CN201829998U - 一种抗干扰的感应式无线充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抗干扰的感应式无线充电器及抗干扰方法。所说的抗干扰感应式无线充电器包括电源输入端、传输模块和接收模块，电源输入端与传输模块之间有线连接，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接；还设置有开关电路用于控制感应式无线充电器的工作状态。本实用新型能有效避免感应式无线充电器的失效。

Description

一种抗干扰的感应式无线充电器

技术领域

本实用新型属于电源传输与电信号处理整合的技术领域，是一种避免感应式无线充电器在工作时受外界磁场干扰丧失充电功能或发生电子组件损坏的技术，具体涉及一种抗干扰的感应式无线充电器。

背景技术

感应式无线充电器是新一代的闭回路回授控制无线控制装置，其主要原理为使用感应式无线电源与信号传输技术给各种移动设备的电池进行充电，应用变压器原理进行能量传输。

感应式无线充电器主要由电源输入端、传输模块和接收模块组成，电源输入端与传输模块之间有线连接，组成感应式无线充电器的能量发射部分，接收模块被安装在需要充电的移动设备中，是能量接收部分，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接。

感应式无线充电器可为各种移动设备的电池进行充电，例如手机、数码相机、MP3播放器等。

因为感应式无线充电器是应用变压器原理进行能量传输和信息传递的，所以其内部的线圈类组件在工作状态中易受外界磁力物或磁场的干扰而无法正常工作，甚至会发生内部组件的损坏，从而导致感应式无线充电器的失效。拿线圈可承受最大电流3.3A的感应式无线充电器来举例，其正常工作时的电流峰值为1.52A，周期有效值为0.558A，而当具有5100高斯磁力的磁力物靠近时，其电流峰值可达3.52A，周期有效值为2.37A，此时充电器内的线圈就有损坏的风险；当具有5750高斯磁力的磁力物靠近时，其电流峰值可达5.3A，周期有效值为3.36A，此时线圈将无法承受过大的电流从而损坏。为避免此类故障的产生，必须应用一种保护方法避免感应式无线充电器的失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抗干扰的感应式无线充电器及抗干扰方法，可有效避免感应式无线充电器在工作时受外界磁场干扰丧失充电功能或发生电子组件的损坏。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种抗干扰感应式无线充电器，包括电源输入端、传输模块和接收模块，电源输入端与传输模块之间有线连接，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接；充电器中还设置有开关电路用于控制感应式无线充电器的工作状态，当感应式无线充电器受外界磁场干扰内部电流异常增大时，开关电路自动切断感应式无线充电器电路的电流，使其停止工作。

上述所说的开关电路安装在电源输入端与传输模块之间，或安装在传输模块的内部电路中，或安装在接收模块的内部电路中。

上述所说的开关电路是机械式开关电路，或磁力式开关电路，或光电式开关电路，或其他形式的开关电路。

感应式无线充电器停止工作后，开关电路能自动恢复感应式无线充电器的工作，或者人工手动恢复感应式无线充电器的工作。

本实用新型还公开了一种抗干扰感应式无线充电器，是用一个过电流侦测与保护装置代替开关电路。同样地，过电流侦测与保护装置安装在电源输入端与传输模块之间，或安装在传输模块的内部电路中，或安装在接收模组的内部电路中。。

本实用新型是在感应式无线充电器中设置开关电路或过电流侦测与保护装置，用于控制感应式无线充电器的工作状态，当感应式无线充电器受外界磁场干扰内部电流异常增大时，开关电路或过电流侦测与保护装置自动切断感应式无线充电器电路的电流，使其停止工作。

本实用新型的原理如下；

1、  应用一套开关电路控制感应式无线充电器的工作状态

感应式无线充电器主要由电源输入端、传输模块和接收模块组成，电源输入端与传输模块之间有线连接，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接。开关电路可以被安装在电源输入端与传输模块之间，也可以被安装在传输模块的内部电路中，同样可以被安装在接收模块的内部电路中，无论被安装在哪个位置，其实现控制感应式无线充电器工作状态的原理是一样的。

感应式无线充电器在工作时，若有磁力物靠近或有外界磁场干扰，则通过传输模块和接收模块中的线圈的电流会快速增大，整个感应式无线充电器内部电路的电流也会随之增大，此时开关电路便会切断感应式无线充电器的工作电路，从而避免过大的电流损坏其内部的电子组件。

在设计这套开关电路的功能时，可以将其设定为自动恢复或手动恢复，若将其设定为自动恢复，则当磁力物远离或外界磁场干扰消失时，开关电路将自动恢复感应式无线充电器的工作电流，使其重新开始工作；若将其设定为手动恢复，则需要人工闭合开关电路，感应式无线充电器才会重新开始工作。

