CN207117238U - 一种多功能无线供电平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种多功能无线供电平台，包括台面以及壳体，壳体内设置有控制电路板以及电磁激励装置，控制电路板包括MCU模块、驱动电路以及负载检测电路，MCU模块与驱动电路以及负载检测电路电连接，驱动电路电连接电磁激励装置，MCU模块根据负载检测电路检测到的电流反馈信号控制驱动电路调整驱动电流的大小以及工作频率以使电磁激励装置产生相应的高频交变磁场。该多功能无线供电平台同时具备无线充电以及加热功能，而且还能够智能识别放置于其上的负载类型，自动调节工作模式进行工作。

Description

一种多功能无线供电平台

技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，更具体地说，涉及一种多功能无线供电平台。

背景技术

无线充电技术正在不断普及，越来越多具有无线充电功能的设备以及产品开始不断地走入人们的生活。同时，消费者对于无线充电技术也有着强烈的需求，例如，对于手机用户而言，必须通过手机线、适配器等设备才能为手机进行充电，且各个厂家的充电设备还存在不兼容问题，对用户形成了严重困扰。而如果能够采用无线充电技术，有线充电的各种问题都将迎刃而解。

然而，目前市场上虽然存在一些无线充电类产品，如无线供电平台等，但大多还是广告效应居多，产品并不成熟；同时，现有的无线供电平台功能单一，智能化程度低，也并不能完全赢得消费者的喜爱。因此，需要一款功能更加完备，且带有智能属性的多功能无线供电平台。

实用新型内容

本实用新型为解决上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种多功能无线供电平台，该无线供电平台在实现对负载的无线充电功能的同时，还能够起到加热以及电力输出的作用，从而最大化了无线供电平台的利用率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能无线供电平台，包括台面以及壳体，，壳体内设置有控制电路板以及电磁激励装置，控制电路板包括MCU模块、驱动电路以及负载检测电路，MCU模块与驱动电路以及负载检测电路电连接，驱动电路电连接电磁激励装置，MCU模块根据负载检测电路检测到的电流反馈信号控制驱动电路调整驱动电流的大小以及工作频率以使电磁激励装置产生相应的高频交变磁场。

进一步地，电磁激励装置为励磁线圈，驱动电路为包含有全桥串联逆变电路或半桥串联逆变电路的LC振荡电路。

进一步地，LC振荡电路的谐振频率为30KHz-80KHz之间的任一值。

进一步地，驱动电流的工作频率大于等于LC振荡电路的谐振频率。

进一步地，电磁激励装置在MCU模块的控制下每间隔一段预设时间即向外发射电磁脉冲信号以检测负载类型和/或调整工作模式。

进一步地，负载检测电路包括载波电流接收电路和解码电路，载波电流接收电路接收负载反馈的载波电流以获取电流反馈信号，解码电路解码电流反馈信号以判别负载种类。

进一步地，工作模式包括待机检测模式、耦合供电模式以及加热模式，电磁脉冲信号的频率与工作模式相对应地位于待机检测频段、耦合供电频段以及加热频段。

进一步地，待机检测频段的范围为150KHz-500KHz，耦合供电频段的范围为100KHz-500KHz，加热频段的范围为20KHz-100KHz。

进一步地，预设时间为10ms-1000ms。

进一步地，控制电路板中还包括电源模块以及功率分配模块，壳体上还设置有USB接口以及笔记本充电接口，功率分配模块根据使用情况向电磁激励装置、USB接口以及笔记本充电接口分配输出功率。

本实用新型技术方案的有益效果如下：

本实用新型所揭示的多功能无线供电平台，设置有电磁激励装置，能够实现无线供电平台的无线充电以及加热功能，而且还能够自动识别放置于平台上的负载类型，从而智能选择工作模式和频段。

附图说明

图1是本实用新型所述的多功能无线供电平台的结构示意图；

图2是本实用新型所述的多功能无线供电平台的电路示意图；

图3是本实用新型所述的多功能无线供电平台所涉及的LC振荡电路的示意图；

图4是本实用新型所述的多功能无线供电平台的工作流程示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本实用新型所提供的技术方案做一详细的描述：

图1-图4揭示了本实用新型所述的多功能无线供电平台的其中一实施例。如图1和图2所示的，是该实施例中多功能无线供电平台的结构示意图以及电路示意图，该多功能无线供电平台，包括台面101以及壳体104，壳体104内设置有控制电路板103以及电磁激励装置102，控制电路板103包括MCU模块202、驱动电路203以及负载检测电路201，MCU模块202与驱动电路203以及负载检测电路201电连接，驱动电路203电连接电磁激励装置102，MCU模块202根据负载检测电路201检测到的电流反馈信号控制驱动电路203调整驱动电流的大小以及工作频率以使电磁激励装置102产生相应的高频交变磁场。在本实用新型其中一实施例中，所述电磁激励装置102为励磁线圈204，所述驱动电路203为包含有全桥串联逆变电路或半桥串联逆变电路的LC振荡电路。

