CN205610357U - 一种非接触充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种非接触充电装置。装置包括：输入端、磁场发射电路、驱动电路、磁场感应电路、电压转换电路和输出端；输入端与磁场发射电路相连，磁场发射电路与驱动电路相连；磁场感应电路与电压转换电路相连；电压转换电路与输出端相连；驱动电路产生高频电信号驱动磁场发射电路与磁场感应电路互感。本实用新型提供的非接触充电装置可避免触电的危险，且不会有插拔操作引起接触松动，充电时无需电线连接，简单易用且不需要占用电源插座，没有电线互相缠绕的问题。

Description

一种非接触充电装置

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种非接触充电装置。

背景技术

接触式充电方式采用传统的接触器，使用者将电力传输元件连接到电器上，这种方式的缺陷是，电力传输元件裸露在外面不安全，而且会因插拔操作引起接触松动，不能进行有效的电能传输；电力传输元件裸露容易被空气中的水分和氧气等侵蚀，缩短电力传输元件的使用寿命。充电时需要使用电线连接，用户实用不方便，且当有多个用电装置同时使用时需要占用多个电源插座，会有多条电线互相缠绕的问题，用户体验差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种非接触充电装置。

本实用新型提供的一种非接触充电装置，包括：输入端、磁场发射电路、驱动电路、磁场感应电路、电压转换电路和输出端；

输入端与磁场发射电路相连，磁场发射电路与所述驱动电路相连；磁场感应电路与电压转换电路相连；电压转换电路与输出端相连；驱动电路产生高频电信号驱动所述磁场发射电路与磁场感应电路互感。磁场发射电路具体为LC谐振发射电路。

具体的，驱动电路包括：振荡电路和开关电路；振荡电路与开关电路连接；开关电路与磁场发射电路相连；振荡电路产生高频电信号控制开关电路；开关电路控制磁场发射电路中电流的变化。振荡电路具体为有源晶振，或者LC振荡电 路，或者RC振荡电路。

优选的，驱动电路还包括整形电路；整形电路处于振荡电路与开关电路之间，整形电路对振荡电路产生的高频电信号进行整形生成方波信号。整形电路具体为门电路或比较器。

优选的，驱动电路还包括第一滤波电路：第一滤波电路处于振荡电路与所述开关电路之间；第一滤波电路对振荡电路产生的高频信号进行滤波。第一滤波电路为第五电阻、第三电容和第四电容组成的RC低通滤波电路。

优选的，非接触充电装置还包括：第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路；第一保护电路处于所述输入端与磁场发射电路之间；第二保护电路处于驱动电路与磁场发射电路之间；第三保护电路并联于磁场发射电路两端。

优选的，非接触充电装置还包括：第二滤波电路；

第二滤波电路处于输入端与磁场发射电路之间，第二滤波电路对输入端输入的电压进行滤波。所述磁场感应电路具体为LC谐振感应电路。

具体的，电压转换电路具体包括整流电路和稳压电路；

整流电路与稳压电路相连，整流电路与磁场感应电路相连，稳压电路与输出端相连。整流电路为由第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管组成的整流桥。

优选的，电压转换电路还包括：第三滤波电路；第三滤波电路处于整流电路和稳压电路之间，第三滤波电路对整流电路输出的电压进行滤波。第三滤波电路具体为由第十二电容、第十三电容和电感组成的π形滤波电路。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型提供的一种非接触式充电装置，可避免触电的危险，且不会有插拔操作引起接触松动，充电时无需电线连接，简单易用且不需要占用电源插座，没有电线互相缠绕的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的非接触充电装置的方框图。

图2为本实用新型实施例提供的磁场发射电路的电路图。

图3为本实用新型实施例提供的驱动电路的方框图。

图4为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路图。

图5为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路图。

图6为本实用新型实施例提供的驱动电路的方框图。

图7为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路图。

图8为本实用新型实施例提供的驱动电路的方框图。

图9为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路图。

图10为本实用新型实施例提供的非接触充电装置的部分方框图。

图11为本实用新型实施例提供的非接触充电装置的部分电路图。

图12为本实用新型实施例提供的磁场感应电路的电路图。

图13为本实用新型实施例提供的电压转换电路的方框图。

图14为本实用新型实施例提供的电压转换电路的电路图。

图15为本实用新型实施例提供的电压转换电路的方框图。

图16为本实用新型实施例提供的电压转换电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种非接触充电装置，如图1所述，包括输入端11、磁场 发射电路12、驱动电路13、磁场感应电路14、电压转换电路15和输出端16；输入端11与磁场发射电路12相连；驱动电路13与磁场发射电路12相连；磁场感应电路14与电压转换电路15相连，电压转换电路15与输出端16相连。输入端11与电源相连，给磁场发射电路供电；驱动电路13用于产生高频电信号驱动磁场发射电路12与磁场感应电路14互感；电压转换电路15对磁场感应电路14产生的电压进行转换，输出端16输出电压给用电器供电。

