無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法，其中無線充電裝置包括：發(fā)射線圈組、電流檢測電路、控制器和驅(qū)動單元，電流檢測電路實(shí)時檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將所述平均電流值發(fā)送給控制器；控制器根據(jù)接收的平均電流值，判斷受電設(shè)備的位置和形狀，并生成相應(yīng)的驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動單元；驅(qū)動單元驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈對受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸，有效地提高充電效率，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性高。
【專利說明】無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線充電技術(shù)，尤其涉及一種無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前越來越多的電子設(shè)備開始使用無線充電的方式進(jìn)行充電或供電，這使得用戶在使用產(chǎn)品的時候能夠擺脫有線的束縛，更加方便。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采用比較廣泛的無線充電(供電)技術(shù)，都是用電磁感應(yīng)方式，但這種方式存在一些問題:如果發(fā)射線圈和接收線圈的位置不能夠準(zhǔn)確吻合，則供電效率會大幅降低；如果在發(fā)射線圈和接收線圈之間存在異物，則充電裝置會出現(xiàn)發(fā)熱的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有的無線充電技術(shù)中發(fā)射線圈與接收線圈不吻合或存在異物導(dǎo)致的充電效率低的問題，本發(fā)明提供一種無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法，能夠有效的提高充電效率。
[0005]一種無線充電裝置，包括:
[0006]發(fā)射線圈組，包括呈預(yù)定形狀排列的多個發(fā)射線圈；
[0007]電流檢測電路，用于實(shí)時檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將平均電流值發(fā)送給控制器；
[0008]控制器，用于根據(jù)接收的平均電流值，判斷受電設(shè)備的位置和形狀，并生成相應(yīng)的驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動單元；
[0009]驅(qū)動單元，用于驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈對受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
[0010]一種無線充電系統(tǒng)，包括一個或多個受電設(shè)備以及上述的無線充電裝置，受電設(shè)備包括:
[0011]多個接收線圈，用于與發(fā)射線圈進(jìn)行感應(yīng)耦合為受電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0012]一種無線充電方法，利用上述的無線充電裝置為受電設(shè)備充電，所述方法包括:
[0013]在多個發(fā)射線圈表面放置有受電設(shè)備時，電流檢測電路分別檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將平均電流值發(fā)送給控制器；
[0014]控制器根據(jù)接收到的平均電流值，確定受電設(shè)備的位置和形狀；
[0015]控制器根據(jù)確定結(jié)果生成控制信號發(fā)送給驅(qū)動單元；
[0016]驅(qū)動單元根據(jù)控制信號驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈為受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
[0017]本發(fā)明提供的無線充電裝置、充電系統(tǒng)及充電方法，通過檢測受電設(shè)備的位置和形狀，控制發(fā)射線圈按照對應(yīng)受電設(shè)備的形狀進(jìn)行充電，有效地提高充電效率，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的無線充電裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明提供的無線充電系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3a為本發(fā)明提供的無線充電系統(tǒng)一種實(shí)施例中發(fā)射線圈的布局示意圖。
[0021]圖3b為本發(fā)明提供的無線充電系統(tǒng)一種實(shí)施例中接收線圈的布局示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明提供的無線充電方法一種實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個或者更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0024]無線充電裝置實(shí)施例:
[0025]如圖1所示，一種無線充電裝置，包括:
[0026]發(fā)射線圈組，包括呈預(yù)定形狀排列的多個發(fā)射線圈101 ；
[0027]電流檢測電路102，用于實(shí)時檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將平均電流值發(fā)送給控制器103 ；
