CN106953808A - 应用无线充电的路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用无线充电的路由器，包括微处理器、无线充电模块、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器和天线，所述微处理器与无线充电模块连接，所述微处理器、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、天线依次连接，所述收发切换器、低噪声放大器、无线收发器依次连接，所述无线收发器与功率放大器连接；所述无线充电模块包括电能发射模块和电能接收模块。本发明使用无线充电模块使路由器的使用位置不再受限，且电能发射模块和电能接收模块结构简单，并且设置发光二极管作为充电的状态指示。

Description

应用无线充电的路由器

技术领域

本发明涉及路由器，具体涉及应用无线充电的路由器。

背景技术

路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。但是现有的路由器总是需要适配器为其充电才能正常工作，这导致路由器的位置是相对固定的，必须设置在插座旁边，这使得路由器的使用受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有路由器使用适配器，使其位置受限，目的在于提供应用无线充电的路由器，采用无线充电，使路由器可在有效距离内随意放置，均能使路由器正常工作。

本发明通过下述技术方案实现：

应用无线充电的路由器，包括微处理器、无线充电模块、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器和天线，所述微处理器与无线充电模块连接，所述微处理器、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、天线依次连接，所述收发切换器、低噪声放大器、无线收发器依次连接，所述无线收发器与功率放大器连接；所述无线充电模块包括电能发射模块和电能接收模块，所述电能发射模块包括电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1，所述电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1依次连接，所述电能接收模块包括接收电感线圈L2、能量转换电路、控制电路和充电电池，所述接收电感线圈L2、控制电路和充电电池分别与能量转换电路分别连接，所述电能发射模块通过发射电感线圈L1与接收电感线圈L2的互感无线传能与电能接收模块连接。采用无线充电模块解决了路由器使用位置受限的问题。

进一步地，电能发射模块包括开关S1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电源BT1、开关S3、发光二极管LED1、单刀双掷开关、继电器J、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电位器RP1、晶振FUSE、反向器F1、反向器F2、反向器F3、稳压管D3、MOS管Q1、三端稳压器IC1，所述开关S1的活动端口接交流电220V，其固定端口接在变压器T1的初级线圈两端；二极管D1的阳极和二级挂D2的阳极分别连接在变压器T1的次级线圈两端，二极管D1的阴极与继电器J连接；电解电容C1的正极连接在二极管D1与继电器连接的线路上，其负极同时连接变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端，变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端的连接点接地；发光二极管LED1的阳极与继电器连接，其阴极与开关S3的固定端连接；单刀双掷开关的一个固定端连接在二极管D1与继电器J连接的线路上，其另一个固定端与电源BT1的正极连接，其活动端与电解电容C2的阳极连接，电解电容C2的阴极接地；电容C3并联在电解电容C2两端；三端稳压器IC1的输出端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其接地端连接在电容C3与电解电容C2的负极连接的线路上，其输入端与电解电容C5的正极连接；晶振FUSE一端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其另一端与发射电感线圈L1一端连接，发射电感线圈L1的另一端连接在MOS管Q1的漏极；电容C6一端连接在晶振FUSE与发射电感线圈L1连接的线路上，其另一端与电解电容C5的负极连接的线路上并共同接地；反向器F3的正向电源端连接在三端稳压器IC1与电解电容C5连接的线路上；反向器F1的输出端与反向器F2的输入端连接，反向器F2的输出端与反向器F3的输入端连接；电容C4的一端连接在反向器F2与反向器F3连接的线路上，其另一端与反向器F1的输入端连接；电阻R1一端连接在反向器F1的输入端，其另一端与电位器RP1一端连接；电位器RP1与电阻R1连接端的另一端连接在反向器F1与反向器F2连接的线路上；电阻R2一端与反向器F3的输出端连接，其另一端与MOS管Q1的栅极连接；电容C7并联在电阻R2两端；稳压管D3的阴极连接在电阻R2与MOS管Q1连接的线路上，其阳极与MOS管Q1的源极连接并共同接地；电容C8并联在发射电感线圈L1两端。

