可用SMD貼片元件組合成模塊(IC)，甚至可以使用裸 芯片在一塊金屬基板上綁定而成一個專用電能發(fā)射IC。
使用時，在這個電路的輸出端接上一個發(fā)射天線，即一個LC諧振回路，就可以將電能轉(zhuǎn)換為高能電 磁波向周圍發(fā)射出去。電能發(fā)射電路(IC)和發(fā)射諧振回路均置于用電器的外部，同時，用另一個置丁-用 電器內(nèi)的LC諧振回路作為接收天線，就可以將電磁波的能量轉(zhuǎn)換為電能，給用電器供電，從而實(shí)現(xiàn)了無 線供電的目的。其過程如圖7所示。


圖1是電能發(fā)射電路的原理框圖。
圖2是髙電壓下電能發(fā)射電路的應(yīng)用原理圖。
圖3是低電壓下電能發(fā)射電路的應(yīng)用原理圖。
圖4是電能發(fā)射電路模塊化(IC)后的應(yīng)用電路圖。
圖5是電能發(fā)射電路模塊化(IC)的外形示意圖。
圖6是電能發(fā)射電路模塊化(IC)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是電能發(fā)射的過程框圖。
圖l中，Pl為方波發(fā)生電路，P2為整形電路，P3為輸出電路，Vd為方波電路Pl的供電端，Po為輸 出電路P3的輸出端。
圖2中，虛線框P1為方波發(fā)生電路，Ul為為振蕩器，虛線框P2為整形電路，虛線框P3為輸出電路， Vd為方波發(fā)生電路Pl的供電端，Po為輸出電路P3的輸出端，Ql為輸出電路中的功率管。
圖3中，虛線框P1為方波發(fā)生電路，Ul為為振蕩器，虛線框P3為輸出電路，Vd為方波發(fā)生電路Pl 的供電端，Po為輸出電路P3的輸出端，Ql為輸出電路中的功率管。
圖4中，IC為電能發(fā)射電路，Vd為IC內(nèi)部的方波電路的供電端，Po為IC內(nèi)部的輸出電路的輸出端, 電壓L1和電容C1為發(fā)射諧振天線，Vp為供電端；電壓L2和電容C2為接收諧振天線，P1和P2為接收輸 出端。圖6中，E3為輸出電路中的功率管Q1， E2表示PCB板，方波發(fā)生電路和整形電路及其它元件整合于 上面。El為封裝塑膠。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，電能發(fā)射電路由方波發(fā)生電路P1、整形電路P2和輸出電路P3三部分組成，電路可使用 分立元件，也可以使用SMD元件甚至裸芯元件塑封模塊化，形成專用電能發(fā)射IC。
方波發(fā)生電路P2中的振蕩器Ul，可以使用時基發(fā)生器如NE555或壓控振蕩器如LTC6900等，占空比 通常在0.1-0.5之間，振蕩頻率可設(shè)在l朋z以內(nèi)，這個頻率越高，越有利于提高發(fā)射效率。
整形電路P2是一個簡單的R1C1并聯(lián)電路,這個電路串聯(lián)在方波發(fā)生電路Pl和輸出電路P3之間。R1C1 的值以確保輸出電路有最佳輸出狀態(tài)為準(zhǔn)而定。
輸出電路P3主要是一個三極功率管Q1， Ql可以是達(dá)林頓管、FET管、IGBT管等。
舉例說明如下
如圖2所示，電能發(fā)射電路由方波發(fā)生電路P1、整形電路P2和輸出電路P3三部分組成。方波發(fā)生電 路Pl以振蕩器Ul為主，在外圍元件的共同作用下，產(chǎn)生振蕩形成方波，送入整形電路P2對波形進(jìn)行修 整，以更好地匹配于輸出電路P3中的功率管Q1。 Po為輸出電路P3的輸出端，Vd為方波發(fā)生電路Pl的供 電端。
當(dāng)輸出電路P3中的功率管的耐壓遠(yuǎn)大于供電電壓(數(shù)倍以上)時，Rl可取值為O,此時R1C1己沒有 存在的必要，即，整個整形電路P2處于短路狀態(tài)，因此，電能發(fā)射電路僅由方波發(fā)生電路P1和輸出電路 P3二部分組成，如圖3所示。
