一种手机无线充电电路的制作方法
一种手机无线充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线充电技术领域，涉及一种电路，具体涉及一种手机无线充电电路。
【背景技术】
[0002]随着智能手机屏幕越来越大，功能越来越多，耗电量越来越大，手机充电也越来越频繁，杂乱的数据线和频繁的插拔使人们对于充电过程感到不胜其烦，因此人们需要一种更加可靠便捷的充电方法。手机无线充电技术是一种依靠空间磁场耦合将供电端的电能传输给手机电池从而对其进行充电的技术，克服了传统手机充电的弊端。虽然这种技术已经受到相关机构和企业的关注而且有一些相关产品面市，但是现已存在的无线充电产品有充电速度缓慢、对手机电池的损害较大等的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对现有手机无线充电电路的不足，提供一种手机无线充电电路。
[0004]本发明采用以下技术方案:
[0005]—种手机无线充电电路，包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分。
[0006]变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ；
[0007]第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连;第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的V0UT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的V0UT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的V0UT脚作为24V电压输出端；
[0008]高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一IGBT V1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302;
[0009]单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBT VI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二IGBT V2的G端连接;第十电容C1的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT V3的D脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBTVI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容C11的一端和第二IGBTV2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的PWM2输入到第三驱动芯片U3的2引脚;第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4引脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBT V3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为V0UT;
[0010]电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第^^一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14;
[0011]由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第十一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND;
[0012]电流检测电路，包括第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358。
[0013]电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点C_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ；
[0014]接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2 ；第四稳压芯片U4的型号为LM2596
[0015]第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第 二^^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二 ^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接；
[0016]充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083;
[0017]所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
[0018]本发明的有益效果:本发明充分考虑无线充电的效率和安全性，在发送模块设计检测电路，当检测到的电压变小时单片机就适当增大输出的PWM频率以保证工作效率，当检测到的电流小于某个值时单片机就停止输出PWM以避免能量损失和保证安全性;本发明的接收模块充分考虑手机充电的电流和电压大小，设计的电路具有稳定性好、可靠性高的优点。
【附图说明】
[0019]图1为发送模块的整流稳压电路；
[0020]图2为高频逆变电路；
[0021]图3电压检测电路；
[0022]图4为电流检测电路；
[0023]图5为接收模块的整流稳压电路；
[0024]图6为充电管理电路。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0026]—种手机无线充电电路，包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分。
[0027]如图1所示，变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ；
[0028]第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连;第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的V0UT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的V0UT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的V0UT脚作为24V电压输出端；
[0029]如图2所示，高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一 IGBTV1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302;
[0030]单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBTVI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二IGBT V2的G端连接;第十电容C10的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT V3的0脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBT VI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容C11的一端和第二IGBT V2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的P丽2输入到第三驱动芯片U3的2引脚；第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4弓I脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBTV3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为V0UT;
