專利名稱：法拉電容充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線充電器，一種針對(duì)法拉電容充電的無線充電器。
背景技術(shù)：
法拉電容又叫超級(jí)電容，與電池比較，它有如下特性:充電速度快，充電10秒 10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；超低串聯(lián)電阻，功率密度是鋰離子電池的數(shù)十倍以上，適合大電流放電；超長(zhǎng)壽命，充放電大于50萬次，是L1-1on電池的約500倍，是N1-MH和N1-Cd電池的約1000倍；可以大電流充電，充放電時(shí)間短，對(duì)充電電路要求簡(jiǎn)單，無記憶效應(yīng)；免維護(hù)，可密封；產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保貯能器，用法拉電容做成萬用干電池，可取代傳統(tǒng)的錳鋅電池、鋰電池、鎳-氫和鎳-錳電池。鑒于法拉電容的超低電阻這一特性，如果采用傳統(tǒng)的有線充電方式來給法拉電容充電，在接通電源的瞬間，法拉電容如同短路，這樣就很容易導(dǎo)致充電器的損壞。如何解決？

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種無線充電器，一種針對(duì)法拉電容充電的無線充電器，簡(jiǎn)稱法拉電容充電器，能將電能轉(zhuǎn)化為磁能對(duì)外發(fā)射，它由一個(gè)LC諧振發(fā)射回路、一個(gè)發(fā)射驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)定時(shí)器、一個(gè)干簧管和一組電子開關(guān)組成，諧振發(fā)射回路受控于發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器受控于定時(shí)器，定時(shí)器受控于電子開關(guān)，電子開關(guān)受控于干簧管，具體結(jié)構(gòu)及工作原理如下:發(fā)射驅(qū)動(dòng)器有三個(gè)端:電源端、輸出端和地端，輸出端可以輸出方波；定時(shí)器有三個(gè)端:電源端、輸出端和地端，輸出端可以輸出高/低電平；電子開關(guān)有三個(gè)端:輸入端、控制端和輸出端，輸入和輸出端具有通/斷功能；LC諧振發(fā)射回路是一個(gè)并聯(lián)型諧振發(fā)射電路，這個(gè)回路的一端與電源正極相連，另一端與發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的輸出端相聯(lián)，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的電源端與定時(shí)器的輸出端相連，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的地端與定時(shí)器的負(fù)極相連，定時(shí)器的電源端與電源正極相連，電子開關(guān)串聯(lián)在電源負(fù)極與定時(shí)器負(fù)極之間，干簧管接在電源正極和電子開關(guān)的控制端；當(dāng)一個(gè)外來的磁鐵靠近干簧管時(shí)，干簧管接通，電子開關(guān)也同步接通，定時(shí)器得電工作，開始計(jì)時(shí)，并輸出一個(gè)高電平給發(fā)射驅(qū)動(dòng)器工作，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器輸出一個(gè)固定頻率和脈寬的方波，驅(qū)動(dòng)LC諧振發(fā)射回路工作，將電能轉(zhuǎn)化為磁能，向線圈L的兩側(cè)發(fā)射；在這個(gè)磁場(chǎng)內(nèi)，接收線圈吸收磁能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)處理后就可以給法拉電容快速充電；特別指出，接收線圈僅僅位于發(fā)射線圈的磁場(chǎng)內(nèi)，只有位置上的關(guān)系，沒有物理上的任何連接，因此法拉電容充電器是一個(gè)獨(dú)立的無線充電器。當(dāng)定時(shí)器到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖剑l(fā)射驅(qū)動(dòng)器停止工作，LC諧振發(fā)射回路被迫停振，停止對(duì)法拉電容充電。這里，用于觸發(fā)磁控開關(guān)的磁鐵來自充電器的外部，這個(gè)磁鐵與被充電的法拉電容及接收電路綁定在一起，這樣，當(dāng)它們靠近無線充電器時(shí)，無線充電器開始工作給法拉電容充電，當(dāng)它們移走后，無線充電器停止工作。本發(fā)明的實(shí)際效果:法拉電容充電器，與被充電的法拉電容之間沒有任何導(dǎo)線連接，這樣不僅方便法拉電容及其所在電器的充電，減少了機(jī)械接觸帶來的火花干擾和磨損等問題，也避免了由于法拉電容的低內(nèi)阻給充電器帶來的大電流沖擊；同時(shí)定時(shí)器的加入，防止了對(duì)法拉電容的過度充電，保護(hù)了法拉電容并有利于節(jié)能。


