[實用新型]基于磁共振的無線充電裝置及充電自動斷電系統

有效

• 申請號: 201922448086.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN211063419U
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 孫章根
• 申請（專利權）人: 廣州市奇量電子有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/50;H02J7/00
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

1.一種基于磁共振的無線充電裝置,包括供能電路和負載電路，所述供能電路和所述負載電路之間通過諧振體連接，所述諧振體為諧振電路，所述負載電路對所述負載進行供電；所述諧振體包括首端諧振體、末端諧振體和中間諧振體，所述首端諧振體將所述供能電路傳來的電能轉變成磁場能，并將磁場能傳遞給所述中間諧振體，所述中間諧振體通過諧振方式以高頻磁場為媒介實現電能的中距離無線傳輸，且以電磁感應方式將能量傳遞給所述末端諧振體，所述末端諧振體將系統的磁場能轉變成電能；所述中間諧振體的線圈利用自身的分布電容使自身諧振頻率達到整個無線充電裝置的諧振頻率；其特征在于:所述負載電路與負載之間設有USB接口的充電自動斷電系統，

所述充電自動斷電系統包括USB接口電路、取樣電路、開關電路與單片機以及自動喚醒電路，取樣電路包括第四取樣電阻、第二取樣電阻，開關電路包括第一開關三極管，自動喚醒電路包括第三三極管，USB接口電路包括USB接口，USB接口的第1腳為負極腳，USB接口的第4腳為正極接VDD5V電源，USB接口的第2腳與第3腳連接，單片機的第1腳為電源正極腳，單片機的第2腳為IO輸出口，單片機的第3腳為IO輸入口，單片機的第14腳為電源負極腳，單片機的第13腳為AD模數功能腳；

第四取樣電阻與第二取樣電阻并聯連接，

單片機的第2腳通過第二電阻連接第一開關三極管的基極，單片機的第13腳通過電阻第六電阻與第一開關三極管的發射極連接，單片機由VDD5V電源供電，所述第一開關三極管的集電極連接USB接口的第1腳，第一開關三極管的發射極還通過并聯連接的第四取樣電阻與第二取樣電阻后接地，

單片機的第3腳連接第三三極管集電極，第三三極管基極與第九電阻的一端連接，第九電阻的另一端連接USB接口的第1腳，第三三極管基極還通過第一三電阻接地，第三三極管發射極通過第一二電阻接地，

所述負載接入USB接口時，第三三極管導通，把單片機的第三腳電平拉低，單片機檢測到第三腳低電平，表示有所述負載接入；單片機第2腳給高電平到第一開關三極管的基極，第一開關三極管導通，給所述負載充電，單片機的第2腳提供給低電平，控制第一開關三極管關閉，停止給所述負載充電。

2.根據權利要求1所述的基于磁共振的無線充電裝置，其特征在于:所述諧振體包括第一諧振體、第二諧振體、第三諧振體和第四諧振體，所述首端諧振體為第一諧振體，末端諧振體為第四諧振體，中間諧振體由第二諧振體與第三諧振體構成，

所述第一諧振體采用小尺寸線圈將所述供能電路傳來的電能轉變成磁場能，第一諧振體將磁場能傳遞給所述第二諧振體；所述第三諧振體以電磁感應方式將能量傳遞給所述第四諧振體，所述第二諧振體與所述第三諧振體均為兩個大尺寸線圈，兩者通過諧振以高頻磁場為媒介實現電能的中距離無線傳輸；所述第四諧振體為一個小尺寸線圈與所述負載電路相連，小尺寸線圈與大尺寸線圈表示的是所述第一諧振體、第四諧振體與所述第二諧振體、第三諧振體的線圈大小的相對比較。

3.根據權利要求2所述的基于磁共振的無線充電裝置，其特征在于:所述第二諧振體通過第二反射阻抗、第一分布電容、第二等效串聯電阻和第二等效電感串聯組成閉合回路；所述第三諧振體通過第三反射阻抗、第二分布電容、第三等效串聯電阻和第三等效電感串聯組成閉合回路；所述第一諧振體包括第一補償電容和第一等效電感，在所述第一補償電容與第一等效電感之間依次串聯有所述第一諧振體的第一等效串聯電阻和第一反射阻抗，所述供能電路的等效電壓源的一端連接所述第一諧振體的第一補償電容，另一端連接所述第一諧振體的第一等效電感；所述第四諧振體包括第二補償電容和第四等效串聯電阻，在所述第二補償電容和第四等效串聯電阻之間還串聯有第四諧振體的第四等效電感，所述負載電路的等效負載電阻的一端連接所述第四諧振體的第二補償電容，另一端連接所述第四諧振體的第四等效串聯電阻；所述第一反射阻抗為所述第二諧振體對所述供能電路的反射阻抗；所述第二反射阻抗為所述第三諧振體對所述第二諧振體的反射阻抗；所述第三反射阻抗為所述負載電路對所述第三諧振體的反射阻抗。

4.一種充電自動斷電系統，其特征在于：所述充電自動斷電系統包括USB接口電路、取樣電路、開關電路與單片機以及自動喚醒電路，取樣電路包括第四取樣電阻、第二取樣電阻，開關電路包括第一開關三極管，自動喚醒電路包括第三三極管，USB接口電路包括USB接口，USB接口的第1腳為負極腳，USB接口的第4腳為正極接VDD5V電源，USB接口的第2腳與第3腳連接，單片機的第1腳為電源正極腳，單片機的第2腳為IO輸出口，單片機的第3腳為IO輸入口，單片機的第14腳為電源負極腳，單片機的第13腳為AD模數功能腳；

第四取樣電阻與第二取樣電阻并聯連接，

單片機的第2腳通過第二電阻連接第一開關三極管的基極，單片機的第13腳通過電阻第六電阻與第一開關三極管的發射極連接，單片機由VDD5V電源供電，所述第一開關三極管的集電極連接USB接口的第1腳，第一開關三極管的發射極還通過并聯連接的第四取樣電阻與第二取樣電阻后接地，

單片機的第3腳連接第三三極管集電極，第三三極管基極與第九電阻的一端連接，第九電阻的另一端連接USB接口的第1腳，第三三極管基極還通過第一三電阻接地，第三三極管發射極通過第一二電阻接地，

被充電設備接入USB接口時，第三三極管導通，把單片機的第三腳電平拉低，單片機檢測到第三腳低電平，表示有被充電設備接入；單片機第2腳給高電平到第一開關三極管的基極，第一開關三極管導通，給被充電設備充電，單片機的第2腳提供給低電平，控制第一開關三極管關閉，停止給被充電設備充電。