無線充電器及無線充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無線充電器及無線充電系統(tǒng)。該無線充電器包括第一整流濾波電路、發(fā)射線圈、開關(guān)元件、開關(guān)控制電路及儲能電路，該第一整流濾波電路用于將第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，該發(fā)射線圈與該開關(guān)元件形成串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路的一端接收該第一直流電壓，另一端接地，該開關(guān)控制電路用于輸出脈沖信號控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止從而控制該發(fā)射線圈將該第一直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第二交流電壓，該儲能電路用于在沒有該第一交流電壓提供至該第一整流濾波電路時(shí)向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第三交流電壓。該無線充電器的可用性較高。
【專利說明】無線充電器及無線充電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無線充電器及無線充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線充電器由于具有安全、方便、耐用等特點(diǎn)，已經(jīng)在人們的工作生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，現(xiàn)有無線充電器主要在于可以與充電用的用電設(shè)備直接采用無線連接，其本身還是需要插接外部電源來獲取工作電壓，當(dāng)沒有外部電源存在時(shí)，無線充電器就無法再為用電裝置充電，可見現(xiàn)有無線充電器的可用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，有必要提供一種可用性較高的無線充電器。
[0004]也有必要提供一種使用上述無線充電器的無線充電系統(tǒng)。
[0005]一種無線充電器，其包括第一整流濾波電路、發(fā)射線圈、開關(guān)元件、開關(guān)控制電路及儲能電路，該第一整流濾波電路用于將第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，該發(fā)射線圈與該開關(guān)元件形成串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路的一端接收該第一直流電壓，另一端接地，該開關(guān)控制電路用于輸出脈沖信號控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止從而控制該發(fā)射線圈將該第一直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第二交流電壓，該儲能電路用于在沒有該第一交流電壓提供至該第一整流濾波電路時(shí)向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第三交流電壓。
[0006]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明無線充電器包括儲能電路，當(dāng)沒有外部電源接入時(shí)，該儲能電路能夠?yàn)樵摯?lián)支路及該開關(guān)控制電路提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第三交流電壓，即該無線充電器在沒有外部電源接入時(shí)也能夠?yàn)橛秒娧b置充電，可用性較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明無線充電系統(tǒng)的電路示意圖。
[0008]圖2是圖1所示無線充電系統(tǒng)的無線充電器一較佳實(shí)施方式的電路示意圖。
[0009]圖3是圖1所示的無線充電系統(tǒng)的用電裝置的電路示意圖。
[0010]主要元件符號說明 無線充電系統(tǒng) 10 無線充電器20 用電裝置 30 端口電路 21 第一整流濾波電路22 發(fā)射線圈 23 第一諧振電容 24開關(guān)元件25
第一穩(wěn)壓電路26
開關(guān)控制電路27
第一充電電路28
儲能電路29
變壓器210
初級線圈212
次級線圈214
第一端214a
第二端214b
中央抽頭端214c
第一整流二極管222
第二整流二極管224
第一濾波電容226
串聯(lián)支路230
第一導(dǎo)通端252
第二導(dǎo)通端254
控制端256
三端穩(wěn)壓器260
施密特觸發(fā)器270
第一電阻272
第二諧振電容274
電源端271
輸入端273
輸出端275
