一種用于手機的無線充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括：發(fā)射模塊和接收模塊，所述發(fā)射模塊位于充電底座，接收模塊位于手機后殼；所述發(fā)射模塊包括發(fā)射線圈和發(fā)射電路，所述接收模塊包括接收線圈和接收電路；所述發(fā)射線圈和接收線圈對應耦合，接收線圈的長度大于發(fā)射線圈的長度。本發(fā)明通過感應耦合將充電器的電流或者電量提供給電子裝置的充電電池，在無線充電器內(nèi)加入一個初級線圈，同時在電子設備內(nèi)增加次級線圈，當初級線圈有交流電通過后，與初級線圈接近的次級線圈內(nèi)就產(chǎn)生了感應電流，進而可以給充電電池進行充電，其簡化了設備充電的操作；并且接收模塊所屬的手機后殼在未充電時還起到保護手機的功能。
【專利說明】—種用于手機的無線充電系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信【技術領域】，具體涉及一種用于手機的無線充電系統(tǒng)的設計。

【背景技術】
[0002]目前，便攜式電子裝置已進入了人們生活中的方方面面，通信、定位、多媒體互動等各類功能的加入使便攜式電子裝置大方光芒，其中的代表就是智能手機。各類便攜式電子裝置中都具有充電電池，以在用戶移動時為電子設備供電。該類便攜式電子裝置單獨地配備專門用來為充電電池充電的充電器，充電器通過線纜連接到普通電源后再與充電電池連接進行充電。為了使充電器可以向便攜式電子裝置的充電電池提供充電電流，充電器與便攜式電子裝置的充電電池必須通過電性連接。為了將充電器和便攜式電子裝置電性連接，在充電器及便攜式電子裝置中必須分別設置對應的連接端口，該端口內(nèi)部設置有對應的導電端子，用來傳輸電能。然而，所述的充電器及便攜式電子裝置內(nèi)部的導電端口，灰塵及外界雜質(zhì)容易侵入，容易導致端子之間的接觸不良
[0003]電子裝置便攜化的目的在于使用戶的使用和操作更加方便，然而傳統(tǒng)的有線充電與這個理念背道而馳。
[0004]針對以上問題針對以上問題，目前出現(xiàn)了通過感應耦合將充電器的電流或者電量提供給電子裝置的充電電池的無線充電方式，這種無線充電方式是通過在無線充電器內(nèi)加入一個初級線圈，同時在電子設備內(nèi)增加次級線圈，當初級線圈有交流電通過后，與初級線圈接近的次級線圈內(nèi)就產(chǎn)生了感應電流，進而可以給充電電池進行充電。這種充電方式應用于功耗普遍較低的便攜式電子裝置是可行的，其簡化了設備充電的操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中手機充電方式存在的問題而提供一種用于手機的無線充電系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，具體包括:發(fā)射模塊和接收模塊，所述發(fā)射模塊位于充電底座，接收模塊位于手機后殼；
[0007]所述發(fā)射模塊包括發(fā)射線圈和發(fā)射電路，所述接收模塊包括接收線圈和接收電路；
[0008]所述發(fā)射線圈和接收線圈對應耦合，接收線圈的長度大于發(fā)射線圈的長度。
[0009]進一步的，所述接收線圈位于手機后殼的四壁內(nèi)，呈方形；所述發(fā)射線圈位于充電底座的四壁內(nèi)，呈方形。
[0010]進一步的，所述發(fā)射電路包括市電電源接口、發(fā)射端整流穩(wěn)壓電路、功率管驅(qū)動電路、功率管、發(fā)射線圈匹配電路、低壓差線性穩(wěn)壓器和發(fā)射端微控制器；所述市電電源接口插入市電插座，獲得220V交流電，經(jīng)過整流穩(wěn)壓電路得到直流電壓，再通過功率管驅(qū)動電路到功率管，進而經(jīng)過發(fā)射圈匹配電路到達發(fā)射端發(fā)射線圈；所述整流穩(wěn)壓電路的另一路接低壓差線性穩(wěn)壓器LD0，獲得3.3V穩(wěn)定電壓為發(fā)射端微控制器供電；所述發(fā)射端微控制器用于控制功率管的開合，產(chǎn)生電磁場。
[0011]更進一步的，所述功率管為MOS場效應晶體管。
[0012]進一步的，所述接收電路包括接收線圈匹配電路、接收端整流穩(wěn)壓電路和接收端微控制器，所述接收線圈受磁場作用產(chǎn)生出感應電流經(jīng)過接收模塊匹配電路到接收端整流穩(wěn)壓電路，得到直流電送入手機中的蓄電池。