圖1是法拉電容充電器的原理示意圖。圖2是法拉電容充電器及充電接收電路的工作原理示意圖。圖3是法拉電容充電器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，RD為干簧管，K為電子開關(guān)，T為定時(shí)器，ICl為發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，LI為發(fā)射線圈，Cl為諧振電容，Vd表電源正極,OV表電源負(fù)極。圖2中，RD為干簧管，K為電子開關(guān)，T為定時(shí)器，ICl為發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，LI為發(fā)射線圈，Cl為諧振電容，Vd表示電源正極，OV表示電源負(fù)極；L2為接收線圈，IC2為電能接收芯片，F(xiàn)C為法拉電容，SN為磁鐵。圖3中，RD表示干簧管，LI表示發(fā)射線圈，P表示塑料外殼，H表示一個(gè)空腔。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)例對(duì)法拉電容充電器作進(jìn)一步說明。例一、法拉電容充電器的工作原理在附圖1中，法拉電容充電器，它包括以下結(jié)構(gòu):一個(gè)LlCl諧振發(fā)射回路、一個(gè)發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl、一個(gè)定時(shí)器T、一個(gè)干簧管RD和一組電子開關(guān)K組成；諧振發(fā)射回路LlCl受控于發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl受控于定時(shí)器T，定時(shí)器T受控于磁控開關(guān)，具體結(jié)構(gòu)及工作原理如下:在附圖1和附圖2中，LlCl諧振發(fā)射回路是一個(gè)并聯(lián)型諧振發(fā)射電路，這個(gè)回路的一端與電源正極Vd相連，另一端與發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl的輸出端相聯(lián)，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl的即電源端與定時(shí)器T的輸出端相連，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl的地端與定時(shí)器T的負(fù)極相連，定時(shí)器T的電源端與電源正極Vd相連，電子開關(guān)K串聯(lián)在電源負(fù)極與定時(shí)器負(fù)極之間；在附圖2中，箭頭左側(cè)為電能發(fā)射部分即充電器部分，是一個(gè)獨(dú)立的部分；箭頭右側(cè)部分為電能接收及電能的貯存部分，是另一個(gè)獨(dú)立部分，它可以組成一個(gè)整體，外形如干電池，關(guān)于這一部分將另案申報(bào)，這里不作贅述。當(dāng)一個(gè)外來的磁鐵SN靠近干簧管RD時(shí)，干簧管RD接通，電子開關(guān)K也同步接通，定時(shí)器T得電工作，開始計(jì)時(shí)，并輸出一個(gè)高電平給發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl工作，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl輸出一個(gè)固定頻率和脈寬的方波，驅(qū)動(dòng)LlCl諧振發(fā)射回路工作，將電能轉(zhuǎn)化為磁能向線圈LI的兩側(cè)發(fā)射；在這個(gè)磁場(chǎng)內(nèi)，接收線圈L2吸收磁能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)電能接收芯片IC2處理后就可以給法拉電容FC快速充電；當(dāng)定時(shí)器T到達(dá)設(shè)定的時(shí)間時(shí)，它的輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl停止工作，LlCl諧振發(fā)射回路被迫停振，停止對(duì)法拉電容FC充電。
這里，用于觸發(fā)干簧管RD的磁鐵SN與被充電的法拉電容綁定在一起，這樣，當(dāng)它們靠近無線充電器時(shí)，無線充電器開始工作給法拉電容FC充電，當(dāng)它們移走后，無線充電器停止工作。定時(shí)器T可用V0XT001，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl可用V0X05MP01，電能接收芯片IC2可用V0XR002 等。例二、法拉電容充電器的另一種原理實(shí)現(xiàn)例一的法拉電容充電器還有另外的可選方案:方案1:用一個(gè)單片機(jī)MCU，寫入定時(shí)程序和發(fā)射所需要的振蕩、驅(qū)動(dòng)程序并在MCU的外部增加一個(gè)功率輸出管，用于代替例一中的定時(shí)器T和發(fā)射驅(qū)動(dòng)器IC1。方案2:用Hall (霍爾)傳感器代替干簧管RD實(shí)現(xiàn)磁控功能。