第一諧振電路240第二整流濾波電路282
第二穩(wěn)壓電路284
第一電池290
第一二極管292
接收線圈31
第三諧振電容32
第二充電電路33
第二電阻34
第二二極管35
第二電池36
指示電路37
第二諧振電路310第三整流濾波電路331 第三穩(wěn)壓電路 332 全橋整流電路 333 第二濾波電容 334 電壓輸入端335
電壓輸出端336
接地端337
第一偏置電阻 371 第二偏置電阻 372 第一三極管373
第二三極管374
第一發(fā)光二極管 375 第二發(fā)光二極管 376 第一限流電阻 377 第二限流電阻 378
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0011]請參閱圖1，其是本發(fā)明無線充電系統(tǒng)10的電路示意圖。該無線充電系統(tǒng)包括無線充電器20及用電裝置30，該無線充電器20用于為該用電裝置30進(jìn)行無線充電。
[0012]請參閱圖圖2，其是圖1所示無線充電器20—較佳實(shí)施方式的電路示意圖。該無線充電器20包括端口電路21、第一整流濾波電路22、發(fā)射線圈23、第一諧振電容24、開關(guān)元件25、第一穩(wěn)壓電路26、開關(guān)控制電路27、第一充電電路28及儲能電路29。
[0013]該端口電路21用于連接外部交流電源以接收第一交流電壓(即交流市電)。該端口電路21包括變壓器210，該變壓器210包括初級線圈212和次級線圈214，該初級線圈212連接外部交流電源，該次級線圈214連接該第一整流濾波電路22。本實(shí)施方式中，該次級線圈214包括第一端214a、與該第一端214a相反的第二端214b及中央抽頭端214c。該第一端214a與該第二端214b用于連接該第一整流濾波電路22。該中央抽頭端214c接地。
[0014]該第一整流濾波電路22用于自該端口電路21接收該第一交流電壓并將該第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓。本實(shí)施方式中，該第一整流濾波電路22為全波整流電路，其包括第一整流二極管222、第二整流二極管224及第一濾波電容226。該第一整流二極管222的陽極連接該次級線圈214的第一端214a，該第二整流二極管224的陽極連接該次級線圈214的第二端214b，該第一整流二極管222的陰極與該第二整流二極管224的陰極相連。在一種變更實(shí)施方式中，該第一整流濾波電路22也可以為全橋整流電路，對應(yīng)地，該變壓器210不具有中央抽頭端即可。
[0015]該發(fā)射線圈23與該開關(guān)元件25串聯(lián)從而形成串聯(lián)支路(未標(biāo)示)，該串聯(lián)支路的一端連接至該第一整流濾波電路22以接收該第一直流電壓，另一端接地。具體地，該發(fā)射線圈23的一端接收該第一直流電壓，另一端經(jīng)由該開關(guān)元件25的第一導(dǎo)通端252與第二導(dǎo)通端254接地。
[0016]該開關(guān)控制電路27連接至該開關(guān)元件25的控制端256，用于輸出脈沖信號控制該開關(guān)元件25周期性地導(dǎo)通與截止從而控制該發(fā)射線圈23將該第一直流電壓轉(zhuǎn)換為供該用電裝置30充電用的第二交流電壓。該第一諧振電容24與該發(fā)射線圈23并聯(lián)，并在該開關(guān)元件25的配合下與該發(fā)射線圈23構(gòu)成第一諧振電路240。具體地，該開關(guān)控制電路27可以接收該第一直流電壓并進(jìn)行工作，從而將該第一直流電壓轉(zhuǎn)換為該脈沖信號來控制該開關(guān)元件25。本實(shí)施方式中，該開關(guān)控制電路27經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路26接收該第一直流電壓。該第一穩(wěn)壓電路26可以包括三端穩(wěn)壓器260及多個(gè)電阻(未標(biāo)示)，其中，該三端穩(wěn)壓器260的型號可以為TL431。該開關(guān)元件25可以為場效應(yīng)晶體管，該場效應(yīng)晶體管的漏極、源極及柵極分別作為該第一導(dǎo)通端252、該第二導(dǎo)通端254及該控制端256。
[0017]該開關(guān)控制電路27包括施密特觸發(fā)器270、第一電阻272及第二諧振電容274，該施密特觸發(fā)器270包括電源端271、輸入端273及輸出端275。該電源端271經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路26接收該第一直流電壓，該輸入端273經(jīng)由該第二諧振電容274接地，該第一電阻272連接于該輸入端273與該輸出端275之間。該輸入端273連接至該開關(guān)元件25的控制端256。該施密特觸發(fā)器270、該第一電阻272及該第二諧振電容274構(gòu)成振蕩電路從而自該輸出端275輸出該脈沖信號。優(yōu)選地，該第一諧振電路240的諧振頻率與該開關(guān)控制電路27的振蕩電路的振蕩頻率一致,即該第一諧振電路240的諧振頻率與該振蕩電路的振蕩頻率基本相同。