在该实施例中，无线供电平台内设置了电磁激励装置102，因而能够在驱动电流的作用下产生高频交变磁场，从而能够利用相应的磁场实现无线供电平台的无线充电功能以及加热功能。而由于设置了负载检测电路201，使该无线供电平台能够自动识别负载类型，从而智能地根据负载类型在加热模式和无线充电工作模式之间进行切换。

如图3所示的，是本实用新型其中一实施例中LC振荡电路的示意图。该实施例中利用LC振荡电路产生驱动电流以激发励磁线圈204形成高频交变磁场，从而实现相应的无线充电和加热功能。由于无线充电功能和加热功能对应于不同的负载，例如该平台能够为手机进行充电，而为设置有导磁性材料的杯体进行加热，而二者的工作参数有所不同，手机无线充电所需的功率在5W左右，而杯体加热所需的功率在10W-50W左右(依加热温度而定)，因此需要考虑平台的兼容性问题，以确保多功能无线平台在对应不同的负载时工作于合适的状态。为此，该实施例中采用LC振荡电路作为驱动电路，并在其中添设了全桥串联逆变电路。全桥串联逆变电路具有在谐振点工作时阻抗最小、功率最大的特点，因此可以基于该特性自动设置驱动电路203的工作参数，以使驱动电路203始终工作在感性工作区内。如图3所示的，该LC振荡电路内设置有4个电容(C7、C8、C9、C10)以及一个电感L301，用于产生振荡电流；另设4个MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4)用于构成全桥串联逆变电路。可选地，也可以在驱动电路203中添设半桥串联逆变电路对全桥串联逆变电路进行替代。

在本实用新型其中一实施例中，所述LC振荡电路的谐振频率为30KHz-80KHz之间的任一值。所述驱动电流的工作频率大于等于所述LC振荡电路的谐振频率。

以具有无线充电功能的手机为例，手机接收电路的谐振频率一般在100KHz-250KHz之间，当驱动电流的工作频率等于手机接收电路的谐振频率时，手机接收电路发生谐振，这时手机接收电路的阻抗最小，手机接收电路从无线供电平台耦合的功率最大，手机接收电路向手机输出最大功率。当驱动电流的工作频率高于或低于手机接收电路的谐振频率时，手机接收电路耦合的功率以手机接收电路的谐振频率为中心向两侧逐渐减小。由于手机接收电路的谐振频率远大于LC振荡电路的谐振频率，因此在对手机进行无线充电时，驱动电流的工作频率远大于LC振荡电路自身的谐振频率，因此驱动电路处于感性工作区。

而当无线供电平台上放置具有导磁性材料的杯体时，驱动电流的频率等于LC振荡电路自身的谐振频率时，输出功率最大，可供IH加热。驱动电流的频率大于LC振荡电路的谐振频率时，驱动电路处于感性工作区，且频率越大，阻抗越高，输出功率越小。驱动电流的频率小于LC振荡电路的谐振频率时，驱动电路将处于容性工作区，且频率越低，阻抗越大，输出功率越小。但是，驱动电路在容性工作区时，电路中的晶体管和MOS管将处于非零电压导通状态，损耗极大，功率器件非常容易因过热而烧坏，因此需要驱动电流的工作频率大于等于LC振荡电路的谐振频率。

在本实用新型其中一实施例中，所述电磁激励装置在MCU模块的控制下每间隔一段预设时间即向外发射电磁脉冲信号以检测负载类型和/或调整工作模式。在本实用新型其中一实施例中，所述负载检测电路包括载波电流接收电路和解码电路，所述载波电流接收电路接收负载反馈的载波电流以获取所述电流反馈信号，所述解码电路解码所述电流反馈信号以判别负载种类。该多功能无线供电平台通过负载检测电路201检测负载类型，由于电磁激励装置102每间隔一段时间即对外发送电磁脉冲信号，如果有负载放置于平台上，在接收到相应的电磁脉冲信号后会产生相应的反馈信号，借助电力载波技术，负载检测电路201能够通过载波电流的大小以及脉冲数判断出平台上负载的有无以及类型，并依据判断结果切换至相应的工作模式。其中载波电流中能够包含丰富的负载信息，以无线充电手机为例如手机负载的充电电压、充电电流等，解码电路按照一定的解码规则进行解码，在获知相应的信息后，平台能够自动设置相应的工作参数。在本实用新型其中一实施例中，所述预设时间为10ms-1000ms。预设时间过长会降低用户体验，而预设时间过短会导致待机功率大大增加，因此优选预设时间为10ms-1000ms。

