專利名稱：可無線充電的便攜電子裝置組合的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及便攜電子裝置，特別涉及一種可無線充電的便攜電子裝置組合。
背景技術：
在人們的日常工作及生活中，經常會使用到各類使用電力驅動的便攜電子裝置， 例如，移動電話、對講機、電子詞典、掌上電腦(PDA)、手持電腦設備(HPC)、個人通訊助理機 (SmartPhone)、MP3、MP4、數碼相機、GPS導航儀、錄音筆、上網本等，給人們帶來了極大的便 利。出于便攜性的要求，這些便攜電子裝置都使用電池作為電力來源，而出于方便使用、經 濟效率和環(huán)保的原因，人們更多選擇使用可重復充電的充電電池作為電源。當便攜電子裝置中的充電電池電力耗盡時，現(xiàn)有技術中通常采用接觸式充電器， 通過將充電電池上的電極與接觸式充電器上的金屬觸腳連接進行充電。但是，接觸式充電 器不能完全防水防塵，外露的金屬觸腳因長時間使用會磨損或被空氣腐蝕、氧化，電極與金 屬觸腳接觸時經常出現(xiàn)接觸不良，導致充電不完全，而且電極與金屬觸腳的接觸點會因碳 化作用而發(fā)熱，導致浪費電流，外露的金屬觸腳還具有短路的危險。而且，不同的便攜電子 裝置的充電接口通常具有不同的規(guī)格，如充電電壓、充電電流、對應的接觸式充電器的接口 類型等，需要為不同的便攜電子裝置準備不同的接觸式充電器，不利于充電標準化。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可無線充電的便攜電子裝置組合，解決現(xiàn)有便攜 電子裝置使用接觸式充電器所帶來的金屬觸腳接觸不良、金屬觸腳短路及不利于充電標準 化等問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種可無線充電的便攜電子裝置組合，其包括 便攜電子裝置和充電裝置，該充電裝置的外殼內設有無線充電的發(fā)射電路，該便攜電子裝 置的外殼內設有無線充電的接收電路，該便攜電子裝置和充電裝置的外殼上分別設有相配 合的用于對正所述發(fā)射電路與接收電路的對準結構；充電時，該便攜電子裝置和充電裝置 的相互位置按照該對準結構設置以使所述發(fā)射電路與接收電路恰好電磁耦合；該便攜電子 裝置為移動電話、對講機、電子詞典、掌上電腦、手持電腦設備、個人通訊助理機、MP3、MP4、 數碼相機、GPS導航儀、錄音筆或上網本。其中，所述發(fā)射電路包括主控制電路、固定頻率輸出電路、驅動電路、串聯(lián)諧振電 路、次級信號檢測電路及電流檢測保護電路；該主控制電路、固定頻率輸出電路、驅動電路 及串聯(lián)諧振電路順序電性連接以由主控制電路控制電能的無線發(fā)射，該次級信號檢測電路 分別與串聯(lián)諧振電路和主控制電路電性連接以檢測次級信號，該電流檢測保護電路分別與 串聯(lián)諧振電路和主控制電路電性連接以進行電流檢測保護。其中，所述接收電路包括感應線圈電路、橋式整流電路、開關電路、充電管理電路 及充電電池；該感應線圈線路、橋式整流電路、開關電路、充電電池順序電性連接以接收電 能并對充電電池進行充電，該充電管理電路分別電性連接橋式整流電路、開關電路、充電電池以進行充電管理。其中，所述串聯(lián)諧振電路由第一電容和第一電感串聯(lián)構成。其中，所述驅動電路由非門、PMOS和NMOS組成；該PMOS和NMOS分別與所述串聯(lián) 諧振電路電性連接以給該串聯(lián)諧振電路充電和放電；該非門電性連接該PMOS與NMOS的柵 極以控制PMOS與NMOS的導通與截止。其中，所述主控制電路為一第一單片機。其中，所述固定頻率輸出電路為一輸出固定不變頻率的第二單片機。其中，所述充電管理電路為一第三單片機。其中，所述感應線圈電路由第二電容和第二電感并聯(lián)構成。主控電路連接所述固定頻率輸出電路，控制所述固定頻率輸出電路發(fā)出頻率。驅 動電路連接所述固定頻率輸出電路與所述串聯(lián)諧振電路，將固定頻率輸出電路發(fā)出頻率傳 輸給所述串聯(lián)諧振電路，驅動串聯(lián)諧振電路諧振。橋式整流電路由4個二極管橋式連接構 成，其與感應線圈電路連接，將感應線圈電路產生的交流電壓轉換為直流電壓。橋式整流電 路還連接充電管理電路與開關電路，為充電管理電路提供工作電壓，并通過開關電路為電 池提供充電電壓。本實用新型的有益效果本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合采用無線充 電設計，充電過程簡單方便，利于充電標準化，充電結構可完全防塵防水而延長使用壽命； 通過用單片機產生固定頻率驅動諧振電路諧振，諧振電路選擇一定范圍的電感值和電容 值，電感兩端就可以得到一個一定范圍內穩(wěn)定的電壓，這樣就省去了頻率調整電路，從而簡 化了電路，節(jié)約了成本。為了能更進一步了解本實用新型的特征以及技術內容，請參閱以下有關本實用新 型的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
