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一種無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池的制作方法

文檔序號(hào):7370185閱讀:500來(lái)源:國(guó)知局
一種無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池的制作方法
【專利摘要】一種能進(jìn)行無(wú)線充電的移動(dòng)設(shè)備蓄電池。它是在非電磁屏蔽的絕緣外殼中,特斯拉線圈、輸出電流電壓控制芯片、蓄電池順序電連接。利用特斯拉感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)無(wú)需充電線連接的情況下對(duì)手機(jī)蓄電池進(jìn)行充電。當(dāng)有特斯拉放電線圈放電時(shí),電池中的特斯拉線圈接收發(fā)射線圈發(fā)出的電磁波,根據(jù)特斯拉原理,接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)輸出電流電壓控制芯片的處理,輸出與蓄電池相符的電壓與電流,通過(guò)電線連接輸出到蓄電池正負(fù)極上,對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型充電方式的移動(dòng)設(shè)備蓄電池,可使電池在無(wú)連接充電線路情況下進(jìn)行充電。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,公知的手機(jī)電池需要在連接充電線的情況下才能進(jìn)行充電,但連接充電線具有受充電線長(zhǎng)度的距離限制,并且由于充電線直接連接在220V家用電源上。在充電用變壓接頭損壞的情況下,220V電壓可能直接加載到電池和裝載電池的移動(dòng)設(shè)備上,從而可能引起電池過(guò)壓造成電池起火或爆炸,或者使裝載電池的物體漏電,從而對(duì)使用人造成傷害。無(wú)線充電的電池利用特斯拉無(wú)線感應(yīng)的原理,利用特斯拉線圈進(jìn)行電力的發(fā)射與接收,從而電池可進(jìn)行無(wú)充電線連接的充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有電池受充電線長(zhǎng)度而造成的充電時(shí)使用距離的限制,并且解決在充電變壓接口損壞時(shí)對(duì)電池電壓過(guò)載可能引發(fā)電池?fù)p壞或燃燒爆炸,以及過(guò)載電壓加載到移動(dòng)設(shè)備上引起移動(dòng)設(shè)備使用者觸電從而受到的人身安全威脅問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在非電磁屏蔽的絕緣材料外殼中,特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片的輸入接口電連接,輸出電流電壓控制芯片的正極輸出接口與蓄電池正極電連接,輸出電流電壓控制芯片的負(fù)極輸出接口與蓄電池負(fù)極電連接。當(dāng)有特斯拉放電線圈放電時(shí),電池中的特斯拉線圈接收發(fā)射線圈發(fā)出的電磁波,根據(jù)特斯拉原理,接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)輸出電流電壓控制芯片的處理,輸出與蓄電池相符的電壓與電流,通過(guò)電線連接輸出到蓄電池正負(fù)極上,對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。利用特斯拉感應(yīng)原理,電力的傳輸不需要通過(guò)電線連接,從而解決了電池充電需要充電線連接的限制和充電變壓接頭損壞,將高壓電流通過(guò)充電線加載到移動(dòng)設(shè)備上從而造成人體觸電。同時(shí)由于通過(guò)特斯拉感應(yīng)原理,電池內(nèi)特斯拉線圈產(chǎn)生電流,且產(chǎn)生的電流通過(guò)輸出電流電壓控制芯片處理后,輸出與蓄電池充電相符的電壓與電流,再通過(guò)電線傳輸?shù)叫铍姵氐恼?fù)極。因此,高電壓不能傳輸?shù)叫铍姵厣?,從而杜絕了因變壓接頭損壞,將高壓電流加載到蓄電池上引起電池?fù)p壞或燃燒爆炸。
[0005]有益效果:
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是,可以解決充電線長(zhǎng)度造成的充電時(shí)使用位置的限制,并且解決充電變壓接口損壞,輸出高壓電流對(duì)電池和人體造成損害的安全缺陷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明:
[0008]圖1是無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池俯視剖面構(gòu)造圖;
[0009]圖2是無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池側(cè)視剖面構(gòu)造圖;[0010]圖3是無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池立體分解構(gòu)造圖;
[0011]圖4是充電芯片電路原理圖。
[0012]圖中1.特斯拉線圈,2.輸出電流電壓控制芯片,3.非電磁屏蔽絕緣外殼,4.輸出電流電壓控制芯片輸入接口,5.輸出電流電壓控制芯片正極輸出接口,6.輸出電流電壓控制芯片負(fù)極輸出接口,7.蓄電池正極電極,8.蓄電池負(fù)極電極,9.蓄電池。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1中,在非電磁屏蔽絕緣外殼(3)中,特斯拉線圈(I)、輸出電流電壓控制芯片輸入接口(4)電連接,特斯拉線圈(I)與輸出電流電壓控制芯片(2)之間由絕緣材料分隔開(kāi),防止特斯拉線圈(I)與輸出電流電壓控制芯片(2)之間接觸而短路。輸出電流電壓控制芯片正極輸出接口(5)與蓄電池正極電極(7)電連接,輸出電流電壓控制芯片負(fù)極輸出接口(6)與蓄電池負(fù)極電極(8)電連接。
[0014]在圖2中,在非電磁屏蔽絕緣外殼(3)中,蓄電池(9)與特斯拉線圈(I)和輸出電流電壓控制芯片(2)之間由絕緣材料分隔開(kāi),防止蓄電池(9)短路。調(diào)整輸出電流電壓控制芯片(2)的控制單元,使通過(guò)特斯拉線圈(I)產(chǎn)生的電流,通過(guò)輸出電流電壓控制芯片輸入接口(4)輸入后輸出處理成與蓄電池(9)額定充電電壓與電流相符的電壓與電流。其余部件與圖1實(shí)施方式相同。
[0015]在圖4中,L2感應(yīng)得到的1.6MHz (取決于發(fā)射端)的正弦電壓有效值約有16V (空載)。經(jīng)橋式整流D5(由4只1N4148高頻開(kāi)關(guān)二極管構(gòu)成)和C5濾波,得到約20V的直流。作為充電控制部分的唯一電源。
[0016]由R4,RP2和TL431構(gòu)成精密參考電壓4.15V(鋰離子電池的充電終止電壓)經(jīng)R12接到運(yùn)放IC的同相輸入端3。當(dāng)IC2的反相輸入端2低于4.15V時(shí)(充電過(guò)程中),IC3輸出的高電位一方面使Q4飽和從而在LED2兩端得到約2V的穩(wěn)定電壓(LED的正向?qū)ň哂蟹€(wěn)壓特性),Q5與R6、R7便據(jù)此構(gòu)成恒流電路10=2-0.7R6+R7。另一方面R5使Q3截止,LED3不亮。
[0017]當(dāng)電池充滿(略大于4.15V)時(shí),IC3的反相輸入端2略高于4.15V。運(yùn)放便輸出低電位,此時(shí)Q4截止,恒流管Q5因完全得不到偏流而截止,因而停止充電。同時(shí)運(yùn)放輸出的低電位經(jīng)R8使Q3導(dǎo)通,點(diǎn)亮LED3作為充滿狀態(tài)指示。
[0018]兩種充電模式由R6、R7決定。這個(gè)非序列值可以在E24序列電阻的標(biāo)稱值為918的電阻中找到,就用918的也行。
[0019]如果作為產(chǎn)品設(shè)計(jì),這部分電路應(yīng)當(dāng)盡可能微型化(電流表電壓表只是在實(shí)驗(yàn)品中調(diào)試時(shí)用,產(chǎn)品中不需要),最好成為電池的附屬電路。
[0020]3主要元器件選擇
[0021]可調(diào)電阻RPl和RP2:用精密可調(diào)的
[0022]整流橋D5-D8:用高頻開(kāi)關(guān)管1N4148
[0023]精密電壓源:TL431
[0024]運(yùn)放IC3:0PA335, TI公司的軌對(duì)軌精密單運(yùn)放
[0025]晶體管Q3、Q4和Q5:要求漏電流小于0.1uA,放大倍數(shù)大于200,圖中已標(biāo)型號(hào)
