專利名稱：面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線供電系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)不同功率和電壓終端進(jìn)行供電的無(wú)線供電平臺(tái)和方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們需求的增加，個(gè)人擁有的電子產(chǎn)品越來(lái)越多。普通電子設(shè)備的供電方式為通過(guò)電源適配器將工頻交流電轉(zhuǎn)換為符合要求的低壓，或者直接連接至電腦USB 口。這種普通的供電方式逐漸顯現(xiàn)出諸多的弊端，例如由于各種電子產(chǎn)品的電壓和接口不一，導(dǎo)致生產(chǎn)了大量的適配器和導(dǎo)線，造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染；若同時(shí)為多個(gè)終端供電則線路纏繞，給使用帶來(lái)不便。目前，已有針對(duì)手機(jī)等的小型電子設(shè)備的無(wú)線充電設(shè)備，其基本原理為發(fā)射器的控制電路產(chǎn)生一定頻率、功率的電流，通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)出電磁波，接收線圈接收電磁波后， 再經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓為電子設(shè)備供電?，F(xiàn)有的無(wú)線充電設(shè)備，大多是一個(gè)無(wú)線發(fā)射器配備一個(gè)特定的無(wú)線接收器，也就是一個(gè)無(wú)線充電設(shè)備僅為一個(gè)無(wú)線用電設(shè)備供電，只能進(jìn)行一對(duì)一的充電。所以，現(xiàn)有的無(wú)線充電設(shè)備無(wú)法對(duì)不同輸入需求的設(shè)備供電，更無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)無(wú)線用電設(shè)備供電。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可同時(shí)對(duì)多個(gè)不同終端實(shí)現(xiàn)無(wú)線供電的裝置和方法， 以實(shí)現(xiàn)一個(gè)無(wú)線充電設(shè)備可以對(duì)多個(gè)終端的供電。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)，包括無(wú)線供電平臺(tái)和多個(gè)具有無(wú)線接收裝置的終端，其
中，
所述無(wú)線供電系統(tǒng)包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個(gè)發(fā)射線圈；
所述無(wú)線接收裝置包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括同接收線圈連接的開關(guān)電路；
所述無(wú)線供電平臺(tái)的控制電路通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；所述多個(gè)終端的接收線圈收到發(fā)射線圈的電磁波后，分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作；所述無(wú)線供電平臺(tái)收到與接收線圈開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波，獲得負(fù)載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其中，所述控制電路在發(fā)射固定周期的通訊電磁波之前，以掃描的形式依次向各個(gè)發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個(gè)周期的檢測(cè)電流；所述發(fā)射線圈與終端的接收線圈間產(chǎn)生互感效應(yīng)，并產(chǎn)生互感電流；所述控制電路通過(guò)發(fā)射線圈電流或波形的變化，來(lái)判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進(jìn)而判斷是否存在終端。
所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其中，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終J而是否為受電終2而。所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其中所述終端信息為非受電終端，所述無(wú)線供電平臺(tái)停止供電。所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無(wú)線供電平臺(tái)發(fā)射滿足所述終端信息的電磁波。面向多終端的無(wú)線供電方法，適用于無(wú)線供電平臺(tái)對(duì)多個(gè)具有無(wú)線接收裝置的終端供電，具體包括以下步驟
步驟A、所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；
步驟B、多個(gè)終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關(guān)電路分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作；
步驟C、所述無(wú)線供電平臺(tái)收到與接收線圈開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波，獲得負(fù)載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。所述的方法，其中，所述步驟A之前還包括以下步驟
