CN107492937A - 一种野外无线充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种野外无线充电器，包括电源，所述电源的电压输出端连接一无线发射端，无线发射端无线连接无线接收端，无线接收端连接电压采集转换电路，电压采集转换电路连接CPU主控制器的输入端，CPU主控制器的输出端分别连接有显示端和充电控制电路，充电控制电路连接充电接口，充电控制电路作为执行机构用于控制充电接口与CPU主控制器的输出端之间的通断，充电接口用于连接相应的待充电设备。本发明无线充电器，能以无线的方式获得稳定的充电电压供电子设备充电，并能实时显示供电电压，可以避免野外环境下，充电线的纠葛缠绕造成一定危险、电线拉扯断开不发充电等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种野外无线充电器。
背景技术
随着科技的发展，电子产品的更新换代速度越来越快，尤其是手机，如今每部新购手机都附带一个充电器,用户每换一次手机,意味着旧的充电器基本要被废弃。这主要是由于充电器不具备通用性,而且当前传统的充电器对使用者而言携带及充电都不是很方便。因此手机的无线充电具有重要的研究意义和开阔的市场发展前景。
当前，在室内环境下，通过民用市电可以很方便充电；随着便携式移动电源的出现，可以方便短时间的室外活动充电需求；但长时间的野外活动，便携式移动电源有限的容量仍无法满足消费类数字电子产品的充电需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种野外无线充电器。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种野外无线充电器，包括电源，所述电源的电压输出端连接一无线发射端，所述无线发射端用于将电能转换成电磁波并以电磁波形式无线连接无线接收端，所述无线接收端用于将接收到的电磁波整流和降压稳压获得直流电压，并且所述无线接收端连接电压采集转换电路，用于将模拟电压量转换为数字电压量，所述电压采集转换电路连接CPU主控制器的输入端，所述CPU主控制器的输出端分别连接有显示端和充电控制电路，所述显示端用于显示CPU主控制器的输出端相应的输出电压值，所述充电控制电路连接充电接口，所述充电控制电路作为执行机构用于控制充电接口与CPU主控制器的输出端之间的通断，所述充电接口用于连接相应的待充电设备。
进一步的，所述电源采用电网市电或太阳能电池。
进一步的，所述无线发射端包括XKT-408A芯片J4、T5336芯片J2以及相应的外围电路，通过XKT-408A芯片J4的控制，T5336芯片J2输出一个可控的低电压，所述电源的输出电压与该低电压的电压差控制一铜线圈L和电容C组成的LC振荡电路。
进一步的，所述无线接收端包括T3168芯片以及相应的外围电路，无线接收端接收到无线发射端发来的高频振荡波并通过二极管进行整流，获得直流电压，通过由T3168芯片构成的降压稳压电路，实现5v电压的输出。
进一步的，所述电压采集转换电路包括PCF8591A/D转换芯片U4以及相应的外围电路，将无线接收端输出的模拟电压量转换为数字电压量，并以串行的方式传输给CPU主控制器。
进一步的，所述CPU主控制器采用STC89C51单片机及相应的外围电路组成单片机最小系统，STC89C51单片机的输入接口接收到电压采集转换电路发送来的数字电压量，STC89C51单片机通过其中一个输出端口输出给显示端进行实时电压显示，在STC89C51单片机中内置一个判断逻辑，当输出给显示端电压为5v电压时，STC89C51单片机发出控制信号，控制充电控制电路接通充电接口，并向充电接口输出该5v电压用于充电。
进一步的，所述显示端包括LCD1602液晶屏及相应的显示电路。
进一步的，所述充电控制电路包括继电器及相应的继电器电路，CPU主控制器的输出端输出低电平和高电平来控制继电器的通断。
进一步的，所述充电接口采用USB接口。
本发明的有益效果是:
本发明无线充电器，能以无线的方式获得稳定的充电电压供电子设备充电，并能实时显示供电电压，可以避免野外环境下，充电线的纠葛缠绕造成一定危险、电线拉扯断开不发充电等缺点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的无线发射端电路图；
图3为本发明的无线接收端电路图；
图4为本发明的电压采集转换电路图；
图5为本发明的CPU主控制器及相应外围电路图；
图6为本发明的显示端电路图；
图7为本发明的充电控制电路图；
图8为本发明的充电控制流程图。
