本實用新型涉及無線充電技術領域，更具體地說，涉及一種智能調整充電功率的無線充電系統及裝置。

背景技術：

無線充電技術(Wireless charging technology)，源于無線電能傳輸技術，根據其充電原理可分為電磁感應式、磁場共振式和無線電波式，小功率無線充電常采用電磁感應式，例如對手機充電的無線充電，電磁感應式無線充電原理如下，初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見的充電解決方案就采用了電磁感應，由于充電器與用電裝置之間以磁場傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。

目前的無線充電設備僅能供同一種類型的產品進行無線充電，即目前的無線充電設備的充電功率一定，僅適用于一種類型的電子產品，而不能用于不同類型的用電器。比如，對手機充電的無線充電設備并不能對筆記本進行充電，因為筆記本無線充電功率可達30W，而手機無線充電功率僅為5W左右，且當給筆記本無線充電時，由于筆記本無線充電的功率較高，所以發熱問題也比較突出，會影響筆記本正常工作。

技術實現要素：

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在于克服現有的無線充電設備存在的不能對不同類型的用電器進行充電的不足，提供一種智能調整充電功率的無線充電系統及裝置。采用本實用新型的技術方案，由紅外傳感器根據充電設備的尺寸大小識別充電設備的類型，控制模塊再根據紅外傳感器的識別信號控制振蕩電路的供電電壓，從而調節初級線圈的輸出功率，實現對不同功率的充電設備進行無線充電，且智能化程度高，使用方便。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電系統，包括電源模塊、MCU控制模塊、傳感模塊、振蕩電路和初級線圈，所述的電源模塊與MCU控制模塊連接，為MCU控制模塊提供電能，所述的MCU控制模塊通過控制電路與振蕩電路連接以控制振蕩電路的供電電壓，所述的振蕩電路與初級線圈連接，以在初級線圈上形成交變磁場，所述的傳感模塊包括根據充電設備的形狀大小來識別充電設備類型的紅外傳感器，所述的紅外傳感器與MCU控制模塊連接以向MCU控制模塊傳送識別信號，所述的MCU控制模塊根據該識別信號通過上述的控制電路控制振蕩電路的供電電壓，進而調節初級線圈的輸出功率。

更進一步地，所述的控制電路包括與MCU控制模塊連接連接的電子開關電路和降壓電路，所述的電子開關電路和降壓電路分別與振蕩電路連接。

更進一步地，該無線充電系統還包括顯示模塊，所述的顯示模塊與MCU控制模塊連接。

更進一步地，該無線充電系統還包括散熱模塊，所述的散熱模塊與MCU控制模塊連接。

更進一步地，所述的傳感模塊包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器與MCU控制模塊連接以向MCU控制模塊傳送測得的溫度信號，所述的MCU控制模塊根據該溫度信號控制散熱模塊的工作狀態。

本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，包括充電板和底架，所述的充電板和底架的側邊鉸接，所述的充電板和底架之間設有能夠調節充電板和底架的夾角的調節機構，該充電板內設有上述的無線充電系統，以對置于充電板上的充電設備進行無線充電，所述的無線充電系統中的紅外傳感器設于充電板的正面，以根據充電設備的形狀大小檢測充電設備的類型。

更進一步地，所述的充電板內設有散熱風扇。

更進一步地，所述的調節機構采用環形撐桿，該環形撐桿的一端與充電板鉸接，另一端支撐在底架上設有的卡槽內。

更進一步地，所述的充電板的側面設有電源輸入端，且該充電板上還開關。

更進一步地，所述的充電板的底部設有防止充電設備滑落的防滑機構。

3.有益效果

采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：

(1)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電系統，由紅外傳感器根據充電設備的形狀大小來識別充電設備的類型，控制模塊再根據紅外傳感器的識別信號控制振蕩電路的供電電壓，從而調節初級線圈的輸出功率，實現對不同功率的充電設備進行無線充電，且智能化程度高，使用方便。

(2)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電系統，其顯示模塊能夠顯示該無線充電系統的工作狀態，便于使用者觀察，直觀方便。

(3)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電系統，其傳感模塊包括溫度傳感器，溫度傳感器與MCU控制模塊連接以向MCU控制模塊傳送測得的溫度信號，MCU控制模塊根據該溫度信號控制散熱模塊的工作狀態，當充電功率較大時，充電設備會發燙，散熱模塊能夠自動對充電設備進行散熱，保證充電設備不會由于過熱而影響使用性能甚至損壞，且使用方便。