以下結合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式
詳細描述，將使本實用新型的 技術方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，

圖1為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合的充電原理圖；圖2為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合一較佳實施例的電路圖；圖3為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合一較佳實施例的立體示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型所采取的技術手段及其效果，以下結合本實用新型的 優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合包括便攜電子裝置和充電裝置，充電 裝置的外殼內設有無線充電的發(fā)射電路，該便攜電子裝置的外殼內設有無線充電的接收電 路；充電時，該充電裝置的發(fā)射電路與便攜電子裝置的接收電路之間電磁耦合。本實用新型 可應用于各種便攜電子裝置中，例如移動電話、對講機、電子詞典、掌上電腦(PDA)、手持電 腦設備(HPC)、個人通訊助理機(SmartPhone)、MP3、MP4、數碼相機、GPS導航儀、錄音筆、上網本等。如圖1及圖2所示，圖1為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合的充電原 理圖，圖2為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合一較佳實施例的電路圖。發(fā)射電 路包括主控制電路11、固定頻率輸出電路12、驅動電路13、串聯(lián)諧振電路14、次級信號檢測 電路15及電流檢測保護電路16 ；主控制電路11、固定頻率輸出電路12、驅動電路13及串 聯(lián)諧振電路14順序電性連接以由主控制電路11控制電能的無線發(fā)射，次級信號檢測電路 15分別與串聯(lián)諧振電路14和主控制電路11電性連接以檢測次級信號，電流檢測保護電路 16分別與串聯(lián)諧振電路14和主控制電路11電性連接以進行電流檢測保護。接收電路包括感應線圈電路21、橋式整流電路22、開關電路23、充電管理電路24 及充電電池25 ；該感應線圈線路21、橋式整流電路22、開關電路23、充電電池25順序電性 連接以接收電能并對充電電池25進行充電，充電管理電路24分別電性連接橋式整流電路 22、開關電路23、充電電池25以進行充電管理。串聯(lián)諧振電路14由第一電容及第一電感串聯(lián)構成，當有合適的頻率加入兩端時， 電容和電感兩端就會產生數倍于電源的交流電壓，也就是這個交流電壓把能量傳輸出去。 驅動電路13由非門、PMOS管及一 NMOS管構成，PMOS與NMOS完成給串聯(lián)諧振電路14充電 或放電，從而諧振，而非門是完成讓PMOS與NMOS導通與截止。感應線圈電路21由第二電 容及第二電感并聯(lián)構成。橋式整流電路22由四個二極管構成。主控制電路11是一第一單片機，發(fā)射電路上電后就會啟動固定頻率輸出電路12， 讓其間隔的輸出固定頻率信號，同時單片機檢測接收部分是否存在，存在就充電，單片機就 控制固定輸出頻率電路長時間的輸出頻率，達到長時間的傳輸能量，進而快速的充電，其充 電狀態(tài)用LED指示；單片機還要檢測電路是否過流，同時也用LED指示。固定頻率輸出電路 12是由第二單片機構成，利用單片機直接輸出固定不變的頻率，由主控制電路11控制是否 輸出頻率，這個頻率穩(wěn)定和易于控制。