無線充電的高頻振蕩電路的製作方法

2023-11-02 07:52:37 2

本實用新型涉及無線充電領域，特別是涉及一種高頻振蕩電路。

背景技術：

隨著無線充電技術的發展，人們的日常生活中漸漸的出現了無線充電的產品，人們對無線充電產品的關注度也越來越高，特別是小功率無線充電技術，產生的產品，比如無線手機充電器等。

在小功率無線充電技術中，一般都使用電磁感應的方式，其中參與LC振蕩的關鍵電容元件需要滿足高頻低損、溫度特性好等要求，故均使用NPO型電容。

但是，由於NPO型電容的填充介質是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的，其成本較其他電容高出幾倍的價格，且NPO型電容受工藝限制容量做不了太大，一般充電發射端需要用多個NPO型電容並聯達到需要的容值，這樣就進一步提高了產品的成本。

故需要一種產品成本低的高頻振蕩電路來解決上述技術問題。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供一種產品成本低的無線充電的高頻振蕩電路；以解決現有的無線充電的高頻振蕩電路中電容成本過高的技術問題。

本實用新型實施例提供一種產品成本低的無線充電的高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路包括：

電源電壓；

LC振蕩電路，用於電能和磁能的交替轉化，包括線圈和振蕩電容組合電路，所述振蕩電容組合電路和所述線圈串聯；所述振蕩電容組合電路包括三個NPO電容和一個普通電容；

第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件，根據控制晶片發送的驅動方波信號判斷是否導通所述LC振蕩電路；所述振蕩電容組合電路的一端分別連接所述第一開關元件的輸出端和所述第二開關元件的輸入端，另一端連接於所述線圈；所述線圈的一端連接所述振蕩電容組合電路，另一端分別連接所述第三開關元件的輸出端和所述第四開關元件的輸入端；

所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件的控制端各自連接於對應控制晶片的輸出接口，所述第一開關元件和第三開關元件的輸入端連接於所述電源電壓；所述第二開關元件和第四開關元件的輸出端連接電容組合電路；

所述電容組合電路，由三個電容並聯形成的電路；

所述第一開關元件、所述LC振蕩電路和所述第四開關元件形成一個連通電路；所述第三開關元件、所述LC振蕩電路和所述第二開關元件形成另一個連通電路；所述兩個連通電路均與所述電容組合電路並聯。

在本實用新型中，所述振蕩電容組合電路由三個並聯的所述NPO電容和所述普通電容並聯連接形成。

在本實用新型中，所述NPO電容容值佔所述振蕩電容組合總容值的60％以上。

在本實用新型中，所述振蕩電容組合電路由所述普通電容與三個並聯的所述NPO電容串聯形成。

在本實用新型中，所述振蕩電容組合電路由兩個並聯的所述NPO電容與串聯的一個所述NPO電容和所述普通電容進行串聯連接形成。

在本實用新型中，三個所述NPO電容的電容值均不相同。

在本實用新型中，所述普通電容的電容值介於三個所述NPO電容的電容值之間。

在本實用新型中，所述普通電容為Y5V型或X5R型電容。

在本實用新型中，所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件均為電晶體。

在本實用新型中，所述第一開關元件和第三開關元件為PMOS管，第二開關元件和第四開關元件為NMOS管。

相較於現有技術的無線充電的高頻振蕩電路，本實用新型的無線充電中高頻振蕩電路的振蕩電容組合電路的NPO電容和普通電容，在實際的使用中可根據無線充電中所需的無線能量轉化效率的要求，合理的分配普通電容的容值比例，達到最佳的性價比，從而降低成本；解決了現有的振蕩電容組合電路中所用電容成本過高的技術問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的無線充電的高頻振蕩電路的第一優選實施例的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參照圖1，圖1為本實用新型的無線充電的高頻振蕩電路的第一優選實施例的示意圖。本實用新型的無線充電的高頻振蕩電路的優選實施例包括電源電壓VDD、LC振蕩電路2、第一開關元件Q1、第二開關元件Q2、第三開關元件Q3、第四開關元件Q4和由三個電容(C5、C6和C7)並聯形成的電容組合電路3。

