CN108354331A - 一种用于小功率电子设备充电的桌子 - Google Patents

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陈佰满
卓欣莹
杨小平
段广亮
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Guangdong Longyang Environmental Protection Technology Co Ltd
Dongguan University of Technology
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Guangdong Longyang Environmental Protection Technology Co Ltd
Dongguan University of Technology
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B37/00—Tables adapted for other particular purposes
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种用于小功率电子设备充电的桌子。该用于小功率电子设备充电的桌子，包括桌面，桌面内部设有充电装置发送端，所述充电装置发送端包括电源转换模块和通信控制模块，电源转换模块用于将电场能量转换为磁场能量，电源转换模块包括主线圈组，主线圈组为三层线圈，由下至上依次分别为第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过多路器并联，且第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组分别通过转换模块、阻抗、监测模块形成相应的环路，以保证每一个环路中阻抗的匹配和传输，通信控制模块分别连接转换模块、监测模块和多路器。

Description

一种用于小功率电子设备充电的桌子
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种用于小功率电子设备充电的桌子。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高,当今社会的电子设备，例如手机、ipad、mp3、相机等的使用范围越来越广。但目前这些电子设备的充电主要是采取有线充电的方式，电源线的一端连接电源，另一端连接电子产品的充电电池。这种方式有许多不便的地方。第一点，频繁地拔插电源很容易造成插头的损坏。第二点，每个电子产品都有一个与之匹配的充电器，有线充电必须用匹配的充电线才能够充电，十分不便。第三点，正是由于充电器不具备通用性，当换了新的产品之后，旧产品的充电器就失去了作用，既增加产品的成本,又浪费资源，不利于环保。第四点，一个插座上插满各种各样的充电器，互相缠绕在一起，也给使用者带来不便。
另外，在生活中，人们经常在户外会遇到手机没电、在旅游时相机没电、在咖啡店用ipad玩游戏玩到一半没电，也没带充电器之类的窘境。这时候，一般都会想着赶紧回家或者回公司充电，或者是到店铺消费的同时向店里借个充电器充电，但回家或者回公司一般距离都较远，店铺也很少具备每一种型号的充电器，即使有，数量也有限，很可能不能满足每一位需求者。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明提供一种用于小功率电子设备充电的桌子，方便在户外小功率电子设备没电时，及时给电子设备充电。
一种用于小功率电子设备充电的桌子，包括桌面，桌面内部设有充电装置发送端，所述充电装置发送端包括电源转换模块和通信控制模块，电源转换模块用于将电场能量转换为磁场能量，电源转换模块包括主线圈组，主线圈组为三层线圈，由下至上依次分别为第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过多路器并联，且第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组分别通过转换模块、阻抗、监测模块形成相应的环路，以保证每一个环路中阻抗的匹配和传输，通信控制模块分别连接转换模块、监测模块和多路器。
作为本发明的进一步选择：多路器能够控制第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组单个、任意相近的两个或三个一起开始工作。
作为本发明的进一步选择：第一线圈组、第二线圈组和第三线圈通过半桥并联。
作为本发明的进一步选择：第一线圈组内径d1＝10.5mm，外径d2＝27.8mm，每层厚度dc＝0.5mm，每层匝数N＝16。
作为本发明的进一步选择：水平方向上，第一线圈组和第二线圈组之间的中心距与第二线圈组和第三线圈组之间的中心距相等。
作为本发明的进一步选择：第三线圈组与桌面之间的距离dz＝0.1mm。
作为本发明的进一步选择：第一线圈下方位置设有第一屏蔽层。
作为本发明的进一步选择：第一屏蔽层材料为软磁材料铁氧体。
作为本发明的进一步选择：充电装置发送端为若干个。
作为本发明的进一步选择：充电装置发送端和充电装置接收端构成一个充电系统。
本发明的有益效果：方便在户外小功率电子设备没电时，及时给电子设备充电。
附图说明
图1是本发明一种用于小功率电子设备充电的桌子结构示意图。
图2是本发明充电装置发送端电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例只用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种用于小功率电子设备充电的桌子，包括桌面，桌面内部设有充电装置发送端100，所述充电装置发送端包括电源转换模块101和通信控制模块102，电源转换模块101用于将电场能量转换为磁场能量，电源转换模块101包括主线圈组107，主线圈组为三层线圈，由下至上依次分别为第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过多路器106并联，且第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组分别通过转换模块103、阻抗104、监测模块105形成相应的环路，以保证每一个环路中阻抗的匹配和传输，通信控制模块102分别连接转换模块(转换成低压)、监测模块和多路器。
