CN203119584U - 一种用于小功率电器的无线充电装置 - Google Patents

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陈文芗
康昌霖
朱维龙
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厦门大学
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Abstract

一种用于小功率电器的无线充电装置,涉及一种无线充电设备。设有发射极供电模块、前端振荡放大模块、发射线圈谐振电路、发射线圈、接收线圈、接收谐振电路、后端整流滤波稳压电路和充电控制模块;所述发射极供电模块的输入端外接供电电源,发射极供电模块的电源输出端接前端振荡放大模块的输入端,前端振荡放大模块输出端接发射线圈谐振电路的输入端,发射线圈谐振电路的输出端通过发射线圈发射;接收线圈的接收电流输出端接接收谐振电路的输入端,接收谐振电路的输出端接后端整流滤波稳压电路的输入端,后端整流滤波稳压电路的输出端接充电控制模块的输入端,充电控制模块的输出端接充电电池。低成本、高效率。

Description

—种用于小功率电器的无线充电装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种无线充电设备,尤其是涉及利用电磁感应原理的一种用于小功率电器的无线充电装置。
背景技术
[0002] 对于小功率设备,传统的充电解决方案多为更换电池或者将小功率设备插在固定的底座上。对于更换电池的方案,由于有短路的危险,对用于长时间浸没在水中的小功率设备的密封要求很高。而对于插在固定底座上的方法,虽然能使小功率设备密封,但是限制了设备的摆放,不能实现真正的无线充电。且在当今实现无线充电的产品价格昂贵。
[0003] 无线充电技术是完全不借助电线,利用磁铁为设备充电的技术。具有非接触、无电线、可移动的优点。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供低成本、高效率的一种用于小功率电器的无线充电装置。
[0005] 本实用新型设有发射极供电模块、前端振荡放大模块、发射线圈谐振电路、发射线圈、接收线圈、接收谐振电路、后端整流滤波稳压电路和充电控制模块;
[0006] 所述发射极供 电模块的输入端外接供电电源,发射极供电模块的电源输出端接前端振荡放大模块的输入端,前端振荡放大模块输出端接发射线圈谐振电路的输入端,发射线圈谐振电路的输出端通过发射线圈发射;接收线圈的接收电流输出端接接收谐振电路的输入端,接收谐振电路的输出端接后端整流滤波稳压电路的输入端,后端整流滤波稳压电路的输出端接充电控制模块的输入端,充电控制模块的输出端接充电电池。
[0007] 所述供电电源可通过30VAC适配器接发射极供电模块输入端。
[0008] 所述发射极供电模块设有适配器及降压模块,进入系统的电压可为30V。
[0009] 前端振荡放大模块设有RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放大模块和电压跟随器,RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放大模块和电压跟随器依次连接,经过RC自激振荡模块得到高平低压正弦波信号,再通过之后的放大,输入发射线圈及其谐振电路。
[0010] 发射线圈谐振电路采用谐振电容与电感线圈并联的谐振拓扑结构。这样其等效阻抗为无穷大,可以省去负载控制电路。
[0011 ] 接收谐振电路采用谐振电容与电感线圈串联的谐振拓扑机构。
[0012] 后端整流滤波稳压电路和充电控制模块包括整流,滤波,稳压模块。充电控制模块采用充电控制芯片控制。
[0013] 前端振荡放大模块、发射线圈和发射线圈谐振电路置于一个平台里,且对发射线圈除靠近设备的表面外所有表面进行磁屏蔽,接收线圈、接收谐振电路、后端整流滤波稳压电路、充电控制模块以及充电电池与小功率电器连接,当小功率电器中接收线圈靠近平台时,就可实现充电。利用这种方法,不需要将小功率电器插到固定的位置上,即可充电。这样使其小功率电器摆放更加自由。
[0014] 本实用新型前端采用RC振荡电路获得波形。较其他无线充电装置具有体积小、使用方便、小功率电器磨损小、应用广泛等优点。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型实施例的电路组成框图。
[0016] 图2为本实用新型实施例的发射极供电模块示意图。
[0017] 图3为本实用新型实施例的前端振荡放大模块、发射线圈谐振电路和发射线圈示意图。
[0018] 图4为本实用新型实施例的接收线圈、接收谐振电路和后端整流滤波稳压电路示意图。
[0019] 图5为本实用新型实施例的充电控制模块和充电电池示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0021] 如图1所示,本实用新型实施例设有发射极供电模块1、前端振荡放大模块2、发射线圈谐振电路3、发射线圈4、接收线圈5、接收谐振电路6、后端整流滤波稳压电路7和充电控制模块8。所述发射极供电模块I的输入端外接供电电源220V,发射极供电模块I的电源输出端接前端振荡放大模块2的输入端,前端振荡放大模块2输出端接发射线圈谐振电路3的输入端,发射线圈谐振电 路3的输出端通过发射线圈4发射;接收线圈5的接收电流输出端接接收谐振电路6的输入端,接收谐振电路6的输出端接后端整流滤波稳压电路7的输入端,后端整流滤波稳压电路7的输出端接充电控制模块8的输入端,充电控制模块8的输出端接充电电池9。
[0022] 所述供电电源220V可通过30VAC适配器接发射极供电模块I输入端。
[0023] 所述发射极供电模块设有适配器及降压模块,进入系统的电压可为30V。
[0024] 前端振荡放大模块2设有RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放大模块和电压跟随器,RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放大模块和电压跟随器依次连接,经过RC自激振荡模块得到高平低压正弦波信号,再通过之后的放大,输入发射线圈及其谐振电路。
[0025] 发射线圈谐振电路采用谐振电容与电感线圈并联的谐振拓扑结构。这样其等效阻抗为无穷大,可以省去负载控制电路。
[0026] 接收谐振电路采用谐振电容与电感线圈串联的谐振拓扑机构。
[0027] 后端整流滤波稳压电路7和充电控制模块8包括整流,滤波,稳压模块。充电控制模块采用充电控制芯片控制。
[0028] 在经过适配器变压整流后得到的30V稳压电源首先接入供电模块(参见图2),在供电模块中有两个单电源运放(LM324 (2)和LM324(3)),它们都从输入的30V电源取电工作,LM324 (2)将输入的30V变成-15V,再由后面的电压反相器得到+15V电压。用+30V和+15V电压为后面的自激振荡模块供电。[0029] 当自激振荡模块(参见图3)满足供电条件后,各元件开始工作。图3中从左往右依次是单电源运放(LM324(1))构成的RC自激振荡电路,LM386构成的第一级放大电路,OTL互补对称放大电路构成的第二级放大电路,射极输出器构成的第三级电压跟随器以及对后的由线圈和匹配电容组成的谐振电路。RC自激振荡电路可以将自身电路的微小杂音不停滤波和正反馈得到一个特定频率的正弦波,再将这个正弦波通入LM386构成的第一级放大电路,由于LM386是音频功放,因此对波形可以高保真放大,但其功率有限。所以再通入OTL互补对称放大电路构成的第二级放大电路中进行功率放大。为了进一步提高带载能力再加一级电压跟随器。之后为了提高效率,采用LC并联的方式构建谐振电路。最后,由发射线圈将电磁波发射到空间中。
[0030] 空间中的磁场由接收线圈捕获,传入之后的接收线圈及其谐振电路和后端整流滤波稳压电路(参见图4)中,首先是经过桥式整流变成单向脉动电压,再经过电容滤波器减少电压的脉动程度,然后经过稳压得到相对适合的直流电压,再用得到的直流电压驱动TIbq24020构成的充电控·制电路(参见图5),对锂电池进行符合充电标准的充电过程。

