無線充電的接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無線充電技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本實(shí)用新型提供一種無線充電用的接收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰電池以優(yōu)異的性能在移動終端電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。最近幾年來，各種鋰電池性能沒有顯著提高，而移動終端以及應(yīng)用在移動終端上的各類應(yīng)用軟件的發(fā)展卻異常迅速，因此大多數(shù)移動終端都需要每天充電，甚至每天充電多次。有線充電需要頻繁的插拔，很容易損壞接頭，也有觸電的危險，而且有線充電設(shè)備和接頭也不相兼容，而無線充電則可以解決以上缺點(diǎn)，無線充電器以其安全、方便、耐用等特點(diǎn)，可以隨時充電，兼容性也更好，已經(jīng)在人們的工作生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]無線充電系統(tǒng)的發(fā)射裝置發(fā)出來的是模擬正弦波信號，接收裝置需要耦合發(fā)射裝置發(fā)出來的波形，并從這個波形中獲得穩(wěn)定的電源供接收裝置工作同時給負(fù)載充電。本實(shí)用新型提出一種無線充電的接收裝置，以在無線充電系統(tǒng)有效地接收無線充電系統(tǒng)的發(fā)送裝置所發(fā)送的電力(信號)，本實(shí)用新型通過提供無線充電接收裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一種非接觸式的、安全可靠的無線充電系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的無線充電的接收裝置，包括線圈、諧振電路、整流電路、基準(zhǔn)電路、第一穩(wěn)壓電路、調(diào)制電路、解調(diào)電路、數(shù)字控制電路和輸出監(jiān)測電路，線圈的輸出端接于諧振電路的輸入端，諧振電路的輸出端接于整流電路的輸入端和解調(diào)電路的輸入端，解調(diào)電路的輸出端接于數(shù)字控制電路的輸入端；整流電路的輸出端接于第一穩(wěn)壓電路的輸入端，第一穩(wěn)壓電路的輸出端接于輸出監(jiān)測電路的輸入端和負(fù)載，輸出監(jiān)測電路的輸出端接于數(shù)字控制電路的輸入端；數(shù)字控制電路的輸出端接于調(diào)制電路的輸入端和穩(wěn)壓電路的輸入端，調(diào)制電路的輸出端接于整流電路的輸入端。
[0005]線圈將發(fā)射裝置的信號耦合并反饋給諧振電路；諧振電路經(jīng)過諧振后產(chǎn)生一高壓信號，輸出給整流電路以及解調(diào)電路；整流電路將耦合到的交流電信號轉(zhuǎn)換成直流信號，輸出的直流信號經(jīng)過第一穩(wěn)壓電路給輸出監(jiān)測電路以及負(fù)載供電，經(jīng)過第二穩(wěn)壓電路給數(shù)字控制電路供電；輸出監(jiān)測電路檢測負(fù)載(充電設(shè)備)的充電狀態(tài)，并反饋給數(shù)字控制電路；解調(diào)電路將線圈耦合到的發(fā)射裝置的信號解調(diào)出來，并發(fā)送至數(shù)字控制電路來處理；調(diào)制電路將數(shù)字控制電路處理后的反饋信號經(jīng)過調(diào)制通過諧振電路發(fā)送給發(fā)射裝置，從而完成發(fā)射裝置和接收裝置之間的通訊。
[0006]進(jìn)一步的，基準(zhǔn)電路的輸入端接于整流電路的輸出端，其主要目的是提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流?；鶞?zhǔn)電路的主要目的是提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流，供模擬電路使用，例如產(chǎn)生穩(wěn)定的電源電壓、產(chǎn)生穩(wěn)定的充電電壓和充電電流?；鶞?zhǔn)電壓值和基準(zhǔn)電流值關(guān)系到充電接收裝置的整體性能，例如充電電流的穩(wěn)定性，例如監(jiān)測到的充電電壓是否真的達(dá)到預(yù)設(shè)值等等。本新型的基準(zhǔn)電路直接從整流電路中獲得能量，直接產(chǎn)生與VDD無關(guān)的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流。現(xiàn)有的無線充電技術(shù)的基準(zhǔn)電路中，一般是先產(chǎn)生VDD電壓，再產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，然后再用基準(zhǔn)電壓去穩(wěn)定VDD電壓，這樣的缺點(diǎn)在于環(huán)路比較多，非常容易導(dǎo)致電路振蕩，而本實(shí)用新型中，基準(zhǔn)電路的能量直接取之于整流電路，不存在和VDD相關(guān)的環(huán)路情況，因此這種架構(gòu)工作的穩(wěn)定性更好。
[0007]進(jìn)一步的，所述整流電路包括依次串聯(lián)連接的整流單元和限幅單元，整流單元將交流電信號轉(zhuǎn)換成直流信號輸出，限幅單元將整流單元輸出的直流信號進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)限制該接收裝置內(nèi)部電壓的功能。整流單元和限幅單元共同完成整流功能。作為一種更優(yōu)選的方案，所述整流單元采用低閾值MOS器件實(shí)現(xiàn)，從而獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。
