本實(shí)用新型涉及電磁感應(yīng)充電的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線充電電路及裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)線充電技術(shù)，即Wireless charging technology，是指具有電池的裝置不需要借助于電導(dǎo)線，利用電磁波感應(yīng)原理或者其他相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)，在發(fā)送端和接收端用相應(yīng)的設(shè)備來(lái)發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號(hào)來(lái)進(jìn)行充電的一項(xiàng)技術(shù)，源于無(wú)線電力輸送技術(shù)。無(wú)線充電技術(shù)的研究，源于19世紀(jì)30年代，邁克爾-法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在電線中產(chǎn)生電流。但最早的無(wú)線電力傳輸思想是尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)在19世紀(jì)90年代提出的無(wú)線電力傳輸構(gòu)想和無(wú)線輸電試驗(yàn)，因而有人稱之為無(wú)線電能傳輸之父。

從具體的技術(shù)原理及解決方案來(lái)說(shuō)，目前無(wú)線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、無(wú)線電波式、電場(chǎng)耦合式四種基本方式。這幾種技術(shù)分別適用于近程、中短程與遠(yuǎn)程電力傳送。

當(dāng)前最成熟、最普遍的是電磁感應(yīng)式。其根本原理是利用電磁感應(yīng)原理，類似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各有一個(gè)線圈，初級(jí)線圈上通一定頻率的交流電，由于電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。優(yōu)點(diǎn)是充電效率高，缺點(diǎn)是充電距離短，對(duì)擺放位置要求高。

磁共振式也稱為近場(chǎng)諧振式，由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場(chǎng)中的相同振動(dòng)頻率的線圈，可從一個(gè)向另一個(gè)供電，技術(shù)難點(diǎn)是較難實(shí)現(xiàn)小型化和高效率化。優(yōu)點(diǎn)是充電距離較遠(yuǎn)，充電功率大，缺點(diǎn)是充電效率不高，安全性低，對(duì)健康有害。

無(wú)線電波式，基本原理類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要由微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀(jì)60年代布朗(William C.Brown)的微波輸電系統(tǒng)，整個(gè)傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分；微波源內(nèi)有磁控管，能控制源在2.45GHz頻段輸出一定的功率；發(fā)射天線是64個(gè)縫隙的天線陣，接收天線擁有25％的收集和轉(zhuǎn)換效率。優(yōu)點(diǎn)是遠(yuǎn)距離自動(dòng)隨時(shí)充電，缺點(diǎn)是充電效率低，傳輸功率小，充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

電場(chǎng)耦合式利用通過(guò)沿垂直方向耦合的兩組非對(duì)稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)來(lái)傳輸電能，其基本原理是通過(guò)電場(chǎng)將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。優(yōu)點(diǎn)是充電效率高，發(fā)熱低，對(duì)位置要求不高，缺點(diǎn)是體積較大，功率不高。

就目前來(lái)說(shuō)，基于QI﹑Power Mat﹑A4WP標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電方案在不斷的發(fā)展中，特別是基于QI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電方案已經(jīng)在手機(jī)無(wú)線充電方面占據(jù)一定的市場(chǎng)，范圍還在不斷的擴(kuò)大中。但是這類無(wú)線充電方案組成的充電系統(tǒng)存在使用專用IC(集成電路)，元件不易購(gòu)買，成本高的特點(diǎn)，應(yīng)用在要求低成本的小功率的消費(fèi)電子產(chǎn)品上存在不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)如何降低生產(chǎn)成本的技術(shù)問(wèn)題，提供一種無(wú)線充電電路及裝置。其他技術(shù)方案還解決了如何降低電路待機(jī)能耗、如何提高電路穩(wěn)定性、如何降低電路復(fù)雜性、如何提高充電效率以及如何拓展電路的通用性等技術(shù)問(wèn)題。

