便携式电子设备的无线充电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种便携式电子设备的无线充电系统，包括无线充电发射端和无线充电接收端，无线充电发射端包括电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路、发射线圈、主控芯片电路以及信号检测电路，电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路以及发射线圈依次连接，主控芯片均连接电源模块、信号检测电路以及场效应管驱动单元；电源模块包括5V稳压电路和3.3V稳压电路；无线充电接收端包括依次相连的接收线圈、全桥整流电路、电压调节电路以及控制器单。本实用新型专利技术解决了传统有线充电的操作复杂、灵活性差、容易产生火花、导线外露以及插线部分容易磨损等缺点，且具有效率高、安全、控制简单以及辐射低等优点。

【技术实现步骤摘要】
便携式电子设备的无线充电系统
本技术涉及无线充电
，尤其涉及一种便携式电子设备的无线充电系统。
技术介绍
随着电子技术的发展，平板电脑、手机等便携式电子设备的功能变得越来越丰富，这给我们的生活带来了极大的便利，人们使用这些便携式电子设备的频率也会越来越高。由于锂电池的续航能力有限，因此给这些设备充电的频率也会越来越高。目前大多数便携式电子设备使用的是传统的有线充电的方式，需要连接一根数据线才可以给设备充电，这给我们的充电带来了极大的麻烦。此时，无线充电也就应运而生了。无线电能传输技术的研究，源于迈克尔·法拉第在十九世纪三十年代发现的电磁感应现象，即导体在磁通量变化的磁场中会产生感应电动势，如果导线闭合，导线中会有产生电流。在十九世纪九十年代，美籍物理学家兼专利技术家尼古拉·特斯拉就已经在实验的基础上证明了无线电能的传输技术的可行性。特斯拉构思的无线电能传输的方案为：使用放大发射机在地球与电离层之间发射径向振荡模式的电磁波，电磁波的频率为8Hz，地球可看成内导体，地球电离层可看成外导体，此时在地球与电离层中会产生低频共振。利用环绕地球表面的电磁波便可实现能量的无线传输。虽然特斯拉的这个方案最终并没有得到实现，但随着技术的发展人们已经从理论上证明了这套方案的可实行型性。随着电子技术的不断发展，平板电脑、手机等便携式电子设备的功能越来越多，因而这些设备的功耗也会越来越大。便携式电子设备的这些丰富的为功能我们的生活带来的极大的便利，人们使用的频率会越来越高。由于锂电池的容量有限，人们给这些设备充电的次数会越来越多，有时需要一天充一次电，甚至是一天充几次电。目前主要的充电方式为有线充电，需要一端接交流电另一端接需要充电的电子设备。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，提供一种便携式电子设备的无线充电系统，解决了传统有线充电的操作复杂、灵活性差、容易产生火花、导线外露以及插线部分容易磨损等缺点，且具有效率高、安全、控制简单以及辐射低等优点。为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种便携式电子设备的无线充电系统，包括无线充电发射端和无线充电接收端，所述无线充电发射端包括电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路、发射线圈、主控芯片电路以及信号检测电路，所述电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路以及发射线圈依次连接，所述主控芯片均连接所述电源模块、信号检测电路以及场效应管驱动单元；所述无线充电接收端包括依次相连的接收线圈、全桥整流电路、电压调节电路以及控制器单元。进一步地，所述无线充电发射端还包括温度检测电路、第一蜂鸣器以及LED灯；所述温度检测电路、第一蜂鸣器以及LED灯均与主控芯片电路连接；所述温度检测电路用于检测所述无线充电系统的运行温度；所述第一蜂鸣器用于在温度偏高状态下进行蜂鸣报警以及分别对各充电状态采取相应的蜂鸣；所述LED灯用于根据充电状态采取相应的闪烁指示。进一步地，所述主控芯片电路包括主控芯片、电源指示电路、系统状态指示电路以及ISP程序下载电路。进一步地，所述主控芯片采用ATmega328芯片；所述电源指示电路包括三组串联的电阻和LED灯，其中，电阻的一端均连接主控芯片的VCC接口；所述系统状态指示电路包括三极管、第二蜂鸣器以及电阻，其中，三极管的发射极连接主控芯片的VCC接口，三极管的基极连接电阻，三极管的集电极连接第二蜂鸣器。进一步地，所述全桥逆变电路采用电压型逆变电路，其包括4个开关器件、电容C、电感L以及电容C1，4个开关器件分别为Q1、Q2、Q3和Q4；其中，开关器件Q1、Q2、Q3和Q4进行闭环连接，电容C串联电感L，电容C另一端连接开关器件Q1、Q2，电感L另一端连接开关器件Q3、Q4，电容C1连接开关器件Q1、Q3。进一步地，所述开关器件Q1、Q2、Q3和Q4均采用IRF7822开关器件，所述电容C1采用高压瓷片电容。进一步地，所述场效应管驱动单元采用场效应管驱动芯片TPS28225，所述信号检测电路包括电流检测电路和电源电压检测电路。进一步地，所述电源模块包括5V稳压电路和3.3V稳压电路；其中，5V稳压电路的输入连接直流电源，5V稳压电路的输出连接3.3V稳压电路以及所述场效应管驱动单元。进一步地，所述5V稳压电路采用LM2596S-ADJDC-DC电源稳压电路，所述3.3V稳压电路采用ASM1117正向低压降稳压器。