專利名稱：磁諧振無線充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電磁場技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及無線電能傳輸及充電裝置。本實(shí)用新型可用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相框、MP3、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中。
背景技術(shù)：
“無線電能傳輸”是利用一種特殊設(shè)備將電源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔁o線傳播的能量，在接收端又將此能量轉(zhuǎn)變回電能，從而對用電器無線供電。傳統(tǒng)的無線電能傳輸通常采用電磁感應(yīng)原理，將兩個(gè)線圈放置于鄰近位置上，當(dāng)電流在一個(gè)線圈中流動時(shí)，所產(chǎn)生的磁通量成為媒介，導(dǎo)致另一個(gè)線圈中也產(chǎn)生電動勢。目前，市場上已有基于電磁感應(yīng)原理的手機(jī)充電產(chǎn)品，但需要將手機(jī)緊貼充電器放置，或?qū)⑹謾C(jī)放置在距離充電器較近的位置(厘米)。 如果距離過大，將大大降低電能傳輸?shù)男?，造成電能的損失與浪費(fèi)，也給使用帶來不便。近年來，由麻省理工學(xué)院提出的強(qiáng)耦合磁諧振(Strongly Coupled Magnetic Resonances)理論，能夠在較大距離(米)的情況下完成電能的無線傳輸。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型基于強(qiáng)耦合磁諧振原理，提供一種無線充電裝置，能夠在較大距離的情況下為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相框、MP3、筆記本電腦等電子產(chǎn)品進(jìn)行無線充電的磁諧振無線充電裝置。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是磁諧振無線充電裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置。所述發(fā)射裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換電路、能量信號產(chǎn)生電路、能量激勵線圈和能量發(fā)射線圈；AC/DC轉(zhuǎn)換電路通過插頭連接到交流電源，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為能量信號產(chǎn)生電路提供電源；能量信號產(chǎn)生電路將AC/DC轉(zhuǎn)換電路提供的直流電轉(zhuǎn)換為正弦信號，所述正弦信號的頻率與能量激勵線圈的電學(xué)諧振頻率相同；能量激勵線圈在所述正弦信號的頻率下諧振，并與能量發(fā)射線圈之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)；能量發(fā)射線圈使周圍空間中的磁場產(chǎn)生變化。所述接收裝置包括能量接收線圈、能量恢復(fù)線圈、能量恢復(fù)電路和充電電路；能量接收線圈感應(yīng)周圍空間中磁場的變化，與能量發(fā)射線圈發(fā)生磁諧振，并與能量恢復(fù)線圈之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)；能量恢復(fù)線圈在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生交變的電流；能量恢復(fù)電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；充電電路與電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路連接，為電子產(chǎn)品充電。所述AC/DC轉(zhuǎn)換電路將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電。所述能量信號產(chǎn)生電路為E類功放電路。所述能量激勵線圈和所述能量發(fā)射線圈平行并列設(shè)置；所述能量接收線圈和所述能量恢復(fù)線圈平行并列設(shè)置。 所述能量發(fā)射線圈和所述能量接收線圈在充電時(shí)平行并列設(shè)置。 所述能量恢復(fù)電路由整流電路串聯(lián)穩(wěn)壓電路構(gòu)成。[0013]所述能量產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的能量信號的頻率、能量發(fā)射線圈的電學(xué)諧振頻率、能量接收線圈的電學(xué)諧振頻率相同。本實(shí)用新型的有益效果是，1.本實(shí)用新型能夠在較大距離的情況下為電子產(chǎn)品進(jìn)行無線充電，例如距離為1 米。與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)方法相比，顯著增大了無線充電的距離。2.本實(shí)用新型采用強(qiáng)耦合磁諧振原理，與傳統(tǒng)的利用電磁感應(yīng)原理充電的產(chǎn)品相比，電能的傳輸效率有所提高；本實(shí)用新型采用E類功率放大器作為能量產(chǎn)生電路，其電能轉(zhuǎn)換效率有所提高。綜上兩點(diǎn)，本實(shí)用新型的電能的利用效率有很大提高。3.本實(shí)用新型的發(fā)射裝置和接收裝置的尺寸、形狀可以不同，便于發(fā)射裝置的安裝、放置，也便于接收裝置與電子產(chǎn)品的集成。4.本實(shí)用新型的接收裝置可以小型化，可根據(jù)電子產(chǎn)品形態(tài)的不同放置在電子產(chǎn)品中，也可作為單獨(dú)的模塊或配套設(shè)備與電子產(chǎn)品連接，增大了無線充電裝置的應(yīng)用范圍。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1的AC/DC轉(zhuǎn)換電路；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1的能量恢復(fù)電路；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例1的充電電路；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，磁諧振無線充電裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置；所述發(fā)射裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換電路、能量信號產(chǎn)生電路、能量激勵線圈1和能量發(fā)射線圈2 ；AC/DC轉(zhuǎn)換電路通過插頭連接到交流電源，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為能量信號產(chǎn)生電路提供電源；能量信號產(chǎn)生電路將AC/DC轉(zhuǎn)換電路提供的直流電轉(zhuǎn)換為正弦信號，所述正弦信號的頻率與能量激勵線圈1的電學(xué)諧振頻率相同；能量激勵線圈1在所述正弦信號的頻率下諧振，并與能量發(fā)射線圈2之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)；能量發(fā)射線圈2使周圍空間中的磁場產(chǎn)生變化；所述接收裝置包括能量接收線圈3、能量恢復(fù)線圈4、能量恢復(fù)電路和充電電路；能量接收線圈3 感應(yīng)周圍空間中磁場的變化，與能量發(fā)射線圈2發(fā)生磁諧振，并與能量恢復(fù)線圈4之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)；能量恢復(fù)線圈4在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生交變的電流；能量恢復(fù)電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；充電電路與電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路連接，為電子產(chǎn)品充電。實(shí)施例1 本實(shí)用新型與手機(jī)結(jié)合，將接收裝置直接制作在手機(jī)內(nèi)部，如圖3所示。 發(fā)射裝置中的AC/DC轉(zhuǎn)換電路如圖4所示。充電電源由市電交流220V提供，通過AC-DC模塊XRA05/110S247進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓，輸出發(fā)射電路所需的+24V電壓。接收裝置中的整流、穩(wěn)壓電路如圖5所示。接收后經(jīng)過濾波、整流、濾波、穩(wěn)壓，最終產(chǎn)生4. 35V-6V之間的任一穩(wěn)定電壓，為充電電路提供電源。整流橋采用快恢復(fù)二極管FR107搭建，LDO采用芯片TPS73133。接收裝置中的充電電路如圖6所示。芯片CN3052A電源由接收部分提供，充電時(shí)Vin和CE為正，此時(shí)己HR—為低電壓，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，顯示此時(shí)正在充電；充電電流可由ISET的外接電阻控制，充電電流I = 1800/R(A)；當(dāng)充電電流小于充電閾值時(shí)，充電結(jié)束，0—HR—進(jìn)入高阻態(tài)，發(fā)光二極管熄滅，CN3052A進(jìn)入休眠模式，充電完成。 實(shí)施例2 該實(shí)施例將本實(shí)用新型與手機(jī)結(jié)合，將接收裝置制作成與手機(jī)配套的模塊。需要充電時(shí)，將其和手機(jī)組合在一起，充電完畢后分開。如圖7所示。其電路各個(gè)部分同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.一種磁諧振無線充電裝置，其特征在于，包括發(fā)射裝置和接收裝置；所述發(fā)射裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換電路、能量信號產(chǎn)生電路、能量激勵線圈和能量發(fā)射線圈；AC/DC轉(zhuǎn)換電路通過插頭連接到交流電源，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為能量信號產(chǎn)生電路提供電源；能量信號產(chǎn)生電路將AC/DC轉(zhuǎn)換電路提供的直流電轉(zhuǎn)換為正弦信號，所述正弦信號的頻率與能量激勵線圈的電學(xué)諧振頻率相同；能量激勵線圈在所述正弦信號的頻率下諧振，并與能量發(fā)射線圈之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)； 能量發(fā)射線圈使周圍空間中的磁場產(chǎn)生變化；所述接收裝置包括能量接收線圈、能量恢復(fù)線圈、能量恢復(fù)電路和充電電路； 能量接收線圈感應(yīng)周圍空間中磁場的變化，與能量發(fā)射線圈發(fā)生磁諧振，并與能量恢復(fù)線圈之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)；能量恢復(fù)線圈在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生交變的電流；能量恢復(fù)電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；充電電路與電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路連接，為電子產(chǎn)品充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述AC/DC轉(zhuǎn)換電路將 220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述能量信號產(chǎn)生電路為E類功放電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述能量激勵線圈和所述能量發(fā)射線圈平行并列設(shè)置；所述能量接收線圈和所述能量恢復(fù)線圈平行并列設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述能量發(fā)射線圈和所述能量接收線圈在充電時(shí)平行并列設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述能量恢復(fù)電路由整流電路串聯(lián)穩(wěn)壓電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁諧振無線充電裝置，其特征在于，所述能量產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的能量信號的頻率、能量發(fā)射線圈的電學(xué)諧振頻率、能量接收線圈的電學(xué)諧振頻率相同。
專利摘要磁諧振無線充電裝置基于強(qiáng)耦合磁諧振原理，提供一種無線充電裝置，能夠在較大距離的情況下為電子產(chǎn)品進(jìn)行無線充電的磁諧振無線充電裝置。本實(shí)用新型包括發(fā)射裝置和接收裝置；所述發(fā)射裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換電路、能量信號產(chǎn)生電路、能量激勵線圈和能量發(fā)射線圈；所述接收裝置包括能量接收線圈、能量恢復(fù)線圈、能量恢復(fù)電路、充電電路。本實(shí)用新型能夠在較大距離的情況下為電子產(chǎn)品進(jìn)行無線充電，與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)方法相比，顯著增大了無線充電的距離，且使電能的利用效率有很大提高。
文檔編號H02J7/02GK202103463SQ20112023291
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者方學(xué)林, 李洪誼, 李貴陽, 邵琪 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所