固定頻率輸出電路12產生的頻率經驅動電路13高效率的讓串聯(lián)諧振電路14起 振，起振后第一電感兩端就有了比較高的交流電壓，形成電磁場，當感應線圈電路21靠近 時，感應線圈電路21就會開始給充電電池25充電，充電的瞬間導致第二電感電壓變化，變 化的電壓反過來感應到串聯(lián)諧振電路14，次級信號檢測電路15就會檢測到次級信號然后 反饋給主控制電路11，這樣就知道接收電路是在充電，或者充飽電等等信息，然后可用LED 指示；如果串聯(lián)諧振電路14有問題，電流過大，電流檢測保護電路16就把信號反饋給主控 制電路11，主控制電路11就不讓固定頻率輸出電路12發(fā)出頻率，串聯(lián)諧振電路14不起振， 從而起到保護作用。感應線圈電路21由第二電容和第二電感并聯(lián)構成，當感應線圈電路21接近串聯(lián) 諧振電路14時，感應到交流電壓，并通過橋式整流電路22整流為直流電壓，此時充電管理 電路24開始工作，控制開關電路23給充電電池25充電，充電電池25可以為常見的鋰電 池或鎳氫電池等。充電過程中感應線圈電路21(次級)不斷的反饋信號到串聯(lián)諧振電路 14(初級)，從而主控制電路11可了解充電電池25的充電狀態(tài)，并通過LED或其他方式指 示出來。開關電路23是一個由PMOS管構成的開關電路，用于對充電電池25脈沖充電，而 脈沖信號來自充電管理電路24。充電管理電路24由一第三單片機組成，用于管理充電；不 同的充電電池狀態(tài)會有不同的充電方式，以最好的保護充電電池，最大限度的提高充電電
5池的使用壽命。如果是對鎳氫電池充電，則是以-Δ V判斷鎳氫電池是否充飽，這樣就會讓 鎳氫電池充到最飽和，同時還以最長充電時間方式保護鎳氫電池，不會讓不好的鎳氫電池 出現(xiàn)過充。如果對鋰離子電池充電，則以電壓判斷鋰離子電池是否充飽，以使鋰離子電池充 到最飽和。發(fā)射電路的頻率由單片機產生和控制，所以頻率非常準確和穩(wěn)定，檢測也非常靈 敏，加入的電流檢測保護電路16讓整機更可靠的工作；充電電池端的充電和檢測也是由單 片機控制完成的，精確的電壓檢測能可靠靈敏的判斷充電電池的狀態(tài)，且作相應的充電動 作，讓充電電池完全充飽且不會出現(xiàn)過熱過壓等問題。用固定頻率驅動串聯(lián)諧振電路14諧 振，諧振電感兩端會出現(xiàn)比電源電壓高出數倍的諧振電壓，選擇一定范圍的電感值和電容 值，電感兩端就可以得到一個一定范圍內穩(wěn)定的電壓，這樣就省去了頻率調整電路，頻率直 接由單片機產生，從而簡化了電路，節(jié)約了成本。而且，各種不同的內設有無線充電接收電 路的便攜電子裝置都可以采用通用的內設有無線充電發(fā)射電路的充電裝置來充電，克服了 現(xiàn)有不同便攜電子裝置具有不同充電接口的問題，有利于充電標準化。如圖3所示，其為本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合一較佳實施例的立 體示意圖。在此較佳實施例中，可無線充電的便攜電子裝置組合包括充電裝置1和便攜電 子裝置2，充電裝置1的外殼內設有無線充電的發(fā)射電路，便攜電子裝置2的外殼內設有無 線充電的接收電路；充電裝置1外形扁平，其上表面供便攜電子裝置2放置以充電；充電 時，充電裝置1的發(fā)射電路與便攜電子裝置2的接收電路之間電磁耦合。為提高充電裝置1 和便攜電子裝置2之間的充電效率，在充電裝置1和便攜電子裝置2之間提供了對準結構， 充電裝置1的上表面設有表示串聯(lián)諧振電路位置的圖案3，便攜電子裝置2按照圖案3放置 于充電裝置1上，使接收電路的感應線圈電路與發(fā)射電路的串聯(lián)諧振電路的位置正對，主 要目的在于使串聯(lián)諧振電路與感應線圈電路恰好耦合。也可以通過其它形式的對準結構來 實現(xiàn)串聯(lián)諧振電路與感應線圈電路的對正；例如，在便攜電子裝置上設置凸起，在充電裝置 上設置凹陷，從而對準；又如，在便攜電子裝置上設置凹陷，在充電裝置上設置凸起；再如， 便攜電子裝置和充電裝置兩者形成相配合的臺階外形等。綜上所述，本實用新型可無線充電的便攜電子裝置組合采用無線充電設計，充電 過程簡單方便，利于充電標準化，且充電結構可完全防塵防水而延長使用壽命；通過用單片 機產生固定頻率驅動諧振電路諧振，諧振電路選擇一定范圍的電感值和電容值，電感兩端 就可以得到一個一定范圍內穩(wěn)定的電壓，這樣就省去了頻率調整電路，從而簡化了電路，節(jié) 約了成本。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案和 技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本實用新型權 利要求的保護范圍。
