CN106451701A - 无线充电电路及装置 - Google Patents

Abstract

一种无线充电电路，包括电能传递模块、电能接收模块以及圆柱磁芯，电能传递模块包括电源保险与电磁干扰滤波电路、阻容降压电路、全桥整流电路、直流滤波电路、高频自激振荡放大电路以及发射线圈，电源保险与电磁干扰滤波电路还用于与外部交流电源连接；电能接收模块包括接收线圈、感应信号整流滤波电路、直流稳压电路以及电池充电电路，电池充电电路还用于与外部电池连接。一种无线充电装置，包括传递电路板、接收电路板、底盖、上盖以及无线充电电路。上述无线充电电路及装置，具有电路元件少、电路简单、工作可靠、成本低廉等特点，适合于组合应用在小型的电池应用产品充电方面。

Description

无线充电电路及装置

技术领域

本发明涉及电磁感应充电的技术领域，特别是涉及一种无线充电电路及装置。

背景技术

无线充电技术，即Wireless charging technology，是指具有电池的装置不需要借助于电导线，利用电磁波感应原理或者其他相关的交流感应技术，在发送端和接收端用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术，源于无线电力输送技术。无线充电技术的研究，源于19世纪30年代，迈克尔-法拉第发现电磁感应现象，即磁通量变化产生感应电动势，从而在电线中产生电流。但最早的无线电力传输思想是尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)在19世纪90年代提出的无线电力传输构想和无线输电试验，因而有人称之为无线电能传输之父。

从具体的技术原理及解决方案来说，目前无线充电技术主要有电磁感应式、磁共振式、无线电波式、电场耦合式四种基本方式。这几种技术分别适用于近程、中短程与远程电力传送。

当前最成熟、最普遍的是电磁感应式。其根本原理是利用电磁感应原理，类似于变压器，在发送端和接收端各有一个线圈，初级线圈上通一定频率的交流电，由于电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。优点是充电效率高，缺点是充电距离短，对摆放位置要求高。

磁共振式也称为近场谐振式，由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，其原理与声音的共振原理相同，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，可从一个向另一个供电，技术难点是较难实现小型化和高效率化。优点是充电距离较远，充电功率大，缺点是充电效率不高，安全性低，对健康有害。

无线电波式，基本原理类似于早期使用的矿石收音机，主要由微波发射装置和微波接收装置组成。典型的是20世纪60年代布朗(William C.Brown)的微波输电系统，整个传输系统包括微波源、发射天线、接收天线3部分；微波源内有磁控管，能控制源在2.45GHz频段输出一定的功率；发射天线是64个缝隙的天线阵，接收天线拥有25％的收集和转换效率。优点是远距离自动随时充电，缺点是充电效率低，传输功率小，充电时间过长。

电场耦合式利用通过沿垂直方向耦合的两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电能，其基本原理是通过电场将电能从发送端转移到接收端。优点是充电效率高，发热低，对位置要求不高，缺点是体积较大，功率不高。

就目前来说，基于QI﹑Power Mat﹑A4WP标准的无线充电方案在不断的发展中，特别是基于QI标准的无线充电方案已经在手机无线充电方面占据一定的市场，范围还在不断的扩大中。但是这类无线充电方案组成的充电系统存在使用专用IC(集成电路)，元件不易购买，成本高的特点，应用在要求低成本的小功率的消费电子产品上存在不足之处。

发明内容

基于此，有必要针对如何降低生产成本的技术问题，提供一种无线充电电路及装置。其他技术方案还解决了如何降低电路待机能耗、如何提高电路稳定性、如何降低电路复杂性、如何提高充电效率以及如何拓展电路的通用性等技术问题。

