本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無線充電電路、無線充電器及無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，手機、平板電腦、手表以及手環(huán)等便攜式電子設(shè)備越來越普及，并已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?，人們對于便攜式電子設(shè)備的使用功能越來越多。無線充電可以在無需通過充電線將便攜式電子設(shè)備與無線充電器連接下，實現(xiàn)對便攜式電子設(shè)備的充電，從而提高了便攜式電子設(shè)備在充電過程中的便捷性以及防水性，無線充電逐漸成為便攜式電子設(shè)備的重要功能。

目前的無線充電技術(shù)通常是先通過適配器將家用的低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓直流電，再通過充電底座將高頻低壓直流電轉(zhuǎn)換成高頻低壓交流電，最后由設(shè)置于充電底座內(nèi)的發(fā)射線圈以電磁感應(yīng)、磁共振或者微波等方式將電能傳遞到便攜式電子設(shè)備，從而實現(xiàn)對便攜式電子設(shè)備的充電。但是，在將家用的低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換成高頻低壓交流電過程中，存在冗余轉(zhuǎn)換，使電能在轉(zhuǎn)換過程中損失，從而導(dǎo)致充電效率低且浪費能源。可見，在便攜式電子設(shè)備進(jìn)行無線充電過程中，存在充電效率低且浪費能源的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種無線充電電路、無線充電器及無線充電系統(tǒng)，以解決在便攜式電子設(shè)備進(jìn)行無線充電過程中，存在充電效率低且浪費能源的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種無線充電電路，包括整流濾波單元以及發(fā)射端，所述整流濾波單元用于將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓直流電，所述無線充電電路還包括：

開關(guān)單元，所述開關(guān)單元與所述整流濾波單元連接；

控制單元，所述控制單元與所述開關(guān)單元連接，用于控制所述開關(guān)單元將低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電；

高頻變壓器，所述高頻變壓器與所述開關(guān)單元和所述發(fā)射端連接，用于將所述開關(guān)單元輸出的高頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電，并將所述高頻低壓直流電輸出至所述發(fā)射端。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種無線充電器，包括上述的無線充電電路。

第三方面，本發(fā)明實施例還提供一種無線充電系統(tǒng)，包括上述的無線充電器以及與所述無線充電器適配的便攜式電子設(shè)備。

在本發(fā)明實施例中，所述無線充電電路包括整流濾波單元、開關(guān)單元、控制單元、高頻變壓器以及發(fā)射端，所述整流濾波單元用于將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓直流電；開關(guān)單元與整流濾波單元連接；控制單元與所述開關(guān)單元連接，用于控制所述開關(guān)單元將低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電；所述高頻變壓器與所述開關(guān)單元和所述發(fā)射端連接，用于將所述開關(guān)單元輸出的高頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電，并將所述高頻低壓直流電輸出至所述發(fā)射端。這樣，無線充電電路將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電的過程中，轉(zhuǎn)換次數(shù)少，降低電能在轉(zhuǎn)換過程中的損耗，從而提高充電效率且節(jié)約電能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種無線充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的另一種無線充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供的一種無線充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該無線充電電路包括整流濾波單元10、開關(guān)單元20、控制單元30、高頻變壓器40以及發(fā)射端50，整流濾波單元10用于將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓直流電；開關(guān)單元20與整流濾波單元10連接；控制單元30與開關(guān)單元20連接，用于控制開關(guān)單元20將低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電；高頻變壓器40與開關(guān)單元20以及發(fā)射端50連接，用于將開關(guān)單元20輸出的高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電，并將高頻低壓交流電輸出至發(fā)射端50。

本發(fā)明實施例中，在便攜式電子設(shè)備進(jìn)行無線充電過程中，只需要先通過整流濾波單元10將家用的低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓直流電，再由控制單元30控制開關(guān)單元20將低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電，最后由高頻變壓器40將高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電并傳輸至發(fā)射端50，由發(fā)射端50以電磁波等形式傳遞至便攜式電子設(shè)備，電能轉(zhuǎn)換次數(shù)較少，從而能夠較低電能在轉(zhuǎn)換過程中的損耗，提高充電效率以及節(jié)約能源。

