CN207896744U - 一种无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线充电装置，包括电能发送端、电能接收端和单片机，所述电能发送端包括220V交流电源模块和发射线圈，所述单片机通过线圈驱动模块驱动发射线圈，所述电能接收端包括相连的接收线圈、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器与单片机相连，所述电能发送端还包括与单片机相连的RFID射频识别模块，所述无线充电装置还包括设置在待充电设备上的RFID电子标签，所述接收线圈通过充电模块为待充电设备进行充电。避免待充电设备和充电器型号不匹配等问题而造成的无法充电的现象；进一步的，实现对充电状态的监控，提高无线充电的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线充电装置。
背景技术
当前的大部分充电器，例如数码相机的有线 USB充电器和手机有线充电器，都是通过金属电线直接连接的方式来给设备内置电池进行充电，然而，这种接触式充电方式有很多不方便的地方，比如，频繁的插拔很容易造成损坏、插拔过程中存在触电的危险。而非接触式的无线充电方式很好地解决了这些问题，其优势在于无需金属导线的连接即可对电子设备进行自动充电，其便捷性和通用性极大地满足了广大用户的需求。
现有设计中，由于待充电设备和充电器型号多样化，容易出现待充电设备和充电器不匹配等问题，从而造成无法充电的现象。另外，在充电过程中，无法实现对充电状态的监控，存在安全隐患。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种无线充电装置，避免待充电设备和充电器型号不匹配等问题而造成的无法充电的现象；进一步的，实现对充电状态的监控，提高无线充电的安全性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种无线充电装置，包括电能发送端、电能接收端和单片机，所述电能发送端包括220V交流电源模块和发射线圈，所述单片机通过线圈驱动模块驱动发射线圈，所述电能接收端包括相连的接收线圈、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器与单片机相连，所述电能发送端还包括与单片机相连的RFID射频识别模块，所述无线充电装置还包括设置在待充电设备上的RFID电子标签，所述接收线圈通过充电模块为待充电设备进行充电。
优选，所述无线充电装置还包括监测模块，所述监测模块包括报警器和用于采集待充电设备温度的温度传感器，所述温度传感器与单片机相连。
优选，所述无线充电装置还包括与单片机相连的显示器。
优选，所述接收线圈和DC/DC转换器之间顺次设置有整流电路和滤波电路，所述单片机顺次通过A/D转换器和蓝牙模块与显示器相连。
优选，所述线圈驱动模块是IR2110。
优选，所述监测模块还包括与单片机相连的PCF8591电压采集模块。
优选，所述电能接收端采用BQ51013芯片。
优选，所述单片机是AT89C51，所述温度传感器的型号是DS18B20，所述显示器是LCD12864，所述RFID射频识别模块是MFRC-522 RFID模块。
本实用新型的有益效果是：
第一、本发明的无线充电装置利用磁共振原理来获取电能，相较市场上的无线充电器具有获得能量高、传输距离远、自由性更高的优点。不仅仅可以投入到家庭、单位工作等小场合中应用，还可以投入到餐厅、购物中心等公共场合中推广使用，可真正实现充电自由化，充电过程将更加简单便捷。
第二、通过RFID射频识别模块和RFID电子标签的相互配合可以快速判断待充电设备是否是有效设备，实现待充电设备和充电器的快速匹配，保证了充电过程的正常有效进行，提高了充电识别的准确性。
第三、充电过程中，通过DS18B20对环境温度进行采集，并将数字值通过接口线传递给单片机，当采集到的温度不在预留值范围内时，系统将自动断电并发出警报，确保充电的安全性；通过PCF8591电压采集模块进行模数转换，将无线充电的模拟量电压转变为数字量电压，实时监控充电状态，当电压超过一定值时，系统将自动断电并警报，提高了系统的安全性。充电过程更加人性化、智能化。
附图说明
图1是本实用新型一种无线充电装置的结构框图；
图2是本实用新型电能发送端的结构框图；
图3是本实用新型电能接收端的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1-3所示，一种无线充电装置，包括电能发送端、电能接收端和单片机，所述电能发送端包括220V交流电源模块和发射线圈，所述单片机通过线圈驱动模块驱动发射线圈，所述电能接收端包括相连的接收线圈、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器与单片机相连，所述电能发送端还包括与单片机相连的RFID射频识别模块，所述无线充电装置还包括设置在待充电设备上的RFID电子标签，RFID电子标签是附着在有效待充电设备上供RFID射频识别模块识别判断该设备是否可以进行充电。所述接收线圈通过充电模块为待充电设备进行充电。
其中，电源部分由220V交流电源提供，经过高频逆变之后在发射线圈模块产生高频交流电，交变电流产生变化的磁场发射出去，接收线圈模块通过电磁感应耦合接收到发射线圈发射的能量，经过整流变换之后给充电模块，其充电模块可选用现有无线充电设备的充电模块即可。利用RFID射频识别技术，识别有效充电设备表面的电子标签，识别成功后再给待充电设备无线充电。如图2所示，220V交流电源模块通过电源降压模块与单片机相连。