进一步地，所述控制器单元采用TI的无线电源接收芯片BQ51020。采用上述技术方案后，本技术至少具有如下有益效果：本专利技术无线充电系统发射端具有过流、过压、欠压及高温保护功能，操作简单，使用安全，可运用于手机、平板电脑等消费电子的无线充电，其充电电流最大可达1A。附图说明图1为本技术便携式电子设备的无线充电系统中无线充电发射端的结构示意图；图2为本技术便携式电子设备的无线充电系统中无线充电接收端的结构示意图；图3为本技术便携式电子设备的无线充电系统中主控芯片电路的电路示意图；图4为本技术便携式电子设备的无线充电系统中全桥逆变电路的电路示意图；图5为本技术便携式电子设备的无线充电系统中全桥逆变电路的IRF7822开关器件引脚图；图6为本技术便携式电子设备的无线充电系统中场效应管驱动芯片TPS28225的引脚图；图7为本技术便携式电子设备的无线充电系统中电流检测电路的电路示意图；图8为本技术便携式电子设备的无线充电系统中电源电压检测电路的电路示意图；图9为本技术便携式电子设备的无线充电系统中温度检测电路的电路示意图；图10为本技术便携式电子设备的无线充电系统中5V稳压电路的电路示意图；图11为本技术便携式电子设备的无线充电系统中3.3V稳压电路的电路示意图；图12为本技术便携式电子设备的无线充电系统中BA51020芯片效率与输出电流的关系图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。实施例本技术提供了一种便携式电子设备的无线充电系统，其主要包括包括无线充电发射端和无线充电接收端，无线充电发射端和无线充电接收端之间通过各自的线圈进行磁共振无线能量传输，从而为便携式电子设备充电。如图1所示，无线充电发射端主要包括电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路、发射线圈、主控芯片电路以及信号检测电路。其中，电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路以及发射线圈依次连接，主控芯片均连接电源模块、信号检测电路以及场效应管驱动单元；另外，无线充电发射端还包括温度检测电路、第一蜂鸣器以及LED灯；电源模块分为5V稳压电路和3.3V稳压电路，5V稳压电路的输入连接直流电源，5V稳压电路的输出连接3.3V稳压电路以及所述场效应管驱动单元；信号检测电路包括电流检测电路和电源电压检测电路。如图2所示，无线充电接收端包括依次相连的接收线圈、全桥整流电路、电压调节电路以及控制器单元。对于无线充电发射端和无线充电接收端的各个模块电路，下面进行详细的描述。如图3所示，对于本技术无线充电发射端的主控芯片电路包括主控芯片、电源指示电路、系统状态指示电路以及ISP程序下载电路。其中，主控芯片选用Atmel公司TQPF封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电子设备的无线充电系统，包括无线充电发射端和无线充电接收端，其特征在于，所述无线充电发射端包括电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路、发射线圈、主控芯片电路以及信号检测电路，所述电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路以及发射线圈依次连接，所述主控芯片均连接所述电源模块、信号检测电路以及场效应管驱动单元；所述无线充电接收端包括依次相连的接收线圈、全桥整流电路、电压调节电路以及控制器单元。

【技术特征摘要】
1.一种便携式电子设备的无线充电系统，包括无线充电发射端和无线充电接收端，其特征在于，所述无线充电发射端包括电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路、发射线圈、主控芯片电路以及信号检测电路，所述电源模块、场效应管驱动单元、全桥逆变电路以及发射线圈依次连接，所述主控芯片均连接所述电源模块、信号检测电路以及场效应管驱动单元；所述无线充电接收端包括依次相连的接收线圈、全桥整流电路、电压调节电路以及控制器单元。2.如权利要求1所述的便携式电子设备的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电发射端还包括温度检测电路、第一蜂鸣器以及LED灯；所述温度检测电路、第一蜂鸣器以及LED灯均与主控芯片电路连接；所述温度检测电路用于检测所述无线充电系统的运行温度；所述第一蜂鸣器用于在温度偏高状态下进行蜂鸣报警以及分别对各充电状态采取相应的蜂鸣；所述LED灯用于根据充电状态采取相应的闪烁指示。3.如权利要求1所述的便携式电子设备的无线充电系统，其特征在于，所述主控芯片电路包括主控芯片、电源指示电路、系统状态指示电路以及ISP程序下载电路。4.如权利要求3所述的便携式电子设备的无线充电系统，其特征在于，所述主控芯片采用ATmega328芯片；所述电源指示电路包括三组串联的电阻和LED灯，其中，电阻的一端均连接主控芯片的VCC接口；所述系统状态指示电路包括三极管、第二蜂鸣器以及电阻，其中，三极管的发射极连接主控芯片的VCC接口，三极管的基极连接电阻，三极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵云，许国良，李致富，林伟冬，钟晓静，欧阳海滨，唐冬，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：广东,44