[0013]更進一步的，所述接收端微控制器用于檢測手機蓄電池的電量狀態(tài)，當手機蓄電池充滿電后，改變接收線圈的諧振頻率及系統(tǒng)的操作頻率，用于使發(fā)射線圈上的電壓發(fā)生變化；所述發(fā)射端微控制器若檢測到這發(fā)射線圈上的電壓變化后，斷開電源，停止充電。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，通過感應耦合將充電器的電流或者電量提供給電子裝置的充電電池，在無線充電器內(nèi)加入一個初級線圈，同時在電子設備內(nèi)增加次級線圈，當初級線圈有交流電通過后，與初級線圈接近的次級線圈內(nèi)就產(chǎn)生了感應電流，進而可以給充電電池進行充電；這種充電方式應用于功耗普遍較低的便攜式電子裝置是可行的，其簡化了設備充電的操作；并且接收模塊所屬的手機后殼在未充電時還起到保護手機的功能；發(fā)射模塊所屬的充電底座可長期與電源插座保持連接，無需頻繁插拔，其在非充電狀態(tài)自動切換到低功耗的待機模式；充電底座呈一個上方開口的腔體狀，需要充電時，用戶只需將手機放入腔體內(nèi)即可充電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)的結構框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中手機后殼正面結構不意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中手機后殼背面結構示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中手機后殼內(nèi)部線圈不意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中手機后殼與手機結合不意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中充電底座外部結構示意圖；
[0021]圖7為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中充電底座內(nèi)部結構示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中實施充電示意圖；
[0023]圖9為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中發(fā)射端電路框圖；
[0024]圖10為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)中接收端電路框圖；
[0025]圖中:1-手機，2-手機后殼，3-充電底座殼體，21-數(shù)據(jù)接口保護塞，22-揚聲器口，23-耳機接口保護塞，24-音量鍵口，25-電源鍵口，26-攝像頭口，27-接收端電路，28-接收線圈，31-電源接口，32-發(fā)射線圈，33-發(fā)射端電路，41-市電電源接口，42-發(fā)射端整流穩(wěn)壓電路，43-功率管驅(qū)動電路，44-功率管，45-發(fā)射線圈匹配電路，47-低壓差線性穩(wěn)壓器，48-發(fā)射端微控制器，52-接收線圈匹配電路，53-接收端整流穩(wěn)壓電路，54-接收端微控制器，55-蓄電池。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
[0027]如圖1所示為本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)的結構框圖，具體包括:發(fā)射模塊和接收模塊，所述發(fā)射模塊位于充電底座，接收模塊位于手機后殼；
[0028]所述發(fā)射模塊包括發(fā)射線圈和發(fā)射電路，所述接收模塊包括接收線圈和接收電路；
[0029]所述發(fā)射線圈和接收線圈對應耦合，接收線圈的長度大于發(fā)射線圈的長度。
