CN102570128A - 一种装有无线感应充电模块的电源插座 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装有无线感应充电装置的电源插座，这种电源插座内安装了无线感应充电发射模块装置，包括电源插座壳体(1)、插电单元(2)、微型散热风扇(3)、无线充电电路模块(4)、长条形感应发射线圈(5)、长条形空芯磁盒(6)、圆盘形感应发射线圈(7)、磁敏开关(8)、脉冲光信号接收器探头(9)、充电状态指示灯(10)、电源指示灯(11)、电源开关(12)和电源插头线(13)所组成，当配备了与本发射装置配套使用的无线感应充电插头的移动终端或随身电子产品靠近电源插座充电区域时，就能启动电源插座内置的无线感应充电发射装置工作电路，向外定向辐射高频电磁能量，被配套的无线感应充电插头接收后输送给移动终端的电池充电，如：手机、MP3、MP4、电子书、掌上游戏机、数码相机、MID等多种便携式电子产品的电池单部或多部同时进行充电，具有充电方法便捷，不用连线，使用安全的特点。

Description

一种装有无线感应充电模块的电源插座

技术领域

本发明涉及家用电器与无线充电产品制作技术领域，特别是关于一种装有无线感应充电装置的电源插座。 

背景技术

现在人们使用的220V电源插座从只插一个电器插头的单孔插座至10个电源插孔的长排电源插座均有出售，但其用途单一，仅局限于给使用低压交流电源的小型电器插入插头取电用，这种使用方法与用途的单一性多年来未有向多功能方向发展的改变。 

中国专利200520060985.3号文献公开了一种带万能手机充电器的电源插座，这种电源插座是把手机锂电池取出后夹持在与电源插座组合在一起的手机充电器上面进行充电，但不能解决手机不取出电池，不影响正常接听来电条件下的充电问题。 

中国专利200920278913.4一种带USB接口的多用电源插排公开了一种在电源插排座内安装了A/D转换电路板通过USB接口引出5V直流电给手机有线充电的技术方案，但是从电源插排座上面预留的充电插口中用专用连线引出低压电给手机充电，用户在心理上难免有不安全的顾虑，同时用户在给移动终端充电时，还要寻找配备合适的专用插头线，比较繁琐。 

发明内容

本发明提供了一种装有无线感应充电装置的电源插座，这种电源 插座内安装了无线感应充电发射模块装置，当配备了与本发射装置配套使用的无线感应充电插头(已另行提交专利申请)的移动终端或随身电子产品靠近电源插座充电区域时，就能启动电源插座内置的无线感应充电发射装置工作电路，向外定向辐射高频电磁能量，被配套的无线感应充电插头接收后输送给移动终端的电池充电，如：手机、MP3、MP4、电子书、掌上游戏机、数码相机、MID等多种便携式电子产品的电池单部或多部同时进行充电，具有充电方法便捷，不用连线，使用安全的特点。 

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种装有无线感应充电装置的电源插座，包括电源插座壳体、插电单元、微型散热风扇、无线充电电路模块、长条形感应发射线圈、长条形空芯磁盒、圆盘形感应发射线圈、磁敏开关、脉冲光信号接收器探头、充电状态指示灯、电源指示灯、电源开关和电源插头线所组成，其特征在于：长条形感应发射线圈套装在长条形空芯磁盒内成为一个整体，安装在电源插座壳体的前端或电源插座壳体内的任一边侧，无线充电电路模块紧贴在长条形空芯磁盒的后边放置，圆盘形感应发射线圈安装在电源插座壳体内感应充电区域的顶部，磁敏开关安装在长条形空心磁盒中心的外侧，光脉冲信号接收器探头安装在长条形空芯磁盒后面，探头朝外指向长条形空芯磁盒中心空气隙位置。 

所述的电源插座壳体在安装长条形感应发射线圈和长条形空芯磁盒的壳体对应部位感应充电区域开有长条形空气隙，作为无线充电电路模块的通风散热通道和透过光脉冲告警信号的窗口。 

