一種小功率無線供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小功率無線供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線充電技術(shù)是完全不借助電線，利用磁場為設備充電的技術(shù)。無線充電技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g(shù)。
[0003]由于電波的傳輸與設備的充電接口無關(guān)，所以如果無線供電技術(shù)一旦普及，不僅將使得電子產(chǎn)品不受插座和線纜束縛，供電與充電都將更方便，而且將使得不同品牌、不同接口的電氣接口或充電器不兼容的問題得到解決。因此消費者將不再需要將其電池供電的電子設備插入交流電源插座，而經(jīng)常出差的人們也可只攜帶一個薄薄的供電器墊，而不是滿滿一包雜亂的電源供應器，甚至酒店的房間里或許早已為客人準備好充電器墊，將可一舉解決各種紛繁雜亂的電源適配器和充電器不兼容問題。
[0004]無線電能傳輸技術(shù)使用戶擺脫了傳統(tǒng)電源線帶來的收納清潔及搬動使用中的煩惱。隨著無線電力傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，不但使人們未來的生活有望擺脫手機、相機、筆記本電腦等移動設備電源線的束縛，而且可用于一些特殊場合，如人體植入儀器如心臟起搏器等的輸電問題。從長遠來看，該技術(shù)具有潛在的廣泛應用前景。一旦這項技術(shù)能夠普及，就會給人們的生活帶來巨大的便利。
[0005]相對于大功率無線電能傳輸?shù)碾姶泡椛洹⒐β市?、裝置體積和制造成本等方面的問題，小功率無線電能傳輸技術(shù)幾乎可以不用考慮。因此，小功率無線電能傳輸技術(shù)獲得了快速的發(fā)展。當前市面上已經(jīng)有不少的小功率無線電能供電裝置。但現(xiàn)有的設備大都使用低壓直流適配電源供電(即無線供電裝置前端增加變換為直流低壓的適配器)、功率普遍較小(Qi標準為5w)，而且主要是針對于某一類產(chǎn)品進行設計(比如手機)，使用范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種小功率無線供電系統(tǒng)，該無線供電系統(tǒng)直接采用交流供電，單開關(guān)管拓撲結(jié)構(gòu)，不僅可以減少器件數(shù)量，減化主電路的拓撲結(jié)構(gòu)和相應的控制難度，縮小設備體積，而且可以相對提高設備供電容量。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型小功率無線供電系統(tǒng)采用的技術(shù)方案:該小功率無線供電系統(tǒng)，由電源電路、逆變電路、檢測電路、控制電路、發(fā)射電路、接收電路和負載電路組成，電源連接逆變電路，逆變電路連接發(fā)射電路，電源和發(fā)射電路連接檢測電路，檢測電路連接控制電路，控制電路控制連接逆變電路，接收電路接收發(fā)射電路的磁場產(chǎn)生感應電動勢并經(jīng)整流濾波變成直流電源，負載電路吸收消耗接收電路的電能，其特征在于:所述電源為交流220v電源，經(jīng)橋式二極管電路整流后經(jīng)過電容和電感組成的31型濾波電路，Ji型濾波電路濾波后通過二極管供給發(fā)射電路，發(fā)射電路由電容和電感組成的并聯(lián)諧振電路，并聯(lián)諧振電路連接開關(guān)管S控制并聯(lián)諧振電路的導通和關(guān)斷;檢測電路采集電壓、電流的幅度和相位提供給控制電路;控制電路根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對逆變電路進行控制，實現(xiàn)能量的發(fā)射和轉(zhuǎn)換;所述接收電路由兩個電容和電感組成的LCC諧振接收電路，并由二極管Do和電容C3進行整流濾波;負載電路由穩(wěn)壓模塊和負載組成。
[0008]采用上述技術(shù)方案的有益效果:該小功率無線供電系統(tǒng)，采用市電電源，去掉了中間直流電源，通過采用市電電源和單管拓撲結(jié)構(gòu)，減少了器件數(shù)量，減化了主電路的拓撲結(jié)構(gòu)和相應的控制難度，縮小了設備體積，相對提高設備供電容量;通過在發(fā)射端加入隔離二極管，減小了功耗，提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應特性;通過在接收端采用LCC諧振接收電路，提高了系統(tǒng)的傳輸效率。加入隔離二極管，減小了功耗，提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應特性，使理論充電功率達2KW;接收端采用LCC諧振接收電路，提高了系統(tǒng)的傳輸效率。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0010]圖1為本實用新型的電路原理圖；
