CN207868852U - 适配器及无线充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适配器及无线充电设备，所述适配器包括整流滤波电路；还包括与整流滤波电路连接的控制电路；控制电路将所述直流电转换成用于无线充电的驱动信号；所述控制电路包括逆变电路、控制芯片及采样电路；所述整流滤波电路与逆变电路及控制芯片分别连接；所述采样电路与控制芯片连接。本实用新型所述的适配器及无线充电设备的适配器分别是通过将整流滤波电路及控制电路集成在适配器结构中；然后再将控制电路和适配器电路集成并进行优化，实现可直接将市电在整流滤波后，再变压得到所需的AC信号，利用AC信号驱动线圈发射无线充电需要的磁场，与现有技术相比本实用新型所述的适配器电流转换的次数少，因此充电的效率较高。

Description

适配器及无线充电设备

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体涉及一种高效率的适配器及包括该适配器的无线充电设备。

背景技术

无线充电无论是基于电磁感应还是磁共振，一般有两种供电或者输入方式，一是适配器输出直流经由普通传输线提供给无线充电模块，另外一种则是适配器输出直流经由无线充电控制电路，转化为符合目标的交流信号，通过特定的交流传输线驱动发射线圈。

传统的适配器可以将市电转化为恒压直流输出，常见如5V/9V /12V等，一般包括整流滤波电路、开关控制电路及高频整流滤波等，考虑到各环节损失，整体效率往往低于80％，而无线充电的电路主要包含桥式逆变电路，其效率一般为90％左右，则无线充电在磁路耦合之前，已经损失了近30％的能量，这部分能量往往会转化为热量，若要提高无线充电的功率，必须合理解决效率不高所带来的散热问题，并且也符合绿色环保的趋势。

现有的无线充电模块通常采用直流输入的模式(如申请号为 CN201620751999.8公开的一种无线充电输出装置)，然后经由桥式逆变器将直流电转化为交流，主控单元通过接收通信模组解调的接收端信号以及发射端的采样电流和电压参数，产生相应的控制信号来驱动逆变器做出相应的变化；该技术方案无法直接使用市电进行无线充电。或者，为了解决不能直接利用市电进行无线充电的问题，现有技术已经出现在常规的AC-DC适配器中引入无线充电模块的技术方案 (如申请号为CN201420356818.2公开的一种电源适配器)，但其仅仅是将适配器与无线充电模块在机械架构上的简单组合，而缺少控制方面的集成和优化，并且适配器部分电流的转换形式为AC(交流) -DC(直流)-AC(直流)-DC(直流)，该适配器的电流转换仍为传统的方式，因此无线充电部分的电压转换方面仍然基于传统直流输出的电压，因而并不能提高系统效率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种充电效率高的适配器及包含该适配器的无线充电设备。

一种适配器，包括整流滤波电路，所述整流滤波电路用于将交流电整流成直流电；还包括与整流滤波电路连接的控制电路；控制电路将所述直流电转换成用于无线充电的驱动信号；

所述控制电路包括逆变电路、控制芯片及采样电路；所述整流滤波电路与逆变电路及控制芯片分别连接；所述采样电路与控制芯片连接；

所述整流滤波电路还用于将直流电分别发送至逆变电路与控制芯片；逆变电路用于将直流电转化为驱动信号；所述采样电路用于生成采样信号，并将采样信号发送至控制芯片；控制芯片用于产生控制逆变电路的控制信号。

优选地，所述逆变电路包括开关模块及高频变压模块，所述开关模块与整流滤波电路、控制芯片连接及高频变压模块分别连接。

优选地，所述开关模块包括开关管及与开关管连接的信号驱动器；所述开关管与整流滤波电路及高频变压模块分别连接；所述信号驱动器与开关管及控制芯片分别连接。

优选地，所述开关模块为PWM(脉冲调制)控制的数字型开关电路，该开关模块包括开关管及与开关管连接的PWM信号驱动器；所述开关管与整流滤波电路及高频变压模块分别连接；所述PWM信号驱动器与开关管及控制芯片分别连接；所述控制芯片产生的控制信号为PWM信号。

优选地，所述控制电路还包括降压电路；所述降压电路与控制芯片串联且与逆变电路并联。

优选地，所述采样电路还包括第一采样电路、第二采样电路及转换器；所述第一采样电路第二采样电路并联于转换器；所述转换器将第一采样电路采集的信号与第二采集电路采集的信号进行转换之后发送至控制芯片。

本实用新型还提供一种无线充电设备，包括线圈，其特征在于：还包适配器；所述线圈与适配器连接，所述适配器为以上所述的适配器；所述适配器的逆变电路与所述线圈连接；逆变电路将直流电转化为驱动信号；所述驱动信号用于驱动线圈产生交变磁场。