步驟I、所述無(wú)線供電平臺(tái)以掃描的形式依次向各個(gè)發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個(gè)周期的檢測(cè)電
流；
步驟2、所述發(fā)射線圈上的接收線圈產(chǎn)生互感效應(yīng)，產(chǎn)生互感電流；
步驟3、所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)發(fā)射線圈電流或波形的變化，來(lái)判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進(jìn)而判斷是否存在負(fù)載。所述的方法，其中，所述終端信息包括終端的電壓和功率、終端是否為受電終端。所述的方法，其中，所述步驟3之后，所述終端信息為非受電終端，所述無(wú)線供電平臺(tái)停止供電。所述的方法，其中，所述步驟3之后，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無(wú)線供電平臺(tái)發(fā)射該滿足該終端信息的電磁波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)和方法的無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)對(duì)終端發(fā)射固定周期的通訊電磁波，終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關(guān)電路分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作，無(wú)線供電平臺(tái)收到與開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波獲得負(fù)載的終端信息，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)、輸入不一的終端同時(shí)進(jìn)行無(wú)線充電，是一種通訊簡(jiǎn)單、多目標(biāo)、寬輸出的無(wú)線供電系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)線充電。


圖I為本發(fā)明無(wú)線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明無(wú)線供電平臺(tái)的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明無(wú)線供電平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明無(wú)線接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明無(wú)線供電方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)，如圖I所示，包括無(wú)線供電平臺(tái)和具有無(wú)線接收裝置的終端，所述終端有多個(gè)，所述終端可以是手機(jī)、剃須刀、平板電腦等各種電子設(shè)備，這里不做限制。所述無(wú)線供電平臺(tái)，如圖3所示，包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個(gè)發(fā)射線圈。所述電源連接器連接工頻交流電。所述控制電路，如圖2所示，包括中央處理器、與所述中央處理連接的開關(guān)電路、設(shè)置在所述開關(guān)電路和中央處理器之間的比較電路和射頻電路，所述射頻電路包括穩(wěn)壓電路、整流濾波電路、放大電路等。所述開關(guān)電路連接各個(gè)發(fā)射線圈，在所述中央處理器的控制下，可以分別控制各個(gè)發(fā)射線圈的打開和關(guān)閉。本發(fā)明的無(wú)線供電平臺(tái)可以包括4*4個(gè)發(fā)射線圈，通過(guò)控制電路可同時(shí)或分別向多個(gè)發(fā)射線圈供電，其線圈的開關(guān)、發(fā)射功率、頻率由所述控制電路決定。所述多個(gè)發(fā)射線圈按照一定的分布方式密布于一個(gè)平臺(tái)，所述多個(gè)發(fā)射線圈也可以設(shè)置在一個(gè)桌面上，將無(wú)線供電平臺(tái)以無(wú)線供電桌的形式存在。所述無(wú)線接收裝置，如圖I和圖4所示，包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括連接在處理器上的開關(guān)電路、和整流濾波電路，所述整流濾波電路同穩(wěn)壓電路連接，所述穩(wěn)壓電路同電子設(shè)備連接，所述開關(guān)電路同接收線圈連接。所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)控制電路向所有的發(fā)射線圈提供一定頻率的交流電，所發(fā)射線圈將發(fā)射出電磁波，由于線圈的自感效應(yīng)，所述發(fā)射線圈中產(chǎn)生自感電流，使發(fā)射線圈端的電流為II。當(dāng)有閉合回路，例如接收線圈、體積較大的金屬等靠近時(shí)，除自感電流外，所述發(fā)射線圈還將與此閉合回路發(fā)生互感效應(yīng)，在所述發(fā)射線圈回路中產(chǎn)生新的感生電流， 從而使發(fā)射線圈內(nèi)的電流變?yōu)?2。所述比較電路和中央處理器可以即時(shí)的接收到所述發(fā)射線圈上的電流值。本發(fā)明的無(wú)線供電平臺(tái)能夠判斷發(fā)射線圈上是否存在負(fù)載，以及能夠判斷負(fù)載存在的位置。具體的，所述中央處理器，按照一定的周期，例如每隔I秒，以掃描的形式依次向各個(gè)發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個(gè)周期的低功率檢測(cè)電流。無(wú)線充電電磁波的頻率為千至兆級(jí)別，發(fā)出數(shù)個(gè)周期的檢測(cè)電流的功耗極低。