一种带显示功能的无线充电器论文和设计-胡治波

全文摘要

本实用新型公开了一种带显示功能的无线充电器，包括：主机以及设置在所述主机内部的主控PCB板；所述主控PCB板上设置有电源输入插座、电压ADC采样模块、电流ADC采样模块、MCU可编程芯片、数字显示屏、PWM控制模块以及电能发射线圈；由所述电压ADC采样模块和电流ADC采样模块获取充电电压和充电电流，通过MCU可编程芯片和数字显示屏，可以实时监测查看充电时的电流、电压、功率、容量这些电器参数来判断充电速度和充电能量的多少，并通过数字显示屏实时查看，为人们的使用提供了便利，可充电电池组的设置使用户可随时随地进行充电。

主设计要求

1.一种带显示功能的无线充电器，其特征在于，包括：主机(A)以及设置在所述主机(A)内部的主控PCB板(1)；所述主控PCB板(1)上设置有电源输入插座(3)、电压ADC采样模块(4)、电流ADC采样模块(5)、MCU可编程芯片(2)、数字显示屏(10)、PWM控制模块(6)以及电能发射线圈(7)；所述电源输入插座(3)与所述电压ADC采样模块(4)的输入端线路连接；所述电压ADC采样模块(4)的第一输出端与所述电流ADC采样模块(5)的输入端线路连接；所述电流ADC采样模块(5)的第一输出端与所述PWM控制模块(6)的输入端线路连接；所述PWM控制模块(6)的输出端与所述电能发射线圈(7)线路连接；所述电压ADC采样模块(4)的第二输出端与所述电流ADC采样模块(5)的第二输出端分别与所述MCU可编程芯片(2)连接；所述数字显示屏(10)的输入端与所述MCU可编程芯片(2)连接；所述主控PCB板(1)上还设置有：稳压模块(15)，所述电源输入插座(3)与所述稳压模块(15)的输入端连接；所述稳压模块(15)的输出端分别与所述电压ADC采样模块(4)的输入端以及所述MCU可编程芯片(2)连接；所述主控PCB板(1)上还设置有：移动电源输入口(14)，所述移动电源输入口(14)与所述稳压模块(15)的输入端连接。

设计方案

1.一种带显示功能的无线充电器，其特征在于，包括：主机(A)以及设置在所述主机(A)内部的主控PCB板(1)；

所述主控PCB板(1)上设置有电源输入插座(3)、电压ADC采样模块(4)、电流ADC采样模块(5)、MCU可编程芯片(2)、数字显示屏(10)、PWM控制模块(6)以及电能发射线圈(7)；

所述电源输入插座(3)与所述电压ADC采样模块(4)的输入端线路连接；所述电压ADC采样模块(4)的第一输出端与所述电流ADC采样模块(5)的输入端线路连接；所述电流ADC采样模块(5)的第一输出端与所述PWM控制模块(6)的输入端线路连接；

所述PWM控制模块(6)的输出端与所述电能发射线圈(7)线路连接；所述电压ADC采样模块(4)的第二输出端与所述电流ADC采样模块(5)的第二输出端分别与所述MCU可编程芯片(2)连接；所述数字显示屏(10)的输入端与所述MCU可编程芯片(2)连接；

所述主控PCB板(1)上还设置有：稳压模块(15)，所述电源输入插座(3)与所述稳压模块(15)的输入端连接；所述稳压模块(15)的输出端分别与所述电压ADC采样模块(4)的输入端以及所述MCU可编程芯片(2)连接；

所述主控PCB板(1)上还设置有：移动电源输入口(14)，所述移动电源输入口(14)与所述稳压模块(15)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述主控PCB板(1)上还设置有：快充触发器(18)以及快充电压采样模块(12)，所述快充触发器(18)的输入端与所述MCU可编程芯片(2)连接，所述快充触发器(18)的输出端分别与所述电源输入插座(3)以及所述移动电源输入口(14)连接；所述快充电压采样模块(12)的输入端分别与所述电源输入插座(3)以及所述移动电源输入口(14)连接，所述快充电压采样模块(12)的输出端与所述MCU可编程芯片(2)连接。