[0030]本發(fā)明一種用于手機的無線充電系統(tǒng)通過采用電磁感應的方式為手機內(nèi)的蓄電池供電，當然也可以通過此方式為其他電子設備內(nèi)的蓄電池供電。其中，所述發(fā)射線圈與接受線圈為金屬導線延預定方向纏繞形成的多匝數(shù)堆疊式線圈；所述接收線圈位于手機后殼的四壁內(nèi)，呈方形；所述發(fā)射線圈位于充電底座的四壁內(nèi)，也呈方形；當然接收線圈和發(fā)射線圈的形狀也可根據(jù)具體情況進行調(diào)整，以能夠?qū)崿F(xiàn)接收線圈和發(fā)射線圈的耦合為目的進行相應調(diào)整。在本發(fā)明具體實施例中，充電底座呈一個上方開口的腔體狀，發(fā)射線圈位于該腔體的四壁內(nèi)，當用戶需要充電時，只需將安裝了手機后殼的手機放入腔體內(nèi)即可進行充電。
[0031]為了本領域技術人員能夠理解并且實施本發(fā)明技術方案，下面將結合附圖對本申請方案進行詳細說明:
[0032]本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)用于手機的無線充電，其分為手機后殼2與充電底座3 ;充電底座3通過電源接口 31與市電插座相連，手機后殼2通過數(shù)據(jù)接口保護塞21與手機中的充電電池相連，通過發(fā)射線圈通電后產(chǎn)生磁場，進而接收線圈產(chǎn)生感應電流給充電電池充電。
[0033]如圖2、圖3與圖4所不,分別為本發(fā)明手機無線充電系統(tǒng)手機后殼正面、背面與內(nèi)部線圈結構示意圖,塑膠手機后殼2內(nèi)部含有接收端電路27以及接收線圈28，其中接收線圈28封閉在手機后殼2的四壁中，接收端電路27封閉在手機后殼2的底部；手機后殼2底部含有手機數(shù)據(jù)接口保護塞21與手機耳機接口保護塞23，二者與手機后殼2的連接處均為柔性的，故可以開啟和閉合。所述手機數(shù)據(jù)接口保護塞21除了起到防塵作用以外還起到連接手機后殼2與手機蓄電池的作用，所述手機數(shù)據(jù)接口保護塞21上含有電源接口，該電源接口的一端與手機的數(shù)據(jù)線接口(即手機內(nèi)蓄電池)相連，另一端與手機后殼2內(nèi)接收電路27的輸出端相連。同時，為了適應現(xiàn)代手機的，手機后殼2上還含有揚聲器口 22、音量鍵口 24、電源鍵口 25和攝像頭口 26等，其作用均為使手機的一些部分外露以方便用戶使用。
[0034]如圖5所示，為本發(fā)明手機無線充電系統(tǒng)手機后殼與手機結合示意圖，根據(jù)不同的手機1，手機后殼2上的各個保護塞與開口的位置均可以根據(jù)不同手機進行變動。
[0035]如圖6、圖7所示，分別為本發(fā)明手機無線充電系統(tǒng)充電底座內(nèi)部與外部結構示意圖，充電底座含有一個殼體3，所述殼體3上有一個電源接口 31，其與市電插座相連。所述發(fā)射線圈32位于殼體3的四壁內(nèi)，殼體3下部含有一個長方體空腔，空腔內(nèi)含有發(fā)射電路PCB板33，在本發(fā)明實施例中，殼體采用方形來實現(xiàn)，但在具體實施時，發(fā)射模塊殼體300的形狀可以根據(jù)不同應用環(huán)境進行改變。
[0036]如圖8所示，為本發(fā)明手機無線充電系統(tǒng)實施充電示意圖，手機后殼2的長寬略小于充電底座3的長寬。充電時將裝有該手機后殼2的手機I放入插有電源線的充電底座3的腔體內(nèi)，并使手機數(shù)據(jù)接口保護塞21處于插入手機數(shù)據(jù)線接口的狀態(tài)，即可開始充電過程。
[0037]如圖9所示，為本發(fā)明手機無線充電系統(tǒng)發(fā)射端電路框圖，所述發(fā)射端電路33位于充電底座3內(nèi)。所述發(fā)射端電路33包括市電電源接口 41、發(fā)射端整流穩(wěn)壓電路42、功率管驅(qū)動電路43、功率管44、發(fā)射線圈匹配電路45、低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout,LDO) 47和發(fā)射端微控制器48 ;所述市電電源接口 41插入市電插座，獲得220V交流電，經(jīng)過整流穩(wěn)壓電路42得到直流電壓，進而通過功率管驅(qū)動電路43到功率管44，進而經(jīng)過匹配電路45到達發(fā)射線圈46。所述功率管44為金屬-氧化物-金屬場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET),其作用是讓發(fā)射線圈46獲得較大功率，所述匹配電路45的作用為使發(fā)射線圈46在諧振點達到功率匹配。所述發(fā)射端整流穩(wěn)壓電路42的另一路接LD047，其作用為獲得3.3V穩(wěn)定電壓為微控制器48供電。所述微控制器48產(chǎn)生一定頻率的方波控制MOSFET的開合,從而使發(fā)射線圈上的電壓也是交變的，進而產(chǎn)生電磁場。