可以应用多种开关电路实现以上技术方案，包括但不限于机械式开关电路、磁力式开关电路、光电式开关电路等。

2、应用过电流侦测与保护装置控制感应式无线充电器的工作状态

过电流侦测与保护装置具备侦测电流强度和保护电路的功能于一身，它可以被安装在电源输入端与传输模块之间，也可以被安装在传输模块的内部电路中，同样可以被安装在接收模块的内部电路中，无论被安装在哪个位置，其实现控制感应式无线充电器工作状态的原理是一样的。

感应式无线充电器在工作时，若有磁力物靠近或外界磁场干扰，则通过传输模块与接收模块中的线圈的电流快速增大，整个感应式无线充电器内部电路的电流也随之增大，当电流达到过电流侦测与保护装置设定的上限时，过电流侦测与保护装置中的保护电路的功能便会发挥作用，切断感应式无线充电器的工作电路从而避免过大的电流损坏感应式无线充电器内部的电子组件。过电流侦测与保护装置中设定的电流上限值通常是传输模块或接受模块中线圈可承受电流的最大值。

在设计过电流侦测与保护装置的功能时，可以将其设定为自动恢复或手动恢复，若将其设定为自动恢复，则当磁力物远离或外界磁场干扰消失时，过电流侦测与保护装置侦测到电路中的电流已恢复到正常值，即低于上文所提到的设定的上限值时，保护电路的功能便会停止，感应式无线充电器将重新开始工作；若将其设定为手动恢复，则需要人工介入过电流侦测与保护装置才会接通电路，感应式无线充电器才会重新开始工作。

附图说明

图1为感应式无线充电器的原理图。

图2为电源输入端与传输模块之间加入开关电路的感应式无线充电器的原理图。

图3为传输模块中加入开关电路的感应式无线充电器的原理图。

图4为接收模块中加入开关电路的感应式无线充电器的原理图。

图5为电源输入端与传输模块之间加入过电流侦测与保护装置的感应式无线充电器的原理图。

图6为传输模块中加入过电流侦测与保护装置的感应式无线充电器的原理图。

图7为接收模块中加入过电流侦测与保护装置的感应式无线充电器的原理图。

图8为加入电源输入端与传输模块之间的机械式开关电路的电路图；

其中， 3-第一P型场效晶体管，7-第二P型场效晶体管，9-电容器，15-第二N 型场效晶体管，16-第一N型场效晶体管，55-机械开关。

图9为加入电源输入端与传输模块之间的磁力式开关电路的电路图；

其中，19-霍尔积体线路(HALL IC) ，22-第一P型场效晶体管，26-第二P型场效晶体管，32-第二N 型场效晶体管，33-第一N型场效晶体管。

图10为加入电源输入端与传输模块之间的过电流侦测与保护装置的电路图；

其中，45-电阻器，52-比较器，42-P型场效晶体管，50-N 型场效晶体管。

图11为加入传输模块中的过电流侦测与保护装置的电路图；

其中，41-电阻器，37-比较器，40-N 型场效晶体管。

具体实施方式

本实用新型的核心思想是：感应式无线充电器在工作时易受外界磁场干扰而失效，为其加装一套开关电路或一个过电流侦测与保护装置，从而保障其内部电子组件不会被过大的电流毁坏。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的方法做进一步说明：

如图1所示，感应式无线充电器主要由电源输入端、传输模块和接收模块组成，电源输入端与传输模块之间有线连接，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接。

如图2所示，开关电路可以被安装在电源输入端与传输模块之间。

如图3所示，开关电路可以被安装在传输模块的内部电路中。

如图4所示，开关电路可以被安装在接收模块的内部电路中。

如图8所示，在电源输入端和传输模块之间加入一套机械式开关电路，感应式无线充电器正常工作时，第一N型场效晶体管16处于接通状态，第一P型场效晶体管3与第二P型场效晶体管7也顺序处于接通状态，此时电容器9两端的电压接近于电源输入的电压，当有磁力物靠近或有外界磁场干扰时，将机械开关55打开，此时 SW_OFF信号由低电位改为高电位而使第二N 型场效晶体管15转为接通状态，第一N 型场效晶体管16状态随此变化转为关闭状态，而第一P型场效晶体管3与第二P型场效晶体管7也顺序转换为关闭状态，感应式无线充电器的工作电路便被切断，避免过大的电流损坏其它电子组件。

