專利名稱：具有無線充電功能的機頂盒及其無線充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有無線充電功能的機頂盒及其無線充電方法，尤其是涉及一種基于電磁感應(yīng)技術(shù)的無線充電機頂盒及其無線充電方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著生活中各類移動設(shè)備(如智能手機、平板電腦、電子書、數(shù)碼相機等)的增多，移動設(shè)備的智能化不斷增強，種類繁多的應(yīng)用和服務(wù)都被加載在移動設(shè)備上，使得移動設(shè)備的耗電量劇增，用戶甚至需要每天充電，加之各類移動設(shè)備的兼容性問題，用戶需要配備多種充電設(shè)備，帶來用戶操作和管理充電設(shè)備的不便。盡管有紅外、射頻等無線數(shù)據(jù)傳輸方式能夠減少了線纜數(shù)量，但是這些最基本的電力能源供應(yīng)仍主要基于有線傳輸，給原本移動性很強的移動設(shè)備帶來影響。此外，各種充電設(shè)備質(zhì)量參差不齊，加上線纜的交織錯雜，還存在一定的安全隱患?，F(xiàn)在機頂盒的使用范圍逐步擴大，卻不存在無線充電的機頂盒，給其應(yīng)用帶來了一定的局限性。如果能對其無線充電功能進行進一步開發(fā)，必然會拓展其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中移動設(shè)備充電不便、不安全的問題，提供一種具有無線充電功能的機頂盒及無線充電方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:具有無線充電功能的機頂盒，包括具有電源輸入端的機頂盒本體，還包括電源模塊、驅(qū)動電路模塊、發(fā)射線圈、電能檢測模塊和控制及通信模塊，電源模塊與電源輸入端及驅(qū)動電路模塊相連，發(fā)射線圈分別與驅(qū)動電路模塊及電能檢測模塊相連，電能檢測模塊又與控制及通信模塊相連，控制及通信模塊與驅(qū)動電路相連；所述電源模塊用于對驅(qū)動電路模塊提供平穩(wěn)的低壓直流電；所述驅(qū)動電路模塊用于將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，并進行功率放大后加載在發(fā)射線圈上；所述發(fā)射線圈用于與待充電的移動設(shè)備的次級線圈之間產(chǎn)生緊密耦合作用，使次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電；所述電能檢測模塊，用于檢測發(fā)射線圈的電壓和電流變化情況，并將變化情況信息傳遞給控制及通信模塊；所述控制及通信模塊，用于與移動設(shè)備之間建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息，以及接收電能檢測模塊傳遞的變化情況信息，根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制。進一步的，該機頂盒還包括信息顯示模塊，信息顯示模塊與控制及通信模塊相連，用于從控制及通信模塊處獲取充電狀態(tài)的信息，并通過外接屏幕對充電狀態(tài)的信息進行信息提示。
具體的，電源模塊為交流-直流轉(zhuǎn)換模塊和/或機頂盒自帶直流電源模塊。交流-直流轉(zhuǎn)換模塊即AC/DC轉(zhuǎn)換模塊。優(yōu)選的，控制及通信模塊根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制，包括，控制及通信模塊對變化情況信息進行解碼，判斷移動設(shè)備的是否為電量充滿狀態(tài)；如果是，則關(guān)閉電源模塊的電路輸出，各模塊進入待機狀態(tài)，無線充電流程終止；否則，繼續(xù)向被充電的移動設(shè)備充電。本發(fā)明的另一目的還在于提出一種具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法，該方法包括以下步驟:a.將待充電的移動設(shè)備放置在機頂盒無線充電面板上；b.控制及通信模塊與移動設(shè)備建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息，無線充電流程開啟；c.電源模塊向驅(qū)動電路模塊提供低壓直流電；d.驅(qū)動電路模塊將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，進行功率放大后加載在發(fā)射線圈上；e.