CN101924387A - 反馈式无线充电器 - Google Patents

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陈俊
苏凯雄
王明灯
方惠梅
洪金彪
庄敏敏
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Abstract

本发明涉及一种反馈式无线充电器，包括发送端的电源管理电路及接收端的充电电路，其特征在于：所述的电源管理电路将能量经功率放大电路放大后，通过线圈耦合发送出去，所述接收端通过耦合线圈将发送端发射出来的能量通过无线的方式接收下来，经过整流稳压电路后提供给所述的充电电路，同时接收端的单片机控制***不断检测电池是否充满，当检测到电池充满后，发送控制信号给反馈信号发送电路，由该反馈信号发送电路发送一个反馈信号，通过接收端的线圈耦合无线发送给发射端，并利用单片机对电源管理电路进行控制。本发明能当负载的电子设备电池充满电后，发送方可以自动停止对电池充电，有效的保护电池，延长其使用寿命。

Description

反馈式无线充电器
技术领域
 本发明涉及一种反馈式无线充电技术。
背景技术
无线供电技术（WPT）是一种新型的电能传输技术，它摆脱了传统供电方式，而采用无线的方式为用电设备提供电力。WPT有两大特点：一是让电器与电源完全分离，使电器在安全性、灵活性、密封性、美观性等方面的表现更好；二是WPT可以透过所有非金属物质来传递电力，如水、空气、木材、塑料、玻璃甚至土壤等。因此可以实现隔物供电，这是有线供电无法做到的。
现有的无线充电器，可以通过无线的方式对电器设备的电池进行充电，方法主要是通过电感线圈来无线的传输电能，例如专利号为：200920246002.3的专利，公开的是一种无线供电装置，其是采用感应线圈单元中特定频率的交变的电流产生以特定频率变化的磁场；用电器变压单元将接收的电流转换为用电装置所需的直流电，将转换后的直流电通过充电接口输送给用电装置。可见不论是哪种无线充电设备，都无法实现当电器设备的电池充满后，对电池进行保护，不再继续对电池充电，而是让电池一直处理充电状态，使之过饱和，这样导致电池的使用寿命减短。
发明内容
本发明的目的是提供一种反馈式无线充电器，能实现负载的电子设备电池充满电后，发送方可以自动停止对电池充电，有效的保护电池，延长其使用寿命。
本发明采用以下方案实现：一种反馈式无线充电器，包括发送端的电源管理电路及接收端的充电电路，其特征在于：所述的电源管理电路将能量经功率放大电路放大后，通过线圈耦合发送出去，所述接收端通过耦合线圈将发送端发射出来的能量通过无线的方式接收下来，经过整流稳压电路后提供给所述的充电电路，同时接收端的单片机控制***不断检测电池是否充满，当检测到电池充满后，发送控制信号给反馈信号发送电路，由该反馈信号发送电路发送一个反馈信号，通过接收端的线圈耦合无线发送出去，发送端的线圈接收到该反馈信号后，经过反馈信号接收处理电路送给发送端的单片机控制***，所述的发送端的单片机控制***发送一个控制信号对电源管理电路进行控制，使其断路，不再产生能量。
本发明电路结构简单，通过单片机***作为控制核心，将检测到电池充满的反馈信号通过无线方式发送给发送端，进而控制电源管理电路工作，本发明***稳定，能使得电池与充电设备之间进行双向的交互工作，具有节能控制，有效保护电池，延长使用寿命，而且还可以同时对多个电池进行充电。
附图说明
图1是本发明反馈式无线充电器的电路结构原理框图。
图2是本发明反馈式无线充电器的发射端发射电路示意图。
图3是本发明电源管理电路内的电子开关电路示意图。
图4是本发明反馈式无线充电器接收端电路示意图。
图5是本发明的发射端和接收端采用的单片机控制原理电路示意图。
图6是本发明信号反馈电路示意图。
图7是本发明接收端单片机控制流程示意图。
图8是本发明发射端单片机控制流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例子对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明涉及一种反馈式无线充电器，包括发送端的电源管理电路及接收端的充电电路，其特征在于：所述的电源管理电路将能量经功率放大电路放大后，通过线圈耦合发送出去，所述接收端通过耦合线圈将发送端发射出来的能量通过无线的方式接收下来，经过整流稳压电路后提供给所述的充电电路，同时接收端的单片机控制***不断检测电池是否充满，当检测到电池充满后，发送控制信号给反馈信号发送电路，由该反馈信号发送电路发送一个反馈信号，通过接收端的线圈耦合无线发送出去，发送端的线圈接收到该反馈信号后，经过反馈信号接收处理电路送给发送端的单片机控制***，所述的发送端的单片机控制***发送一个控制信号对电源管理电路进行控制，使其断路，不再产生能量。所述的接收端单片机***连接有充电指示电路；所述的充电电路还设置有充电方式选择电路。