一种无线充电电路，包括电能传递模块和电能接收模块，所述电能传递模块包括依次连接的：电源保险与电磁干扰滤波电路、阻容降压电路、全桥整流电路、直流滤波电路、高频自激振荡放大电路以及发射线圈，所述电源保险与电磁干扰滤波电路还用于与外部交流电源连接；所述电能接收模块包括依次连接的：接收线圈、感应信号整流滤波电路、直流稳压电路以及电池充电电路，所述电池充电电路还用于与外部电池连接；所述无线充电电路还包括圆柱磁芯，所述圆柱磁芯穿设于所述发射线圈与所述接收线圈中以使所述发射线圈与所述接收线圈通过电磁感应无线连接，所述圆柱磁芯、所述发射线圈以及所述接收线圈的中心轴线在同一直线上。

在其中一个实施例中，所述全桥整流电路包括由四个二极管组成的全桥或者四个二极管封装在一起的硅堆，所述全桥或所述硅堆的输入端与所述阻容降压电路的输出端连接，所述全桥或所述硅堆的输出端与所述直流滤波电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述直流滤波电路包括高压电解电容，所述高压电解电容的一端与所述全桥整流电路的输出端连接，所述高压电解电容的另一端与所述高频自激振荡放大电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述高频自激振荡放大电路采用电容三点式震荡原理产生频率在50～100kHz的正弦波信号。

一种无线充电装置，包括传递电路板、接收电路板、底盖、上盖以及如上所述的无线充电电路，其中，所述圆柱磁芯为铁氧体圆柱磁芯；所述电源保险与电磁干扰滤波电路、所述阻容降压电路、所述全桥整流电路、所述直流滤波电路以及所述高频自激振荡放大电路设置于所述传递电路板上，所述发射线圈设置于所述底盖中，以形成中空的第一圆柱体结构；所述感应信号整流滤波电路、所述直流稳压电路以及所述电池充电电路设置于所述接收电路板上，所述接收线圈设置于所述上盖中，以形成中空的第二圆柱体结构；所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述第一圆柱体结构以及所述第二圆柱体结构，所述铁氧体圆柱磁芯、所述第一圆柱体结构以及所述第二圆柱体结构的中心轴线在同一直线上，且所述发射线圈与所述接收线圈之间具有预设感应间隙。

在其中一个实施例中，所述预设感应间隙小于5毫米。

在其中一个实施例中，所述底盖包括盖体和筒体，所述盖体为一侧开口的中空圆柱体结构，所述盖体具有第一容置空间，所述盖体的底部中心区域开设有穿孔，所述发射线圈收容于所述第一容置空间；所述筒体为两侧开口的中空圆柱体结构，所述筒体的一端连接于所述穿孔端以使所述筒体连通所述第一容置空间，所述筒体具有第一通道，所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述穿孔以及所述第一通道以使所述发射线圈套设在所述铁氧体圆柱磁芯上。

在其中一个实施例中，所述上盖为一侧开口的中空圆柱体结构，所述上盖具有第二容置空间，所述接收线圈收容与所述第二容置空间中，所述上盖的底部中心区域开设有通孔，所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述通孔以使所述接收线圈套设在所述铁氧体圆柱磁芯上。

在其中一个实施例中，所述穿孔、所述第一通道、所述通孔以及所述铁氧体圆柱磁芯的轴线位于同一直线上。

在其中一个实施例中，所述穿孔的半径、所述第一通道的半径、所述通孔的半径、所述发射线圈的半径、所述接收线的半径以及所述铁氧体圆柱磁芯的外径相等。

上述无线充电电路及装置，通过电源保险与电磁干扰滤波电路与外部交流电源连接例如接入市电电源，交流电源经过阻容降压电路、全桥整流电路后得到稳定的直流电源，为高频自激振荡放大电路提供稳定直流电压源，以使高频自激振荡放大电路能够平稳起振，并达到稳定的震荡状态，此时发射线圈中产生交变的电流，从而产生交变的磁场，交变的磁场通过圆柱磁芯由接收线圈感应耦合并通过感应信号整流滤波电路、直流稳压电路进行整流、滤波、稳压，得到稳定的充电电压对充电电池进行充电，且通过电池充电电路在充电电池充满后，关断充电电路，以对充电电池进行保护；可知该无线充电电路及装置具有电路元件少、电路简单、工作可靠、成本低廉等特点，非常适合于组合应用在小型的电池应用产品充电方面，是组建低成本低功耗高效率小功率无线充电应用产品的极佳方案。

