收发一体的无线电功率传输装置的制作方法

本实用新型涉及一种收发一体的无线电功率传输装置。

背景技术：

无线电功率传输，指利用交变磁场在初级线圈(发射线圈)和次级线圈(接收线圈)之间进行非接触式的能量传输的设备。功率从数瓦特到上千瓦特不等，因其不需要物理连接器导通，避免了设备间因接触老化而“跳火”(或者叫“拉弧”)的危险。并给用户的实际使用带来很大的方便。

目前各类无线电功率传输方案，都是单一的发射电路+发射线圈组成无线电功率传输的发射基站；和单一的接收电路+接收线圈组成无线电功率传输的接收设备。本实用新型首先对线圈进行设计，使该线圈同时满足于发射线圈和接收线圈的技术要求，再通过电路的智能切换，组成了一款适合于所有无线电功率传输规范的接收+发射一体方案。

目前各类无线电功率传输产品，都普遍存在进行无线电功率传输过程中，损坏到接收端的智能手机中的NFC(近距离无线通信技术)电路的可能性。本实用新型在发射与接收共享线圈的上方，加覆了一个NFC感应线圈，并通过后段的NFC调解电路来判定接收端的智能手机中是否存在NFC电路，如果接收端的智能手机中存在NFC电路，则通知发射控制器启动NFC保护功能，确保接收端的智能手机中的NFC电路不被损坏。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出一种收发一体的无线电功率传输装置技术方案。

收发一体的无线电功率传输装置，包括发射与接收共享线圈、接收控制器和发射控制器以及全桥开关，全桥开关与发射与接收共享线圈连接，全桥开关分别与接收控制器和发射控制器连接；全桥开关选择将发射与接收共享线圈接入接收控制器或发射控制器；当发射与接收共享线圈接收到电能时，全桥开关与接收控制器连接，电能通过全桥开关传送到接收控制器；接收控制器再与负载或者发射基站连接，将电能传输给负载或者发射基站；当需要将电能传输出去时，发射控制器与全桥开关连接，电能通过发射控制器传输给全桥开关，全桥开关将电能传输给发射与接收共享线圈通过无线传输的方式传输出去。

进一步的，接收控制器还连接有接收控制器供电单元，接收控制器供电单元为接收控制器供电，当全桥开关与接收控制器连接时，全桥开关同时为接收控制器供电单元供电，接收控制器供电单元使电能满足接收控制器的工作需求；发射控制器连接有发射控制器供电单元；接入的电能同时传输给发射控制器供电单元，发射控制器供电单元为发射控制器供电。

进一步的，发射控制器还连接有NFC调解单元，所述NFC调解单元连接有NFC感应线圈；当需要将电能传输出去时，接入的电能同时传输到NFC调解单元，NFC调解单元激化NFC感应线圈检测无线传输接收端是否有NFC电路。

本实用新型的有益效果在于：该技术方案实现一个发射与接收共享线圈实现对无线传输电能的接收或发射，并通过后段的NFC调解电路来判定接收端的智能手机或其他电子产品中是否存在NFC电路，如果接收端的智能手机中存在NFC电路，则通知发射控制器启动NFC保护功能，确保接收端的智能手机中的NFC电路不被损坏。

附图说明

图1为本实用新型基本电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例一结构示意图；

图3为本实用新型实施例二结构示意图；

图4为本实用新型实施例三结构示意图；

图5为本实用新型实施例四结构示意图；

图6为全桥开关电路结构示意图；

图7为接收控制器电路结构示意图；

图8为接收控制器供电单元电路结构示意图；

图9为发射控制器电路结构示意图；

图10为发射控制器供电单元结构示意图；

图11为通信调制单元电路结构示意图；

图12为NFC调解单元电路结构示意图。

其中：20-发射与接收共享线圈；21-直流输入端；30-全桥开关；40-接收控制器；4050-电池组；41-接收控制器供电单元；50-发射控制器；51-发射控制器供电单元；60-NFC感应线圈；61-NFC调解单元；70-通信调制单元；80-发射基站；90-负载。

具体实施方式

下面将本实用新型的技术方案结合具体实施例作进一步详细说明。TX/RX表示发射(TX)或接收(RX)电能；NFC为近距离无线通信技术；由于全桥开关30的控制作用，发射与接收共享线圈20接入接收控制器40或发射控制器50，而不能同时接入接收控制器40和发射控制器50，即发射与接收共享线圈20要么接收无线传输电能，要么发射无线传输电能。

如图1，本实用新型收发一体的无线功率传输的基本电路及结构，包括一个发射与接收共享线圈20、全桥开关30(电路图如图6)、接收控制器40(电路图如图7)、接收控制器供电单元41(电路图如图8)、发射控制器50(电路图如图9)、发射控制器供电单元51(电路图如图10)。

实施例一

如图2，收发一体的无线功率传输，当发射与接收共享线圈20接收到电能后，电能传输到全桥开关30；全桥开关30将该电能一部分处理后传输给接收控制器供电单元41为接收控制器40供电，接收控制器40按照负载90的需要将全桥开关30直接传输给接收控制器40的电能调整成满足负载的电能。

直流输入端21将输入的直流电一部分传输给发射控制器供电单元51，满足发射控制器50的工作供电；发射控制器50将直流输入端21直接传输到发射控制器50的电能做电压、电流或频率的控制使之满足无线发射需求；发射控制器50将经过处理的电能传输给全桥开关30，全桥开关30控制发射与接收共享线圈20将该电能以无线传输的方式发射。

此实施例的收发一体的无线功率传输能够将无线接收的电能用于负载，将接入的直流电通过无线传输的方式发射。当然，该处的直流输入端21也可以添加相应的交流/直流转换器，从而将接入的交流电转换成直流，满足接入的电能为交流要求。

全桥开关30电路结构示意图如图6；接收控制器40电路结构示意图如图7；接收控制器供电单元41电路结构示意图如图8；发射控制器50电路结构示意图如图9；发射控制器供电单元51电路结构示意图如图10。

实施例二

如图3，收发一体的无线功率传输，当发射与接收共享线圈20接收到电能后，电能传输到全桥开关30；全桥开关30将该电能一部分处理后传输给接收控制器供电单元41为接收控制器40供电，接收控制器40将全桥开关30直接传输的电能经过处理后传输给通信调制单元70，通信调制单元70将该电能按照发射基站80的要求处理，发射基站80将经过处理的电能发射出。

直流输入端21将输入的直流电一部分传输给发射控制器供电单元51，满足发射控制器50的工作供电；发射控制器50将直流输入端21直接传输到发射控制器50的电能做电压、电流或频率的控制使之满足无线发射需求；发射控制器50将经过处理的电能传输给全桥开关30，全桥开关30控制发射与接收共享线圈20将该电能以无线传输的方式发射。

此实施例的收发一体的无线功率传输能够将无线接收的电能处理后通过发射基站80发射出去；当然，该处的直流输入端21也可以添加相应的交流/直流转换器，从而将接入的交流电转换成直流，满足接入的电能为交流要求。此结构能够作为一个电能无线传输中转站，将无线接收的电能通过发射基站发射出去；且特定接入的电能也能够通过该装置通过无线传输的方式传输出去。

全桥开关30电路结构示意图如图6；接收控制器40电路结构示意图如图7；接收控制器供电单元41电路结构示意图如图8；发射控制器50电路结构示意图如图9；发射控制器供电单元51电路结构示意图如图10；通信调制单元70的电路结构示意图如图11。

实施例三

如图4，在实施例一的基础上，当通过发射与接收共享线圈20无线传输的接收端可能有NFC电路时，需要在收发一体的无线功率传输装置上连接NFC感应线圈60和NFC调解单元61；通过NFC感应线圈60的感应，NFC调解单元61判断无线传输的接收端是否有NFC电路；当检测出无线传输接收端有NFC电路时，NFC调解单元61将该检测结果传输给发射控制器50，发射控制器50传输给全桥开关30，从而全桥开关30通过不执行无线传输或启用其他保护装置，实现对无线传输的接收端NFC电路的保护。

全桥开关30电路结构示意图如图6；接收控制器40电路结构示意图如图7；接收控制器供电单元41电路结构示意图如图8；发射控制器50电路结构示意图如图9；发射控制器供电单元51电路结构示意图如图10；NFC调解单元61电路结构示意图如图12。

实施例四

如图5，在图1基本电路结构的基础上将接收控制器40连接电池组4050的充电输入端，同时电池组4050的输出端连接发射控制器50和发射控制器供电单元51；此时传输到接收控制器40的无线电能传输到电池组4050，实现对电池组4050的充电；当需要放电时，电池组4050通过发射控制器供电单元51为发射控制器50供电，发射控制器50将电能传输到全桥开关30，通过发射与接收共享线圈20将电能发射出去；当通过发射与接收共享线圈20无线传输的接收端可能有NFC电路时，需要在收发一体的无线功率传输装置上连接NFC感应线圈60和NFC调解单元61；通过NFC感应线圈60的感应，NFC调解单元61判断无线传输的接收端是否有NFC电路；当检测出无线传输接收端有NFC电路时，NFC调解单元61将该检测结果传输给发射控制器50，发射控制器50传输给全桥开关30，从而全桥开关30通过不执行无线传输或启用其他保护装置，实现对无线传输的接收端NFC电路的保护。

比如将此实施例的技术方案用作手机或其他电子产品的无线充电电源；通过发射与接收共享线圈20能够实现对该无线充电电源的充电；当需要对手机或其他电子产品进行无线充电时，由于手机或其他电子产品中很可能会含有NFC电路，直接的无线充电可能会破坏NFC电路，故全桥开关30通过NFC调解单元61的判断信号，作出判断；当手机或其他电子产品中没有NFC电路时，可以实现充电；当手机或其他电子产品中有NFC电路时，发射控制器50控制全桥开关30降低发射功率或者禁止充电。

以上是本实用新型的较佳实施例，不用于限定本实用新型的保护范围。本领域的一般技术人员在充分理解了本实用新型的基础上所做的非创造性改变或变形应该也属于本实用新型保护的范围。