具体的说，请参照图2，图2是反馈式无线充电器的发射端发射电路示意图，本发明发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器两部分组成。采用NE555构成震荡频率约为220KHz信号发生器，为功率放大电路提供激励信号：谐振功率放大器由LC并联谐振回路和开关管IRF840构成。振荡线圈按要求用直径为1.0mm的漆包线密绕32圈，直径约为6.6cm，实测电感值约为232uH，由                                               
Figure 201010288871X100002DEST_PATH_IMAGE002
可知，当谐振在220KHz时，与其并联的电容C1约为2378p，可用瓷介电容222和220p的固定电容。
本实施例子中，大功率管TRF840最大电流为8A、完全开启时内阻为0.8欧，管子发热量大，所以需要加装散热片。当功率放大器的选频回路的谐振频率于激励信号频率相同是，功率放大器发生谐振，此时线圈中的电压和电流达最大值，从而产生最大的交变电磁场。当接收线圈于发射线圈靠近时，在接收线圈中产生感生电压，当接收线圈回路的谐振频率于发射频率相同是产生谐振，电压最大值。
本实施例子中，所述的电源管理电路包括一控制电源切换的电子开关。如图3所示，该电子开关A2通过单片机控制，其上脚接12V，下脚接供电端的VG端，锁相时（NE567的8脚1V以下）电子开关断开，电源相当于断路，只要电池处于充满状态，NE567就一直处于锁相状态。失锁时（NE567的8脚5V以上）电子开关闭合，通入12V电源。
如图4所示，电能经过线圈接收后，高频交流电压快速二级1N4148进行全波整流，3300uF的电容滤波，再用5.1v稳压二极管稳压，输出直流电为充电器提供较为稳定的工作电压。
图中二极管D1,D2的导通电压基本不变，故可作为电压基准，约为1.4V.各电压关系为：
Figure 201010288871X100002DEST_PATH_IMAGE004
可见在恒流充电电路中，充电电流仅由电阻R1、R2确定。计算中约定UEB=0.7V,充电电流Ic(三极管电极电流)=Ie。
值得一提的是，本实施例子中接收端和发送端的电路采用相同的电路结构，请参见图5，接收方的电路中单片机与AD检测电池电压模块，ADIN接“接收端的充电电路”的电池的正极，用来检测电池电压，当电池已经充满后，单片机将对反馈电路进行控制。发送方的单片机也是与AD相连，ADIN用来检测发送方的线圈是否接收到反馈信号，如果有，将其送给单片机，单片机将通过电子开关，控制发送端电源电路，对其进行管理。
接收端反馈电路，用于发生反馈信息，如图6所示，VCC接单片机的P2^1口（自定义），受单片机控制是否产生反馈信息，当电池充满后，通过无线方式向发送端发送一个反馈信号。
图7和图8是本发明单片机接收端和发射端单片机控制流程示意图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种反馈式无线充电器，包括发送端的电源管理电路及接收端的充电电路，其特征在于：所述的电源管理电路将能量经功率放大电路放大后，通过线圈耦合发送出去，所述接收端通过耦合线圈将发送端发射出来的能量通过无线的方式接收下来，经过整流稳压电路后提供给所述的充电电路，同时接收端的单片机控制***不断检测电池是否充满，当检测到电池充满后，发送控制信号给反馈信号发送电路，由该反馈信号发送电路发送一个反馈信号，通过接收端的线圈耦合无线发送出去，发送端的线圈接收到该反馈信号后，经过反馈信号接收处理电路送给发送端的单片机控制***，所述的发送端的单片机控制***发送一个控制信号对电源管理电路进行控制，使其断路，不再产生能量。
2.根据权利要求1所述的反馈式无线充电器，其特征在于：所述的电源管理电路包括一控制电源切换的电子开关。
3.根据权利要求1所述的反馈式无线充电器，其特征在于：所述的接收端单片机***连接有充电指示电路。
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