CN215300281U - 一种非接触式连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及连接器技术领域，一种非接触式连接器，包括插头和插座，所述插头连接有无线电源发射电路，所述插座连接有无线电源接收电路，所述无线电源发射电路和无线电源接收电路配合实现插头与插座的无线电能传输功能，所述无线电源发射电路包括第一电源转换模块、电源发射模块和第一发射线圈，所述第一电源转换模块一端与插头连接，另一端与电源发射模块连接，所述第一电源转换模块用于将输入的电信号转换成所述电源发射模块所需大小的电信号，所述电源发射模块一端与第一电源转换模块连接，另一端与第一发射线圈连接，所述无线电源接收电路包括第二电源转换模块、电源接收模块和第一接收线圈。本实用新型具有避免接口磨损的优点。

Description

一种非接触式连接器

技术领域

本实用新型涉及连接器技术领域，具体涉及一种非接触式连接器。

背景技术

随着电子科技的不断发展，各行各业对于连接器的使用要求也越来越高。目前，市场上连接器的接口以机械接触式连接为主，但对于高寿命、高耐环境、水下等特殊环境领域，接触连接有很多安全隐患和不足，比如敞开的接口与环境密封要求的矛盾无法解决；线束的限制，导致使用不够灵活、自如；多次插拔接触易导致机械寿命受限等问题。因此急需一种非接触式连接器。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种非接触式连接器，其具有通过非接触式连接避免接口磨损的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种非接触式连接器，包括插头和插座，所述插头连接有无线电源发射电路，所述插座连接有无线电源接收电路，所述无线电源发射电路和无线电源接收电路配合实现插头与插座的无线电能传输功能，所述无线电源发射电路包括第一电源转换模块、电源发射模块和第一发射线圈，所述第一电源转换模块一端与插头连接，另一端与电源发射模块连接，所述第一电源转换模块用于将输入的电信号转换成所述电源发射模块所需大小的电信号，所述电源发射模块一端与第一电源转换模块连接，另一端与第一发射线圈连接，所述电源发射模块用于调制输入的电信号并将电信号传输给第一发射线圈，所述第一发射线圈用于接收电源发射模块传输的电信号并发送至第一接收线圈，所述无线电源接收电路包括第二电源转换模块、电源接收模块和第一接收线圈，所述第一接收线圈与电源接收模块连接，所述第一接收线圈用于接收第一发射线圈传输的电信号并传输至电源接收模块，所述电源接收模块一端与第一接收线圈连接，另一端与第二电源转换模块连接，所述电源接收模块用于调制从第一接收线圈输入的电信号并将电信号传输给第二电源转换模块，所述第二电源转换模块一端与电源接收模块连接，另一端与插座连接，所述第二电源转换模块用于将电源接收模块输入的电信号信号转换成插座所需大小的电信号。

作为优选的，所述插头和插座还分别连接有无线数据传输电路，所述无线数据传输电路包括CPU主控模块、无线数据传输模块和天线，所述CPU主控模块一端与插头和/或插座连接，另一端与无线数据传输模块连接，所述CPU主控模块用于若接收到插头所发送的数据将其解析并打包发送至无线数据传输模块，和/或若接收到无线数据传输模块的数据进行解析并打包发送至插座，

所述无线数据传输模块一端与CPU主控模块连接，另一端与天线连接，所述无线数据传输模块用于若接收CPU主控模块发送的信号，将输入的信号调制并传输至天线，和/或若接收到所述天线发送的信号，将输入的信号调制并传输至CPU主控模块，

所述天线用于通过电磁耦合实现通信连接。

作为优选的，所述天线包括第二接收线圈和第二发射线圈，所述第二接收线圈、第二发射线圈与无线数据传输模块连接。

作为优选的，所述第一电源转换模块包括DC/DC降压电路和稳压电路，所述降压电路包括非同步降压转换器，所述同步降压转换器采用TPS54331DR。

作为优选的，所述无线电源发射模块包括XKT-335和XKT-001。

作为优选的，所述无线电源接收模块包括T3186。

使用本实用新型的有益效果是：本实用新型具有非接触无线电能传输功能和数据传输功能，通过建立充电设备与被充电的负载之间的通信，从而快速调整并提高充电效率，此种结构使得连接器开口少，耐环境强，同时因非接触连接无磨损，使连接器具有更长的使用寿命；通过非接触式传输，使用更加方便快捷，能适应多种环境，摆脱线束束缚。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中第一电源转换模块的电路图；