如图9所示，在电源输入端和传输模块之间加入一套磁力式开关电路，感应式无线充电器正常工作时，第一N型场效晶体管33处于接通状态，第一P型场效晶体管22与第二P型场效晶体管26也顺序处于接通状态，此时霍尔积体线路(HALL IC)19两端的电压接近于电源输入的电压，当有磁力物靠近或有外界磁场干扰时，霍尔积体线路(HALL IC)19由于其零件特性，使得输出信号 (SW_OFF信号) 由低电位改为高电位，这使得第二N型场效晶体管32转为接通状态，而第一N型场效晶体管33状态随此变化转为关闭状态，第一P型场效晶体管22 与第二P型场效晶体管26也顺序转换为关闭状态，感应式无线充电器的工作电路便被切断，避免过大的电流损坏其它电子组件。

如图5所示，过电流侦测与保护装置可以被安装在电源输入端与传输模块之间。

如图6所示，过电流侦测与保护装置可以被安装在传输模块的内部电路中。

如图7所示，过电流侦测与保护装置可以被安装在接收模块的内部电路中。

如图10所示，在传输模块的线圈与接地端中间串入电阻器45 以产生传输电流侦测信号V_OC，比较器52中设定了一个参考信号，这个参考信号对应的就是工作电路的电流上限值。传输电流侦测信号V_OC由比较器52的负极输入，比较器52将其与正极的参考信号进行比较，当比较器52的正极电压高于负极电压时，比较器52的输出端便输出高电位，使得N型场效晶体管50 处于接通状态，而P型场效晶体管42也处于接通状态，这时感应式无线充电器正常工作; 当有磁力物靠近或有外界磁场干扰时，工作电流达到过电流保护的上限值，即传输电流侦测信号V_OC强于参考信号，比较器52负极电压高于正极电压，此时比较器52输出端输出低电位，N型场效晶体管50 转换为关闭状态，而P型场效晶体管42也将转换为关闭状态，感应式无线充电器的工作电路便被切断，避免过大的电流损坏其它电子组件。

如图11所示，在传输装置线圈与接地端中间串入电阻器41 以产生传输电流侦测信号V_OC，比较器37中设定了一个参考信号，这个参考信号对应的就是工作电路的电流上限值。传输电流侦测信号 V_OC由比较器37的负极输入，比较器37将其与正极的参考信号进行比较，当比较器37的正极电压高于负极电压时，比较器37的输出端便输出高电位，使得N型场效晶体管40 处于接通状态，此时 V_latch_off 或是 IC_enable 信号属于低电位，感应式无线充电器正常工作; 当有磁力物靠近或有外界磁场干扰时，工作电流达到过电流保护的上限值，即传输电流侦测信号V_OC强于参考信号，比较器37 的负极电压高于正极电压，此时比较器37的输出端输出低电位，使得N型场效晶体管40转换为关闭状态，此时 V_latch_off 或是 IC_enable 信号属于浮动状态，感应式无线充电器的工作电路便被切断，避免过大的电流损坏其它电子组件。

Claims (7)

1.一种抗干扰感应式无线充电器，包括电源输入端、传输模块和接收模块，电源输入端与传输模块之间有线连接，传输模块与接收模块之间通过各自的线圈进行能量的传输和信息的传递，为无线连接；其特征在于，还设置有开关电路用于控制感应式无线充电器的工作状态，当感应式无线充电器受外界磁场干扰内部电流异常增大时，开关电路自动切断感应式无线充电器电路的电流，使其停止工作。

2.根据权利要求1所说抗干扰感应式无线充电器，其特征在于将开关电路安装在电源输入端与传输模块之间，或安装在传输模块的内部电路中，或安装在接收模块的内部电路中。

3.根据权利要求1所述的抗干扰感应式无线充电器，其特征在于所述的开关电路是机械式开关电路，或磁力式开关电路，或光电式开关电路，或其他形式的开关电路。

4.根据权利要求1所述抗干扰感应式无线充电器，其特征在于感应式无线充电器停止工作后，开关电路能自动恢复感应式无线充电器的工作，或者人工手动恢复感应式无线充电器的工作。

5.根据权利要求1所述的抗干扰感应式无线充电器，其特征在于用一个过电流侦测与保护装置代替开关电路。

6.根据权利要求5所述的抗干扰感应式无线充电器，其特征在于将过电流侦测与保护装置安装在电源输入端与传输模块之间，或安装在传输模块的内部电路中，或安装在接收模组的内部电路中。

7.根据权利要求5所述抗干扰感应式无线充电器，其特征在于感应式无线充电器停止工作后，过电流侦测与保护装置能自动恢复感应式无线充电器的工作，或者人工手动恢复感应式无线充电器的工作。

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