權利要求一種可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，包括便攜電子裝置和充電裝置，該充電裝置的外殼內設有無線充電的發(fā)射電路，該便攜電子裝置的外殼內設有無線充電的接收電路，該便攜電子裝置和充電裝置的外殼上分別設有相配合的用于對正所述發(fā)射電路與接收電路的對準結構；充電時，該便攜電子裝置和充電裝置的相互位置按照該對準結構設置以使所述發(fā)射電路與接收電路恰好電磁耦合；該便攜電子裝置為移動電話、對講機、電子詞典、掌上電腦、手持電腦設備、個人通訊助理機、MP3、MP4、數碼相機、GPS導航儀、錄音筆或上網本。
2.如權利要求1所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述發(fā)射電路 包括主控制電路、固定頻率輸出電路、驅動電路、串聯(lián)諧振電路、次級信號檢測電路及電流 檢測保護電路；該主控制電路、固定頻率輸出電路、驅動電路及串聯(lián)諧振電路順序電性連接 以由主控制電路控制電能的無線發(fā)射，該次級信號檢測電路分別與串聯(lián)諧振電路和主控制 電路電性連接以檢測次級信號，該電流檢測保護電路分別與串聯(lián)諧振電路和主控制電路電 性連接以進行電流檢測保護。
3.如權利要求1所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述接收電路 包括感應線圈電路、橋式整流電路、開關電路、充電管理電路及充電電池；該感應線圈線路、 橋式整流電路、開關電路、充電電池順序電性連接以接收電能并對充電電池進行充電，該充 電管理電路分別電性連接橋式整流電路、開關電路、充電電池以進行充電管理。
4.如權利要求2所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述串聯(lián)諧振 電路由第一電容和第一電感串聯(lián)構成。
5.如權利要求2所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述驅動電路 由非門、PMOS和NMOS組成；該PMOS和NMOS分別與所述串聯(lián)諧振電路電性連接以給該串聯(lián) 諧振電路充電和放電；該非門電性連接該PMOS與NMOS的柵極以控制PMOS與NMOS的導通 與截止。
6.如權利要求2所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述主控制電路為一第一單片機。
7.如權利要求2所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述固定頻率 輸出電路為一輸出固定不變頻率的第二單片機。
8.如權利要求3所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述充電管理 電路為一第三單片機。
9.如權利要求3所述的可無線充電的便攜電子裝置組合，其特征在于，所述感應線圈 電路由第二電容和第二電感并聯(lián)構成。
專利摘要本實用新型涉及一種可無線充電的便攜電子裝置組合，其包括便攜電子裝置和充電裝置，該充電裝置的外殼內設有無線充電的發(fā)射電路，該便攜電子裝置的外殼內設有無線充電的接收電路，該便攜電子裝置和充電裝置的外殼上分別設有相配合的用于對正所述發(fā)射電路與接收電路的對準結構；充電時，該便攜電子裝置和充電裝置的相互位置按照該對準結構設置以使所述發(fā)射電路與接收電路恰好電磁耦合；該便攜電子裝置為移動電話、對講機、電子詞典、掌上電腦、手持電腦設備、個人通訊助理機、MP3、MP4、數碼相機、GPS導航儀、錄音筆或上網本。本實用新型采用無線充電設計，充電過程簡單方便，利于充電標準化，且充電結構可完全防塵防水而延長使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK201656503SQ20092026056
公開日2010年11月24日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權日2009年11月19日
發(fā)明者賴宜正 申請人:深圳市三子科技有限公司