专利名称：一种锂电池无线充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种无需连接到电缆上就能给手机、数码相机或其他类似便携式电子产品对锂电池进行充电的装置。
背景技术：
以手机、MP3、笔记本电脑等便携式的电子设备为例，进行充电的主要是传统的充电器，一端与エ频交流电源相连，另一端连接便携式电子设备的充电电池。这种频繁的插拔容易损坏接ロ，长时间过充会损伤蓄电池的寿命甚至烧坏移动设备主板，同时还会带来触 电的危险。而由于接ロ标准不统一，姆个电子产品都有一个与之相匹配的充电器，这样造成了大量的浪费，増加了制造成本。同时，随着信息化的急速发展，人们对移动通信质量与内容的要求越来越高，移动设备相关技术的随着需求的发展，功能越来越强大的同时主频越来越高，屏幕越来越大，耗电量也急速上升，待机时间长成为ー个普遍的需求，而现有电池技术在短期内没有突破可能，因此人们对可以给移动设备进行随时随地充电的相关设备有強烈的需求。锂电池广泛应用于手机、数码相机及笔记本电脑。纵观全球锂电池无线充电设备的研制状况，绝大部分锂电池充电装置只能是接收端被动的接受发送端的发出的能量，无法实现接收端根据充电过程与发送端进行信息交互实时调整发送端发出的能量，在多负载及负载数量发生变化时，接收端无法与发送端进行信息交互使发送端做出发送功率的调整。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术中存在的无法进行功率自动调整、信息交互及多负载供能的问题。提供一种可进行信息交互和功率自动调整的装置，它能高效智能的对单个或多个电池进行充电。本实用新型的原理为如图I所示，发送端包括整流稳压单元、能量转换单元、控制単元、通信単元和阵列线圈，发送端整流稳压单元连接能量转换单元将エ频交流电经整流、滤波稳压后为其提供能量；能量转换单元完成逆变功能；能量转换单元与控制单元连接，完成发射功率的调节；阵列线圈与能量转换单元相连，将电磁能量耦合出去；控制单元与发送端通信单元连接，控制单元根据发送端通信単元得到的信息调整发射功率。接收端包括接收线圈、整流稳压单元、充电管理単元和通信単元。整流稳压单元与充电管理电路相连，充电管理単元与通信単元相连，通信単元与接收线圈相连。整流稳压単元将感应接收的能量通过整流、滤波、调压等变换后为充电管理単元提供充电电能；充电管理単元实时监测电池的充电状态并通过通信単元反馈给能量发送端，发送端的控制单元根据接收端反馈的信息实时调整能量发送单元的工作状态，以达到最佳充电效果。实现本实用新型的技术解决方案为该装置包括发送端和接收端，发送端包括发送端整流稳压电路、控制电路、发送端信息接收/发送电路、功率调整电路、逆变电路和阵列线圈，发送端整流稳压电路连接控制电路，控制电路分别连接发送端信息接收/发送电路和功率调整电路，功率调整电路连接逆变电路，逆变电路连接阵列线圈，阵列线圈连接发送端信息接收/发送电路；接收端包括接收线圈、接ロ、接收端整流稳压电路、接收端信息接收/发送电路和充电管理电路，接收线圈连接接收端整流稳压电路，接收端整流稳压电路连接充电管理电路，充电管理电路连接接ロ，充电管理电路连接接收端信息接收/发送电路，接收端信息接收/发送电路连接接收线圏。所述的发送端信息接收/发送电路和接收端信息接收/发送电路通过幅度调制解调实现。所述的功率调整电路通过PWM控制器或者PFM控制器实现。所述的阵列线圈采用三层圆形线圈，第一层线圈的相切点是第二层线圈的圆心，第二层线圈的相切点是第三层线圈的圆心。与现有技术相比，本实用新型的优点是1.发送端采用多层分布的阵列线圈，每层线圈之间发送的能量相互叠加，使得平台上能量強度一致，从而锂电池无线充电装置可以随意摆放，不要求与感应线圈对正，;2.当电子设备放上平台，充电平台检测到设备，进行自适应控制使对正的线圈发送能量，充电过程接收端与发送端进行实时信息交互，发送端对充电过程功率的自适应调整和是否进行充电判断。本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图I是本实用新型结构原理示意图。图2是本实用新型阵列线圈的俯视结构图。图3是本实用新型发送端的模块示意图。图4是本实用新型接收端的模块示意图。
具体实施方式