通信控制模块102包括BQ500211芯片、TPS62237降压型开关电源芯片和TPS28225驱动芯片。BQ500211芯片作为发送端芯片，工作电压为3.3V。
多路器可以控制第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组单个、任意相近的两个或三个一起开始工作。
第一线圈组、第二线圈组和第三线圈通过半桥并联。
第一线圈组内径d1＝10.5mm，外径d2＝27.8mm，每层厚度dc＝0.5mm，每层匝数N＝16。
水平方向上，第一线圈组和第二线圈组之间的中心距t2＝16.5mm与第二线圈组和第三线圈组之间的中心距t3＝16.5mm相等。
第三线圈组与桌面之间的距离dz＝0.1mm。
第一线圈下方ds＝0.3mm位置设有第一屏蔽层，第一屏蔽层材料为软磁材料铁氧体。铁氧体屏蔽层有两种作用:首先，磁通线更靠近线圈，藕合更紧密，磁通线电流也就更大，其次，屏蔽层减小了系统的电磁辐射。屏蔽范围要超过三层线圈区域外沿5mm，厚度dh为0.7mm。
通信控制模块102用于小功率电子设备发来的信息解码(小功率电子设备靠近该桌子时)，并控制转换模块接通，并控制多路器选择，监测模块(自带电源)用于控制通信控制模块102不停的探测是否有小功率电子设备靠近。充电装置发送端和充电装置接收端构成一个充电系统，充电装置接收端安装在小功率电子设备上，包括相连接的能量拾取模块和第二通信控制模块，第二通信控制模块用于与桌子上的通讯控制模块相互作用，通讯控制模块通过检测第二通信控制模块来判断是否附近有小功率电子设备(第二通信控制模块发送信号距离在一定值，通讯控制模块能够接收到的第二通信控制模块发出的信号距离在该一定值以内，该一定值内判定为附近距离)。
能量拾取模块用于将磁场能量转换为电场能量，由次级线圈和串并联电容组成，形成双谐振电路，以提高能量传输效率并具备谐振检测功能。次级线圈为单线圈，使用24股的40AWG(直径0.08mm)的绞线绕制。次级线圈上方为第二屏蔽层，第二屏蔽层与次级线圈垂直方向距离dz＝0.5mm。屏蔽材料依旧选用铁氧体材料。双谐振电路中电容Cs的作用是为了增强传输效率，电容Cd的作用是为了谐振检测，开关闭合。
第二通信控制模块同时能够监测能量拾取模块的充电电压电流值，并调整输出(整流电路等)。
在使用该发明时，只要确保所需充电的小功率电子设备有QI标识，就可随意放置于充电接触面处，系统自动识别位置并进行充电，而且可进行多台设备同时充电。当充电完毕，系统会自动切断电源的传输。
第二通信控制模块包括BQ51013芯片，BQ51013芯片是符合QI标准无线充电接收端的管理芯片。芯片适用于5V电源域的负载设备，最高交直流转换效率可达93％，减小损耗。由芯片内置的整流电路对接收到的交流电压进行全波整流。可以有效提高整流后电压值。整流后的电源既可以提供给后端负载，也可以为通信控制模块提供电源。
电源转换模块输入的电源为太阳能电源或室电。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，包括桌面，桌面内部设有充电装置发送端，所述充电装置发送端包括电源转换模块和通信控制模块，电源转换模块用于将电场能量转换为磁场能量，电源转换模块包括主线圈组，主线圈组为三层线圈，由下至上依次分别为第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过多路器并联，且第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组分别通过转换模块、阻抗、监测模块形成相应的环路，以保证每一个环路中阻抗的匹配和传输，通信控制模块分别连接转换模块、监测模块和多路器。
2.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，多路器能够控制第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组单个、任意相近的两个或三个一起开始工作。
3.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，第一线圈组、第二线圈组和第三线圈通过半桥并联。
4.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，第一线圈组内径d1＝10.5mm，外径d2＝27.8mm，每层厚度dc＝0.5mm，每层匝数N＝16。
5.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，水平方向上，第一线圈组和第二线圈组之间的中心距与第二线圈组和第三线圈组之间的中心距相等。
6.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，第三线圈组与桌面之间的距离dz＝0.1mm。
7.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，第一线圈下方位置设有第一屏蔽层。
8.根据权利要求7所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，第一屏蔽层材料为软磁材料铁氧体。
9.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，充电装置发送端为若干个。
10.根据权利要求1所述一种用于小功率电子设备充电的桌子，其特征在于，充电装置发送端和充电装置接收端构成一个充电系统。
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