进一步地，电能接收模块包括电桥、电解电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电位器RP2、稳压管TL431、发光二极管LED2、发光二极管LED3、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、开关SW、电源BT2、放大器IC3，所述电桥的两个输入端连接在接收电感线圈L2两端，电桥的两个输出端连接在电解电容C9两端，电解电容C9的负极接地；电解电容C9的正极与电阻R6一端连接，电阻R6与电桥连接端的另一端与电阻R7连接，电阻R7与电阻R6连接端的另一端与三极管Q5的发射极连接，开关SW并联在电阻R7两端；三极管Q5的集电极与电源BT2的正极连接；电阻R4一端连接在电桥与电阻R6连接的线路上，其另一端与电位器RP2连接，稳压管TL431的阴极连接在电位器RP2与电阻R4连接的线路上，稳压管TL431的阴极与电位器RP2连接电阻R4的另一端连接并接地；电阻R5一端连接在电阻R4与电阻R6连接的线路上，其另一端与电阻R8连接，电阻R8与电阻R5连接端的另一端与放大器IC3的输出端连接；三极管Q3的发射极连接在电阻R5与电阻R6连接的线路上，其集电极与发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED3的阴极接地；发光二极管LED2的阳极连接在电阻R6与三极管Q3连接的线路上，其阴极与三极管Q5的基极连接；电阻R9一端连接在发光二极管LED2与三极管Q5连接的线路上，其另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地；电阻R10一端与三极管Q4的基极连接，其另一端连接在放大器IC3与电阻R8连接的线路上，电阻R11一端连接在三极管Q5与电源BT2连接的线路上，其另一端与放大器IC3的反向输入端接地；电阻R12一端与放大器IC3的正向输入端连接，其另一端连接在电阻R4与电位器RP2连接的线路上。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明使用无线充电模块使路由器的使用位置不再受限，且电能发射模块和电能接收模块结构简单，并且设置发光二极管作为充电的状态指示。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明无线充电模块结构示意图；

图3为本发明电能发射模块电路图；

图4为本发明电能接收模块电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1和图2所示，应用无线充电的路由器，包括微处理器、无线充电模块、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器和天线，所述微处理器与无线充电模块连接，所述微处理器、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、天线依次连接，所述收发切换器、低噪声放大器、无线收发器依次连接，所述无线收发器与功率放大器连接；所述无线充电模块包括电能发射模块和电能接收模块，所述电能发射模块包括电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1，所述电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1依次连接，所述电能接收模块包括接收电感线圈L2、能量转换电路、控制电路和充电电池，所述接收电感线圈L2、控制电路和充电电池分别与能量转换电路分别连接，所述电能发射模块通过发射电感线圈L1与接收电感线圈L2的互感无线传能与电能接收模块连接。

如图3所示，电能发射模块包括开关S1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电源BT1、开关S3、发光二极管LED1、单刀双掷开关、继电器J、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电位器RP1、晶振FUSE、反向器F1、反向器F2、反向器F3、稳压管D3、MOS管Q1、三端稳压器IC1，所述开关S1的活动端口接交流电220V，其固定端口接在变压器T1的初级线圈两端；二极管D1的阳极和二级挂D2的阳极分别连接在变压器T1的次级线圈两端，二极管D1的阴极与继电器J连接；电解电容C1的正极连接在二极管D1与继电器连接的线路上，其负极同时连接变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端，变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端的连接点接地；发光二极管LED1的阳极与继电器连接，其阴极与开关S3的固定端连接；单刀双掷开关的一个固定端连接在二极管D1与继电器J连接的线路上，其另一个固定端与电源BT1的正极连接，其活动端与电解电容C2的阳极连接，电解电容C2的阴极接地；电容C3并联在电解电容C2两端；三端稳压器IC1的输出端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其接地端连接在电容C3与电解电容C2的负极连接的线路上，其输入端与电解电容C5的正极连接；晶振FUSE一端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其另一端与发射电感线圈L1一端连接，发射电感线圈L1的另一端连接在MOS管Q1的漏极；电容C6一端连接在晶振FUSE与发射电感线圈L1连接的线路上，其另一端与电解电容C5的负极连接的线路上并共同接地；反向器F3的正向电源端连接在三端稳压器IC1与电解电容C5连接的线路上；反向器F1的输出端与反向器F2的输入端连接，反向器F2的输出端与反向器F3的输入端连接；电容C4的一端连接在反向器F2与反向器F3连接的线路上，其另一端与反向器F1的输入端连接；电阻R1一端连接在反向器F1的输入端，其另一端与电位器RP1一端连接；电位器RP1与电阻R1连接端的另一端连接在反向器F1与反向器F2连接的线路上；电阻R2一端与反向器F3的输出端连接，其另一端与MOS管Q1的栅极连接；电容C7并联在电阻R2两端；稳压管D3的阴极连接在电阻R2与MOS管Q1连接的线路上，其阳极与MOS管Q1的源极连接并共同接地；电容C8并联在发射电感线圈L1两端。

