專利名稱：一種用于小功率電器的無線充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線充電設(shè)備，尤其是涉及利用電磁感應(yīng)原理的一種用于小功率電器的無線充電裝置。
背景技術(shù)：
對于小功率設(shè)備，傳統(tǒng)的充電解決方案多為更換電池或者將小功率設(shè)備插在固定的底座上。對于更換電池的方案，由于有短路的危險，對用于長時間浸沒在水中的小功率設(shè)備的密封要求很高。而對于插在固定底座上的方法，雖然能使小功率設(shè)備密封，但是限制了設(shè)備的擺放，不能實現(xiàn)真正的無線充電。且在當(dāng)今實現(xiàn)無線充電的產(chǎn)品價格昂貴。無線充電技術(shù)是完全不借助電線，利用磁鐵為設(shè)備充電的技術(shù)。具有非接觸、無電線、可移動的優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供低成本、高效率的一種用于小功率電器的無線充電裝置。本實用新型設(shè)有發(fā)射極供電模塊、前端振蕩放大模塊、發(fā)射線圈諧振電路、發(fā)射線圈、接收線圈、接收諧振電路、后端整流濾波穩(wěn)壓電路和充電控制模塊；所述發(fā)射極供 電模塊的輸入端外接供電電源，發(fā)射極供電模塊的電源輸出端接前端振蕩放大模塊的輸入端，前端振蕩放大模塊輸出端接發(fā)射線圈諧振電路的輸入端，發(fā)射線圈諧振電路的輸出端通過發(fā)射線圈發(fā)射；接收線圈的接收電流輸出端接接收諧振電路的輸入端，接收諧振電路的輸出端接后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸入端，后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接充電控制模塊的輸入端，充電控制模塊的輸出端接充電電池。所述供電電源可通過30VAC適配器接發(fā)射極供電模塊輸入端。所述發(fā)射極供電模塊設(shè)有適配器及降壓模塊，進入系統(tǒng)的電壓可為30V。前端振蕩放大模塊設(shè)有RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放大模塊和電壓跟隨器，RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放大模塊和電壓跟隨器依次連接，經(jīng)過RC自激振蕩模塊得到高平低壓正弦波信號，再通過之后的放大，輸入發(fā)射線圈及其諧振電路。發(fā)射線圈諧振電路采用諧振電容與電感線圈并聯(lián)的諧振拓撲結(jié)構(gòu)。這樣其等效阻抗為無窮大，可以省去負載控制電路。 接收諧振電路采用諧振電容與電感線圈串聯(lián)的諧振拓撲機構(gòu)。后端整流濾波穩(wěn)壓電路和充電控制模塊包括整流，濾波，穩(wěn)壓模塊。充電控制模塊采用充電控制芯片控制。前端振蕩放大模塊、發(fā)射線圈和發(fā)射線圈諧振電路置于一個平臺里，且對發(fā)射線圈除靠近設(shè)備的表面外所有表面進行磁屏蔽，接收線圈、接收諧振電路、后端整流濾波穩(wěn)壓電路、充電控制模塊以及充電電池與小功率電器連接，當(dāng)小功率電器中接收線圈靠近平臺時，就可實現(xiàn)充電。利用這種方法，不需要將小功率電器插到固定的位置上，即可充電。這樣使其小功率電器擺放更加自由。本實用新型前端采用RC振蕩電路獲得波形。較其他無線充電裝置具有體積小、使用方便、小功率電器磨損小、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點。

圖1為本實用新型實施例的電路組成框圖。圖2為本實用新型實施例的發(fā)射極供電模塊示意圖。圖3為本實用新型實施例的前端振蕩放大模塊、發(fā)射線圈諧振電路和發(fā)射線圈示意圖。圖4為本實用新型實施例的接收線圈、接收諧振電路和后端整流濾波穩(wěn)壓電路示意圖。圖5為本實用新型實施例的充電控制模塊和充電電池示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，本實用新型實施例設(shè)有發(fā)射極供電模塊1、前端振蕩放大模塊2、發(fā)射線圈諧振電路3、發(fā)射線圈4、接收線圈5、接收諧振電路6、后端整流濾波穩(wěn)壓電路7和充電控制模塊8。所述發(fā)射極供電模塊I的輸入端外接供電電源220V，發(fā)射極供電模塊I的電源輸出端接前端振蕩放大模塊2的輸入端，前端振蕩放大模塊2輸出端接發(fā)射線圈諧振電路3的輸入端，發(fā)射線圈諧振電 路3的輸出端通過發(fā)射線圈4發(fā)射；接收線圈5的接收電流輸出端接接收諧振電路6的輸入端，接收諧振電路6的輸出端接后端整流濾波穩(wěn)壓電路7的輸入端，后端整流濾波穩(wěn)壓電路7的輸出端接充電控制模塊8的輸入端,充電控制模塊8的輸出端接充電電池9。所述供電電源220V可通過30VAC適配器接發(fā)射極供電模塊I輸入端。所述發(fā)射極供電模塊設(shè)有適配器及降壓模塊，進入系統(tǒng)的電壓可為30V。前端振蕩放大模塊2設(shè)有RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放大模塊和電壓跟隨器，RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放大模塊和電壓跟隨器依次連接，經(jīng)過RC自激振蕩模塊得到高平低壓正弦波信號，再通過之后的放大，輸入發(fā)射線圈及其諧振電路。