[0018]該儲能電路29用于在沒有該第一交流電壓提供至該第一整流濾波電路時(shí)向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路27提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈23將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供該用電裝置30充電用的第三交流電壓，繼續(xù)為該用電裝置30進(jìn)行無線充電。換句話說，該儲能電路29用于在沒有外部電源提供至該無線充電器20時(shí)，作為備用電源來向該發(fā)射線圈23及該開關(guān)控制電路27提供工作電壓。
[0019]該第一充電電路28則用于在有外部電源提供至該無線充電器20時(shí)為該儲能電路29充電，具體地，該第一充電電路28可以接收該第一交流電壓或該第一直流電壓并輸出第一充電電壓為該儲能電路29充電。本實(shí)施方式中，該第一充電電路28自該端口電路21接收該第一交流電壓并將該第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第一充電電壓為該儲能電路29充電。該第一充電電路28可以包括第二整流濾波電路282及第二穩(wěn)壓電路284，該第二整流濾波電路282將該第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第三直流電壓，該第三直流電壓經(jīng)由該第二穩(wěn)壓電路284后轉(zhuǎn)換為該第一充電電壓提供到該儲能電路29。
[0020]本實(shí)施方式中，該儲能電路29包括第一電池290及第一二極管292，該第一電池290的一端接地，另一端用于接收該第一充電電壓進(jìn)行充電以及經(jīng)由該第一二極管292向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路27提供該第二直流電壓。具體地，該第一二極管292的陽極連接該第一電池290的另一端，該第一二極管292的陰極連接至該發(fā)射線圈23的一端，以向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路27提供該第二直流電壓。
[0021]另外，優(yōu)選地，該第一充電電壓小于該第一二極管292的導(dǎo)通壓降和該第一直流電壓的和。具體來說，在上述條件下，當(dāng)有外部電源接入該無線充電器20時(shí)，該第一二極管292的陰極與陽極之間的電壓差值小于上述導(dǎo)通壓降，該第一二極管292截止，進(jìn)而此時(shí)該第一電池290只會充電或維持充滿電(飽和)的狀態(tài)，而不會經(jīng)由該第一二極管292向該發(fā)射線圈23及開關(guān)控制電路27提供第二直流電壓，僅由該第一整流濾波電路22輸出該第一直流電壓至該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路27以供該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路27工作。[0022]請參閱圖3，其是圖1所示的用電裝置30的電路示意圖。該用電裝置30包括接收線圈31、第三諧振電容32、第二充電電路33、第二電阻34、第二二極管35、第二電池36及指示電路37。該接收線圈31用于接收該發(fā)射線圈23發(fā)射的交流電壓。該第三諧振電容32與該接收線圈31并聯(lián)從而與該接收線圈31共同構(gòu)成第二諧振電路310，優(yōu)選地，該第二諧振電路310的諧振頻率與該第一諧振電路240的諧振頻率一致。該第二充電電路33用于將該接收線圈31接收的交流電壓轉(zhuǎn)換為第二充電電壓，該第二充電電壓用于給該第二電池36充電。
[0023]本實(shí)施方式中，該第二充電電路33包括第三整流濾波電路331及第三穩(wěn)壓電路332，該第三整流濾波電路331用于將該接收線圈31接收的交流電壓轉(zhuǎn)換為第四直流電壓，該第四直流電壓經(jīng)由該第三穩(wěn)壓電路332轉(zhuǎn)換為該第二充電電壓。該第三整流濾波電路331可以包括全橋整流電路333及第二濾波電容334。該全橋整流電路333的二輸入端分別連接該發(fā)射線圈23的兩端，正輸入端連接至該第三穩(wěn)壓電路332，負(fù)輸出端接地。該第二濾波電容334 —端連接該全橋整流電路333的正輸入端，另一端接地。
[0024]該第三穩(wěn)壓電路332可以為三端穩(wěn)壓器，型號可以為LM7805C，包括電壓輸入端335、電壓輸出端336及接地端337。該電壓輸入端335用于接收該第四直流電壓，該電壓輸出端336用于輸出該第二充電電壓。該電壓輸出端336依序經(jīng)由該第二電阻34及該第二二極管35連接至該第二電池36的一端，該第二電池36的另一端接地。該接地端337連接至該第二電阻34與該第二二極管35之間的節(jié)點(diǎn)。
