CN105471030B - 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 - Google Patents
一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105471030B CN105471030B CN201510966073.0A CN201510966073A CN105471030B CN 105471030 B CN105471030 B CN 105471030B CN 201510966073 A CN201510966073 A CN 201510966073A CN 105471030 B CN105471030 B CN 105471030B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- field
- effect tube
- electric toothbrush
- wireless charger
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 3
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- BGOFCVIGEYGEOF-UJPOAAIJSA-N helicin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CC=CC=C1C=O BGOFCVIGEYGEOF-UJPOAAIJSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 102220015909 rs138331646 Human genes 0.000 description 1
Classifications
-
- H02J7/025—
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，包括充电能量发射线圈、高频发射电路和微功耗控制模块；微功耗控制模块包括检测信号收集线圈、滤波电容、整流二极管，限流电阻、泄流电阻、场效应管，整流二极管的负极与检测信号收集线圈并联，整流二极管的正极、滤波电容器一端、泄流电阻的一端、场效应管的源极并联，泄流电阻的另一端、限流电阻的一端、场效应管的栅极和高频发射电路的接地端并联，检测信号收集线圈的另一端、滤波电容的另一端、限流电阻并联；场效应管的栅极，汇流电阻的另一端、限流电阻的另一端并联；场效应管的漏极与高频发射电路的控制极连接。本发明的无线充电器具有节能效果好、体积小巧和成本低廉的特点。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电器技术领域，具体为一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器。
背景技术
现有技术中，无线充电器的输出功率比较小，一般不大于3W，而待机功率通常在1W左右,其甚至达到2W左右，因为待机功率相对小，自身的发热有限，加上充电器的体积一般不会太，因此热量散发后温升一般情况下小于20度，符合家电或行业的发热要求，因此一般厂家很少再将功耗进一步降低。
但是在一些极端情况下，这样的发热还是存在潜在危险，比如充电器置于保温好的小盒子中，1W的发热量有机会将温升提高到60度或更高，带来的潜在危险就是电器绝缘性能下降，可能因温度过高形成火灾隐患。
另一点就是，此类小功能产品，社会用量极为庞大，如以电动牙刷为例，每月在天猫上的销售量在不低于19万支左右，每支按每月在线时间3天计算，共消耗待机时的电能计算如下：
已知条件：月销售数约190,000支；充电器待机功耗：1W，这里定义为P0；使用者每月在线待机时间：3天，合72小时计算得出，每月消耗待机时电能P1 及年耗待机时电能P2：
P1＝190,000*1w*72h＝13,680,000Wh＝13,680kWh
P2＝13,680kWh*12＝164,160kWh
这仅仅是天猫上每月销售出去的电动牙刷在待机时所消耗的电能，扩展到全行业全部使用，所消耗的待机时电能更是惊人。
发明内容
本发明的目的是提供一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，具有节能效果好、体积小巧和成本低廉的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，与和具有无线电能接收电路的电动牙刷配套使用，所述无线充电器包括充电能量发射线圈、高频发射电路和微功耗控制模块；所述微功耗控制模块包括检测信号收集线圈、滤波电容、整流二极管，限流电阻、泄流电阻、场效应管，所述整流二极管的负极与检测信号收集线圈联接于一点，所述整流二极管的正极、滤波电容器一端、所述泄流电阻的一端、场效应管的源极共同联接于一起，所述泄流电阻的另一端、限流电阻的一端、场效应管的栅极和所述高频发射电路的接地端共同联接于一点，所述检测信号收集线圈的另一端、滤波电容的另一端、限流电阻的一端连接在一起；所述场效应管的栅极，汇流电阻的另一端、限流电阻的另一端共同接在一起；所述场效应管的漏极为控制信号输出端并与高频发射电路的控制极连接。控制信号的输出对象，对于场效应管，对应的是栅极；如果是三极管，则对应的是基极；如果是专用的控制IC，则对应的是控制信号输入端。
进一步地，所述信号检测收集线圈为电动牙刷的线路板上的铜箔进行圆形螺旋线形成的。
本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，具有如下的有益效果：
第一、节能效果好，采用本发明所述的无线充电器后，电动牙刷待机功耗仅为原来的10％，有效降低了电动牙刷的待机功耗；
第二、体积小巧，整个无线充电器通过电路功能模块实现，结构组件数量少，功能组件设置在结构组件内部，提升了电动牙刷结构的紧凑性，有效减少了整个无线充电器的体积，提升了其便携性；
第三、成本低廉，无线充电器的功能组件均为成熟工艺组件，生产组装过程简单，既节省材料成本，也节约加工成本，降低了生产制造成本。
附图说明
附图1为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器的充电原理图；
