CN104868322A - 一种多功能电能输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能电能输出装置，本发明将三种电能输出装置:生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端组合到一个装置上,这样可以满足用户多方面的需求，其中直流电输出端的输出接口为USB接插母口，无线充电装置端是通过电磁感应的原理充电的，包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈，其具体的实现方式可以是多用途的拖线板、多用途插座等形式。该发明提供的一种多功能电能输出装置，解决了无线充电器功能单一的问题，满足用户多方面的需求。

Description

一种多功能电能输出装置
技术领域
本发明涉及电能输出设备领域，具体涉及一种多功能电能输出装置。
背景技术
现在以手机为主的移动终端的应用范围越来越广泛，其具有强大的功能、丰富的娱乐性以及极好的便利性，例如可以随时随地看电视、上网、唱歌等等。但在使用移动终端的过程中，由于电池容量的有限，使得应用有很大的局限性。很多使用者经常带上备用电池或有线充电器，而且各种移动终端的有线充电器还不能相互通用，给生活、工作带来了很多的不便，尤其是经常出差的人，经常要带上手机、电脑、剃须刀等很多的充电器。所以，能让消费者减少电线的及数量众多的充电器的束缚的无线充电器有着广阔的市场前景，是现在最热门的待发展的技术之一。
无线充电的技术主要有3种，分别是电磁感应、电磁共振和无线电波。目前相对比较成熟和用的较多的是电磁感应技术，但是普通用户使用采用这种技术的无线充电器还非常少，究其原因，主要是采用这种技术的无线充电器的种类和功能比较单一，在有线充电器还大行其道的今天，用户单独购买一个只有一种功能的无线充电器的可能性不大。
因此，开发一种新的无线充电器，能解决无线充电器功能单一的问题，是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题：现有的无线充电器的功能比较单一，不能满足用户多方面的需求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种多功能电能输出装置，包括电源输入端和电能输出端，所述电源输入端为生活照明用交流电流，所述电能输出端包括与原来电源输入端一致的生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端三种；所述生活照明交流输出端直接与所述电源输入端连接，包括两孔插座和三孔插座；所述直流电输出端和无线充电装置端均通过AC/DC转换电路与所述电源输入端连接；所述直流电输出端的输出接口为USB接插母口；所述无线充电装置端包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈；所述无线充电的控制电路板包括发射端控制IC、逆变器和电容；所述发射端控制IC由AC/DC转换电路供电并连接所述逆变器；所述逆变器同时与所述发射端控制IC、所述AC/DC转换电路的输出端、所述电容和所述无线充电的发射线圈相连接。
优选的，所述AC/DC转换电路包括变压器和整流滤波电路。
优选的，所述发射端控制IC为松下NN32251。
优选的，所述逆变器为MOS场效应管逆变器。
优选的，所述电容为陶瓷电容。
优选的，所述发射线圈为2层大小一致的圆形线圈叠在一起，外径为50mm，漆包线线径为0.08mm，匝数为105。
优选的，所述多功能电能输出装置为一种多用途的拖线板，所述无线充电的发射线圈紧靠着所述拖线板的上盖。
优选的，所述多功能电能输出装置为安装在墙壁上的多用途插座，其设有弹出机构。
优选的，所述多功能电能输出装置为安装在桌子上的多用途插座，所述无线充电的发射线圈紧靠着所述桌子的上台面。
通过上述技术方案，本发明将三种电能输出装置:生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端组合到一个装置上,这样可以满足用户多方面的需求，其中直流电输出端的输出接口为USB接插母口，无线充电装置端是通过电磁感应的原理充电的，包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈，其具体的实现方式可以是多用途的拖线板、多用途插座等形式。其有益效果是：解决了无线充电器功能单一的问题，满足用户多方面的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的一种多功能电能输出装置的结构框图的示意图；
图2为本发明实施例所公开的一种多功能电能输出装置的电气原理图（不包括电源输入端、AC/DC转换电路和发射线圈）。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.电源输入端 2.生活照明交流电输出端 3.直流电输出端 41.AC/DC转换电路 42.直流电输入接口 43.发射端控制IC 44.逆变器 45.电容 5.发射线圈 51.发射线圈接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的原理是：将三种电能输出装置:生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端组合到一个装置上,这样可以满足用户多方面的需求，其中直流电输出端的输出接口为USB接插母口，无线充电装置端是通过电磁感应的原理充电的，包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈，其具体的实现方式可以是多用途的拖线板、多用途插座等形式。