[0026]發(fā)光管LED2:普亮(紅),正向VA特性盡可能陡直(動(dòng)態(tài)電阻小,穩(wěn)壓特性好)[0027]調(diào)試要點(diǎn)
[0028]在發(fā)送單元的FUSEl回路上串入電流表,以保持監(jiān)測(cè)。按以下順序調(diào)試。
[0029]I調(diào)工作頻率
[0030]調(diào)PRl使F1-F2產(chǎn)生的方波頻率與C8L1的諧振頻率一致。此時(shí)電流表的讀數(shù)最小,接收線圈L2所得的感應(yīng)電壓最大,暫不接被充電池BT2.。
[0031]2調(diào)基準(zhǔn)電壓
[0032]保持線圈與L2相距2cm并同軸,此時(shí)C5兩端的直流電壓應(yīng)當(dāng)有18-20V,調(diào)RP2使其兩端電壓為4.15V,這就是鋰離子電池的充電終止電壓。改變LI與L2的間距,在0-6cm之間基準(zhǔn)電壓應(yīng)當(dāng)恒定為4.15V,任何一項(xiàng)調(diào)試必須在保證其他條件不變的情況下進(jìn)行。
[0033]3調(diào)充電控制
[0034]增大LI與L2的間距(約55mm),使C5兩端的直流電壓降為8V?;蛘哧P(guān)掉發(fā)送單元,在C5兩端接上8V的實(shí)驗(yàn)電源;在運(yùn)放輸出高電位的情況下,將RlO換成5M的電位器,由大往小調(diào),在能保證Q4完全飽和的情況下,對(duì)其電阻的最大值取3/4,成為調(diào)定的R10。這是為了即保證控制可靠,又要盡可能省電。
[0035]4調(diào)充滿顯示
[0036]在運(yùn)放輸出高電位時(shí),保證Q3截止(LED3不亮)的前提下,R5取最大;在運(yùn)放輸出低電位時(shí),在LED3中串入電流表,調(diào)R8使電流表讀數(shù)為0.5mA,此時(shí)LED3有足夠的亮度(方法同4-3,目的同4-3);這樣,接收單元的充電控制電路總耗電不到2mA。其中R4支路有ImA左右,Q3和Q4有0.5mA (Q3和Q4不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通),IC2耗電更小(小于0.01mA)。
[0037]性能測(cè)試
[0038]應(yīng)保證LI與L2附近沒(méi)有其他金屬或磁介質(zhì)。
[0039]I耦合性能
[0040]在接收單元空載(不接被充電池)情況下,保持LI與L2同軸,改變L1-L2間距,測(cè)量接收單元C5兩端電壓DCV,在5cm內(nèi),充電控制電路能保證準(zhǔn)確可靠的工作,6cm仍可充電。
[0041]2充電控制
[0042]保持LI與L2同軸并固定于相距2cm,接上待充電池,并接上電壓表,斷開(kāi)SW,電流表讀數(shù)為10mA,此為慢充電工作方式;接通SW,電流表讀數(shù)為30mA,此為快充電工作方式;當(dāng)充電使電壓表讀數(shù)達(dá)到4.15V時(shí),LED3熄且LED2亮,同時(shí)電流表讀數(shù)為零,表明電池BT2已被充滿并自動(dòng)停止充電,并且顯示這一狀態(tài)測(cè)試時(shí),被充電池可用一只20000uF電容代替,以縮短充電時(shí)間便于測(cè)試。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池,在非電磁屏蔽的絕緣外殼中,特斯拉線圈、輸出電流電壓控制芯片、蓄電池電極順序電連接,其特征是:特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片的輸入接口電連接,輸出電流電壓控制芯片的正極輸出接口與蓄電池正極電連接,輸出電流電壓控制芯片的負(fù)極輸出接口與蓄電池負(fù)極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線充電移動(dòng)設(shè)備蓄電池,其特征是特斯拉線圈與蓄電池平行設(shè)置,其間為絕緣隔離層,特斯拉線圈與輸出電流電壓控制芯片并列設(shè)置,其間為絕緣隔1?層。`
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK203632273SQ201320655898
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王登宇, 李應(yīng)劍, 向麟潔 申請(qǐng)人:西華大學(xué)
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