[0031]V0UT的电压经过分压滤波后进入V_CK用单片机检测电压大小。当检测到的电压小于某个值时提高PWM1和PWM2的频率以保持高的传输效率。
[0032]如图3所示，电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14;
[0033 ]由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第十一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND;
[0034]磁感应线圈的电流经过节点C_I进入该电流检测电路，C_0节点连接进单片机的AD采集端口 。当发送模块空载(接收模块线圈远离发送模块)时，C_0的值很小当接收模块的线圈靠近发送模块线圈时C_0的值增大，通过检测C_0就知道有没有能量传递以及能量传递的大小。当没有能量传递或者C_0的值过大时单片机停止产生P丽1和PWM2则发送模块停止发送电能。
[0035]如图4所示，电流检测电路，包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358。
[0036]电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点C_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ；
[0037]由线圈电磁感应得到的交流电经过整流桥后变成直流电，进入BUCK稳压芯片LM2596，通过调节电位器P1可以改变输出端P6的电压(0-5V)并且稳压效果较好，可以作为充电管理芯片的输入。
[0038]如图5所示，接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2;第四稳压芯片U4的型号为LM2596
[0039]第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第二^^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二 ^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接；
[0040]将接收模块的输出电压作为这部分电路的输入，用集成的充电管理芯片cn3083。应用这个芯片只需要极少的外围元器件且它能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，芯片可以稳定输出4.2V电压能保证不损害手机电池，而且芯片具有输入电压过低锁存和电池温度监控以及充电(红色LED亮)状态、结束(绿色LED亮)指示。
[0041 ] 如图6所示，充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083;
[0042]所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
[0043]工作过程:220V的市电经过变压器之后降为24V，再经整流滤波之后变成直流电，用稳压芯片LM7824将电压稳定在24V;由单片机产生PWM1和PWM2分别输入两个驱动芯片IR2302控制四个IGBT的通断进行全桥逆变，产生高频信号，高频信号由V0UT连接到无线的线圈，产生磁场;V0UT的电压经过分压滤波后进入V_CK用单片机检测电压大小；当检测到的电压小于某个值时提高PWM1和PWM2的频率以保持高的传输效率;磁感应线圈的电流经过节点(:_1进入该电流检测电路，C_0节点连接进单片机的AD采集端口。当发送模块空载(接收模块线圈远离发送模块)时，C_0的值很小当接收模块的线圈靠近发送模块线圈时C_0的值增大，通过检测C_0就知道有没有能量传递以及能量传递的大小。当没有能量传递或者C_0的值过大时单片机停止产生PWM1和PWM2则发送模块停止发送电能；由线圈电磁感应得到的交流电经过整流桥后变成直流电，进入BUCK稳压芯片LM2596，通过调节电位器P1可以改变输出端P6的电压(0-5V)并且稳压效果较好，可以作为充电管理芯片的输入;将接收模块的输出电压作为这部分电路的输入，用集成的充电管理芯片cn3083。应用这个芯片只需要极少的外围元器件且它能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，芯片可以稳定输出4.2V电压能保证不损害手机电池，而且芯片具有输入电压过低锁存和电池温度监控以及充电(红色LED亮)状态、结束(绿色LED亮)指示。
【主权项】
1.一种手机无线充电电路，其特征在于:包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分； 其中变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ； 第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连；第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的VOUT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的VOUT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的VOUT脚作为24V电压输出端； 高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容(: 11、第十二电容(:12、第一电阻1?1、第二电阻1?2、第三电阻1?、第四电阻1?4、第五电阻1?5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一IGBT V1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302; 单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBT VI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二 IGBTV2的G端连接;第十电容C1的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT ￥3的0脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBT VI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容Cl 1的一端和第二IGBTV2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4 s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的PWM2输入到第三驱动芯片U3的2引脚;第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4引脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBT V3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为VOUT; 电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第^^一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14; 