本實(shí)用新型屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種小尺寸無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上存在的小體積電子產(chǎn)品中，多數(shù)為有線充電或者不可充電可更換電池的方式，有線充電產(chǎn)品上都預(yù)留有專門的充電口，及配備USB充電器或者專門的充電器，使用起來既不方便也不美觀；而不可充電的設(shè)備需要經(jīng)常更換電池，這無疑提高了使用成本和浪費(fèi)資源，外觀也需要有專門電池更換口；少數(shù)使用無線充電，但充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，增加了成本，且產(chǎn)品尺寸偏大導(dǎo)致使用不方便，而且無線充電裝置多采用單一能源模塊，對(duì)用戶放置待充電設(shè)備有諸多要求，不支持多設(shè)備同時(shí)充電，更不支持不同參數(shù)設(shè)備同時(shí)充電的需求，給用戶的使用帶來諸多不便。還有，在需要設(shè)置多種功能的基礎(chǔ)上，無線充電模塊占用PCB板的空間較大，為了合理使用有限的PCB板空間，無線充電的硬件線路設(shè)計(jì)必須做到精簡(jiǎn)并可實(shí)行，才能真正完成無線充電。

中國(guó)公開專利：CN203707819.U, 本實(shí)用新型通過振蕩器產(chǎn)生的交流信號(hào)經(jīng)放大器產(chǎn)生放大的交流信號(hào)，放大的交流信號(hào)流經(jīng)發(fā)射線圈產(chǎn)生頻率為近場(chǎng)通信頻率的磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)耦合的作用下接收線圈產(chǎn)生交流電流，并在整流模塊和穩(wěn)壓模塊的作用下將交流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓以對(duì)電池充電，由于接收器的線圈通過PCB板布線實(shí)現(xiàn)，不用單獨(dú)繞制線圈，降低了成本。不過該實(shí)用新型充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸偏大，使用起來不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的問題是現(xiàn)有無線充電模塊占用PCB板空間大，無線充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，且產(chǎn)品尺寸偏大導(dǎo)致使用不方便。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型提供的這種小尺寸無線充電系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)送設(shè)備和無線充電接收設(shè)備，所述無線充電發(fā)送設(shè)備包括供電電源、與供電電源連接的無線功率發(fā)送器、與無線功率發(fā)送器連接的發(fā)送線圈、與發(fā)送線圈和無線功率發(fā)送器連接的反饋回路，所述無線功率發(fā)送器、發(fā)送線圈和反饋回路構(gòu)成一個(gè)完整的回路；所述無線充電接收設(shè)備包括接收線圈、與接收線圈連接的電流轉(zhuǎn)換線路、與電流轉(zhuǎn)換線路連接的電池充電管理線路和與電池充電管理線路連接的電池，所述無線充電發(fā)送設(shè)備與所述無線充電接收設(shè)備進(jìn)行無線充電連接，所述無線充電接收設(shè)備安裝在所需充電的電子產(chǎn)品上，所述供電電源提供的充電電壓通過無線功率發(fā)送器轉(zhuǎn)換為交流電，再通過所述發(fā)送線圈形成磁場(chǎng)，所述無線充電接收設(shè)備的接收線圈在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過所述電流轉(zhuǎn)換線路轉(zhuǎn)換為直流電并最終給所述電池充電。

進(jìn)一步的，所述無線功率發(fā)送器可根據(jù)自己需要的功能選擇專用無線充電發(fā)射IC實(shí)現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅(qū)動(dòng)MOS管，MOS管做開關(guān)管來控制LC諧振回路的方式實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述無線充電發(fā)送設(shè)備采用四層板的方式進(jìn)行PCB布板：

1.頂層放置發(fā)送線圈。發(fā)送線圈根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的峰值電流，電感感值和品質(zhì)因數(shù)，功率輻射范圍等進(jìn)行選擇。