電能發(fā)射電路，可以使用分立元件來實(shí)現(xiàn)。也可用SMD元件組合成模塊(IC)，如圖5和圖6所示， 甚至可以使用裸芯片在一塊金屬基板上綁定而成一個IC。圖6中，全部SMD元件，包括方波發(fā)生電路P1 和整形電路P2及輸出電路P3中的R4、 D3，均集中在PCP板E2上。PCB板E2粘貼在輸出電路P3中的功 率管Q1的表面，然后用塑膠(環(huán)氧樹脂)封裝成型，便成為一個專用電能發(fā)射IC。
如圖4所示，實(shí)際應(yīng)用時，在這個電路(IC)的輸出端接Po上，接一個發(fā)射天線，即由線圈L1和電 容Cl組成的L1C1諧振回路，供電電源從電源端Vp輸入，經(jīng)L1C1諧振回路和電能發(fā)射電路(IC),就可 以將電能轉(zhuǎn)換為高能電磁波由線圈Ll向周圍發(fā)射出去。天線回路和電能發(fā)射電路(IC)置于用電器的外 部，同時，用另一個置于用電器內(nèi)由線圈L2和電容C2組成的L2C2諧振回路作為接收天線，就可以將電 磁波的能量轉(zhuǎn)換為電能，由輸出端P1和P2給用電器供電，從而實(shí)現(xiàn)了無線供電的目的。
當(dāng)發(fā)射諧振回路L1C1的諧振頻率與電能發(fā)射電路的振蕩頻率一致時，具有最佳發(fā)射效率；當(dāng)接收諧 振回路L2C2的諧振頻率與發(fā)射諧振回路L1C1的諧振頻率一致時，具有最佳接收效率。
權(quán)利要求
1一種電能發(fā)射電路，其主要特征是它由方波發(fā)生電路、整形電路和輸出電路三部分組成；方波發(fā)生電路產(chǎn)生的方波經(jīng)整形電路對波形修整后推動輸出電路輸出電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能發(fā)射電路，其特征是當(dāng)輸出電路中的功率管的耐壓遠(yuǎn)大于供電電壓 時，整形電路可短路，電能發(fā)射電路僅由方波發(fā)生電路和輸出電路二部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能發(fā)射電路，其特征是電路可使用分立元件，也可以使用SMD元件甚 至裸芯元件塑封模塊化，形成專用電能發(fā)射IC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能發(fā)射電路，其特征是在這個電路(IC)的輸出端接上一個發(fā)射天線， 即一個LC諧振回路，就可以將電能轉(zhuǎn)換為高能電磁波向周圍發(fā)射出去；同時，用另一 個LC諧振回路作為接收天線，就可以將電磁波的能量轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)了無線供電的 功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能發(fā)射電路，其特征是方波發(fā)生電路可以使用時基發(fā)生器如NE555或 壓控振蕩器如LTC6900等，輸出電路主要是一個三極功率管，如達(dá)林頓管、FET管、IGBT 管等。
全文摘要
本發(fā)明是一種電能發(fā)射的電路，它由方波發(fā)生電路P1、整形電路P2和輸出電路P3三部分組成。方波發(fā)生電路P1產(chǎn)生的方波經(jīng)整形電路P2對波形修整后推動輸出電路P3輸出電能。電路可使用分立元件，也可以使用SMD元件甚至裸芯元件塑封模塊化，形成專用電能發(fā)射IC。
文檔編號H02J17/00GK101557126SQ20081009103
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者朱斯忠 申請人:朱斯忠