[0028]控制器103，根據(jù)接收的平均電流值，判斷受電設(shè)備的位置和形狀，并生成相應(yīng)的驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動單元104 ；
[0029]驅(qū)動單元104，用于驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備的發(fā)射線圈對受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
[0030]具體地，發(fā)射線圈101為電磁感應(yīng)線圈，形狀可以為圓形或方形，可根據(jù)市場需求設(shè)定，發(fā)射線圈101的形狀應(yīng)與受電設(shè)備中的接收線圈的形狀相匹配。
[0031]電流檢測電路102實(shí)時檢測各個發(fā)射線圈101的平均電流值，并將檢測到的平均電流值發(fā)送給控制器103。
[0032]控制器103接收電流檢測電路102發(fā)送的平均電流值，并將該平均電流值與預(yù)設(shè)電流值相比較，預(yù)設(shè)電流值可以根據(jù)需要自行設(shè)定，一般地，預(yù)設(shè)電流值小于發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生感應(yīng)耦合時的電流值，即當(dāng)檢測到的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值時，則認(rèn)為對應(yīng)該平均電流值的發(fā)射線圈101已經(jīng)對應(yīng)受電設(shè)備的接收線圈，該發(fā)射線圈所在位置即受電設(shè)備的位置。
[0033]當(dāng)檢測到一個發(fā)射線圈101對應(yīng)有受電設(shè)備，則檢測與該發(fā)射線圈相鄰的各個發(fā)射線圈的平均電流值，當(dāng)檢測到的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值時，則認(rèn)為對應(yīng)該平均電流值的發(fā)射線圈101已經(jīng)對應(yīng)受電設(shè)備的接收線圈，所有對應(yīng)受電設(shè)備的發(fā)射線圈圍成的區(qū)域即為受電設(shè)備的形狀。
[0034]控制器103根據(jù)受電設(shè)備的位置和形狀，生成相應(yīng)的驅(qū)動信號，發(fā)送給驅(qū)動單元104。
[0035]可選地，控制器103可采用單片機(jī)或PLC。
[0036]驅(qū)動單元104接收控制器103發(fā)送的控制信號，驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈對受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。[0037]可選地，多個發(fā)射線圈101可采用蜂窩式排列或矩陣排列，排列密度可以根據(jù)實(shí)際使用情況設(shè)定。
[0038]本實(shí)施例提供的無線充電裝置，通過檢測受電設(shè)備的位置和形狀，控制發(fā)射線圈按照對應(yīng)受電設(shè)備的形狀進(jìn)行充電，能夠有效解決發(fā)射線圈與接收線圈不吻合還進(jìn)行供電導(dǎo)致的充電效率低的問題，以及發(fā)射線圈與接收線圈之間存在異物還進(jìn)行供電導(dǎo)致發(fā)熱的問題，有效提高了充電效率。
[0039]無線充電系統(tǒng)實(shí)施例:
[0040]如圖2所示，本發(fā)明提供的無線充電系統(tǒng)，包括無線充電裝置A以及受電設(shè)備B，受電設(shè)備B可以為一個或多個。
[0041]無線充電裝置A包括多個發(fā)射線圈201、電流檢測電路202、控制器203以及驅(qū)動單元204，無線充電裝置A的結(jié)構(gòu)和原理與上述實(shí)施例相同，在此不在贅述。
[0042]受電設(shè)備B包括多個接收線圈205，接收線圈205與無線充電裝置A中的發(fā)射線圈201吻合接觸時能進(jìn)行感應(yīng)耦合產(chǎn)生電磁能量。
[0043]此外，受電設(shè)備B還包括充電電池206和電能轉(zhuǎn)換單元207，當(dāng)接收線圈205與發(fā)射線圈201進(jìn)行感應(yīng)耦合產(chǎn)生的電磁能量通過電能轉(zhuǎn)換單元207轉(zhuǎn)換成電能，為充電電池206進(jìn)行電力傳輸。
[0044]圖3a為無線充電裝置A中的多個發(fā)射線圈201的布局示意圖，多個發(fā)射線圈201呈矩陣排列，分別進(jìn)行編號:1 、2、3、4、5……49，圖3b為受電設(shè)備B中的接收線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，多個接收線圈205呈不規(guī)則排列,分別編號u、v、w、x、y、z。
[0045]將受電設(shè)備B放置在發(fā)射線圈的表面，當(dāng)編號為u的接收線圈與編號為17的發(fā)射線圈對應(yīng)吻合，則編號為17的發(fā)射線圈的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值，當(dāng)檢測到編號為17的發(fā)射線圈的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值，則認(rèn)為編號為17的發(fā)射線圈對應(yīng)的位置即為受電設(shè)備B所在的位置，控制器203生成相應(yīng)的驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動單元204驅(qū)動編號為17的發(fā)射線圈進(jìn)行電力傳輸，之后擴(kuò)大一圈進(jìn)行檢測，即檢測相鄰的編號為9、10、11、16、18、23、24、25的發(fā)射線圈的平均電流值，當(dāng)檢測到編號為18、25的發(fā)射線圈的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值時，控制器203控制驅(qū)動編號為a的發(fā)射線圈進(jìn)行電力傳輸，之后再擴(kuò)大一圈進(jìn)行檢測，以此類推，直到檢測到的平均電流值小于預(yù)設(shè)電流值，平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值的發(fā)射線圈所對應(yīng)的區(qū)域即為受電設(shè)備的形狀，即編號為17、18、19、20、25、26的發(fā)射線圈。
