WO2020103413A1 - 无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器，无线充电器包括无线充电电路，该无线充电电路包括控制单元、发射线圈和与控制单元通信连接的第一充电电路和第二充电电路，发射线圈为五个且相互叠加，连接的三个发射线圈并联后与第一充电电电路连接，连接的两个发射线圈并联后与第二充电电路连接，控制单元接收到反馈单元发送的反馈信号，判断与手机对准的发射线圈，控制相应的开关单元导通，并输出控制信号给功率驱动单元，功率驱动单元将控制信号形成驱动信号发送到相应的发射线圈，实现对两部手机同时无线充电；且当单部手机横向或竖向放置到充电区域时实现大面积无盲区、与五个线圈中任一线圈对准随意充电，充电效率高。

Description

无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器 技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器。

背景技术

随着智能手机的出现，人们对手机的使用越来越频繁，人们对手机的喜爱也与日增强。随着手机的不断更新换代，手机的功能愈加强大，而手机电池的容量制约着智能手机的单次使用时间，反复插拔充电线不仅容易损坏充电器，也让用户感到烦恼。如果使用两种不同型号的手机就需要携带两款充电线，如此很不方便。随着无线充电技术的发展，解决了上述问题，大大方便了手机充电，使人们不需要为接口不同而烦恼。但用户在移动环境下往往会随身携带多个电子设备，如两部或两部以上 手机、平板电脑等，当两部或两部以上电子设备需要充电时，用户通常是使用无线充电器先给一部电子设备充电，待充电完，再给另一部电子设备充电，充电时间太长，且充电过程用户不能同时使用无线充电器对两部电子设备充电。针对这个问题，大部分用户会使用两个无线充电器对两个电子设备同时进行充电，携带两个无线充电器会给在移动环境下的用户 带来不便，数量多，容易丢失，且现有技术中，通过设置两路充电区域实现可为两部电子设备充电，但是每一路只有一个线圈，其充电区域有限，手机的接收线圈不易对准，而将两个发射线圈设置为一路，在单个手机充电时，很难保证发射线圈与手机完全对准，这样，手机放置时，需要放置在特定的区域上，才能进行充电。

技术问题

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器，能够在实现对两部手机充电的同时，在给单部手机充电时，充电效率高。

技术解决方案

为实现上述目的，本实用新型提供一种无线充电电路，包括电源单元、控制单元、第一充电电路、第二充电电路和发射线圈，所述发射线圈为五个且相互叠加，所述第一充电电路和第二充电电路均包括与控制单元连接的反馈单元、依次连接的谐振电容、功率驱动单元，三个连续的所述发射线圈并联后一端与第一充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第一充电电路的谐振电容、反馈单元串接，剩余的二个连续的所述发射线圈并联后一端与第二充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第二充电电路的谐振电容、反馈单元串接，每个所述发射线圈均与单个开关单元串接后与所述功率驱动单元耦接，且所述开关单元与控制单元连接，所述控制单元接收到所述反馈单元发送的反馈信号，判断与手机内的接收线圈对准的发射线圈，控制相应的开关单元导通，并输出pwm脉冲控制信号给功率驱动单元，所述功率驱动单元对控制信号进行放大后形成驱动信号发送到相应的发射线圈，对手机设备进行充电。

其中，每个所述开关单元均包括第一三极管、第二三极管、第一mos管和第二mos管，所述第一三极管的E极与电源连接、B极与通过第三电阻与第二三极管的C极连接、C极通过第一电阻与第一和第二mos管的栅极连接，且C极通过第一电阻和第二电阻与第一和第二mos管的源极连接，所述第二三极管的B极与控制单元连接、E极与地连接，所述第一mos管的漏极与所述功率放大单元连接，所述第二mos管的漏极与所述发射线圈连接。