如圖2所示，上述整流濾波單元10可以包括整流電路11以及與整流電路11連接的濾波電路12。整流電路11可以采用橋式整流，用于將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓交流電；濾波電路12可以采用LC濾波電路或RC濾波電路，用于將整流電路11輸出的低頻高壓交流電中的高壓脈動電能濾波，得到穩(wěn)定的低頻高壓交流電。其中，濾波電路12采用LC濾波電路時，可以是T型、L型以及π型中的任意一種LC濾波電路。

當(dāng)然，上述整流電路11的輸入端還可以設(shè)置一前置保護(hù)電路13，該前置保護(hù)電路13用于過流情況下對無線充電電路進(jìn)行物理保護(hù)，其可以是保險絲等。

本發(fā)明實施例中，上述開關(guān)單元20可以以一定頻率進(jìn)行開關(guān)，從而將輸入的低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電，且高頻高壓交流電的頻率等于開關(guān)單元20的開關(guān)頻率。其中，開關(guān)單元20與控制單元30連接，控制單元30可以控制開關(guān)單元20的開關(guān)頻率，從而控制開關(guān)單元20轉(zhuǎn)換的高頻高壓交流電的頻率以及電壓。其中，上述控制單元30可以是微處理器等。

可選的，上述開關(guān)單元20可以為MOS管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管)，MOS管的柵極與控制單元30連接，漏極與整流濾波單元10連接，源極接地?？刂茊卧?0通過調(diào)節(jié)MOS管的占空比即導(dǎo)通/關(guān)閉時間，控制由MOS管轉(zhuǎn)換的高頻高壓交流電的頻率以及電壓。

當(dāng)然，上述開關(guān)單元20還可以是其他能夠?qū)⒌皖l高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電的電路或器件，例如：還可以是三極管以及晶閘管等功率管。

本發(fā)明實施例中，上述高頻變壓器40可以將輸入的高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓直流電，并傳輸至發(fā)射線圈50。需要說明的是，高頻變壓器40與開關(guān)單元20可以共同構(gòu)成開關(guān)電源，該開關(guān)電源的拓?fù)浞绞娇梢允钦な?、反激式、全橋式和半橋式中的任意一種。

其中，上述高頻變壓器40可以包括變壓繞組41以及連接于變壓繞組41的原邊側(cè)的采樣電路42和隔離電路43，變壓繞組41可以將輸入端的高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電；采樣電路42用于采集變壓繞組41的原邊側(cè)的電壓、電流以及頻率等信號，并將采集的信號傳送至控制單元30，控制單元可以根據(jù)采樣電路42傳送的信號控制變壓器繞組，從而使無線充電電路穩(wěn)定；隔離電路43用于隔離變壓繞組41的原邊側(cè)的高壓電路和副邊側(cè)的低壓電路，防止干擾，提高無線充電電路的安全性。

本發(fā)明實施例中，上述發(fā)射端50用于將輸入的高頻低壓交流電以電磁波等形式發(fā)射至便攜式電子設(shè)備，從而將能量傳遞至便攜式電子設(shè)備，實現(xiàn)對便攜式電子設(shè)備的充電。

其中，上述無線充電電路可以設(shè)置為分離的兩個電路部分，且兩個電路分別設(shè)置于兩個不同的電子設(shè)備內(nèi)，當(dāng)然，上述無線充電電路也可以設(shè)置為一個整體電路，且該整體電路可以設(shè)置于同一電子設(shè)備內(nèi)。