图3为本实用新型中电源发射模块的电路图；

图4为本实用新型中电源接收模块的电路图；

附图标记包括：

1-插头，2-插座，3-无线电源发射电路，31-第一电源转换模块，32-电源发射模块，33-第一发射线圈，4-无线电源接收电路，41-第二电源转换模块，42-电源接收模块，43-第一接收线圈，5A、5B-无线数据传输电路，51A、51B-CPU主控模块，52A、52B-无线数据传输模块，53-第二发射线圈，54-第二接收线圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1-所示，一种非接触式连接器，包括插头1和插座2，所述插头1连接有无线电源发射电路3，所述插座2连接有无线电源接收电路4，所述无线电源发射电路3和无线电源接收电路4配合实现插头1与插座2的无线电源传输功能，所述无线电源发射电路3包括第一电源转换模块31、电源发射模块32和第一发射线圈33，所述第一电源转换模块31一端与插头1连接，另一端与电源发射模块32连接，所述第一电源转换模块31用于将输入的电信号转换成所述电源发射模块32所需大小的电信号，所述电源发射模块32一端与第一电源转换模块31连接，另一端与第一发射线圈33连接，所述电源发射模块32用于调制输入的电信号并将电信号传输给第一发射线圈33，所述第一发射线圈33用于接收电源发射模块32传输的电信号并发送至第一接收线圈43，所述无线电源接收电路4包括第二电源转换模块41、电源接收模块42和第一接收线圈43，所述第一接收线圈43与电源接收模块42连接，所述第一接收线圈43用于接收第一发射线圈33传输的电信号并传输至电源接收模块42，所述电源接收模块42一端与第一接收线圈43连接，另一端与第二电源转换模块41连接，所述电源接收模块42用于调制输入的电信号并将电信号传输给第二电源转换模块41，所述第二电源转换模块41一端与电源接收模块42连接，另一端与插座2连接，所述第二电源转换模块41用于将电源接收模块42输入的电信号信号转换成插座2所需大小的电信号。基于电磁感应原理，将第一发射线圈33和第一接收线圈43置于非常近的距离，当第一发射线圈33通过电流时，所产生的磁通在第一接收线圈43中感应电动势，从而将电能传输到负载；

需要说明的是，本实施例的插头1、插座2分别连接有无线数据传输电路，为了方便说明，将插头连接的无线数据传输电路记为无线数据传输电路5A，与插座连接的无线数据传输电路记为无线数据传输电路5B。所述无线数据传输电路5A包括CPU主控模块51A、无线数据传输模块52A和天线中的第二发射线圈53，所述无线数据传输电路5B包括CPU主控模块51B、无线数据传输模块52B和天线中的第二接收线圈54，所述CPU主控模块51A一端与插头1连接，另一端与无线数据传输模块52A连接，所述CPU主控模块51A用于若接收到插头1所发送的数据将其解析并打包发送至无线数据传输模块52A，所述CPU主控模块51B一端与插座2连接，另一端与无线数据传输模块52B连接，所述CPU主控模块51B若接收到无线数据传输模块52B的数据进行解析并打包发送至插座2。

所述无线数据传输模块52A一端与CPU主控模块51A连接，另一端与天线中的第二发射线圈53连接，所述无线数据传输模块52A用于若接收CPU主控模块51A发送的信号，将输入的信号调制并传输至天线中的第二发射线圈53；所述无线数据传输模块52B一端与CPU主控模块51B连接，另一端与天线中的第二接收线圈54连接，根据若接收到第二接收线圈54发送的信号，将输入的信号调制并传输至CPU主控模块52B，

所述天线用于通过电磁耦合实现通信连接，所述天线包括第二接收线圈54和第二发射线圈53，即第二接收线圈54和第二发射线圈53通过电磁耦合实现通信连接。

如图2所示，所述第一电源转换模块31包括DC/DC降压电路和稳压电路，所述降压电路包括非同步降压转换器，所述同步降压转换器采用TPS54331DR。

第二电源转换模块41的电路可使用用第一电源转换模块31的结构，即包括DC/DC降压电路和稳压电路，所述降压电路包括非同步降压转换器，所述同步降压转换器采用TPS54331DR。

如图3所示，所述无线电源发射模块包括XKT-335和XKT-001。它们都是用于无线输电功能的发射集成电路，作用是调制输入的电参数通过线圈进行传输，两集成电路芯片级联在一起成为无线输电发射模块。