3.根据权利要求1所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述PWM控制模块(6)包括：无线充电控制芯片(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、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)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)和第十电容(C10)，所述无线充电控制芯片(U1)的PWM1脚连接MCU可编程芯片(2)的PWM1脚，所述无线充电控制芯片(U1)的PWM2脚连接MCU可编程芯片(2)的PWM2脚，所述无线充电控制芯片(U1)的ISNS脚连接电流ADC采样模块(5)，所述无线充电控制芯片(U1)的EN脚连接MCU可编程芯片(2)的EN脚，所述无线充电控制芯片(U1)的SW1脚连接电能发射线圈接口的一端、也通过第一电容(C1)连接无线充电控制芯片(U1)的BST1脚、还通过第二电容(C2)接地，无线充电控制芯片(U1)的SW2脚通过第三电容(C3)连接无线充电控制芯片(U1)的BST2脚、也通过第四电容(C4)接地、还通过第五电容(C5)连接电能发射线圈接口的另一端，所述第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)、第十电容(C10)与第五电容(C5)并联。

4.根据权利要求3所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述电流ADC采样模块(5)包括电流采样芯片(U2)、第一二极管(D1)、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)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第十三电容(C13)和第十四电容(C14)，所述电流采样芯片(U2)的ENB脚连接MCU可编程芯片(2)的SEL脚，电流采样芯片(U2)的VCC脚连接A5V供电端，电流采样芯片(U2)的A1脚连接第十一电容(C11)的一端、也通过第三电阻(R3)连接MCU可编程芯片(2)的VREF脚，第十一电容(C11)的另一端通过第五电阻(R5)连接MCU可编程芯片(2)的VREF脚、并通过第六电阻(R6)连接MCU可编程芯片(2)的ISEN脚和第十三电容(C13)的一端、还通过第十二电容(C12)接地，第十三电容(C13)的另一端接地，电流采样芯片(U2)的A2脚通过第四电阻(R4)连接MCU可编程芯片(2)的VREF脚、也通过第九电阻(R9)接地、还依次通过第七电阻(R7)、第十四电容(C14)连接第一二极管(D1)的负极，第一二极管(D1)的正极通过第八电阻(R8)连接电能发射线圈接口的另一端，电流采样芯片(U2)的B脚通过第十一电阻(R11)连接MCU可编程芯片(2)的OPA-P脚、也通过第十四电容(C14)接地。

5.根据权利要求3所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述电压ADC采样模块(4)包括第二二极管(D2)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电容(C15)和第十六电容(C16)，所述第二二极管(D2)的正极连接电能发射线圈接口的另一端，第二二极管(D2)的负极通过第十二电阻(R12)连接第十三电阻(R13)的一端和第十五电容(C15)的一端，第十三电阻(R13)的另一端连接MCU可编程芯片(2)的NC脚、也通过第十四电阻(R14)接地、还通过第十六电容(C16)接地。

6.根据权利要求2所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述快充电压采样模块(12)包括：第一MOS管(Q1)、第二MOS管(Q2)、第三MOS管(Q3)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)、第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)、第十七电容(C17)和第十八电容(C18)，所述第一MOS管(Q1)的栅极连接MCU可编程芯片(2)的第11脚、也通过第十七电容(C17)连接A5V供电端和第十七电阻(R17)的一端、还通过第十五电阻(R15)接地，第一MOS管(Q1)的漏极通过第十六电阻(R16) 连接移动电源输入口(14)的D+脚、第十七电阻(R17)的另一端和第十八电阻(R18)的一端，第十八电阻(R18)的另一端和第一MOS管(Q1)的源极接地，所述第二MOS管(Q2)的栅极连接MCU可编程芯片(2)的第13脚，所述第二MOS管(Q2)的漏极连接第十九电阻(R19)的一端，第十九电阻(R19)的另一端连接第三MOS管(Q3)的漏极、也通过第二十电阻(R20)连接A5V供电端、还通过第二十二电阻(R22)连接移动电源输入口(14)的D-脚，所述第三MOS管(Q3)的栅极连接MCU可编程芯片(2)的第14脚、也通过第十八电容(C18)连接A5V供电端、还通过第二十一电阻(R21)接地，所述第二MOS管(Q2)的漏极连接第十九电阻(R19)的一端，第十九电阻(R19)的另一端通过第二十电阻(R20)连接A5V供电端、也通过第二十二电阻(R22)连接移动电源输入口(14)的D-脚，第二MOS管(Q2)的漏极和第三MOS管(Q3)的漏极均接地。