优选地，所述适配器的采样电路与所述线圈连接；所述采样电路的第一采样电路串联在线圈回路中。

优选地，还包括交流连接器；所述交流连接器包括第一连接部与第二连接部；所述第一连接部安装于适配器，所述第二连接部安装于线圈。

优选地，还包括插头；所述插头连固接于适配器。

优选地，还包括插头与交流传输电线，所述交流传输电线包括两个连接端；该两个连接端分别与插头及适配器相连。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过将控制电路及整流滤波电路均集成于适配器内，用于无线充电的驱动信号的控制电路整合于适配器中，适配器接入市电后通过整流滤波电路将交流电整流成直流电；然后通过逆变电路将其从整流滤波电路中获取的直流电逆变成驱动信号，与现有技术相比，本实用新型所述的适配器可接利用市电转换成可用于无线充电的驱动信号的过程中电流的转换次数少，因此可以减少电量转化为热量。所述本实用新型提供的适配器及包含该适配器的无线充电设备在将市电进行整流滤波后，直接变压得到所需的驱动信号，利用该驱动信号来驱动线圈产生充电需要的交变磁场，因此适配器及包含该适配器的无线充电设备具有较高的充电效率。

附图说明

图1为本实用新型中一种无线充电设备示意图之一；

图2为本实用新型中一种无线充电设备示意图之二；

图3为本实用新型中一种无线充电设备示意图之三；

图4为本实用新型中一种适配器模块图；

图5为本实用新型中一种适配器电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

参照图1、图2及图3，本实用新型的实施例中提供本实用新型还提供一种无线充电设备，包括适配器1及线圈2。所述线圈2与适配器1连接。所述线圈2的数量可为一个、两个或者两个以上。具体数量可根据实际需要设定。

结合参照图4与图5，本实施中所述的一种适配器1，包括整流滤波电路10及与整流滤波电路10连接的控制电路11。所述整流滤波电路10用于将交流电整流成直流电，具体的，所述整流滤波电路 10是将市电进行整流过滤成直流电，并将该直流电用于控制电路11。需要说明的是，所述适配器1可为作为移动设备的充电设备的适配器 1，优选地，可作为无线充电设备的适配器1。所述驱动信号用于驱动线圈2产生交变磁场。

所述控制电路11将所述直流电转换成用于无线充电的驱动信号。所述驱动信号可为AC信号(高频交流电)。所述控制电路11 包括逆变电路111、控制芯片112及采样电路113。所述整流滤波电路10与逆变电路111及控制芯片112分别连接，所述整流滤波电路 10传输出来的直流点分别传输至控制芯片112及逆变电路111。具体的，所述逆变电路111将其接收的直流电转换成所述驱动信号。控制芯片112用于产生控制逆变电路111的控制信号。

所述适配器1的逆变电路111与所述线圈2连接。所述逆变电路111包括开关模块1111及高频变压模块1112，所述开关模块1111与整流滤波电路10、控制芯片112连接及高频变压模块1112分别连接。所述高频变压模块1112优选具有电气隔离性能的变压器。优选的，开关模块1111的控制端接在控制芯片112相应的输出端，开关模块 1111的输入端接在高频变压模块1112的初级线圈侧的一端。所述逆变电路111可根据所述控制信号产生预定的驱动信号；所述预定的驱动信号可根据无线充电设备所需高频交流电。

作为一个优选的实施例，所述开关模块1111包括开关管1111a 及与开关管1111a连接的信号驱动器1111b；所述开关管1111a与整流滤波电路10及高频变压模块1112分别连接；所述信号驱动器1111b 与开关管1111a及控制芯片112分别连接。

作为另一个优选的实施例，所述开关模块1111还可以为PWM 控制的数字型开关电路，该开关模块1111包括开关管1111a及与开关管1111a连接的PWM信号驱动器1111b；所述开关管1111a与整流滤波电路10及高频变压模块1112分别连接；所述PWM信号驱动器1111b与开关管1111a及控制芯片112分别连接；所述控制芯片 112产生的控制信号为PWM信号。PWM信号通过信号驱动器1111b 或者PWM信号驱动器1111b来进行开关管1111a的驱动。所述信号驱动器1111b或者PWM信号驱动器1111b具有电气隔离功能，优选数字光耦合器件，也可以考虑采用数字磁耦合器件等。选择合适的电路元件参数，可得到符合无线充电标准的线圈2电压和频率。需要说明的是，所述控制芯片112产生用于控制开关模块1111的PWM信号，包括频率、占空比等信息，在监测和读取功率调整数字信号的基础上，计算当前输出功率与下一步需要输出的功率，同时负责判断有无接收设备以及异物检测。

作为另一个优选的实施例，所述控制电路11还包括降压电路 114；所述降压电路114与控制芯片112串联且与逆变电路111并联。所述降压电路114用于将直流电进行降压并为控制芯片112供电。

作为另一个优选的实施例，所述控制电路11还包括通信电路 115；所述通信电路与控制芯片112连接。通信电路遵照无线充电通信协议和接收模组进行通信。所述通信协议包括但不限于WPC的Qi 协议。通信电路用于解调接收端发送的功率调整数字信号，然后将解调后功率调整数字信号的输入控制芯片112以进行下一步控制。