由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第i^一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND; 电流检测电路，包括第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358; 电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点(:_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ； 接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2 ；第四稳压芯片U4的型号为LM2596 ； 第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第二 i^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接； 充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083; 所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
【专利摘要】本发明公开了一种手机无线充电电路。本发明主要包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块包括变压、整流稳压、高频逆变、检测四部分，接收模块包括整流稳压、充电管理两部分。本发明的接收模块的高频逆变电路和检测电路使其一直工作在效率最高点附近并且电路安全性有了很大保障；接收模块的整流稳压电路的输出电压可调能保证充电管理芯片一直工作在最佳状态，充电管理芯片的选择恰当，能够实现安全快速的手机充电。本发明具有便于使用、可靠性高、安全稳定等特点。
【IPC分类】H02J7/02, H02J50/10
【公开号】CN105490360
【申请号】CN201610012506
【发明人】孔亚广, 张旭, 徐哲
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月7日
【技术领域】
[0001]本发明属于无线充电技术领域，涉及一种电路，具体涉及一种手机无线充电电路。
【背景技术】
[0002]随着智能手机屏幕越来越大，功能越来越多，耗电量越来越大，手机充电也越来越频繁，杂乱的数据线和频繁的插拔使人们对于充电过程感到不胜其烦，因此人们需要一种更加可靠便捷的充电方法。手机无线充电技术是一种依靠空间磁场耦合将供电端的电能传输给手机电池从而对其进行充电的技术，克服了传统手机充电的弊端。虽然这种技术已经受到相关机构和企业的关注而且有一些相关产品面市，但是现已存在的无线充电产品有充电速度缓慢、对手机电池的损害较大等的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对现有手机无线充电电路的不足，提供一种手机无线充电电路。
[0004]本发明采用以下技术方案:
[0005]—种手机无线充电电路，包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分。
[0006]变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ；
[0007]第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连;第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的V0UT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的V0UT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的V0UT脚作为24V电压输出端；
[0008]高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一IGBT V1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302;
[0009]单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBT VI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二IGBT V2的G端连接;第十电容C1的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT V3的D脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBTVI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容C11的一端和第二IGBTV2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的PWM2输入到第三驱动芯片U3的2引脚;第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4引脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBT V3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为V0UT;
[0010]电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第^^一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14;
[0011]由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第十一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND;
[0012]电流检测电路，包括第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358。
[0013]电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点C_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ；
[0014]接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2 ；第四稳压芯片U4的型号为LM2596
[0015]第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第 二^^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二 ^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接；
[0016]充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083;
[0017]所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
[0018]本发明的有益效果:本发明充分考虑无线充电的效率和安全性，在发送模块设计检测电路，当检测到的电压变小时单片机就适当增大输出的PWM频率以保证工作效率，当检测到的电流小于某个值时单片机就停止输出PWM以避免能量损失和保证安全性;本发明的接收模块充分考虑手机充电的电流和电压大小，设计的电路具有稳定性好、可靠性高的优点。
【附图说明】
[0019]图1为发送模块的整流稳压电路；
[0020]图2为高频逆变电路；
[0021]图3电压检测电路；
[0022]图4为电流检测电路；
[0023]图5为接收模块的整流稳压电路；
[0024]图6为充电管理电路。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0026]—种手机无线充电电路，包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分。