其中，所述第一三极管为PNP三极管，所述第二三极管为NPN三极管，所述第一和第二mos管都是N性mos管。

其中，所述控制单元为CV90328B芯片。

其中，所述反馈单元包括电压反馈单元和电流反馈单元，所述第一充电电路的电压反馈电路同时与三个连续的所述发射线圈并联的一端、控制单元连接，所述第二充电电路的电压反馈电路同时与两个连续的所述发射线圈并联的一端、控制单元连接，所述第一充电电路的电流反馈电路同时与第一充电路功率放大单元、控制单元连接，所述第二充电电路的电流反馈电路同时与第二充电路功率放大单元、控制单元连接。

其中，所述功率放大单元包括驱动电路和放大电路，所述驱动单元的使能输入端与所述控制单元的使能输出端连接，所述驱动单元的输出端与所述谐振电容连接，所述驱动电路的输出端还与所述放大电路连接，所述放大电路的输出端还与电流反馈单元连接。

其中，所述驱动信号的电压大于控制信号的电压。

其中，还包括第一指示单元和第二指示单元，所述第一和第二指示单元均与和控制单元电性连接，所述第一充电电路和/或第二充电电路工作时，所述第一指示单元和/或第二指示单元亮起或者闪烁。

本实用新型还提供一种无线充电器，包括上面所述的无线充电电路，还包括壳体，所述壳体内设有空腔，上表面设有放置区，所述壳体内设有PCB电路板，所述无线充电电路设置在PCB电路板上，且所述发射线圈设置在相对与放置区的一面内，所述壳体上设有接电端口，所述接电端口通过导线与所述PCB板电连接。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供的无线充电电路及设有该无线充电电路的无线充电器，在无线充电器中设有无线充电电路，将无线充电电路设置为包括控制单元、与控制单元通信连接的第一充电电路和第二充电电路、发射线圈，第一充电电路和第二充电电路均包括与控制单元连接的反馈电路、依次连接的谐振电容和功率驱动单元，发射线圈为5个且相互叠加，三个连续的发射线圈并联后一端与第一充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第一充电电路的谐振电容、反馈单元串接，而另两个连续的发射线圈并联后一端与第二充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第二充电电路的谐振电容、反馈单元串接，每个发射线圈均与单个开关单元串接后与功率驱动单元耦接，使得控制单元接收到反馈单元发送的反馈信号，由于第一充电电路和第二充电电路具有反馈单元，因此，控制单元首先判断是一个手机充电，还是两个手机充电，接着判断与手机对准的发射线圈，控制相应的开关单元导通，并输出pwm脉冲控制信号给功率驱动单元，功率驱动单元对控制信号进行放大后形成驱动信号发送到相应的发射线圈，对手机设备进行充电，不仅可以对两部手机同时进行充电，且当单部手机进行充电时，第一充电电路中与第二充电电路叠加的五个发射线圈中任意一个发射限位正好与手部内的接收线圈对准，即可相应地对手机进行充电，大大提高的手机的充电效率，解决了单个线圈或两个线圈为一组时，两组线圈相互叠加的位置存在盲区的缺点。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的第一方框图；

