一种无线充电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线充电装置，包括供电端和充电端，所述供电端包括电源电路，连接电源电路的高频振荡电路，连接高频振荡电路的高频功率放大电路，以及连接高频功率放大电路的高频发射线圈；所述充电端包括高频接收线圈，连接高频接收线圈的高频整流滤波电路以及连接高频整流滤波电路的负载单元；所述高频振荡电路包括NE555构成的占空比可调脉冲电路。本实用新型电路简单，节约资源，且输出电流较大，可直接推动多种自动控制的负载；同时计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜；可见其高效合理性。
【专利说明】
一种无线充电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种充电装置，尤其涉及一种无线充电装置。
【背景技术】
[0002]自1840年科学家揭示出电磁感应现象，到麦克斯韦建立的经典的麦克斯韦电磁方程组，用其数学理论建立了完整的电磁场理论，电磁场不但能携带信号用于信息的传输，同时电磁场也携带有能量。因而人们就开始设想通过采用电磁场的方式来实现能量的无线传输。无线电能传输技术大致可分为三类:1.电磁感应方式；2.微波或激光形式；3.电磁谐振耦合式。这三种无线充电方式中，电磁感应式是目前最为成熟的技术，其原理是利用发射端线圈和接收端线圈之间的电磁感应原理实现电能的无线传输，即发射端提供的电源将电能转换为磁场能量，然后通过接收端线圈将磁能转换为电能，给待充电设备提供充电能量。目前电磁感应无线电能传输普遍存在的问题是传输距离有限、传输效率较低，普遍还不够成熟。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种利用电磁感应耦合原理实现电能高效无线传输的充电装置。
[0004]本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种无线充电装置，包括供电端和充电端，所述供电端包括电源电路，连接电源电路的闻频振荡电路，连接闻频振荡电路的闻频功率放大电路，以及连接闻频功率放大电路的高频发射线圈；所述充电端包括高频接收线圈，连接高频接收线圈的高频整流滤波电路以及连接闻频整流滤波电路的负载单兀；所述闻频振荡电路包括NE555构成的占空比可调脉冲电路。
[0006]作为上述方案的进一步改进，所述高频振荡电路包括NE555构成的占空比可调脉冲电路。
[0007]作为上述方案的进一步改进,所述高频功率放大电路包括作为功放元件的场效应管。
[0008]作为上述方案的进一步改进，所述高频发射线圈及高频接收线圈为螺线管线圈。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的无线充电装置，其高频振荡电路包采用NE555构成占空比可调脉冲振荡电路取代有源晶振构成高频振荡器，频率在一定的范围内可调，且只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉冲信号，电路简单，节约资源；且输出电流较大，可直接推动多种自动控制的负载；同时计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜；可见其高效合理性；此外，本实用新型可以采用场效应管作为功放元件，功耗低于开关三极管，驱动功率小，使用方便且驱动电路比较简单，不容易失真，并联使用而不会出现电流分配不均，解决了实际应用中的大电流问题，此外还具有较高的噪声容限和抗干扰能力。另外，本实用新型可采用螺线管线圈，其产生的磁场比较均匀且具有较好的方向性，同时它具有传输距离远和效率高等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理方框图；
[0011]图2为本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0013]以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述:
[0014]参照图1，本实用新型所提供的一种无线充电装置，包括供电端和充电端，所述供电端包括电源电路1,连接电源电路1的高频振荡电路2，连接高频振荡电路2的高频功率放大电路3以及高频功率放大电路3的高频发射线圈4 ;所述充电端包括高频接收线圈5，连接高频接收线圈5的高频整流滤波电路6以及连接高频整流滤波电路6的负载单元7 ;使用时通过电源电路1供电，高频发射线圈4对高频接收线圈5进行传输，即可对负载单元7充电。本实用新型的所述高频振荡电路2包括NE555构成的占空比可调脉冲电路21，使得频率在一定的范围内可调；而NE555只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉冲信号，电路简单，节约资源，且输出电流较大，可直接推动多种自动控制的负载；同时计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
[0015]无线电能传输是通过线圈将交流信号从发射端传递到接收端，而且频率越高，传递的效率越高。因此，需要通过高频振荡电路来产生所需要的高频信号。
