CN107222002A - 一种无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种无线充电系统，所述无线充电系统包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端包括电压输入端、DC‑AC逆变电路、发射端补偿电容Cs、发射端线圈电感Ls以及电能发射线圈，所述电能接收端包括电能接收线圈、接收端补偿电容Cd、接收端线圈电感Ld、整流电路以及电压输出端。本发明提出了一种无线充电系统，特别是针对智能珠宝的无线充电系统，采用高频磁共振的方式，相比较传统的低频磁感应无线充电，充电自由度得到了极大的提高，充电方便、快捷，一个电能发射端可以给多个电能接收端充电，同时可以实现一个电能发射器对多个智能珠宝同时充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线充电系统。
背景技术
智能穿戴设备由于其小巧但功能强大，而越来越被人们所接受。一个小小的智能手环，就集成了计步、心率检测、GPS、来电提醒等功能。
珠宝首饰，如手串、戒指、项链等，是人们最常使用的穿戴设备，相比较手环，他们外观更加美观和个性化。智能珠宝就是在传统珠宝的基础上，保留了美观个性，同时集成了现代的智能管理功能，同样可以实现计步、GPS、来电提醒等功能。
传统的智能穿戴设备往往采用有线充电的方式，那么就需要在穿戴设备上留有充电接口，这样的话整个装置就不能密闭，防水等级以及可靠性都会下降。
另一种充电方式是无线充电，现有技术往往采用磁感应无线充电方式。虽然设备上取消了充电接口，但是充电时，电能发射线圈和电能接收线圈必须对准，同时发射线圈和接收线圈之间的间隙不能超过5mm，这样充电时必须将手环等智能穿戴设备精确对位放置，客户体验大大降低。
智能珠宝为了兼顾美观，跟传统的智能穿戴设备如智能手环等相比，他的形状更加不规则，有圆形的手珠，圆形、菱形、水滴形的戒指、吊坠等等，那么如果采用传统的磁感应无线充电方式，即使精确对位放置，也不能很好地充电。
发明内容
本发明提出一种无线充电系统，采用高频磁共振的方式，相比较传统的低频磁感应无线充电，充电自由度得到了极大的提高。
本发明的技术方案是这样实现的：一种无线充电系统，所述无线充电系统包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端包括电压输入端、DC-AC逆变电路、发射端补偿电容、发射端线圈电感以及电能发射线圈，所述电压输入端与所述DC-AC逆变电路的输入端电连接，所述发射端补偿电容、所述发射端线圈电感以及所述电能发射线圈串联后与所述DC-AC逆变电路的输出端电连接；所述电能接收端包括电能接收线圈、接收端补偿电容、接收端线圈电感、整流电路以及电压输出端，所述电能接收线圈、所述接收端补偿电容以及所述接收端线圈电感串联后与所述整流电路的输入端电连接，所述整流电路的输出端与所述电压输出端电连接。
进一步，所述电压输入端为直流电压输入端，直流电压输入端与DC-AC逆变电路之间设有稳压电容。
进一步，所述电压输出端为直流电压输出端。
进一步，所述电压输出端与电池充电管理电路电连接。
进一步，所述电能接收端集成于珠宝内。
进一步，所述珠宝内还包括磁片屏蔽层以及PCB电路板，所述磁片屏蔽层设置在所述电能接收线圈与所述PCB电路板之间；所述接收端补偿电容Cd、所述接收端线圈电感Ld、所述整流电路以及所述电压输出端集成于所述PCB电路板上。
进一步，所述无线充电系统还包括指示灯一，所述指示灯一与所述电能接收端电连接。
进一步，所述无线充电系统还包括指示灯二，所述指示灯二与所述电能发射端电连接。
进一步，所述电能接收线圈、所述磁片屏蔽层以及PCB电路板的形状均为方形或圆形。
进一步，所述电压输入端用于与内置电源或外部电源电连接。
本发明的有益效果为：本发明提出了一种无线充电系统，特别是针对智能珠宝的无线充电系统，采用高频磁共振的方式，相比较传统的低频磁感应无线充电，充电自由度得到了极大的提高，充电方便、快捷，一个电能发射端可以给多个电能接收端充电，同时可以实现一个电能发射器对多个智能珠宝同时充电。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种无线充电系统一个实施例的电路结构原理图；
图2为图1所示一种无线充电系统另一个实施例的电路结构原理图。
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。
如图1、2所示，一种无线充电系统，所述无线充电系统包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端包括电压输入端、DC-AC逆变电路、发射端补偿电容Cs、发射端线圈电感Ls以及电能发射线圈，所述电压输入端与所述DC-AC逆变电路的输入端电连接，所述发射端补偿电容Cs、所述发射端线圈电感Ls以及所述电能发射线圈串联后与所述DC-AC逆变电路的输出端电连接；所述电能接收端包括电能接收线圈、接收端补偿电容Cd、接收端线圈电感Ld、整流电路以及电压输出端，所述电能接收线圈、所述接收端补偿电容Cd以及所述接收端线圈电感Ld串联后与所述整流电路的输入端电连接，所述整流电路的输出端与所述电压输出端电连接。
所述电压输入端为直流电压输入端，直流电压输入端与DC-AC逆变电路之间设有稳压电容。
所述电压输出端为直流电压输出端。
所述电压输出端与电池充电管理电路电连接。
所述电能接收端集成于珠宝内。
所述珠宝内还包括磁片屏蔽层以及PCB电路板，所述磁片屏蔽层设置在所述电能接收线圈与所述PCB电路板之间；所述接收端补偿电容Cd、所述接收端线圈电感Ld、所述整流电路以及所述电压输出端集成于所述PCB电路板上。
所述无线充电系统还包括指示灯一，所述指示灯一与所述电能接收端电连接。当电能接收端充上电时，电能接收端指示灯亮。
所述无线充电系统还包括指示灯二，所述指示灯二与所述电能发射端电连接。
所述电能接收线圈、所述磁片屏蔽层以及PCB电路板的形状均为方形或圆形。