LC振蕩電路2用於電能和磁能的交替轉化，其包括線圈L1和振蕩電容組合電路21，振蕩電容組合電路21和線圈L1串聯；振蕩電容組合電路21包括3個NPO電容(C1、C2和C3)和1個普通電容C4；其中，振蕩電容組合電路21由3個並聯的NPO電容(C1、C2和C3)和1個普通電容C4並聯形成。

其中，為了使得三個NPO電容具有一定的差異性，且當在檢測振蕩電容組合電路21中哪個NPO電容損壞時，可以根據電容值的不同，很明確的確定哪個NPO電容處於損壞狀態，便於更換。因此NPO電容三個NPO電容(C1、C2和C3)的電容值均不相同。當然，於本優選實施例中，三個NPO電容(C1、C2和C3)的電容值也可以兩個相同一個不同，或者三個NPO電容(C1、C2和C3)的電容值都相同。

另外，為了使得振蕩電容組合電路21中，普通電容C4和三個NPO電容之間電容值的均衡性，因此優選的，普通電容C4的電容值介於三個NPO電容C1、C2和C3)的電容值之間。當然，於本優選實施例中，可選的，普通電容C4的電容值可以是與三個NPO電容(C1、C2和C3)的電容值相同，也可以均小於或均大於三個NPO電容(C1、C2和C3)的電容值。

普通電容C4優選為Y5V型或X5R型。

四個開關元件(Q1、Q2、Q3和Q4)根據控制晶片發送的驅動方波信號判斷是否連通LC振蕩電路2。

振蕩電容組合電路21的一端分別連接第一開關元件Q1的輸出端和第二開關元件Q2的輸入端，另一端連接於線圈L1；線圈L1的一端連接振蕩電容組合電路21，另一端分別連接第三開關元件Q3的輸出端和第四開關元件Q4的輸入端；

第一開關元件Q1、第二開關元件Q2、第三開關元件Q3和第四開關元件Q4的控制端各自連接於對應控制晶片的輸出接口，第一開關元件Q1和第三開關元件Q3的輸入端連接於電源電壓VDD；第二開關元件Q2和第四開關元件Q4的輸出端連接電容組合電路3；

第一開關元件Q1、LC振蕩電路2和第四開關元件Q4形成一個連通電路；第三開關元件Q3、LC振蕩電路2和第二開關元件Q2形成另一個連通電路；兩個連通電路均與電容組合電路3並聯。

其中，第一開關元件Q1、第二開關元件Q2、第三開關元件Q3、第四開關元件Q4均為電晶體。優選的，第一開關元件Q1和第三開關元件Q3為PMOS管，第二開關元件Q2和第四開關元件Q4為NMOS管。

本優選實施例的工作原理為：當電路處於正半周時，第一開關元件Q1和第四開關元件Q4接收到對應控制晶片輸出的驅動方波信號，即第一開關元件Q1接收低電平信號，第四開關元件Q4接收高電平信號。因此第一開關元件Q1和第四開關元件Q4連通，第二開關元件Q2和第三開關元件Q3沒接收到對應控制晶片輸出的驅動方波信號，第二開關元件Q2和第三開關元件Q3截止，第一開關元件Q1、LC振蕩電路2和第四開關元件Q4導通；

當電路處於負半周時，第二開關元件Q2和第三開關元件Q3接收到對應控制晶片輸出的驅動方波信號，即第三開關元件Q3接收低電平信號，第二開關元件Q2接收高電平信號。因此第二開關元件Q2和第三開關元件Q3導通，第一開關元件Q1和第四開關元件Q4沒接收到對應控制晶片輸出的驅動方波，第一開關元件Q1和第四開關元件Q4截止，電路中第三開關元件Q3、LC振蕩電路2和第二開關元件Q2導通。

