CN102025178A - 终端及其无线充电方法、系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种终端及其无线充电方法、系统。所述系统包括无线供电装置和终端；所述无线供电装置包括脉冲发生电路、脉冲调制电路和发射探头；所述终端包括接收模块、充电电路和可充电电池；所述脉冲发生电路产生高频脉冲信号；所述脉冲调制电路对上述高频脉冲信号进行调制；所述发射探头将所述脉冲信号转换成振动波发射出去；所述接收模块用于接收所述发射探头发射的谐振波并将其转换为电信号；通过所述充电电路对所述可充电电池进行充电。与现有技术相比，实现了移动终端利用无线形式的谐振波对电池进行充电，克服了线缆充电的繁琐和不方便。

Description

终端及其无线充电方法、系统
技术领域
本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及终端及其无线充电方法、系统。
背景技术
终端，特别是移动终端的便携性，不但要求终端本身轻便小巧易于携带，而且要求终端能够保持较长时间的工作状态。这可以通过提高移动终端的续航能力来保证，同时也可以通过对移动终端充电来保障。
在市场上流行的移动终端主要采用线缆的充电方式。线缆方式充电有很多不方便之处：
第一，由于终端的各种信号线、电源线等线缆太多，导致采用线缆方式充电比较繁琐。
第二，线缆充电要求电源和终端不能距离太远。
第三，线缆充电限制用户对终端的移动使用，比如正在充电中，用户不能随意移动终端。
第四，各种厂家的充电器接口不一致，甚至同一厂家不同型号的移动终端，使用的接口也不一致。从而限制了用户的充电。
从上面几点可以看出，现有的线缆充电方式有很多弊端。
发明内容
为实现上述目的，本发明提出一种终端及其无线充电方法、系统。
本发明首先提出一种无线充电系统，所述系统包括无线供电装置和终端；
所述无线供电装置包括脉冲发生电路、脉冲调制电路和发射探头；
所述终端包括接收模块、充电电路和可充电电池；
所述脉冲发生电路产生高频脉冲信号；
所述脉冲调制电路对上述高频脉冲信号进行调制；
所述发射探头将所述脉冲信号转换成振动波发射出去；
所述接收模块用于接收所述发射探头发射的谐振波并将其转换为电信号；
通过所述充电电路对所述可充电电池进行充电。
进一步地，所述无线供电装置还包括脉冲放大电路，所述脉冲放大电路将调制后的脉冲信号进行电压和功率放大，同时保持信号的频率和调制类型不变。
进一步地，所述终端还包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
进一步地，所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
另外，本发明还提出一种无线充电方法，其特征在于：所述方法包括
无线供电装置产生无线谐波信号，并发送所述无线谐波信号到终端；终端的接收模块接收所述谐波信号，并将其转换为电信号；通过充电电路对终端的可充电电池进行充电。
进一步地，所述无线供电装置包括脉冲放大电路，所述脉冲放大电路将调制后的脉冲信号进行电压和功率放大，同时保持信号的频率和调制类型不变。
进一步地，所述终端包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
进一步地，所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
另外，本发明还提出一种终端，所述终端包括接收模块、充电电路和可充电电池；所述接收模块用于接收无线供电装置发射的谐振波并将其转换为电信号；通过所述充电电路对所述可充电电池进行充电。
进一步地，所述终端包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
进一步地，所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，实现了移动终端利用无线形式的谐振波对电池进行充电，克服了线缆充电的繁琐和不方便。
附图说明
图1是本发明实施例无线充电的系统示意图；
图2是本发明实施例外置无线供电装置的原理示意图；
图3是本发明实施例脉冲调制电路的原理示意图；
图4是本发明实施例超声波接收模块的原理示意图；
图5是本发明实施例超声波专属充电电路的工作原理示意图；
图6是本发明实施例无线充电方法的工作流程示意图；
图7是本发明实施例无线充电过程中移动终端的工作流程示意图。
具体实施方式
本发明的主要思想是：无线供电装置产生无线谐波信号，并发送所述无线谐波信号到终端；终端的接收模块接收所述谐波信号，并将其转换为电信号；通过充电电路对终端的可充电电池进行充电。