一種無(wú)線充電電路，包括電能傳遞模塊和電能接收模塊，所述電能傳遞模塊包括依次連接的：電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路、阻容降壓電路、全橋整流電路、直流濾波電路、高頻自激振蕩放大電路以及發(fā)射線圈，所述電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路還用于與外部交流電源連接；所述電能接收模塊包括依次連接的：接收線圈、感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路、直流穩(wěn)壓電路以及電池充電電路，所述電池充電電路還用于與外部電池連接；所述無(wú)線充電電路還包括圓柱磁芯，所述圓柱磁芯穿設(shè)于所述發(fā)射線圈與所述接收線圈中以使所述發(fā)射線圈與所述接收線圈通過(guò)電磁感應(yīng)無(wú)線連接，所述圓柱磁芯、所述發(fā)射線圈以及所述接收線圈的中心軸線在同一直線上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述全橋整流電路包括由四個(gè)二極管組成的全橋或者四個(gè)二極管封裝在一起的硅堆，所述全橋或所述硅堆的輸入端與所述阻容降壓電路的輸出端連接，所述全橋或所述硅堆的輸出端與所述直流濾波電路的輸入端連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述直流濾波電路包括高壓電解電容，所述高壓電解電容的一端與所述全橋整流電路的輸出端連接，所述高壓電解電容的另一端與所述高頻自激振蕩放大電路的輸入端連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述高頻自激振蕩放大電路采用電容三點(diǎn)式震蕩原理產(chǎn)生頻率在50～100kHz的正弦波信號(hào)。

一種無(wú)線充電裝置，包括傳遞電路板、接收電路板、底蓋、上蓋以及如上所述的無(wú)線充電電路，其中，所述圓柱磁芯為鐵氧體圓柱磁芯；所述電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路、所述阻容降壓電路、所述全橋整流電路、所述直流濾波電路以及所述高頻自激振蕩放大電路設(shè)置于所述傳遞電路板上，所述發(fā)射線圈設(shè)置于所述底蓋中，以形成中空的第一圓柱體結(jié)構(gòu)；所述感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路、所述直流穩(wěn)壓電路以及所述電池充電電路設(shè)置于所述接收電路板上，所述接收線圈設(shè)置于所述上蓋中，以形成中空的第二圓柱體結(jié)構(gòu)；所述鐵氧體圓柱磁芯穿設(shè)于所述第一圓柱體結(jié)構(gòu)以及所述第二圓柱體結(jié)構(gòu)，所述鐵氧體圓柱磁芯、所述第一圓柱體結(jié)構(gòu)以及所述第二圓柱體結(jié)構(gòu)的中心軸線在同一直線上，且所述發(fā)射線圈與所述接收線圈之間具有預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙小于5毫米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底蓋包括蓋體和筒體，所述蓋體為一側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，所述蓋體具有第一容置空間，所述蓋體的底部中心區(qū)域開設(shè)有穿孔，所述發(fā)射線圈收容于所述第一容置空間；所述筒體為兩側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，所述筒體的一端連接于所述穿孔端以使所述筒體連通所述第一容置空間，所述筒體具有第一通道，所述鐵氧體圓柱磁芯穿設(shè)于所述穿孔以及所述第一通道以使所述發(fā)射線圈套設(shè)在所述鐵氧體圓柱磁芯上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述上蓋為一側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，所述上蓋具有第二容置空間，所述接收線圈收容與所述第二容置空間中，所述上蓋的底部中心區(qū)域開設(shè)有通孔，所述鐵氧體圓柱磁芯穿設(shè)于所述通孔以使所述接收線圈套設(shè)在所述鐵氧體圓柱磁芯上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述穿孔、所述第一通道、所述通孔以及所述鐵氧體圓柱磁芯的軸線位于同一直線上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述穿孔的半徑、所述第一通道的半徑、所述通孔的半徑、所述發(fā)射線圈的半徑、所述接收線的半徑以及所述鐵氧體圓柱磁芯的外徑相等。

