分立式無線充電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種分立式無線充電器，包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器包括依次相連的整流電路、第一DC-DC電路、第一控制器和半橋柵極驅(qū)動芯片，所述半橋柵極驅(qū)動芯片的第一輸出端口及第二輸出端口分別與晶體管Q11的基極以及晶體管Q12的柵極相連，所述晶體管Q11的漏極與所述晶體管Q12的源極，晶體管Q11的漏極通過諧振電容C3連接發(fā)射線圈L1；所述接收器包括接收線圈L2、與所述接收線圈L2構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的電容C5和電容C6、全橋整流電路以及第二DC-DC電路。本實用新型提出的分立式無線充電器在發(fā)射器與接收器中均采用以單片機實現(xiàn)的控制器進行智能控制與通信，從而兼容Ｑi無線功率標準，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、能效較高的優(yōu)點。
【專利說明】分立式無線充電器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種充電器，尤其是涉及一種分立式無線充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著便攜式電子產(chǎn)品(比如智能手機、平板電腦等)的流行，便攜式電子產(chǎn)品使用移動電源管理(on-the-go)，無線(非接觸式)充電技術(shù)的使用變得越來約普及。雖然無線充電技術(shù)的能效遠不如有限充電技術(shù)高，但無線充電為使用者省卻了充電線纜而提供了便利。
[0003]無線充電聯(lián)盟(WPC)設(shè)立了一個稱為“Qi”的短距離移動設(shè)備無線功率傳輸標準，WPC標準定義低功率無線設(shè)備中電感耦合工作方法及功率發(fā)射器和接收器之間的通信協(xié)議，還定義了從發(fā)射器至接收器傳輸?shù)淖畲蠊β蕿?W，發(fā)射器線圈與接收器線圈之間的典型距離是5mm，且依據(jù)WPC標準工作的任何設(shè)備都可與任何其他符合WPC標準的設(shè)備配合使用。
[0004]然而，現(xiàn)有的無線充電器大多并不符合無線充電聯(lián)盟WPC所設(shè)立的Qi標準兼容，且無線充電的功率損耗較大、能效較低，不利于節(jié)約能源。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提出一種無線充電能效較高且與Qi標準兼容的分立式無線充電器。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種分立式無線充電器，包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器包括依次相連的整流電路、第一 DC-DC電路、第一控制器和半橋柵極驅(qū)動芯片，所述半橋柵極驅(qū)動芯片的第一輸出端口及第二輸出端口分別與晶體管Qll的基極以及晶體管Q12的柵極相連，所述晶體管Qll的漏極與所述晶體管Q12的源極，晶體管Qll的漏極通過諧振電容C3連接發(fā)射線圈LI ;所述接收器包括與所述發(fā)射線圈LI形成空芯變壓器的接收線圈L2、與所述接收線圈L2構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的電容C5和電容C6、依次連接所述串聯(lián)諧振電路的全橋整流電路以及第二 DC-DC電路，在所述接收線圈L2的兩端分別通過電容C7和電容CS連接晶體管Q31的源極和晶體管Q32的源極，所述晶體管Q31的柵極和所述晶體管Q32的柵極均連接第二控制器。
[0007]其中，在所述諧振電容C3與所述發(fā)射線圈LI的公共端與用于取樣發(fā)射線圈LI上電流的電容C4的一端相連,所述電容C4的另一端連接第一控制器的一個米樣端口。
[0008]其中，所述半橋柵極驅(qū)動芯片的IN端口與所述第一控制器的PWM端口相連。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0010]本實用新型提出的分立式無線充電器在發(fā)射器與接收器中均采用以單片機實現(xiàn)的控制器進行智能控制與通信，從而與兼容Qi無線功率標準，且具有電路結(jié)構(gòu)簡單、能效較高的優(yōu)點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是無線充電器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是圖1中發(fā)射器的電路示意圖；
[0013]圖3是圖2中接收器的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型提出的分立式無線充電器，與傳統(tǒng)的無線充電器一樣，也是包括與外部電源(比如AC220V)相連的發(fā)射器，與發(fā)射器以電磁耦合方式相連的接收器。