(4)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，充電板能夠通過調節機構調節與底架之間的角度，能夠滿足不同使用者對充電板傾斜角度的不同需求，適用性強，且使用靈活。

(5)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，其調節機構采用環形撐桿，該環形撐桿的一端與充電板鉸接，另一端支撐在底架上設有的卡槽內，該環形撐桿結構簡單，且能調節并固定充電板和底架的相對夾角，使用穩定方便。

(6)本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，其充電板的底部設有防止充電設備滑落的防滑機構，使用更加穩定可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電系統的模塊示意圖；

圖2為本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置的使用狀態圖；

圖3為本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置的另一個角度的使用狀態圖；

圖4為本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置的內部結構圖；

圖5為本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置的收起狀態圖；

圖6為本實施例的一種智能調整充電功率的無線充電系統的電路原理圖；

圖7為本實施例的單片機的輸入輸出IO端口的示意圖。

示意圖中的標號說明：

1、充電板；11、殼體；111、風扇通氣口；12、面板；121、安裝槽；122、防滑機構；123、遮片；1221、擋板槽；1222、擋板；13、電源輸入端；14、開關；15、LED顯示燈；16、散熱風扇；2、底架；21、卡槽；3、調節機構。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例

結合圖1，本實施例的一種智能調整充電功率的無線充電系統，包括電源模塊、MCU控制模塊、傳感模塊、振蕩電路和初級線圈，電源模塊與MCU控制模塊連接，為MCU控制模塊提供電能；MCU控制模塊通過控制電路與振蕩電路連接以控制振蕩電路的供電電壓，具體地，本實施例的控制電路包括與MCU控制模塊連接連接的電子開關電路和降壓電路，電子開關電路和降壓電路分別與振蕩電路連接，MCU控制模塊通過控制電子開關電路和降壓電路的工作狀態來達到控制振蕩電路的供電電壓的目的；振蕩電路與初級線圈連接，以在初級線圈上形成交變磁場；傳感模塊包括根據充電設備的形狀大小來識別充電設備類型的紅外傳感器，紅外傳感器與MCU控制模塊連接以向MCU控制模塊傳送充電設備類型的識別信號，MCU控制模塊根據該識別信號通過上述的控制電路控制振蕩電路的供電電壓，進而調節初級線圈的輸出功率。此外，本實施例的無線充電系統還包括顯示模塊和散熱模塊，顯示模塊和散熱模塊分別與MCU控制模塊連接，顯示模塊包括能夠顯示該無線充電系統的工作狀態，便于使用者觀察，直觀方便；散熱模塊能夠自動對充電設備進行散熱，保證充電設備不會由于過熱而影響使用性能甚至損壞，更具體地，為了增強本實施例的無線充電系統的自動化程度，傳感模塊還包括溫度傳感器，溫度傳感器與MCU控制模塊連接以向MCU控制模塊傳送測得的溫度信號，MCU控制模塊根據該溫度信號控制散熱模塊的工作狀態，當充電設備充電時的溫度升高至設定值時，MCU控制模塊控制散熱模塊對充電設備進行散熱，具體地，本實施例的散熱模塊采用散熱風扇。

以對手機和筆記本的充電為例，現結合圖6對本實施例的針對手機和筆記本的無線充電系統的電路原理作簡要說明。電源模塊與MCU控制模塊連接，且與振蕩電路的驅動部分連接，輸出5V電壓用于MCU控制模塊的供電，輸出9V電壓用于振蕩電路中驅動部分的供電；傳感模塊實時檢測外部信號，實現對充電設備的識別和對充電設備溫度的檢測，并將信號輸入MCU控制模塊，MCU控制模塊根據傳感模塊對充電設備的識別信號，對振蕩電路的供電電壓以及散熱模塊的工作狀態進行控制，具體地，MCU控制模塊通過電子開關電路和降壓電路控制振蕩電路的供電電壓，當傳感模塊檢測到充電設備為筆記本時，MCU控制模塊控制電子開關電路導通，并向控制振蕩電路提供24V電壓，當傳感模塊檢測到充電設備為手機時，MCU控制模塊控制降壓電路工作，并向控制振蕩電路提供12V電壓；顯示模塊為人機界面部分，由紅藍綠3種顏色的顯示燈組成，不同顏色的顯示燈指示著該無線充電系統不同的工作狀態，當充電設備為筆記本時，藍色顯示燈亮，當充電設備為手機時，綠色顯示燈亮，當充電設備出現過熱等情況的時候，紅色顯示燈閃爍，MCU控制模塊控制散熱模塊工作，同時MCU控制模塊控制該無線充電系統停止對充電設備的充電，保證充電設備的安全，當充電設備的溫度下降到安全范圍時，該無線充電系統重新對充電設備進行充電。其中：