上述無(wú)線充電電路及裝置，通過(guò)電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路與外部交流電源連接例如接入市電電源，交流電源經(jīng)過(guò)阻容降壓電路、全橋整流電路后得到穩(wěn)定的直流電源，為高頻自激振蕩放大電路提供穩(wěn)定直流電壓源，以使高頻自激振蕩放大電路能夠平穩(wěn)起振，并達(dá)到穩(wěn)定的震蕩狀態(tài)，此時(shí)發(fā)射線圈中產(chǎn)生交變的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)通過(guò)圓柱磁芯由接收線圈感應(yīng)耦合并通過(guò)感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路、直流穩(wěn)壓電路進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的充電電壓對(duì)充電電池進(jìn)行充電，且通過(guò)電池充電電路在充電電池充滿后，關(guān)斷充電電路，以對(duì)充電電池進(jìn)行保護(hù)；可知該無(wú)線充電電路及裝置具有電路元件少、電路簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低廉等特點(diǎn)，非常適合于組合應(yīng)用在小型的電池應(yīng)用產(chǎn)品充電方面，是組建低成本低功耗高效率小功率無(wú)線充電應(yīng)用產(chǎn)品的極佳方案。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中無(wú)線充電電路的電路模塊示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中無(wú)線充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中第一圓柱體結(jié)構(gòu)的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例中第二圓柱體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例中發(fā)射線圈與接收線圈的位置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一個(gè)實(shí)施例中發(fā)射線圈與接收線圈的位置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

請(qǐng)參閱圖1，其為一個(gè)實(shí)施例中無(wú)線充電電路10的電路模塊示意圖，一種無(wú)線充電電路10包括電能傳遞模塊110和電能接收模塊120。電能傳遞模塊110和電能接收模塊120之間采用電磁感應(yīng)感應(yīng)原理連接。

電能傳遞模塊110包括依次連接的：電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111、阻容降壓電路112、全橋整流電路113、直流濾波電路114、高頻自激振蕩放大電路115以及發(fā)射線圈116。電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111還用于與外部交流電源連接。也就是說(shuō)，交流電源從電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111的輸入端處輸入，以向電能傳遞模塊110輸入交流電源。

電能接收模塊120包括：接收線圈121、感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路122、直流穩(wěn)壓電路123以及電池充電電路124。例如，接收線圈121、感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路122、直流穩(wěn)壓電路123以及電池充電電路124依次連接。例如，電池充電電路124還用于與外部電池連接。也就是說(shuō)，電池充電電路124向外部電池輸出直流電源。

無(wú)線充電電路還包括圓柱磁芯，圓柱磁芯穿設(shè)于發(fā)射線圈116與接收線圈121中以使發(fā)射線圈116與接收線圈121通過(guò)電磁感應(yīng)無(wú)線連接，圓柱磁芯、發(fā)射線圈116以及接收線圈121的中心軸線在同一直線上。也就是說(shuō)，電能傳遞部分主要元件包含一個(gè)圓柱形磁芯和一個(gè)初級(jí)線圈，初級(jí)線圈通過(guò)與次級(jí)線圈的耦合完成電能的傳遞。

上述無(wú)線充電電路10，通過(guò)電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111與外部交流電源連接例如接入市電電源，交流電源經(jīng)過(guò)阻容降壓電路112、全橋整流電路113后得到穩(wěn)定的直流電源，為高頻自激振蕩放大電路115提供穩(wěn)定直流電壓源，以使高頻自激振蕩放大電路115能夠平穩(wěn)起振，并達(dá)到穩(wěn)定的震蕩狀態(tài)，此時(shí)發(fā)射線圈116中產(chǎn)生交變的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)通過(guò)圓柱磁芯由接收線圈121感應(yīng)耦合并通過(guò)感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路122、直流穩(wěn)壓電路123進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的充電電壓對(duì)充電電池進(jìn)行充電，且通過(guò)電池充電電路124在充電電池充滿后，關(guān)斷充電電路，以對(duì)充電電池進(jìn)行保護(hù)；可知該無(wú)線充電電路及裝置具有電路元件少、電路簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低廉等特點(diǎn)，非常適合于組合應(yīng)用在小型的電池應(yīng)用產(chǎn)品充電方面，是組建低成本低功耗高效率小功率無(wú)線充電應(yīng)用產(chǎn)品的極佳方案。

