一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置的制作方法

本实用新型涉及无线充电领域，具体涉及一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置，在充电区域内进行随意放置无死角充电。

背景技术：

无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，利用电磁感应原理，通过在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈在电力的作用下向外界发出电磁信号，由接收端线圈收到电磁信号互相感应产生电磁感应，由电磁能转化为感应电压，从而达到无线充电的目的，无线充电技术不需要电源线，依靠电磁感应，然后将电磁能量转化为电能，最终实现无线充电。无线充电技术解决了充电器与设备之间的电线束缚，不需要电线连接，不需要充电触点外露，避免触点磨损有短路的出现，无线充具有很好的防水，防尘功能，经久耐用。目前的通用无线充电设备，大多数基于qi协议，遵循qi协议的1对1充电方式；要求线圈之间要尽可能对准，线圈与线圈之间尽量靠近；存在找位置困难，需多次来回找寻最佳充电位置，充电效率低下，不能同时支持多台设备充电等问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置，包括相对设置的底壳、上盖以及设置于底壳内的pcb主控板、设置于pcb主控板上并与其电连接的线圈组件，所述线圈组件包括线圈承载板以及至少两层上下堆叠设置于线圈承载板上的线圈电路组，所述线圈电路组沿充电装置长度方向分成多组线圈电路单元；

所述pcb主控板上设有mcu主控电路、与mcu主控电路电连接的电源输入电路、辅助电源电路、温度采样电路、led指示灯电路、环境灯光监控电路以及多组与线圈单元一一对应的逆变网络电路组，所述逆变网络电路组包括与线圈电路单元连接的逆变网络电路、逆变电路输入电流采样电路、逆变电路输入电压采样电路、线圈电压采样电路、线圈电流采样电路、解调电路、线圈选择电路以及同步直流电压调整电路；

当被充电设备放于充电装置上磁耦合后，所述逆变网络电路与对应线圈电路单元中各个线圈对应，并在能量传输前通过逆变电路输入电流采样电路、逆变电路输入电压采样电路对各个线圈的实时参数进行采样并向mcu主控电路输出信号，所述mcu主控电路通过线圈选择电路控制与被充电设备磁场耦合能力最强的线圈进行能量传输，同时，所述线圈电压采样电路、线圈电流采样电路对工作的线圈进行参数采集并向mcu主控电路输出信号，所述解调电路提取线圈电压上附带的载波通信信号并发送至mcu主控电路，所述同步直流电压调整电路通过mcu主控电路的pwm控制输出对逆变网络电路的输入实现调压。

作为改进，所述线圈电路组中一共设置22个线圈，分成3组线圈电路单元后，每组线圈电路单元依次包含8个、8个、6个线圈，每组线圈电路单元的相邻端均设有交叠区域。

作为改进，所述电源输入电路的输入端设置有type-c接口，并通过pd芯片与电源适配器进行协议沟通。

作为改进，所述辅助电源电路通过dc-dc芯片将电源输入电路提供的电压降压为3.3v，并为温度采样电路、led指示灯电路、环境灯光监控电路、多组逆变网络电路组提供电源。

作为改进，所述温度采样电路通过数个热敏电阻采集底壳、上盖内的温度并将温度信号传输至mcu主控电路。

作为改进，所述led指示灯电路中设有数个状态指示灯，所述状态指示灯嵌设于底壳侧壁上。

作为改进，所述环境灯光监控电路通过数个光敏电阻采集环境光源并将光源信号传输至mcu主控电路，所述mcu主控电路根据光源信号向led指示灯电路发出灯光亮度调节信号。

作为改进，所述逆变网络电路为由两个半桥组成的全桥逆变网络电路。

作为改进，所述线圈承载板通过自攻螺丝与pcb主控板连接，所述pcb主控板通过自攻螺丝与底壳连接，所述底壳外表面上还设有数道硅胶垫条。

作为改进，所述状态指示灯通过海绵垫设置于底壳侧壁上。

采用以上结构后，本实用新型具有如下优点：

本实用新型无线充电装置利用电磁感应原理实现无线充电，装置内部采用22个线圈呈多层交叠且阵列布局，在充电区域内，被充电设备无需对准某个位置，可随意放置，几乎无死角充电；22线圈无线充同时支持给3个qi充电设备(例如手机、手表、耳机等等)在充电区域内进行随意放置无死角充电；通过逆变网络电路组的设置，能够选择并控制线圈是否工作，避免出现危险情况，且避免两台设备工作时出现通信串扰的现象；通过多个温度采样电路的设置，使装置具有全面的温度检测能力，当被充电设备出现异常，温度过高时，可自动关闭充电系统，有效保护充电座和被充设备；充电装置内设有多个电压、电流、温度、亮度等采样监测电路，实时自动监控工作状态，保证系统在工作时安全稳定。

附图说明

图1是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置中线圈电路组的分区示意图。

图3是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置的系统模块示意图。

图4是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置中一组线圈电路单元的模块示意图。

图5是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置电源输入电路的示意图。

图6是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置辅助电源电路的示意图。

图7是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置逆变网络电路的示意图。

图8是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置调压dc-dc电路的示意图。

图9是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置mcu主控电路的示意图。

图10是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置温度采样电路图的示意图。

图11是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置led指示灯电路的示意图。

图12是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置线圈选择电路的示意图。

图13是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置线圈电压采样电路的示意图。

图14是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置线圈电流采样电路的示意图。

图15是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置逆变电路输入电流采样电路的示意图。

图16是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置逆变电路输入电压采样电路的示意图。

图17是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置解调电路的示意图。

图18是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置线圈电路单元的示意图。

图19是本实用新型一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置同步直流电压调整电路的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

结合附图1、2，一种同时支持3个设备充电的22线圈无线充电装置，包括相对设置的底壳1、上盖2以及设置于底壳1内的pcb主控板3、设置于pcb主控板3上并与其电连接的线圈组件4，所述线圈组件4包括线圈承载板4.1以及至少两层上下堆叠设置于线圈承载板4.1上的线圈电路组4.2，为实现设备的自由放置，本装置线圈电路组4.2中一共设置22个线圈，所述线圈电路组4.2沿充电装置长度方向分成3组线圈电路单元4.3，每组线圈电路单元4.3依次包含8个、8个、6个线圈，每组线圈电路单元4.3的相邻端均设有交叠区域，使每层线圈电路组中的线圈呈阵列规律设置，且每个线圈均设置于其相邻线圈的盲区死角内。

结合图3、4，所述pcb主控板3上设有mcu主控电路、与mcu主控电路电连接的电源输入电路、辅助电源电路、温度采样电路、led指示灯电路、环境灯光监控电路以及多组与线圈单元一一对应的逆变网络电路组，所述逆变网络电路组包括与线圈电路单元连接的逆变网络电路、逆变电路输入电流采样电路、逆变电路输入电压采样电路、线圈电压采样电路、线圈电流采样电路、解调电路、线圈选择电路以及同步直流电压调整电路；

结合图5，所述电源输入电路的输入端设置有type-c接口，最大输入20v/2.25a/45w，并通过pd芯片wt6616与电源适配器进行协议沟通，为后续为不同的功能模块提供合适的电源；

结合图6、图8，所述辅助电源电路通过dc-dc芯片将电源输入电路提供的电压降压为3.3v，并为温度采样电路、led指示灯电路、环境灯光监控电路、多组逆变网络电路组提供电源，可选地，本实施例中dc-dc芯片由两个icme3116am6g组成；

结合图10，所述温度采样电路通过数个热敏电阻采集底壳、上盖内的温度并将温度信号传输至mcu主控电路，mcu主控电路根据温度信号控制装置整体是否继续进行工作，可选地，在本实施例中，设置当产品内部温度到达55度时，通过mcu主控电路关闭整个系统，产品停止工作；

结合图11，所述led指示灯电路中设有数个状态指示灯7，所述状态指示灯7嵌设于底壳侧壁上；所述环境灯光监控电路通过数个光敏电阻采集环境光源并将光源信号传输至mcu主控电路，mcu主控电路根据光源信号向led指示灯电路发出灯光亮度调节信号，调节充电状态指示灯的亮度使其适应环境。

结合图7，所述逆变网络电路为由两个半桥组成的全桥逆变网络电路，并控制逆变电路输入电流采样电路、逆变电路输入电压采样电路对各个线圈进行实时参数采样。

结合图12-图19，当被充电设备放于充电装置上磁耦合后，pcb主控板中的逆变网络电路与对应线圈电路单元中各个线圈对应，其在能量传输前通过逆变电路输入电流采样电路、逆变电路输入电压采样电路对各个线圈的实时参数进行采样并向mcu主控电路输出信号，由mcu主控电路判断各线圈的工作参数，进而通过线圈选择电路控制与被充电设备磁场耦合能力最强的线圈作为工作线圈，进行能量传输；

当选中的工作线圈开始工作后，mcu主控电路关闭与工作线圈相邻的其他组的线圈，使同组的其他线圈将不再工作，避免出现危险情况，且避免两台设备工作时出现通信串扰的现象；

在工作线圈，pcb主控板中的线圈电压采样电路、线圈电流采样电路对工作线圈进行参数采集并向mcu主控电路输出信号，采集的参数包括线圈工作时的电压和电流状态，mcu主控电路根据其传输的参数判断线圈是否正常工作；

所述解调电路提取线圈电压上附带的载波通信信号并发送至mcu主控电路，所述同步直流电压调整电路通过mcu主控电路的pwm控制输出对逆变网络电路的输入实现调压。

所述线圈承载板4.1通过自攻螺丝5与pcb主控板3连接，所述pcb主控板3通过自攻螺丝5与底壳1连接，所述底壳1外表面上还设有数道硅胶垫条6。

所述状态指示灯7通过海绵垫8设置于底壳1侧壁上。

mcu主控电路上的温度采样电路、led指示灯电路、环境灯光监控电路均为多个，实时采集板卡的工作状态下的各种信息传送给mcu处理，保正系统在工作时安全稳定。各组逆变网络的采样相互独立，一组设备触发保护时不会影响到其他组的正常工作。

本装置采用的22个线圈组合一个较大的充电区域，无线充电设备可以在此充电区域内随意放置，不需专门对位，mcu主控电路会智能识别检测对应线圈位置，开启对应的线圈的设备进行智能充电，充电过程中随时监控设备的充电状态，以保证可靠的完成每次的充电工作，本装置线充最多同时支持三个qi设备进行充电。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。