發(fā)射線圈諧振電路采用諧振電容與電感線圈并聯(lián)的諧振拓撲結(jié)構(gòu)。這樣其等效阻抗為無窮大，可以省去負載控制電路。接收諧振電路采用諧振電容與電感線圈串聯(lián)的諧振拓撲機構(gòu)。后端整流濾波穩(wěn)壓電路7和充電控制模塊8包括整流，濾波，穩(wěn)壓模塊。充電控制模塊采用充電控制芯片控制。在經(jīng)過適配器變壓整流后得到的30V穩(wěn)壓電源首先接入供電模塊(參見圖2)，在供電模塊中有兩個單電源運放(LM324 (2)和LM324(3))，它們都從輸入的30V電源取電工作，LM324 (2)將輸入的30V變成-15V，再由后面的電壓反相器得到+15V電壓。用+30V和+15V電壓為后面的自激振蕩模塊供電。[0029]當(dāng)自激振蕩模塊(參見圖3)滿足供電條件后，各元件開始工作。圖3中從左往右依次是單電源運放(LM324(1))構(gòu)成的RC自激振蕩電路，LM386構(gòu)成的第一級放大電路，OTL互補對稱放大電路構(gòu)成的第二級放大電路，射極輸出器構(gòu)成的第三級電壓跟隨器以及對后的由線圈和匹配電容組成的諧振電路。RC自激振蕩電路可以將自身電路的微小雜音不停濾波和正反饋得到一個特定頻率的正弦波，再將這個正弦波通入LM386構(gòu)成的第一級放大電路，由于LM386是音頻功放，因此對波形可以高保真放大，但其功率有限。所以再通入OTL互補對稱放大電路構(gòu)成的第二級放大電路中進行功率放大。為了進一步提高帶載能力再加一級電壓跟隨器。之后為了提高效率，采用LC并聯(lián)的方式構(gòu)建諧振電路。最后，由發(fā)射線圈將電磁波發(fā)射到空間中。空間中的磁場由接收線圈捕獲，傳入之后的接收線圈及其諧振電路和后端整流濾波穩(wěn)壓電路(參見圖4)中，首先是經(jīng)過橋式整流變成單向脈動電壓，再經(jīng)過電容濾波器減少電壓的脈動程度，然后經(jīng)過穩(wěn)壓得到相對適合的直流電壓，再用得到的直流電壓驅(qū)動TIbq24020構(gòu)成的充電控·制電路(參見圖5)，對鋰電池進行符合充電標準的充電過程。
權(quán)利要求1.一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于設(shè)有發(fā)射極供電模塊、前端振蕩放大模塊、發(fā)射線圈諧振電路、發(fā)射線圈、接收線圈、接收諧振電路、后端整流濾波穩(wěn)壓電路和充電控制模塊； 所述發(fā)射極供電模塊的輸入端外接供電電源，發(fā)射極供電模塊的電源輸出端接前端振蕩放大模塊的輸入端，前端振蕩放大模塊輸出端接發(fā)射線圈諧振電路的輸入端，發(fā)射線圈諧振電路的輸出端通過發(fā)射線圈發(fā)射；接收線圈的接收電流輸出端接接收諧振電路的輸入端，接收諧振電路的輸出端接后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸入端，后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接充電控制模塊的輸入端，充電控制模塊的輸出端接充電電池。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于所述供電電源通過30VAC適配器接發(fā)射極供電模塊輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于所述發(fā)射極供電模塊設(shè)有適配器及降壓模塊。
4.如權(quán)利要求1所述一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于所述前端振蕩放大模塊設(shè)有RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放大模塊和電壓跟隨器，RC自激振蕩模塊、低失真功率放大模塊、功率放 大模塊和電壓跟隨器依次連接。
5.如權(quán)利要求1所述一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于所述發(fā)射線圈諧振電路采用諧振電容與電感線圈并聯(lián)的諧振拓撲結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述一種用于小功率電器的無線充電裝置，其特征在于所述接收諧振電路采用諧振電容與電感線圈串聯(lián)的諧振拓撲機構(gòu)。
專利摘要一種用于小功率電器的無線充電裝置，涉及一種無線充電設(shè)備。設(shè)有發(fā)射極供電模塊、前端振蕩放大模塊、發(fā)射線圈諧振電路、發(fā)射線圈、接收線圈、接收諧振電路、后端整流濾波穩(wěn)壓電路和充電控制模塊；所述發(fā)射極供電模塊的輸入端外接供電電源，發(fā)射極供電模塊的電源輸出端接前端振蕩放大模塊的輸入端，前端振蕩放大模塊輸出端接發(fā)射線圈諧振電路的輸入端，發(fā)射線圈諧振電路的輸出端通過發(fā)射線圈發(fā)射；接收線圈的接收電流輸出端接接收諧振電路的輸入端，接收諧振電路的輸出端接后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸入端，后端整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接充電控制模塊的輸入端，充電控制模塊的輸出端接充電電池。低成本、高效率。
文檔編號H02J7/02GK203119584SQ20132010607
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者陳文薌, 康昌霖, 朱維龍 申請人:廈門大學(xué)