一种基于磁共振技术的无线充电宝系统技术方案

本发明专利技术属于无线电能传输技术领域，具体涉及一种基于磁共振技术的无线充电宝系统，其包括发射端和接收端；发射端包括电源电路、发射端控制电路、发射匹配电路、发射天线和发射端MCU电路；接收端包括接收天线、接收匹配电路、整流稳压和接收端MCU电路；本系统可以实现最高达到35mm的隔空充电距离，并且，在收发天线中心具有15mm的偏移量时，能够有效充电的优势，实现了无线充电的远距离传输，多空间自由度，有效地扩展了其应用。有效地扩展了其应用。有效地扩展了其应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁共振技术的无线充电宝系统


[0001]本专利技术属于无线电能传输
，具体涉及一种用于磁共振技术的无线充电宝系统。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术、自动化控制技术和物联网及智能家居等行业的不断发展，各式各样的家电设备、主机游戏配件、移动通讯设备等电子产品已得到广泛普及，这些设备大多数均采用电池供电，电池充电时需要使用电源线来连接电源插座进行充电；这些电线不仅占据生活中的活动空间，限制设备使用的便捷性，较多的电线也增添了安全用电的隐患；移动充电宝即可很好的解决该问题，但是相对于传统有线供电的充电宝，移动设备与供电设备之间也需一根供电线，使移动设备不能完全摆脱有线的控制，也带来了很大的不便利性。因此，基于无线充电的充电宝应运而生，完全解决了移动设备的供电问题，而且整个充电过程中可以完全摆脱线缆的束缚；近几年，无线供电发展迅速，也是未来电子产品供电的一大发展方向，对于无线能量传输技术的研究与应用迅速成为国内外学术界和工业界的焦点。
[0003]目前，行业公认的无线充电技术主要分为三类，一种是WPC联盟主推的QI标准，也称为磁感应耦合技术，另一种是Airfuel联盟主推的谐振耦合技术，第三种是电磁辐射式无线输能技术；相比于磁感应技术，谐振耦合技术在充电距离、空间自由度、一对多充和功率扩展上有明显优势，磁谐振耦合技术在能量转化效率、传输功率和电磁安全方面更具备实际的应用价值。目前，该技术已逐渐被应用于各种无线供电场景中，赋予设备无线充电的功能，并提高设备的安全性和智能化程度，提升用户的体验。/>[0004]目前，市面上有较多的基于磁耦合无线充电宝产品，但其存在以下缺点：（1）用户在使用时，需要接收器与发射器必须中心对齐，若偏移距离较多可能存在无法充电的问题的限制性；（2）该类型充电宝在使用无线充电供能时，由于其垂直充电距离及偏移量小，无法支持装在收纳盒或者口袋时移动时的使用，否则会出现断续充电的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有无线充电宝主要依赖紧贴充电方式，导致充电距离短且当收发天线中心偏移距离较大无法进行充电的问题，提供一种基于磁共振技术的无线充电宝系统，其可以实现最高达到35mm的隔空充电距离，并且，在收发天线中心具有15mm的偏移量时，能够有效充电的优势，实现了无线充电的远距离传输，多空间自由度，有效地扩展了其应用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案为：一种基于磁共振技术的无线充电宝系统，包括：发射端，以及通过MCU电路与发射端通信连接以通过磁共振的方式实现空间耦合
的接收端；发射端包括：电源电路、发射端控制电路、发射匹配电路、发射天线和发射端MCU及通讯电路；电源电路、发射端控制电路、发射匹配电路和发射天线依次通信连接；发射匹配电路和发射天线组成发射谐振系统用于通过磁共振耦合方式将能量信号传递至接收端；接收端包括：接收天线、接收匹配电路、整流稳压和接收端MCU及通讯电路；接收天线、接收匹配电路和整流稳压依次通信连接；接收匹配电路和接收天线组成接收谐振系统用于通过磁共振耦合方式接收能量信号并提供至负载。
[0007]进一步地，电源电路包括电源接口和供电电路；电源接口与供电电路电性连接；进一步地，供电电路为内部供电电路或外部供电电路；内部供电电路包括依次电性连接的电池充电管理电路和内置电池；所述电池充电管理电路通过电源接口获得供电。
[0008]进一步地，发射端控制电路包括：驱动信号发射器U3、信号处理器U4与信号处理器U7、功率发射器U9和功率发射器U10，驱动信号发生器U3产生驱动信号，将此驱动信号经过信号处理器U4处理后和传输至功率发射器U9，功率发射器U9根据信号指示进行功率推送；驱动信号发射器U3的VDD引脚与VDDO引脚接电压3V3，电容C47的一端与电压3V3连接，另一端与电源GND连接；电阻R33的一端与电压3V3连接，另一端与驱动信号发射器U3的SCL引脚连接；电阻R34的一端与电压3V3连接，另一端与驱动信号发射器U3的SDA引脚连接；晶振Y2的第二与第四引脚接电源GND，第2号引脚接电容C48的一端与控制器U3的XA引脚，第3号引脚接电容C51的一端与控制器U3的XB引脚，电容C48与C51的另一端接电源GND；驱动信号发射器U3的CLK0引脚接电阻R36的一端，R36的另一端接控制器U4的A引脚与B引脚与控制器U7的A引脚；信号处理器U4的+引脚接电压5V，信号处理器U4的