附图说明

图1为一个实施例中无线充电电路的电路模块示意图；

图2为一个实施例中无线充电装置的结构示意图；

图3为一个实施例中第一圆柱体结构的拆分结构示意图；

图4为一个实施例中第二圆柱体结构的结构示意图；

图5为一个实施例中发射线圈与接收线圈的位置结构示意图；

图6为一个实施例中发射线圈与接收线圈的位置的剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，其为一个实施例中无线充电电路10的电路模块示意图，一种无线充电电路10包括电能传递模块110和电能接收模块120。电能传递模块110和电能接收模块120之间采用电磁感应感应原理连接。

电能传递模块110包括依次连接的：电源保险与电磁干扰滤波电路111、阻容降压电路112、全桥整流电路113、直流滤波电路114、高频自激振荡放大电路115以及发射线圈116。电源保险与电磁干扰滤波电路111还用于与外部交流电源连接。也就是说，交流电源从电源保险与电磁干扰滤波电路111的输入端处输入，以向电能传递模块110输入交流电源。

电能接收模块120包括：接收线圈121、感应信号整流滤波电路122、直流稳压电路123以及电池充电电路124。例如，接收线圈121、感应信号整流滤波电路122、直流稳压电路123以及电池充电电路124依次连接。例如，电池充电电路124还用于与外部电池连接。也就是说，电池充电电路124向外部电池输出直流电源。

无线充电电路还包括圆柱磁芯，圆柱磁芯穿设于发射线圈116与接收线圈121中以使发射线圈116与接收线圈121通过电磁感应无线连接，圆柱磁芯、发射线圈116以及接收线圈121的中心轴线在同一直线上。也就是说，电能传递部分主要元件包含一个圆柱形磁芯和一个初级线圈，初级线圈通过与次级线圈的耦合完成电能的传递。

上述无线充电电路10，通过电源保险与电磁干扰滤波电路111与外部交流电源连接例如接入市电电源，交流电源经过阻容降压电路112、全桥整流电路113后得到稳定的直流电源，为高频自激振荡放大电路115提供稳定直流电压源，以使高频自激振荡放大电路115能够平稳起振，并达到稳定的震荡状态，此时发射线圈116中产生交变的电流，从而产生交变的磁场，交变的磁场通过圆柱磁芯由接收线圈121感应耦合并通过感应信号整流滤波电路122、直流稳压电路123进行整流、滤波、稳压，得到稳定的充电电压对充电电池进行充电，且通过电池充电电路124在充电电池充满后，关断充电电路，以对充电电池进行保护；可知该无线充电电路及装置具有电路元件少、电路简单、工作可靠、成本低廉等特点，非常适合于组合应用在小型的电池应用产品充电方面，是组建低成本低功耗高效率小功率无线充电应用产品的极佳方案。

一实施例中，电源保险与电磁干扰滤波电路包括串联设置的保险装置和电磁干扰滤波电路。其中，电磁干扰滤波电路即EMI(Electromagnetic Interference简称EMI)滤波电路。例如，保险装置采用保险丝，电磁干扰滤波电路采用滤波电容。保险丝以及滤波电容的型号可根据实际电路需求设置。可以理解，电源保险与EMI滤波电路滤除外界电网的高频脉冲对电源的影响，同时也起到防止自身电源对外界的电磁干扰的作用。

例如，交流电源从电源保险与电磁干扰滤波电路的输入端。本实施例中，交流电源是指市电。例如，市电包含但不仅限于中国标准市电AC220V 50Hz，其它国际上的市电规格亦可，以使得在修改本系统部分元件参数的情况下也可取得相当的充电性能。例如，电源保险与电磁干扰滤波电路的输入端与市电的连接是通过电源插头线来实现的。