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述。
请参考图1所示，是本发明无线充电系统示意图。
如图1所示，本发明所述的无线充电系统包括移动终端和外置的无线供电装置106。在其他实施例中，可以不是移动终端，一般的终端也适用。
所述移动终端包括移动终端内置的中央处理器101、超声波接收模块102、充电电路103、电源管理电路104、可充电电池105、射频收发模块107、键盘108、显示屏109。当然，在其他实施例中，终端可以是非移动终端，可以不具有射频收发模块107、键盘108、显示屏109。
外置无线供电装置106通过无线形式的超声波信号与超声波接收模块102连接，移动终端内置的其他电路通过内部线路进行连接。
请参考图2，如图2所示，是本实施例中外置无线供电装置的原理示意图，所述外置无线供电装置106包括脉冲发生电路201、脉冲调制电路202、脉冲放大电路203、超声波发射探头204。所述无线供电装置106连接于外置电源205，通过外置电源205供电。
整个外置无线供电装置106通过超声波信号将电能量以超声波的形式传递给被充电移动终端，而外置电源205则为外置无线供电装置106提供发射超声波信号所需的电能。
脉冲发生电路201，其内部采用电压控制式石英晶体振荡器作为谐振源。在控制电压的作用下，这个谐振源发生谐振现象而产生频率为40KHz，幅值约3伏特的高频脉冲信号。
脉冲调制电路202通过幅度调制的方式，对此高频脉冲信号进行调制。
请参考图3，如图3所示，是本实施例中脉冲调制电路的原理示意图。
所述脉冲调制电路202内部产生调幅信号，并将此信号与脉冲发生电路201产生的周期性脉冲信号进行数字调制，产生调制后的信号。调制目的是满足超声波发射探头对信号电特性的要求，同时可以减小超声波信号在空气中传播时的衰减，提高超声波信号携带的能量。
脉冲放大电路203将调制后的脉冲信号进行电压和功率放大，将原先3伏特的脉冲信号放大到约40伏特，但同时保持信号的频率和调制类型不变。经过放大的电信号输入到超声波发射探头204。
超声波发射探头204，内部采用陶瓷压电晶体作为换能器。它通过逆压电效应，将调制后的40KHz脉冲信号转换成振动波，并以超声波的形式辐射出去，从而实现了超声波的发射。发射出去的超声波携带有一定的电磁能量，能够为无线充电终端提供电能量。
请参考图4，如图4所示，是本实施例中超声波接收模块的原理示意图。
所述超声波接收模块102，用于接收超声波信号，并将其转换为电信号，其包括超声波接收探头401、压电晶体402、解调信号发生器403、数字解调器404和低通滤波器405。
超声波接收探头401，接收超声波信号，并传递给压电晶体402。
压电晶体402是电声换能器，它利用压电效应，将接收到的超声波信号转换为电信号。
解调信号发生器403根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器404。
数字解调器404利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出40KHz的脉冲电信号。
低通滤波器405对40KHz的脉冲电信号进行低通滤波，从而生成直流电信号。
请参考图5，如图5所示，本发明实施例超声波专属充电电路的工作原理示意图。
所述充电电路103用于采集由超声波转换成的电信号并存储在可充电电池105中，其包括充电通路控制电路501和无线充电通路502。
充电通路控制电路501根据电源管理电路104发出的指令，控制无线充电通路502的通断。
无线充电通路502由一组MOS管和储能元件构成，电信号通过这条通路导入并存储在储能元件中转变为电量；并在充电通路控制电路501的控制下，对移动终端的可充电电池进行充电。
电源管理电路104实时采集可充电电池105的电量信息。当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路104启动充电程序，使无线充电通路502保持在导通状态，超声波转换成的电信号通过无线充电通路502给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路104关闭无线充电通路502，停止对电池充电。
请参考图6所示，是本发明实施例无线充电方法的工作流程示意图，其包括如下步骤：
601：用户启动无线供电装置；
602：无线供电装置内部的压电晶体开始发生逆压电效应；
603：压电晶体产生40KHz的机械振动；
604：超声波发射探头将所述振动以超声波的形式发射；
605：超声波接收探头内置压电晶体接收超声波；
606：压电晶体通过压电效应，将超声波信号转换为电信号；