[0011]圖2為主電路的電路原理圖；
[0012]圖3為隔離二極管構(gòu)成的諧振電路兩端的電壓波形；
[0013]圖4接收電路和負載電路電路圖；
[0014]圖5為接收電路和負載電路電路圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示小功率無線供電系統(tǒng)，由電源電路、逆變電路、檢測電路、控制電路、發(fā)射電路、接收電路和負載電路組成，電源連接逆變電路，逆變電路連接發(fā)射電路，電源和發(fā)射電路連接檢測電路，檢測電路連接控制電路，控制電路控制連接逆變電路，接收電路接收發(fā)射電路的磁場產(chǎn)生感應電動勢并經(jīng)整流濾波變成直流電源，負載電路吸收消耗接收電路的電能。
[0016]系統(tǒng)的主電路如圖2所示，交流220v電源Ua經(jīng)橋式二極管電路D整流后經(jīng)過電容C1、C2和電感Lr組成的31型濾波電路濾波后供給由電容C和電感L組成的并聯(lián)諧振電路。開關(guān)管S控制主電路的導通和關(guān)斷。其中二極管D1隔離了電源和諧振電路，防止了功率倒流。D1的作用可以通過圖3進行說明。圖3中顯示了穩(wěn)態(tài)時主電路的一個周期的波形。在一個周期結(jié)束時，在T5- To間隔中，當沒有隔離二極管D1時，諧振電路兩端的電壓如圖中實線所示，圖中的虛線為加入隔離二極管D1后的波形。從圖中可知，加入D1可以防止功率倒流，不僅減小了系統(tǒng)的損耗，也提高了系統(tǒng)的動態(tài)反應特性?？刂坪蜋z測電路由SG3525芯片和外圍的集成運放與分離元件組成。SG3525芯片主要完成逆變驅(qū)動、過流保護和脈寬調(diào)整功能，LM158實現(xiàn)過流檢測功能，如圖4所示。接收電路和負載電路如圖5所示。電容Cp、Cs和電感Ls組成LCC諧振接收電路，并由Do和C3進行整流濾波。負載電路由穩(wěn)壓模塊和負載組成。
【主權(quán)項】
1.一種小功率無線供電系統(tǒng)，由電源電路、逆變電路、檢測電路、控制電路、發(fā)射電路、接收電路和負載電路組成，電源連接逆變電路，逆變電路連接發(fā)射電路，電源和發(fā)射電路連接檢測電路，檢測電路連接控制電路，控制電路控制連接逆變電路，接收電路接收發(fā)射電路的磁場產(chǎn)生感應電動勢并經(jīng)整流濾波變成直流電源，負載電路吸收消耗接收電路的電能，其特征在于:所述電源為交流220V電源，經(jīng)橋式二極管電路整流后經(jīng)過電容和電感組成的31型濾波電路，π型濾波電路濾波后通過二極管供給發(fā)射電路，發(fā)射電路由電容和電感組成的并聯(lián)諧振電路，并聯(lián)諧振電路連接開關(guān)管S控制并聯(lián)諧振電路的導通和關(guān)斷;檢測電路采集電壓、電流的幅度和相位提供給控制電路;控制電路根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對逆變電路進行控制，實現(xiàn)能量的發(fā)射和轉(zhuǎn)換;所述接收電路由兩個電容和電感組成的LCC諧振接收電路，并由二極管Do和電容C3進行整流濾波;負載電路由穩(wěn)壓模塊和負載組成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小功率無線供電系統(tǒng)，由電源電路、逆變電路、檢測電路、控制電路、發(fā)射電路、接收電路和負載電路組成，電源連接逆變電路，逆變電路連接發(fā)射電路，電源和發(fā)射電路連接檢測電路，檢測電路連接控制電路，控制電路控制連接逆變電路，接收電路接收發(fā)射電路的磁場產(chǎn)生感應電動勢并經(jīng)整流濾波變成直流電源，負載電路吸收消耗接收電路的電能，發(fā)射電路由電容和電感組成的并聯(lián)諧振電路，并聯(lián)諧振電路連接開關(guān)管S控制并聯(lián)諧振電路的導通和關(guān)斷；所述接收電路由兩個電容和電感組成的LCC諧振接收電路，并由二極管D0和電容C3進行整流濾波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，減小了功耗，提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應特性，傳輸效率高。
【IPC分類】H02J50/12
【公開號】CN205123425
【申請?zhí)枴緾N201520634039
【發(fā)明人】趙俊鋒, 單軍
【申請人】南陽市信利佳電子有限責任公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年8月21日