[0038]如圖10所示，為本發(fā)明手機無線充電系接收端電路框圖，所述接收端電路27位于手機后殼2內(nèi)。所述接收電路27包括接收線圈匹配電路52、接收端整流穩(wěn)壓電路53和接收端微控制器54。所述接收線圈51受磁場作用產(chǎn)生出感應電流經(jīng)過接收模塊匹配電路52到整流穩(wěn)壓電路53，得到直流電送入手機中的蓄電池55。所述接收模塊微控制器54的作用為檢測蓄電池55狀態(tài)，當蓄電池55充滿時，接收端微控制器中會接入額外的電容以微小地改變接收線圈的諧振頻率以及系統(tǒng)的操作頻率，從而使發(fā)射線圈上的電壓發(fā)生變化，發(fā)射模塊的微控制器48檢測到這一電壓變化，斷開充電通路，使整個電路工作在低功耗休眠狀態(tài)，充電結束。綜上，可以看出本發(fā)明實現(xiàn)了手機的無線充電，用戶使用方便，充電過程簡單。此外，由于本發(fā)明的兩級線圈為插入式耦合，故比現(xiàn)有平面結構的線圈充電效率更高。
[0039]本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，具體包括:發(fā)射模塊和接收模塊，所述發(fā)射模塊位于充電底座，接收模塊位于手機后殼； 所述發(fā)射模塊包括發(fā)射線圈和發(fā)射電路，所述接收模塊包括接收線圈和接收電路； 所述發(fā)射線圈和接收線圈對應耦合，接收線圈的長度大于發(fā)射線圈的長度。
2.如權利要求1所述的一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述接收線圈位于手機后殼的四壁內(nèi)，呈方形；所述發(fā)射線圈位于充電底座的四壁內(nèi)，呈方形。
3.如權利要求1所述的一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射電路包括市電電源接口、發(fā)射端整流穩(wěn)壓電路、功率管驅(qū)動電路、功率管、發(fā)射線圈匹配電路、低壓差線性穩(wěn)壓器和發(fā)射端微控制器；所述市電電源接口插入市電插座，獲得220V交流電，經(jīng)過整流穩(wěn)壓電路得到直流電壓，再通過功率管驅(qū)動電路到功率管，進而經(jīng)過發(fā)射圈匹配電路到達發(fā)射端發(fā)射線圈；所述整流穩(wěn)壓電路的另一路接低壓差線性穩(wěn)壓器LDO，獲得3.3V穩(wěn)定電壓為發(fā)射端微控制器供電；所述發(fā)射端微控制器用于控制功率管的開合，產(chǎn)生電磁場。
4.如權利要求3所述的一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述功率管為MOS場效應晶體管。
5.如權利要求3所述的一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述接收電路包括接收線圈匹配電路、接收端整流穩(wěn)壓電路和接收端微控制器，所述接收線圈受磁場作用產(chǎn)生出感應電流經(jīng)過接收模塊匹配電路到接收端整流穩(wěn)壓電路，得到直流電送入手機中的蓄電池。
6.如權利要求5所述的一種用于手機的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端微控制器用于檢測手機蓄電池的電量狀態(tài)，當手機蓄電池充滿電后，改變接收線圈的諧振頻率及系統(tǒng)的操作頻率，用于使發(fā)射線圈上的電壓發(fā)生變化；所述發(fā)射端微控制器若檢測到這發(fā)射線圈上的電壓變化后，斷開電源，停止充電。
【文檔編號】H02J17/00GK104079032SQ201410312147
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】康凱, 熊翼通, 鄭清友, 宋佳敏, 陳陽 申請人:電子科技大學