一种电磁谐振无线充电装置的制作方法

1.本发明涉及无线充电技术领域，具体地说，是涉及一种电磁谐振无线充电装置。


背景技术：

2.随着现代电子器件和设备的火速进步和发展，充电问题已经成为了现代社会人们密切关心的问题。传统的电子设备通过电源线适配器等直接充电，每个电源适配器都和电子设备用一根塑胶电线所相连，这些设备充电效率低，并且很大程度上限制了人们使用电子设备时的移动空间，只能在数米内使用成为了常态。杂乱的充电线也容易交缠在一起，既难打理也很容易被绊倒，并且使用时间越长越容易老化出现安全事故。因此，无线充电技术应运而生。
3.所谓无线充电，即在没有电缆的情况下，靠电磁场或其他的物质进行耦合，实现电能的无线传输。无线传输电能包括：电感耦合式、电磁谐振式和光耦合这三种常见的无线充电方式。
4.但是，现有的电磁谐振无线充电装置的时基电路结构复杂，波形产生不稳定，且不便于对电路波形进行调节。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电磁谐振无线充电装置，主要解决现有的电磁谐振无线充电装置的时基电路结构复杂，波形产生不稳定，且不便于对电路波形进行调节的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种电磁谐振无线充电装置，包括发射端和耦合接收端；所述发射端包括ne555时基电路，与ne555时基电路相连的场效应管电路和并联谐振电路，以及与场效应管电路、并联谐振电路均相连的发射线圈；其中，所述场效应管电路和并联谐振电路相互连接。
8.进一步地，在本发明中，所述ne555时基电路包括ne555芯片，一端与ne555芯片的tr引脚、th引脚相连且另一端接地的电容c1，一端与ne555芯片的cv引脚相连且另一端接地的电容c2，一固定端接地且滑动端与ne555芯片的dc引脚相连的滑动变阻器rv1，以及一固定端与滑动变阻器rv1的另一固定端相连的滑动变阻器rv2；其中，滑动变阻器rv1的滑动端与另一固定端相连后与ne555芯片的vcc引脚相连；ne555芯片的q引脚与场效应管电路相连。
9.进一步地，在本发明中，所述场效应管电路包括正极与ne555芯片的q引脚相连的二极管d8，一端与二极管d8的负极相连且另一端与ne555芯片的vcc引脚相连的电阻r1，以及栅极与二极管d8的正极相连、源极接地的场效应管q1；其中，场效应管q1的漏极与并联谐振电路相连。
10.进一步地，在本发明中，所述并联谐振电路包括并联后一端与场效应管q1的漏极相连且另一端与ne555芯片的vcc引脚相连的电容c3、c4；其中，所述发射线圈的两端连接于并联后的电容c3、c4的两端。
11.进一步地，在本发明中，所述耦合接收端包括接收线圈，并联后两端连接于接收线圈两端的构成lc振荡电路的电容c5、c6，与电容c5、c6的两端相连的有四个二极管d1、d2、d3、d4构成全桥整流器，以及与全桥整流器相连的由电阻r5、电容c8构成的滤波电路；其中，所述滤波电路的另一端接负载。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
13.(1)本发明中的ne555时基电路是一块由模拟电路和数字电路所混合的集成电路。ne555时基电路只需要简单的电阻器、电容器即可完成振荡波的形成，电路结构相对简单，其延时范围可以达到几微秒到数小时之久。并且ne555时基电路产生的波形稳定，温度稳定度好，易于调解。同时，ne555时基电路能产生可调的波形，经济实惠。
14.(2)本发明的无线充电装置可以通过与电源隔空充电达到良好的安全距离。不仅如此，无线充电将避免电线限制，不会被电线而束缚在数米的半径以内，由电磁产生的电也对人体几乎无害，无线充电装置的使用具有实用性和有效性。
附图说明
15.图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
16.下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
17.实施例