7.根据权利要求2所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述主控PCB板(1)上还设置有：蜂鸣报警喇叭(23)和LED指示灯(22)；所述蜂鸣报警喇叭(23)连接MCU可编程芯片(2)的BUZZER脚、所述LED指示灯(22)分别与所述MCU可编程芯片(2)连接LED1脚和LED2脚。

8.根据权利要求2所述的带显示功能的无线充电器，其特征在于，所述PCB板(1)上还设置电池组(17)，电压ADC采样模块(4)、电流ADC采样模块(5)、MCU可编程芯片(2)、数字显示屏(10)、PWM控制模块(6)、电能发射线圈(7)、移动电源输入口(14)、稳压模块(15)、快充触发器(18)、快充电压采样模块(12)由所述电源输入插座(3)和\/或所述电池组(17)进行供电。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，特别涉及一种带显示功能的无线充电器。

背景技术

目前市场上推出的各种移动数码设备，比如智能手机、平板电脑、儿童手表、手持激光测距仪、测亩仪等内置可充电池的产品，这些都是工业生产和人们日常生活几乎都离不开的设备，而这些设备大多通过连线方式进行充电，在使用时给人们带来很多不便。无线充电方式的出现弥补了有线充电的不足，为使用者提供了更多的便利，无线充电方式成为未来主流的充电方式是必然的趋势。

而当前市面上的一些无线充电器使用中，无法知道充电过程中具体的充电速度、电压、电流、功率等情况，给用户带来诸多不便，并且由于是通过电磁感应的方式进行充电，无线充电器发出的电磁辐射对人体也有一定的影响，尤其是充电速度越快，产生的电磁辐射也就更大，对人体的影响也就更大，所以降低无线充电器充电时产生的电磁辐射以减少对人体的危害是更应该注重的；除此之外，虽然是无线充电器，但是还是要给无线充电器供电才能无线给电子设备的电池充电，无法在户外移动时使用，不能满足人们随时随地进行充电的需求。

因此，能否提供一种可以在充电时随时了解充电量的多少、充电速度的快慢与降低辐射减少对人体影响，又能随时随地的进行无线充电是本领域技术人员亟需解决的问题。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种带显示功能的无线充电器，通过MCU可编程芯片和数字显示屏的设置，可以实时监测查看充电时的电流、电压、功率、容量这些电器参数，从而可判断充电速度和充电能量的多少。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种带显示功能的无线充电器，其包括：主机以及设置在所述主机内部的主控PCB板；

所述主控PCB板上设置有电源输入插座、电压ADC采样模块、电流ADC 采样模块、MCU可编程芯片、数字显示屏、PWM控制模块以及电能发射线圈；

所述电源输入插座与所述电压ADC采样模块的输入端线路连接；所述电压ADC采样模块的第一输出端与所述电流ADC采样模块的输入端线路连接；所述电流ADC采样模块的第一输出端与所述PWM控制模块的输入端线路连接；

所述PWM控制模块的输出端与所述电能发射线圈线路连接；所述电压 ADC采样模块的第二输出端与所述电流ADC采样模块的第二输出端分别与所述MCU可编程芯片连接；所述数字显示屏的输入端与所述MCU可编程芯片连接。

所述主控PCB板上还设置有：稳压模块，所述电源输入插座与所述稳压模块的输入端连接；所述稳压模块的输出端分别与所述电压ADC采样模块的输入端以及所述MCU可编程芯片连接。