优选，所述无线充电装置还包括监测模块，所述监测模块包括报警器和用于采集待充电设备温度的温度传感器，所述温度传感器与单片机相连。所述无线充电装置还包括与单片机相连的显示器，比如，所述显示器是LCD12864，以LCD12864为人机交互界面，实现了电池充电状态的可视化、图形化，同时利用声光报警提醒充电完毕。通过LCD12864显示屏，可以看到充电设备是否识别为有效待充电设备、充电时间、充电安全等级、充电时温度等信息。
优选，所述接收线圈和DC/DC转换器之间顺次设置有整流电路和滤波电路，其中，整流电路和滤波电路均是现有技术，在此不再赘述。所述单片机顺次通过A/D转换器和蓝牙模块与显示器相连，蓝牙模块主要是通信作用，将设备充电时的状态反馈给显示器，便于人们及时查看充电状态。
优选，所述线圈驱动模块是IR2110，即线圈驱动模块是一种双通道、栅极驱动、器件的单片式集成驱动模块IR2110，每个 IR2110 能同时驱动2个开关管，在芯片中采用了高度集成的电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器件的要求，同时提高了驱动电路的可靠性。
优选，所述监测模块还包括与单片机相连的PCF8591电压采集模块，通过PCF8591电压采集模块进行模数转换，将无线充电的模拟量电压转变为数字量电压，实时监控充电状态，当电压超过一定值时，系统将自动断电并警报，提高了系统的安全性。充电过程更加人性化、智能化。
优选，所述电能接收端采用BQ51013芯片，采用TI公司的BQ51013无线充电接收芯片，通过设计外围硬件电路，实现安全、简捷的快速充电。BQ51013接收器集成电路(IC)通过小型1.9毫米x3毫米WCSP封装将电压调节与全面无线电源控制技术进行了完美整合。该电路既支持高达5W的输出电源，可实现效率达93%的AC/DC电源转换，又是接收器线圈与系统之间所需的唯一IC。
优选，所述单片机是AT89C51，所述温度传感器的型号是DS18B20，充电过程中，通过DS18B20对环境温度进行采集，并将数字值通过接口线传递给单片机，当采集到的温度不在预留值范围内时，系统将自动断电并发出警报，确保充电的安全性。
优选，所述RFID射频识别模块是MFRC-522 RFID模块，MFRC-522 RFID模块主要用于识别当前设备是否是有效待充电设备，当贴有相对应电子标签的手机靠近充电器端时，就能完成身份验证，顺利的完成充电。以单片机为核心，一方面要读取RFID电子标签的信息来判断当前设备是否是有效待充电设备，另一方面在判断为有效待充电设备后驱动线圈发送一定频率的信号。
本发明的无线充电装置利用磁共振原理来获取电能，相较市场上的无线充电器具有获得能量高、传输距离远、自由性更高的优点。不仅仅可以投入到家庭、单位工作等小场合中应用，还可以投入到餐厅、购物中心等公共场合中推广使用，可真正实现充电自由化，充电过程将更加简单便捷。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种无线充电装置，包括电能发送端、电能接收端和单片机，所述电能发送端包括220V交流电源模块和发射线圈，所述单片机通过线圈驱动模块驱动发射线圈，所述电能接收端包括相连的接收线圈、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器与单片机相连，其特征在于，所述电能发送端还包括与单片机相连的RFID射频识别模块，所述无线充电装置还包括设置在待充电设备上的RFID电子标签，所述接收线圈通过充电模块为待充电设备进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括监测模块，所述监测模块包括报警器和用于采集待充电设备温度的温度传感器，所述温度传感器与单片机相连。
3.根据权利要求2所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括与单片机相连的显示器。
4.根据权利要求3所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述接收线圈和DC/DC转换器之间顺次设置有整流电路和滤波电路，所述单片机顺次通过A/D转换器和蓝牙模块与显示器相连。
5.根据权利要求2所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述线圈驱动模块是IR2110。
6.根据权利要求2所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述监测模块还包括与单片机相连的PCF8591电压采集模块。
7.根据权利要求5所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述电能接收端采用BQ51013芯片。
8.根据权利要求3所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述单片机是AT89C51，所述温度传感器的型号是DS18B20，所述显示器是LCD12864，所述RFID射频识别模块是MFRC-522RFID模块。
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| CN112656049A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-16 | 深圳市基克纳科技有限公司 | 电子烟的交互方法、装置和电子烟 |
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