超声波接收探头接收到超声波信号后，其内置的压电晶体通过压电效应，将超声波信号转化为电信号。
607：超声波接收模块对此电信号进行解调滤波，生成可用于充电的直流电信号；
608：电源管理电路打开无线充电通路；
609：直流电信号通过无线充电通路给电池充电。
请参考图7所示，是本发明实施例无线充电过程中移动终端的工作流程示意图，其包括如下步骤：
701：用户在移动终端的电量低时，随即启动外置无线供电装置；
702：移动终端内置的超声波接收模块102接收超声波；
703：在接收到超声波信号后，提取超声波的能量并转换为电能量；
704：开始无线充电；
705：检测可充电电池电量是否满，如果不满，则转入步骤704继续充电，如果电量满，则转入步骤706；
706：停止无线充电。
在上述实施例中，是以超声波的无线方式进行电力传输，在其他实施例中，可以采用射频、声波、次声波等方式进行电力传输。
移动终端判断可充电电池的电量，若电量低于充电阈值，则导通无线充电通路，开始对电池进行充电。移动终端在充电的同时，实时监测电池的电量，当其电量高于充电阈值，即电池充满时，关闭无线充电通路，停止对电池的充电，从而完成了一个无线充电过程。
与现有技术相比，本发明技术方案实现了移动终端利用无线形式的谐振波对电池进行充电，克服了线缆充电的繁琐和不方便。
以上所描述的仅为本发明较佳实例，当然不能以此来限定本发明的权利范围，因此，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员都可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应当属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种无线充电系统，其特征在于：所述系统包括无线供电装置和终端；
所述无线供电装置包括脉冲发生电路、脉冲调制电路和发射探头；
所述终端包括接收模块、充电电路和可充电电池；
所述脉冲发生电路产生高频脉冲信号；
所述脉冲调制电路对上述高频脉冲信号进行调制；
所述发射探头将所述脉冲信号转换成振动波发射出去；
所述接收模块用于接收所述发射探头发射的谐振波并将其转换为电信号；
通过所述充电电路对所述可充电电池进行充电。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述无线供电装置还包括脉冲放大电路，所述脉冲放大电路将调制后的脉冲信号进行电压和功率放大，同时保持信号的频率和调制类型不变。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述终端还包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
5.一种无线充电方法，其特征在于：所述方法包括
无线供电装置产生无线谐波信号，并发送所述无线谐波信号到终端；终端的接收模块接收所述谐波信号，并将其转换为电信号；通过充电电路对终端的可充电电池进行充电。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述无线供电装置包括脉冲放大电路，所述脉冲放大电路将调制后的脉冲信号进行电压和功率放大，同时保持信号的频率和调制类型不变。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述终端包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
9.一种终端，其特征在于，所述终端包括接收模块、充电电路和可充电电池；所述接收模块用于接收无线供电装置发射的谢振波并将其转换为电信号；通过所述充电电路对所述可充电电池进行充电。
10.如权利要求9所述的终端，其特征在于：所述终端包括电源管理电路，所述电源管理电路实时采集可充电电池的电量信息，当电池电量低于充电阈值时，电源管理电路启动充电程序，使无线充电电路保持在导通状态，电信号通过无线充电通路给电池充电；当电池电量高于充电阈值时，电源管理电路关闭无线充电电路，停止对电池充电。
11.如权利要求9所述的终端，其特征在于：所述接收模块包括接收探头、压电晶体、解调信号发生器、数字解调器和低通滤波器；
接收探头接收超声波信号，并传递给压电晶体；
压电晶体利用压电效应，将接收到的谐振波信号转换为电信号；
解调信号发生器根据幅度调制的特性，发出解调信号并输出到数字解调器；
数字解调器利用解调信号对超声电信号进行数字解调，输出脉冲电信号。
低通滤波器对脉冲电信号进行低通滤波，生成直流电信号。
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