2.中間層1為地層。

3.中間層2為電源層。

4.底層設(shè)置供電電源接口,無線功率發(fā)送器及反饋回路。供電電源采用5V直流供電，電流根據(jù)發(fā)射功率進(jìn)行設(shè)置，無線功率發(fā)送器可根據(jù)自己需要的功能來選擇專用無線充電發(fā)射IC實(shí)現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅(qū)動(dòng)MOS管，MOS管做開關(guān)管來控制LC諧振回路的方式實(shí)現(xiàn)，這種布板方式的PCB板大小基本和發(fā)射線圈的大小相等。

所述無線充電接收設(shè)備采用雙層板的方式進(jìn)行PCB布板：

1.頂層放置接收線圈。根據(jù)發(fā)射設(shè)備的功率和驅(qū)動(dòng)頻率來選擇適合的接收線圈，由于充電端為低電壓和小電流的設(shè)備，所以可根據(jù)發(fā)送設(shè)備的驅(qū)動(dòng)頻率，發(fā)送功率等綜合因素來選擇接收線圈，一旦接收線圈的的參數(shù)確定后可采用定制的方式來減小線圈尺寸。

2.底層放置電流轉(zhuǎn)換線路和電池充電管理線路?？梢赃x擇將兩個(gè)線路集成到一起的專用無線充電接收IC，以節(jié)省空間。同時(shí)考慮充電電壓是否適合電池電壓，將PCB板的尺寸控制在與線圈尺寸相當(dāng)。

更進(jìn)一步的，所述選擇相應(yīng)功能的芯片使其具有以下功能：

無線充電發(fā)送設(shè)備：發(fā)射功率最大可達(dá)5W,驅(qū)動(dòng)頻率可根據(jù)諧振電容和發(fā)送線圈電感進(jìn)行自適應(yīng)，驅(qū)動(dòng)頻率的范圍為50KHZ-250KHZ，發(fā)射功率可根據(jù)無線充電接收設(shè)備的負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)，可編程輸入電流限值和監(jiān)視器，異物檢測(cè)，內(nèi)部芯片過熱保護(hù)，發(fā)送線圈溫度控制。

無線充電接收設(shè)備：超小尺寸，適用鎳氫電池（1.5V）的恒定電流和恒定電壓線性充電，充電電流最高可達(dá)25mA，通過溫度補(bǔ)償型充電電壓功能來保護(hù)鎳氫電池并防止發(fā)生過度充電。如果發(fā)生電池極性接反，放入電池為不可充電電池（如鋅空電池），內(nèi)部溫度過高或者過低，設(shè)備都會(huì)暫停充電，并進(jìn)行提醒。

有益效果：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的電路合理且簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)小巧，多種保護(hù)功能起到安全可靠的效果，不僅能很方便的植入現(xiàn)有的小型電子產(chǎn)品中，而且不需要對(duì)原有的回路進(jìn)行修改，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有很好的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型無線充電發(fā)送設(shè)備內(nèi)部電路原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型無線充電接收設(shè)備內(nèi)部電路原理框圖。

圖3為本實(shí)用新型無線充電接收設(shè)備PCB布板圖。

圖4為本實(shí)用新型無線充電發(fā)送設(shè)備內(nèi)部電路圖。

圖5為本實(shí)用新型無線充電接收設(shè)備內(nèi)部電路圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說明各實(shí)施例，本實(shí)用新型提供有附圖。這些附圖為本實(shí)用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實(shí)施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1-圖2所示，本實(shí)用新型提供的這種小尺寸無線充電系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)送設(shè)備和無線充電接收設(shè)備，所述無線充電發(fā)送設(shè)備包括供電電源100、與供電電源100連接的無線功率發(fā)送器101、與無線功率發(fā)送器101連接的發(fā)送線圈102、與發(fā)送線圈102和無線功率發(fā)送器101連接的反饋回路103，所述無線功率發(fā)送器101、發(fā)送線圈102和反饋回路103構(gòu)成一個(gè)完整的回路；所述無線充電接收設(shè)備包括接收線圈104、與接收線圈104連接的電流轉(zhuǎn)換線路105、與電流轉(zhuǎn)換線路105連接的電池充電管理線路106和與電池充電管理線路106連接的電池107，所述無線充電發(fā)送設(shè)備與所述無線充電接收設(shè)備進(jìn)行無線充電連接，所述無線充電接收設(shè)備安裝在所需充電的電子產(chǎn)品上，所述供電電源100提供的充電電壓通過無線功率發(fā)送器101轉(zhuǎn)換為交流電，再通過所述發(fā)送線圈102形成磁場(chǎng)，所述無線充電接收設(shè)備的接收線圈104在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過所述電流轉(zhuǎn)換線路105轉(zhuǎn)換為直流電并最終給所述電池107充電。