可選的，上述發(fā)射端50可以包括第一充電接口51、第二充電接口52和發(fā)射線圈53，第一充電接口51與高頻變壓器40連接，發(fā)射線圈53與第二充電接口52連接，第一充電接口51用于與第二充電接口52連接，即第一充電接口51與第二充電接口52可以通過數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，或者第一充電接口51與第二充電接口52可以直接相配合，從而可以方便對便攜式電子設(shè)備進(jìn)行無線充電。另外，設(shè)置第一充電接口51還可以與便攜式電子設(shè)備的充電接口直接配合，從而使無線充電電路可以實現(xiàn)對便攜式電子設(shè)備的有線充電以及無線充電。

其中，上述整流濾波單元10、開關(guān)單元20、控制單元30、高頻變壓器40以及第一充電接口51可以作為一整體電路，并設(shè)置于一電子設(shè)備內(nèi)；第二充電接口52和發(fā)射線圈53可以作為另一整體電路，并設(shè)置于另一電子設(shè)備內(nèi)，例如：整流濾波單元10、開關(guān)單元20、控制單元30、高頻變壓器40以及第一充電接口51設(shè)置于適配器內(nèi)，第二充電接口52和發(fā)射線圈53可以設(shè)置于充電底座內(nèi)，適配器可以直接對便攜式電子設(shè)備進(jìn)行充電，充電底座承載便攜式電子設(shè)備且與適配器連接時，可以對便攜式電子設(shè)備進(jìn)行無線充電。

當(dāng)然，上述發(fā)射端50也可以是直接與高頻變壓器40連接的發(fā)射線圈，即該整體電路可以設(shè)置于同一電子設(shè)備內(nèi)，在此并不進(jìn)行限定。

另外，上述發(fā)射端50還可以包括設(shè)置于變壓繞組41的副邊側(cè)的后置保護(hù)電路54，用于當(dāng)出現(xiàn)過流、短路或者過壓等異常時，控制單元30控制后置保護(hù)電路54斷開，從而控制發(fā)射端50不發(fā)射電磁波，實現(xiàn)對便攜式電子設(shè)備的保護(hù)。

可選的，上述無線充電電路還可以包括反饋單元60，反饋單元60分別與控制單元30和高頻變壓器40的輸出端連接，用于采集高頻變壓器40輸出的高頻低壓交流電，并反饋至控制單元。其中，反饋單元60可以采集高頻變壓器40的輸出端的電壓、電流以及頻率等信號，當(dāng)高頻變壓器40輸出不穩(wěn)定時，控制單元30可以根據(jù)反饋單元60反饋的信號及時調(diào)節(jié)高頻變壓器40，從而進(jìn)一步提高無線充電電路的穩(wěn)定性。

可選的，上述無線充電電路還可以包括與控制單元30連接的第一通信單元70，第一通信單元70用于接收充電控制信號，并將接收到的充電控制信號輸出到控制單元30，控制單元30根據(jù)充電控制信號控制發(fā)射端50的工作狀態(tài)以及發(fā)射端發(fā)射電磁波的發(fā)射頻率，這樣，在充電過程中，無線充電電路可以通過第一通信單元70與便攜式電子設(shè)備進(jìn)行通信，接收便攜式電子設(shè)備請求特定的功率、電壓、電流以及頻率等充電控制信號，控制單元30可以根據(jù)充電控制信號調(diào)節(jié)開關(guān)單元20以及發(fā)射端50，滿足不同的便攜式電子設(shè)備的需求。

進(jìn)一步可選的，上述工作狀態(tài)包括發(fā)射電磁波和不發(fā)射電磁波。其中，在無線充電電路工作正常時，控制單元30可以控制上述后置保護(hù)電路54導(dǎo)通，發(fā)射線圈53可以發(fā)射電磁波；在無線充電電路工作異常時，控制單元30可以控制上述后置保護(hù)電路54斷開，發(fā)射線圈不發(fā)射電磁波。

另外，控制單元30可以通過控制開關(guān)單元20，調(diào)節(jié)發(fā)射端50輸入的高頻低壓交流電的頻率，實現(xiàn)控制發(fā)射端50的電磁波的發(fā)射頻率。