例如，全桥整流电路113包括由四个二极管组成的全桥。例如，全桥的输入端与阻容降压电路112的输出端连接。例如，全桥的输出端与直流滤波电路114的输入端连接。又如，全桥整流电路113包括四个二极管封装在一起的硅堆。例如，硅堆的输入端与阻容降压电路112的输出端连接。例如，硅堆的输出端与直流滤波电路114的输入端连接。

例如，直流滤波电路114包括高压电解电容，高压电解电容的一端与全桥整流电路113的输出端连接，高压电解电容的另一端与高频自激振荡放大电路115的输入端连接。

也就是说，阻容降压、整流、滤波电路部分完成AC(交流)到DC(直流)的变换，产生比较稳定的直流电源给后面的震荡电路供电。整流电路使用四个二极管，也可选用已经将四个二极管封装在一起的硅堆，滤波元件包含一个高压电解电容。

例如，高频自激振荡放大电路115采用电容三点式震荡原理产生频率在50～100kHz的正弦波信号。也就是，高频震荡部分采用普通的电容三点式震荡原理，产生的正弦波信号频率可以设计在50～100kHz范围内，从而使得整个电路结构容易以交低成本的方式实现。

需要说明的是，在电能接收模块中，电信号整流滤波部分把次级交流信号先整流后再滤波，最终获得比较平稳的直流电信号。例如，稳压部分把滤波后获得的直流电信号再做稳压处理以获得能直接供应给电池充电的电源信号。例如，电池充电及保护电路由被充电电池和保护电路组成，保护电路的作用是防止电池过充电，过放电，过流和短路，确保电池在寿命周期内不易受损害。电池可以是锂电池，聚合物电池，甚至镍氢电池等可充电电池。

为了提高耦合效果，例如，发送线圈与接收线圈各接一个补偿电容，以通过补偿电容使得发送线圈与接收线圈的谐振频率相同，从而满足发送线圈与接收线圈的谐振频率相同的实际的电路需要。

请参阅图2，其为一个实施例中无线充电装置20的结构示意图，一种无线充电装置20包括传递电路板210、接收电路板220、底盖230、上盖240以及上述的无线充电电路10。结合图1和图2，例如，电源保险与电磁干扰滤波电路111、阻容降压电路112、全桥整流电路113、直流滤波电路114以及高频自激振荡放大电路115设置于传递电路板210上。感应信号整流滤波电路122、直流稳压电路123以及电池充电电路124设置于接收电路板220上。

结合图2、图3以及图4，例如，发射线圈116设置于底盖230中，以形成中空的第一圆柱体结构300。接收线圈121设置于上盖240中，以形成中空的第二圆柱体结构400。铁氧体圆柱磁芯250穿设于第一圆柱体结构300以及第二圆柱体结构400，铁氧体圆柱磁芯250、第一圆柱体结构300以及第二圆柱体结构400的中心轴线在同一直线上，且发射线圈116与接收线圈121之间具有预设感应间隙。例如，预设感应间隙小于5毫米。

上述无线充电装置20，通过电源保险与电磁干扰滤波电路111与外部交流电源连接例如接入市电电源，交流电源经过阻容降压电路112、全桥整流电路113后得到稳定的直流电源，为高频自激振荡放大电路115提供稳定直流电压源，以使高频自激振荡放大电路115能够平稳起振，并达到稳定的震荡状态，此时发射线圈116中产生交变的电流，从而产生交变的磁场，交变的磁场通过圆柱磁芯由接收线圈121感应耦合并通过感应信号整流滤波电路122、直流稳压电路123进行整流、滤波、稳压，得到稳定的充电电压对充电电池进行充电，且通过电池充电电路124在充电电池充满后，关断充电电路，以对充电电池进行保护；可知该无线充电电路及装置具有电路元件少、电路简单、工作可靠、成本低廉等特点，非常适合于组合应用在小型的电池应用产品充电方面，是组建低成本低功耗高效率小功率无线充电应用产品的极佳方案。