所述采样电路113与控制芯片112连接。所述采样电路113用于生成采样信号，并将采样信号发送至控制芯片112。所述控制芯片112 根据所述采样信号计算当前输出功率与下一步需要输出的功率，同时负责判断有无接收设备以及异物检测。所述采样电路113还包括第一采样电路1131、第二采样电路1132及转换器1133；所述第一采样电路1131第二采样电路1132并联于转换器；所述转换器还与控制芯片 112串联。需要说明的是，所述第一采样电路1131可为电流采样电路，所述第二采样电路1132可为电压采样电路。所述转换器1133可为A/D转换器(Digital Analog Converter，数字模拟信号转换器)。电流采样电路串联在线圈回路中，经R1转化为电压信号，通过放大电路输出到A/D转换器。电压采样电路这使用分压电阻网络R2和R3，电压信号经放大器输出到A/D转换器，优选12位高精度A/D转换器，以得到高精度的采样信号，输出到主控芯片进行计算调节。

优选的，所述适配器1的采样电路113与所述线圈2连接；所述采样电路113的第一采样电路1131串联在线圈2回路中。

作为另一较佳实施例，参照图1，所述无线充电设备还可以包括交流连接器3；所述交流连接器包括第一连接部31与第二连接部32。所述第一连接部31安装于适配器1，所述第二连接部32安装于线圈 2。当然所述线圈2与适配器1还可通过导线连接。

作为另一较佳实施例，参照图2，还包括插头4；所述插头4连固接于适配器1。所述插头4用于连接市电的插座。

作为另一较佳实施例，参照图3，还包括插头4与交流传输电线 5，所述交流传输电线5包括两个连接端；该两个连接端分别与插头 4及适配器1相连。

需要说明的是以上所述的控制芯片可采用STM32系列的芯片或者类似芯片。以上所述高频变压模块1112可以包括IR2110类型或者类似型号的隔离驱动器件。以上所述信号驱动器1111b的型号可为 AD9851或者类似型号。

综上所述，本实用新型所述的适配器1及无线充电设备的适配器 1分别是通过将整流滤波电路10及控制电路11集成在适配器1结构中；然后再将控制电路11和适配器1电路集成并进行优化，实现可直接将市电在整流滤波后，再变压得到所需的AC信号(驱动信号，或者高频交流电)，利用AC信号驱动线圈2发射无线充电需要的交变磁场，与现有技术相比本实用新型所述的适配器1电流转换的次数少，因此充电的效率较高。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

需要说明的是：以上所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。实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

Claims (10)

1.一种适配器，包括整流滤波电路，所述整流滤波电路用于将交流电整流成直流电；其特征在于：还包括与整流滤波电路连接的控制电路；控制电路将所述直流电转换成用于无线充电的驱动信号；

所述控制电路包括逆变电路、控制芯片及采样电路；所述整流滤波电路与逆变电路及控制芯片分别连接；所述采样电路与控制芯片连接；

所述整流滤波电路还用于将直流电分别发送至逆变电路与控制芯片；逆变电路用于将直流电转化为驱动信号；所述采样电路用于生成采样信号，并将采样信号发送至控制芯片；控制芯片用于产生控制逆变电路的控制信号。

2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述逆变电路包括开关模块及高频变压模块，所述开关模块与整流滤波电路、控制芯片连接及高频变压模块分别连接。

3.根据权利要求2所述的适配器，其特征在于：所述开关模块包括开关管及与开关管连接的信号驱动器；所述开关管与整流滤波电路及高频变压模块分别连接；所述信号驱动器与开关管及控制芯片分别连接。

4.根据权利要求2所述的适配器，其特征在于：所述开关模块为PWM控制的数字型开关电路，该开关模块包括开关管及与开关管连接的PWM信号驱动器；所述开关管与整流滤波电路及高频变压模块分别连接；所述PWM信号驱动器与开关管及控制芯片分别连接；所述控制芯片产生的控制信号为PWM信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的适配器，其特征在于：所述控制电路还包括降压电路；所述降压电路与控制芯片串联且与逆变电路并联。

6.根据权利要求1-4任一项所述的适配器，其特征在于：所述采样电路还包括第一采样电路、第二采样电路及转换器；所述第一采样电路第二采样电路并联于转换器；所述转换器将第一采样电路采集的信号与第二采集电路采集的信号进行转换之后发送至控制芯片。

7.一种无线充电设备，包括线圈，其特征在于：还包适配器；所述线圈与适配器连接，所述适配器为权利要求1-4任一项所述的适配器；所述适配器的逆变电路与所述线圈连接；逆变电路将直流电转化为驱动信号；所述驱动信号用于驱动线圈产生交变磁场。

8.根据权利要求7所述的无线充电设备，其特征在于，所述适配器的采样电路与所述线圈连接；所述采样电路的第一采样电路串联在线圈回路中。

9.根据权利要求7所述的无线充电设备，其特征在于，还包括交流连接器；所述交流连接器包括第一连接部与第二连接部；所述第一连接部安装于适配器，所述第二连接部安装于线圈。

10.根据权利要求7、8或9任一项所述的无线充电设备，其特征在于，还包括插头；所述插头连固接于适配器；或者所述插头与适配器通过交流传输电线相连。