CN110829620B - 磁导向无线充电设备 - Google Patents

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陈家朗
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及磁导向无线充电设备，发射线圈与发射模块电连接，发射模块用于产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场，接收线圈、导磁线圈分别与接收模块电连接，导磁线圈位于接收线圈外围，接收线圈与发射线圈位置相对应，接收线圈用于感应发射线圈产生的磁场，并在接收模块内转换为电能存储，所述接收模块控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线穿过接收线圈。与现有技术相比，本发明的磁导向无线充电设备使接收部分电子产品设备不必精确对准发射端放置位置，即可获取所需电量，提高产品的充电便捷性，提升客户对电子产品设备的使用体验度。

Description

磁导向无线充电设备
【技术领域】
本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及磁导向无线充电设备。
【背景技术】
无线充电设备是一种利用磁感应原理对电池进行充电的设备，在发射端线圈上通一定频率的电压，由于电磁感应，发射端线圈中产生磁场，该磁场通过接收端线圈，在接收端线圈中产生一定的电流，实现了无线充电。
磁感应无线充电能量转送取决于所产生的磁场，需要接收线圈和发射线圈很好的对接，出现偏差将导致能量转送效率下降，同时发射线圈和接收线圈之间的间隙不能超过5mm，如此，现有采用该技术的电子产品，在接收部分电子设备没有精确对准发射端，对实现电能转送效率降低，导致用户体验度下降，给用户带来不便。
【发明内容】
为了克服上述问题，本发明提出一种可有效解决上述问题的磁导向无线充电设备。
本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种磁导向无线充电设备，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射线圈和发射模块，发射线圈与发射模块电连接，发射模块用于产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场，所述无线接收端包括接收线圈、导磁线圈和接收模块，所述接收线圈、导磁线圈分别与接收模块电连接，导磁线圈位于接收线圈外围，接收线圈与发射线圈位置相对应，所述接收线圈用于感应发射线圈产生的磁场，并在接收模块内转换为电能存储，所述接收模块控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线穿过接收线圈。
优选地，所述发射模块包括DC-DC供电电路、发射控制器、高频逆变电路、电容Ct，发射线圈串联电容Ct后连接于高频逆变电路，高频逆变电路和DC-DC供电电路分别连接于发射控制器。
优选地，所述接收模块包括整流滤波电路、检测电路、通讯调制电路、接收控制器、电容Clx、电容Crx和负载，导磁线圈串联电容Clx后连接于整流滤波电路，接收线圈串联电容Crx后连接于整流滤波电路，接收控制器、检测电路分别与整流滤波电路相连接，通讯调制电路分别与接收控制器、检测电路相连接，所述负载连接于接收控制器。
优选地，所述发射线圈串联电容Ct形成LC谐振Tank，直流电压通过高频逆变电路后在LC谐振Tank两端产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场。
优选地，所述负载为充电电池。
优选地，所述接收控制器包括导磁线圈控制模块，所述导磁线圈连接于导磁线圈控制模块，导磁线圈控制模块输出交流信号控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线穿过接收线圈。
优选地，所述接收线圈串联电容Crx形成LC谐振Tank，接收线圈感应到发射线圈产生的磁场，在LC谐振Tank产生交流电流，交流电流通过整流滤波电路转化为直流电压，直流电压再通过接收控制器给充电电池充电。
与现有技术相比，本发明的磁导向无线充电设备的导磁线圈连接于导磁线圈控制模块，导磁线圈控制模块输出一定频率交流信号控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线尽可能多的穿过接收线圈，由此提升电能量的转送效率，使接收部分电子产品设备不必精确对准发射端放置位置，即可获取所需电量，提高产品的充电便捷性，提升客户对电子产品设备的使用体验度。
【附图说明】
图1为本发明磁导向无线充电设备的结构示意图；
图2为本发明磁导向无线充电设备的发射模块电路框图；
图3为本发明磁导向无线充电设备的接收模块电路框图；
图4为本发明磁导向无线充电设备的导磁线圈控制模块电路原理图；
图5为本发明磁导向无线充电设备的无线充电原理图。
【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实例，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仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。
