CN101123318A - 一种无线充电手机、充电装置及其充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电手机及其配套的无线充电装置，无线充电装置中有一个线圈作为电磁场发射器，在电磁场发射器附近的手机中有另一个线圈作为电磁场接收器，通过电磁振荡在接收器产生感应电流，可在一定的范围内实现手机的无线充电。进行无线充电的步骤为：A)无线充电装置中的电流振荡器可产生变化的电流输送到线圈A，使线圈A产生变化的电磁场；B)将手机的线圈B部分置于无线充电装置的充电区中，线圈B中产生感应电流；C)感应电流输送到手机的充电电池，为充电电池进行充电。与现有的各类无线充电装置相比，本发明提出的电磁场能量交换方式的充电装置制作简单、成本低，能量利用率高，可以为手机等多种低功率电子产品实现无线充电。
Description
【技术领域】
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电手机、充电装置及其充电方法。
【背景技术】
手机、PDA、MP3播放器、电动玩具等大量的便携式电子设备均使用充电电池，但在许多情况下，这些电子设备的充电电池电量耗尽时，无法及时找到可充电电源。一方面随着科技的发展，各类时尚型电子产品发展趋势是功能日益丰富，造成了对供电需求的不断增长，另一方面这类电子产品为了便于携带，厂商及消费都在追求更小的体积及更轻的重量，从而使供电电源的设计成了这类产品发展的一大瓶颈。因此为这些电子设备设计新型的充电装置成了一个研究方向。其中无线充电就是一个值得研究的领域，目前无线充电技术大多只停留在实验阶段，尚未进入实际应用。一般的无线充电设备体积都比较大，只能演示性地为一些低功能电子仪供电，如发光二极管、小风扇等，而且供电过程的能量转化率很低，主要是通过电磁场变化来传送能量，并完成能量的转换，在转换过程中，大部分能量损失掉了。
如何设计一种体积小巧，而充电效率较高的无线充电装置是目前需要解决的一个问题。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种无线充电装置，包括输入电压变压模块，以及可产生电磁场的电磁场发射器，以及靠近电磁场发射器的充电区。这里的电磁场发射器有两种类型，分别可实现两种不同方式的充电：一种类型是电磁场发射器包括线圈A及电流振荡器，该电流振荡器连接到外部电源上；另一种类型是电磁场发射器为电磁共振器A，该电磁共振器A连接到外部电源上。
本发明还提供一种可进行无线充电的手机，包括手机本体及充电模块，充电模块与手机本体的充电电池相连，所述的充电模块还包含电流发生器及充电电流输出器，该充电电流输出器与电流发生器相连接。这里的电磁场发射器也有两种类型，分别与上述的无线充电装置相匹配，可实现两种不同方式的充电：一种类型是电流发生器为电磁场中可接收电磁能量产生感应电流的线圈B，该线圈B连接到电流输出器上；另一种类型是电流发生器为电磁共振器B，该电磁共振器B连接到电流输出器上。
在第一种充电类型中，用上述的无线充电装置为手机进行无线充电的方法包括如下步骤：
步骤A：无线充电装置中的电流振荡器可产生变化的电流输送到线圈A，使线圈A产生变化的电磁场；
步骤B：将手机的线圈B部分置于无线充电装置的充电区中，该充电区为一充电磁场的空间，而且电磁场中的磁通量是变化的，线圈B中就产生感应电流；
步骤C：感应电流输送到手机的充电电池，为充电电池进行充电。
在第二种充电类型中，用上述的无线充电装置为手机进行无线充电的方法包括如下步骤：
步骤1：将手机的线圈B部分置于无线充电装置的充电区中，启动无线充电装置的电磁共振器A及手机中的电磁共振器B；
步骤2：调节电磁共振器A及电磁共振器B的震动频率，使他们具有相同震动频率；该方法的原理是：共振的两个物体，在共同震动频率的情况下，可以交换彼此的能量，从而达到远程充电的功能，在固定频率的前提下，在固定的电磁场中交换能量，其中一段被固定在电源来源处，另一段则被固定在手机等需要充电的物体处；
步骤3：给电磁共振器A持续供电，电流输出器上有电流产生，为充电电池进行充电。
对上述技术方案的进一步优化在于：所述的电流输出器上有稳压装置，充电装置中产生的电流经过稳压后为充电电池进行充电。
对上述技术方案的进一步优化在于：其特征在于所述的充电装置中安装一电磁场强度变化检测装置，与发射器相连的外部电源上有主电流开关及小电流开关，该检测装置分检测端A及检测端B，分别位于充电区的两端，在不充电时，关闭主电流开头，只接通小电流开头，使充电装置处于省电状态，电磁场强度降到最低值，当检测端A靠近电磁场发射端，检测端B远离电磁场发射端，如果检测到检测端A及检测端B的电磁场强度有明显的突变，则自动打开主电流开关，使充电装置处于充电状态。在这里将手机放入充电区时自动开启大电流开关，充电完成或中断时关闭主电流开关，结束充电状态。从而提高充电装置的自动化程度，方便用户操作，同时节省能源，即不充电时不产生电磁场。
本发明可带来的有益效果是：
与现有的各类无线充电装置相比，本发明提出的电磁场能量交换方式的充电装置制作简单、成本低，能量利用率高，可以为手机等多种低功率电子产品实现无线充电。
【附图说明】
图1为本发明的无线充电线圈及充电手机的充电状态示意图