所述电压输入端用于与内置电源或外部电源电连接。内置电源可以是内置的电池，内置的电池可以选择可充电的电池。
工作原理：电能发射端和电能接收端采用高频磁共振的方式进行无线电能传输，为了有效地从发射端传递能量到接收端，发射端补偿电容Cs和发射端线圈电感Ls在工作频率f0(比如A4WP标准的6.78MHz)上谐振，同时接收端补偿电容Cd和接收端线圈电感Ld在f0上谐振。
电能发射端还包括DC-AC逆变电路，将直流输入电压转变为高频(6.78MHz)的高频电压信号，经过发射线圈后，产生高频磁场。
电能接收线圈在高频交流磁场下，感生出交流电压，整流电路将高频电压转换为直流电压VDC，给后级电子设备充电。
同时，PCB电路上可以集成蓝牙等芯片，提供智能管理。
电能发射端的直流电压输入端Vin可以从电池设备如充电宝等供电，也可以从电源适配器供电，还可以通过手机充电接口从手机电池取电，如支持OTG的手机充电端口。
手串上的一个手珠集成了无线充电和智能管理的功能，只要将这个手珠放置到电能发射端的充电区域，充电指示灯亮，即可实现无线充电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无线充电系统，其特征在于：所述无线充电系统包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端包括电压输入端、DC-AC逆变电路、发射端补偿电容、发射端线圈电感以及电能发射线圈，所述电压输入端与所述DC-AC逆变电路的输入端电连接，所述发射端补偿电容、所述发射端线圈电感以及所述电能发射线圈串联后与所述DC-AC逆变电路的输出端电连接；所述电能接收端包括电能接收线圈、接收端补偿电容、接收端线圈电感、整流电路以及电压输出端，所述电能接收线圈、所述接收端补偿电容以及所述接收端线圈电感串联后与所述整流电路的输入端电连接，所述整流电路的输出端与所述电压输出端电连接。
2.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述电压输入端为直流电压输入端，直流电压输入端与DC-AC逆变电路之间设有稳压电容。
3.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述电压输出端为直流电压输出端。
4.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述电压输出端与电池充电管理电路电连接。
5.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述电能接收端集成于珠宝内。
6.如权利要求5所述的无线充电系统，其特征在于：所述珠宝内还包括磁片屏蔽层以及PCB电路板，所述磁片屏蔽层设置在所述电能接收线圈与所述PCB电路板之间；所述接收端补偿电容Cd、所述接收端线圈电感Ld、所述整流电路以及所述电压输出端集成于所述PCB电路板上。
7.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述无线充电系统还包括指示灯一，所述指示灯一与所述电能接收端电连接。
8.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述无线充电系统还包括指示灯二，所述指示灯二与所述电能发射端电连接。
9.如权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于：所述电能接收线圈、所述磁片屏蔽层以及PCB电路板的形状均为方形或圆形。
10.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于：所述电压输入端用于与内置电源或外部电源电连接。
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| CN201710515621.7A CN107222002A (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 一种无线充电系统 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108683237A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-10-19 | 深圳先进技术研究院 | 一种用于磁共振射频线圈的无线充电系统 |
| US10714979B2 (en) | 2017-06-09 | 2020-07-14 | Ningbo Weie Electronics Technology Ltd. | Wireless power receiving terminal and wireless charging system |
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| CN102969776A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 中国科学院电工研究所 | 一种电动汽车无线充电装置 |
| CN104967222A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-10-07 | 福建工程学院 | 一种多频工作的无线电能传输发射端电路 |
| CN105720701A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-29 | 北京理工大学 | 感应耦合式无线能量传输系统及其自抗扰控制方法 |
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2017
- 2017-06-29 CN CN201710515621.7A patent/CN107222002A/zh active Pending
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