所述主控PCB板上还设置有：移动电源输入口，所述移动电源输入口与所述稳压模块的输入端连接。

作为本实用新型的改进一，所述主控PCB板上还设置有：快充触发器以及快充电压采样模块，所述快充触发器的输入端与所述MCU可编程芯片连接，所述快充触发器的输出端分别与所述电源输入插座以及所述移动电源输入口连接；所述快充电压采样模块的输入端分别与所述电源输入插座以及所述移动电源输入口连接，所述快充电压采样模块的输出端与所述MCU 可编程芯片连接。

作为本实用新型的改进二，所述PWM控制模块包括：无线充电控制芯片、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容和第十电容，所述无线充电控制芯片的PWM1脚连接MCU可编程芯片的PWM1脚，所述无线充电控制芯片的PWM2脚连接MCU可编程芯片的PWM2脚，所述无线充电控制芯片的ISNS脚连接电流ADC采样模块，所述无线充电控制芯片的EN脚连接MCU可编程芯片的EN脚，所述无线充电控制芯片的SW1脚连接电能发射线圈接口的一端、也通过第一电容连接无线充电控制芯片的BST1脚、还通过第二电容接地，无线充电控制芯片的SW2脚通过第三电容连接无线充电控制芯片的BST2脚、也通过第四电容接地、还通过第五电容连接电能发射线圈接口的另一端，所述第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容与第五电容并联。

作为本实用新型的改进三，所述电流ADC采样模块包括电流采样芯片、第一二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容和第十四电容，所述电流采样芯片的ENB脚连接MCU可编程芯片的SEL脚，电流采样芯片的VCC脚连接A5V供电端，电流采样芯片的A1 脚连接第十一电容的一端、也通过第三电阻连接MCU可编程芯片的VREF脚，第十一电容的另一端通过第五电阻连接MCU可编程芯片的VREF脚、并通过第六电阻连接MCU可编程芯片的ISEN脚和第十三电容的一端、还通过第十二电容接地，第十三电容的另一端接地，电流采样芯片的A2脚通过第四电阻连接MCU可编程芯片的VREF脚、也通过第九电阻接地、还依次通过第七电阻、第十四电容连接第一二极管的负极，第一二极管的正极通过第八电阻连接电能发射线圈接口的另一端，电流采样芯片的B脚通过第十一电阻连接MCU可编程芯片的OPA-P脚、也通过第十四电容接地。

作为本实用新型的改进四，所述电压ADC采样模块包括第二二极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电容和第十六电容，所述第二二极管的正极连接电能发射线圈接口的另一端，第二二极管的负极通过第十二电阻连接第十三电阻的一端和第十五电容的一端，第十三电阻的另一端连接MCU可编程芯片的NC脚、也通过第十四电阻接地、还通过第十六电容接地。

作为本实用新型的改进五，所述快充电压采样模块包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第十七电容和第十八电容，所述第一MOS管的栅极连接MCU可编程芯片的第11 脚、也通过第十七电容连接A5V供电端和第十七电阻的一端、还通过第十五电阻接地，第一MOS管的漏极通过第十六电阻连接移动电源输入口的D+ 脚、第十七电阻的另一端和第十八电阻的一端，第十八电阻的另一端和第一MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极连接MCU可编程芯片的第13 脚，所述第二MOS管的漏极连接第十九电阻的一端，第十九电阻的另一端连接第三MOS管的漏极、也通过第二十电阻连接A5V供电端、还通过第二十二电阻连接移动电源输入口的D-脚，所述第三MOS管的栅极连接MCU可编程芯片的第14脚、也通过第十八电容连接A5V供电端、还通过第二十一电阻接地，所述第二MOS管的漏极连接第十九电阻的一端，第十九电阻的另一端通过第二十电阻连接A5V供电端、也通过第二十二电阻连接移动电源输入口的D-脚，第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极均接地。

作为本实用新型的改进六，所述主控PCB板上还设置有：蜂鸣报警喇叭和LED指示灯；所述蜂鸣报警喇叭连接MCU可编程芯片的BUZZER脚、所述LED指示灯分别与所述MCU可编程芯片连接LED1脚和LED2脚。