Claims (6)

1.一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于设有发射极供电模块、前端振荡放大模块、发射线圈谐振电路、发射线圈、接收线圈、接收谐振电路、后端整流滤波稳压电路和充电控制模块; 所述发射极供电模块的输入端外接供电电源,发射极供电模块的电源输出端接前端振荡放大模块的输入端,前端振荡放大模块输出端接发射线圈谐振电路的输入端,发射线圈谐振电路的输出端通过发射线圈发射;接收线圈的接收电流输出端接接收谐振电路的输入端,接收谐振电路的输出端接后端整流滤波稳压电路的输入端,后端整流滤波稳压电路的输出端接充电控制模块的输入端,充电控制模块的输出端接充电电池。
2.如权利要求1所述一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于所述供电电源通过30VAC适配器接发射极供电模块输入端。
3.如权利要求1所述一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于所述发射极供电模块设有适配器及降压模块。
4.如权利要求1所述一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于所述前端振荡放大模块设有RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放大模块和电压跟随器,RC自激振荡模块、低失真功率放大模块、功率放 大模块和电压跟随器依次连接。
5.如权利要求1所述一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于所述发射线圈谐振电路采用谐振电容与电感线圈并联的谐振拓扑结构。
6.如权利要求1所述一种用于小功率电器的无线充电装置,其特征在于所述接收谐振电路采用谐振电容与电感线圈串联的谐振拓扑机构。
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