發(fā)射線圈根據(jù)高頻脈沖電壓產(chǎn)生變化的磁場，并發(fā)射磁場能量；f.移動設(shè)備上接收線圈與發(fā)射線圈發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電；g.電能檢測模塊檢測發(fā)射線圈上的電壓和電流變化狀況，并將變化狀況信息傳送給控制及通信模塊；h.控制及通信模塊接收電能檢測模塊傳遞的變化狀況信息，對充電狀態(tài)進行控制。具體的，步驟h為:控制及通信模塊根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制，包括，控制及通信模塊對變化情況信息進行解碼，判斷移動設(shè)備的是否為電量充滿狀態(tài)；如果是，則關(guān)閉電源模塊的電路輸出，各模塊進入待機狀態(tài)，無線充電流程終止；否則，繼續(xù)向移動設(shè)備充電。優(yōu)選的，步驟h后還包括j.系統(tǒng)處理控制及通信模塊產(chǎn)生的充電狀態(tài)的信息，并將處理后的充電狀態(tài)的信息輸出到信息顯示模塊，通過外接屏幕進行顯示。具體的，在控制及通信模塊關(guān)閉電源模塊的電路輸出后，將無線充電流程終止信息傳送給信息顯示模塊，所述信息顯示模塊通過外接屏幕進行顯示，提示移動設(shè)備的電量已充滿。本發(fā)明的有益效果是:使機頂盒具有無線充電的功能，可以給具備無線充電功能的移動設(shè)備提供電能，避免了繁瑣的線纜和配備多種充電器帶來的使用不便，提高用戶的使用便利性；同時避免了有線連接帶來的電氣安全隱患；此外由于能夠采用獨立于機頂盒自身的電源模塊如AC/DC轉(zhuǎn)換模塊作為電源模塊，使得機頂盒在待機狀態(tài)下也能夠進行無線電能輸出。本發(fā)明適用于為移動設(shè)備進行無線充電。


圖1為本發(fā)明實施例的具有無線充電功能的機頂盒為移動設(shè)備充電的原理示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明中具有無線充電功能的機頂盒是基于電磁感應(yīng)技術(shù)的，因此本發(fā)明使用的待充電的移動設(shè)備應(yīng)是具備無線充電功能，需具備能夠接收機頂盒的電磁感應(yīng)線圈能量的次級線圈。實施例如圖1，本實施例中的具有無線充電功能的機頂盒，包括具有電源輸入端的機頂盒本體，還包括電源模塊、驅(qū)動電路模塊、發(fā)射線圈、電能檢測模塊和控制及通信模塊，電源模塊與電源輸入端及驅(qū)動電路模塊相連，發(fā)射線圈分別與驅(qū)動電路模塊及電能檢測模塊相連，電能檢測模塊又與控制及通信模塊相連，控制及通信模塊與驅(qū)動電路相連；A.AC/DC轉(zhuǎn)換模塊:本例中選取AC/DC轉(zhuǎn)換模塊作為電源模塊，該轉(zhuǎn)換模塊能夠?qū)⒔涣魇须娬鞒煞€(wěn)定的低壓直流電，并進行濾波，濾掉諧波部分，輸出平穩(wěn)的直流電，該直流電被輸入至驅(qū)動電路模塊。AC/DC轉(zhuǎn)換模塊與機頂盒自身的電源電路部分是獨立的，保證機頂盒可以在待機狀態(tài)下給移動設(shè)備無線輸電；B.驅(qū)動電路模塊:用于高頻逆變和功率放大，將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓并進行功率放大后加在發(fā)射線圈上；C.發(fā)射線圈:即初級線圈，用于根據(jù)脈沖電壓產(chǎn)生變化的磁場，與待充電的移動設(shè)備的次級線圈之間產(chǎn)生緊密耦合作用，使次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電；D.電能檢測模塊:檢測發(fā)射線圈上的電壓和電流變化狀況，并將變化狀況信息傳送給控制及通信模塊；E.控制及通信模塊:用于接收電能檢測模塊傳遞的變化情況信息及對充電狀態(tài)進行控制，并將狀態(tài)信息傳遞給信息顯示模塊，同時與移動設(shè)備之間建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息；該模塊與移動設(shè)備間的通信是利用反向散射調(diào)制實現(xiàn)的；F.信息顯示模塊:與控制及通信模塊相連，并外接屏幕；從控制及通信模塊處獲取充電狀態(tài)的信息，并對充電狀態(tài)的信息進行信息提示；如將充電狀態(tài)的信息并由機頂盒中央處理器(CPU)進行處理，處理后的狀態(tài)信息輸出到屏幕上進行顯示，提醒用戶移動設(shè)備處在“充電中”還是“充電結(jié)束”狀態(tài)下或顯示當前充電進度。