CN103036282A - 一种电压自适应无线充电装置及方法 - Google Patents

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韩泳涛
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Abstract

本发明提供了一种电压自适应无线充电装置，包括接收端设备及发射端设备，其特征在于：接收端设备包括无线充电接收单元、接收线圈及被充电设备；发射端设备包括无线充电发射单元及发射线圈。本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的电压自适应无线充电装置的电压自适应无线充电方法。本发明的优点是：可以用一台无线充电发射设备对多节电芯、不同电压等级的无线充电设备进行充电，从而使用户不需要考虑充电电压等级与发射电路是否匹配的问题，从而大大拓展了无线充电发射单元的适用范围。

Description

一种电压自适应无线充电装置及方法
技术领域
本发明涉及一种电压自适应无线充电装置及采用该装置的无线充电方法，属于无线充电技术领域。
背景技术
目前，符合无线充电联盟(WPC)国际标准(Qi)的无线充电产品都是输出电压5V、输出功率为5W以下的产品。在未来的无线充电电池中，将会出现两颗或两颗以上电芯串联的电池组，该电池组具有更高的电池电压。同时，电池的容量也将是多种多样。如果依然用现在的无线充电装置进行无线充电显然不现实，也根本无法满足无线充电的要求。如何让无线充电发射板尽可能多地适应不同电压等级的无线充电电池是亟待解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种根据不同电压等级的充电电池自适应调整充电电压参数的无线充电装置及采用该无线充电装置的充电方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种电压自适应无线充电装置，包括接收端设备及发射端设备，其特征在于：接收端设备包括无线充电接收单元、接收线圈及被充电设备，由无线充电接收单元完成对被充电设备的充电，无线充电接收单元通过接收线圈接收来自发射端设备的无线充电能量，同时，无线充电接收单元通过接收线圈向发射端设备反馈应答信息，该应答信息至少包括被充电设备属性信息；
发射端设备包括无线充电发射单元及发射线圈，无线充电发射单元通过发射线圈接收来自接收端设备的应答信息，并通过发射线圈向接收端设备发送搜索信号，无线充电发射单元还根据应答信息中包含的被充电设备属性信息配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射频率或占空比，或调整发射线圈的匝数。
优选地，所述无线充电发射单元通过选择开关电路调整所述发射线圈的匝数。
优选地，所述无线充电发射单元包括用于显示提示信息的显示单元。
本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的电压自适应无线充电装置的电压自适应无线充电方法，其特征在于，步骤为：
步骤1、发射端设备的无线充电发射单元上电后通过发射线圈不断向外发射搜索信号，当被充电设备放在无线充电接收单元上准备进行无线充电时，无线充电接收单元根据接收到的搜索信号向发射端设备反馈应答信号；
步骤2、若在应答信号中没有表示被充电设备属性的被充电设备属性信息，则说明被充电设备中负责电源管理的MCU或因没电而停止工作，此时，无线充电发射单元根据这个应答信号配置出最小的发射电压和最小的发射功率，并通过无线充电接收单元对被充电设备进行充电，直至被充电设备中负责电源管理的MCU得电后重新工作向发射端设备重新反馈带有被充电设备属性信息的应答信号，进入步骤3；若在应答信号带有被充电设备属性信息，则直接进入步骤3；
步骤3、无线充电发射单元根据被充电设备属性信息判断当前被充电设备的属性是否在本无线充电发射单元的充电范围之内，若是，进入步骤4，否则，返回步骤1重新搜索新的接收端设备；
步骤4、无线充电发射单元根据被充电设备属性信息配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射频率或占空比，或调整发射线圈的匝数，通过发射线圈向接收端设备发送无线充电能量，无线充电接收单元通过接收线圈接收无线充电能量后向被充电设备充电。
优选地，在所述步骤3中，若无线充电发射单元根据被充电设备属性信息判断当前被充电设备的属性不在本无线充电发射单元的充电范围之内，还通过显示单元向用户显示出相应的提示信息。
优选地，所述被充电设备属性信息至少包括电池额定电压、电池额定容量及最大充电电流。
本发明中的无线充电发射单元接收到被充电设备发出的相关信息后，如果负责检测电源的MCU因没电而无法工作时，无线充电接收单元返回的应答信息中将会默认为被充电设备具有最小的电压和电流属性，当电压一旦充到负责监测电池的MCU可以工作时，随即在无线充电接收单元返回的应答信息中包含当前被充电设备的电池属性，从而可以迅速有效地控制无线充电发射单元改变发射电压和发射线圈匝数甚至改变发射频率、占空比等参数来实现与被充电设备的匹配，有效解决了单芯电池电压等级和多芯电池电压等级不能用同一个无线充电发射板进行无线充电的难题。
本发明的优点是：本方法是基于“一种间歇无线充电通信装置及方法”的基础之上的，可以用一台无线充电发射设备对多节电芯、不同电压等级的无线充电设备进行充电，从而使用户不需要考虑充电电压等级与发射电路是否匹配的问题，从而大大拓展了无线充电发射单元的适用范围。
附图说明
图1为本发明提供的一种电压自适应无线充电方法装置的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明提供的一种电压自适应无线充电装置，包括接收端设备及发射端设备。
接收端设备包括无线充电接收单元、接收线圈及被充电设备，由无线充电接收单元完成对被充电设备的充电，无线充电接收单元通过接收线圈接收来自发射端设备的无线充电能量，同时，无线充电接收单元通过接收线圈向发射端设备反馈应答信息，该应答信息至少包括被充电设备属性信息；
发射端设备包括无线充电发射单元及发射线圈，无线充电发射单元通过发射线圈接收来自接收端设备的应答信息，并通过发射线圈向接收端设备发送搜索信号，无线充电发射单元还根据应答信息中包含的被充电设备属性信息配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射频率或占空比，或调整发射线圈的匝数。无线充电发射单元通过选择开关电路调整所述发射线圈的匝数。无线充电发射单元包括用于显示提示信息的显示单元。
上述设备的工作过程为：无线充电发射单元在上电以后不断发出搜索信号，当把被充电设备(或者无线充电电池)放在无线充电接收单元上进行无线充电时，无线充电发射单元将根据接收到的由无线充电接收单元返回的信息来判断被充电设备的被充电设备属性是否在其适应的范围之内(被充电设备属性为电池属性，该信息是由被充电设备内负责管理电池的MCU提供，主要内容包括：电池额定电压、电池额定容量及最大充电电流)。如果在范围内，无线充电发射单元则通过无线充电接收单元开始为被充电设备充电，如果发现被充电设备属性不在其适应的范围之内时，无线充电发射单元一直处于搜索状态。无线充电发射单元上的显示单元将显示出相应的信息来提示用户。为了描述的方便将分为以下几种可能的情况加以说明：
第一种情况：被充电设备彻底没有电时。被充电设备中负责电源管理的MCU因为没有电而停止工作，因此无法向无线充电接收单元传送附加的被充电设备属性信息。此时，当无线充电发射单元发出的搜索信号被无线充电接收单元接收后，无线充电接收单元将只返回给无线充电发射单元基本的应答信号，无线充电发射单元根据这个信息配置出最小的发射电压和最小的发射功率通过无线充电接收单元对被充电设备进行充电，当被充电设备的电压上升到MCU的工作电压时，负责电源管理的MCU将向无线充电接收单元的应答信号中传送附加的被充电设备属性信息，无线充电发射单元一旦接收到被充电设备属性信息后，根据需要立即重新配置出符合被充电设备属性信息的发射电压、发射线圈匝数、发射频率或占空比，从而实现了无线充电发射单元的自适应功能。当然一旦发现不在无线充电发射单元的适应范围之内时，通过无线充电发射单元上的显示单元显示出相应的提示信息，同时无线充电发射单元自动重新进入搜索状态。
第二种情况：被充电设备还有一些电量时。当无线充电发射单元发出的搜索信号被无线充电接收单元接收后，无线充电接收单元将返回给无线充电发射单元完整的信息，这些信息中自然包含了从负责电源管理的MCU发出的被充电设备属性信息，无线充电发射单元根据这些信息将立即配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射线圈匝数、发射频率或占空比，从而实现了无线充电发射单元的自适应功能。当然一旦发现不在无线充电发射单元的适应范围之内时，无线充电发射单元上的显示单元显示出相应的提示信息，同时无线充电发射单元自动重新进入搜索状态。