请参阅图1至图5，本发明的磁导向无线充电设备，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射线圈和发射模块，发射线圈与发射模块电连接，发射模块用于产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场；所述无线接收端包括接收线圈、导磁线圈和接收模块，所述接收线圈、导磁线圈分别与接收模块电连接，导磁线圈位于接收线圈外围，接收线圈与发射线圈位置相对应，所述接收线圈用于感应发射线圈产生的磁场，并在接收模块内转换为电能存储；所述接收模块控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线尽可能多的穿过接收线圈。
所述发射模块包括DC-DC供电电路、发射控制器、高频逆变电路、电容Ct，发射线圈串联电容Ct后连接于高频逆变电路，高频逆变电路和DC-DC供电电路分别连接于发射控制器。发射线圈串联电容Ct形成LC谐振Tank，工作时，DC-DC供电电路输出12V直流电压，直流电压通过高频逆变电路后在LC谐振Tank两端产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场。
所述接收模块包括整流滤波电路、检测电路、通讯调制电路、接收控制器、电容Clx、电容Crx和负载，导磁线圈串联电容Clx后连接于整流滤波电路，接收线圈串联电容Crx后连接于整流滤波电路，接收控制器、检测电路分别与整流滤波电路相连接，通讯调制电路分别与接收控制器、检测电路相连接。所述负载连接于接收控制器，所述负载为充电电池。接收线圈串联电容Crx形成LC谐振Tank，接收线圈感应到发射线圈产生的磁场，在接收模块LC谐振Tank产生交流电流，交流电流通过整流滤波电路转化为直流电压，直流电压再通过接收控制器给充电电池充电。
所述接收控制器包括导磁线圈控制模块，所述导磁线圈连接于导磁线圈控制模块，导磁线圈控制模块输出一定频率交流信号控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线尽可能多的穿过接收线圈。
与现有技术相比，本发明的磁导向无线充电设备的导磁线圈连接于导磁线圈控制模块，导磁线圈控制模块输出一定频率交流信号控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线尽可能多的穿过接收线圈，由此提升电能量的转送效率，使接收部分电子产品设备不必精确对准发射端放置位置，即可获取所需电量，提高产品的充电便捷性，提升客户对电子产品设备的使用体验度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.磁导向无线充电设备，其特征在于，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射线圈和发射模块，发射线圈与发射模块电连接，发射模块用于产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场；
所述无线接收端包括接收线圈、导磁线圈和接收模块，所述接收线圈、导磁线圈分别与接收模块电连接，导磁线圈位于接收线圈外围，接收线圈与发射线圈位置相对应，所述接收线圈用于感应发射线圈产生的磁场，并在接收模块内转换为电能存储；
所述接收模块包括导磁线圈控制模块，所述导磁线圈连接于导磁线圈控制模块，导磁线圈控制模块输出交流信号控制导磁线圈产生与发射线圈相同方向的变化磁场，引导发射线圈产生的磁感应线穿过接收线圈。
2.如权利要求1所述的磁导向无线充电设备，其特征在于，所述发射模块包括DC-DC供电电路、发射控制器、高频逆变电路、电容Ct，发射线圈串联电容Ct后连接于高频逆变电路，高频逆变电路和DC-DC供电电路分别连接于发射控制器。
3.如权利要求1所述的磁导向无线充电设备，其特征在于，所述接收模块包括整流滤波电路、检测电路、通讯调制电路、接收控制器、电容Clx、电容Crx和负载，导磁线圈串联电容Clx后连接于整流滤波电路，接收线圈串联电容Crx后连接于整流滤波电路，接收控制器、检测电路分别与整流滤波电路相连接，通讯调制电路分别与接收控制器、检测电路相连接，所述负载连接于接收控制器。
4.如权利要求2所述的磁导向无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈串联电容Ct形成LC谐振Tank，直流电压通过高频逆变电路后在LC谐振Tank两端产生交流电流，交流电流通过发射线圈产生磁场。
5.如权利要求3所述的磁导向无线充电设备，其特征在于，所述负载为充电电池。
6.如权利要求3所述的磁导向无线充电设备，其特征在于，所述接收线圈串联电容Crx形成LC谐振Tank，接收线圈感应到发射线圈产生的磁场，在LC谐振Tank产生交流电流，交流电流通过整流滤波电路转化为直流电压，直流电压再通过接收控制器给充电电池充电。
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