从图2中可知，所示电源保险，阻容降压，整流，滤波电路，高频震荡这些功能模块部分的元件是安装在一块电路板上的，电能传递模块中的初级线圈上的两个引出端子通过焊接连接到这块电路板上，插头线上的两根线的接线端直接焊接到电路板上的两个焊盘，由电路板组成的整个电能传递功能块通过插头线从市电获取电源。电能传递模块部分单独用专门设计的塑胶外壳封装起来，与市电的连接可选择电源插头线或在外壳直接设计电源插片(可选)来达到连接电源的目的。另外，在本模块的外壳上设计有能承载被充电设备的平台，便于把被充电设备放置到这个平台上执行充电。

电能接收模块部分直接设计于需要充电的电子产品内部。在结构安装设计过程中需要注意的是：初级线圈的中心轴线、次级线圈的中心轴线都应与圆柱形磁芯的中心轴线重叠，初级线圈与次级线圈的间隔距离不能离得太远，以5mm以下为宜，越小越好，这样能保证较好的充电效果。结构设计还必须考虑到便于充电时执行安装取出操作及充电时能稳定放置，针对具体适用的产品，甚至需要加入防水设计使能达到预期的防水等级。

请参阅图3，其为一个实施例中第一圆柱体结构300的拆分结构示意图，例如，第一圆柱体结构300包括底盖230和发射线圈116。例如，发射线圈116收容于底盖230中。例如，底盖230为一侧开口的中空圆柱体结构，底盖230具有第一容置空间301。例如，底盖230的底部中心区域开设有穿孔，发射线圈116收容于第一容置空间301。铁氧体圆柱磁芯250穿设于穿孔以及发射线圈116。需要说明的是，发射线圈116的中心本身就具有可穿过的通道。

为便于设定铁氧体圆柱磁芯相对发射线圈和接收线圈的位置，例如，底盖包括盖体和筒体，盖体为一侧开口的中空圆柱体结构，盖体具有第一容置空间，盖体的底部中心区域开设有穿孔，发射线圈收容于第一容置空间。例如，筒体为两侧开口的中空圆柱体结构，筒体的一端连接于穿孔端以使筒体连通第一容置空间，筒体具有第一通道，铁氧体圆柱磁芯穿设于穿孔以及第一通道以使发射线圈套设在铁氧体圆柱磁芯上。如此，在设定铁氧体圆柱磁芯相对发射线圈和接收线圈的位置是，只需要将铁氧体圆柱磁芯穿设于穿孔以及第一通道以使发射线圈套设在铁氧体圆柱磁芯上即可，方便快捷。

请参阅图4，其为一个实施例中第二圆柱体结构400的结构示意图，例如，第二圆柱体结构400包括上盖240以及接收线圈121。接收线圈121收容于上盖240中。例如，上盖240为一侧开口的中空圆柱体结构。例如，上盖240具有第二容置空间401，接收线圈121收容与第二容置空间401中。例如，上盖240的底部中心区域开设有通孔，铁氧体圆柱磁芯250穿设于通孔以使接收线圈121套设在铁氧体圆柱磁芯250上。

请一并参阅图5和图6，其分别为一个实施例中发射线圈116与接收线圈121的位置结构示意图和剖视结构示意图，为提高耦合效率，例如，发射线圈116与接收线圈121之间具有预设感应间隙501。铁氧体圆柱磁芯250穿设发射线圈116与接收线圈121。例如，预设感应间隙501小于5毫米。也就是说，为能够更好的与接收装置进行相互匹配，使接收线圈也能够位于铁氧体磁芯中心上，接收线圈与发送线圈的实际间距处于5mm之下，以达到更好的耦合效率。

