本發(fā)明涉及一種無線充電裝置，特別是涉及一種家用電器的無線充電裝置。

背景技術(shù)：

無線充電技術(shù)，即Wireless charging technology，是指具有電池的裝置不需要借助于電導(dǎo)線，利用電磁波感應(yīng)原理或者其他相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)，在發(fā)送端和接收端用相應(yīng)的設(shè)備來發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號來進行充電的一項技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)。

從具體的技術(shù)原理及解決方案來說，目前無線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。這幾種技術(shù)分別適用于近程、中短程與遠(yuǎn)程電力傳送。

當(dāng)前最成熟、最普遍的是電磁感應(yīng)式。其根本原理是利用電磁感應(yīng)原理，類似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由于電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。PWC聯(lián)盟發(fā)起者Powermat公司用電磁感應(yīng)式推出過一款WiCC充電卡，與SD卡差不多大，內(nèi)部嵌有線圈和電極等組件，插入現(xiàn)有智能手機電池旁邊即可使用。

磁共振式也稱為近場諧振式，由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場中的相同振動頻率的線圈，可從一個向另一個供電。技術(shù)難點是小型化和高效率化，被認(rèn)為是將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動汽車無線充電的一種方式。

無線電波式，基本原理類似于早期使用的礦石收音機，主要有微 波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀(jì)60年代布朗(William C.Brown)的微波輸電系統(tǒng)。整個傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分；微波源內(nèi)有磁控管，能控制源在2.45GHz頻段輸出一定的功率；發(fā)射天線是64個縫隙的天線陣，接收天線擁有25％的收集和轉(zhuǎn)換效率。日本龍谷大學(xué)的移動式無線充電系統(tǒng)，也是通過頻率為2.45GHz的微波送電，點亮了行駛中的模型警車的警燈。

電場耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場來傳輸電能，其基本原理是通過電場將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。這種方式主要是村田制作所采用，具有抗水平錯位能力較強的特點。

一般家庭以及辦公室中為了居住和使用上的方便，需要使用很多家電電器設(shè)備，因而需要外部電源提供動力來實現(xiàn)其功能。例如真空吸塵器可以電源插頭連接外部電源從而驅(qū)動其工作，也可以通過內(nèi)部的蓄電池部貯存的能量來驅(qū)動。

然而，傳統(tǒng)的電子設(shè)備在使用無線電給蓄電池充電時，需要配置相應(yīng)的無線充電接收組件，或者即使配置了相應(yīng)的組件，但一般情況下遇到了非匹配、或者與常用的無線充電座的接線方式不同時，需要另外配置無線充電接收部件，因為存在家電設(shè)備內(nèi)部設(shè)計空間受到極大限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種家用電器的無線充電裝置，旨在解決目前的家電充電時間較長，且充電線的較多時占用較多空間以及充電時使用受充電線長度的限制等技術(shù)問題。

本發(fā)明主要包括半橋逆變電路，PWM驅(qū)動電路，鎖向電路，過零比較電路，整形電路，變壓器原邊線圈。

進一步的，其主電路采用半橋諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在松散耦合變壓器兩邊雙邊串聯(lián)電容進行補償，副邊線圈接整流橋負(fù)載。

進一步的，其控制電路采用鎖相芯片4046實現(xiàn)諧振電路頻率和相位的跟蹤，利用相位比較器產(chǎn)生的占空比為50％的控制信號，經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后形成兩路互補的具有一定死區(qū)時間的控制信號，所述的互補的控制信號是通過驅(qū)動芯片LM5101控制半橋電路上下兩只開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉。

所述的原邊線圈采用正多邊形形狀，比如正方形，正六邊形以及正八邊形，從而保證垂直于充電裝置上方一定高度范圍內(nèi)的磁場強度分布較為均勻，且隨著高度的增加，磁場的強度逐漸減弱。

進一步的，所述的充電裝置具有多組變壓器原邊線圈，可同時用于多種電器設(shè)備的充電，從而同時滿足多種電器的充電需求。

進一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

進一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源。

進一步的，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對外界造成的傷害。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明無線充電平臺系統(tǒng)框圖。

圖2所示為本發(fā)明無線充電平臺原邊電路圖。

圖3所示為本發(fā)明正方形原邊線圈結(jié)構(gòu)圖。

圖4所示為本發(fā)明多組原邊線圈示意圖。

圖中標(biāo)記為：1-半橋逆變電路，2-PWM驅(qū)動電路，3-鎖相電路，4-過零比較器，5-整形電路，6-整流電路，7-負(fù)載，8-上開關(guān)管，9-下開關(guān)管，10-二極管D1，11-二極管D2，12-變壓器原邊線圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明：

參見附圖1，所述家電設(shè)備的無線充電裝置包括，半橋逆變電路 (1)，PWM驅(qū)動電路(2)，鎖相電路(3)，過零比較器(4)，整形電路(5)，變壓器原邊線圈(12)，過零比較器(4)利用檢測原邊線圈流過的電流，并通過過零電壓比較器(4)將頻率信號提取出來，整形電路(5)解決開機時相位不能入鎖問題，當(dāng)輸入信號與鎖相電路的輸出信號入鎖時，輸出高電平，封鎖整形電路，否則輸出低電平，開放整形電路；整形電路的輸出直接連接到鎖相電路的輸入信號端；鎖相電路(3)輸出信號經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后產(chǎn)生兩路互補且有死區(qū)的電路，經(jīng)過PWM驅(qū)動芯片LM5101后直接控制半橋電路上、下兩開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉，調(diào)節(jié)可變電阻值的大小即可改變死區(qū)時間的長短。

本發(fā)明無線充電平臺原邊電路圖如附圖2所示，圖中V_T1、V_T2分別為半橋電路上下開關(guān)管的控制信號，諧振單元輸入電壓為V_OP，電路工作頻率稍高于諧振頻率時，電路在一個周期內(nèi)的工作過程如下：

步驟一、上開關(guān)管S1(8)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP幅值等于電源電壓V_d，原邊電流諧振電流相位上滯后V_OP一定角度，電路中磁場能與電場能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟二、上開關(guān)管S1(8)關(guān)閉，下開關(guān)管S2(9)未開通，由于電感電流不能突變，下開關(guān)管S2(9)的寄生二極管續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變?yōu)?。

步驟三、下開關(guān)管S2(9)反并聯(lián)二極管D2繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊諧振電流為0，下開關(guān)管S2(9)零電流關(guān)斷。

步驟四、下開關(guān)管S2(9)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP為0，電路中磁場能和電場能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟五、下開關(guān)管S2(9)關(guān)斷，上開關(guān)管S1(8)未開通，上開關(guān)管S1(8)的寄生二極管D1續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變?yōu)殡娫措妷骸?/p>

步驟六、二極管D1繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊電流為0，上開關(guān)管S1(8)零電壓開通，二極管D1零電流關(guān)斷。

如附圖3和4所示，所述的充電裝置具有多組變壓器原邊線圈， 可同時用于多種電器設(shè)備的充電，從而同時滿足多種電器的充電需求，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對外界造成的傷害。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。