[0027]如图1所示，变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ；
[0028]第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连;第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的V0UT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的V0UT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的V0UT脚作为24V电压输出端；
[0029]如图2所示，高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一 IGBTV1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302;
[0030]单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBTVI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二IGBT V2的G端连接;第十电容C10的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT V3的0脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBT VI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容C11的一端和第二IGBT V2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的P丽2输入到第三驱动芯片U3的2引脚；第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4弓I脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBTV3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为V0UT;
[0031]V0UT的电压经过分压滤波后进入V_CK用单片机检测电压大小。当检测到的电压小于某个值时提高PWM1和PWM2的频率以保持高的传输效率。
[0032]如图3所示，电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14;
[0033 ]由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第十一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND;
[0034]磁感应线圈的电流经过节点C_I进入该电流检测电路，C_0节点连接进单片机的AD采集端口 。当发送模块空载(接收模块线圈远离发送模块)时，C_0的值很小当接收模块的线圈靠近发送模块线圈时C_0的值增大，通过检测C_0就知道有没有能量传递以及能量传递的大小。当没有能量传递或者C_0的值过大时单片机停止产生P丽1和PWM2则发送模块停止发送电能。
[0035]如图4所示，电流检测电路，包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358。
[0036]电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点C_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ；
[0037]由线圈电磁感应得到的交流电经过整流桥后变成直流电，进入BUCK稳压芯片LM2596，通过调节电位器P1可以改变输出端P6的电压(0-5V)并且稳压效果较好，可以作为充电管理芯片的输入。
[0038]如图5所示，接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2;第四稳压芯片U4的型号为LM2596
[0039]第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第二^^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二 ^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接；
[0040]将接收模块的输出电压作为这部分电路的输入，用集成的充电管理芯片cn3083。应用这个芯片只需要极少的外围元器件且它能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，芯片可以稳定输出4.2V电压能保证不损害手机电池，而且芯片具有输入电压过低锁存和电池温度监控以及充电(红色LED亮)状态、结束(绿色LED亮)指示。
[0041 ] 如图6所示，充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083;
[0042]所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
[0043]工作过程:220V的市电经过变压器之后降为24V，再经整流滤波之后变成直流电，用稳压芯片LM7824将电压稳定在24V;由单片机产生PWM1和PWM2分别输入两个驱动芯片IR2302控制四个IGBT的通断进行全桥逆变，产生高频信号，高频信号由V0UT连接到无线的线圈，产生磁场;V0UT的电压经过分压滤波后进入V_CK用单片机检测电压大小；当检测到的电压小于某个值时提高PWM1和PWM2的频率以保持高的传输效率;磁感应线圈的电流经过节点(:_1进入该电流检测电路，C_0节点连接进单片机的AD采集端口。当发送模块空载(接收模块线圈远离发送模块)时，C_0的值很小当接收模块的线圈靠近发送模块线圈时C_0的值增大，通过检测C_0就知道有没有能量传递以及能量传递的大小。当没有能量传递或者C_0的值过大时单片机停止产生PWM1和PWM2则发送模块停止发送电能；由线圈电磁感应得到的交流电经过整流桥后变成直流电，进入BUCK稳压芯片LM2596，通过调节电位器P1可以改变输出端P6的电压(0-5V)并且稳压效果较好，可以作为充电管理芯片的输入;将接收模块的输出电压作为这部分电路的输入，用集成的充电管理芯片cn3083。应用这个芯片只需要极少的外围元器件且它能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，芯片可以稳定输出4.2V电压能保证不损害手机电池，而且芯片具有输入电压过低锁存和电池温度监控以及充电(红色LED亮)状态、结束(绿色LED亮)指示。
【主权项】