[0025]該指示電路37與該第二電池36并聯(lián)，用于偵測并顯示該第二電池36的充電狀態(tài)。該指示電路37包括第一偏置電阻371、第二偏置電阻372、第一三極管373、第二三極管374、第一發(fā)光二極管375及第二發(fā)光二極管376，該第二電阻34與該第二二極管35之間的節(jié)點(diǎn)依序經(jīng)由該第一偏置電阻371及該第二偏置電阻372接地，該第一三極管373的基極連接該第一偏置電阻371與該第二偏置電阻372之間的節(jié)點(diǎn)，該第一發(fā)光二極管375的陽極接收該第二充電電壓，陰極依序經(jīng)由該第一三極管373的集電極與發(fā)射極接地，該第二三極管374的基極連接該第一發(fā)光二極管375與該第一三極管373之間的節(jié)點(diǎn)，該第二發(fā)光二極管376的陽極連接至該電壓輸出端336接收該第二充電電壓，陰極依序經(jīng)由該第二三極管374的集電極與發(fā)射極接地。
[0026]另外，該指示電路37還可以包括第一限流電阻377及第二限流電阻378，該第一限流電阻377可以連接于該第三穩(wěn)壓電路332的電壓輸出端336與該第一發(fā)光二極管375的陽極之間，該第二限流電阻378可以連接于該第二三極管374的基極與該第一發(fā)光二極管375的陰極之間。
[0027]具體地,該第二電池36未充滿電時(shí),基于已設(shè)定的該第一偏置電阻371及該第二偏置電阻372的阻值，可使該第一三極管373截止，該第二三極管374導(dǎo)通，此時(shí)該第二發(fā)光二極管376導(dǎo)通指不充電正在進(jìn)行；當(dāng)該第二電池36未充滿電,基于已設(shè)定的該第一偏置電阻371及該第二偏置電阻372的阻值，可使該第一三極管373導(dǎo)通，該第二三極管374截止，此時(shí)該第一發(fā)光二極管375導(dǎo)通指示充電完成。
[0028]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明無線充電系統(tǒng)10的無線充電器20包括儲能電路29，當(dāng)沒有外部電源接入時(shí)，該儲能電路29能夠?yàn)樵摯?lián)支路及該開關(guān)控制電路27提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈23將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置30充電用的第三交流電壓，即該無線充電器20在沒有外部電源接入時(shí)也能夠?yàn)橛秒娧b置30充電，可用性較高。另外，該第一諧振電路240的諧振頻率與該開關(guān)控制電路27的振蕩電路的振蕩頻率及該第二諧振電路310的諧振頻率一致，可使該無線充電系統(tǒng)10及其無線充電器20的充電效率更高、電能損耗更小。
【權(quán)利要求】
1.一種無線充電器，其特征在于:該無線充電器包括第一整流濾波電路、發(fā)射線圈、開關(guān)元件、開關(guān)控制電路及儲能電路，該第一整流濾波電路用于將第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，該發(fā)射線圈與該開關(guān)元件形成串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路的一端接收該第一直流電壓，另一端接地，該開關(guān)控制電路用于輸出脈沖信號控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止，從而控制該發(fā)射線圈將該第一直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第二交流電壓，該儲能電路用于在沒有該第一交流電壓提供至該第一整流濾波電路時(shí)向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路提供第二直流電壓，使得該發(fā)射線圈將該第二直流電壓轉(zhuǎn)換為供用電裝置充電用的第三交流電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的無線充電器，其特征在于:該儲能電路還用于在該第一交流電壓提供至該第一整流濾波電路時(shí)進(jìn)行充電。
3.如權(quán)利要求2所述的無線充電器，其特征在于:該無線充電器還包括第一充電電路，該第一充電電路接收該第一交流電壓或該第一直流電壓并輸出第一充電電壓為該儲能電路充電。
4.如權(quán)利要求3所述的無線充電器，其特征在于:該無線充電器還包括第一穩(wěn)壓電路，該開關(guān)控制電路經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路接收該第一直流電壓。
