[发明专利]一种为薄膜电池充电的非接触式射频充电装置

说明书

技术领域

本发明属电子器件领域，具体涉及一种用于针对于薄膜电池非接触式充电的充电装置。

背景技术

随着科学技术的不断进步，微电机械系统(MEMS)及民用电子器件如传感器、智能卡、便携式电子设备等众多领域迅猛发展，对与其匹配的化学电源及其充电装置提出了更高的要求。全固态薄膜锂离子电池体积和内阻小，比容量高，受到人们的关注。当薄膜电池集成在智能卡等便携式电子设备的电子线路上时，便可以赋予该设备更多的功能，由“被动卡”转变成为“主动卡”，从而实现更多的功能，例如卡与卡之间的数据交换。

在集成的体系有密闭等要求，或终端设备处于恶劣的环境、充电设备与终端设备存在相对运动、充电设备与终端之间存在无法避免的接触障碍等情况下，以接触为基础的传输技术(导线传输、金属接触等)则存在着明显的缺陷和不足，甚至无法使用。此时，如何对薄膜电池充电便成了一个难题，而非接触式充电就是一个很好的选择，由于可以利用较远距离的充电，避免了接触式带来的上述问题。同时利用电磁辐射传递能量进行充电，这已经在理论和实践中成为可能，从而使得电子设备的发展方向有了更多的选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种为薄膜电池进行非接触式充电的装置，利用小功率的射频信号可以对薄膜电池进行射频充电。

本发明目的的实现基于电波发射-接收原理，通过电波产生-发射电路将能量无线发射，再通过电波接收电路接收能量，为电池充电。

本发明所提供的为薄膜电池进行非接触式充电的装置，由产生-发射电路和接收电路两部分组成，其设计原理图分别如附图1和附图2所示。

本发明所提供的为薄膜电池进行非接触式充电的装置，其产生-发射电路通过电路元件非门震荡产生方波，并用电容进行波形、频率调节，再通过电路元件进行预防大，经由一个电阻和一个电容后通过脉冲变压器耦合并推动功效管，通过100V-300V直流电压进行功率放大，最后通过电容隔离直流，用天线线圈发射。

本发明所提供的为薄膜电池进行非接触式充电的装置，其电波接收电路由天线接收电磁波，通过二极管阵列进行整流，使交流信号转换为直流信号，用以提供给薄膜电池充电。

本发明所提供的为薄膜电池进行非接触式充电的装置，利用电波接收原理来给薄膜电池进行充电，其非接触式充电方式为集成入密封体系(如智能卡)的薄膜电池的充电提供便利，从而赋予薄膜电池更大的应用空间。本发明的充电装置的接收端可以在距离发射源9cm处，提供4V的充电电压和20μA的充电电流。

附图说明

图1、产生-发射电路部分设计原理示意图

图2、电波接收电路部分设计原理示意图

图3、产生-发射电路部分电路图

图4、电波接收电路部分电路图

图5、发射电磁波示波器图

具体实施方案

以下结合具体的实施例，对本发明做进一步的阐述。实施例仅用于对本发明做说明而不是对本发明的限制。

实施例：

本实施例的电波产生-发射电路部分和电波接收电路部分的电路图如附图3和附图4所示，其中发射板上的天线以及接收板为一家电路加工厂商定制的元件。发射电路装配在外涂绝缘漆的金属箱中，体积约为25*20*13.5(cm3)。

测试用薄膜电池结构为：以SiO₂为衬底，用LiFe(WO₄)₂、LiPON和金属Li一起构成整个微电池的体系。所制薄膜电池比容量达20-100μAh/cm²，工作电压2.2V，循环性能良好，薄膜电池有效部分(电极和固态电解质)厚度小于20μm。

利用示波器测得发射信号见附图5，检测结果显示其信号为高频谐波，频率为3.33MHz。用万用表测试非接触式充电装置的充电电压以及充电电流(开路时测电压，连接电池时测电流)，结果见下表。由于测试用薄膜电池的充电适合电位为4V，其工作电流为100μA左右，于是选择发射和接收元件距离为9cm处对薄膜电池进行充电，此时本装置可以提供4V的充电电压以及20μA的充电电流。

上述性能表明，本发明中的电路装置是一类非接触式充电装置，可以为薄膜电池充电。

表：非接触式射频充电装置电流电压与距离之间的关系

  组号  距离(cm) 电压(V) 电流(μA)  1  6.0 8.0 81  2  7.0 7.3 60  3  8.0 5.5 35  4  9.0 4.5 24  5  10.0 3.6 15  6  11.0 3.1 10