一實(shí)施例中，電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路包括串聯(lián)設(shè)置的保險(xiǎn)裝置和電磁干擾濾波電路。其中，電磁干擾濾波電路即EMI(Electromagnetic Interference簡(jiǎn)稱EMI)濾波電路。例如，保險(xiǎn)裝置采用保險(xiǎn)絲，電磁干擾濾波電路采用濾波電容。保險(xiǎn)絲以及濾波電容的型號(hào)可根據(jù)實(shí)際電路需求設(shè)置?？梢岳斫猓娫幢ｋU(xiǎn)與EMI濾波電路濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對(duì)電源的影響，同時(shí)也起到防止自身電源對(duì)外界的電磁干擾的作用。

例如，交流電源從電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路的輸入端。本實(shí)施例中，交流電源是指市電。例如，市電包含但不僅限于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)市電AC220V 50Hz，其它國(guó)際上的市電規(guī)格亦可，以使得在修改本系統(tǒng)部分元件參數(shù)的情況下也可取得相當(dāng)?shù)某潆娦阅?。例如，電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路的輸入端與市電的連接是通過(guò)電源插頭線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

例如，全橋整流電路113包括由四個(gè)二極管組成的全橋。例如，全橋的輸入端與阻容降壓電路112的輸出端連接。例如，全橋的輸出端與直流濾波電路114的輸入端連接。又如，全橋整流電路113包括四個(gè)二極管封裝在一起的硅堆。例如，硅堆的輸入端與阻容降壓電路112的輸出端連接。例如，硅堆的輸出端與直流濾波電路114的輸入端連接。

例如，直流濾波電路114包括高壓電解電容，高壓電解電容的一端與全橋整流電路113的輸出端連接，高壓電解電容的另一端與高頻自激振蕩放大電路115的輸入端連接。

也就是說(shuō)，阻容降壓、整流、濾波電路部分完成AC(交流)到DC(直流)的變換，產(chǎn)生比較穩(wěn)定的直流電源給后面的震蕩電路供電。整流電路使用四個(gè)二極管，也可選用已經(jīng)將四個(gè)二極管封裝在一起的硅堆，濾波元件包含一個(gè)高壓電解電容。

例如，高頻自激振蕩放大電路115采用電容三點(diǎn)式震蕩原理產(chǎn)生頻率在50～100kHz的正弦波信號(hào)。也就是，高頻震蕩部分采用普通的電容三點(diǎn)式震蕩原理，產(chǎn)生的正弦波信號(hào)頻率可以設(shè)計(jì)在50～100kHz范圍內(nèi)，從而使得整個(gè)電路結(jié)構(gòu)容易以交低成本的方式實(shí)現(xiàn)。

需要說(shuō)明的是，在電能接收模塊中，電信號(hào)整流濾波部分把次級(jí)交流信號(hào)先整流后再濾波，最終獲得比較平穩(wěn)的直流電信號(hào)。例如，穩(wěn)壓部分把濾波后獲得的直流電信號(hào)再做穩(wěn)壓處理以獲得能直接供應(yīng)給電池充電的電源信號(hào)。例如，電池充電及保護(hù)電路由被充電電池和保護(hù)電路組成，保護(hù)電路的作用是防止電池過(guò)充電，過(guò)放電，過(guò)流和短路，確保電池在壽命周期內(nèi)不易受損害。電池可以是鋰電池，聚合物電池，甚至鎳氫電池等可充電電池。

為了提高耦合效果，例如，發(fā)送線圈與接收線圈各接一個(gè)補(bǔ)償電容，以通過(guò)補(bǔ)償電容使得發(fā)送線圈與接收線圈的諧振頻率相同，從而滿足發(fā)送線圈與接收線圈的諧振頻率相同的實(shí)際的電路需要。

請(qǐng)參閱圖2，其為一個(gè)實(shí)施例中無(wú)線充電裝置20的結(jié)構(gòu)示意圖，一種無(wú)線充電裝置20包括傳遞電路板210、接收電路板220、底蓋230、上蓋240以及上述的無(wú)線充電電路10。結(jié)合圖1和圖2，例如，電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111、阻容降壓電路112、全橋整流電路113、直流濾波電路114以及高頻自激振蕩放大電路115設(shè)置于傳遞電路板210上。感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路122、直流穩(wěn)壓電路123以及電池充電電路124設(shè)置于接收電路板220上。

