CN216651951U - 无线加热水杯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种无线加热水杯，包括：接收线圈、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片和控制器，所述接收线圈、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片依次电连接，所述控制器的第一引脚与所述谐振补偿电路的控制端连接，所述控制器的第二引脚与所述输出开关电路的控制端连接，所述整流滤波电路为所述控制器供电。本实用新型可利用给手机充电的无线充电设备给本实用新型中的水杯加热，无需内装电池或外接电源供电，更加安全可靠，此外也无按键操作，放在无线充电器上通过电磁感应即可实现加热。

Description

无线加热水杯
技术领域
本实用新型涉及水杯领域，特别涉及一种无线加热水杯。
背景技术
现有技术中的电加热水平，需要内装电池或外接有线电源线供电，会有安全隐患，此外加热时还需要手动按键、插拔插头等操作，给用户使用带来不便。
实用新型内容
本实用新型提供了一种无线加热水杯，以解决至少一个上述技术问题。
为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种无线加热水杯，包括：接收线圈、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片和控制器，所述接收线圈、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片依次电连接，所述控制器的第一引脚与所述谐振补偿电路的控制端连接，所述控制器的第二引脚与所述输出开关电路的控制端连接，所述整流滤波电路为所述控制器供电。
优选地，所述谐振补偿电路包括第一电容、第一MOS管、第二MOS管，所述第一电容与所述接收线圈构成LC振荡电路，所述第一电容通过第二电容与所述第一MOS管的漏极连接，所述第二电容通过第三电容与所述第二MOS管的漏极连接，所述第一MOS管、第二MOS管的源极均接地，所述第一MOS管、第二MOS管的栅极均与所述控制器的第一引脚连接。
优选地，所述整流滤波电路是由四个二极管构成的桥式整流全波整流电路。
优选地，所述整流滤波电路的输出端连接有电阻分压式电压检测电路，所述电阻分压式电压检测电路与所述控制器的电压检测引脚连接。
优选地，所述输出开关电路包括第三MOS管和三极管，所述整流滤波电路的输出端与所述第三MOS管的源极及所述三极管的集电极连接，所述三极管的基极与所述控制器的第二引脚连接，所述第三MOS管的漏极向所述发热片供电。
优选地，所述发热片为陶瓷发热片或FPC发热片。
优选地，所述无线加热水杯还包括与所述发热片连接的电流检测电路，所述电流检测电路的输出端与所述控制器的电流检测引脚连接。
优选地，所述无线加热水杯还包括用于检测所述无线加热水杯的水温的温度检测电路，所述温度检测电路与所述控制器的温度检测引脚连接。
优选地，所述温度检测电路中的传感元件为热敏电阻。
由于采用了上述技术方案，本实用新型可利用给手机充电的无线充电设备给本实用新型中的水杯加热，无需内装电池或外接电源供电，更加安全可靠，此外也无按键操作，放在无线充电器上通过电磁感应即可实现加热。
附图说明
图1示意性地示出了本实用新型的电路原理图一；
图2示意性地示出了本实用新型的电路原理图二。
具体实施方式
以下对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本实用新型的一个方面，提供了一种无线加热水杯，包括：接收线圈L1、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片J1和控制器U1，所述接收线圈L1、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片J1依次电连接，所述控制器U1的第一引脚PWM与所述谐振补偿电路的控制端连接，所述控制器U1的第二引脚EN与所述输出开关电路的控制端连接，所述整流滤波电路为所述控制器U1供电。
其中，本实用新型采用3.3V稳压管将直流电源VBUS转换成3.3V电压供给控制器U1CA51F351，控制器U1负责谐振补偿电路的控制调节、发热片电源开关的控制和水温温度检测。
优选地，所述谐振补偿电路包括第一电容C1、第一MOS管Q2、第二MOS管Q3，所述第一电容C1与所述接收线圈L1构成LC振荡电路，所述第一电容C1通过第二电容C7与所述第一MOS管Q2的漏极连接，所述第二电容C7通过第三电容C8与所述第二MOS管Q3的漏极连接，所述第一MOS管Q2、第二MOS管Q3的源极均接地，所述第一MOS管Q2、第二MOS管Q3的栅极均与所述控制器U1的第一引脚PWM连接。其中，接收线圈L1与电容C1级成LC振荡电路，并与谐振补偿电路C7,C8,Q2,Q3组成耦合谐振电路。谐振补偿电路是通过控制器调节PWM的频率使得电路处于谐振状态，当F＝1/(2π√LC)，电路处于谐振状态，这属于现有技术在此不再赘述。当耦合谐振电路与无线充电发射端的耦合谐振电路都处于谐振状态时，耦合谐振电路就获取了无线充电发射端传输过来的高频交流电。
优选地，所述整流滤波电路是由四个二极管D1构成的桥式整流全波整流电路。在耦合谐振电路获取高频交流电后，通过4个二极管D1组成桥式整流电路进行全波整流，再经过三个0.22uF电容C3、C4、C5滤波得到直流电源VBUS，为控制器和发热片供电。