图2为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器的内部结构图；
图3为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器的局部结构示意图；
图4为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器的空间位置图；
图5为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器利用PCB上的铜箔制作的圆的螺旋状的检测信号收集线圈、限流电阻物理相联结构示意图；
图6为本发明一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器利用PCB上的铜箔制作的圆的螺旋状的检测信号收集线圈、限流电阻物理相联结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。
如图1～6所示，本发明公开了一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，与和具有无线电能接收电路的电动牙刷配套使用，所述无线充电器包括充电能量发射线圈、高频发射电路和微功耗控制模块；所述微功耗控制模块包括检测信号收集线圈、滤波电容、整流二极管，限流电阻、泄流电阻、场效应管，所述整流二极管的负极与检测信号收集线圈联接于一点，所述整流二极管的正极、滤波电容器一端、所述泄流电阻的一端、场效应管的源极共同联接于一起，所述泄流电阻的另一端、限流电阻的一端、场效应管的栅极和所述高频发射电路的接地端共同联接于一点，所述检测信号收集线圈的另一端、滤波电容的另一端、限流电阻的一端连接在一起；所述场效应管的栅极，汇流电阻的另一端、限流电阻的另一端共同接在一起；所述场效应管的漏极为控制信号输出端并与高频发射电路的控制极连接。
如图5、图6所示，在本发明中，所述信号检测收集线圈为电动牙刷的线路板上的铜箔进行圆形螺旋线形成的。所述信号检测收集线圈由线路板上的铜箔做出的圆的螺旋线206代替，更省成本和空间，也更省工艺设计。
如图1～6所示，本发明所述无线充电器的工作原理是：该无线电能接收电路无线连接电动牙刷的无线电能接收线圈102，高频发射电路连接无线充电器发射线圈103，信号检测的收集线圈206置于无线充电器发射线圈103的底部，当无线充电器工作时，工作面将通过磁场能量集束棒101将主要的电磁能量发射传递给被充电的物体无线电能接收线圈102。而发射线圈103的底部的信号收集线圈206，同时检测到高频发射的电磁场。而信号检测的收集线圈206将检测到的电磁场转换为电动势，通过二极管201的整流功能，向滤波电容器202充电，当电容器202上充到的电能升高到场效应管205的导通阀值时，场效应管205导通，相关于源极和漏极短路，相当于拉抵了高频发射电路的控制权，高频电路停止工作进入休眠状态，此时由于滤波电容上仍保留有蓄存的电量，并维持场效应管继续导通，高频电路一直保持停止工作状态，只有当滤波电容器202 上的电量通过泄流电阻204和场效应管205栅极的内阻消耗完，滤波电容器204 上的电压消失，场效应管205立即进入断开模式，于是高频电路恢复工作，重复上述过程，适当调整滤波电容器202的容量，泄流电阻204的阻值，将调整高频电路休眠的时间和每次工作的时间，附例中的数据，将产生每次休眠300ms,每次工作1ms。适当的调整信号检测线圈的匝数，将调整充电的电量到何种程度时进入休眠模式。
为了进一步评估本发明所述无线充电器的技术效果，进一步从无线充电器的功耗产生角度进行原理及数据分析如下：
在无线充电器中，充电器待机功耗分两部份，一部分为设定的工作状态必需消耗的能量，一般小于0.1W，这里定义为P3，另一部份为无线充电的发射线圈在向空间发射电磁能时消耗的能量，一般占到总的功耗的90％，按1瓦待机功率计算，就是0.9瓦，这里定义为P4，这里的方法，就是将这90％的部份，以间歇的方式工作，达到节省能量，处于微功耗状态。
以工作频率为60KHz的无线充电器为例，工作方式如下：
每300ms工作一次，每次3个周期，即每秒钟只工作10个周期，
因此工作时间是:
T＝10/60KHz＝0.000167S，
耗电量也为原来的0.000167倍
因此微功耗待机时的功率P5是P4的0.000167倍：
P5＝P4*0.000167＝0.9*0.000167＝0.00015W
则总的待机功耗是：
P01＝P3+P4＝0.1+0.00015＝0.10015W
只有原来的0.10015倍，约10％，
平均待机功耗如下：再以上面为例，采用微功耗待机后，每月在天猫上出售的产品在每年消耗的电力是：
P11＝190,000*0.10015*72＝1370052WH＝1,370.052kWh
只有原来的0.10015倍，约10％。
因此。采用本发明的无线充电器节电效果非常明显。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器，与具有无线电能接收电路的电动牙刷配套使用，其特征在于：所述无线充电器包括充电能量发射线圈、高频发射电路和微功耗控制模块；
所述微功耗控制模块包括检测信号收集线圈、滤波电容、整流二极管，限流电阻、泄流电阻、场效应管，所述整流二极管的负极与检测信号收集线圈联接于一点，所述整流二极管的正极、滤波电容器一端、所述泄流电阻的一端、场效应管的源极共同联接于一起，所述检测信号收集线圈的另一端、滤波电容的另一端、限流电阻的一端连接在一起；所述场效应管的栅极，泄流电阻的另一端、限流电阻的另一端共同接在一起；所述场效应管的漏极为控制信号输出端并与高频发射电路的控制极连接；控制信号的输出对象，对于场效应管，对应的是栅极；三极管，对应的是基极；专用的控制IC，对应的是控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述的微功耗待机的电动牙刷无线充电器，其特征在于：所述检测信号收集线圈由电动牙刷的线路板上的铜箔制作的圆形螺旋线所形成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510966073.0A CN105471030B (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510966073.0A CN105471030B (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105471030A CN105471030A (zh) | 2016-04-06 |