‑
引脚接电源GND，信号处理器U4的Y引脚接电阻R7，电阻R7的另一端接功率发射器U9的PWM引脚；所述功率发射器U9的VDD引脚接电压5V，且同时接电容C31、电容C33、电容C58、电阻R6的一端，电容C31、电容C33、电容C58的另一端接电源GND，电阻R6的另一端接功率发射器U9的#SKIP引脚；功率发射器U9的PGND引脚、ePAD引脚接电源GND；功率发射器U9的VIN引脚接电压Vd与电容C24、电容C25、电容C28的一端，电容C24、电容C25、电容C28的另一端接电源GND；功率发射器U9的BOOTR引脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电容C34的一端，电容C34的另一端接功率发射器U9的BOOT引脚；功率发射器U9的VSW引脚接电容C24、电容C25、电容C28的一端，电容C24、电容C25、电容C28的另一端接发射天线的一端Coil1；信号处理器U7的+引脚接电压5V，信号处理器U7的
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引脚接电源GND；信号处理器U7的+引脚接电压5V，信号处理器U7的Y引脚接电阻R32，电阻R32的另一端接功率发射器U10的PWM引脚；功率发射器U10的VDD引脚接电压5V，且同时接电容C38、电容C39、电容C62、电阻R31的一端，电容C38、电容C39、电容C62的另一端接电源GND，电阻R31的另一端接功率发射器U10的#SKIP引脚；功率发射器U10的PGND引脚、ePAD引脚接电源GND；功率发射器U10的VIN引脚接电压Vd与电容C35、电容C36、电容C37的一端，电容C35、电容C36、电容C37的另一端接电源GND；功率发射器U10的BOOTR引脚接电阻R30的一端，电阻R30的另一端接电容C40的一端，电容C40的另一端接功率发射器U10的BOOT引脚；功率发射器U10的VSW引脚接电容C55、电容C56、电容C57的一端，电容C55、电容C56、电容C57的另一端接发射天线的一端Coil2。
[0009]进一步地，发射匹配电路包括：信号处理电路S1与信号采集电路S2，信号采集电路S2将采集的信号传输至信号处理电路S1进行处理解析；
信号采集电路S2包括：电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R28、电容C20、电容C23、电容C26、电容C27、电容C29和电容C30；电阻R13的另一端连接电容C20、电容C23的一端，电容C20、电容C23的另一端连接电阻R13、电容C27的一端，电容C27的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振技术的无线充电宝系统，其特征是，包括：发射端，以及通过MCU电路与发射端通信连接以通过磁共振的方式实现空间耦合的接收端；所述发射端包括：电源电路、发射端控制电路、发射匹配电路、发射天线和发射端MCU电路；所述电源电路、发射端控制电路、发射匹配电路和发射天线依次通信连接；所述发射匹配电路和发射天线组成发射谐振系统用于通过磁共振耦合方式将能量信号传递至接收端；所述接收端包括：接收天线、接收匹配电路、整流稳压和接收端MCU电路；所述接收天线、接收匹配电路和整流稳压依次通信连接；所述接收匹配电路和接收天线组成接收谐振系统用于通过磁共振耦合方式接收能量信号并提供至负载。2.根据权利要求1所述的基于磁共振技术的无线充电宝系统，其特征是，所述电源电路包括电源接口和供电电路；所述电源接口与供电电路电性连接；所述供电电路为内部供电电路或外部供电电路；所述内部供电电路包括依次电性连接的电池充电管理电路和内置电池；所述电池充电管理电路通过电源接口获得供电。3.根据权利要求1所述的基于磁共振技术的无线充电宝系统，其特征是，所述发射端控制电路包括：驱动信号发射器U3、信号处理器U4与信号处理器U7、功率发射器U9和功率发射器U10，所述驱动信号发生器U3产生驱动信号，将此驱动信号经过信号处理器U4处理后和传输至功率发射器U9，功率发射器U9根据信号指示进行功率推送；所述驱动信号发射器U3的VDD引脚与VDDO引脚接电压3V3，电容C47的一端与电压3V3连接，另一端与电源GND连接；电阻R33的一端与电压3V3连接，另一端与驱动信号发射器U3的SCL引脚连接；电阻R34的一端与电压3V3连接，另一端与驱动信号发射器U3的SDA引脚连接；晶振Y2的第二与第四引脚接电源GND，第2号引脚接电容C48的一端与驱动信号发射器U3的XA引脚，第3号引脚接电容C51的一端与驱动信号发射器U3的XB引脚，电容C48与C51的另一端接电源GND；所述驱动信号发射器U3的CLK0引脚接电阻R36的一端，R36的另一端接信号处理器U4的A引脚与B引脚与信号处理器U7的A引脚；所述信号处理器U4的+引脚接电压5V，所述信号处理器U4的
