[发明专利]用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统

说明书

本发明公开了一种用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统，包括发射端、第一接收端和第二接收端，发射端包括直流电源、全桥变换器和LCC补偿拓扑，第一接收端包括第一电感、第一补偿电容、第一整流桥、第一滤波电容、第一Buck变换器和第一等效负载；第二接收端包括第二电感、第二补偿电容、第二整流桥、第二滤波电容、第二Buck变换器和第二等效负载；其中，LCC补偿拓扑中的电感与两个接收端的电感构成四个传统方形线圈顺向串联的磁耦合机构。该系统以磁耦合机构为发射端并采用LCC‑S补偿拓扑，为台式机显示器供电的同时，也作为能量中继为智能手机供电，从而实现同时为第一接收端和第二接收端供电的目的。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统。

背景技术

现阶段，台式机显示器通常采用有线供电方式，此时桌面上不可避免地堆积大量线材，从而导致潜在的漏电和触电等安全隐患。采用无线充电方式有效地解决上述问题，放置于桌面的能量发射端通过空间磁场为内置于台式机显示器的能量接收端供电，此方式并且具备灵活、安全以及可靠等优点。然而，由于台式机显示器的位置存在一定程度的随机性(例如：用户移动显示器导致能量发射端与能量接收端无法完全对准)，为保证其供电的稳定性与高效性，无线充电系统应具备较强的抗偏移性能。此外，随着智能手机的无线充电日益普及，用于为其无线供电的充电器不可或缺。然而，现有手机无线充电器成本较高且对充电位置要求苛刻，从而降低了用户体验度和满意度。为充分地利用台式机显示器的无线充电系统，亟待一种同时用于为台式机显示器和智能手机供电的强抗偏移型无线充电系统。

现有磁耦合机构通常为方形和圆形，并且发射端和接收端通常具有相同或近似的尺寸。虽然此类磁耦合机构保证了中心位置附近较高的耦合系数，但是其耦合系数随着接收端偏移时下降的幅度较大，从而导致系统功率和系统效率的急剧降低。针对上述问题，相关文献提出了DD型线圈、DDQ型线圈以及三极型线圈等，虽然通过构造均匀磁场实现较强的抗偏移性能，但是其结构较为复杂且无法实现全方向抗偏移性能提升。同时，现有磁耦合机构通过用于“一对一”式无线充电(一个发射端对应一个接收端)，虽然相关文献研究了“一对多”式无线充电，但是其发射端的结构通常较为复杂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统。

为达到上述目的，本发明实施例提出了用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统，包括：发射端、第一接收端和第二接收端，其中，所述发射端包括直流电源、全桥变换器和LCC补偿拓扑；所述第一接收端包括第一电感、第一补偿电容、第一整流桥、第一滤波电容、第一Buck变换器和第一等效负载；所述第二接收端包括第二电感、第二补偿电容、第二整流桥、第二滤波电容、第二Buck变换器和第二等效负载；其中，所述发射端构成四个传统方形线圈顺向串联的磁耦合机构；工作时，所述直流电源输出的电压经由所述全桥逆变器转换为频率为预设数值交流电，经过所述LCC补偿拓扑以交变磁场的方式由所述发射端发出，所述第一接收端以电磁感应的形式获得所述发射端发送能量后，进行串联补偿，而后经第一整流桥、所述第一滤波电容和所述第一Buck变换器降压后向台式机显示器供电；所述第二接收端以电磁感应的形式获得所述第一接收端传送的能量，进行串联补偿，而后经第二整流桥、所述第二滤波电容和所述第二Buck变换器降压后向智能手机供电。

本发明实施例的用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统，以“田字格”型磁耦合机构作为发射端并且采用LCC-S补偿拓扑，为台式机显示器(第一接收端)供电的基础上，第一接收端作为能量中继为智能手机供电(第二接收端)，从而实现同时为第一接收端和第二接收端供电的目的，同时，该不对称结构有效提升磁耦合机构的抗偏移性能。

另外，根据本发明上述实施例的用于台式机显示器和智能手机协同供电的强抗偏移型无线充电系统还可以具有以下附加的技术特征：