此外，本發(fā)明還可以利用機頂盒自帶電源模塊作為電源模塊向驅(qū)動電路模塊提供低壓直流電。本發(fā)明的的應(yīng)用對象包含數(shù)字電視機頂盒、IPTV機頂盒、OTT機頂盒、游戲終端、DVD等廣義上的機頂盒類設(shè)備。在本例中，具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法包括以下步驟:步驟1.啟動無線充電:將待充電的移動設(shè)備放置在機頂盒無線充電面板上，機頂盒的控制及通信模塊與移動設(shè)備的控制模塊建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息，開啟無線充電流程；控制及通信模塊將充電流程開啟信息傳送給信息顯示模塊，信息顯示模塊通過外接屏幕顯示充電流程開啟信息，提醒用戶設(shè)備進入無線充電狀態(tài)；
步驟2.電能轉(zhuǎn)化:AC/DC轉(zhuǎn)換模塊將輸入的電轉(zhuǎn)換為低壓直流電，并通過濾波電路濾掉諧波成分，輸出平穩(wěn)的直流電；步驟3.高頻逆變及放大:驅(qū)動電路模塊接收AC/DC轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電，將其逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，并通過功放電路對脈沖電壓進行功率放大，繼而加載在發(fā)射線圈上；步驟4.能量發(fā)射:發(fā)射線圈根據(jù)高頻脈沖電壓產(chǎn)生變化的磁場，并發(fā)射磁場能量;步驟5.電磁感應(yīng):移動設(shè)備上的接收線圈與發(fā)射線圈發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電；步驟6.充電檢測:電能檢測模塊探測輸出電路狀態(tài)，電池電量充滿后，接收線圈負載發(fā)生變化進入空載，發(fā)射線圈的電流和電壓隨即產(chǎn)生變化，電能檢測模塊將變化情況傳遞給控制及通信模塊；步驟7.無線充電終止:控制及通信模塊接收電能檢測模塊傳遞的信息，對信息進行解碼，判斷是否為電量充滿信號，如果是則關(guān)閉電源模塊的電路輸出，各模塊進入待機狀態(tài)，無線充電流程終止；步驟8.充電結(jié)束提示:控制及通信模塊將充電結(jié)束的信息傳遞給信息顯示模塊，通過電視等顯示屏幕出現(xiàn)充電結(jié)束提示信息。本發(fā)明遵照無線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium)的國際無線充電標準Qi實施，保證了基于本發(fā)明產(chǎn)品的兼容性和通用性，符合Qi標準的設(shè)備均可使用基于本發(fā)明的機頂盒充電。Qi標準為全球唯一的國際性無線充電標準，是基于電磁感應(yīng)的技術(shù)方式制定的，電磁感應(yīng)是目前無線充電技術(shù)中最為成熟的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.具有無線充電功能的機頂盒，包括具有電源輸入端的機頂盒本體，其特征在于，包括電源模塊、驅(qū)動電路模塊、發(fā)射線圈、電能檢測模塊和控制及通信模塊，電源模塊與電源輸入端及驅(qū)動電路模塊相連，發(fā)射線圈分別與驅(qū)動電路模塊及電能檢測模塊相連，電能檢測模塊又與控制及通信模塊相連，控制及通信模塊與驅(qū)動電路相連； 所述電源模塊用于對驅(qū)動電路模塊提供平穩(wěn)的低壓直流電； 所述驅(qū)動電路模塊用于將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，并進行功率放大后加載在發(fā)射線圈上； 所述發(fā)射線圈用于與待充電的移動設(shè)備的次級線圈之間產(chǎn)生緊密耦合作用，使次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電； 所述電能檢測模塊，用于檢測發(fā)射線圈的電壓和電流變化情況，并將變化情況信息傳遞給控制及通信模塊； 所述控制及通信模塊，用于與移動設(shè)備之間建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息，以及接收電能檢測模塊傳遞的變化情況信息，根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的具有無線充電功能的機頂盒，其特征在于，包括信息顯示模塊，信息顯示模塊與控制及通信模塊相連，用于從控制及通信模塊處獲取充電狀態(tài)的信息，并對充電狀態(tài)的信息進行信息提示。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有無線充電功能的機頂盒，其特征在于，電源模塊為交流-直流轉(zhuǎn)換模塊和/或機頂盒自帶直流電源模塊。
