本實用新型屬于無線充電技術領域，更具體的涉及一種小尺寸無線充電系統(tǒng)。

背景技術：

目前市場上存在的小體積電子產品中，多數為有線充電或者不可充電可更換電池的方式，有線充電產品上都預留有專門的充電口，及配備USB充電器或者專門的充電器，使用起來既不方便也不美觀；而不可充電的設備需要經常更換電池，這無疑提高了使用成本和浪費資源，外觀也需要有專門電池更換口；少數使用無線充電，但充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，增加了成本，且產品尺寸偏大導致使用不方便，而且無線充電裝置多采用單一能源模塊，對用戶放置待充電設備有諸多要求，不支持多設備同時充電，更不支持不同參數設備同時充電的需求，給用戶的使用帶來諸多不便。還有，在需要設置多種功能的基礎上，無線充電模塊占用PCB板的空間較大，為了合理使用有限的PCB板空間，無線充電的硬件線路設計必須做到精簡并可實行，才能真正完成無線充電。

中國公開專利：CN203707819.U, 本實用新型通過振蕩器產生的交流信號經放大器產生放大的交流信號，放大的交流信號流經發(fā)射線圈產生頻率為近場通信頻率的磁場，在磁場耦合的作用下接收線圈產生交流電流，并在整流模塊和穩(wěn)壓模塊的作用下將交流電流轉換為直流電壓以對電池充電，由于接收器的線圈通過PCB板布線實現(xiàn)，不用單獨繞制線圈，降低了成本。不過該實用新型充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，導致產品尺寸偏大，使用起來不方便。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的問題是現(xiàn)有無線充電模塊占用PCB板空間大，無線充電電壓過高，需要增加額外的降壓回路，且產品尺寸偏大導致使用不方便。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

本實用新型提供的這種小尺寸無線充電系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)送設備和無線充電接收設備，所述無線充電發(fā)送設備包括供電電源、與供電電源連接的無線功率發(fā)送器、與無線功率發(fā)送器連接的發(fā)送線圈、與發(fā)送線圈和無線功率發(fā)送器連接的反饋回路，所述無線功率發(fā)送器、發(fā)送線圈和反饋回路構成一個完整的回路；所述無線充電接收設備包括接收線圈、與接收線圈連接的電流轉換線路、與電流轉換線路連接的電池充電管理線路和與電池充電管理線路連接的電池，所述無線充電發(fā)送設備與所述無線充電接收設備進行無線充電連接，所述無線充電接收設備安裝在所需充電的電子產品上，所述供電電源提供的充電電壓通過無線功率發(fā)送器轉換為交流電，再通過所述發(fā)送線圈形成磁場，所述無線充電接收設備的接收線圈在磁場的作用下產生感應電流，通過所述電流轉換線路轉換為直流電并最終給所述電池充電。

進一步的，所述無線功率發(fā)送器可根據自己需要的功能選擇專用無線充電發(fā)射IC實現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅動MOS管，MOS管做開關管來控制LC諧振回路的方式實現(xiàn)。

進一步的，所述無線充電發(fā)送設備采用四層板的方式進行PCB布板：

1.頂層放置發(fā)送線圈。發(fā)送線圈根據實際應用中的峰值電流，電感感值和品質因數，功率輻射范圍等進行選擇。

2.中間層1為地層。

3.中間層2為電源層。

4.底層設置供電電源接口,無線功率發(fā)送器及反饋回路。供電電源采用5V直流供電，電流根據發(fā)射功率進行設置，無線功率發(fā)送器可根據自己需要的功能來選擇專用無線充電發(fā)射IC實現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅動MOS管，MOS管做開關管來控制LC諧振回路的方式實現(xiàn)，這種布板方式的PCB板大小基本和發(fā)射線圈的大小相等。

所述無線充電接收設備采用雙層板的方式進行PCB布板：

1.頂層放置接收線圈。根據發(fā)射設備的功率和驅動頻率來選擇適合的接收線圈，由于充電端為低電壓和小電流的設備，所以可根據發(fā)送設備的驅動頻率，發(fā)送功率等綜合因素來選擇接收線圈，一旦接收線圈的的參數確定后可采用定制的方式來減小線圈尺寸。

2.底層放置電流轉換線路和電池充電管理線路?？梢赃x擇將兩個線路集成到一起的專用無線充電接收IC，以節(jié)省空間。同時考慮充電電壓是否適合電池電壓，將PCB板的尺寸控制在與線圈尺寸相當。

更進一步的，所述選擇相應功能的芯片使其具有以下功能：

無線充電發(fā)送設備：發(fā)射功率最大可達5W,驅動頻率可根據諧振電容和發(fā)送線圈電感進行自適應，驅動頻率的范圍為50KHZ-250KHZ，發(fā)射功率可根據無線充電接收設備的負載自動調節(jié)，可編程輸入電流限值和監(jiān)視器，異物檢測，內部芯片過熱保護，發(fā)送線圈溫度控制。