作为本实用新型的改进七，所述PCB板上还设置电池组，电压ADC采样模块、电流ADC采样模块、MCU可编程芯片、数字显示屏、PWM控制模块、电能发射线圈、移动电源输入口、稳压模块、快充触发器、快充电压采样模块由所述电源输入插座和\/或所述电池组进行供电。

相较于现有技术，本实用新型提供的带显示功能的无线充电器，由所述电压ADC采样模块和电流ADC采样模块获取充电电压和充电电流，通过 MCU可编程芯片和数字显示屏，可以实时监测查看充电时的电流、电压、功率、容量等数据，为人们的使用提供了便利，同时采用内置可充电电池组供电的方式可摆脱数据线的束缚，可随时进行移动无线充电方式的无线充电器。

附图说明

图1为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的结构示意图。

图2为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的结构框图。

图3为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的MCU可编程芯片及其外围电路和喇叭模块的电路原理图。

图4为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的移动电源输入口和稳压模块的电路原理图。

图5为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的PWM控制模块的电路原理图。

图6为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的电流ADC采样模块的电路原理图。

图7为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的电压ADC采样模块的电路原理图。

图8为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的快充采样模块的电路原理图。

图9为本实用新型提供的带显示功能的无线充电器的数字显示屏的电路图。

图10为本实用新型的数字显示屏界面图集。

图11为本实用新型的扩展延伸产品图。

图12为本实用新型的扩展延伸产品图。

图13为本实用新型的扩展延伸产品图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1和图2，本实用新型提供的带电能显示与低辐射的QI安全无线充电器，包括：主机A以及设置在所述主机A内部的主控PCB板1；主控 PCB板1上设置有电源输入插座3、电压ADC采样模块4、电流ADC采样模块5、MCU可编程芯片2、数字显示屏10、PWM控制模块6以及电能发射线圈7；电源输入插座3与电压ADC采样模块4的输入端连接；电压ADC采样模块4的第一输出端与电流ADC采样模块5的输入端连接；电流ADC采样模块5的第一输出端与PWM控制模块6的输入端连接；PWM控制模块6的输出端与电能发射线圈7连接；电压ADC采样模块4的第二输出端与电流ADC 采样模块5的第二输出端分别与MCU可编程芯片2连接；数字显示屏10的输入端与MCU可编程芯片2连接。

在本实用新型的一具体实施例中，所本主机A可以包括主控PCB板1 和设置于主控PCB板1上的盖板101，所述主控PCB板1与盖板101之间间距预设间距，用于容纳电子元件、线圈、磁环等。MCU可编程芯片2可采用 SP3100系列或NU1300系列的集成芯片，如型号为SP310002的MCU，其上固化有用于充电控制及功率计算的软件，用于实现相关功能，其为现有技术且不是本实用新型的发明点，此处不作详细描述。

电源输入插座3可为Micro USB接口并配有对应的电源适配器；电压 ADC采样模块4和电流ADC采样模块5分别将充电过程中的电流，电压信息传递到MCU可编程芯片2，经分析处理后可以由数字显示屏10显示出充电的功率和充电的电量信息，供用户进行查看；PWM控制模块6产生充电时需要的脉冲频率和宽度并发送给电能发射线圈7使其产生充电时所需的电磁能，同时还能对电能发射线圈7在工作时的电磁脉冲自行校正和调控，使其工作在安全的范围内保证了充电的安全性。

为进一步优化该技术方案，主控PCB板1上还设置有：防辐射吸收线路8、防辐射吸收磁环9以及温度传感器21，防辐射吸收线路8设置于与电能发射线圈7位置对应的主控PCB板1的另一侧，如设置于盖板101上。防辐射高频吸收磁环9沿防辐射吸收线路8的边缘设置成环形结构将防辐射吸收线路8围在其内侧；温度传感器21设置在电能发射线圈7的上方，温度传感器21与MCU可编程芯片2连接，实时将电能发射线圈7的发热温度反馈给MCU可编程芯片2。

请继续参阅图1，所述主机A包括盖板101，所述盖板101设置于所述主控PCB板1的上方，其上开设有用于使电能发射线圈7裸露的通孔。在本实施例中，通过在所述盖板上设置通孔，将电能发射线圈7裸露于外面，可进一步减少所述电能发射线圈7的发射信号的能量损失，从而提高无线充电的充电效率。

