一種無線充電移動設備蓄電池的制作方法
【專利摘要】一種能進行無線充電的移動設備蓄電池。它是在非電磁屏蔽的絕緣外殼中，特斯拉線圈、輸出電流電壓控制芯片、蓄電池順序電連接。利用特斯拉感應原理實現(xiàn)無需充電線連接的情況下對手機蓄電池進行充電。當有特斯拉放電線圈放電時，電池中的特斯拉線圈接收發(fā)射線圈發(fā)出的電磁波，根據(jù)特斯拉原理，接收線圈產(chǎn)生感應電流。產(chǎn)生的電流經(jīng)過輸出電流電壓控制芯片的處理，輸出與蓄電池相符的電壓與電流，通過電線連接輸出到蓄電池正負極上，對蓄電池進行充電。
【專利說明】一種無線充電移動設備蓄電池
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型充電方式的移動設備蓄電池，可使電池在無連接充電線路情況下進行充電。
【背景技術】
[0002]目前，公知的手機電池需要在連接充電線的情況下才能進行充電，但連接充電線具有受充電線長度的距離限制，并且由于充電線直接連接在220V家用電源上。在充電用變壓接頭損壞的情況下，220V電壓可能直接加載到電池和裝載電池的移動設備上，從而可能引起電池過壓造成電池起火或爆炸，或者使裝載電池的物體漏電，從而對使用人造成傷害。無線充電的電池利用特斯拉無線感應的原理，利用特斯拉線圈進行電力的發(fā)射與接收，從而電池可進行無充電線連接的充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有電池受充電線長度而造成的充電時使用距離的限制，并且解決在充電變壓接口損壞時對電池電壓過載可能引發(fā)電池損壞或燃燒爆炸，以及過載電壓加載到移動設備上引起移動設備使用者觸電從而受到的人身安全威脅問題。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:在非電磁屏蔽的絕緣材料外殼中，特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片的輸入接口電連接，輸出電流電壓控制芯片的正極輸出接口與蓄電池正極電連接，輸出電流電壓控制芯片的負極輸出接口與蓄電池負極電連接。當有特斯拉放電線圈放電時，電池中的特斯拉線圈接收發(fā)射線圈發(fā)出的電磁波，根據(jù)特斯拉原理，接收線圈產(chǎn)生感應電流。產(chǎn)生的電流經(jīng)過輸出電流電壓控制芯片的處理，輸出與蓄電池相符的電壓與電流，通過電線連接輸出到蓄電池正負極上，對蓄電池進行充電。利用特斯拉感應原理，電力的傳輸不需要通過電線連接，從而解決了電池充電需要充電線連接的限制和充電變壓接頭損壞，將高壓電流通過充電線加載到移動設備上從而造成人體觸電。同時由于通過特斯拉感應原理，電池內(nèi)特斯拉線圈產(chǎn)生電流，且產(chǎn)生的電流通過輸出電流電壓控制芯片處理后，輸出與蓄電池充電相符的電壓與電流，再通過電線傳輸?shù)叫铍姵氐恼摌O。因此，高電壓不能傳輸?shù)叫铍姵厣?，從而杜絕了因變壓接頭損壞，將高壓電流加載到蓄電池上引起電池損壞或燃燒爆炸。
[0005]有益效果:
[0006]本實用新型的有益效果是，可以解決充電線長度造成的充電時使用位置的限制，并且解決充電變壓接口損壞，輸出高壓電流對電池和人體造成損害的安全缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0008]圖1是無線充電移動設備蓄電池俯視剖面構造圖；
[0009]圖2是無線充電移動設備蓄電池側視剖面構造圖；[0010]圖3是無線充電移動設備蓄電池立體分解構造圖；
[0011]圖4是充電芯片電路原理圖。
[0012]圖中1.特斯拉線圈，2.輸出電流電壓控制芯片，3.非電磁屏蔽絕緣外殼，4.輸出電流電壓控制芯片輸入接口，5.輸出電流電壓控制芯片正極輸出接口，6.輸出電流電壓控制芯片負極輸出接口，7.蓄電池正極電極，8.蓄電池負極電極，9.蓄電池。
【具體實施方式】
[0013]在圖1中，在非電磁屏蔽絕緣外殼(3)中，特斯拉線圈(I)、輸出電流電壓控制芯片輸入接口(4)電連接，特斯拉線圈(I)與輸出電流電壓控制芯片(2)之間由絕緣材料分隔開，防止特斯拉線圈(I)與輸出電流電壓控制芯片(2)之間接觸而短路。輸出電流電壓控制芯片正極輸出接口(5)與蓄電池正極電極(7)電連接，輸出電流電壓控制芯片負極輸出接口(6)與蓄電池負極電極(8)電連接。
[0014]在圖2中，在非電磁屏蔽絕緣外殼(3)中，蓄電池(9)與特斯拉線圈(I)和輸出電流電壓控制芯片(2)之間由絕緣材料分隔開，防止蓄電池(9)短路。調(diào)整輸出電流電壓控制芯片(2)的控制單元，使通過特斯拉線圈(I)產(chǎn)生的電流，通過輸出電流電壓控制芯片輸入接口(4)輸入后輸出處理成與蓄電池(9)額定充電電壓與電流相符的電壓與電流。其余部件與圖1實施方式相同。
[0015]在圖4中，L2感應得到的1.6MHz (取決于發(fā)射端)的正弦電壓有效值約有16V (空載)。經(jīng)橋式整流D5(由4只1N4148高頻開關二極管構成)和C5濾波，得到約20V的直流。作為充電控制部分的唯一電源。