本實施例的電源模塊包括三端穩壓芯片V1和V2，分別為L7809和L7805，穩壓芯片L7805和L7809的VIN端分別與輸入電源的正極連接，GND端與電源的負極連接。穩壓芯片L7805的VOUT端輸出5V電壓，經過電解電容C12濾波后，用于對MCU控制模塊供電，穩壓芯片L7809的VOUT端輸出9V電壓，經過電解電容C11濾波后分為兩路輸出，用于對振蕩電路的驅動部分供電，一路與三極管N1的集電極和電阻R1的一端連接，另一路與N2的集電極和R2的一端連接。本實施例的電子開關電路包括PMOS管Q3和R7，MCU控制模塊通過R8、R9、R10、D5、N3等元器件使能控制電子開關電路，該電子開關電路通過二極管D9連接至振蕩電路的電感L2和L3，當充電設備為電腦時，對電子開關電路進行使能，從而控制該無線充電系統是否對筆記本充電。在本實施例中，L2596芯片與周邊的L9、D7、R11、R18組成降壓電路用于將供電電源24V降壓為12V，該降壓電路最終經二極管D8分別連接至振蕩電路的電感L2和L3，當充電設備為手機時，MCU控制模塊控制降壓電路工作，為振蕩電路提供12V電壓，對手機進行充電。

本實施例的MCU控制模塊包括STC89C52RC單片機以及C19、C20、C21、C22等阻容元器件，主要對傳感模塊的輸出信號進行處理，進而對振蕩電路進行使能控制，并根據傳感模塊的輸出信號對顯示模塊和散熱模塊進行控制。電容C19是單片機復位電容，用于單片機上電冷啟動時復位；C20為退藕電容，增強單片機工作時的穩定性，降低EMI干擾；C21與C22用于單片機時鐘振蕩電路。單片機的P1^2、P1^3、P1^4端口與顯示模塊連接，P2^2～P2^7端口與傳感模塊連接，P4^4端口與降壓電路連接，用于控制L2596模塊的使能端口，P1^5端口與R9、R10、D5、N3等元器件連接，使能控制電子開關電路。需要說明的是，本實施例中的P1^2、P1^3等此類符號為單片機廠商對單片機的輸入輸出IO端口進行的定義，此類符號對應的端口如圖7所示。

振蕩電路與初級線圈是整個電路的核心部分，包括Q1、Q2、D1、D2、L1、L2、L3、R1、R2、N1、N2、P1、P2等元器件，該電路由羅耶振蕩電路演變而來，工作在自激推挽狀態，電路結構為自振蕩形式，利用元件參數的偏差起振。NMOS管N1和N2工作在ZVS狀態，實現軟開關；初級線圈L1與諧振電容C3、C4等組成主諧振回路，諧振時功率因數接近于1；D1與D2為肖特基二極管，降低了高頻情況下二極管的損耗；L2與L3采用鐵硅鋁磁芯電感，具有較低的高頻損耗和相對高的飽和度；R1、R2、N1、N2、P1、P2組成兩組圖騰柱，加快NMOS管的開關速度，減小了開關損耗；諧振電容由多個獨石電容并聯組成，減小高頻損耗。

本實施例的傳感器模塊包括紅外傳感器和溫度傳感器，紅外傳感器用于檢測充電設備的類型及充電設備是否存在，當紅外傳感器檢測到設備時，輸出低電平，MCU控制模塊檢測到低電平信號后，進行信號處理，作出相應的響應。溫度傳感器的型號為DS18B20，具有高精度，響應快等優點，控制MCU讀取溫度傳感器的輸出信號，進行數據處理，實時檢測充電設備溫度，防止充電設備過熱。

本實施例的顯示模塊由紅綠藍三種顏色的LED燈組成，當充電設備為筆記本時，藍色LED燈亮；當充電設備為手機時，綠色LED燈亮；當充電設備出現過熱等情況的時候，紅色LED閃爍，同時無線充電系統停止對充電設備的充電，保證充電設備安全。

此外，本實施例還包括測試用單片機電源端口和單片機ISP下載端口，該測試用單片機電源端口和單片機ISP下載端口與MCU控制模塊連接，提高了該無線充電系統的使用性能。