| CN105471030B true CN105471030B (zh) | 2018-08-31 |
Family
ID=55608468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510966073.0A Active CN105471030B (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105471030B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278273A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触充電式情報端末装置 |
| CN103855764A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-06-11 | 深圳市普林泰克科技有限公司 | 一种实现无线充电器低功耗模式的算法 |
| CN104467110A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-03-25 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种新型无线充电器及其降低无线充电待机功耗的方法 |
| CN205377332U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-07-06 | 惠州欧捷威电器有限公司 | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 |
-
2015
- 2015-12-22 CN CN201510966073.0A patent/CN105471030B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278273A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触充電式情報端末装置 |
| CN103855764A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-06-11 | 深圳市普林泰克科技有限公司 | 一种实现无线充电器低功耗模式的算法 |
| CN104467110A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-03-25 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种新型无线充电器及其降低无线充电待机功耗的方法 |
| CN205377332U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-07-06 | 惠州欧捷威电器有限公司 | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105471030A (zh) | 2016-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103269132B (zh) | 传感器供电方法及供电装置 | |
| CN102273075B (zh) | 电容式传感器*** | |
| CN104777383A (zh) | 一种非侵入式电力负载监测与负荷分解装置 | |
| CN104757705A (zh) | 支持无线充电的电子烟咪头及其充电方法和装置 | |
| Gulati et al. | CapHarvester: A stick-on capacitive energy harvester using stray electric field from AC power lines | |
| CN103928991B (zh) | 基于pcb谐振耦合线圈结构的磁共振无线电能传输装置 | |
| CN109494819A (zh) | 一种充电器和充电方法 | |
| CN204205306U (zh) | 基于手机模块远程监控的家用配电箱 | |
| CN201821169U (zh) | 无线测温终端和自取电电源装置 | |
| CN205157745U (zh) | 一种基于arm7的蓄电池内阻检测*** | |
| CN105471030B (zh) | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 | |
| JPWO2014184957A1 (ja) | 情報出力システム、ホームエネルギーマネジメントシステム、情報出力方法、及びプログラム | |
| CN205377332U (zh) | 一种微功耗待机的电动牙刷无线充电器 | |
| CN207317952U (zh) | 一种电力设备表面温度监测装置 | |
| CN204330170U (zh) | 高压无源无线测温*** | |
| CN115664045A (zh) | 一种适用于微型传感器自取能的非接触式电场优化取能方法 | |
| CN105634050A (zh) | 充电***及其控制方法 | |
| CN104124780A (zh) | 识别有效负载的方法与装置 | |
| CN209446715U (zh) | 基于变压器铁芯和夹件接地处局部放电高频信号检测装置 | |
| CN208847358U (zh) | 一种无线温度传感器电路*** | |
| CN204615484U (zh) | 一种无线电子烟充电器 | |
| CN204461630U (zh) | 一种无源无线温度电流传感器 | |
| CN203617758U (zh) | 恒功率充电电源 | |
| CN103094988B (zh) | 替代干电池的无线循环贮能器 | |
| CN106841764B (zh) | 一种利用mosfet管内阻实现输出电流检测的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |