專利名稱：一種為薄膜電池充電的非接觸式射頻充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種用于針對于薄膜電池非接觸式充電的充電
直O(jiān)
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)及民用電子器件如傳感器、智能 卡、便攜式電子設(shè)備等眾多領(lǐng)域迅猛發(fā)展，對與其匹配的化學(xué)電源及其充電裝置提出了更 高的要求。全固態(tài)薄膜鋰離子電池體積和內(nèi)阻小，比容量高，受到人們的關(guān)注。當(dāng)薄膜電池 集成在智能卡等便攜式電子設(shè)備的電子線路上時，便可以賦予該設(shè)備更多的功能，由“被動 卡”轉(zhuǎn)變成為“主動卡”，從而實現(xiàn)更多的功能，例如卡與卡之間的數(shù)據(jù)交換。在集成的體系有密閉等要求，或終端設(shè)備處于惡劣的環(huán)境、充電設(shè)備與終端設(shè)備 存在相對運動、充電設(shè)備與終端之間存在無法避免的接觸障礙等情況下，以接觸為基礎(chǔ)的 傳輸技術(shù)(導(dǎo)線傳輸、金屬接觸等)則存在著明顯的缺陷和不足，甚至無法使用。此時，如 何對薄膜電池充電便成了 一個難題，而非接觸式充電就是一個很好的選擇，由于可以利用 較遠(yuǎn)距離的充電，避免了接觸式帶來的上述問題。同時利用電磁輻射傳遞能量進(jìn)行充電，這 已經(jīng)在理論和實踐中成為可能，從而使得電子設(shè)備的發(fā)展方向有了更多的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種為薄膜電池進(jìn)行非接觸式充電的裝置，利用小功率的射 頻信號可以對薄膜電池進(jìn)行射頻充電。本發(fā)明目的的實現(xiàn)基于電波發(fā)射_接收原理，通過電波產(chǎn)生_發(fā)射電路將能量無 線發(fā)射，再通過電波接收電路接收能量，為電池充電。本發(fā)明所提供的為薄膜電池進(jìn)行非接觸式充電的裝置，由產(chǎn)生-發(fā)射電路和接收 電路兩部分組成，其設(shè)計原理圖分別如附圖1和附圖2所示。本發(fā)明所提供的為薄膜電池進(jìn)行非接觸式充電的裝置，其產(chǎn)生-發(fā)射電路通過電 路元件非門震蕩產(chǎn)生方波，并用電容進(jìn)行波形、頻率調(diào)節(jié)，再通過電路元件進(jìn)行預(yù)防大，經(jīng) 由一個電阻和一個電容后通過脈沖變壓器耦合并推動功效管，通過100V-300V直流電壓進(jìn) 行功率放大，最后通過電容隔離直流，用天線線圈發(fā)射。本發(fā)明所提供的為薄膜電池進(jìn)行非接觸式充電的裝置，其電波接收電路由天線接 收電磁波，通過二極管陣列進(jìn)行整流，使交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號，用以提供給薄膜電池充 H1^ ο本發(fā)明所提供的為薄膜電池進(jìn)行非接觸式充電的裝置，利用電波接收原理來給薄 膜電池進(jìn)行充電，其非接觸式充電方式為集成入密封體系(如智能卡)的薄膜電池的充電 提供便利，從而賦予薄膜電池更大的應(yīng)用空間。本發(fā)明的充電裝置的接收端可以在距離發(fā) 射源9cm處，提供4V的充電電壓和20 μ A的充電電流。


圖1、產(chǎn)生-發(fā)射電路部分設(shè)計原理示意2、電波接收電路部分設(shè)計原理示意3、產(chǎn)生-發(fā)射電路部分電路4、電波接收電路部分電路5、發(fā)射電磁波示波器圖
具體實施方案以下結(jié)合具體的實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。實施例僅用于對本發(fā)明做說 明而不是對本發(fā)明的限制。實施例本實施例的電波產(chǎn)生-發(fā)射電路部分和電波接收電路部分的電路圖如附圖3和附 圖4所示，其中發(fā)射板上的天線以及接收板為一家電路加工廠商定制的元件。發(fā)射電路裝 配在外涂絕緣漆的金屬箱中，體積約為25*20*13. 5 (cm3)。測試用薄膜電池結(jié)構(gòu)為以SiO2為襯底，用LiFe (WO4) 2、LiPON和金屬Li 一起構(gòu)成 整個微電池的體系。所制薄膜電池比容量達(dá)20-100 μ Ah/cm2，工作電壓2. 2V，循環(huán)性能良 好，薄膜電池有效部分(電極和固態(tài)電解質(zhì))厚度小于20 μ m。利用示波器測得發(fā)射信號見附圖5，檢測結(jié)果顯示其信號為高頻諧波，頻率為 3. 33MHz。用萬用表測試非接觸式充電裝置的充電電壓以及充電電流(開路時測電壓，連接 電池時測電流)，結(jié)果見下表。由于測試用薄膜電池的充電適合電位為4V，其工作電流為 100 μ A左右，于是選擇發(fā)射和接收元件距離為9cm處對薄膜電池進(jìn)行充電，此時本裝置可 以提供4V的充電電壓以及20 μ A的充電電流。上述性能表明，本發(fā)明中的電路裝置是一類非接觸式充電裝置，可以為薄膜電池 充電。表非接觸式射頻充電裝置電流電壓與距離之間的關(guān)系
權(quán)利要求
一種為薄膜電池充電的非接觸式射頻充電裝置，其特征在于，由產(chǎn)生-發(fā)射電路和接收電路兩部分組成，所述的產(chǎn)生-發(fā)射電路通過電波將能量無線發(fā)射，接收電路通過電波接收能量，為電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為薄膜電池充電的非接觸式射頻充電裝置，其特征在于產(chǎn) 生-發(fā)射電路產(chǎn)生方波，進(jìn)行波形、頻率調(diào)節(jié)，經(jīng)預(yù)防大后再由直流電壓進(jìn)行功率放大，最 后用天線線圈發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為薄膜電池充電的非接觸式射頻充電裝置，其特征在于電波 接收電路由天線接收電磁波，通過二極管陣列進(jìn)行整流，使交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號，用以 提供給薄膜電池充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為薄膜電池充電的非接觸式射頻充電裝置，其特征在于所述 裝置提供3V-8V的充電電壓和10μ Α-80μ A的充電電流用于薄膜電池充電。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子器件類，為薄膜電池設(shè)計了相匹配的非接觸式射頻充電裝置。本發(fā)明利用電波接收原理來給薄膜電池進(jìn)行充電，包含電波發(fā)射和電波接收兩個電路，充電裝置的接收板能在距離發(fā)射源9cm處，提供4V的充電電壓和20μA的充電電流。本發(fā)明的充電電壓和充電電流均和薄膜電池充電所需的電壓電流相匹配，非接觸式充電方式為集成入密封體系的薄膜電池的充電提供便利，從而賦予薄膜電池更大的應(yīng)用空間。
文檔編號H02J17/00GK101888103SQ20101018472
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者傅正文, 劉先年, 王皓軒, 胡可 申請人:復(fù)旦大學(xué)