[0008]作為一個可行的方案，該整流電路包括NMOS管匪1、NM0S管匪2、NMOS管匪3、NMOS管 NM4、NMOS 管 NM5、PMOS 管 PM1、PMOS 管 PM2、PMOS 管 PM3、PMOS 管 PM4、電阻 R1。其中整流單元包括NMOS管NMUNM0S管NM2、NM0S管NM3和NMOS管NM4管，NMOS管NMl的柵極連接NMOS管NM2的漏極、NMOS管NM4的柵極和漏極，NMOS管NMl的漏極連接NMOS管NM2的柵極、NMOS管NM3的柵極和漏極，NMOS管NMl的源級和NMOS管NM2的源級接地，NMOS管NM3的源級和NMOS管NM4的源級連接至限幅單元。NMOS管NMl、NMOS管NM2、NMOS管NM3和匪OS管匪4管將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。匪OS管匪5、PMOS管PMUPM0S管PM2、PM0S管PM3、PMOS管PM4、電阻Rl和電容C5構(gòu)成限幅單元，PMOS管PMl的源級、PMOS管PM2的源級、NMOS管匪5的漏極以及電容C5的一端連接至整流單元的NMOS管NM4的源級，PMOS管PM4的漏極、PMOS管PM4的柵極、NMOS管NM5的源級、電阻Rl的一端以及電容C5的另一端接地；電阻Rl的另一端連接NMOS管NM5的柵級和PMOS管PM2的漏極，PMOS管PM2的柵極連接PMOS管PMl的柵極、PMOS管PMl的漏極、PMOS管PM3的源級，PMOS管PM3的柵極和漏極連接PMOS管PM4的源級。
[0009]上述接收裝置中，線圈用于耦合發(fā)射裝置的能量和信號，同時還可以將信號通過線圈反饋給發(fā)射裝置。
[0010]諧振電路一般由線圈、電容、開關(guān)及內(nèi)部控制電路構(gòu)成，這里的線圈一般就相當(dāng)于電感，所以諧振電路其實(shí)就是電感和電容諧振。其中內(nèi)部控制電路一般由數(shù)字電路來完成。諧振電路經(jīng)過諧振后產(chǎn)生一高壓信號，輸出給整流電路，是后級整流電路的能量來源。在本實(shí)用新型中，諧振電路可以根據(jù)接收裝置的當(dāng)前充電狀態(tài)來改變或者調(diào)整諧振電路。如果該接收裝置的充電電壓已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)值，那么就自動關(guān)閉諧振模塊。諧振電路關(guān)閉后，將不會產(chǎn)生高壓信號，也就不會浪費(fèi)能源。當(dāng)設(shè)備需要充電時，諧振電路就能自動被喚醒。本實(shí)用新型中的諧振電路還可以根據(jù)發(fā)射裝置的發(fā)射頻率自動調(diào)整接收裝置中的諧振頻率。
[0011]作為一個優(yōu)選的方案，所述諧振電路的輸入端接于數(shù)字控制電路的輸出端，該數(shù)字控制電路預(yù)先設(shè)置閾值電壓，如果數(shù)字控制電路檢測到當(dāng)前的充電電壓達(dá)到該閾值電壓，則關(guān)閉諧振電路。
[0012]作為一個可行的方案，所述諧振電路包括電容CO、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、開關(guān)K1、開關(guān)K11、開關(guān)K2、開關(guān)K22、開關(guān)K3、開關(guān)K33、開關(guān)K4和開關(guān)K44。開關(guān)K1、電容Cl、開關(guān)Kll串聯(lián)連接形成第一支路，開關(guān)K2、電容C2、開關(guān)K22串聯(lián)連接形成第二支路，開關(guān)K3、電容C3、開關(guān)K33串聯(lián)連接形成第三支路，開關(guān)K4、電容C4、開關(guān)K44串聯(lián)連接形成第四支路，電容CO與第一支路、第二支路、第三支路、第四支路以及線圈LI均并聯(lián)連接。電容Cl、電容C2、電容C3為可調(diào)電容。
[0013]在本實(shí)用新型中，諧振電路可以根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前充電狀態(tài)來改變或者調(diào)整諧振電路。如果系統(tǒng)充電電壓已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)值，那么就自動關(guān)閉諧振模塊。諧振電路關(guān)閉后，將不會產(chǎn)生高壓信號，也就不會浪費(fèi)能源。當(dāng)設(shè)備需要充電時，諧振電路具有自動被喚醒功能。在本實(shí)用新型中，可調(diào)根據(jù)調(diào)偏諧振頻率來實(shí)現(xiàn)關(guān)閉諧振電路，即諧振頻率調(diào)偏很多后，諧振電路就幾乎耦合不到能量了。
[0014]第一穩(wěn)壓電路將輸出充電電壓和充電電流給輸出監(jiān)測電路，充電電壓是固定不變的，而充電電流是可以調(diào)整的。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的設(shè)定輸出所需要的充電電流，例如充電電流可以設(shè)置為0.5A，IA或者2A。當(dāng)然該裝置能否提供足夠的充電電流，還取決于該裝置耦合到的能量多少。第一穩(wěn)壓電路可以提供用戶需要的充電速度。
[0015]第二穩(wěn)壓電路提供系統(tǒng)工作所需要的電源電壓，例如模塊電路模塊和數(shù)字控制電路所需要的工作電壓。
[0016]解調(diào)電路主要是配合發(fā)射裝置，將發(fā)射裝置發(fā)給接收裝置的信號解調(diào)出來，并送給數(shù)字控制電路來處理。
[0017]調(diào)制電路主要是將接收裝置的反饋信號經(jīng)過調(diào)制發(fā)送給發(fā)射裝置，從而完成發(fā)射裝置和接收裝置之間的通訊。
[0018]輸出監(jiān)測電路檢測負(fù)載(充電設(shè)備)的充電狀態(tài)，并反饋給數(shù)字控制電路。
[0019]數(shù)字控制電路處理整個裝置中的各類數(shù)據(jù)和各類請求，并根據(jù)