实施例1：
如图1和图2所示，一种多功能电能输出装置，包括电源输入端1和电能输出端，电源输入端为生活照明用交流电流，电能输出端包括与原来电源输入端一致的生活照明交流电输出端2、直流电输出端3和无线充电装置端三种；生活照明交流输出端直接与电源输入端连接，包括两孔插座和三孔插座；直流电输出端和无线充电装置端均通过AC/DC转换电路41与电源输入端连接；直流电输出端的输出接口为USB接插母口；无线充电装置端包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈5；无线充电的控制电路板包括发射端控制IC43、逆变器44和电容45；发射端控制IC43由AC/DC转换电路41供电并连接逆变器44；逆变器44同时与发射端控制IC43、AC/DC转换电路41的输出端、电容45和无线充电的发射线圈5相连接。
生活照明用交流电流，在我们国家是220V/50HZ，但是在美国是110V/6OHZ，日本是100V/5OHZ，欧洲国家与我国类似，在此不一一列举，因为还有AC/DC转换电路，本领域的技术人员可以理解，本发明可以适合多种电源。
与原来电源输入端一致的生活照明交流电输出端2是直接与电源输入端连接的，没有经过任何转换，所以电压和频率与电源输入端是一致的。
直流电输出端3和无线充电装置端都需要使用直流电，所以共用一个AC/DC转换电路41。
直流电输出端3的输出接口为USB接插母口，与USB接插母口配合的是USB接插公口。一般手机等移动终端充电用的连接线（也就是USB数据线），一端是USB接插公口，另一端是miniUSB接插公口，其中miniUSB接插公口接入手机充电口，USB接插公口接入充电插头，而充电插头具有AC/DC转换的功能。所以在没有插头或没有充电器的情况下，只要有USB数据线，就可以插入本实施例的直流电输出端3进行充电，大大方便了消费者。
本实施例的无线充电采用的是电磁感应的原理，具体就是“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。但是同样的原理规格，具体实施方式也是千差万别，本实施例中的无线充电装置端包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈5；无线充电的控制电路板包括发射端控制IC43、逆变器44和电容45。
发射端控制IC有很多接线的引脚，具体接线的方法要根据具体接收端控制IC的型号来定，但是基本的原理是，发射端控制IC43会有一个直流电输入接口42，以便由AC/DC转换电路41供电，也有连接逆变器的接口；并会对逆变器44产生的交流电的电压、频率等加以控制，同时逆变器、发射线圈，甚至接收端，都会有相应的信号反馈给发射端控制IC43，发射端控制IC43会根据这些反馈调节逆变器的输出。
具体来说就是发射端控制IC43控制逆变器44按设定的频率和电压产生交电流，同时发射端控制IC43需要AC/DC转换电路41供电，逆变器44是把直流电转变成交流电的装置，由于电磁感应需要有交电流，所以需要将直流电再转变成交流电，电压不变，频率根据不同的情况，可以有多种类型，频率越高，充电效率越高，但也会不稳定及对其它设备和人体产生伤害，本实施中采用的是较低的频率：125～135KHZ。逆变器除了与发射端控制IC43连接外，还与AC/DC转换电路41的输出端、电容45和无线充电的发射线圈5相连接，逆变器设有发射线圈接口51。与AC/DC转换电路41的输出端相连是需要获得直流电，与电容45连接是将交流电通过电容耦合到无线充电的发射线圈，与无线充电的发射线圈5相连接是构成从逆变器—电容—无线充电的发射线圈-逆变器的回路。电容的作用是“隔直通交”，只有经逆变器44转换的交流电才能通过电容45耦合传递到无线充电的发射线圈5，而上一级的（即AC/DC转换电路的输出端）或其它电路的直流电无法进入无线充电的发射线圈5，这样没有干扰，工作更稳定。
本实施例中，AC/DC转换电路41包括变压器和整流滤波电路。AC/DC转换电路有很多种，在此采用的也是比较普通和简单的一种，在此不再详述了。
本实施例中，发射端控制IC43为松下NN32251。这是符合“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格的一种常用的集成电路。并且如果发射端控制IC使用的是松下的NN32251，则在接收端同样需要使用松下的发射端控制IC（推荐型号为AN32257A，也可以是其它松下指定的型号）。
另外，无线充电也可以采用TI（德州仪器）方案，采用TI的方案，其原理和松下的基本一样，只是发射端控制IC和接收端控制IC采用TI的。发射端控制IC和接收端控制IC是无线充电的核心部件，采用不同的控制IC，可以达到相同的功能，但是效率和成本会有不同。所以采用TI的方案也可以说是另一个具体的实施例，但为了节省篇幅，就不再展开详细阐述了，这是本领域技术人员可以理解的。