結(jié)合圖2、圖3以及圖4，例如，發(fā)射線圈116設(shè)置于底蓋230中，以形成中空的第一圓柱體結(jié)構(gòu)300。接收線圈121設(shè)置于上蓋240中，以形成中空的第二圓柱體結(jié)構(gòu)400。鐵氧體圓柱磁芯250穿設(shè)于第一圓柱體結(jié)構(gòu)300以及第二圓柱體結(jié)構(gòu)400，鐵氧體圓柱磁芯250、第一圓柱體結(jié)構(gòu)300以及第二圓柱體結(jié)構(gòu)400的中心軸線在同一直線上，且發(fā)射線圈116與接收線圈121之間具有預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙。例如，預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙小于5毫米。

上述無(wú)線充電裝置20，通過(guò)電源保險(xiǎn)與電磁干擾濾波電路111與外部交流電源連接例如接入市電電源，交流電源經(jīng)過(guò)阻容降壓電路112、全橋整流電路113后得到穩(wěn)定的直流電源，為高頻自激振蕩放大電路115提供穩(wěn)定直流電壓源，以使高頻自激振蕩放大電路115能夠平穩(wěn)起振，并達(dá)到穩(wěn)定的震蕩狀態(tài)，此時(shí)發(fā)射線圈116中產(chǎn)生交變的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)通過(guò)圓柱磁芯由接收線圈121感應(yīng)耦合并通過(guò)感應(yīng)信號(hào)整流濾波電路122、直流穩(wěn)壓電路123進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的充電電壓對(duì)充電電池進(jìn)行充電，且通過(guò)電池充電電路124在充電電池充滿后，關(guān)斷充電電路，以對(duì)充電電池進(jìn)行保護(hù)；可知該無(wú)線充電電路及裝置具有電路元件少、電路簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低廉等特點(diǎn)，非常適合于組合應(yīng)用在小型的電池應(yīng)用產(chǎn)品充電方面，是組建低成本低功耗高效率小功率無(wú)線充電應(yīng)用產(chǎn)品的極佳方案。

從圖2中可知，所示電源保險(xiǎn)，阻容降壓，整流，濾波電路，高頻震蕩這些功能模塊部分的元件是安裝在一塊電路板上的，電能傳遞模塊中的初級(jí)線圈上的兩個(gè)引出端子通過(guò)焊接連接到這塊電路板上，插頭線上的兩根線的接線端直接焊接到電路板上的兩個(gè)焊盤，由電路板組成的整個(gè)電能傳遞功能塊通過(guò)插頭線從市電獲取電源。電能傳遞模塊部分單獨(dú)用專門設(shè)計(jì)的塑膠外殼封裝起來(lái)，與市電的連接可選擇電源插頭線或在外殼直接設(shè)計(jì)電源插片(可選)來(lái)達(dá)到連接電源的目的。另外，在本模塊的外殼上設(shè)計(jì)有能承載被充電設(shè)備的平臺(tái)，便于把被充電設(shè)備放置到這個(gè)平臺(tái)上執(zhí)行充電。

電能接收模塊部分直接設(shè)計(jì)于需要充電的電子產(chǎn)品內(nèi)部。在結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的是：初級(jí)線圈的中心軸線、次級(jí)線圈的中心軸線都應(yīng)與圓柱形磁芯的中心軸線重疊，初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的間隔距離不能離得太遠(yuǎn)，以5mm以下為宜，越小越好，這樣能保證較好的充電效果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還必須考慮到便于充電時(shí)執(zhí)行安裝取出操作及充電時(shí)能穩(wěn)定放置，針對(duì)具體適用的產(chǎn)品，甚至需要加入防水設(shè)計(jì)使能達(dá)到預(yù)期的防水等級(jí)。

請(qǐng)參閱圖3，其為一個(gè)實(shí)施例中第一圓柱體結(jié)構(gòu)300的拆分結(jié)構(gòu)示意圖，例如，第一圓柱體結(jié)構(gòu)300包括底蓋230和發(fā)射線圈116。例如，發(fā)射線圈116收容于底蓋230中。例如，底蓋230為一側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，底蓋230具有第一容置空間301。例如，底蓋230的底部中心區(qū)域開設(shè)有穿孔，發(fā)射線圈116收容于第一容置空間301。鐵氧體圓柱磁芯250穿設(shè)于穿孔以及發(fā)射線圈116。需要說(shuō)明的是，發(fā)射線圈116的中心本身就具有可穿過(guò)的通道。