[0046]受電設(shè)備B可任意放置在發(fā)射線圈表面，若受電設(shè)備B中只有編號為U、V、w的接收線圈與發(fā)射線圈對應(yīng)吻合，則控制器203只驅(qū)動對應(yīng)U、V、w的發(fā)射線圈進(jìn)行電力傳輸。
[0047]當(dāng)無線充電裝置檢測到受電設(shè)備即對受電設(shè)備進(jìn)行充電，發(fā)射線圈的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收線圈的數(shù)量，因此可以同時對多個受電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0048]此外，受電設(shè)備B還包括顯示單元208，用于當(dāng)發(fā)射線圈201與接收線圈205產(chǎn)生感應(yīng)耦合時進(jìn)行顯示，以使用戶得知該無線充電系統(tǒng)已正常工作，若發(fā)射線圈201與接收線圈205未產(chǎn)生感應(yīng)耦合，則無線充電裝置未檢測到受電設(shè)備的位置，用戶可調(diào)整受電設(shè)備B的位置。
[0049]本實(shí)施例提供的無線充電系統(tǒng)，采用無線充電裝置，可以對一個或多個受電設(shè)備同時進(jìn)行充電，并且受電設(shè)備的形狀不受限制，受電設(shè)備可任意放置在發(fā)射線圈表面，可以通過檢測受電設(shè)備的位置和形狀，控制發(fā)射線圈按照對應(yīng)受電設(shè)備的形狀進(jìn)行充電，最大限度的提高充電效率。
[0050]無線充電方法實(shí)施例:
[0051]如圖4所示，采用無線充電裝置為受電設(shè)備充電，該方法包括:
[0052]步驟SlOl:在多個發(fā)射線圈表面放置有受電設(shè)備時，電流檢測電路分別檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將平均電流值發(fā)送給控制器；
[0053]步驟S102:控制器根據(jù)接收到的平均電流值，確定受電設(shè)備的位置和形狀；
[0054]步驟S103:控制器根據(jù)確定結(jié)果生成控制信號發(fā)送給驅(qū)動單元；
[0055]步驟S104:驅(qū)動單元根據(jù)所述控制信號驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈為受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
[0056]具體地，判斷受電設(shè)備位置的方法具體包括:
[0057]將各個發(fā)射線圈的平均電流值與預(yù)設(shè)電流值進(jìn)行比較，當(dāng)平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值，則該發(fā)射線圈對應(yīng)的位置即為受電設(shè)備的位置。
[0058]一般地，預(yù)設(shè)電流值小于發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生感應(yīng)耦合時的電流值，即當(dāng)檢測到的平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值時，則認(rèn)為對應(yīng)該平均電流值的發(fā)射線圈已經(jīng)對應(yīng)受電設(shè)備的接收線圈，該發(fā)射線圈所在位置即受電設(shè)備的位置。
[0059]判斷受電設(shè)備的形狀的方法包括:
[0060]當(dāng)檢測到其中一個發(fā)射線圈對應(yīng)有受電設(shè)備，則檢測與該發(fā)射線圈相鄰的發(fā)射線圈的平均電流值，平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值的發(fā)射線圈所對應(yīng)的區(qū)域即為受電設(shè)備的形狀。
[0061]控制器生成相應(yīng)的控制信號發(fā)送給驅(qū)動單元，驅(qū)動單元驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈，對應(yīng)的發(fā)射線圈與受電設(shè)備的接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)耦合，產(chǎn)生電磁能量，電磁能量通過電能轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成電能，為受電設(shè)備中的充電電池進(jìn)行充電。
[0062]當(dāng)檢測到受電設(shè)備即對受電設(shè)備進(jìn)行充電，發(fā)射線圈的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收線圈的數(shù)量，因此可以同時對多個受電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0063]電流檢測電路按照水平、垂直或Z形的方向分別檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，如圖3a所示，檢測順序可以為按照發(fā)射線圈編號1-7、8-14……的水平方向順序檢測，也可以按照發(fā)射線圈編號1、8……43的垂方向直順序檢測，還可以按照發(fā)射線圈編號1-7，13、19......43，44-49的Z形方向順序進(jìn)行檢測。