优选地，所述整流滤波电路的输出端连接有电阻分压式电压检测电路，所述电阻分压式电压检测电路与所述控制器U1的电压检测引脚V_DET连接。其中，电阻R2与R4组成串联分压电路，控制器检测R4的电压V_DET可得到电压VBUS的值，根据这个数值与预定值之间的大小判断欠压、过压还是正常，这属于现有技术在此不再赘述，电容C6用于滤掉V_DET上的纹波等干扰信号，R3为假负载电阻，防止空载时VBUS电压不稳定和电压虚高。
优选地，所述输出开关电路包括第三MOS管Q1和三极管Q4，所述整流滤波电路的输出端与所述第三MOS管Q1的源极及所述三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极与所述控制器的第二引脚EN连接，所述第三MOS管Q1的漏极向所述发热片J1供电。其中，通过一个NPN型三极管Q4控制P沟道MOS管Q1的导通与截止来控制电源输出与断开，从而控制发热片加热与停止加热。当控制器输出EN信号为高电平时，Q4处于饱和导通状态，Q1栅极电压接近0V，VGS电压大于导通电压，Q1处于导通状态，VOUT输出电压等于VBUS，发热片开始加热；当控制器输出EN信号为低电平时，Q4处于截止状态，Q1栅极因上拉电阻R6而使VGS电压小于导通电压，Q1处于截止状态，VOUT为0V，发热片停止加热。
优选地，所述发热片J1为陶瓷发热片或FPC发热片。发热片等效于一个纯电阻，两端加电压时会发热，产生热量。优选地，所述无线加热水杯还包括与所述发热片J1连接的电流检测电路，所述电流检测电路的输出端与所述控制器U1的电流检测引脚I_DET连接。发热片与R5组成串联分压电路，控制器检测R5的电压I_DET，根据欧姆定律I＝U/R计算出R5的电流，再根据串联分压原理，串联电路中各电阻上的电流相等，从而得出发热片上的电流，控制器根据发热片上的电流大小判断过流还是正常，这属于现有技术在此不再赘述。电阻R1与电容C2组成RC滤波电路，用于滤掉I_DET上的纹波等干扰信号。
优选地，所述无线加热水杯还包括用于检测所述无线加热水杯的水温的温度检测电路，所述温度检测电路与所述控制器U1的温度检测引脚NTC_DET连接。优选地，所述温度检测电路中的传感元件为热敏电阻。NTC热敏电阻具有阻值随温度上升呈指数关系减小的特点，利用这个特点，用NTC热敏电阻NTC1与电阻R11组成分压电路，不同的温度时NTC1上会得到不同的分压电压NTC_DET，即可根据电阻得出温度。
本实用新型中，接收线圈、电路板和发热片放在杯子底部，接收线圈和发热片与线路板连接，发热片可以是陶瓷发热片也可以是FPC发热片。水杯内胆可为陶瓷或不锈钢。通过接收线圈与无线充电器通信，将磁能转化为电能，通过控制器控制开关电路使发热片工作。在一个优选的实施例中，温度探头可以探测水杯的温度，水温到达55度时，停止加热，进入低功耗模式。当水温低于45℃时，重新加热。
由于采用了上述技术方案，本实用新型可利用给手机充电的无线充电设备给本实用新型中的水杯加热，无需内装电池或外接电源供电，更加安全可靠，此外也无按键操作，放在无线充电器上通过电磁感应即可实现加热。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线加热水杯，其特征在于，包括：接收线圈(L1)、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片(J1)和控制器(U1)，所述接收线圈(L1)、谐振补偿电路、整流滤波电路、输出开关电路、发热片(J1)依次电连接，所述控制器(U1)的第一引脚(PWM)与所述谐振补偿电路的控制端连接，所述控制器(U1)的第二引脚(EN)与所述输出开关电路的控制端连接，所述整流滤波电路为所述控制器(U1)供电。
2.根据权利要求1所述的无线加热水杯，其特征在于，所述谐振补偿电路包括第一电容(C1)、第一MOS管(Q2)、第二MOS管(Q3)，所述第一电容(C1)与所述接收线圈(L1)构成LC振荡电路，所述第一电容(C1)通过第二电容(C7)与所述第一MOS管(Q2)的漏极连接，所述第二电容(C7)通过第三电容(C8)与所述第二MOS管(Q3)的漏极连接，所述第一MOS管(Q2)、第二MOS管(Q3)的源极均接地，所述第一MOS管(Q2)、第二MOS管(Q3)的栅极均与所述控制器(U1)的第一引脚(PWM)连接。
3.根据权利要求2所述的无线加热水杯，其特征在于，所述整流滤波电路是由四个二极管(D1)构成的桥式整流全波整流电路。
4.根据权利要求3所述的无线加热水杯，其特征在于，所述整流滤波电路的输出端连接有电阻分压式电压检测电路，所述电阻分压式电压检测电路与所述控制器(U1)的电压检测引脚(V_DET)连接。
5.根据权利要求3所述的无线加热水杯，其特征在于，所述输出开关电路包括第三MOS管(Q1)和三极管(Q4)，所述整流滤波电路的输出端与所述第三MOS管(Q1)的源极及所述三极管(Q4)的集电极连接，所述三极管(Q4)的基极与所述控制器的第二引脚(EN)连接，所述第三MOS管(Q1)的漏极向所述发热片(J1)供电。
6.根据权利要求5所述的无线加热水杯，其特征在于，所述发热片(J1)为陶瓷发热片或FPC发热片。
7.根据权利要求5所述的无线加热水杯，其特征在于，所述无线加热水杯还包括与所述发热片(J1)连接的电流检测电路，所述电流检测电路的输出端与所述控制器(U1)的电流检测引脚(I_DET)连接。
8.根据权利要求5所述的无线加热水杯，其特征在于，所述无线加热水杯还包括用于检测所述无线加热水杯的水温的温度检测电路，所述温度检测电路与所述控制器(U1)的温度检测引脚(NTC_DET)连接。
9.根据权利要求8所述的无线加热水杯，其特征在于，所述温度检测电路中的传感元件为热敏电阻。
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