[发明专利]一种无线充电发射器、接收器、充电装置及无线充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线充电发射器、接收器、充电装置及无线充电方法。 

背景技术

无线充电技术是近年兴起的新兴技术，基于电磁感应原理的无线充电目前应用比较成熟。现在无线充电技术在电子消费类市场表现出巨大潜力，为无连接电源线的情况下给便携式电子设备充电提供了一种便利的解决方案。市面上主要流行使用WPC联盟的无线充电电源，其原理也是基于电磁感应原理，接收器向发射器反馈信息码，调制方式为模拟及数字相结合的PING方式，输出功率为5W，主要受电端为智能手机。然而针对平板等充电功率要求10W的电子设备，市面上并无相对成熟的产品。 

并且，WPC联盟无线充电技术有以下不足和限制： 

(1)输出功率小，只限于5W以下的小功率用电器； 

(2)电力传输距离短(最大垂直距离为2CM)，原边线圈与次边线圈距离加大时，反馈数据包可靠性降低； 

(3)数据包调制方式消耗功率大，影响输出功率。 

(4)使用额外的通信模块(例如RFID、蓝牙、Zigbee等)将受电端数据信息反馈回发射端，作为充电器而言，将大大增加研发成本，不利于产品化。 

发明内容

针对现有技术不足和限制，本发明要解决技术问题是提供一种无线充电发射器、接收器、充电装置及无线充电方法，电力原边线圈及次边线圈兼作通信线圈，解决输出功率小、电量垂直传输距离短、反馈数据编码调制方式功耗大等不足。 

本发明的技术方案是： 

一种无线充电发射器，包括第一微控制器、驱动电路、谐振发射电路、PPM解码电路 

和电源电路；第一微控制器、驱动电路和谐振发射电路依次连接；谐振发射电路通过 

PPM解码电路与第一微控制器的信号反馈端连接，所述第一微控制器和驱动电路均与 

电源电路连接； 

所述驱动电路包括全桥驱动芯片UBA2032T及全桥电路； 

所述谐振发射电路包括原边线圈与第一谐振电容(1)； 

所述PPM解码电路包括依次连接的缓冲电路、信号放大电路、二阶带通滤波电路和滞回比较电路； 

所述电源电路包括AC-DC变换电路和DC-DC供电电路，AC-DC变换电路的输出端与DC-DC供电电路的输入端连接，所述AC-DC变换电路输出电压为全桥电路的上桥臂供电，所述DC-DC供电电路为第一微控制器供电。 

所述谐振发射电路还与第一微控制器直接相连。 

进一步地，所述AC-DC变换电路直接由市电供电。 

一种无线充电接收器，包括谐振接收电路、全桥整流电路、DC-DC转换电路、电流传感器、锂电池、模拟采样电路、第二微控制器和PPM发射电路；谐振接收电路、全桥整流电路、DC-DC转换电路、电流传感器和锂电池依次连接，模拟采样电路输入端与DC-DC转换电路输出端连接，模拟采样电路输出端和电流传感器输出端均与第二微控制器连接，第二微控制器和PPM发射电路连接，PPM发射电路输出端与谐振接收电路连接； 

所述谐振接收电路，包括次边线圈和第二谐振电容(2)； 

所述全桥整流电路和第二微控制器之间还连接有开关稳压芯片NCP699。 

进一步地，所述PPM发射电路包括高速光耦和开关MOS管，用于对第二微控制器输出的序列脉冲进行功率放大。 

一种无线充电装置，包括上述的无线充电发射器和上述的无线充电接收器，所述原边线圈与次边线圈以上下平行对齐方式放置，原边线圈与次边线圈同时为通信线圈。 

进一步地，所述第一微控制器和第二微控制器均为C8051F330单片机。 

一种无线充电方法，采用上述的无线充电装置，包括以下步骤： 

步骤一：无线充电发射器上电，并发送电磁信号；若没有收到反馈信号，进入待机状态； 

步骤二：无线充电接收器收到电磁信号后，向无线充电发射器发送反馈信号； 

步骤三：第一微控制器对接收到的信号进行识别，如果是无线充电发射器发送的反馈信号，则开始向无线充电接收器传输电量； 

步骤四：第二微控制器通过模拟采样电路采集DC-DC转换电路的输出电压，通过电流传感器采样输出电流； 

若发生过压或者过流，第二微控制器向开关稳压芯片NCP699发出关断信号，停止发送反馈信号，电量传输中断；