4.如權(quán)利要求1或2所述的具有無線充電功能的機頂盒，其特征在于，控制及通信模塊根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制，包括，控制及通信模塊對變化情況信息進行解碼，判斷移動設(shè)備的是否為電量充滿狀態(tài)；如果是，則關(guān)閉電源模塊的電路輸出，各模塊進入待機狀態(tài)，無線充電流程終 止；否則，繼續(xù)向移動設(shè)備充電。
5.具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法，其特征在于，包括以下步驟: a.將待充電的移動設(shè)備放置在機頂盒無線充電面板上； b.控制及通信模塊與移動設(shè)備建立通信機制，確認移動設(shè)備的身份及設(shè)備信息，無線充電流程開啟； c.電源模塊向驅(qū)動電路模塊提供低壓直流電； d.驅(qū)動電路模塊將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，進行功率放大后加載在發(fā)射線圈上； e.發(fā)射線圈根據(jù)高頻脈沖電壓產(chǎn)生變化的磁場，并發(fā)射磁場能量； f.移動設(shè)備上接收線圈與發(fā)射線圈發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電； g.電能檢測模塊檢測發(fā)射線圈上的電壓和電流變化狀況，并將變化狀況信息傳送給控制及通信模塊； h.控制及通信模塊接收電能檢測模塊傳遞的變化狀況信息，對充電狀態(tài)進行控制。
6.如權(quán)利要求5所述的具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法，其特征在于，步驟h具體為:控制及通信模塊根據(jù)變化情況信息對充電狀態(tài)進行控制，包括，控制及通信模塊對變化情況信息進行解碼，判斷移動設(shè)備的是否為電量充滿狀態(tài)；如果是，則關(guān)閉電源模塊的電路輸出，各模塊進入待機狀態(tài)，無線充電流程終止；否則，繼續(xù)向移動設(shè)備充電。
7.如權(quán)利要求6所述的具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法，其特征在于，步驟h后還包括 j.系統(tǒng)處理控制及通信模塊產(chǎn)生的充電狀態(tài)的信息，并將處理后的充電狀態(tài)的信息輸出到信息顯示模塊，通過外接屏幕進行顯示。
8.如權(quán)利要求7所述的具有無線充電功能的機頂盒的無線充電方法，其特征在于，在控制及通信模塊關(guān)閉電源模塊的電路輸出后，將無線充電流程終止信息傳送給信息顯示模塊，所述信息顯示模 塊通過外接屏幕進行顯示，提示移動設(shè)備的電量已充滿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有無線充電功能的機頂盒及其無線充電方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中移動設(shè)備充電不便、不安全的問題。采用的技術(shù)方案可概括為具有無線充電功能的機頂盒，包括具有電源輸入端的機頂盒本體，還包括電源模塊、驅(qū)動電路模塊、發(fā)射線圈、電能檢測模塊和控制及通信模塊；電源模塊與電源輸入端相連，為驅(qū)動電路模塊提供低壓直流電；驅(qū)動電路模塊將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，并進行功率放大后加載在發(fā)射線圈上，繼而待充電的移動設(shè)備的次級線圈受到激發(fā)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為移動設(shè)備充電；電能檢測模塊檢測發(fā)射線圈的電壓和電流變化情況，控制及通信模塊根據(jù)變化情況對充電狀態(tài)進行控制。本發(fā)明適用于為移動設(shè)備進行無線充電。
文檔編號H02J7/02GK103209347SQ201310118958
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者宋立立, 賈匯東, 張美春, 李紅建, 王翔, 廖覃露 申請人:四川長虹電器股份有限公司