如图5所示，其示出了铁氧体圆柱磁芯、发射线圈与接收线圈的组成及相互之间的位置关系。可以理解，三者的位置及连接方式决定了无线充电系统整体性能。可知图5为发射线圈与接收线圈的较佳的接触方式，可使得发射线圈与接收线圈能够最大程度的进行耦合。

需要说明的是，接收线圈即次级线圈的作用通过电磁耦合在此线圈两端产生交流电压信号。本实施例中，交流信号的频率与初级线圈上的频率相同，

为使发送线圈产生磁通量经过铁氧体磁芯后尽可能多的通过接收线圈，例如，穿孔、第一通道、通孔以及铁氧体圆柱磁芯的轴线位于同一直线上。如此，能够使发送线圈产生磁通量通过铁氧体磁芯尽可能多的通过接收线圈，使磁感应耦合效率更高，也就是说，无线充电系统的发送线圈所产生的磁通量能够更好的耦合到接收线圈，使耦合效率更高。

进一步的，穿孔的半径、第一通道的半径、通孔的半径、发射线圈的半径、接收线的半径以及铁氧体圆柱磁芯的外径相等。

本实施例中，无线充电电路的圆柱磁芯为铁氧体圆柱磁芯。需要说明的是，铁氧体磁芯具有磁导率高、损耗低、具有更高的磁通密度及更高的使用频率等特性；初级线圈与次级线圈通过铁氧体圆柱磁芯进行连接，能够增大初级线圈与次级线圈的互感系数，同时使无线充电效率达到最大化；由于初级线圈与次级线圈的相对位置极大影响了线圈之间的互感大小，所以线圈之间要平行放置并且之间的距离相距最小；线圈间的互感与轴心间的偏移距离成反比，如要达到最大的无线充电效率，就要使初级线圈与次级线圈轴心偏移为零；所以通过铁氧体圆柱磁芯进行定位；初级线圈与次级线圈工作于谐振频率上；满足以上几点要求，使无线充电效率达到最大。

值得一提的是，在某一类型的消费产品中需要一种低成本、低功耗、高充电效率、简单而稳定的无线充电解决方案。因此本发明的无线充电电路及装置由于具有自耗电非常低、运行稳定、所需元件少、成本低廉、电路简单、工作效率高例如可高达80％以上、充电功率可达2W、通用性强等特点，可应用于该类的消费产品。例如，低成本的小功率的可移动产品包含且不仅限于音乐播放器、移动电话、电动牙刷、电动理发器、电动玩具，小型电动工具，充电台灯等采用充电电池供电的可移动应用产品。

可以理解，还可以通过确定具体产品的充电条件，进而对本充电系统的元件组成进一步优化以获得更匹配的充电性能。

综上，本发明的无线充电电路及装置的有益效果可归结为：

通过与AC220V 50Hz工频交流电源连接，经过电源保险、EMI滤波电路、阻容降压、整流桥整流，得到稳定的直流电源，并为LC自激震荡电路提供稳定直流电压源；LC自激震荡电路能够平稳起振，达到稳定的震荡状态；此时电感中产生交变的电流，从而产生交变的磁场；发射线圈与接收线圈彼此分离，漏感系数变大而耦合系数变小；为了提高耦合效果，采取了发送线圈与接收线圈各接一个补偿电容，用于满足发送线圈与接收线圈的谐振频率相同；采用圆柱磁芯使发送线圈与接收线圈的中心处于统一中心线上，并使发送线圈与接收线圈近可能的靠近，小于5mm距离；通过以上措施，可使感应耦合效率达到80％以上；接收线圈耦合的交流电流通过整流、滤波、稳压，得到稳定的充电电压对充电电池进行充电；充电电池充满后，充电电池保护电路关断充电电路，对充电电池进行保护；综合而言，以上所述实施例所述的充电系统具有电路元件少，电路简单，工作可靠，成本低廉，与之形成配套的结构组成也比较简单和廉价的特点，非常适合于组合应用在小型的电池应用产品充电方面，是组建低成本低功耗高效率小功率无线充电应用产品的极佳方案。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无线充电电路，包括电能传递模块和电能接收模块，其特征在于，