如图2所示，磁场发射电路12具体为LC谐振发射电路；LC谐振发射电路可以由第一线圈以及并联在线圈两端的第一电容C1和第二电容C2组成；

如图3所示，驱动电路13包括振荡电路21和开关电路22；振荡电路21与开关电路22相连，开关电路22与磁场发射电路12相连。振荡电路21产生高频电信号控制开关电路22，开发电路22控制磁场发射电路12中电流的变化。

驱动电路的电路图如图4所示，振荡电路21为有源晶振Y1，有源晶振可以由能够产生振荡的电路所替换，例如RC振荡电路，LC振荡电路。开关电路22包括泄放电路和开关器件；开关器件为NMOS晶体管Q1；泄放电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；泄放电路给NMOS晶体管Q1的极电容提供泄放的回路，防止NMOS晶体管Q1不能被驱动。第一电阻R1的一端与有源晶振Y1相连，另一端与NMOS晶体管Q1的栅极相连，第二电阻R2和第三电阻R3并联后一端与NMOS晶体管Q1的栅极相连，另一端接地。NMOS晶体管Q1的源极接地，NMOS晶体管Q1的漏极与磁场发射电路12相连。

当振荡电路21输出高电平时，NMOS晶体管Q1导通，磁场发射电路12中有电流；当振荡电路21输出低电平时，NMOS晶体管Q1截止，磁场发射电路12中没有电流,从而磁场发射电路12根据回路中变化的电信号产生变化的磁场。

驱动电路的另一电路图如图5所示，振荡电路21为有源晶振Y1，有源晶振可以由能够产生振荡的电路所替换，例如RC振荡电路，LC振荡电路；开关电路22开关电路22包括泄放电路和开关器件；开关器件为三级管Q2；泄放电路包 括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；泄放电路给三级管Q2的结电容提供泄放的回路，促进三极管Q2快速进入截止状态。第一电阻R1的一端与有源晶振Y1相连，另一端与三级管Q2的基极相连，第二电阻R2和第三电阻R3并联后一端与三级管Q2的基极相连，另一端接地。三级管Q2的发射极接地，三级管Q2的集电极与磁场发射电路相连。

当振荡电路21输出高电平时，三级管Q2导通，磁场发射电路12中有电流；当振荡电路21输出低电平时，三级管Q2截止，磁场发射电路12中没有电流,从而磁场发射电路12根据回路中变化的电信号产生变化的磁场。

本实施例中驱动电路的又一种实施方式，驱动电路的结构图如图6所示，驱动电路包括：振荡电路21、整形电路23和开关电路22，整形电路23处于振荡电路21和开关电路22之间；整形电路23对振荡电路21产生的高频电信号进行整形生成方波信号。如图7所示的驱动电路的电路图，整形电路具体包括门电路U1和第四电阻R4。振荡电路21与门电路U1的引脚A相连，第四电阻R4的一端与门电路U1的引脚B相连，另一端接地；开关电路22与门电路U1的引脚Y相连。整形电路还可以由比较器代替。

本实施例中驱动电路13的再一种实施方式，驱动电路13的结构图如图8所示，驱动电路包括：振荡电路21、整形电路23、第一滤波电路24和开关电路22，第一滤波电路24处于振荡电路21和整形电路23之间；第一滤波电路24用于对振荡电路21产生的高频电信号进行滤波。驱动电路的电路图如图9所示，第一滤波电路24是第五电阻R5、第三电容C3和第四电容C4组成的RC低通滤波电路。

驱动电路还可以包括：振荡电路21、开关电路22、第一滤波电路24；所述第一滤波电路处于所述振荡电路与所述开关电路之间；所述第一滤波电路对所述振荡电路产生的高频信号进行滤波。

非接触充电装置还可以包括：第二滤波电路16、第一保护电路17、第二保 护电路18和第三保护电路19之一或以上电路的任意组合。优选的，如图10所示，非接触充电装置还包括：第二滤波电路16、第一保护电路17、第二保护电路18和第三保护电路19。第二滤波电路16的输入端与输入端11相连；第二滤波电路16的输出端与第一保护电路17的输入端相连，第一保护电路17的输出端与磁场发射电路12相连；第二保护电路18的输出端与驱动电路13相连，第二保护电路18的输入端与磁场发射电路12相连。第三保护电路19并联于磁场发射电路12的两端。第二滤波电路16对输入端11输入的电压进行滤波；第一保护电路17防止磁场发射电路12中产生的泵压反冲电源；第二保护电路18防止磁场发射电路12中产生的浪涌电压反冲驱动电路13；第三保护电路19泄放磁场发射电路12产生的电流防止反冲电源。