图3为本实用新型的第二方框图；

图4为本实用新型的第三方框图；

图5为本实用新型的控制单元电路图；

图6为本实用新型的第一充电电路的线圈电路图；

图7为本实用新型的第二充电电路的线圈电路图；

图8为本实用新型的第二充电电路的驱动电路图；

图9为本实用新型的第二充电电路的放大电路图；

图10为本实用新型的第一指示单元电路图。

主要元件符号说明如下：

1、壳体             2、控制单元

3、反馈单元         4、电源单元

5、第一充电电路     6、第二充电电路

7、开关单元         8、线圈单元

9、功率驱动单元     10、发射线圈

13、谐振电容       14、第一指示单元

15、第二指示单元。

本发明的实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1-图5，本实用新型公开了一种无线充电器，包括壳体1，壳体1内设有空腔，上表面设有放置区11，壳体内设有PCB电路板12，无线充电电路设置在PCB电路板12上，且发射线圈10设置在相对与放置区11的一面内，壳体1上设有接电端口13，接电端口13通过导线与PCB板12电连接，该无线充电电路包括控制单元2、电源单元4和与控制单元2通信连接的第一充电电路5和第二充电电路6、发射线圈10，电源单元4为第一充电电路5、控制单元6和控制单元2供电，发射线圈10为五个且相互叠加，形成一个完整的无线充电区域，第一充电电路5和第二充电电路6均包括与控制单元2连接的反馈单元3、依次连接的谐振电容13和功率驱动单元9，三个连续的发射线圈10并联后一端与功率驱动单元9耦接、另一端与谐振电容13、反馈单元3串接，剩余的两个连续的发射线圈10并联后一端与第二充电电路的功率驱动单元9耦接、另一端与第二充电电路的谐振电容13、反馈单元3串接，每个发射线圈10均与单个开关单元7串接后与功率驱动单元9耦接，且开关单元7与控制单元2连接，控制单元2接收到第一充电电路5和第二充电电路5的反馈单元3发送的反馈信号，先判断是第一充电电路或第二充电电路的发射线圈上放置有手机，或都有放置手机，即判断是给一个手机充电还是两个手机充电，之后判断与手机对准的发射线圈，控制相应的开关单元7导通，并输出pwm脉冲信号给功率驱动单元9，功率驱动单元9对输出信号进行放大后形成驱动信号发送到相应的发射线圈10，对手机设备进行充电，设置五个发射线圈10，将三个发射线圈10为一组，两个发射线圈10为另一组，且五个发射线圈10相对叠加后设置在相对于放置区的一面内，可以实现对两部手机同时充电，当两个手机充电时，一般是将手机相对与放置区11的竖直方向放置，此时，一部手机会与三个并联的发射线圈10的任意一个对准，另一部手机会与两个并联的发射线圈10任意一个对准，而由于手机具有一定宽度的原因，放在三个并联的发射线圈10上的手机最大有效区域的发射线圈10不可能是三个并联的发射线圈10中与两个并联的发射线圈10相邻的发射线圈10，因此，良好了避免了发射线圈之间的干扰，且增大了发射线圈10的充电面积，而当给单部手机充电时，由于三个发射线圈10的其中一个发射线圈10刚好位于放置区充电区域中间位置，而手机内的接收线圈一般位于手机长度方向的中间部位，发射线圈的总体有效充电面积变大的同时，手机的接收线圈更容易与发射线圈10对准，即手机的接收线圈与第三个发射线圈正好对准，手机也可以在5个发射线圈有效充电区域内任意移动，无线充电过程都不会中断，在5个线圈有效区域内任意移动不间断无线充电，大大提高了充电效率，且方便了控制单元2的判断。

在本实施例中，参阅图2-图9，第一充电电路5和第二充电电路6均包括反馈单元3、依次连接的功率驱动单元9和谐振电容13，其中，三个连续的发射线圈10并联后与第一充电电路5的谐振电容13串接后形成第一线圈电路81，两个连续的发射线圈10并联后与第二充电电路6的谐振电容13串接后形成二线圈电路82，第一线圈电路81包括发射线圈CL1、发射线圈CL2、发射线圈CL3和谐振电容13，谐振电容13包括电容C61-64,发射线圈CL1、发射线圈CL2和发射线圈CL3并联后与谐振电容C61-64串联后与功率驱动单元9连接， 且发射线圈CL1、发射线圈CL2、发射线圈CL3分别连接一个开关单元7连接，每个开关单元7还与功率驱动单元9连接，具体地，以与发射线圈CL1连接的开关单元7为例，开关单元7包括第一三极管Q15、第二三极管Q11、第一mos管和第二mos管,第一mos管和第二mos管统称为Q3，Q3为双N mos管,第一三极管Q15的E极与电源连接、B极与通过第三电阻R89与第二三极管Q11的C极连接、C极通过第一电阻R87与Q3的栅极2脚和4脚连接，且C极通过第一电阻R87和第二电阻R81与Q3的源极1脚和3脚连接，Q3的5脚和6脚与发射线圈CL1连接，Q3的7脚和8脚通过VODR端与功率驱动单元的VODR端连接，第二三极管的B极与控制单元连接、E极与地连接，使得第一三极管的发射极持续的输入高电平，当手机与线圈CL1对准时，控制单元2的SW1端通过第二三极管的B极输入高电平，使得Q15导通，此时Q3的5-8脚均有电流通过，使得发射线圈CL1导通，发射线圈1工作，将第一三极管Q15为PNP三极管，第二三极管Q11为NPN三极管，Q3是N性mos管,以此类推，其他的发射线圈的控制方式相同，以达到控制相应发射线圈的作用。