所述电能传递模块包括依次连接的：电源保险与电磁干扰滤波电路、阻容降压电路、全桥整流电路、直流滤波电路、高频自激振荡放大电路以及发射线圈，所述电源保险与电磁干扰滤波电路还用于与外部交流电源连接；

所述电能接收模块包括依次连接的：接收线圈、感应信号整流滤波电路、直流稳压电路以及电池充电电路，所述电池充电电路还用于与外部电池连接；

所述无线充电电路还包括圆柱磁芯，所述圆柱磁芯穿设于所述发射线圈与所述接收线圈中以使所述发射线圈与所述接收线圈通过电磁感应无线连接，所述圆柱磁芯、所述发射线圈以及所述接收线圈的中心轴线在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述全桥整流电路包括由四个二极管组成的全桥或者四个二极管封装在一起的硅堆，所述全桥或所述硅堆的输入端与所述阻容降压电路的输出端连接，所述全桥或所述硅堆的输出端与所述直流滤波电路的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述直流滤波电路包括高压电解电容，所述高压电解电容的一端与所述全桥整流电路的输出端连接，所述高压电解电容的另一端与所述高频自激振荡放大电路的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述高频自激振荡放大电路采用电容三点式震荡原理产生频率在50～100kHz的正弦波信号。

5.一种无线充电装置，其特征在于，包括传递电路板、接收电路板、底盖、上盖以及如权利要求1至4所述的无线充电电路，其中，所述圆柱磁芯为铁氧体圆柱磁芯；

所述电源保险与电磁干扰滤波电路、所述阻容降压电路、所述全桥整流电路、所述直流滤波电路以及所述高频自激振荡放大电路设置于所述传递电路板上，所述发射线圈设置于所述底盖中，以形成中空的第一圆柱体结构；

所述感应信号整流滤波电路、所述直流稳压电路以及所述电池充电电路设置于所述接收电路板上，所述接收线圈设置于所述上盖中，以形成中空的第二圆柱体结构；

所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述第一圆柱体结构以及所述第二圆柱体结构，所述铁氧体圆柱磁芯、所述第一圆柱体结构以及所述第二圆柱体结构的中心轴线在同一直线上，且所述发射线圈与所述接收线圈之间具有预设感应间隙。

6.根据权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，所述预设感应间隙小于5毫米。

7.根据权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，所述底盖包括盖体和筒体，所述盖体为一侧开口的中空圆柱体结构，所述盖体具有第一容置空间，所述盖体的底部中心区域开设有穿孔，所述发射线圈收容于所述第一容置空间；

所述筒体为两侧开口的中空圆柱体结构，所述筒体的一端连接于所述穿孔端以使所述筒体连通所述第一容置空间，所述筒体具有第一通道，所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述穿孔以及所述第一通道以使所述发射线圈套设在所述铁氧体圆柱磁芯上。

8.根据权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述上盖为一侧开口的中空圆柱体结构，所述上盖具有第二容置空间，所述接收线圈收容与所述第二容置空间中，所述上盖的底部中心区域开设有通孔，所述铁氧体圆柱磁芯穿设于所述通孔以使所述接收线圈套设在所述铁氧体圆柱磁芯上。

9.根据权利要求8所述的无线充电装置，其特征在于，所述穿孔、所述第一通道、所述通孔以及所述铁氧体圆柱磁芯的轴线位于同一直线上。

10.根据权利要求9所述的无线充电装置，其特征在于，所述穿孔的半径、所述第一通道的半径、所述通孔的半径、所述发射线圈的半径、所述接收线的半径以及所述铁氧体圆柱磁芯的外径相等。