無線充電接收設備：超小尺寸，適用鎳氫電池（1.5V）的恒定電流和恒定電壓線性充電，充電電流最高可達25mA，通過溫度補償型充電電壓功能來保護鎳氫電池并防止發(fā)生過度充電。如果發(fā)生電池極性接反，放入電池為不可充電電池（如鋅空電池），內部溫度過高或者過低，設備都會暫停充電，并進行提醒。

有益效果：

本實用新型設計的電路合理且簡單，結構小巧，多種保護功能起到安全可靠的效果，不僅能很方便的植入現(xiàn)有的小型電子產品中，而且不需要對原有的回路進行修改，易于實現(xiàn)產業(yè)化，具有很好的實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型無線充電發(fā)送設備內部電路原理框圖。

圖2為本實用新型無線充電接收設備內部電路原理框圖。

圖3為本實用新型無線充電接收設備PCB布板圖。

圖4為本實用新型無線充電發(fā)送設備內部電路圖。

圖5為本實用新型無線充電接收設備內部電路圖。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本實用新型提供有附圖。這些附圖為本實用新型揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本實用新型的優(yōu)點。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

如圖1-圖2所示，本實用新型提供的這種小尺寸無線充電系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)送設備和無線充電接收設備，所述無線充電發(fā)送設備包括供電電源100、與供電電源100連接的無線功率發(fā)送器101、與無線功率發(fā)送器101連接的發(fā)送線圈102、與發(fā)送線圈102和無線功率發(fā)送器101連接的反饋回路103，所述無線功率發(fā)送器101、發(fā)送線圈102和反饋回路103構成一個完整的回路；所述無線充電接收設備包括接收線圈104、與接收線圈104連接的電流轉換線路105、與電流轉換線路105連接的電池充電管理線路106和與電池充電管理線路106連接的電池107，所述無線充電發(fā)送設備與所述無線充電接收設備進行無線充電連接，所述無線充電接收設備安裝在所需充電的電子產品上，所述供電電源100提供的充電電壓通過無線功率發(fā)送器101轉換為交流電，再通過所述發(fā)送線圈102形成磁場，所述無線充電接收設備的接收線圈104在磁場的作用下產生感應電流，通過所述電流轉換線路105轉換為直流電并最終給所述電池107充電。

本實施例中，所述無線功率發(fā)送器101可根據自己需要的功能選擇專用無線充電發(fā)射IC實現(xiàn)，也可以采用頻率振蕩器驅動MOS管，MOS管做開關管來控制LC諧振回路的方式實現(xiàn)。

本實施例中，所述無線充電發(fā)送設備采用四層板的方式進行PCB布板，頂層放置發(fā)送線圈102；第二層為地層；第三層為電源層；底層設置供電電源100接口、無限功率發(fā)送器101和反饋回路103。

本實施例中，所述無線充電接收設備采用雙層板的方式進行PCB布板，頂層放置接收線圈104；底層放置電流轉換線路105和電池充電管理線路106。

本實施例中，所述無線充電發(fā)送設備可與多個無線充電接收設備同時進行無線充電連接。

本實施例中，所述電池107為鋰離子電池或鋰聚合物電池。

如圖4所示，所述無線充電發(fā)送設備采用的是一款可滿足以上功能無線充電的專用芯片，其封裝尺寸為4*5mm。所述無線充電發(fā)送設備是由5V直流電源供電，無線功率發(fā)送IC(U1)連接LC諧振回路，其中L(電感)同時作為發(fā)送線圈102。U1通過頻率自適應調節(jié)尋找到LC諧振回路的諧振頻率并進行驅動，不需額外設置U1的驅動頻率。FB(引腳13)把LC諧振回路產生的電壓值經過分壓反饋到U1內部，在此期間U1會進行功率搜索，并對FB腳的電壓進行監(jiān)控，以確定何時滿足或超過了負載接收器的負載要求，據此進行對接收器負載的功率調節(jié)。直流電源通過發(fā)送功率IC和LC諧振回路將直流電流轉換為交流電流，通過發(fā)送線圈102形成磁場。

如圖5所示，所述無線充電接收設備采用的是一款無線充電專用的接收IC（U2）,包括電流轉換線路105及電池充電管理線路106，并且充電管理線路106專門針對鎳氫電池。該IC封裝尺寸為2*2mm，外圍線路也比較少。為提高傳輸效率，需要將LC諧振回路的的振蕩頻率和發(fā)射設備的諧振頻率設置相同。根據這一特性，選擇接收線圈104的感值就取決于諧振電容的選擇，電容選擇越大電感越小，但是電容值也不能過大，會導致接收線圈104感值過低影響接收效率，這個要根據實際測試進行選擇。

如圖3所示，本實用新型的接收線圈104的直徑約為6mm，采用特殊定制方式，PCB板108尺寸控制在6.5mm左右，由于采用定制方式，所以線圈尺寸可以根據實際情況做成更小面積或者其他形狀（例如長方形），PCB板108也隨之減小。PCB板108可以直接安裝在現(xiàn)有的電子產品中，只要把充電輸出端和接地端接到電池的正極和負極即可，不需要修改原有線路。

盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。