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引脚接电源GND，所述信号处理器U4的Y引脚接电阻R7，电阻R7的另一端接功率发射器U9的PWM引脚；所述功率发射器U9的VDD引脚接电压5V，且同时接电容C31、电容C33、电容C58、电阻R6的一端，电容C31、电容C33、电容C58的另一端接电源GND，电阻R6的另一端接功率发射器U9的#SKIP引脚；所述功率发射器U9的PGND引脚、ePAD引脚接电源GND；所述功率发射器U9的VIN引脚接电压Vd与电容C24、电容C25、电容C28的一端，电容C24、电容C25、电容C28的另一端接电源GND；所述功率发射器U9的BOOTR引脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电容C34的一端，电容C34的另一端接功率发射器U9的BOOT引脚；所述功率发射器U9的VSW引脚接电容C24、电容C25、电容C28的一端，电容C24、电容C25、电容C28的另一端接发射天线的一端Coil1；所述信号处理器U7的+引脚接电压5V，所述信号处理器U7的
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引脚接电源GND；所述信号处理器U7的+引脚接电压5V，所述信号处理器U7的Y引脚接电阻R32，电阻R32的另一端接功率发射器U10的PWM引脚；所述功率发射器U10的VDD引脚接电压5V，且同时接电容C38、电容C39、电容C62、电阻R31的一端，电容C38、电容C39、电容C62的另一端接电源GND，电阻R31的另一端接功率发射器U10的#SKIP引脚；所述功率发射器U10的PGND引脚、ePAD引脚接电源GND；所述功率发射器U10的VIN引脚接电压Vd与电容C35、电容C36、电容C37
的一端，电容C35、电容C36、电容C37的另一端接电源GND；所述功率发射器U10的BOOTR引脚接电阻R30的一端，电阻R30的另一端接电容C40的一端，电容C40的另一端接功率发射器U10的BOOT引脚；所述功率发射器U10的VSW引脚接电容C55、电容C56、电容C57的一端，电容C55、电容C56、电容C57的另一端接发射天线的一端Coil2。4.根据权利要求1所述的基于磁共振技术的无线充电宝系统，其特征是，所述发射匹配电路包括：信号处理电路S1与信号采集电路S2，信号采集电路S2将采集的信号传输至信号处理电路进行处理解析；所述信号采集电路S2包括：电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R28、电容C20、电容C23、电容C26、电容C27、电容C29和电容C30；电阻R13的另一端连接电容C20、电容C23的一端，电容C20、电容C23的另一端连接电阻R13、电容C27的一端，电容C27的另一端连接电源GND，电阻R13的另一端连接电容C26、电阻R21、电阻R12的一端，电容C26、电阻R21的另一端连接电源GND，电阻R12的另一端连接电阻R16、电阻R8、二极管D1的阴极，电阻R8的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电源GND；电阻R16的另一端连接电容C29的一端，电容C29的另一端连接电源GND，二极管的阳极连接发射天线的一端Coil1与二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接电容C30、电阻R28的一端，电容C30、电阻R28的另一端连接电源GND；所述信号处理电路S1包括控制器N1，所述控制器N1的OUTPUT1引脚接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电容C19的一端与电阻R17、控制器N1的INPUT1+引脚，电容C19的另一端接电源GND，所述控制器N1的INPUT1
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引脚接电容C21的一端与电阻R14的一端，电容C21的另一端接电源GND，电阻R14的另一端接电阻R17的一端与所述控制器N1的OUTPUT4引脚与电阻R11的一端，电阻R11的另一端与电阻R15的一端与控制器N1的INPUT4
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引脚，电阻R15的另一端与电容C22的一端连接，电容C22的另一端连接电源GND，所述控制器N1的VCC引脚连接电压5V与电容C61的一端，电容C61的另一端连接电源GND，所述控制器GND引脚连接电源GND，所述控制器N1的INPUT4+引脚连接电阻R18的一端。5.根据权利要求1所述的基于磁共振技术的无线充电宝系统，其特征是，所述发射端MCU电路包括控制器U2，所述控制器U2的VDD_IO引脚、VDD3引脚、VDDIO_AMS引脚连接电容C2、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻易强，
申请(专利权)人：成都斯普奥汀科技有限公司，
类型：发明
国别省市：