[0015]如圖2所示，發(fā)射器包括:與外部電源相連的整流電路；連接在整流電路輸出端的第一 DC-DC電路，由第一 DC-DC電路將整流電路輸出的直流電壓分別轉(zhuǎn)換成5V直流電壓給第一控制器及晶體管Qll供電、轉(zhuǎn)換成15V直流電壓給半橋柵極驅(qū)動芯片Ul供電；由單片機實現(xiàn)的第一控制器；采用型號FAN73932的半橋柵極驅(qū)動芯片U1，該半橋柵極驅(qū)動芯片Ul的IN端口與第一控制器的PWM端口相連；該半橋柵極驅(qū)動芯片Ul的第一輸出端口 HO及第二輸出端口 LO分別連接晶體管Qll的柵極及晶體管Q12的柵極；晶體管Qll的源極連接第
一DC-DC電路的輸出端，晶體管Qll的漏極連接晶體管Q12的源極，而晶體管Q12的漏極接地；晶體管Qll的漏極通過諧振電容C3連接發(fā)射線圈LI ;在諧振電容C3與發(fā)射線圈LI的公共端連接一個用于取樣發(fā)射線圈LI上電流的電容C4，該電容C4連接第一控制器的一個采樣端口。
[0016]第一控制器的PWM端口輸出PWM信號至半橋柵極驅(qū)動芯片Ul的IN端口，半橋柵極驅(qū)動芯片Ul將接收的PWM信號轉(zhuǎn)換成兩路非重疊信號分別驅(qū)動晶體管Qll和晶體管Q12，由兩個晶體管Qll和晶體管Q12的交替導(dǎo)通與截止來實現(xiàn)直流電與交流電的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的交流電通過由諧振電容C3與發(fā)射線圈LI構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路進行功率發(fā)射。并且，電容C4取樣發(fā)射線圈LI上電流，通過輸出電壓的形式反饋至第一控制器的一個采樣端口，由第一控制器的采樣端口自帶的A / D轉(zhuǎn)換電路來獲取電壓信息，進而檢測發(fā)射線圈LI上電流的變化，以此判斷發(fā)射線圈LI的工作狀態(tài)。
[0017]接收器可以單獨設(shè)置或集成設(shè)置在便攜式電子設(shè)備之中。結(jié)合圖3所示，接收器包括:與所述發(fā)射線圈LI形成空芯變壓器的收線圈L2，與接收線圈L2構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的電容C5和C6 ;由單片機實現(xiàn)的第二控制器；由第二控制器控制的晶體管Q31和晶體管Q32，晶體管Q31的基極和晶體管Q32的基極均連接第二控制器的控制端，晶體管Q31的漏極、晶體管Q32的漏極均接地，晶體管Q31的源極和晶體管Q32的源極分別通過電容C7和電容CS連接在接收線圈L2的兩端；且接收線圈L2的兩端耦接全橋整流電路，該全橋整流電路由2個晶體管Q21和晶體管Q22以及2個二極管D21和二極管D22構(gòu)成，且全橋整流電路的輸出端通過第二 DC-DC電路輸出穩(wěn)定的5V直流電壓，利用該5V直流電壓為蓄電池進行充電。
[0018]第二控制器上電時，發(fā)出控制信號控制兩個晶體管Q31和晶體管Q32的工作以便與發(fā)射器進行通信。當接收器的接收線圈放置在發(fā)射器的發(fā)射線圈上時，接收器中的串聯(lián)諧振電路獲得交流電壓，交流電壓經(jīng)過全橋整流電路進行整流后變成直流電壓，該直流電壓再經(jīng)過第二 DC-DC電路輸出穩(wěn)定的5V直流電壓。
[0019]其中，二極管D21和二極管D22均采用肖特基二極管。實踐證明，接收器中全橋整流電路采用2個MOSFET晶體管Q21和Q22與2個肖特基二極管D21和D22相搭配，全橋整流電路的功率損耗大大降低，從而可以使全橋整流電路的能耗得到提升，即提高接收器的能效。
[0020]經(jīng)過實驗證明，本實用新型的分立式無線充電器，能夠輸出穩(wěn)定的5V直流電壓，能效為65%?75%。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分立式無線充電器，包括發(fā)射器和接收器，其特征在于: 所述發(fā)射器包括依次相連的整流電路、第一 DC-DC電路、第一控制器和半橋柵極驅(qū)動芯片，所述半橋柵極驅(qū)動芯片的第一輸出端口及第二輸出端口分別與晶體管Qll的基極以及晶體管Q12的柵極相連，所述晶體管Qll的漏極與所述晶體管Q12的源極，晶體管Qll的漏極通過諧振電容C3連接發(fā)射線圈LI ； 所述接收器包括與所述發(fā)射線圈LI形成空芯變壓器的接收線圈L2、與所述接收線圈L2構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的電容C5和電容C6、依次連接所述串聯(lián)諧振電路的全橋整流電路以及第二 DC-DC電路，在所述接收線圈L2的兩端分別通過電容C7和電容C8連接晶體管Q31的源極和晶體管Q32的源極，所述晶體管Q31的柵極和所述晶體管Q32的柵極均連接第二控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分立式無線充電器，其特征在于:在所述諧振電容C3與所述發(fā)射線圈LI的公共端與用于取樣發(fā)射線圈LI上電流的電容C4的一端相連，所述電容C4的另一端連接第一控制器的一個采樣端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分立式無線充電器，其特征在于:所述半橋柵極驅(qū)動芯片的IN端口與所述第一控制器的PWM端口相連。
【文檔編號】H02J17/00GK203632330SQ201320782018
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】宋艷, 賈宇向, 李潤娟 申請人:宋艷, 賈宇向, 李潤娟