例三、法拉電容充電器的結(jié)構(gòu)布局如圖3，塑料外殼P分為上下兩個(gè)殼體，空腔H用于放置一塊PCB，PCB上的元件包括:電子開關(guān)K、定時(shí)器T、諧振電容Cl和發(fā)射驅(qū)動(dòng)器ICl等，發(fā)射線圈LI和干簧管RD放置在空腔的另一側(cè)；發(fā)射線圈LI和干簧管RD的位置要求:發(fā)射線圈LI的位置與接收線圈L2上下對(duì)齊，干簧管RD的位置與磁鐵SN上下對(duì)齊，以保證當(dāng)磁鐵SN靠近時(shí)干簧管RD接通，同時(shí)，當(dāng)發(fā)射電路工作時(shí)，接收線圈L2能很好地接收來自發(fā)射線圈LI的能量。特別聲明，這里所列舉的幾個(gè)例子是本發(fā)明的幾個(gè)典型示范，本發(fā)明包含它們?cè)趦?nèi)，但不局限于此，比如，用作傳感器的干簧管可用霍爾元件代替，也可以用其它傳感器如光敏電阻、光電管等代替，只要根據(jù)本發(fā)明的原理制作的法拉電容充電器，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種針對(duì)法拉電容充電的無線充電器，簡(jiǎn)稱法拉電容充電器，它由一個(gè)LC諧振發(fā)射回路、一個(gè)發(fā)射驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)定時(shí)器、一個(gè)干簧管和一組電子開關(guān)組成，諧振發(fā)射回路受控于發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器受控于定時(shí)器，定時(shí)器受控于電子開關(guān)，電子開關(guān)受控于干簧管；LC諧振發(fā)射回路是一個(gè)并聯(lián)型諧振發(fā)射電路，這個(gè)回路的一端與電源正極相連，另一端與發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的輸出端相聯(lián)，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的電源端與定時(shí)器的輸出端相連，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的地端與定時(shí)器的負(fù)極相連，定時(shí)器的電源端與電源正極相連，電子開關(guān)串聯(lián)在電源負(fù)極與定時(shí)器負(fù)極之間，干簧管接在電源正極和電子開關(guān)的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法拉電容充電器，其特征是:它是一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)，與被充電的法拉電容之間，沒有任何物理上連接，通過無線的方式給法拉電容充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法拉電容充電器，其特征是:用于觸發(fā)磁控開關(guān)的磁鐵來自充電器的外部，這個(gè)磁鐵靠近無線充電器時(shí)，無線充電器開始工作，當(dāng)磁鐵移走后，無線充電器停止工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法拉電容充電器，其特征是:可以用一個(gè)單片機(jī)MCU，寫入定時(shí)程序和發(fā)射所需要的振蕩、驅(qū)動(dòng)程序，并在MCU的外部增加一個(gè)功率輸出管，用于代替定時(shí)器和發(fā)射驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法拉電容充電器，其特征是:發(fā)射線圈和干簧管的位置要求:發(fā)射線圈的位置與接收線圈上下對(duì)齊，干簧管的位置與磁鐵上下對(duì)齊。
全文摘要
本發(fā)明是一種無線充電器，一種針對(duì)法拉電容充電的無線充電器，能將電能轉(zhuǎn)化為磁能對(duì)外發(fā)射，它由一個(gè)LC諧振發(fā)射回路、一個(gè)發(fā)射驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)定時(shí)器、一個(gè)干簧管和一組電子開關(guān)組成，諧振發(fā)射回路受控于發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器受控于定時(shí)器，定時(shí)器受控于電子開關(guān)，電子開關(guān)受控于干簧管；LC諧振發(fā)射回路是一個(gè)并聯(lián)型諧振發(fā)射電路，這個(gè)回路的一端與電源正極相連，另一端與發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的輸出端相聯(lián)，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的電源端與定時(shí)器的輸出端相連，發(fā)射驅(qū)動(dòng)器的地端與定時(shí)器的負(fù)極相連，定時(shí)器的電源端與電源正極相連，電子開關(guān)串聯(lián)在電源負(fù)極與定時(shí)器負(fù)極之間，干簧管接在電源正極和電子開關(guān)的控制端。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103094943SQ20111037250
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月6日
發(fā)明者朱斯忠 申請(qǐng)人:朱斯忠