本實(shí)施例中，所述無線功率發(fā)送器101可根據(jù)自己需要的功能選擇專用無線充電發(fā)射IC實(shí)現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅(qū)動(dòng)MOS管，MOS管做開關(guān)管來控制LC諧振回路的方式實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中，所述無線充電發(fā)送設(shè)備采用四層板的方式進(jìn)行PCB布板，頂層放置發(fā)送線圈102；第二層為地層；第三層為電源層；底層設(shè)置供電電源100接口、無限功率發(fā)送器101和反饋回路103。

本實(shí)施例中，所述無線充電接收設(shè)備采用雙層板的方式進(jìn)行PCB布板，頂層放置接收線圈104；底層放置電流轉(zhuǎn)換線路105和電池充電管理線路106。

本實(shí)施例中，所述無線充電發(fā)送設(shè)備可與多個(gè)無線充電接收設(shè)備同時(shí)進(jìn)行無線充電連接。

本實(shí)施例中，所述電池107為鋰離子電池或鋰聚合物電池。

如圖4所示，所述無線充電發(fā)送設(shè)備采用的是一款可滿足以上功能無線充電的專用芯片，其封裝尺寸為4*5mm。所述無線充電發(fā)送設(shè)備是由5V直流電源供電，無線功率發(fā)送IC(U1)連接LC諧振回路，其中L(電感)同時(shí)作為發(fā)送線圈102。U1通過頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)尋找到LC諧振回路的諧振頻率并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不需額外設(shè)置U1的驅(qū)動(dòng)頻率。FB(引腳13)把LC諧振回路產(chǎn)生的電壓值經(jīng)過分壓反饋到U1內(nèi)部，在此期間U1會(huì)進(jìn)行功率搜索，并對(duì)FB腳的電壓進(jìn)行監(jiān)控，以確定何時(shí)滿足或超過了負(fù)載接收器的負(fù)載要求，據(jù)此進(jìn)行對(duì)接收器負(fù)載的功率調(diào)節(jié)。直流電源通過發(fā)送功率IC和LC諧振回路將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，通過發(fā)送線圈102形成磁場(chǎng)。

如圖5所示，所述無線充電接收設(shè)備采用的是一款無線充電專用的接收IC（U2）,包括電流轉(zhuǎn)換線路105及電池充電管理線路106，并且充電管理線路106專門針對(duì)鎳氫電池。該IC封裝尺寸為2*2mm，外圍線路也比較少。為提高傳輸效率，需要將LC諧振回路的的振蕩頻率和發(fā)射設(shè)備的諧振頻率設(shè)置相同。根據(jù)這一特性，選擇接收線圈104的感值就取決于諧振電容的選擇，電容選擇越大電感越小，但是電容值也不能過大，會(huì)導(dǎo)致接收線圈104感值過低影響接收效率，這個(gè)要根據(jù)實(shí)際測(cè)試進(jìn)行選擇。

如圖3所示，本實(shí)用新型的接收線圈104的直徑約為6mm，采用特殊定制方式，PCB板108尺寸控制在6.5mm左右，由于采用定制方式，所以線圈尺寸可以根據(jù)實(shí)際情況做成更小面積或者其他形狀（例如長(zhǎng)方形），PCB板108也隨之減小。PCB板108可以直接安裝在現(xiàn)有的電子產(chǎn)品中，只要把充電輸出端和接地端接到電池的正極和負(fù)極即可，不需要修改原有線路。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。