專利名稱：抗干擾的感應式無線充電器及抗干擾方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電源傳輸與電信號處理整合的技術領域，是一種避免感應式無線充電器在工作時受外界磁場干擾喪失充電功能或發(fā)生電子組件損壞的技術方法，具體涉及一種抗干擾的感應式無線充電器及抗干擾方法。
背景技術：
感應式無線充電器是新一代的閉回路回授控制無線控制裝置，其主要原理為使用感應式無線電源與信號傳輸技術給各種移動設備的電池進行充電，應用變壓器原理進行能
量傳輸。感應式無線充電器主要由電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊組成，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，組成感應式無線充電器的能量發(fā)射部分，接收模塊被安裝在需要充電的移動設備中，是能量接收部分，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接。感應式無線充電器可為各種移動設備的電池進行充電，例如手機、數(shù)碼相機、MP3 播放器等。因為感應式無線充電器是應用變壓器原理進行能量傳輸和信息傳遞的，所以其內(nèi)部的線圈類組件在工作狀態(tài)中易受外界磁力物或磁場的干擾而無法正常工作，甚至會發(fā)生內(nèi)部組件的損壞，從而導致感應式無線充電器的失效。拿線圈可承受最大電流3. 3A的感應式無線充電器來舉例，其正常工作時的電流峰值為1. 52A，周期有效值為0. 558A，而當具有 5100高斯磁力的磁力物靠近時，其電流峰值可達3. 52A，周期有效值為2. 37A，此時充電器內(nèi)的線圈就有損壞的風險；當具有5750高斯磁力的磁力物靠近時，其電流峰值可達5. 3A， 周期有效值為3. 36A，此時線圈將無法承受過大的電流從而損壞。為避免此類故障的產(chǎn)生， 必須應用一種保護方法避免感應式無線充電器的失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗干擾的感應式無線充電器及抗干擾方法，可有效避免感應式無線充電器在工作時受外界磁場干擾喪失充電功能或發(fā)生電子組件的損壞。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)
一種抗干擾感應式無線充電器，包括電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接；充電器中還設置有開關電路用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)， 當感應式無線充電器受外界磁場干擾內(nèi)部電流異常增大時，開關電路自動切斷感應式無線充電器電路的電流，使其停止工作。上述所說的開關電路安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，或安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，或安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中。上述所說的開關電路是機械式開關電路，或磁力式開關電路，或光電式開關電路，或其他形式的開關電路。 感應式無線充電器停止工作后，開關電路能自動恢復感應式無線充電器的工作， 或者人工手動恢復感應式無線充電器的工作。 本發(fā)明還公開了一種抗干擾感應式無線充電器，是用一個過電流偵測與保護裝置代替開關電路。同樣地，過電流偵測與保護裝置安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，或安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，或安裝在接收模組的內(nèi)部電路中。。本發(fā)明還公開了一種感應式無線充電器的抗干擾方法，是在感應式無線充電器中設置開關電路或過電流偵測與保護裝置，用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)，當感應式無線充電器受外界磁場干擾內(nèi)部電流異常增大時，開關電路或過電流偵測與保護裝置自動切斷感應式無線充電器電路的電流，使其停止工作。本發(fā)明的原理如下；
1、應用一套開關電路控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)
感應式無線充電器主要由電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊組成，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接。開關電路可以被安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，也可以被安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，同樣可以被安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中，無論被安裝在哪個位置，其實現(xiàn)控制感應式無線充電器工作狀態(tài)的原理是一樣的。感應式無線充電器在工作時，若有磁力物靠近或有外界磁場干擾，則通過傳輸模塊和接收模塊中的線圈的電流會快速增大，整個感應式無線充電器內(nèi)部電路的電流也會隨之增大，此時開關電路便會切斷感應式無線充電器的工作電路，從而避免過大的電流損壞其內(nèi)部的電子組件。在設計這套開關電路的功能時，可以將其設定為自動恢復或手動恢復，若將其設定為自動恢復，則當磁力物遠離或外界磁場干擾消失時，開關電路將自動恢復感應式無線充電器的工作電流，使其重新開始工作；若將其設定為手動恢復，則需要人工閉合開關電路，感應式無線充電器才會重新開始工作?？梢詰枚喾N開關電路實現(xiàn)以上技術方案，包括但不限于機械式開關電路、磁力式開關電路、光電式開關電路等。2、應用過電流偵測與保護裝置控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)