因此，正負半周的循環快速切換使LC振蕩電路2產生振蕩，實現無線充電發射端的功能。

這樣就完成了本電路工作的過程。

本優選實施例的有益效果是：無線充電的高頻振蕩電路的振蕩電容組合電路21的NPO電容和普通電容，在實際的使用中可根據無線充電電路中所需的能量轉化效率的要求，合理的分配普通電容的容值比例，達到最佳的性價比，從而降低成。例如，當電子負載設定接收端恆定輸出0.2A電流，所需的能量轉化功率為58％時，普通電容的佔比大約為25％。當然，為了保證電路能量轉化的可靠性，建議NPO電容容值佔振蕩電容組合總容值的60％以上。

在本第二優選實施例中，高頻振蕩電路包括：電源電壓、LC振蕩電路、第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件以及電容組合電路。

所述LC振蕩電路，用於電能和磁能的交替轉化，包括線圈和振蕩電容組合電路，所述振蕩電容組合電路和所述線圈串聯；所述振蕩電容組合電路包括三個NPO電容和一個普通電容；

所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件，根據控制晶片發送的驅動方波信號判斷是否導通所述LC振蕩電路；所述振蕩電容組合電路的一端分別連接所述第一開關元件的輸出端和第二開關元件的輸入端，另一端連接於所述線圈；所述線圈的一端連接所述振蕩電容組合電路，另一端分別連接所述第三開關元件的輸出端和第四開關元件的輸入端；

所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件的控制端各自連接於對應控制晶片的輸出接口，所述第一開關元件和第三開關元件的輸入端連接於所述電源電壓；所述第二開關元件和第四開關元件的輸出端連接所述電容組合電路；

所述電容組合電路，由三個電容並聯形成的電路；

第一開關元件、所述LC振蕩電路和第四開關元件形成一個連通電路；所述第三開關元件、所述LC振蕩電路和第二開關元件形成另一個連通電路；所述兩個連通電路均與所述電容組合電路並聯。

相對於第一優選實施例的區別在於，所述振蕩電容組合電路由所述普通電容與三個並聯的所述NPO電容串聯形成。

所述普通電容為Y5V型或X5R型電容；所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件均為電晶體；所述第一開關元件和第三開關元件為PMOS管，第二開關元件和第四開關元件為NMOS管。

本優選實施例的工作原理與第一優選實施例的工作原理相似或相同，具體請參照第一優選實施例的工作原理。

本優選實施例的有益效果是：在相同電容值的情況下，可以進一步提高高頻振蕩電路的能量轉化效率，同時使得耐壓提高。

在第三優選實施例中，高頻振蕩電路包括：電源電壓、LC振蕩電路、第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件以及電容組合電路。

所述LC振蕩電路，用於電能和磁能的交替轉化，包括線圈和振蕩電容組合電路，所述振蕩電容組合電路和所述線圈串聯；所述振蕩電容組合電路包括三個NPO電容和一個普通電容；

所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件，根據控制晶片發送的驅動方波信號判斷是否導通所述LC振蕩電路；所述振蕩電容組合電路的一端分別連接所述第一開關元件的輸出端和第二開關元件的輸入端，另一端連接於所述線圈；所述線圈的一端連接所述振蕩電容組合電路，另一端分別連接所述第三開關元件的輸出端和第四開關元件的輸入端；

所述第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和第四開關元件的控制端各自連接於對應控制晶片的輸出接口，所述第一開關元件和第三開關元件的輸入端連接於所述電源電壓；所述第二開關元件和第四開關元件的輸出端連接所述電容組合電路；

所述電容組合電路，由三個電容並聯形成的電路；

第一開關元件、所述LC振蕩電路和第四開關元件形成一個連通電路；所述第三開關元件、所述LC振蕩電路和第二開關元件形成另一個連通電路；所述兩個連通電路均與所述電容組合電路並聯。

在第三優選實施例中，相較於第二優選實施例，本優選實施例中，所述振蕩電容組合電路由兩個並聯的所述NPO電容與串聯的一個所述NPO電容和所述普通電容進行串聯連接形成。

本優選實施例的有益效果是，相較於所述第二優選實施例，本優選實施例的所述振蕩電容組合電路的耐壓值優於第二優選實施例，從而提升了本優選實施例的安全性。

綜上所述，雖然本實用新型已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本實用新型，本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本實用新型的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。