5.如權(quán)利要求3所述的無線充電器，其特征在于:該充電電路包括第二整流濾波電路及第二穩(wěn)壓電路，該第二整流濾波電路用于將該第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第三直流電壓，該第三直流電壓經(jīng)由該第二穩(wěn)壓電路后轉(zhuǎn)換為該第一充電電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的無線充電器，其特征在于:該儲能電路包括第一電池及第一二極管，該第一電池的一端接地 ，另一端用于接收該第一充電電壓進(jìn)行充電以及經(jīng)由該第一二極管向該串聯(lián)支路及該開關(guān)控制電路提供該第二直流電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的無線充電器，其特征在于:該第一充電電壓小于該第一二極管的導(dǎo)通壓降和該第一直流電壓的和。
8.如權(quán)利要求7所述的無線充電器，其特征在于:該無線充電器還包括與該發(fā)射線圈并聯(lián)的第一諧振電容，該第一諧振電容用于與該發(fā)射線圈構(gòu)成第一諧振電路。
9.如權(quán)利要求8所述的無線充電器，其特征在于:該開關(guān)控制電路包括施密特觸發(fā)器、第一電阻及第二諧振電容，該施密特觸發(fā)器包括電源端、輸入端及輸出端，該電源端經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路接收該第一直流電壓，該輸入端經(jīng)由該第二諧振電容接地，該第一電阻連接于該輸入端與該輸出端之間，該施密特觸發(fā)器、該第一電阻及該第二諧振電容構(gòu)成振蕩電路從而自該輸出端輸出該脈沖信號。
10.如權(quán)利要求9所述的無線充電器，其特征在于:該第一諧振電路的諧振頻率與該振蕩電路的振蕩頻率一致。
11.一種無線充電系統(tǒng)，其包括無線充電器及用電裝置，該無線充電器用于為該用電裝置進(jìn)行無線充電，其特征在于:該無線充電器采用權(quán)利要求1至10項(xiàng)任意一項(xiàng)所述的無線充電器，該用電裝置包括接收線圈、第二充電電路及第二電池，該接收線圈用于接收該發(fā)射線圈發(fā)射的交流電壓，該第二充電電路用于將該接收線圈接收的交流電壓轉(zhuǎn)換為第二充電電壓，該第二充電電壓用于給該第二電池充電。
12.如權(quán)利要求11所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于:該用電裝置還包括與該接收線圈并聯(lián)的第三諧振電容，該接收線圈與該第三諧振電容構(gòu)成第二諧振電路，該第二諧振電路的諧振頻率與該第一諧振電路的諧振頻率一致。
13.如權(quán)利要求11所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于:該第二充電電路包括第三整流濾波電路及第三穩(wěn)壓電路，該第三整流濾波電路用于將該接收線圈接收的交流電壓轉(zhuǎn)換為第四直流電壓，該第四直流電壓經(jīng)由該第三穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換為該第二充電電壓。
14.如權(quán)利要求11所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于:該用電裝置還包括第二電阻及第二二極管，該第二充電電壓依序經(jīng)由該第二電阻及該第二二極管連接至該第二電池的一端，該第二電池的另一端接地。
15.如權(quán)利要求14所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于:該用電裝置還包括指示電路，該指示電路與該第二電池并聯(lián)，用于偵測并顯示該第二電池的充電狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求15所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于:該指示電路包括第一偏置電阻、第二偏置電阻、第一三極管、第二三極管、第一發(fā)光二極管及第二發(fā)光二極管，該第二電阻與該第二二極管之間的節(jié)點(diǎn)依序經(jīng)由該第一偏置電阻及該第二偏置電阻接地，該第一三極管的基極連接該第一偏置電阻與該第二偏置電阻之間的節(jié)點(diǎn)，該第一發(fā)光二極管的陽極接收該第二充電電壓，陰極依序經(jīng)由該第一三極管的集電極與發(fā)射極接地，該第二三極管的基極連接該第一發(fā)光二極管與該第一二極管之間的節(jié)點(diǎn)，該第二發(fā)光二極管的陽極接收該第二充電電壓，陰極依序經(jīng)由該第二三極管的集電極與發(fā)射極接地。
【文檔編號】H02J7/02GK103683441SQ201210335623
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】周海清 申請人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司