在本实施例中，参阅图3-图10，控制单元2为CV90328B芯片，反馈单元3包括电压反馈单元和电流反馈单元33，第一充电电路5的电压反馈电路为第一电压反馈电路31,且同时与三个连续的发射线圈10并联的一端V-BACK、控制单元2连接，图5中V-BACK端到CV90328B芯片电路为第一电压反馈电路，第二充电电路6的电压反馈电路为第二电压反馈电路32，且同时与两个连续的发射线圈10并联的一端V-BACK1、控制单元2连接，与第一电压反馈电路31相似，第一充电电路5的电流反馈电路33与第一充电路5的功率放大单元7的I-OUT端连接、控制单元2的连接，如图5中I-OUT端到CV90328B芯片电路为第一充电电路5的电流反馈电路33，第二充电电路6的电流反馈电路33同时与第二充电路的功率放大单元的I-OUT1端、控制单元连接，与第一第一充电电路5的电流反馈电路33相似，第一电压反馈单元31、第二电压反馈单元32和电流反馈单元33及时地将线圈单元输出的电压、电流反馈给控制单元2，控制单元2易控制相应的发射线圈10的电路的导通和输出，无线充电效果好；而功率放大单元9包括驱动电路91和放大电路92，驱动单元91的使能端输人端PWMC与控制单元的使能输出端PWMC连接，驱动单元91的输出端与线圈电路8连接，驱动电路91的输出端还与放大电路92连接，其放大电路92的输出端还与电流反馈单元33连接，以第二充电电路为例，发射线圈CL4和CL4与谐振电容C57-C60连接后，通过端口VODM与驱动电路91和放大电路92连接，以发射线圈CL4为例，驱动单元91通过PWMC端与控制单元2的PWMC端连接，进而驱动芯片U2后通过VODM端口与放大单元92和发射线圈CL4连接，且放大单元92通过DRLO端口与控制单元2连接，开关单元7的第一MOS管和第二MOS管Q1通过VODP与放大单元92连接，且放大单元92通过I-OUT1脚与电流反馈单元33连接，而发射线圈CL4又通过V-BACK1端与第二电压反馈单元32连接，假如手机的内部接收线圈与发射线圈CL4对准，此时发射线圈CL4通过第二电压反馈单元32和电流反馈单元33将发射线圈CL4的电压及电流反馈到控制单元2中，控制单元2进行判断后，通过PWMC脚信号输出，该信号为控制信号，控制信号通过驱动单元91和放大单元92后输出驱动信号到发射线圈CL4,且驱动信号的电压大于控制信号的电压，同时，控制单元2通过SW3脚向第二三极管Q5的B极输入高电平，使得第一三极管Q7导通，进而Q1导通，开关单元7通过Q1的7脚和8脚导通放大单元92，而开关单元7通过Q1的5脚和6脚导通发射线圈CL4，使得发射线圈形成完整的回路，并对手机进行充电；还包括第一指示单元14和第二指示单元15，第一指示单元14和第二指示单元15均与和控制单元2电性连接，以第一指示单元为例，第一指示单元通过LED1端与控制单元2连接，第二指示单元15的电路与第一指示单元14的类似，第一指示单元14指示第一充电电路5的工作状态，第二指示单元15指示第二充电电路6的工作状态，第一充电电路5和/或第二充电电路6工作时，第一指示单元14和/或第二指示单元15亮起或者闪烁。