如图4所示，所述无线电源接收模块包括T3186，它是用于无线充电功能的接收集成电路，作用为接收线圈后的电参数进行采集，对后级电路供电，实现电功率传输。

进行无线电能传输时，首先进行检测阶段：识别可供电设备及异物检测。当插座2端放置在插头1端工作范围内，插头1端检测是否是与其相匹配传输电能的插座2端靠近。无线电源发射电路3和无线电源接收电路4通过永磁体进行磁吸式快速装配，所使用的Qi标准线圈即第一发射线圈33、第一接收线圈43在永磁环境中不会受到磁力吸合影响。

其次进行通讯阶段：进行身份认证，无线电源发射电路3发送数据包，并且为无线电源接收电路4供电启动接收器，之后无线电源接收电路4回复响应数据完成身份的认证，完成握手过程。

然后进行充电阶段：进行电能传输，在身份认证后，无线电源发射电路3根据无线电源接收电路4所连接的插座2的设备类型，选择相应的功率参数，为插座2充电。

进行无线数据传输时，插头1端首先进行初始化：初始化包括CPU主控模块51A初始化、无线数据传输模块52A的驱动部分、定时器初始化。

其次进行设备扫描及接入：设备扫描主要完成设备的广播功能，当有对接设备即插座2进入对接范围，插头1端设备会相应扫描广播实现对接配对。

然后进行接口状态读取及发送：当插头1端与插座2端实现配对后，插头1端读取接口电平，然后进行数据打包，通过无线数据传输模块52A发送给插座2端。

插座2端首先进行初始化：初始化包括CPU主控模块51B初始化、无线数据传输模块52B的驱动部分、定时器初始化。

其次进行设备监听及配对：插座2端初始化后处于接收状态，当接收到插头1端发送的扫描广播数据后，插座2端返回配对请求，建立连接。

然后进行无线数据接收及输出状态更新：当插座2端接收到插头1端发来的数据后，插座2端CPU主控模块51B进行数据解析，然后更新插座2端输出连接器的端口状态。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种非接触式连接器，其特征在于：包括插头和插座，所述插头连接有无线电源发射电路，所述插座连接有无线电源接收电路，所述无线电源发射电路和无线电源接收电路配合实现插头与插座的无线电能传输功能，所述无线电源发射电路包括第一电源转换模块、电源发射模块和第一发射线圈，所述第一电源转换模块一端与插头连接，另一端与电源发射模块连接，所述第一电源转换模块用于将输入的电信号转换成所述电源发射模块所需大小的电信号，所述电源发射模块一端与第一电源转换模块连接，另一端与第一发射线圈连接，所述电源发射模块用于调制输入的电信号并将电信号传输给第一发射线圈，所述第一发射线圈用于接收电源发射模块传输的电信号并发送至第一接收线圈，所述无线电源接收电路包括第二电源转换模块、电源接收模块和第一接收线圈，所述第一接收线圈与电源接收模块连接，所述第一接收线圈用于接收第一发射线圈传输的电信号并传输至电源接收模块，所述电源接收模块一端与第一接收线圈连接，另一端与第二电源转换模块连接，所述电源接收模块用于调制从第一接收线圈输入的电信号并将电信号传输给第二电源转换模块，所述第二电源转换模块一端与电源接收模块连接，另一端与插座连接，所述第二电源转换模块用于将电源接收模块输入的电信号信号转换成插座所需大小的电信号。

2.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其特征在于：所述插头和插座还分别连接有无线数据传输电路，所述无线数据传输电路包括CPU主控模块、无线数据传输模块和天线，所述CPU主控模块一端与插头和/或插座连接，另一端与无线数据传输模块连接，所述CPU主控模块用于若接收到插头所发送的数据将其解析并打包发送至无线数据传输模块，和/或若接收到无线数据传输模块的数据进行解析并打包发送至插座，

所述无线数据传输模块一端与CPU主控模块连接，另一端与天线连接，所述无线数据传输模块用于若接收CPU主控模块发送的信号，将输入的信号调制并传输至天线，和/或若接收到所述天线发送的信号，将输入的信号调制并传输至CPU主控模块，

所述天线用于通过电磁耦合实现通信连接。

3.根据权利要求2所述的非接触式连接器，其特征在于：所述天线包括第二接收线圈和第二发射线圈，所述第二接收线圈、第二发射线圈与无线数据传输模块连接。

4.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其特征在于：所述第一电源转换模块包括DC/DC降压电路和稳压电路，所述降压电路包括非同步降压转换器，所述同步降压转换器采用TPS54331DR。

5.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其特征在于：所述无线电源发射模块包括XKT-335和XKT-001。

6.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其特征在于：所述无线电源接收模块包括T3186。

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