在本实用新型的一具体实施例中，防辐射吸收线路8分段设置于盖板上、并围绕成环形，所述防辐射吸收线路8由三个断续的同心圆(也可理解为虚线状的圆环)构成。防辐射吸收磁环9为具有一定宽度的长条形薄铜板，从最外侧将闭合铜线圈围起来，铜板的高度大于闭合铜线圈的高度；铜板和闭合铜线圈通过焊接或粘接的方式固定在主控PCB板1上，此种设计方式可以有效的减少电磁辐射对人体的影响。

温度传感器21中可采用NTC温度传感器，将电能发射线圈7处的温度对应的电阻值信息传递给MCU可编程芯片2，并通过数字显示屏10进行显示，温度传感器21的设置可对主机A和与主机A接触的充电设备的温度进行实时监测，由MCU可编程芯片配合对过高的温度进行报警，避免温度过高可能引起的火灾危险。在本实用新型的另一具体实施例中，闭合铜线圈的中心处还设置有铁氧体磁芯，铁氧体磁芯焊接在主控PCB板1上，与闭合铜线圈和铜板相互配合可以起到更好的防辐射作用。

请一并参阅图4，主控PCB板1上还设置有：稳压模块15，电源输入插座3与稳压模块15的输入端连接；稳压模块15的输出端分别与电压ADC 采样模块4的输入端以及MCU可编程芯片2连接。

主控PCB板1上还设置有：移动电源输入口14，移动电源输入口14与稳压模块15的输入端连接。稳压模块15可为LDO基准稳压芯片，LDO基准稳压芯片的设置可以使MCU可编程芯片2通过快充电压采样模块12，在对电源输入插座3和移动电源输入口14进入的电压采样过程中以LDO基准稳压芯片提供的电压为基准进行比较和ADC计算，从而得出精确的放电大小数值，以达到更精准的放电效果，另外稳压模块15与其他模块电路的连接可以起到稳定供电的作用。

在本实用新型的一些具体实施例中，移动电源输入口14可为Micro USB\/MiNiUSB\/iPhone5\/Type-C\/大电流接线柱等新型USB器件，在没有电源适配器时，备用电源可通过移动电源输入口14给本实用新型的无线充电器提供电源，使本实用新型的无线充电器具有更大的适用范围，为用户提供方便。

请一并参阅图1、图2、图3和图5，所述PWM控制模块6包括：无线充电控制芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、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、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10。

所述无线充电控制芯片U1的PWM1脚连接MCU可编程芯片2的PWM1脚，所述无线充电控制芯片U1的PWM2脚连接MCU可编程芯片2的PWM2脚，所述无线充电控制芯片U1的ISNS脚连接电流ADC采样模块5，所述无线充电控制芯片U1的EN脚连接MCU可编程芯片2的EN脚，所述无线充电控制芯片U1的SW1脚连接电能发射线圈接口的一端、也通过第一电容C1连接无线充电控制芯片U1的BST1脚、还通过第二电容C2接地，无线充电控制芯片U1的SW2脚通过第三电容C3连接无线充电控制芯片U1的BST2脚、也通过第四电容C4接地、还通过第五电容C5连接电能发射线圈接口的另一端。

所述无线充电控制芯片可采用型号为NU1007的无线充电芯片，其可输出一定功率的充电电压和充电电流来控制线圈的充电功能，同时由MCU可编程芯片2计算相应的充电数据驱动数字显示屏10显示。所述第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10与第五电容C5并联。所述第五至第八电容主要起电源滤波作用，使输出给电能发射线圈7 的充电电压和充电电流更稳定。

请一并参阅图1、图2、图3和图6，所述电流ADC采样模块5包括电流采样芯片U2、第一二极管D1、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、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13和第十四电容C14。