為便于設(shè)定鐵氧體圓柱磁芯相對(duì)發(fā)射線圈和接收線圈的位置，例如，底蓋包括蓋體和筒體，蓋體為一側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，蓋體具有第一容置空間，蓋體的底部中心區(qū)域開設(shè)有穿孔，發(fā)射線圈收容于第一容置空間。例如，筒體為兩側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，筒體的一端連接于穿孔端以使筒體連通第一容置空間，筒體具有第一通道，鐵氧體圓柱磁芯穿設(shè)于穿孔以及第一通道以使發(fā)射線圈套設(shè)在鐵氧體圓柱磁芯上。如此，在設(shè)定鐵氧體圓柱磁芯相對(duì)發(fā)射線圈和接收線圈的位置是，只需要將鐵氧體圓柱磁芯穿設(shè)于穿孔以及第一通道以使發(fā)射線圈套設(shè)在鐵氧體圓柱磁芯上即可，方便快捷。

請(qǐng)參閱圖4，其為一個(gè)實(shí)施例中第二圓柱體結(jié)構(gòu)400的結(jié)構(gòu)示意圖，例如，第二圓柱體結(jié)構(gòu)400包括上蓋240以及接收線圈121。接收線圈121收容于上蓋240中。例如，上蓋240為一側(cè)開口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)。例如，上蓋240具有第二容置空間401，接收線圈121收容與第二容置空間401中。例如，上蓋240的底部中心區(qū)域開設(shè)有通孔，鐵氧體圓柱磁芯250穿設(shè)于通孔以使接收線圈121套設(shè)在鐵氧體圓柱磁芯250上。

請(qǐng)一并參閱圖5和圖6，其分別為一個(gè)實(shí)施例中發(fā)射線圈116與接收線圈121的位置結(jié)構(gòu)示意圖和剖視結(jié)構(gòu)示意圖，為提高耦合效率，例如，發(fā)射線圈116與接收線圈121之間具有預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙501。鐵氧體圓柱磁芯250穿設(shè)發(fā)射線圈116與接收線圈121。例如，預(yù)設(shè)感應(yīng)間隙501小于5毫米。也就是說(shuō)，為能夠更好的與接收裝置進(jìn)行相互匹配，使接收線圈也能夠位于鐵氧體磁芯中心上，接收線圈與發(fā)送線圈的實(shí)際間距處于5mm之下，以達(dá)到更好的耦合效率。

如圖5所示，其示出了鐵氧體圓柱磁芯、發(fā)射線圈與接收線圈的組成及相互之間的位置關(guān)系?？梢岳斫猓叩奈恢眉斑B接方式?jīng)Q定了無(wú)線充電系統(tǒng)整體性能。可知圖5為發(fā)射線圈與接收線圈的較佳的接觸方式，可使得發(fā)射線圈與接收線圈能夠最大程度的進(jìn)行耦合。

需要說(shuō)明的是，接收線圈即次級(jí)線圈的作用通過(guò)電磁耦合在此線圈兩端產(chǎn)生交流電壓信號(hào)。本實(shí)施例中，交流信號(hào)的頻率與初級(jí)線圈上的頻率相同，

為使發(fā)送線圈產(chǎn)生磁通量經(jīng)過(guò)鐵氧體磁芯后盡可能多的通過(guò)接收線圈，例如，穿孔、第一通道、通孔以及鐵氧體圓柱磁芯的軸線位于同一直線上。如此，能夠使發(fā)送線圈產(chǎn)生磁通量通過(guò)鐵氧體磁芯盡可能多的通過(guò)接收線圈，使磁感應(yīng)耦合效率更高，也就是說(shuō)，無(wú)線充電系統(tǒng)的發(fā)送線圈所產(chǎn)生的磁通量能夠更好的耦合到接收線圈，使耦合效率更高。