通過(guò)判斷每個(gè)掃描點(diǎn)發(fā)射線圈是否存在互感效應(yīng)，發(fā)射線圈的電流或波形是否變化，便可知道是發(fā)射線圈上是否存在負(fù)載。電流變化的發(fā)射線圈上存在負(fù)載，負(fù)載位于電流變化的發(fā)射線圈上。如果掃描后發(fā)射線圈上的電流沒(méi)有變化， 很顯然，該發(fā)射線圈上沒(méi)有負(fù)載存在。當(dāng)負(fù)載不存時(shí)，所述無(wú)線供電平臺(tái)的中央處理器繼續(xù)對(duì)發(fā)射線圈發(fā)送周期性的低功率檢測(cè)電流，周期性的檢測(cè)發(fā)射線圈上是否存在負(fù)載。該方法只能判斷發(fā)射線圈處是否有金屬或閉合回路，而不能判斷是否為無(wú)線充電終端，更不能獲得終端信息，也就不能得知終端所需的電壓、功率和其他信息，所述無(wú)線供電平臺(tái)只能向終端提供固定的電壓、功率和頻率的電磁波。本發(fā)明面向多終端的無(wú)線供電方法的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，無(wú)線供電平臺(tái)和終端能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單通訊，如圖5所示，所述無(wú)線供電平臺(tái)發(fā)射周期的檢測(cè)電流以確定有負(fù)載的發(fā)射線圈；確定有負(fù)載發(fā)射線圈的方式同上。所述無(wú)線供電平臺(tái)對(duì)有負(fù)載的發(fā)射線圈，發(fā)射固定個(gè)周期的通訊電磁波。該方法也可以免去發(fā)射周期的檢測(cè)電流的步驟。終端在初次接收到發(fā)射線圈的電磁波能量之后，所述電流處理電路的處理器控制接收線圈的開關(guān)電路，使其按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作?！伴_”，接收線圈閉合，接收線圈與發(fā)射線圈產(chǎn)生互感效應(yīng)，所述中央處理器感知為“有負(fù)載”；“關(guān)”，接收線圈斷路，接收線圈與發(fā)射線圈不產(chǎn)生互感效應(yīng)，所述中央處理感知為“無(wú)負(fù)載”。這樣，通過(guò)發(fā)射線圈與接收線圈的耦合作用，無(wú)線供電平臺(tái)可獲得負(fù)載存在與否的系列開關(guān)信息，并通過(guò)事先約定的編碼方式解碼，從而獲得終端信息，并按照終端信息中的需求提供無(wú)線電磁波能量。所述終端信息包括終端的需求電磁波頻率、電流、電壓、功率等信息。而當(dāng)負(fù)載處為金屬或閉合回路時(shí)，其發(fā)射端接收到的信息僅為持續(xù)的“負(fù)載存在”，即可判斷為“非受電終端”，所述無(wú)線供電平臺(tái)的發(fā)射線圈停止對(duì)該終端的供電，既節(jié)約電能、又可避免金屬或閉合回路產(chǎn)生感生電流發(fā)熱產(chǎn)生危險(xiǎn)。當(dāng)?shù)玫浇K端的需求電磁波頻率、電流、電壓和功率等信息時(shí)，所述無(wú)線供電平臺(tái)的控制電路，按照終端的需求，控制發(fā)射線圈的電流發(fā)射需求的電磁波。舉例定義，“長(zhǎng)開”以20個(gè)周期表示1、“短開”以10個(gè)周期表示O、關(guān)以10個(gè)周期表示間隔。周期N為100的情況下，如接收線圈在這100個(gè)周期內(nèi)，電流處理電路使接收線圈的狀態(tài)為“長(zhǎng)開-關(guān)-短開-關(guān)-長(zhǎng)開-關(guān)-短開-關(guān)”，則中央處理器判斷為“負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間存在-間隔-負(fù)載短時(shí)間存在-間隔-負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間存在-間隔-負(fù)載短時(shí)間存在”， 譯為終端的“1010”信號(hào)，表示“無(wú)線終端的接收額定電壓5V、功率5W”，這樣所述中央處理器安裝終端的需求，控制發(fā)射線圈的電流發(fā)射需求的電磁波。所述終端上的接收線圈接收到需求的電磁后，通過(guò)電流處理電路，將電流轉(zhuǎn)化為穩(wěn)壓直流，再用穩(wěn)壓直流電流為終端上的電子設(shè)備供電。本發(fā)明無(wú)線供電平臺(tái)的供電方法可以使無(wú)線供電平臺(tái)和終端實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單通訊，當(dāng)金屬物體靠近發(fā)射線圈時(shí)，所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)同金屬物體的通訊判斷其不需要接收電磁能，避免金屬長(zhǎng)時(shí)間處于電磁波中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而產(chǎn)生危險(xiǎn)，且浪費(fèi)電能。本發(fā)明提供的面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)及方法，在無(wú)需增加額外通訊模塊的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)無(wú)線供電平臺(tái)與終端之間的通訊，判斷負(fù)載是否為無(wú)線終端設(shè)備、并獲得終端信息，為目標(biāo)提供所需的無(wú)線電磁波能量；實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)、輸入不一的終端同時(shí)進(jìn)行無(wú)線充電，是一種通訊簡(jiǎn)單、多目標(biāo)、寬輸出的無(wú)線供電系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)線充電。