[0016]由R4，RP2和TL431構成精密參考電壓4.15V(鋰離子電池的充電終止電壓)經(jīng)R12接到運放IC的同相輸入端3。當IC2的反相輸入端2低于4.15V時(充電過程中)，IC3輸出的高電位一方面使Q4飽和從而在LED2兩端得到約2V的穩(wěn)定電壓(LED的正向導通具有穩(wěn)壓特性)，Q5與R6、R7便據(jù)此構成恒流電路10=2-0.7R6+R7。另一方面R5使Q3截止，LED3不亮。
[0017]當電池充滿(略大于4.15V)時，IC3的反相輸入端2略高于4.15V。運放便輸出低電位，此時Q4截止，恒流管Q5因完全得不到偏流而截止，因而停止充電。同時運放輸出的低電位經(jīng)R8使Q3導通，點亮LED3作為充滿狀態(tài)指示。
[0018]兩種充電模式由R6、R7決定。這個非序列值可以在E24序列電阻的標稱值為918的電阻中找到，就用918的也行。
[0019]如果作為產(chǎn)品設計，這部分電路應當盡可能微型化(電流表電壓表只是在實驗品中調(diào)試時用，產(chǎn)品中不需要)，最好成為電池的附屬電路。
[0020]3主要元器件選擇
[0021]可調(diào)電阻RPl和RP2:用精密可調(diào)的
[0022]整流橋D5-D8:用高頻開關管1N4148
[0023]精密電壓源:TL431
[0024]運放IC3:0PA335, TI公司的軌對軌精密單運放
[0025]晶體管Q3、Q4和Q5:要求漏電流小于0.1uA,放大倍數(shù)大于200，圖中已標型號
[0026]發(fā)光管LED2:普亮(紅)，正向VA特性盡可能陡直(動態(tài)電阻小，穩(wěn)壓特性好)[0027]調(diào)試要點
[0028]在發(fā)送單元的FUSEl回路上串入電流表，以保持監(jiān)測。按以下順序調(diào)試。
[0029]I調(diào)工作頻率
[0030]調(diào)PRl使F1-F2產(chǎn)生的方波頻率與C8L1的諧振頻率一致。此時電流表的讀數(shù)最小，接收線圈L2所得的感應電壓最大，暫不接被充電池BT2.。
[0031]2調(diào)基準電壓
[0032]保持線圈與L2相距2cm并同軸，此時C5兩端的直流電壓應當有18-20V，調(diào)RP2使其兩端電壓為4.15V，這就是鋰離子電池的充電終止電壓。改變LI與L2的間距，在0-6cm之間基準電壓應當恒定為4.15V，任何一項調(diào)試必須在保證其他條件不變的情況下進行。
[0033]3調(diào)充電控制
[0034]增大LI與L2的間距(約55mm)，使C5兩端的直流電壓降為8V?；蛘哧P掉發(fā)送單元，在C5兩端接上8V的實驗電源；在運放輸出高電位的情況下，將RlO換成5M的電位器，由大往小調(diào)，在能保證Q4完全飽和的情況下，對其電阻的最大值取3/4，成為調(diào)定的R10。這是為了即保證控制可靠，又要盡可能省電。
[0035]4調(diào)充滿顯示
[0036]在運放輸出高電位時，保證Q3截止(LED3不亮)的前提下，R5取最大；在運放輸出低電位時，在LED3中串入電流表，調(diào)R8使電流表讀數(shù)為0.5mA,此時LED3有足夠的亮度(方法同4-3，目的同4-3);這樣，接收單元的充電控制電路總耗電不到2mA。其中R4支路有ImA左右，Q3和Q4有0.5mA (Q3和Q4不會同時導通)，IC2耗電更小(小于0.01mA)。
[0037]性能測試
[0038]應保證LI與L2附近沒有其他金屬或磁介質。
[0039]I耦合性能
[0040]在接收單元空載(不接被充電池)情況下，保持LI與L2同軸，改變L1-L2間距，測量接收單元C5兩端電壓DCV，在5cm內(nèi)，充電控制電路能保證準確可靠的工作，6cm仍可充電。
[0041]2充電控制
[0042]保持LI與L2同軸并固定于相距2cm，接上待充電池，并接上電壓表，斷開SW，電流表讀數(shù)為10mA，此為慢充電工作方式；接通SW，電流表讀數(shù)為30mA，此為快充電工作方式；當充電使電壓表讀數(shù)達到4.15V時，LED3熄且LED2亮，同時電流表讀數(shù)為零，表明電池BT2已被充滿并自動停止充電，并且顯示這一狀態(tài)測試時，被充電池可用一只20000uF電容代替，以縮短充電時間便于測試。
【權利要求】
1.一種無線充電移動設備蓄電池，在非電磁屏蔽的絕緣外殼中，特斯拉線圈、輸出電流電壓控制芯片、蓄電池電極順序電連接，其特征是:特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片的輸入接口電連接，輸出電流電壓控制芯片的正極輸出接口與蓄電池正極電連接，輸出電流電壓控制芯片的負極輸出接口與蓄電池負極電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線充電移動設備蓄電池，其特征是特斯拉線圈與蓄電池平行設置，其間為絕緣隔離層，特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片并列設置，其間為絕緣隔1?層。`
【文檔編號】H02J17/00GK203632273SQ201320655898
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王登宇, 李應劍, 向麟潔 申請人:西華大學