所述的电源插座壳体内无线充电区域的前端与两侧均可以安装设置长条形感应发射线圈和长条形空芯磁盒、磁敏开关、脉冲光信号接收器探头与无线充电电路模块共同组成多路无线感应充电装置，实现对多部移动终端或其他随身电子产品的无线感应充电。 

所述的无线充电电路模块由安装在印刷电路基板上的A/D电源变换电路、充电过程智能控制电路和高频振荡输出电路三大单元电路电子元件依次连接后组成，外加环氧树脂胶整体封装后制成无线充电电路模块。 

所述的A/D电源变换电路使用手机A/D变换充电器电路，将220V市电转换为12V低压直流电压后送至充电过程智能控制电路和高频振荡输出电路作为工作电源。 

所述的充电过程智能控制电路由单片机编程制作或定制专用的IC控制芯片使用，完成充电过程中各项参数的自动调节与控制。作用如下： 

1、对无线感应充电过程中的负载变化实施不间断自动检测，在接收到锂电池电量充满反馈光告警信号后自动切断高频振荡输出电路电源，减小空载时的电源消耗。 

2、自动检测和控制调整发射频率与接收充电装置(插头)的谐振频率相匹配或接近，实现耦合传输效率最大化。 

3、当高频振荡发射电路过载或过热时，自动控制降低工作电压，减小工作电流，保护发射电路工作在安全的工作状态，避免电路损坏。 

4、自动检测充电器壳体内电路元件温升，控制微型散热风扇开 启降温。 

5、控制LED充电指示灯的亮灭，告知充电状态。 

所述的高频振荡输出电路可以采用晶体作为振荡源的多级放大末级单端或推挽输出的高频功率输出电路，也可以采取单只功率管振荡输出高频能量的LC振荡电路，工作频率在20KC-10MC之间选择。 

所述的微型散热风扇垂直安装在电源插座壳体内无线充电区域与插电单元的分界处塑料通风隔板上面，直流工作电压12-24V，厚5-10MM，外部尺寸20×20-30×30MM，功率0.5-2W。 

所述的长条形发射线圈使用单股或多股漆包线绕制，线圈长度20-50MM，宽度5-10MM。根据工作频率的不同，绕制圈数在5-200圈之间选择。 

所述的长条形空心磁盒采用高频铁氧体材料制作，磁盒中间留有长条状空气隙，作为通风散热通道和透过光脉冲告警信号的窗口。 

所述的磁敏开关采用触点常开型干簧管，安装在扁形发射线圈的前端，干簧管两极串接在A\D转换电路13003振荡管510K上偏置电阻回路中。 

所述的脉冲光信号接收器探头采用光电探测接收器件，安装在长条形空心磁盒的长条状空气隙后面，用来接收与无线感应充电模块配套使用的无线充电插头照射过来的电池电量充满控制关机告警脉冲光信号。 

所述的充电状态指示灯采用每秒闪烁1-2赫兹的LED单闪或双闪发光二极管，当高频振荡输出电路工作时，充电状态指示灯闪烁发光 表示充电正在进行，电路断电后指示灯熄灭表示充电停止。 

所述的电源指示灯使用220V氖泡或LED发光二极管串接0.5M电阻并接在市电电源输入端，指示市电电源的通断。 

本发明产生的有益效果：本发明利用市电电源插座兼做移动终端充电平台为移动终端进行无线感应充电，实现了插座两用，方便了用户在固定场合为移动终端随时充电，充电时不用自备充电器，不用插拔充电连线插头，不影响来电接听，安全方便，节省能源。 

结合附图可以对本发明的实施例加以详细的说明。 

参照附图 

图1是本发明的结构示意图 

图2是本发明的开关机与电量充满自动断电控制原理示意图 

图3是本发明的工作电原理方框示意图 

图4是本发明的开关机控制电路连接图 

图5是本发明的多部移动终端无线感应充电俯视图 

图6是本发明的多部移动终端无线充电侧视图 

图中1电源插座壳体2插电单元3微型散热风扇4无线充电电路模块5长条形感应发射线圈6长条形空芯磁盒7圆盘形感应发射线圈8磁敏开关9脉冲光信号接收器探头10充电状态指示灯11电源指示灯12电源开关13电源插头线14移动终端15无线充电插头16开关机控制磁钢17告警脉冲发光管 