所述电流采样芯片U2的ENB脚连接MCU可编程芯片2的SEL脚，电流采样芯片U2的VCC脚连接A5V供电端，电流采样芯片U2的A1脚连接第十一电容C11的一端、也通过第三电阻R3连接MCU可编程芯片2的VREF脚，第十一电容C11的另一端通过第五电阻R5连接MCU可编程芯片2的VREF 脚、并通过第六电阻R6连接MCU可编程芯片2的ISEN脚和第十三电容C13 的一端、还通过第十二电容C12接地，第十三电容C13的另一端接地，电流采样芯片U2的A2脚通过第四电阻R4连接MCU可编程芯片2的VREF脚、也通过第九电阻R9接地、还依次通过第七电阻R7、第十四电容C14连接第一二极管D1的负极，第一二极管D1的正极通过第八电阻R8连接电能发射线圈接口的另一端，电流采样芯片U2的B脚通过第十一电阻R11连接MCU 可编程芯片2的OPA-P脚、也通过第十四电容C14接地。

请一并参阅图1、图2、图3、图6和图7，所述电压ADC采样模块4 包括第二二极管D2、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电容C15和第十六电容C16，所述第二二极管D2的正极连接电能发射线圈接口的另一端，第二二极管D2的负极通过第十二电阻R12连接第十三电阻R13的一端和第十五电容C15的一端，第十三电阻R13的另一端连接MCU可编程芯片2的NC脚、也通过第十四电阻R14接地、还通过第十六电容C16接地。

本实施例中，所述电流采样芯片U2可采用型号为A809的芯片，可电能发射线圈7的充电电流并反馈给MCU可编程芯片2，经MCU可编程芯片2 分析处理后可以由数字显示屏10显示出充电的功率和充电的电量信息，供用户进行查看。

请一并参阅图1、图2和图8，主控PCB板1上还设置有：快充触发器 18以及快充电压采样模块12，快充触发器18的输入端与MCU可编程芯片2 连接，快充触发器18的输出端分别与电源输入插座3以及移动电源输入口14连接；快充电压采样模块12的输入端分别与电源输入插座3以及移动电源输入口14连接，快充电压采样模块12的输出端与MCU可编程芯片2连接。

所述快充触发器18为高通与PD快充协议触发器，从电源输入插座3 和移动电源输入口14接入的电源适配器或其他供电设备具备快充功能的， MCU可编程芯片2通过高通与PD协议快充触发器激活电源适配器或其他备有电源的快充模式，从而实现高压高功率给无线充电器供电，实现更大功率更快充电速度。

快充电压采样模块12为USB数据D+\/D-电压ADC采样器件，用于采样的电压值送往MCU可编程芯片2中进行模数转换后计算出快充协议电压值，并通过数字显示屏10进行显示，从而方便用户查看无线充电器是否在快充状态。

其中，所述快充电压采样模块12包括：第一MOS管Q1、第二MOS管 Q2、第三MOS管Q3、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第十七电容C17和第十八电容C18，所述第一MOS管Q1 的栅极连接MCU可编程芯片2的第11脚、也通过第十七电容C17)连接A5V 供电端和第十七电阻R17的一端、还通过第十五电阻R15接地，第一MOS 管Q1的漏极通过第十六电阻R16连接移动电源输入口14的D+脚、第十七电阻R17的另一端和第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端和第一MOS管Q1的源极接地，所述第二MOS管Q2的栅极连接MCU可编程芯片2的第13脚，所述第二MOS管Q2的漏极连接第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端连接第三MOS管Q3的漏极、也通过第二十电阻R20 连接A5V供电端、还通过第二十二电阻R22连接移动电源输入口14的D- 脚，所述第三MOS管Q3的栅极连接MCU可编程芯片2的第14脚、也通过第十八电容C18连接A5V供电端、还通过第二十一电阻R21接地，所述第二MOS管Q2的漏极连接第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端通过第二十电阻R20连接A5V供电端、也通过第二十二电阻R22连接移动电源输入口14的D-脚，第二MOS管Q2的漏极和第三MOS管Q3的漏极均接地。

所述第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3均为NPN MOS管，当其栅极为高电平时MOS管导通，快充电压采样模块采样USB数据D+\/D- 电压并反馈给MCU可编程芯片2。