进一步的，如图11所示，第一保护电路18包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极与第二滤波电路16相连，第一二极管D1的负极与磁场发射电路12相连，本实施例中根据磁场发射电路12中线圈功率的大小选择相匹配的第一二极管D1，线圈功率越大则需要选择容量大的二极管。第二保护电路18包括第三二极管D3和第五电容C5。第三二极管D3的正极与磁场发射电路12相连，第三二极管D3的负极与驱动电路13相连。第五电容C5并联于第三二极管D3的两端。第三保护电路包括第二二极管D2和第八电阻R8，第二二极管D2与第八电阻R8并联，第二二极管D2的正极作为第三保护电路19的输入端，第二二极管D2的负极作为第三保护电路的输出端。第二滤波电路16由第一钽电容C6、第六电容C7、第六电阻R6、第二钽电容C8、第七电容C9和第七电阻R7组成。

具体的，如图11，输入端11具体为USB接口J1，输入端可以为非接充电装置与电源匹配的任意接口。

磁场感应电路14为LC谐振感应电路如图12所示，LC谐振感应电路包括第二线圈以及均并联在第二线圈两端的第八电容C10和第九电容C11。

如图13所示电压转化电路15包括，整流电路31和稳压电路32。

整流电路31与磁场感应电路14相连，稳压电路32一端与整流电路31相 连，另一端与输出端相连。整流电路31将磁场感应电路14产生的交流电转化成直流电；稳压电路32将整流电路31输出的直流电转进行稳压操作。

电压转换电路的电路图如图14所示，整流电路31可以具体为一个由第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6和第七二极管D7组成的整流桥；稳压电路32具体包括线性稳压器U2、第十电容C12和第十一电容C13；第十电容C12的一端与线性稳压器的引脚VDD相连，另一端接地；第十一电容C13的一端与线性稳压器的引脚Vout相连，另一端接地，线性稳压器的引脚Vout还与输出端相连。

优选的，如图15所示的电压转换电路15还包括第三滤波电路33，第三滤波电路33处于整流电路31和稳压电路32之间。第三滤波电路33对整流电路31输出的直流电进行滤波；如图16所示，第三滤波电路33包括第十二电容C14、第十三电容C15和电感L1，第三滤波电路33为第十二电容C14、第十三电容C15和电感L1组成的π形滤波电路；

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种非接触充电装置，其特征在于，包括：输入端、磁场发射电路、驱动电路、磁场感应电路、电压转换电路和输出端；

所述输入端与所述磁场发射电路相连，所述磁场发射电路与所述驱动电路相连；所述磁场感应电路与所述电压转换电路相连；所述电压转换电路与所述输出端相连；驱动电路产生高频电信号驱动所述磁场发射电路与所述磁场感应电路互感。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁场发射电路具体为LC谐振发射电路。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动电路包括：振荡电路和开关电路；所述振荡电路与所述开关电路连接；所述开关电路与所述磁场发射电路相连；

所述振荡电路产生高频电信号控制所述开关电路；所述开关电路控制所述磁场发射电路中电流的变化。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述振荡电路具体为有源晶振，或者LC振荡电路，或者RC振荡电路。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动电路还包括整形电路；

所述整形电路处于所述振荡电路与所述开关电路之间，所述整形电路对所述振荡电路产生的高频电信号进行整形生成方波信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述整形电路具体为门电路或比较器。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动电路还包括第一滤波电路：

所述第一滤波电路处于所述振荡电路与所述开关电路之间；所述第一滤波电路对所述振荡电路产生的高频信号进行滤波。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一滤波电路为第五电阻、第三电容和第四电容组成的RC低通滤波电路。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路；

所述第一保护电路处于所述输入端与所述磁场发射电路之间；所述第二保护电路处于所述驱动电路与所述磁场发射电路之间；所述第三保护电路并联于所述磁场发射电路两端。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第二滤波电路；

所述第二滤波电路处于所述输入端与所述磁场发射电路之间，所述第二滤波电路对所述输入端输入的电压进行滤波。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁场感应电路具体为LC谐振感应电路。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压转换电路具体包括整流电路和稳压电路；

所述整流电路与所述稳压电路相连，所述整流电路与所述磁场感应电路相连，所述稳压电路与所述输出端相连。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述整流电路为由第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管组成的整流桥。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于所述电压转换电路还包括：第三滤波电路；

所述第三滤波电路处于所述整流电路和所述稳压电路之间，所述第三滤波电路对所述整流电路输出的电压进行滤波。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，第三滤波电路具体为由第十二电容、第十三电容和电感组成的π形滤波电路。