具体实施例

从图1中知，一种装有无线感应充电装置的电源插座，包括电源 插座壳体1插电单元2微型散热风扇3无线充电电路模块4长条形感应发射线圈5长条形空芯磁盒6圆盘形感应发射线圈7磁敏开关8脉冲光信号接收器探头9充电状态指示灯10电源指示灯11电源开关12电源插头线13移动终端14无线感应充电插头15开关机控制磁钢16告警脉冲发光管17所组成，具体装配过程如下：将微型散热风扇3垂直安装固定在充电器壳体1内前端充电区域与插电单元交界的塑料通风隔板上，无线充电电路模块4用螺丝紧固安装在电源插座壳体1的底板上，将长条形感应发射线圈5装入长条形空芯磁盒6的中间然后端面向外安装固定在电源插座壳体1的底板前端或任一边侧，圆盘形感应发射线圈7安装固定在电源插座壳体1的内壁上部，磁敏开关8用环氧胶粘合固定在长条形感应发射线圈5的前端，脉冲光信号接收器9安装在无线充电电路模块4的前端，通过长条形空芯磁盒6中间的空气通道向外探测接收对应配置在移动终端14上的无线充电插头15发出的电量充满关机告警光信号。充电状态指示灯10安装在电源插座壳体1的上部最前端，通过电源壳体1上的预留小孔向外发出充电闪烁灯光，电源指示灯11使用220V氖管或LED发光二极管串接0.5M限流电阻组成，并接在220V电源二端，指示市电是否接通。电源开关12串接在220V输入回路上，控制装有无线感应充电装置电源插座的电源接通与关闭。电源插头线13从电源插座壳体1后面引出用于接插引入220V市电。将以上部件按接线要求焊接牢固加电检查无误后，盖上电源插座壳体与底板扣合用固定螺丝上紧，制成本装有无线感应充电装置的电源插座。 

参照图2、图3、图4，本发明的使用方法和开关机、电量充满自动断电控制工作原理叙述如下： 

1、使用方法：把装有无线感应充电装置的电源插座放在桌面上，将电源插头线13插入市电插座，打开电源开关12，电源指示灯11发光，市电接通。然后把配有与本无线充电插座对应无线充电插头15的移动终端14靠近插座前端或边侧无线充电区域，看到电源插座壳体1上面的充电状态指示灯10闪烁发光，表示充电开始，电量充满后，无线充电电路模块4自动关闭，充电状态指示灯10熄灭。 

2、无线充电电路模块开关机、电量充满自动断电控制工作原理：把电源插头线13插入市电插座，无线充电电路模块4得电，由于在模块内的A/D转换电路13003振荡管的510K上偏置电阻回路中串入了常开触点的磁敏开关8，上偏置电压无法加到13003振荡管基极上面，13003管停振。A/D转换器无电压输出时不耗电，实现节电功能。当装有与无线充电电路模块4的配套无线充电插头15的移动终端14靠近插座无线充电区域时，无线充电插头15上面的开关机控制磁钢16吸引磁敏开关8闭合，无线充电电路模块13003振荡管得电产生振荡输出12V直流工作电压，提供给后面的充电过程智能控制电路和无线振荡发射工作电路，发出高频感应电磁场通过长条形感应发射线圈5耦合到无线充电插头15，通过无线充电插头15内安装的功能电路实现电磁能量转换，输出4.2V直流充电电压，提供给移动终端14的内置电池进行充电，完成给移动终端14内置电池的充电过程。当电池电量充满停止充电后，无线充电插头15的告警脉冲发光管16向 无线充电电路模块发出电满断电告警光脉冲信号，被安置在电源插座壳体1内的脉冲信号接收器探头9所接收，产生电信号送至充电过程智能控制电路判断分析无误后发出指令，关闭高频振荡输出电路电源，实现在移动终端电池电量充满后的节电功能。 