电能发射模块的供电电源有两种：220V交流和24V直流，由继电器J选择。按照交流优先的原则，继电器J的常闭触点与直流(电池BT1)连接。正常情况下S3处于接通状态。当有交流供电时，整流滤波后的约26V直流使继电器J吸合，电能发射模块便工作于交流供电方式，此时直流电源BT1与电能发射模块断开，同时发光二极管LED1(绿色)发光显示这一状态。经继电器J选择的+24V直流电主要为发射电感线圈L1供电，为保证继电器J的动作不影响发送电路的稳定工作，电容C3的容量不得小于2200uF。电能的无线传送实际上是通过发射电感线圈L1和接收电感线圈L2的互感作用实现的，这里发射电感线圈L1与接收电感线圈L2构成一个无磁芯的变压器的原、副线圈。为保证足够的功率和尽可能高的效率，应选择较高的调制频率，同时要考虑到器件的高频特性，经实验选择1.6MHz较为合适。三端稳压器IC1为CMOS六非门CD4069，这里只用了三个非门，由反向器F1，反向器F2构成方波振荡器，产生约1.6MHz的方波，经反向器F3缓冲并整形，得到幅度约11V的方波来激励MOS管Q1(VMOS功放管IRF640)。足以使其工作在开关状态，以保证尽可能高的转换效率。为保证它与发射电感线圈L1和电容C8回路的谐振频率一致。可将电容C4定为100pF，电阻R1待调。为此将R1暂定为3K,并串入电位器RP1。在谐振状态，尽管激励是方波，但发射电感线圈L1中的电压是同频正弦波。由此可见，这一部分实际上是个变频器，它将50Hz的正弦转变成1.6MHz的正弦。

如图4所示，电能接收模块包括电桥、电解电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电位器RP2、稳压管TL431、发光二极管LED2、发光二极管LED3、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、开关SW、电源BT2、放大器IC3，所述电桥的两个输入端连接在接收电感线圈L2两端，电桥的两个输出端连接在电解电容C9两端，电解电容C9的负极接地；电解电容C9的正极与电阻R6一端连接，电阻R6与电桥连接端的另一端与电阻R7连接，电阻R7与电阻R6连接端的另一端与三极管Q5的发射极连接，开关SW并联在电阻R7两端；三极管Q5的集电极与电源BT2的正极连接；电阻R4一端连接在电桥与电阻R6连接的线路上，其另一端与电位器RP2连接，稳压管TL431的阴极连接在电位器RP2与电阻R4连接的线路上，稳压管TL431的阴极与电位器RP2连接电阻R4的另一端连接并接地；电阻R5一端连接在电阻R4与电阻R6连接的线路上，其另一端与电阻R8连接，电阻R8与电阻R5连接端的另一端与放大器IC3的输出端连接；三极管Q3的发射极连接在电阻R5与电阻R6连接的线路上，其集电极与发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED3的阴极接地；发光二极管LED2的阳极连接在电阻R6与三极管Q3连接的线路上，其阴极与三极管Q5的基极连接；电阻R9一端连接在发光二极管LED2与三极管Q5连接的线路上，其另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地；电阻R10一端与三极管Q4的基极连接，其另一端连接在放大器IC3与电阻R8连接的线路上，电阻R11一端连接在三极管Q5与电源BT2连接的线路上，其另一端与放大器IC3的反向输入端接地；电阻R12一端与放大器IC3的正向输入端连接，其另一端连接在电阻R4与电位器RP2连接的线路上。

接收电感线圈L2感应得到的1.6MHz的正弦电压有效值约有16V(空载)。经桥式整流(由4只1N4148高频开关二极管构成的电桥)和电容C5滤波，得到约20V的直流。作为充电控制部分的唯一电源。由电阻R4、电位器RP2和稳压管TL431构成精密参考电压4.15V(锂离子电池的充电终止电压)经电阻R12接到放大器IC3的正相输入端。当反相输入端低于4.15V时(充电过程中)，放大器IC3输出的高电位一方面使三极管Q4饱和从而在发光二极管LED2两端得到约2V的稳定电压(LED的正向导通具有稳压特性)，三极管Q5与电阻R6、电阻R7便据此构成恒流电路I0＝2-0.7R6+R7。另一方面电阻R5使三极管Q3截止，发光二极管LED3不亮。当充满(略大于4.15V)时，放大器IC3的反相输入端略高于4.15V。运放便输出低电位，此时三极管Q4截止，三极管Q5因完全得不到偏流而截止，因而停止充电。同时运放输出的低电位经电阻R8使三极管Q3导通，点亮发光二极管LED3作为充满状态指示。两种充电模式由电阻R6、电阻R7决定。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.应用无线充电的路由器，其特征在于，包括微处理器、无线充电模块、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器和天线，所述微处理器与无线充电模块连接，所述微处理器、无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、天线依次连接，所述收发切换器、低噪声放大器、无线收发器依次连接，所述无线收发器与功率放大器连接；所述无线充电模块包括电能发射模块和电能接收模块，所述电能发射模块包括电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1，所述电源管理电路、振荡源、功放电路和发射电感线圈L1依次连接，所述电能接收模块包括接收电感线圈L2、能量转换电路、控制电路和充电电池，所述接收电感线圈L2、控制电路和充电电池分别与能量转换电路分别连接，所述电能发射模块通过发射电感线圈L1与接收电感线圈L2的互感无线传能与电能接收模块连接。