本实施例中，逆变器44为MOS场效应管逆变器。MOS场效应管逆变器由普通电源变压器和MOS场效应管构成，具有制作简单，成本低的特点。
本实施例中的电容45为陶瓷电容，陶瓷电容。陶瓷电容具有稳定、绝缘性好、耐高压、小型和频率特性好的特点。
本实施例中的发射线圈5为2层大小一致的圆形线圈叠在一起，外径为50mm，漆包线线径为0.08mm，匝数为105。
本实施例中，多功能电能输出装置具体是一种多用途的拖线板，电源输入端就是带有插头的电线，接到拖线板的输入端，拖线板的上表面分别设有生活照明交流电输出端2（两孔插座和三孔插座）、直流电输出端3（USB接插母口）和无线充电装置端三种类型的面板，其中的无线充电的发射线圈5紧靠着无线充电装置端的面板。这样需要充电的移动终端只要放在无线充电装置端的面板上，就可以充电了。其它2种面板的用法，大家都知道，不作介绍了。
实施例2：
除了在具体形式上有所不同外，其余与实施例1完全相同，本实施例的具体形式为安装在墙壁上的多用途插座，其设有弹出机构。这样需要用电或充电的时候，按下弹出按钮，生活照明交流电输出端2（两孔插座和三孔插座）、直流电输出端3（USB接插母口）和无线充电装置端三种类型的面板就会一起弹出，弹出的面板是水平的，这样就可以和实施例1一样的使用了。这种多用途插座，可以在装修时就安装在墙壁上，相比多用途的拖线板，房间会更简洁、美观，也更安全。
实施例3：
除了在具体形式上有所不同外，其余与实施例1完全相同，本实施例的具体形式为安装在桌子上的多用途插座，其中无线充电的发射线圈紧靠着桌子的上台面。在房间比较大的会议室等地方，如果使用墙壁上的多用途插座或多用途的拖线板，都不是太方便，因此可以制造一种可方便安装在桌子上的多用途插座，这样，直接把需要充电的移动终端只要放在桌面上就可以了。
本领域的技术人员可以理解，还可以是其它的具体形式，如可以是车载的，如在轿车、公交车、地铁车厢、火车车厢等使用的，都是可以使用本发明的技术内容，只是具体形式（外壳、固定方式、移动终端放置的位置）会有所不同。
在上述实施例中，本发明将三种电能输出装置:生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端组合到一个装置上,这样可以满足用户多方面的需求，其中直流电输出端的输出接口为USB接插母口，无线充电装置端是通过电磁感应的原理充电的，包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈，其具体的实现方式可以是多用途的拖线板、多用途插座等形式。其有益效果是：解决了无线充电器功能单一的问题，满足用户多方面的需求。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能电能输出装置，其特征在于，包括电源输入端和电能输出端，所述电源输入端为生活照明用交流电流，所述电能输出端包括与原来电源输入端一致的生活照明交流电输出端、直流电输出端和无线充电装置端三种；所述生活照明交流输出端直接与所述电源输入端连接，包括两孔插座和三孔插座；所述直流电输出端和无线充电装置端均通过AC/DC转换电路与所述电源输入端连接；所述直流电输出端的输出接口为USB接插母口；所述无线充电装置端包括无线充电的控制电路板和无线充电的发射线圈；所述无线充电的控制电路板包括发射端控制IC、逆变器和电容；所述发射端控制IC由AC/DC转换电路供电并连接所述逆变器；所述逆变器同时与所述发射端控制IC、所述AC/DC转换电路的输出端、所述电容和所述无线充电的发射线圈相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述AC/DC转换电路包括变压器和整流滤波电路。
3.根据权利要求1所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述发射端控制IC为松下NN32251。
4.根据权利要求1所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述逆变器为MOS场效应管逆变器。
5.根据权利要求1所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述电容为陶瓷电容。
6.根据权利要求1所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述发射线圈为2层大小一致的圆形线圈叠在一起，外径为50mm，漆包线线径为0.08mm，匝数为105。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述多功能电能输出装置为一种多用途的拖线板，所述无线充电的发射线圈紧靠着所述拖线板的上盖。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述多功能电能输出装置为安装在墙壁上的多用途插座，其设有弹出机构。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种多功能电能输出装置，其特征在于，所述多功能电能输出装置为安装在桌子上的多用途插座，所述无线充电的发射线圈紧靠着所述桌子的上台面。
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