【具体实施方式】
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
设计一种无线充电手机及其配套的无线充电器，见说明书附图1，用两个铜线圈作为电磁共振器。其中的一个线圈1连接在电源4上传输能量作为发射器，另一个线圈3内置在手机2中，作为能量接收器，连着手机内的充电电池。电池4通电后，发射器能够以10兆赫兹的频率振动，但它并不向外发射电磁波，而是在它的周围形成一个强大的非辐射磁场。这个非辐射磁场可以协调与另一个线圈3(即接收器)进行能量传输。在这个充电装置中，充电原理就如变压器里应用的电磁感应现象一样，同样是发射线圈1里电流的运行使得接收线圈2里感应产生电流，产生的这个感应电流就为手机充电电池充电。但传统的变压器中两个线圈的距离很短，本发明的新技术让两个线圈之间的距离要远很多，如距离达到了两米开外，而且能量转移的效率可以达到40％以上，而普通的非共振磁感应效率却不足1％。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
对上述技术方案可进一步优化，在线圈3上安装一个稳压器，线圈3中产生的电流经过稳压后为充电电池进行充电，如调整为电压值为4至5伏，电流值为500至800毫安的稳定电流，为手机进行充电。
对上述技术方案的还可进一步优化，在充电装置中安装一个电磁场强度变化检测装置，与线圈1相连的外部电源4上有主电流开关及小电流开关，该检测装置分检测端A及检测端B，分别位于手机2的两侧，其中检测端A位于圈1与手机2之间，检测端B位于手机另一侧，在不充电时，关闭主电流开头，只接通小电流开头，使充电装置处于省电状态，电磁场强度降到最低值。如果检测到检测端A及检测端B的电磁场强度有明显的突变，则自动打开主电流开关，使充电装置处于充电状态。如将低电量的手机2靠近线圈1时，检测装置检测到测端A及检测端B的电磁强度有明显的变化，因为线圈1发射的电磁场的穿过手机2后，部分能量被线圈3吸引成为感应电流，电磁场强度就变弱了，检测装置就自动开启电源4的主电流开关，使充电装置处于充电状态，以及充电完成时关闭主电流开关，结束充电状态。从而提高充电装置的自动化程度，方便用户操作，同时节省能源，即不充电时不产生电磁场。
Claims (10)
1.一种无线充电装置，包括输入电压变压模块，其特征在于所述的充电装置还包括可产生电磁场的电磁场发射器，以及靠近电磁场发射器的充电区。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于所述的电磁场发射器包括线圈A及电流振荡器，该电流振荡器连接到外部电源上。
3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于所述的电磁场发射器为电磁共振器A，该电磁共振器A连接到外部电源上。
4.一种可进行无线充电的手机，包括手机本体及充电模块，充电模块与手机本体的充电电池相连，其特征在于所述的充电模块还包含电流发生器及充电电流输出器，该充电电流输出器与电流发生器相连接。
5.根据权利要求1所述的无线充电的手机，其特征在于所述的电流发生器为电磁场中可接收电磁能量产生感应电流的线圈B，该线圈B连接到电流输出器上。
6.根据权利要求1所述的无线充电的手机，其特征在于所述的电流发生器为电磁共振器B，该电磁共振器B连接到电流输出器上。
7.一种利用权利2所述的无线充电装置为权利要求5所述的手机进行无线充电的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：无线充电装置中的电流振荡器可产生变化的电流输送到线圈A，使线圈A产生变化的电磁场；
步骤B：将手机的线圈B部分置于无线充电装置的充电区中，线圈B中产生感应电流；
步骤C：感应电流输送到手机的充电电池，为充电电池进行充电。
8.一种利用权利3所述的无线充电装置为权利要求6所述的手机进行无线充电的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将手机的线圈B部分置于无线充电装置的充电区中，启动无线充电装置的电磁共振器A及手机中的电磁共振器B；
步骤2：调节电磁共振器A及电磁共振器B的震动频率，使他们具有相同震动频率；
步骤3：给电磁共振器A持续供电，电流输出器上有电流产生，为充电电池进行充电。
9.根据权利要求7或8所述的无线充电的手机，其特征在于所述的电流输出器上有稳压装置，充电装置中产生的电流经过稳压后为充电电池进行充电。
10.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于所述的充电装置中安装一电磁场强度变化检测装置，与发射器相连的外部电源上有主电流开关及小电流开关，该检测装置分检测端A及检测端B，分别位于充电区的两端，在不充电时，关闭主电流开头，只接通小电流开头，使充电装置处于省电状态，电磁场强度降到最低值，当检测端A靠近电磁场发射端，检测端B远离电磁场发射端，如果检测到检测端A及检测端B的电磁场强度有明显的突变，则自动打开主电流开关，使充电装置处于充电状态。
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