3、电源插座壳体1无线充电区域上部安装了圆盘形感应发射线圈6，提供给在后盖内装有无线感应充电接收装置的移动终端产品充电使用，开关机控制方式与边侧充电控制方式相同。 

参照图5、图6，当给多部移动终端产品同时充电时，电源插座壳体1内无线充电区域的不同侧面均设置长条形感应发射线圈5和长条形空芯磁盒6、磁敏开关8、脉冲光信号接收器探头9与无线充电电路模块4共同组成多路无线感应充电装置，实现对多部移动终端或其他随身电子产品的同时无线感应充电。 

图3中热敏电阻R负责探测无线充电电路模块内的温度，当温升超过35℃时充电过程智能控制管理芯片IC接通微型散热风扇2的电源通风降温，当无线充电电路模块温度低于35℃时，风扇电源关闭。 

以上是对本发明实施例的较为详细的表述，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种装有无线感应充电装置的电源插座，包括电源插座壳体(1)、插电单元(2)、微型散热风扇(3)、无线充电电路模块(4)、长条形感应发射线圈(5)、长条形空芯磁盒(6)、圆盘形感应发射线圈(7)、磁敏开关(8)、脉冲光信号接收器探头(9)、充电状态指示灯(10)、电源指示灯(11)、电源开关(12)和电源插头线(13)所组成，其特征在于：长条形感应发射线圈(5)套装在长条形空芯磁盒(6)内成为一个整体，安装在电源插座壳体(1)的前端或电源插座壳体内的任一边侧，无线充电电路模块(4)紧贴在长条形空芯磁盒(6)的后边放置，圆盘形感应发射线圈(7)安装在电源插座壳体(1)内感应充电区域的顶部，磁敏开关(8)安装在长条形空心磁盒(6)中心的外侧，光脉冲信号接收器探头(9)安装在长条形空芯磁盒(6)后面，探头朝外指向长条形空芯磁盒(6)中心空气隙位置。

2.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的电源插座壳体(1)在安装长条形感应发射线圈(5)和长条形空芯磁盒(6)的壳体对应部位感应充电区域开有长条形空气隙，作为无线充电电路模块(4)的通风散热通道和透过光脉冲告警信号的窗口。

3.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的电源插座壳体(1)内无线充电区域的前端与两侧均可以安装设置长条形感应发射线圈(6)和长条形空芯磁盒(7)、磁敏开关(8)、脉冲光信号接收器探头(9)与无线充电电路模块(4)共同组成多路无线感应充电装置，实现对多部移动终端或其他随身电子产品的无线感应充电。

4.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的无线充电电路模块(4)由安装在印刷电路基板上的A/D电源变换电路、充电过程智能控制电路和高频振荡输出电路三大单元电路电子元件依次连接后组成，外加环氧树脂胶整体封装后制成无线充电电路模块(4)。

5.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的A/D电源变换电路使用手机A/D变换充电器电路，将220V市电转换为12V低压直流电压后送至充电过程智能控制电路和高频振荡输出电路作为工作电源。

6.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的充电过程智能控制电路由单片机编程制作或定制专用的IC控制芯片使用，完成充电过程中各项参数的自动调节与控制。

7.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的高频振荡输出电路可以采用晶体作为振荡源的多级放大末级单端或推挽输出的高频功率输出电路，也可以采取单只功率管振荡输出高频能量的LC振荡电路，工作频率在20KC-10MC之间选择。

8.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的微型散热风扇(3)垂直安装在电源插座壳体(1)内无线充电区域与插电单元的分界处塑料通风隔板上面，直流工作电压12-24V，厚5-10MM，外部尺寸20×20-30×30MM，功率0.5-2W。

9.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的长条形发射线圈(5)使用单股或多股漆包线绕制，线圈长度20-50MM，宽度5-10MM。根据工作频率的不同，绕制圈数在5-200圈之间选择。

10.根据权利要求1所述的一种装有无线感应充电装置的电源插座，其特征在于：所述的长条形空心磁盒(6)采用高频铁氧体材料制作，磁盒中间留有长条状空气隙，作为通风散热通道和透过光脉冲告警信号的窗口。

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