1.一种手机无线充电电路，其特征在于:包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块又包括变压整流稳压电路、高频逆变电路、电压检测电路、电流检测电路，接收模块包括整流稳压电路、充电管理电路两部分； 其中变压整流稳压电路，包括变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和一个稳压芯片LM7824 ； 第一电容C1并联在变压器T1两端;第一二极管D1的正极接在第一电容C1的一端，负极与第二二极管D2的负极相连;第二二极管D2的正极接在第一电容C1的另一端，负极与稳压芯片LM7824的VIN引脚相连;第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极接GND，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的正极相连；第二电容C2的正极与稳压芯片LM7824的VIN脚连接，负极接GND，第三电容C3并联在稳压芯片LM7824的VIN和GND两端，第四、六电容C4、C6并联在稳压芯片LM7824的VOUT和GND之间；第五电容C5并联在稳压芯片LM7824的VOUT脚和GND两端，稳压芯片LM7824的GND脚接GND;稳压芯片LM7824的VOUT脚作为24V电压输出端； 高频逆变电路包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容(: 11、第十二电容(:12、第一电阻1?1、第二电阻1?2、第三电阻1?、第四电阻1?4、第五电阻1?5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第一IGBT V1、第二IGBT V2、第三IGBT V3、第四IGBT V4、第一电感L1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3;第二驱动芯片U2的型号是IR2302;第三驱动芯片U3的型号是IR2302; 单片机产生的PWM1输入到第二驱动芯片U2的2引脚，第一电阻R1的一端接在第二驱动芯片的4引脚连接并接GND，另一端接PWM1，第二驱动芯片的1引脚与第五二极管D5的正极和第七电容C7的一端连接并接VCC，第七电容C7的另一端接GND，第二驱动芯片的8引脚与第八电容C8的一端、第五二极管D5的负极连接，第二驱动芯片的6引脚与第八电容C8的另一端连接，第二驱动芯片的7引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与IGBT VI的G端连接，第二驱动芯片的5引脚与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二 IGBTV2的G端连接;第十电容C1的一端接GND，另一端与第九电容C9的正极、第六二极管D6的负极、第三IGBT ￥3的0脚、第八二极管D8的负极连接，第九二极管的负极接GND，第一IGBT VI的D端接VCC24，IGBT V2的S端接第六二极管D6的正极、第^^一电容Cl 1的一端和第二IGBTV2的D端、第七二极管D7的负极，IGBT V2的S端接第七二极管D7的正极、第九二极管D9的正极、第四电阻R4的一端、第四IGBT V4 s端连接，第四电阻R4的另一端接GND，单片机产生的PWM2输入到第三驱动芯片U3的2引脚;第六电阻R6的一端接在第三驱动芯片U3的4引脚，另一端接PWM2，第三驱动芯片U3的1引脚与第十二极管D10的正极和第^^一电容C11的一端连接并接VCC5，第^^一电容C11的另一端接GND，第三驱动芯片U3的8引脚与第十二电容C12的一端、第十二极管D10的负极连接，第三驱动芯片U3的6引脚与第十二电容C12的另一端连接，第三驱动芯片U3的7引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端与第三IGBT V3的G端连接，第四驱动芯片U4的5引脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第四IGBT V4的G端连接，第三IGBT V3的S端与第八二极管D8的正极、第四IGBT V4的D端、第九二极管D9的负极和电感L1的一端连接，第^^一电容Cl 1的一端的另一端与电感L1的另一端连接并作为VOUT; 电压检测电路，包括第八电阻R8、第九电阻R9、第^^一二极管D11、第十三电容C13和第十四电容C14; 由高频逆变电路的电压V0UT节点输出后连接到第八电阻R8的一端，第八电阻R8另一端与第i^一二极管D11的正极、第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端、第^^一二极管D11的负极连接并接检测节点V_CK;第十三电容C13的另一端与第十四电容C14的另一端接GND; 电流检测电路，包括第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电容C15、第十六电容R16、第十七电容R17、第十二二极管D12、运算放大器LM358; 电流输入节点C_I经过第十二电阻R12后连接到第十二二极管D12的正极，第十二二极管D12的负极与第十六电容C16的一端、第十七电容R17的一端、运算放大器LM358的正向输入端连接，第十六电容C16的另一端与第十七电容R17的另一端连接并接GND，运算放大器LM358的反相输入端与第十电阻R10的一端、第^ 电阻R11的一端、第十五电容C15的一端连接，运算放大器LM358的输出端与第十电阻R10的另一端、第十五电容C15的另一端连接并作为电流检测输出节点(:_0，第^^一电阻Rl 1的另一端接GND;运算放大器LM358的负电源端接VCC，运算放大器LM358的正电源端接GND ； 接收模块的整流稳压电路，包括线圈、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二 ^^一电容C21、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、电位器P1、第二电感L2、第四稳压芯片U4和输出端子P2 ；第四稳压芯片U4的型号为LM2596 ； 第十八电容C18的一端与线圈的一端、第十三二极管D13的正极、第十五二极管D15的负极连接，第十八电容C18的另一端与线圈的另一端、第十四二极管D14的正极、第十六二极管D16的负极连接，第十四二极管D14的负极与第十三二极管D13的负极、第四稳压芯片U4的1脚、第十九电容C19的正极连接，第十六二极管D16的正极与第十五二极管D15的正极、第十九电容C19的负极、第四稳压芯片U4的5脚、第四稳压芯片U4的3脚、第十七二极管D17正极、第二十电容C20的负极、第二 i^一电容C21的负极、第十四电阻R14的一端、输出端子P2的1脚连接并接GND;第四稳压芯片U4的2脚与第十七二极管D17负极、第十三电阻R13的一端、第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第二^^一电容C21的正极、输出端子P2的2脚、电位器P1的2脚、电位器P1的3脚连接，第四稳压芯片U4的4脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的另一端、电位器P1的1脚连接;第十三电阻R13的另一端与第二十电容C20的正极连接； 充电管理电路，包括输入端子P3、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一发光二极管D18、第二发光二极管D19、充电管理芯片U5、一个电池模拟端子P4;充电管理芯片U5的型号为cn3083; 所述的电压输入端子P3的正极与第二十二电容C22的一端、第十六电阻R16的一端、充电管理芯片U5的4脚连接，电压输入端子P3的负极与第二十二电容C22的另一端连接并接GND;第十六电阻R16的另一端与第一发光二极管D18的正极、第二发光二极管D19的正极连接，第一发光二极管D18的负极与充电管理芯片U5的6脚连接，第二发光二极管D19的负极与充电管理芯片U5的7脚连接;充电管理芯片U5的3脚接地，2脚与第十八电阻R18的一端连接，1脚与第十七电阻R17的一端、电池模拟端子P4的负极、第二十三电容C23的一端连接并接地，5脚与第二十三电容C23的另一端、电池模拟端子P4的正极、充电管理芯片U5的8脚、第十七电阻R17的另一端连接;第十八电阻R18的另一端接地。
【专利摘要】本发明公开了一种手机无线充电电路。本发明主要包括无线发送和接收两大模块，而无线发送模块包括变压、整流稳压、高频逆变、检测四部分，接收模块包括整流稳压、充电管理两部分。本发明的接收模块的高频逆变电路和检测电路使其一直工作在效率最高点附近并且电路安全性有了很大保障；接收模块的整流稳压电路的输出电压可调能保证充电管理芯片一直工作在最佳状态，充电管理芯片的选择恰当，能够实现安全快速的手机充电。本发明具有便于使用、可靠性高、安全稳定等特点。
【IPC分类】H02J7/02, H02J50/10
【公开号】CN105490360
【申请号】CN201610012506
【发明人】孔亚广, 张旭, 徐哲
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月7日
最新回复(0)