2.根据权利要求1所述的应用无线充电的路由器，其特征在于，所述电能发射模块包括开关S1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电源BT1、开关S3、发光二极管LED1、单刀双掷开关、继电器J、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电位器RP1、晶振FUSE、反向器F1、反向器F2、反向器F3、稳压管D3、MOS管Q1、三端稳压器IC1，所述开关S1的活动端口接交流电220V，其固定端口接在变压器T1的初级线圈两端；二极管D1的阳极和二级挂D2的阳极分别连接在变压器T1的次级线圈两端，二极管D1的阴极与继电器J连接；电解电容C1的正极连接在二极管D1与继电器连接的线路上，其负极同时连接变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端，变压器T1的中心抽头和开关S3的固定端的连接点接地；发光二极管LED1的阳极与继电器连接，其阴极与开关S3的固定端连接；单刀双掷开关的一个固定端连接在二极管D1与继电器J连接的线路上，其另一个固定端与电源BT1的正极连接，其活动端与电解电容C2的阳极连接，电解电容C2的阴极接地；电容C3并联在电解电容C2两端；三端稳压器IC1的输出端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其接地端连接在电容C3与电解电容C2的负极连接的线路上，其输入端与电解电容C5的正极连接；晶振FUSE一端连接在电容C3与电解电容C2的正极连接的线路上，其另一端与发射电感线圈L1一端连接，发射电感线圈L1的另一端连接在MOS管Q1的漏极；电容C6一端连接在晶振FUSE与发射电感线圈L1连接的线路上，其另一端与电解电容C5的负极连接的线路上并共同接地；反向器F3的正向电源端连接在三端稳压器IC1与电解电容C5连接的线路上；反向器F1的输出端与反向器F2的输入端连接，反向器F2的输出端与反向器F3的输入端连接；电容C4的一端连接在反向器F2与反向器F3连接的线路上，其另一端与反向器F1的输入端连接；电阻R1一端连接在反向器F1的输入端，其另一端与电位器RP1一端连接；电位器RP1与电阻R1连接端的另一端连接在反向器F1与反向器F2连接的线路上；电阻R2一端与反向器F3的输出端连接，其另一端与MOS管Q1的栅极连接；电容C7并联在电阻R2两端；稳压管D3的阴极连接在电阻R2与MOS管Q1连接的线路上，其阳极与MOS管Q1的源极连接并共同接地；电容C8并联在发射电感线圈L1两端。

3.根据权利要求1所述的应用无线充电的路由器，其特征在于，所述电能接收模块包括电桥、电解电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电位器RP2、稳压管TL431、发光二极管LED2、发光二极管LED3、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、开关SW、电源BT2、放大器IC3，所述电桥的两个输入端连接在接收电感线圈L2两端，电桥的两个输出端连接在电解电容C9两端，电解电容C9的负极接地；电解电容C9的正极与电阻R6一端连接，电阻R6与电桥连接端的另一端与电阻R7连接，电阻R7与电阻R6连接端的另一端与三极管Q5的发射极连接，开关SW并联在电阻R7两端；三极管Q5的集电极与电源BT2的正极连接；电阻R4一端连接在电桥与电阻R6连接的线路上，其另一端与电位器RP2连接，稳压管TL431的阴极连接在电位器RP2与电阻R4连接的线路上，稳压管TL431的阴极与电位器RP2连接电阻R4的另一端连接并接地；电阻R5一端连接在电阻R4与电阻R6连接的线路上，其另一端与电阻R8连接，电阻R8与电阻R5连接端的另一端与放大器IC3的输出端连接；三极管Q3的发射极连接在电阻R5与电阻R6连接的线路上，其集电极与发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED3的阴极接地；发光二极管LED2的阳极连接在电阻R6与三极管Q3连接的线路上，其阴极与三极管Q5的基极连接；电阻R9一端连接在发光二极管LED2与三极管Q5连接的线路上，其另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地；电阻R10一端与三极管Q4的基极连接，其另一端连接在放大器IC3与电阻R8连接的线路上，电阻R11一端连接在三极管Q5与电源BT2连接的线路上，其另一端与放大器IC3的反向输入端接地；电阻R12一端与放大器IC3的正向输入端连接，其另一端连接在电阻R4与电位器RP2连接的线路上。