過電流偵測與保護裝置具備偵測電流強度和保護電路的功能于一身，它可以被安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，也可以被安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，同樣可以被安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中，無論被安裝在哪個位置，其實現(xiàn)控制感應式無線充電器工作狀態(tài)的原理是一樣的。感應式無線充電器在工作時，若有磁力物靠近或外界磁場干擾，則通過傳輸模塊與接收模塊中的線圈的電流快速增大，整個感應式無線充電器內(nèi)部電路的電流也隨之增大，當電流達到過電流偵測與保護裝置設定的上限時，過電流偵測與保護裝置中的保護電路的功能便會發(fā)揮作用，切斷感應式無線充電器的工作電路從而避免過大的電流損壞感應式無線充電器內(nèi)部的電子組件。過電流偵測與保護裝置中設定的電流上限值通常是傳輸模塊或接受模塊中線圈可承受電流的最大值。在設計過電流偵測與保護裝置的功能時，可以將其設定為自動恢復或手動恢復，若將其設定為自動恢復，則當磁力物遠離或外界磁場干擾消失時，過電流偵測與保護裝置偵測到電路中的電流已恢復到正常值，即低于上文所提到的設定的上限值時，保護電路的功能便會停止，感應式無線充電器將重新開始工作；若將其設定為手動恢復，則需要人工介入過電流偵測與保護裝置才會接通電路，感應式無線充電器才會重新開始工作。


圖1為感應式無線充電器的原理圖。圖2為電源輸入端與傳輸模塊之間加入開關電路的感應式無線充電器的原理圖。圖3為傳輸模塊中加入開關電路的感應式無線充電器的原理圖。圖4為接收模塊中加入開關電路的感應式無線充電器的原理圖。圖5為電源輸入端與傳輸模塊之間加入過電流偵測與保護裝置的感應式無線充電器的原理圖。圖6為傳輸模塊中加入過電流偵測與保護裝置的感應式無線充電器的原理圖。圖7為接收模塊中加入過電流偵測與保護裝置的感應式無線充電器的原理圖。圖8為加入電源輸入端與傳輸模塊之間的機械式開關電路的電路其中，3-第一 P型場效晶體管，7-第二 P型場效晶體管，9-電容器，15-第二 N型場效晶體管，16-第一 N型場效晶體管，55-機械開關。圖9為加入電源輸入端與傳輸模塊之間的磁力式開關電路的電路其中，19-霍爾積體線路(HALL IC)，22-第一 P型場效晶體管，26-第二 P型場效晶體管，32-第二 N型場效晶體管，33-第一 N型場效晶體管。圖10為加入電源輸入端與傳輸模塊之間的過電流偵測與保護裝置的電路圖； 其中，45-電阻器，52-比較器，42-P型場效晶體管，50-N型場效晶體管。圖11為加入傳輸模塊中的過電流偵測與保護裝置的電路圖； 其中，41-電阻器，37-比較器，40-N型場效晶體管。
具體實施例方式本發(fā)明的核心思想是感應式無線充電器在工作時易受外界磁場干擾而失效，為其加裝一套開關電路或一個過電流偵測與保護裝置，從而保障其內(nèi)部電子組件不會被過大的電流毀壞。下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的方法做進一步說明
如圖1所示，感應式無線充電器主要由電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊組成，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接。如圖2所示，開關電路可以被安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間。如圖3所示，開關電路可以被安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中。如圖4所示，開關電路可以被安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中。如圖8所示，在電源輸入端和傳輸模塊之間加入一套機械式開關電路，感應式無線充電器正常工作時，第一 N型場效晶體管16處于接通狀態(tài)，第一 P型場效晶體管3與第二 P型場效晶體管7也順序處于接通狀態(tài)，此時電容器9兩端的電壓接近于電源輸入的電壓，當有磁力物靠近或有外界磁場干擾時，將機械開關55打開，此時SW_0FF信號由低電位改為高電位而使第二 N型場效晶體管15轉(zhuǎn)為接通狀態(tài)，第一 N型場效晶體管16狀態(tài)隨此變化轉(zhuǎn)為關閉狀態(tài)，而第一 P型場效晶體管3與第二 P型場效晶體管7也順序轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)，感應式無線充電器的工作電路便被切斷，避免過大的電流損壞其它電子組件。如圖9所示，在電源輸入端和傳輸模塊之間加入一套磁力式開關電路，感應式無線充電器正常工作時，第一 N型場效晶體管33處于接通狀態(tài)，第一 P型場效晶體管22與第二 P型場效晶體管26也順序處于接通狀態(tài)，此時霍爾積體線路(HALL IC) 19兩端的電壓接近于電源輸入的電壓，當有磁力物靠近或有外界磁場干擾時，霍爾積體線路(HALL IC) 19由于其零件特性，使得輸出信號(SW_0FF信號)由低電位改為高電位，這使得第二 N型場效晶體管32轉(zhuǎn)為接通狀態(tài)，而第一 N型場效晶體管33狀態(tài)隨此變化轉(zhuǎn)為關閉狀態(tài)，第一 P型場效晶體管22與第二 P型場效晶體管沈也順序轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)，感應式無線充電器的工作電路便被切斷，避免過大的電流損壞其它電子組件。如圖5所示，過電流偵測與保護裝置可以被安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間。如圖6所示，過電流偵測與保護裝置可以被安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中。如圖7所示，過電流偵測與保護裝置可以被安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中。