工业实用性

本实用新型的优势：

（1）设置两组充电电路和五个相互叠加的发射线圈，第一充电电路与三个连接的发射线圈连接，第二充电电路与两个连接的发射线圈连接，使得可以同时给两部手机充电，且当为单部手机充电时，充电效率更好；

（2）设有第一指示单元和第二指示单元，使得用户更好地了解手机的充电状态。

序列表自由内容

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种无线充电电路，其特征在于，包括电源单元、控制单元、第一充电电路、第二充电电路和发射线圈，所述发射线圈为五个且相互叠加，所述第一充电电路和第二充电电路均包括与控制单元连接的反馈单元、依次连接的谐振电容、功率驱动单元，三个连续的所述发射线圈并联后一端与第一充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第一充电电路的谐振电容、反馈单元串接，剩余的二个连续的所述发射线圈并联后一端与第二充电电路的功率驱动单元耦接、另一端与第二充电电路的谐振电容、反馈单元串接，每个所述发射线圈均与单个开关单元串接后与所述功率驱动单元耦接，且所述开关单元与控制单元连接，所述控制单元接收到所述反馈单元发送的反馈信号，判断与手机内的接收线圈对准的发射线圈，控制相应的开关单元导通，并输出pwm脉冲控制信号给功率驱动单元，所述功率驱动单元对控制信号进行放大后形成驱动信号发送到相应的发射线圈，对手机设备进行充电。
2. 根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，每个所述开关单元均包括第一三极管、第二三极管、第一mos管和第二mos管，所述第一三极管的E极与电源连接、B极与通过第三电阻与第二三极管的C极连接、C极通过第一电阻与第一和第二mos管的栅极连接，且C极通过第一电阻和第二电阻与第一和第二mos管的源极连接，所述第二三极管的B极与控制单元连接、E极与地连接，所述第一mos管的漏极与所述功率放大单元连接，所述第二mos管的漏极与所述发射线圈连接。
3. 根据权利要求2所述的无线充电电路，其特征在于，所述第一三极管为PNP三极管，所述第二三极管为NPN三极管，所述第一和第二mos管都是N性mos管。
4. 根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述控制单元为CV90328B芯片。
5. 根据权利要求4所述的无线充电电路，其特征在于，所述反馈单元包括电压反馈单元和电流反馈单元，所述第一充电电路的电压反馈电路同时与三个连续的所述发射线圈并联的一端、控制单元连接，所述第二充电电路的电压反馈电路同时与两个连续的所述发射线圈并联的一端、控制单元连接，所述第一充电电路的电流反馈电路同时与第一充电路功率放大单元、控制单元连接，所述第二充电电路的电流反馈电路同时与第二充电路功率放大单元、控制单元连接。
6. 根据权利要求5所述的无线充电电路，其特征在于，所述功率放大单元包括驱动电路和放大电路，所述驱动单元的使能输入端与所述控制单元的使能输出端连接，所述驱动单元的输出端与所述谐振电容连接，所述驱动电路的输出端还与所述放大电路连接，所述放大电路的输出端还与电流反馈单元连接。
7. 根据权利要求6所述的无线充电电路，其特征在于，所述驱动信号的电压大于控制信号的电压。
8. 根据权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，还包括第一指示单元和第二指示单元，所述第一和第二指示单元均与和控制单元电性连接，所述第一充电电路和/或第二充电电路工作时，所述第一指示单元和/或第二指示单元亮起或者闪烁。
9. 一种无线充电器，包括权利要求1-8任一项所述的无线充电电路，其特征在于，还包括壳体，所述壳体内设有空腔，上表面设有放置区，所述壳体内设有PCB电路板，所述无线充电电路设置在PCB电路板上，且所述发射线圈设置在相对与放置区的一面内，所述壳体上设有接电端口，所述接电端口通过导线与所述PCB板电连接。