為了更好地理解本實施例的一種智能調整充電功率的無線充電系統，現結合圖1和圖6對本實施例的工作原理作簡要說明。當充電設備為手機時，紅外傳感器將識別信號輸入到單片機，單片機根據該識別信號判斷充電設備為手機，此時單片機使能L2596降壓模塊工作，向振蕩電路輸出12V的直流電，無線充電電路開始工作，同時L6綠色LED燈亮，指示充電設備為手機，溫度傳感器實時檢測手機的溫度，當手機充電過程中溫度達到設定值，單片機控制散熱風扇開始工作，對手機進行散熱降溫；當充電設備為筆記本電腦時，紅外傳感器將識別信號輸入到單片機，單片機根據該識別信號判斷充電設備為筆記本電腦，此時單片機使能電子開關電路，PMOS管Q3導通，向振蕩電路輸出24V電壓，產生較大的功率，用于筆記本電腦充電，同時L5藍色LED閃爍，指示充電設備為筆記本電腦，溫度傳感器實時檢測筆記本電腦的溫度，當其充電過程中溫度達到設定值，散熱風扇開始工作，對其進行散熱降溫。

本實施例的一種智能調整充電功率的無線充電系統，由紅外傳感器根據充電設備的形狀大小來識別充電設備的類型，控制模塊再根據紅外傳感器的識別信號控制振蕩電路的供電電壓，從而調節初級線圈的輸出功率，實現對不同功率的充電設備進行無線充電，且智能化程度高，使用方便，需要指出的是，本實施例的無線充電系統不僅僅是對手機和筆記本充電，還可根據其他充電設備(如平板電腦等)設計相應電路以滿足不同的充電需要。另外，本實施例的紅外傳感器設有多個，不同的充電設備形狀大小不一樣，遮擋的紅外傳感器的個數也不一樣，以此來判定充電設備的類型，當然，也可通過紅外傳感器測定充電設備的大小，并由MCU控制模塊將測定數據與設定值比對，分析出充電設備的類型，這些都是與本實施例所述的通過充電設備的形狀大小來識別充電設備類型的方式相符的。

結合圖2～圖5，本實施例的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，包括充電板1和底架2，充電板1和底架2的側邊鉸接，充電板1和底架2之間設有能夠調節充電板1和底架2的夾角的調節機構3，具體地，該調節機構3采用環形撐桿，該環形撐桿的一端與充電板1鉸接，另一端支撐在底架2上設有的卡槽21內，結構簡單，能調節并固定充電板1和底架2的相對夾角，使用靈活方便；該充電板1內設有上述的無線充電系統，以對置于充電板1上的充電設備進行無線充電，無線充電系統中的紅外傳感器設于充電板1的正面，以根據充電設備的形狀大小檢測充電設備的類型，具體地，充電板1包括殼體11和覆蓋于殼體11上的面板12，該面板12上設有安裝槽121，紅外傳感器即設于安裝槽121內，更具體地，紅外傳感器設有四個，且分布設于安裝槽121的四個邊角處，當充電設備為手機時，手機只會遮擋下方的兩個紅外傳感器，無線充電系統則判定充電設備為手機，初級線圈的輸出功率調整至手機的充電功率；當充電設備為筆記本時，筆記本會遮擋四個紅外傳感器，無線充電系統則判定充電設備為筆記本，初級線圈的輸出功率調整至筆記本的充電功率。為了美觀和保護紅外傳感器，該安裝槽121上可設置遮片123，當該無線充電裝置不工作時，即可使用遮片123遮蓋安裝槽121。

本實施例的充電板1的底部設有防止充電設備滑落的防滑機構122，防止充電設備滑落的防滑機構，使用更加穩定可靠。具體地，殼體11上設有擋板槽1221，該擋板槽1221內設有擋板1222，該擋板1222可在擋板槽1221內轉動，當使用時，將擋板1222轉出，以抵住充電設備，當閑置時，將其轉入擋板槽1221內即可；殼體11內設置散熱風扇16，以為充電設備散熱，且殼體11的背面設有風扇通氣口111。

本實施例的充電板1的側面設有電源輸入端13，具體地，該電源輸入端13采用USB接口的形式，使用更加方便；且充電板1的側面設有開關14，以控制無線充電系統的工作；充電板1的側面還設有LED顯示燈15，即為無線充電系統中的顯示模塊，以顯示該無線充電裝置不同的工作狀態。

本實用新型的一種智能調整充電功率的無線充電裝置，充電板能夠通過調節機構調節與底架之間的角度，滿足不同使用者對充電板傾斜角度的不同需求，適用性強，且使用靈活；充電板的底部設有防止充電設備滑落的防滑機構，使用更加穩定可靠。

以上示意性地對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性地設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。