專利名稱：一種鋰電池?zé)o線充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種無需連接到電纜上就能給手機、數(shù)碼相機或其他類似便攜式電子產(chǎn)品對鋰電池進行充電的裝置。
背景技術(shù)：
以手機、MP3、筆記本電腦等便攜式的電子設(shè)備為例，進行充電的主要是傳統(tǒng)的充電器，一端與エ頻交流電源相連，另一端連接便攜式電子設(shè)備的充電電池。這種頻繁的插拔容易損壞接ロ，長時間過充會損傷蓄電池的壽命甚至燒壞移動設(shè)備主板，同時還會帶來觸 電的危險。而由于接ロ標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，姆個電子產(chǎn)品都有一個與之相匹配的充電器，這樣造成了大量的浪費，増加了制造成本。同時，隨著信息化的急速發(fā)展，人們對移動通信質(zhì)量與內(nèi)容的要求越來越高，移動設(shè)備相關(guān)技術(shù)的隨著需求的發(fā)展，功能越來越強大的同時主頻越來越高，屏幕越來越大，耗電量也急速上升，待機時間長成為ー個普遍的需求，而現(xiàn)有電池技術(shù)在短期內(nèi)沒有突破可能，因此人們對可以給移動設(shè)備進行隨時隨地充電的相關(guān)設(shè)備有強烈的需求。鋰電池廣泛應(yīng)用于手機、數(shù)碼相機及筆記本電腦。縱觀全球鋰電池?zé)o線充電設(shè)備的研制狀況，絕大部分鋰電池充電裝置只能是接收端被動的接受發(fā)送端的發(fā)出的能量，無法實現(xiàn)接收端根據(jù)充電過程與發(fā)送端進行信息交互實時調(diào)整發(fā)送端發(fā)出的能量，在多負(fù)載及負(fù)載數(shù)量發(fā)生變化時，接收端無法與發(fā)送端進行信息交互使發(fā)送端做出發(fā)送功率的調(diào)整。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法進行功率自動調(diào)整、信息交互及多負(fù)載供能的問題。提供一種可進行信息交互和功率自動調(diào)整的裝置，它能高效智能的對單個或多個電池進行充電。本實用新型的原理為如圖I所示，發(fā)送端包括整流穩(wěn)壓單元、能量轉(zhuǎn)換單元、控制単元、通信単元和陣列線圈，發(fā)送端整流穩(wěn)壓單元連接能量轉(zhuǎn)換單元將エ頻交流電經(jīng)整流、濾波穩(wěn)壓后為其提供能量；能量轉(zhuǎn)換單元完成逆變功能；能量轉(zhuǎn)換單元與控制單元連接，完成發(fā)射功率的調(diào)節(jié)；陣列線圈與能量轉(zhuǎn)換單元相連，將電磁能量耦合出去；控制單元與發(fā)送端通信單元連接，控制單元根據(jù)發(fā)送端通信単元得到的信息調(diào)整發(fā)射功率。接收端包括接收線圈、整流穩(wěn)壓單元、充電管理単元和通信単元。整流穩(wěn)壓單元與充電管理電路相連，充電管理単元與通信単元相連，通信単元與接收線圈相連。整流穩(wěn)壓単元將感應(yīng)接收的能量通過整流、濾波、調(diào)壓等變換后為充電管理単元提供充電電能；充電管理単元實時監(jiān)測電池的充電狀態(tài)并通過通信単元反饋給能量發(fā)送端，發(fā)送端的控制單元根據(jù)接收端反饋的信息實時調(diào)整能量發(fā)送單元的工作狀態(tài)，以達到最佳充電效果。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)解決方案為該裝置包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端包括發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路、控制電路、發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路、功率調(diào)整電路、逆變電路和陣列線圈，發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路連接控制電路，控制電路分別連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路和功率調(diào)整電路，功率調(diào)整電路連接逆變電路，逆變電路連接陣列線圈，陣列線圈連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路；接收端包括接收線圈、接ロ、接收端整流穩(wěn)壓電路、接收端信息接收/發(fā)送電路和充電管理電路，接收線圈連接接收端整流穩(wěn)壓電路，接收端整流穩(wěn)壓電路連接充電管理電路，充電管理電路連接接ロ，充電管理電路連接接收端信息接收/發(fā)送電路，接收端信息接收/發(fā)送電路連接接收線圏。所述的發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路和接收端信息接收/發(fā)送電路通過幅度調(diào)制解調(diào)實現(xiàn)。所述的功率調(diào)整電路通過PWM控制器或者PFM控制器實現(xiàn)。所述的陣列線圈采用三層圓形線圈，第一層線圈的相切點是第二層線圈的圓心，第二層線圈的相切點是第三層線圈的圓心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是1.發(fā)送端采用多層分布的陣列線圈，每層線圈之間發(fā)送的能量相互疊加，使得平臺上能量強度一致，從而鋰電池?zé)o線充電裝置可以隨意擺放，不要求與感應(yīng)線圈對正，;2.當(dāng)電子設(shè)備放上平臺，充電平臺檢測到設(shè)備，進行自適應(yīng)控制使對正的線圈發(fā)送能量，充電過程接收端與發(fā)送端進行實時信息交互，發(fā)送端對充電過程功率的自適應(yīng)調(diào)整和是否進行充電判斷。本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本實用新型陣列線圈的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型發(fā)送端的模塊示意圖。圖4是本實用新型接收端的模塊示意圖。
具體實施方式