如圖10所示，在傳輸模塊的線圈與接地端中間串入電阻器45以產(chǎn)生傳輸電流偵測信號V_0C，比較器52中設定了一個參考信號，這個參考信號對應的就是工作電路的電流上限值。傳輸電流偵測信號V_0C由比較器52的負極輸入，比較器52將其與正極的參考信號進行比較，當比較器52的正極電壓高于負極電壓時，比較器52的輸出端便輸出高電位， 使得N型場效晶體管50處于接通狀態(tài)，而P型場效晶體管42也處于接通狀態(tài)，這時感應式無線充電器正常工作；當有磁力物靠近或有外界磁場干擾時，工作電流達到過電流保護的上限值，即傳輸電流偵測信號V_0C強于參考信號，比較器52負極電壓高于正極電壓，此時比較器52輸出端輸出低電位，N型場效晶體管50轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)，而P型場效晶體管 42也將轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)，感應式無線充電器的工作電路便被切斷，避免過大的電流損壞其它電子組件。
如圖11所示，在傳輸裝置線圈與接地端中間串入電阻器41以產(chǎn)生傳輸電流偵測信號V_0C，比較器37中設定了一個參考信號，這個參考信號對應的就是工作電路的電流上限值。傳輸電流偵測信號V_0C由比較器37的負極輸入，比較器37將其與正極的參考信號進行比較，當比較器37的正極電壓高于負極電壓時，比較器37的輸出端便輸出高電位，使得N 型場效晶體管40處于接通狀態(tài)，此時V_latch_off或是IC_enable信號屬于低電位，感應式無線充電器正常工作；當有磁力物靠近或有外界磁場干擾時，工作電流達到過電流保護的上限值，即傳輸電流偵測信號V_0C強于參考信號，比較器37的負極電壓高于正極電壓，此時比較器37的輸出端輸出低電位，使得N型場效晶體管40轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)，此時V_ latch_off或是IC_enable信號屬于浮動狀態(tài)，感應式無線充電器的工作電路便被切斷， 避免過大的電流損壞其它電子組件。
權利要求
1.一種抗干擾感應式無線充電器，包括電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接；其特征在于，還設置有開關電路用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)，當感應式無線充電器受外界磁場干擾內(nèi)部電流異常增大時，開關電路自動切斷感應式無線充電器電路的電流，使其停止工作。
2.根據(jù)權利要求1所說抗干擾感應式無線充電器，其特征在于將開關電路安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，或安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，或安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中。
3.根據(jù)權利要求1所述的抗干擾感應式無線充電器，其特征在于所述的開關電路是機械式開關電路，或磁力式開關電路，或光電式開關電路，或其他形式的開關電路。
4.根據(jù)權利要求1所述抗干擾感應式無線充電器，其特征在于感應式無線充電器停止工作后，開關電路能自動恢復感應式無線充電器的工作，或者人工手動恢復感應式無線充電器的工作。
5.根據(jù)權利要求1所述的抗干擾感應式無線充電器，其特征在于用一個過電流偵測與保護裝置代替開關電路。
6.根據(jù)權利要求5所述的抗干擾感應式無線充電器，其特征在于將過電流偵測與保護裝置安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，或安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，或安裝在接收模組的內(nèi)部電路中。
7.根據(jù)權利要求5所述抗干擾感應式無線充電器，其特征在于感應式無線充電器停止工作后，過電流偵測與保護裝置能自動恢復感應式無線充電器的工作，或者人工手動恢復感應式無線充電器的工作。
8.—種感應式無線充電器的抗干擾方法，其特征在于，是在感應式無線充電器中設置開關電路或過電流偵測與保護裝置，用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)，當感應式無線充電器受外界磁場干擾內(nèi)部電流異常增大時，開關電路或過電流偵測與保護裝置自動切斷感應式無線充電器電路的電流，使其停止工作。
9.根據(jù)權利要求8所述的感應式無線充電器的抗干擾方法，其特征在于，是將開關電路過電流偵測與保護裝置安裝在電源輸入端與傳輸模塊之間，或安裝在傳輸模塊的內(nèi)部電路中，或安裝在接收模塊的內(nèi)部電路中。
10.根據(jù)權利要求9所述的感應式無線充電器的抗干擾方法，其特征在于，當外界磁干擾消失后，開關電路或過電流偵測與保護裝置能自動或者人工手動恢復感應式無線充電器的工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗干擾的感應式無線充電器及抗干擾方法。所說的抗干擾方法，是在感應式無線充電器中設置開關電路或過電流偵測與保護裝置，用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)，當感應式無線充電器受外界磁場干擾內(nèi)部電流異常增大時，開關電路或過電流偵測與保護裝置自動切斷感應式無線充電器電路的電流，使其停止工作。所說的抗干擾感應式無線充電器包括電源輸入端、傳輸模塊和接收模塊，電源輸入端與傳輸模塊之間有線連接，傳輸模塊與接收模塊之間通過各自的線圈進行能量的傳輸和信息的傳遞，為無線連接；還設置有開關電路用于控制感應式無線充電器的工作狀態(tài)。本發(fā)明能有效避免感應式無線充電器的失效。
文檔編號H02H7/18GK102457091SQ20101052471
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者南式榮, 楊漫雪, 胡正賢 申請人:南京薩特科技發(fā)展有限公司