图中标号说明：1、电源，2、无线发射端，3、无线接收端，4、电压采集转换电路，5、CPU主控制器，6、显示端，7、充电控制电路，8、充电接口，9、手机。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1所示，一种野外无线充电器，包括电源1，所述电源1的电压输出端连接一无线发射端2，所述无线发射端2用于将电能转换成电磁波并以电磁波形式无线连接无线接收端3，所述无线接收端3用于将接收到的电磁波整流和降压稳压获得直流电压，并且所述无线接收端3连接电压采集转换电路4，用于将模拟电压量转换为数字电压量，所述电压采集转换电路4连接CPU主控制器5的输入端，所述CPU主控制器5的输出端分别连接有显示端6和充电控制电路7，所述显示端6用于显示CPU主控制器5的输出端相应的输出电压值，所述充电控制电路7连接充电接口8，所述充电控制电路7作为执行机构用于控制充电接口8与CPU主控制器5的输出端之间的通断，所述充电接口8用于连接相应的待充电设备，待充电设备比如采用手机9。
所述电源1采用电网市电或太阳能电池，采用电网市电时，由常用的220V标准电压经电源适配器转化为5V的电源作为系统输入，将电流传输到无线发射端2上，采用太阳能电池时，由太阳能集电板及蓄电池构成，在野外没有市电的情况下提供充电电源。
所述无线发射端2包括XKT-408A芯片J4、T5336芯片J2以及相应的外围电路，通过XKT-408A芯片J4的控制，T5336芯片J2输出一个可控的低电压，由XKT-408A芯片J4和T5336芯片J2构成的无线发射电路如图2所示，直流输入电压是在5.5V-5.98V的范围内，直流电压（即电源1的输出电压）与T5336芯片J2的输出电压（即上述可控的低电压）的电压差控制铜线圈（即电感线圈L1，为了区分无线接收端3中的线圈，以下无线发射端2中的铜线圈简称电感线圈L1）和C11的LC振荡电路，发射出稳定的高频电磁波；在本实施例中，继续参照图2，XKT-408A芯片J4的第1端口通过电阻R12连接XKT-408A芯片J4的第2端口，XKT-408A芯片J4的第2端口通过电容C9连接XKT-408A芯片J4的第3端口，XKT-408A芯片J4的第4端口接地，XKT-408A芯片J4的第6端口连接T5336芯片J2的第2端口，XKT-408A芯片J4的第8端口通过并联的电容C10和C11连接电平端Vin，并且XKT-408A芯片J4的第8端口连接电感线圈L1的一端，T5336芯片J2的第1端口、第3端口和第4端口接地，T5336芯片J2的第7端口和第8端口共同连接电感线圈L1的另一端。
所述无线接收端3包括T3168芯片以及相应的外围电路，无线接收端3接收到无线发射端2发来的高频振荡波并通过二极管进行整流，获得直流电压，通过由T3168芯片构成的降压稳压电路，实现5v电压的输出，如图3所示，通过电阻R21和电阻R22可以调节输出电压，为了实现5V输出，电阻R21和电阻R22采用6.2k与2k的组合来实现。
所述电压采集转换电路4包括PCF8591A/D转换芯片U4以及相应的外围电路，将无线接收端3输出的模拟电压量转换为数字电压量，并以串行的方式传输给CPU主控制器5，如图4所示，由于PCF8591A/D芯片U4能够测量0-5V电压，超过5V的电压就无法测量，而手机充电一般5v，本实施例采用两个10k电阻R1和电阻R3进行电压减半，然后在STC89C51单片机运算时，将实际采集的电压增大一倍即可，PCF8591A/D转换芯片U4的第10引脚SCL接STC89C51单片机的P2.0口，PCF8591A/D转换芯片U4的第9引脚SDA接STC89C51单片机的P2.1口。
如图5所示，所述CPU主控制器5采用STC89C51单片机及相应的外围电路组成单片机最小系统，STC89C51单片机的输入接口接收到电压采集转换电路4发送来的数字电压量，STC89C51单片机通过其中一个输出端口输出给显示端6进行实时电压显示，在STC89C51单片机中内置一个判断逻辑，当输出给显示端6电压为5v电压时，STC89C51单片机发出控制信号，控制充电控制电路7接通充电接口8，并向充电接口8输出该5v电压用于充电。
所述显示端6包括LCD1602液晶屏及相应的显示电路，如图6所示，LCD1602液晶屏的第1引脚GND接电源地，第2引脚VCC接5V正电源，第3引脚V0为液晶显示器对比度，第4引脚RS是数据/命令接口，接STC89C51单片机的P2.6口，当P2.6是1时，为数据寄存器；当P2.6是0时，为指令寄存器，第7～第14引脚D0～D7接STC89C51单片机的P0口，接收来自STC89C51单片机的信息。
如图7所示，所述充电控制电路7包括继电器及相应的继电器电路，CPU主控制器5的输出端（P1.0）输出低电平和高电平来控制继电器的通断。