下面详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情況。该装置包括一个发送端參阅图3，一个接收端參阅图4。接收端与手机的接ロ采用符合国家标准的Micro USB充电接ロ。在本实施方式中整套装置外壳均采用非金属材料。參阅图3发送端的模块图，发送端包括发送端整流稳压电路I、控制电路2、发送端信息接收/发送电路3、功率调整电路4、逆变电路5和阵列线圈6，发送端整流稳压电路I连接控制电路2，控制电路2分别连接发送端信息接收/发送电路3和功率调整电路4，功率调整电路4连接逆变电路5，逆变电路5连接阵列线圈6，阵列线圈6连接发送端信息接收/发送电路3;发送端信息接收/发送电路3通过幅度调制解调实现，功率调整电路4通过PWM控制器或者PFM控制器实现。參阅图4接收端模块图，接收端包括接收线圈7、接ロ 8、接收端整流稳压电路9、接收端信息接收/发送电路10和充电管理电路11，接收线圈7连接接收端整流稳压电路9，接收端整流稳压电路9连接充电管理电路11，充电管理电路11连接接ロ 8，充电管理电路11连接接收端信息接收/发送电路10，接收端信息接收/发送电路10连接接收线圈7 ；接收端信息接收/发送电路10通过幅度调制解调实现。參阅图2阵列线圈6的结构图，实线是所画的圆是第一层线圈，虚线所画的圆是第ニ层线圈，点化线所画的圆是第三层线圏。三层线圈叠加在一起使得充电平台上的能量可以均匀分布。无线充电装置的发送端接入市电电源后，发送端整流稳压电路I将交流电转变为直流低压电，发送端待机时阵列线圈6每隔一定的时间发出持续一段间的电磁波，当接收端放在充电平台上时，充电平台回路的电流发生变化，当变化范围在某个特定的区间时，这个区间可以使充电平台排除硬币之类的金属后，发送端可以探测到接收端的位置，并根据接收端的位置，控制电路2控制阵列线圈6使接收端所在区域的阵列线圈6发送能量与信息。发送端尝试和接收端进行通信，即进行握手连接互相之间进行确认。发送端和接收端之间的通信由彼此的信息接收/发送电路完成，信息接收/发送电路由微处理器来控制，采用大多数本领域技术人员所共知的单片机。发送端和接收端的信息传输方法采用ニ进制编码传输方法，它具有码长短、信息量大、容易扩充和抗噪声性能好。发送端和接收端互相确认成功后，充电管理电路11获取电池的剩余电量、电池的ID和电池的温度，并将这些信息通过发送端信息接收/发送电路3传输给发送端。发送端接收到后，控制电路2和功率调整电路4根据这些信息自适应调节发送的功率大小，接收端则按照符合锂电池充电特性曲线的标准对电池进行充电，同时与发送端进行信息交互，对充电过程的电量、温度和电压进行监测。
权利要求1.ー种锂电池无线充电装置，包括发送端和接收端，其特征是所述的发送端包括发送端整流稳压电路(I)、控制电路(2)、发送端信息接收/发送电路(3)、功率调整电路(4)、逆变电路(5)和阵列线圈(6)，发送端整流稳压电路⑴连接控制电路(2)，控制电路⑵分别连接发送端信息接收/发送电路(3)和功率调整电路(4)，功率调整电路(4)连接逆变电路(5)，逆变电路(5)连接阵列线圈(6)，阵列线圈(6)连接发送端信息接收/发送电路(3);所述的接收端包括接收线圈(7)、接ロ(8)、接收端整流稳压电路(9)、接收端信息接收/发送电路(10)和充电管理电路(11)，接收线圈(7)连接接收端整流稳压电路(9)，接收端整流稳压电路(9)连接充电管理电路(11)，充电管理电路(11)连接接ロ(8)，充电管理电路(11)连接接收端信息接收/发送电路(10)，接收端信息接收/发送电路(10)连接接收线圈(7)。
2.根据权利要求I所述的锂电池无线充电装置，其特征是所述的发送端信息接收/发送电路⑶和接收端信息接收/发送电路(10)通过幅度调制解调实现。
3.根据权利要求I所述的锂电池无线充电装置，其特征是所述的功率调整电路(4)通过PWM控制器或PFM控制器实现。
4.根据权利要求I所述的锂电池无线充电装置，其特征是所述的阵列线圈(6)采用三层圆形线圈，第一层线圈的相切点是第二层线圈的圆心，第二层线圈的相切点是第三层线圈的圆心。
专利摘要本实用新型的目的是针对现有技术中存在的无法进行功率自动调整、信息交互及多负载供能的问题，提供一种可进行信息交互和功率自动调整的装置，它能高效智能的对单个或多个电池进行充电。与现有技术相比，本实用新型的优点是1.发送端采用多层分布的阵列线圈，每层线圈之间发送的能量相互叠加，使得平台上能量强度一致，从而锂电池无线充电装置可以随意摆放，不要求与感应线圈对正，；2.当电子设备放上平台，充电平台检测到设备，进行自适应控制使对正的线圈发送能量，充电过程接收端与发送端进行实时信息交互，发送端对充电过程功率的自适应调整和是否进行充电判断。
文档编号H02J7/02GK202424281SQ201220002538
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者丁立波, 张合, 张晓晶, 张鹏翀, 顾林, 马少杰 申请人:南京理工大学