進(jìn)一步可選的，上述第一通信單元70可以包括射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)模塊、藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)模塊以及超聲波收發(fā)模塊中的至少一種，從而使無線充電電路與便攜式電子設(shè)備之間的通信便捷。

例如：如圖2所示，當(dāng)?shù)谝煌ㄐ艈卧?0為RFID模塊時，RFID模塊與控制單元30以及發(fā)射端50連接，RFID模塊可以將通信信號調(diào)制到功率信號上，通過發(fā)射端50發(fā)射。當(dāng)然，無線充電器的RFID模塊也可以將接收的由便攜式電子設(shè)備的發(fā)送的功率信號進(jìn)行解調(diào)，得到便攜式電子設(shè)備的RFID模塊發(fā)送的通信內(nèi)容。

另外，當(dāng)上述第一通信單元70為藍(lán)牙模塊、WLAN模塊或者超聲波收發(fā)模塊時，第一通信單元70與控制單元30連接，第一通信單元70可以接收便攜式電子設(shè)備中與第一通信單元70匹配的通信單元發(fā)送的充電控制信號，也可以向相匹配的通信單元發(fā)送充電信息。

這樣，本發(fā)明實施例中，無線充電電路包括整流濾波單元、開關(guān)單元、控制單元、高頻變壓器以及發(fā)射端，所述整流濾波單元用于將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為低頻高壓直流電；開關(guān)單元與整流濾波單元連接；控制單元與所述開關(guān)單元連接，用于控制所述開關(guān)單元將低頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻高壓交流電；所述高頻變壓器與所述開關(guān)單元和所述發(fā)射端連接，用于將所述開關(guān)單元輸出的高頻高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電，并將所述高頻低壓直流電輸出至所述發(fā)射端。這樣，無線充電電路將低頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓交流電的過程中，轉(zhuǎn)換次數(shù)少，降低電能在轉(zhuǎn)換過程中的損耗，從而提高充電效率且節(jié)約電能。

基于上述無線充電電路，本發(fā)明實施例還提供一種包括上述無線充電電路的無線充電器。

由于無線充電器本體的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)，無線充電電路在上述實施例中已進(jìn)行詳細(xì)說明，因此，本實施例中對于具體的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)不再贅述。

參見圖3，圖3是本發(fā)明實施例提供的一種無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無線充電電路包括上述的無線充電器以及與無線充電器適配的便攜式電子設(shè)備。

可選的，便攜式電子設(shè)備包括第二通信模塊80，所述第二通信模塊80用于發(fā)送充電控制信號至所述無線充電器的第一通信單元70。

其中，上述充電控制信號包括便攜式電子設(shè)備需要的特定的功率、電壓、電流或者頻率等信息，無線充電器的控制單元30可以根據(jù)充電控制信號調(diào)節(jié)開關(guān)單元20以及發(fā)射端50，以滿足便攜式電子設(shè)備的需求。當(dāng)然，第一通信單元70也可以向第二通信模塊80發(fā)送通信信號，例如：包括發(fā)射端50的電壓、電流以及發(fā)射頻率等信息的信號。

當(dāng)然，上述便攜式電子設(shè)備還包括控制器、接收端、充電電路以及電池，接收端接收無線充電器的發(fā)射端50發(fā)射的電磁波并形成高頻低壓交流電并輸出至充電電路，充電電路將輸入的高頻低壓交流電轉(zhuǎn)換為高頻低壓直流電輸出至電池，實現(xiàn)對電池的充電。同時，控制器可以控制接收端的開啟或關(guān)閉，以及第二通信模塊80與第一通信單元70之間的通信。由于便攜式電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再進(jìn)行贅述。

其中，上述便攜式電子設(shè)備可以包括手機、平板電腦、膝上型電腦、個人數(shù)字助理、移動上網(wǎng)裝置、可穿戴式設(shè)備、手表以及手環(huán)。

以上，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。