在本实用新型其中一实施例中，所述工作模式包括待机检测模式、耦合供电模式以及加热模式，所述电磁脉冲信号的频率与所述工作模式相对应地位于待机检测频段、耦合供电频段以及加热频段。在本实用新型其中一实施例中，所述待机检测频段的范围为150KHz-500KHz，所述耦合供电频段的范围为100KHz-500KHz，所述加热频段的范围为20KHz-100KHz。不同的工作模式对应的电磁激励装置102所发出的电磁脉冲信号的频率范围不同，在待机检测模式下发出的电磁脉冲信号能够用于检测平台上的负载类型，而耦合供电模式下发出的电磁脉冲信号能够为手机等设备进行无线充电，在加热模式下发出的电磁脉冲信号能够为相应的负载进行IH加热。优选地，电磁脉冲信号在待机检测模式下频率最高，在耦合供电模式下次之，在加热模式下频率最低，以确保驱动电路工作在合适的状态。

如图4所示的，本实用新型所述的多功能无线供电平台的工作流程示意图。该实施例中的负载并不限于需要无线充电的手机或需要加热的杯体，还可以是其他能够无线供电的家电设备，或其他能够被加热的家电设备，如能够通过无线供电的榨汁机、饭煲等，以及能够IH加热的开水煲等。在本实用新型其中一实施例中，该多功能无线供电平台上电开机后，进入待机检测模式，发出相应频段的电磁脉冲信号以判断负载类型，若检测到有需要无线供电的榨汁机放置于平台的台面时，则进入耦合供电模式为该榨汁机进行无线充电或供电；若检测到有需要加热开水煲时，则进入加热模式对开水煲进行IH加热；如果平台上的负载发生变化，则重新进入待机检测模式对负载类型进行判别，在工作完成后关机。

在本实用新型其中一实施例中，所述控制电路板中还包括电源模块以及功率分配模块，所述壳体上还设置有USB接口以及笔记本充电接口，所述功率分配模块根据使用情况向所述电磁激励装置、USB接口以及笔记本充电接口分配输出功率。该平台上还可以添设USB接口以及笔记本充电接口，进一步丰富平台的功能，方便为用户的手机、笔记本等电子设备进行有线充电，由于功率分配模块的设置，平台能够智能调节和分配各个接口以及电磁激励装置处所需要的功率，以确保平台各功能模块正常工作。

上述具体实施方式只是用于说明本实用新型的设计方法，并不能用来限定本实用新型的保护范围。对于在本实用新型技术方案的思想指导下的变形和转换，都应该归于本实用新型保护范围以内。

Claims (10)

1.一种多功能无线供电平台，包括台面以及壳体，其特征在于，所述壳体内设置有控制电路板以及电磁激励装置，所述控制电路板包括MCU模块、驱动电路以及负载检测电路，所述MCU模块与所述驱动电路以及负载检测电路电连接，所述驱动电路电连接所述电磁激励装置，所述MCU模块根据负载检测电路检测到的电流反馈信号控制所述驱动电路调整驱动电流的大小以及工作频率以使所述电磁激励装置产生相应的高频交变磁场。

2.根据权利要求1所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述电磁激励装置为励磁线圈，所述驱动电路为包含有全桥串联逆变电路或半桥串联逆变电路的LC振荡电路。

3.根据权利要求2所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述LC振荡电路的谐振频率为30KHz-80KHz之间的任一值。

4.根据权利要求2所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述驱动电流的工作频率大于等于所述LC振荡电路的谐振频率。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述电磁激励装置在MCU模块的控制下每间隔一段预设时间即向外发射电磁脉冲信号以检测负载类型和/或调整工作模式。

6.根据权利要求5所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述负载检测电路包括载波电流接收电路和解码电路，所述载波电流接收电路接收负载反馈的载波电流以获取所述电流反馈信号，所述解码电路解码所述电流反馈信号以判别负载种类。

7.根据权利要求5所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述工作模式包括待机检测模式、耦合供电模式以及加热模式，所述电磁脉冲信号的频率与所述工作模式相对应地位于待机检测频段、耦合供电频段以及加热频段。

8.根据权利要求7所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述待机检测频段的范围为150KHz-500KHz，所述耦合供电频段的范围为100KHz-500KHz，所述加热频段的范围为20KHz-100KHz。

9.根据权利要求7所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述预设时间为10ms-1000ms。

10.根据权利要求1所述的多功能无线供电平台，其特征在于，所述控制电路板中还包括电源模块以及功率分配模块，所述壳体上还设置有USB接口以及笔记本充电接口，所述功率分配模块根据使用情况向所述电磁激励装置、USB接口以及笔记本充电接口分配输出功率。