请继续参阅图1、图2、图3和图9，所述主控PCB板1上还设置有：蜂鸣报警喇叭23和LED指示灯22；所述蜂鸣报警喇叭23连接MCU可编程芯片2的BUZZER脚、所述LED指示灯22分别与所述MCU可编程芯片2连接LED1脚和LED2脚。

同时，主控PCB板上1还设置有：存储器13、按键11、电脑联机串口模块25、无线蓝牙模块24、以及电流电压精度校准口20；存储器13、按键11、电脑联机串口模块25、无线蓝牙模块24、电流电压精度校准口20 分别与MCU可编程芯片2连接。

在本实用新型的一些具体实施例中，存储器13可以采用EEPROM断电记忆芯片，通过MCU可编程芯片2将充电过程中的容量、电量、时间等数据传输至EEPROM断电记忆芯片里面，上次的断电记忆数据在下次在通电后可以随时调用方便用户的查看；按键11的设置可以方便主机的校准、数据清零复位、界面切换等操作，使用更加方便快捷。

当输入电压过高高、过低、充电故障时过流或者超功率情况时，MCU可编程芯片的第5脚输出高电平，驱动喇叭输出报警声音。电流电压精准度校准口20通过与EEPROM断电记忆芯片、MCU可编程芯片2以及按键11配合对无线充电器内部器件的电压，电流等信息进行校准；通过电脑联机串口模块25以及无线蓝牙模块24与电脑或手机联机，可将MCU可编程芯片2 中的数据传送到电脑或者手机显示，如图10所示，并且根据所传送的数据可以进行放电曲线的绘制，方便技术人员对无线充电器的相关信息的查看； LED指示灯22与MCU可编程芯片2配合，通过显示不同的颜色可对无线充电器的正在充电和充电完成状态分别进行提示。

在本实用新型的一具体实施例中，存储器13与MCU可编程芯片2采用 I2C总线的连接方式进行通信。

为进一步优化该技术方案，主控PCB板1上设置的各组成部分均由电源输入插座3和\/或电池组17进行供电。在本实用新型的一具体实施例中，电源输入插座3和\/或电池组17通过稳压模块15为主控PCB板1上的各个需要用电的模块提供稳定可靠的电源。

进一步地，主控PCB板1上还设置有：电池电量ADC采样模块19；电池组17的输出端与电池电量ADC采样模块19的输入端连接；电池电量ADC 采样模块19的输出端与MCU可编程芯片2连接。

具体实施时，电池组17由多节可充电锂电池通过并联和串联的方式组成为无线充电器提供电能，让用户在到户外也能随时随地的进行无线充电，电池充电与供电双向控制芯片16使用户在用电源适配器通过电源输入插座3给无线充电器供电的同时还可以给内置充电池组进行充电续航，以便用户在户外离线使用无线充电器时让电池组有足够的电量给充电器供电。

请参照图11，在本实用新型的一些具体实施例中，通过给MCU可编程芯片2烧录逻辑程序，在运行的过程中接收各样数据并进行逻辑运算后，输送至数字显示屏3显示充电过程中的电压、电流、功率、容量、电量、温度、内阻、充电时间、快充协议状态的D+D-电压测量显示、容量系数设置、充电时间、倒计时充电时间等数据的显示；通过按键11用户可选择显示的语言和显示的内容。

请参照图11、图12和图13，本实用新型的一些具体实施例中，主机A 连同设置在其内部的主控PCB板1，可做成多种形状的产品，满足用户的需求，提高了本实用新型的适用范围，使本实用新型具有很好的推广前景。

综上所述，本实用新型通过防辐射吸收线路和防辐射吸收磁环相互配合的设置，在电能发射线圈处形成了一个磁场闭环路吸收电磁辐射，有效的减小了充电时电磁辐射对人体的影响；MCU可编程芯片和其匹配的传感器和处理电路，使无线充电器在进行充电时，可以对充电时的各种信息进行查看，为人们的使用提供了便利，可充电电池组的设置使用户可随时随地进行充电。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

设计图

一种带显示功能的无线充电器论文和设计

一种带显示功能的无线充电器论文和设计-胡治波

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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