[实用新型]一种感应充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种充电技术，特别是通过感应方式给手机或小型稳定设备充电的技术。

背景技术

手机这种通信工具已成为每个人生活和工作的必需品。手机在使用中，每天或每隔一两天都面临着一个不可回避的问题，就是手机的充电——将充电器插入墙上的电源板上，再将一根线的插头插到手机上，第二天又将插头从手机上拨下——如此长年累月的插拨，不仅麻烦，而且常常出现断线、插座松脱、接触不良，甚至短路损坏手机，特别是对一些频繁使用手机的人来说，一天可能多次充电，更增加了手机的故障率。

手机充电的另外一个问题是：由于手机的厂家和型号的多样性，手机的充电接口多种多样，虽然几个前就制定了一个手机充电口的标准，但至今没能统一，因此，依然是专用充电器为专用手机充电，难以统一，这给公共场所的充电设施的实施带来了难度。

2010年10月，国际无线充电联盟出台了第一个无线充电标准，即QI无线充电标准，正式开启了手机的无线充电的大门。无线充电是以电磁感应为基础的非接触式充电，没有物理上的电路连接，从而免去了电源线、插头和插座，使用时，只要将手机放置在指定位置上，就可以对手机充电。这不仅方便了使用，也给公共场所的充电的普及提供了必要的前提。

这里，根据电磁感应原理，设计了一种廉价、安全、方便的无线充电装置。

发明内容

本发明是一种感应充电装置，它由两部分组成：电源发射器和感应接收器，当感应接收器的接收线圈置于电源发射器的发射线圈的磁场中，就会产生感应电压，经整流、滤波和稳压后，就可以用它来对手机或电池充电。

电源发射器主要由一个LC谐振发射回路和一个VOX系列电能发射专用IC串联组成，发射回路由发射线圈L与发射电容C并联组成，发射专用IC是一个三端器件，共有三个极：驱动电压端，功率输出端和地，功率输出端相当于一个对地的高速开关，开关的频率由内部振荡器决定，只要给发射IC一个驱动电压便能正常工作；谐振发射回路的一端与发射电源的正极相连，另一端与发射IC输出端串联，IC的负极与电源的负极相连。这里有两个电压，一个是给谐振发射回路使用的发射电压，另一个是芯片的驱动电压。

感应接收器由六部分组成：一个LC接收回路，一个低阻电子开关，一个压控脉宽振荡器，一个光控电压调节器，一组内部电源和一组输出电源，如下图所示：

其中LC接收回路的谐振电容C并没有直接与接收线圈L并联，而是与低阻电子开关串联后再与接收线圈L并联，低阻电子开关是由两个FET管的漏-源两个电极反向串联而成的，两个漏极作为开关端，两个源极为公共地线，这是一个悬浮的地线，与输出电源的地线不相连，两个FET管的公共棚极与压控脉宽振荡器的输出端相连，压控振荡器的输入端与光控电压调节器的输出端相连，光控电压调节器的输入端是一个光电二极管，这个光电二极管的光源来自输出电源的指示灯，内部电源为压控振荡器和光控电压调节器提供工作电压和电流，外部电源是本感应接收器的输出电源；其工作原理是：输出电压的高低，直接改变反馈反馈发光管亮度，反馈发光管的亮度决定电压调节器的输出电压高低，进一步改变压控振荡器的方波的占空比，进一步改变电子开关的导通占空比，即改变了谐振电容C的导通占空比，也就是改变了LC接收谐振回路的谐振占空比，从而改变了输出电压的高低。它们的关系如下：

LC谐振回路中的谐振电容C不是直接与谐振电感L并联，而是与低阻电子开关串联后与谐振电感并联，因此，这个谐振回路的谐振状态受到低阻电子开关的控制。

低阻电子开关是一个毫欧级电阻的双向电子开关，由两个低阻的CMOS FET管的反向串联而成，即两个FET管的源极(S极)串接，两个FET管的漏极(D极)作为开关的两端，同时，两个FET管的栅极(G极)并联，这是低阻电子开关的控制端，若在共公的G极(相对于公共的S极)上加一个控制电压(高电平)，两个FET将同时导通，这时，两个FET管的D极之间呈低阻状态，电子开关导通；否则两个FET管同时截止，即两个FET的D极之间呈高阻状态，电子开关截止。

FET管的公共G极与压控脉宽振荡器的输出端相连。

压控脉宽振荡器是一个方波振荡器，方波的占空比由控制端的电压决定，电压越高，占空比越大，反之越小。

压控脉宽振荡器的控制端与光控电压调节器的输出端相连。

光控电压调节器主要由一个光敏管和一个三极管组成，它是一个线性的电压跟随器，受控于反馈发光管，反馈发光管越亮，输出端电压越低，反之越高。这个电压调节器的电源由电源电路提供。