進(jìn)一步的，穿孔的半徑、第一通道的半徑、通孔的半徑、發(fā)射線圈的半徑、接收線的半徑以及鐵氧體圓柱磁芯的外徑相等。

本實(shí)施例中，無(wú)線充電電路的圓柱磁芯為鐵氧體圓柱磁芯。需要說(shuō)明的是，鐵氧體磁芯具有磁導(dǎo)率高、損耗低、具有更高的磁通密度及更高的使用頻率等特性；初級(jí)線圈與次級(jí)線圈通過(guò)鐵氧體圓柱磁芯進(jìn)行連接，能夠增大初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的互感系數(shù)，同時(shí)使無(wú)線充電效率達(dá)到最大化；由于初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的相對(duì)位置極大影響了線圈之間的互感大小，所以線圈之間要平行放置并且之間的距離相距最?。痪€圈間的互感與軸心間的偏移距離成反比，如要達(dá)到最大的無(wú)線充電效率，就要使初級(jí)線圈與次級(jí)線圈軸心偏移為零；所以通過(guò)鐵氧體圓柱磁芯進(jìn)行定位；初級(jí)線圈與次級(jí)線圈工作于諧振頻率上；滿足以上幾點(diǎn)要求，使無(wú)線充電效率達(dá)到最大。

值得一提的是，在某一類型的消費(fèi)產(chǎn)品中需要一種低成本、低功耗、高充電效率、簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的無(wú)線充電解決方案。因此本實(shí)用新型的無(wú)線充電電路及裝置由于具有自耗電非常低、運(yùn)行穩(wěn)定、所需元件少、成本低廉、電路簡(jiǎn)單、工作效率高例如可高達(dá)80％以上、充電功率可達(dá)2W、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可應(yīng)用于該類的消費(fèi)產(chǎn)品。例如，低成本的小功率的可移動(dòng)產(chǎn)品包含且不僅限于音樂(lè)播放器、移動(dòng)電話、電動(dòng)牙刷、電動(dòng)理發(fā)器、電動(dòng)玩具，小型電動(dòng)工具，充電臺(tái)燈等采用充電電池供電的可移動(dòng)應(yīng)用產(chǎn)品。

可以理解，還可以通過(guò)確定具體產(chǎn)品的充電條件，進(jìn)而對(duì)本充電系統(tǒng)的元件組成進(jìn)一步優(yōu)化以獲得更匹配的充電性能。

綜上，本實(shí)用新型的無(wú)線充電電路及裝置的有益效果可歸結(jié)為：

通過(guò)與AC220V 50Hz工頻交流電源連接，經(jīng)過(guò)電源保險(xiǎn)、EMI濾波電路、阻容降壓、整流橋整流，得到穩(wěn)定的直流電源，并為L(zhǎng)C自激震蕩電路提供穩(wěn)定直流電壓源；LC自激震蕩電路能夠平穩(wěn)起振，達(dá)到穩(wěn)定的震蕩狀態(tài)；此時(shí)電感中產(chǎn)生交變的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)；發(fā)射線圈與接收線圈彼此分離，漏感系數(shù)變大而耦合系數(shù)變?。粸榱颂岣唏詈闲Ч?，采取了發(fā)送線圈與接收線圈各接一個(gè)補(bǔ)償電容，用于滿足發(fā)送線圈與接收線圈的諧振頻率相同；采用圓柱磁芯使發(fā)送線圈與接收線圈的中心處于統(tǒng)一中心線上，并使發(fā)送線圈與接收線圈近可能的靠近，小于5mm距離；通過(guò)以上措施，可使感應(yīng)耦合效率達(dá)到80％以上；接收線圈耦合的交流電流通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的充電電壓對(duì)充電電池進(jìn)行充電；充電電池充滿后，充電電池保護(hù)電路關(guān)斷充電電路，對(duì)充電電池進(jìn)行保護(hù)；綜合而言，以上所述實(shí)施例所述的充電系統(tǒng)具有電路元件少，電路簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，與之形成配套的結(jié)構(gòu)組成也比較簡(jiǎn)單和廉價(jià)的特點(diǎn)，非常適合于組合應(yīng)用在小型的電池應(yīng)用產(chǎn)品充電方面，是組建低成本低功耗高效率小功率無(wú)線充電應(yīng)用產(chǎn)品的極佳方案。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。