下面詳細(xì)說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。該裝置包括一個發(fā)送端參閱圖3，一個接收端參閱圖4。接收端與手機的接ロ采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的Micro USB充電接ロ。在本實施方式中整套裝置外殼均采用非金屬材料。參閱圖3發(fā)送端的模塊圖，發(fā)送端包括發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路I、控制電路2、發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路3、功率調(diào)整電路4、逆變電路5和陣列線圈6，發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路I連接控制電路2，控制電路2分別連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路3和功率調(diào)整電路4，功率調(diào)整電路4連接逆變電路5，逆變電路5連接陣列線圈6，陣列線圈6連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路3;發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路3通過幅度調(diào)制解調(diào)實現(xiàn)，功率調(diào)整電路4通過PWM控制器或者PFM控制器實現(xiàn)。參閱圖4接收端模塊圖，接收端包括接收線圈7、接ロ 8、接收端整流穩(wěn)壓電路9、接收端信息接收/發(fā)送電路10和充電管理電路11，接收線圈7連接接收端整流穩(wěn)壓電路9，接收端整流穩(wěn)壓電路9連接充電管理電路11，充電管理電路11連接接ロ 8，充電管理電路11連接接收端信息接收/發(fā)送電路10，接收端信息接收/發(fā)送電路10連接接收線圈7 ；接收端信息接收/發(fā)送電路10通過幅度調(diào)制解調(diào)實現(xiàn)。參閱圖2陣列線圈6的結(jié)構(gòu)圖，實線是所畫的圓是第一層線圈，虛線所畫的圓是第ニ層線圈，點化線所畫的圓是第三層線圏。三層線圈疊加在一起使得充電平臺上的能量可以均勻分布。無線充電裝置的發(fā)送端接入市電電源后，發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路I將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞯蛪弘姡l(fā)送端待機時陣列線圈6每隔一定的時間發(fā)出持續(xù)一段間的電磁波，當(dāng)接收端放在充電平臺上時，充電平臺回路的電流發(fā)生變化，當(dāng)變化范圍在某個特定的區(qū)間時，這個區(qū)間可以使充電平臺排除硬幣之類的金屬后，發(fā)送端可以探測到接收端的位置，并根據(jù)接收端的位置，控制電路2控制陣列線圈6使接收端所在區(qū)域的陣列線圈6發(fā)送能量與信息。發(fā)送端嘗試和接收端進行通信，即進行握手連接互相之間進行確認(rèn)。發(fā)送端和接收端之間的通信由彼此的信息接收/發(fā)送電路完成，信息接收/發(fā)送電路由微處理器來控制，采用大多數(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的單片機。發(fā)送端和接收端的信息傳輸方法采用ニ進制編碼傳輸方法，它具有碼長短、信息量大、容易擴充和抗噪聲性能好。發(fā)送端和接收端互相確認(rèn)成功后，充電管理電路11獲取電池的剩余電量、電池的ID和電池的溫度，并將這些信息通過發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路3傳輸給發(fā)送端。發(fā)送端接收到后，控制電路2和功率調(diào)整電路4根據(jù)這些信息自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)送的功率大小，接收端則按照符合鋰電池充電特性曲線的標(biāo)準(zhǔn)對電池進行充電，同時與發(fā)送端進行信息交互，對充電過程的電量、溫度和電壓進行監(jiān)測。
權(quán)利要求1.ー種鋰電池?zé)o線充電裝置，包括發(fā)送端和接收端，其特征是所述的發(fā)送端包括發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路(I)、控制電路(2)、發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路(3)、功率調(diào)整電路(4)、逆變電路(5)和陣列線圈(6)，發(fā)送端整流穩(wěn)壓電路⑴連接控制電路(2)，控制電路⑵分別連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路(3)和功率調(diào)整電路(4)，功率調(diào)整電路(4)連接逆變電路(5)，逆變電路(5)連接陣列線圈(6)，陣列線圈(6)連接發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路(3);所述的接收端包括接收線圈(7)、接ロ(8)、接收端整流穩(wěn)壓電路(9)、接收端信息接收/發(fā)送電路(10)和充電管理電路(11)，接收線圈(7)連接接收端整流穩(wěn)壓電路(9)，接收端整流穩(wěn)壓電路(9)連接充電管理電路(11)，充電管理電路(11)連接接ロ(8)，充電管理電路(11)連接接收端信息接收/發(fā)送電路(10)，接收端信息接收/發(fā)送電路(10)連接接收線圈(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池?zé)o線充電裝置，其特征是所述的發(fā)送端信息接收/發(fā)送電路⑶和接收端信息接收/發(fā)送電路(10)通過幅度調(diào)制解調(diào)實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池?zé)o線充電裝置，其特征是所述的功率調(diào)整電路(4)通過PWM控制器或PFM控制器實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池?zé)o線充電裝置，其特征是所述的陣列線圈(6)采用三層圓形線圈，第一層線圈的相切點是第二層線圈的圓心，第二層線圈的相切點是第三層線圈的圓心。
專利摘要本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法進行功率自動調(diào)整、信息交互及多負(fù)載供能的問題，提供一種可進行信息交互和功率自動調(diào)整的裝置，它能高效智能的對單個或多個電池進行充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是1.發(fā)送端采用多層分布的陣列線圈，每層線圈之間發(fā)送的能量相互疊加，使得平臺上能量強度一致，從而鋰電池?zé)o線充電裝置可以隨意擺放，不要求與感應(yīng)線圈對正，；2.當(dāng)電子設(shè)備放上平臺，充電平臺檢測到設(shè)備，進行自適應(yīng)控制使對正的線圈發(fā)送能量，充電過程接收端與發(fā)送端進行實時信息交互，發(fā)送端對充電過程功率的自適應(yīng)調(diào)整和是否進行充電判斷。
文檔編號H02J7/02GK202424281SQ201220002538
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者丁立波, 張合, 張曉晶, 張鵬翀, 顧林, 馬少杰 申請人:南京理工大學(xué)