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)，包括無(wú)線供電平臺(tái)和多個(gè)具有無(wú)線接收裝置的終端， 其特征在于，所述無(wú)線供電系統(tǒng)包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個(gè)發(fā)射線圈；所述無(wú)線接收裝置包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括同接收線圈連接的開關(guān)電路；所述無(wú)線供電平臺(tái)的控制電路通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；所述多個(gè)終端的接收線圈收到發(fā)射線圈的電磁波后，分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作；所述無(wú)線供電平臺(tái)收到與接收線圈開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波，獲得負(fù)載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在發(fā)射固定周期的通訊電磁波之前，以掃描的形式依次向各個(gè)發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個(gè)周期的檢測(cè)電流；所述發(fā)射線圈與終端的接收線圈間產(chǎn)生互感效應(yīng)，并產(chǎn)生互感電流；所述控制電路通過(guò)發(fā)射線圈電流或波形的變化，來(lái)判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進(jìn)而判斷是否存在終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終端是否為受電終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為非受電終端，所述無(wú)線供電平臺(tái)停止供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無(wú)線供電平臺(tái)發(fā)射滿足所述終端信息的電磁波。
6.面向多終端的無(wú)線供電方法，適用于無(wú)線供電平臺(tái)對(duì)多個(gè)具有無(wú)線接收裝置的終端供電，具體包括以下步驟步驟A、所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；步驟B、多個(gè)終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關(guān)電路分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作；步驟C、所述無(wú)線供電平臺(tái)收到與接收線圈開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波，獲得負(fù)載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括以下步驟步驟I、所述無(wú)線供電平臺(tái)以掃描的形式依次向各個(gè)發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個(gè)周期的檢測(cè)電流；步驟2、發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生互感效應(yīng)，產(chǎn)生互感電流；步驟3、所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)發(fā)射線圈電流或波形的變化，來(lái)判斷發(fā)射線圈上是否產(chǎn)生互感電流、進(jìn)而判斷是否存在負(fù)載。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終端是否為受電終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟3之后，所述終端信息為非受電終端，所述無(wú)線供電平臺(tái)停止供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟3之后，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無(wú)線供電平臺(tái)發(fā)射該滿足該終端信息的電磁波。
全文摘要
本發(fā)明公開的面向多終端的無(wú)線供電系統(tǒng)及方法，具體包括以下步驟所述無(wú)線供電平臺(tái)通過(guò)發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；多個(gè)終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關(guān)電路分別按照固定的編碼方式進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作；所述無(wú)線供電平臺(tái)收到與接收線圈開關(guān)動(dòng)作相應(yīng)的電磁波，獲得負(fù)載的終端信息；隨后平臺(tái)按照通訊信息要求，對(duì)終端所在位置線圈發(fā)射所需頻率、電壓、功率的電磁波。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)、輸入不一的終端同時(shí)進(jìn)行無(wú)線充電，是一種通訊簡(jiǎn)單、多目標(biāo)、寬輸出的無(wú)線供電系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)線充電。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102611213SQ20121009519
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者劉開磊, 張哲 , 王一晨, 郭正雄 申請(qǐng)人:劉開磊, 張哲 , 王一晨, 郭正雄