[0064]此外，當(dāng)未檢測到受電設(shè)備的位置時，調(diào)整所述受電設(shè)備的位置再進(jìn)行步驟S101。
[0065]受電設(shè)備還包括顯示單元，用于當(dāng)發(fā)射線圈與接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)耦合時進(jìn)行顯示，以使用戶得知該無線充電系統(tǒng)已正常工作，若發(fā)射線圈與接收線圈未產(chǎn)生感應(yīng)耦合，則無線充電裝置未檢測到受電設(shè)備的位置，用戶可調(diào)整受電設(shè)備的位置，調(diào)整之后再進(jìn)行步驟 SlOl。
[0066]本實(shí)施例提供的無線充電方法，可以對一個或多個受電設(shè)備同時進(jìn)行充電，并且受電設(shè)備的形狀不受限制，受電設(shè)備可任意放置在發(fā)射線圈表面，通過檢測受電設(shè)備的位置和形狀，控制發(fā)射線圈按照對應(yīng)受電設(shè)備的形狀進(jìn)行充電，能夠有效解決發(fā)射線圈與接收線圈不吻合還進(jìn)行供電導(dǎo)致的充電效率低的問題，以及發(fā)射線圈與接收線圈之間存在異物還進(jìn)行供電導(dǎo)致發(fā)熱的問題，有效提高了充電效率。[0067]雖然已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種無線充電裝置，其特征在于，包括: 發(fā)射線圈組，包括呈預(yù)定形狀排列的多個發(fā)射線圈； 電流檢測電路，用于實(shí)時檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將所述平均電流值發(fā)送給控制器； 控制器，用于根據(jù)接收的平均電流值，判斷受電設(shè)備的位置和形狀，并生成相應(yīng)的驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動單元； 驅(qū)動單元，用于驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈對受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于，所述多個發(fā)射線圈呈矩陣排列或蜂窩式排列。
3.一種無線充電系統(tǒng)，包括一個或多個受電設(shè)備以及權(quán)利要求1或2所述的無線充電裝置，其特征在于，所述受電設(shè)備包括: 多個接收線圈，用于與所述發(fā)射線圈進(jìn)行感應(yīng)耦合產(chǎn)生電磁能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述受電設(shè)備還包括充電電池和電能轉(zhuǎn)換單元，所述電能轉(zhuǎn)換單元用于將所述電磁能量轉(zhuǎn)換成電能為所述充電電池進(jìn)行電力傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述多個接收線圈呈矩陣排列或蜂窩式排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述受電設(shè)備還包括顯示單元，用于當(dāng)所述發(fā)射線圈與所述接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)耦合時進(jìn)行顯示。
7.一種無線充電方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1或2所述的無線充電裝置為受電設(shè)備充電，所述方法包括: 在多個發(fā)射線圈表面放置有受電設(shè)備時，電流檢測電路分別檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值，并將所述平均電流值發(fā)送給控制器； 控制器根據(jù)接收到的平均電流值，確定受電設(shè)備的位置和形狀； 控制器根據(jù)確定結(jié)果生成控制信號發(fā)送給驅(qū)動單元； 所述驅(qū)動單元根據(jù)所述控制信號驅(qū)動對應(yīng)受電設(shè)備位置和形狀的發(fā)射線圈為受電設(shè)備進(jìn)行電力傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線充電方法，其特征在于，判斷受電設(shè)備位置的方法包括: 將各個發(fā)射線圈的平均電流值與預(yù)設(shè)電流值進(jìn)行比較，確定平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值的發(fā)射線圈所在的位置，為受電設(shè)備的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線充電方法，其特征在于，判斷受電設(shè)備的形狀的方法包括:當(dāng)檢測到其中一個發(fā)射線圈對應(yīng)有受電設(shè)備，則檢測與該發(fā)射線圈相鄰的發(fā)射線圈的平均電流值，確定所述發(fā)射線圈組中平均電流值大于預(yù)設(shè)電流值的發(fā)射線圈所對應(yīng)的區(qū)域，為受電設(shè)備的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線充電方法，其特征在于，所述電流檢測電路按照水平、垂直或Z形順序分別檢測各個發(fā)射線圈的平均電流值。
【文檔編號】H02J7/00GK103812149SQ201210444524
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】熊賡超 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾科技有限公司