[0016]使用NE555构成的占空比可调脉冲振汤电路,频率在一定的范围内可调，且电路简单，节约资源。555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
[0017]磁路结构的选型根据系统的传输特性和负载的传输范围来设计，不同的应用场合有着不同的设计要求。由于电能无线传输系统的磁路结构是属于松耦合结构，发射与接收端有着很大的气隙且两者的位置是能相对移动的，经过对电路分析，决定采用螺线管线圈。
[0018]在优选方案中，所述高频功率放大电路3包括作为功放元件的场效应管31来代替开关三极管，高频功率放大电路3的作用是将高频信号进行功率放大，以满足发送功率的要求。而高频振荡器仅起到一个产生信号作用，由于无线电能传输重要的是要传递能量，所以需要将高频功率进行放大，高频功率放大电路模块就是将其转换为具有大量能量的高频信号，因此，为满足设计电路的要求，通过高频功率放大电路3放大后的振荡输出需要产生足够的振幅。选择功率场效应管IRF840这一型号，它是集转换快速、坚固耐用、低导通阻抗和高效益的强力组合，其功耗低于开关三极管，驱动功率小，使用方便且驱动电路比较简单，跨导的线性较好，具有较大的线性放大区域，因此不容易失真。并且由于场效应管31即在栅极与源极之间电压不变的情况下，导通电流会随管温升高而减小，具有负的电流温度系数，所以不存在二次击穿引起的管子损坏，因而可以并联使用而不会出现电流分配不均的问题，解决了实际应用中的大电流问题，并且，场效应管还具有相对较高的开启电压，因此有较高的噪声容限和抗干扰能力。
[0019]磁路结构的选型根据系统的传输特性和负载的传输范围来设计，不同的应用场合有着不同的设计要求。由于电能无线传输系统的磁路结构是属于松耦合结构，发射与接收端有着很大的气隙且两者的位置是能相对移动的，因此作为优选的实施方案，经过对电路分析，作为磁路结构的高频发射线圈4及高频接收线圈5采用螺线管线圈，即形成感应耦合线圈来取代可分离变压器式和平板式结构，螺线管线圈式产生的的磁场比较均匀且具有较好的方向性，同时它具有传输距离远和效率高等优点，进而达到了较远距离传输的优点；并且优选在螺线管线圈中设置铁芯，有利于增加磁场强度。为了提高感应耦合线圈的功率传输能力和效率，在感应耦合式电能无线传输系统耦合电感线圈的设计过程中，我们需要考虑耦合线圈的选型。在对耦合线圈绕线方式选型时，必须考虑系统所能允许的耦合线圈的体积、厚度等因素，还需要使绕制出的线圈其自身电感值满足设计要求，综合考虑发射与接收线圈自身的品质因数和两者之间的互感耦合系数以及散热等等。为提高系统的传输特性绕制线圈的匝数越少越好，这样有利于减小其损耗。
[0020]本实用新型中，电源电路1包括具有是你端输出的三端稳压器，分别输出给高频振荡电路2、高频发射线圈4及NE555工作；电源电路1为高频发射线圈4提供的电压越高，高频发射线圈4耦合到高频接收线圈5的能量越大，效率也相对提高。因此电源电路1的第一个作用要求电源电压越大越好。但是由于NE555工作电压为5V，因此，电源电路1的第二个作用决定了电源电路1供电模块还要有一路5V的电压输出。其次，高频发射线圈4的供电电压需要12V的电源，可以用一片LM7812对变压器的次级输出进行稳压得到。高频振荡电路2部分需要的供电电压为5V的电源，可以用一片LM7805芯片稳压得到。为了减少集成块的功耗，LM7805输入直接来自于LM7812的输出。
[0021]如图2所示，表示了本实用新型一种实施例的工作流程，其配合在某一类电子产品设备如手机等进行使用，在可以有线及无线充电的环境中，电子产品首先会判断待是否有电及是否需要充电，如果不需要充电，则工作完成；如果需要充电，则会判断待充电设备是有线充电还是无线充电，如果已接充电线，则直接采用有线充电，如果无线，则感应是否符合无线充电条件，符合则采用无线充电；直至充电完成。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无线充电装置，其特征在于:包括供电端和充电端，所述供电端包括电源电路(1)，连接电源电路⑴的高频振荡电路(2)，连接高频振荡电路⑵的高频功率放大电路(3)，以及连接高频功率放大电路(3)的高频发射线圈(4);所述充电端包括高频接收线圈(5)，连接高频接收线圈(5)的高频整流滤波电路￠)以及连接高频整流滤波电路(6)的负载单元(7);所述高频振荡电路(2)包括NE555构成的占空比可调脉冲电路(21)。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电装置，其特征在于:所述高频功率放大电路(3)包括作为功放元件的场效应管(31)。
3.根据权利要求1或2所述的一种无线充电装置，其特征在于:所述高频发射线圈(4)及高频接收线圈(5)为螺线管线圈。
4.根据权利要求3所述的一种无线充电装置，其特征在于:螺线管线圈中设置有铁芯。
5.跟进权利要求1所述的一种无线充电装置，其特征在于:所述电源电路(1)包括具有三端输出的三端稳压器。
【文档编号】H02J17/00GK204103575SQ201420231352
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】丁慎平, 张娜, 燕姗姗, 吴红生 申请人:苏州工业园区职业技术学院