CN205385307U - 一种用于手机的无线射频能量充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于手机的无线射频能量充电装置，包括手机内置的NFC电磁耦合线圈、低通滤波器、倍压整流模块、稳压电路模块和充电电池；所述NFC电磁耦合线圈作为能量输入来源，NFC电磁耦合线圈谐振中心频率13.56MHz，能够实现10cm范围电磁波的能量收集；NFC电磁耦合线圈与低通滤波器连接；低通滤波器与倍压整流模块连接；倍压整流模块与稳压电路模块连接；稳压电路模块与充电电池连接。本新型基于已有的NFC电磁耦合线圈作为能量的输入来源，实现NFC电磁能量的收集，从而为手机电池充电。该结构不破坏手机原有结构，结构简单，不存在高频电磁兼容性问题，提高了系统可靠性。结构简单，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线能量收集领域，具体说是一种基于手机已有的NFC模块进行充电的射频能量收集结构。
背景技术
随着通信技术的快速发展，手机作为重要的移动终端使用的频率越来越频繁，包括语音及视频通话、应用软件及多媒体操作等，在此过程中，手机电池容量不足的问题凸显。NFC技术作为一种重要的近场通信技术越来越多的被主流手机厂商采用，主要用作短距离数据通信和身份识别。通常的无线充电装置采用专用的线圈或贴片微带天线进行电磁耦合，破坏了手机原有的结构，且存在电磁兼容性问题，大大降低了系统的可靠性。
实用新型内容
本实用新型针对上述不足，基于手机已有的NFC电磁耦合线圈作为能量输入来源，结合低通滤波器、倍压整流电路和稳压电路实现NFC电磁能量的收集，从而为手机电池充电。该结构不破坏手机原有结构，结构简单，不存在高频电磁兼容性问题，提高了系统可靠性。
本实用新型的所采用的技术方案是：
一种用于手机的无线射频能量充电装置，包括手机内置的NFC电磁耦合线圈、低通滤波器、倍压整流模块、稳压电路模块和充电电池；
所述NFC电磁耦合线圈作为能量输入来源，NFC电磁耦合线圈谐振中心频率13.56MHz，能够实现10cm范围电磁波的能量收集；
NFC电磁耦合线圈与低通滤波器连接；
低通滤波器与倍压整流模块连接；
倍压整流模块与稳压电路模块连接；
稳压电路模块与充电电池连接。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型基于手机已有的NFC电磁耦合线圈作为能量的输入来源，结合低通滤波器、倍压整流电路和稳压电路实现NFC电磁能量的收集，从而为手机电池充电。该结构不破坏手机原有结构，结构简单，不存在高频电磁兼容性问题，提高了系统可靠性。
2.倍压整流电路前端设置LC振荡电路实现高频弱信号的初步升压，后端采用多个二极管进行多级增压，该结构无需主动开关，结构简单，成本较低。
附图说明
图1是本实用新型结构图。
图2是本实用新型的倍压整流模块电路图。
具体实施方式
结合附图及实施方式对本实用新型进一步详细说明。
如图1-2所示，一种用于手机的无线射频能量充电装置，包括手机内置的NFC电磁耦合线圈、低通滤波器、倍压整流模块、稳压电路模块和充电电池；
所述NFC电磁耦合线圈作为能量输入来源，NFC电磁耦合线圈谐振中心频率13.56MHz，能够实现10cm范围电磁波的能量收集；
NFC电磁耦合线圈与低通滤波器连接；
低通滤波器与倍压整流模块连接；
倍压整流模块与稳压电路模块连接；
稳压电路模块与充电电池连接。
倍压整流模块包括LC振荡回路，LC振荡回路由电容C和电感L组成。
倍压整流模块的交流信号一输入端通过限流电阻R与第五电容C相连，交流信号另一输入端与电感L相连；
交流信号输入端和电感L的公共端与第一二极管D1正极和第三电容器C3公共端相连；
电阻R和第五电容C的公共端与第一电容器C1相连；第一电容器C1与第一二极管D1负极、第二二极管D2正极和第二电容器C2相连；
第三电容器C3与第二二极管D2负极、第三二极管D3正极及第四电容器C4相连；
第二电容器C2与第三二极管D3负极、第四二极管D4正极及第四电容器C4相连。
实施例
倍压整流模块中电阻R为电流限制电阻，电容C和电感L组成振荡回路，在交变信号周期过程中，实现信号幅值的初步升压。信号幅值达到开启幅值(如0.7V)，实现二极管的单向导通。
NFC感应线圈感应到射频信号后产生感应电动势，经过低通滤波后进入倍压整流模块。倍压整流模块如图2所示，电阻R为电流限制电阻，第五电容C和电感L组成振荡回路，在交变信号周期过程中，实现信号幅值的初步升压。信号幅值达到开启幅值(如0.7V)，实现二极管的单向导通。在交流信号(电压V0)的负半周期，第一二极管D1导通，第二、三、四二极管D2、D3、D4全部截止，第一电容器C1充电到1.41V0；正半周期，第二二极管D2导通，第一、三、四二极管D1、D3、D4全部截止，第二电容器C2充电到2.82V0；负半周期，第三二极管D3导通，第一、第二、第四二极管D1、D2、D4全部截止，第三电容器C3充电到2.82V0；正半周期，第四二极管D4导通，第一、二、三二极管D1、D2、D3全部截止，第四电容器C4充电到2.82V0；因此经过倍压整流电路的作用，弱信号幅值得到升压，通过稳压电路可以对手机电池进行充电。电磁耦合线圈收集的NFC信号是高频交流信号，需要低通滤波器进行阻抗匹配以实现信号的最优传输，降低输入损耗。低通滤波器同时能够衰减交变信号中的高频噪声，提高信号的信噪比。
NFC信号属于弱信号，在进入倍压整流电路前需要初步升压以实现倍压二极管的导通，将LC振荡回路设置在倍压整流电路的前端，在交变信号周期过程中，电感器的电压值不断累积从而提高了信号幅值。初步升压的信号进入倍压整流电路，倍压整流电路由多个二极管级联构成，能够实现电压的高增益输出。经过整流后的倍压直流电通过稳压电路对手机充电电池进行稳定充电。
Claims (3)
1.一种用于手机的无线射频能量充电装置，其特征在于：包括手机内置的NFC电磁耦合线圈、低通滤波器、倍压整流模块、稳压电路模块和充电电池；
所述NFC电磁耦合线圈作为能量输入来源，NFC电磁耦合线圈谐振中心频率13.56MHz，能够实现10cm范围电磁波的能量收集；
NFC电磁耦合线圈与低通滤波器连接；
低通滤波器与倍压整流模块连接；
倍压整流模块与稳压电路模块连接；
稳压电路模块与充电电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于手机的无线射频能量充电装置，其特征在于：
倍压整流模块包括LC振荡回路，LC振荡回路由电容C和电感L组成。
3.根据权利要求2所述的一种用于手机的无线射频能量充电装置，其特征在于：
倍压整流模块的交流信号一输入端通过限流电阻R与第五电容C相连，交流信号另一输入端与电感L相连；
交流信号输入端和电感L的公共端与第一二极管D1正极和第三电容器C3公共端相连；
电阻R和第五电容C的公共端与第一电容器C1相连；第一电容器C1与第一二极管D1负极、第二二极管D2正极和第二电容器C2相连；
第三电容器C3与第二二极管D2负极、第三二极管D3正极及第四电容器C4相连；
第二电容器C2与第三二极管D3负极、第四二极管D4正极及第四电容器C4相连。
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