18.如图1所示，本发明公开的一种电磁谐振无线充电装置，包括发射端和耦合接收端；所述发射端包括ne555时基电路，与ne555时基电路相连的场效应管电路和并联谐振电路，以及与场效应管电路、并联谐振电路均相连的发射线圈；其中，所述场效应管电路和并联谐振电路相互连接。其中，发射端的作用的是从电源适配器将日常使用的电压经过调整后输送到发射电路当中，然后再利用ne555时基电路获得需要的高频pwm波，经过并联的电容和场效应管提供的驱动电流构成一个放大信号过后的谐振回路；耦合接收端则在此时利用接收线圈接收从发射端传输过来的电磁波并与接收电路中的并联电容构成谐振回路，再通过整流、滤波等处理将稳定的电源输送至负载。
19.在本发明中，所述ne555时基电路包括ne555芯片，一端与ne555芯片的tr引脚、th引脚相连且另一端接地的电容c1，一端与ne555芯片的cv引脚相连且另一端接地的电容c2，一固定端接地且滑动端与ne555芯片的dc引脚相连的滑动变阻器rv1，以及一固定端与滑动变阻器rv1的另一固定端相连的滑动变阻器rv2；其中，滑动变阻器rv1的滑动端与另一固定端相连后与ne555芯片的vcc引脚相连；ne555芯片的q引脚与场效应管电路相连。在本发明的ne555时基工电路中：1脚为gnd电源接地或低电平0v通常用来接地；2脚trig可以控制ne555的时间周期，该脚的出发信号上缘电压必须大于三分之二的vcc，下缘必须小于三分之一vcc；3脚out在555被触发的时间周期中比电源电压少1.7v，当周期结束后恢复到0v；4脚reset为低电平有效的复位脚，通常被接到正电源或者直接忽略不用；5脚的功能是可以准许外部电压来改变ne555芯片内部的触发和闸限电压，当ne555处于振荡功能下时，可以通过此脚来改变输出频率；6脚thr；7脚dis充放电；8脚vcc为ne555的正电源电压端，其输入
的标准电压范围为4.5至16v。
20.在本发明中，所述场效应管电路包括正极与ne555芯片的q引脚相连的二极管d8，一端与二极管d8的负极相连且另一端与ne555芯片的vcc引脚相连的电阻r1，以及栅极与二极管d8的正极相连、源极接地的场效应管q1；其中，场效应管q1的漏极与并联谐振电路相连。将irf540n场效应管接入开关电路中即可发挥n型场效应管的作用。g极的作用是控制，d极的作用是与散热孔铁片相连进行散热，t极的作用是用来接地，当此场效应管导通时在两个高浓度n扩散区间形成n型导电沟道。n沟道增强型管必须在栅极上施加正向偏压，且只有栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道产生的n沟道。
21.在本发明中，所述并联谐振电路包括并联后一端与场效应管q1的漏极相连且另一端与ne555芯片的vcc引脚相连的电容c3、c4；其中，所述发射线圈的两端连接于并联后的电容c3、c4的两端。并联谐振电路的功能为完全补偿使电源只提供电阻所需要的有功功率，当谐振发生时，电路的总电流很小但是支路的电流很大，即电感和电容中会流过很大的电流，与电路中的其他元件一起形成正弦波振荡器。
22.在本发明中，所述耦合接收端包括接收线圈，并联后两端连接于接收线圈两端的构成lc振荡电路的电容c5、c6，与电容c5、c6的两端相连的有四个二极管d1、d2、d3、d4构成全桥整流器，以及与全桥整流器相连的由电阻r5、电容c8构成的滤波电路；其中，所述滤波电路的另一端接负载。
23.本发明采用铜芯实心线圈缠绕的方式作为发射和接收线圈。线圈不能绕太少，太少会导致电感不够大无法传输足够多的能量，同时也不能绕太多，太多会在并联谐振时由于谐振频率过高而导致其感抗过大致使接收端无法得到相应的能量，类似于电阻过大时通过的电流会很小，产生的磁场也会变小，本实施例采用将直径为0.2毫米的铜芯实心线圈按照半径7厘米的圆圈缠绕两圈。
24.通过上述设计，本发明的谐振式无线充电装置可以通过与电源隔空充电达到良好的安全距离，其无线电能传输距离达到150mm。不仅如此，无线充电将避免电线限制，不会被电线而束缚在数米的半径以内，由电磁产生的电也对人体几乎无害，无线充电装置的使用具有实用性和有效性。并且ne555时基电路产生的波形稳定，温度稳定度好，易于调解。同时，ne555时基电路能产生可调的波形，经济实惠。因此，具有很高的使用价值和推广价值。
25.上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。