所述充电接口8采用USB接口。
如图8所示，为本实施例的充电控制流程图，首先进行STC89C51单片机、PCF8591A/D转换芯片U4、LCD1602液晶屏的初始化工作，然后启动PCF8591A/D转换芯片U4的A/D转换，将模拟量转换成数字量传感器开始信号的采集并将模拟量转换成数字量发送给STC89C51单片机，STC89C51单片机根据设定的逻辑，处理、比较、执行相应的控制，发送数据到LCD1602液晶屏进行显示并且得出是否进行充电的判断结果。
本发明原理
本发明中将电源1的电压输入无线发射端2，通过无线传输方式，将电能转换成电磁波，并向外接发射，无线接收端3接收到电磁波之后，经过整流和降压稳压，得到直流电压，这时通过电压采集转换电路4，将采集到的信息发送给CPU主控制器5并在显示端6实时显示电压值，当显示端6显示得到5V电压时，充电控制电路7导通，充电接口8得电，手机9可以通过充电接口8充电。
本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本发明的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)
1.一种野外无线充电器，包括电源（1），其特征在于，所述电源（1）的电压输出端连接一无线发射端（2），所述无线发射端（2）用于将电能转换成电磁波并以电磁波形式无线连接无线接收端（3），所述无线接收端（3）用于将接收到的电磁波整流和降压稳压获得直流电压，并且所述无线接收端（3）连接电压采集转换电路（4），用于将模拟电压量转换为数字电压量，所述电压采集转换电路（4）连接CPU主控制器（5）的输入端，所述CPU主控制器（5）的输出端分别连接有显示端（6）和充电控制电路（7），所述显示端（6）用于显示CPU主控制器（5）的输出端相应的输出电压值，所述充电控制电路（7）连接充电接口（8），所述充电控制电路（7）作为执行机构用于控制充电接口（8）与CPU主控制器（5）的输出端之间的通断，所述充电接口（8）用于连接相应的待充电设备。
2.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述电源（1）采用电网市电或太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述无线发射端（2）包括XKT-408A芯片J4、T5336芯片J2以及相应的外围电路，通过XKT-408A芯片J4的控制，T5336芯片J2输出一个可控的低电压，所述电源（1）的输出电压与该低电压的电压差控制一铜线圈L和电容C组成的LC振荡电路。
4.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述无线接收端（3）包括T3168芯片以及相应的外围电路，无线接收端（3）接收到无线发射端（2）发来的高频振荡波并通过二极管进行整流，获得直流电压，通过由T3168芯片构成的降压稳压电路，实现5v电压的输出。
5.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述电压采集转换电路（4）包括PCF8591A/D转换芯片U4以及相应的外围电路，将无线接收端（3）输出的模拟电压量转换为数字电压量，并以串行的方式传输给CPU主控制器（5）。
6.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述CPU主控制器（5）采用STC89C51单片机及相应的外围电路组成单片机最小系统，STC89C51单片机的输入接口接收到电压采集转换电路（4）发送来的数字电压量，STC89C51单片机通过其中一个输出端口输出给显示端（6）进行实时电压显示，在STC89C51单片机中内置一个判断逻辑，当输出给显示端（6）电压为5v电压时，STC89C51单片机发出控制信号，控制充电控制电路（7）接通充电接口（8），并向充电接口（8）输出该5v电压用于充电。
7.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述显示端（6）包括LCD1602液晶屏及相应的显示电路。
8.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述充电控制电路（7）包括继电器及相应的继电器电路，CPU主控制器（5）的输出端输出低电平和高电平来控制继电器的通断。
9.根据权利要求1所述的野外无线充电器，其特征在于，所述充电接口（8）采用USB接口。
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