Claims (6)

1.一种电压自适应无线充电装置，包括接收端设备及发射端设备，其特征在于：接收端设备包括无线充电接收单元、接收线圈及被充电设备，由无线充电接收单元完成对被充电设备的充电，无线充电接收单元通过接收线圈接收来自发射端设备的无线充电能量，同时，无线充电接收单元通过接收线圈向发射端设备反馈应答信息，该应答信息至少包括被充电设备属性信息；
发射端设备包括无线充电发射单元及发射线圈，无线充电发射单元通过发射线圈接收来自接收端设备的应答信息，并通过发射线圈向接收端设备发送搜索信号，无线充电发射单元还根据应答信息中包含的被充电设备属性信息配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射频率或占空比，或调整发射线圈的匝数。
2.如权利要求1所述的一种电压自适应无线充电装置，其特征在于：所述无线充电发射单元通过选择开关电路调整所述发射线圈的匝数。
3.如权利要求1所述的一种电压自适应无线充电装置，其特征在于：所述无线充电发射单元包括用于显示提示信息的显示单元。
4.一种采用如权利要求1所述的电压自适应无线充电装置的电压自适应无线充电方法，其特征在于，步骤为：
步骤1、发射端设备的无线充电发射单元上电后通过发射线圈不断向外发射搜索信号，当被充电设备放在无线充电接收单元上准备进行无线充电时，无线充
电接收单元根据接收到的搜索信号向发射端设备反馈应答信号；
步骤2、若在应答信号中没有表示被充电设备属性的被充电设备属性信息，则说明被充电设备中负责电源管理的MCU或因没电而停止工作，此时，无线充电发射单元根据这个应答信号配置出最小的发射电压和最小的发射功率，并通过无线充电接收单元对被充电设备进行充电，直至被充电设备中负责电源管理的MCU得电后重新工作向发射端设备重新反馈带有被充电设备属性信息的应答信号，进入步骤3；若在应答信号带有被充电设备属性信息，则直接进入步骤3；
步骤3、无线充电发射单元根据被充电设备属性信息判断当前被充电设备的属性是否在本无线充电发射单元的充电范围之内，若是，进入步骤4，否则，返回步骤1重新搜索新的接收端设备；
步骤4、无线充电发射单元根据被充电设备属性信息配置出符合被充电设备属性的发射电压、发射频率或占空比，或调整发射线圈的匝数，通过发射线圈向接收端设备发送无线充电能量，无线充电接收单元通过接收线圈接收无线充电能量后向被充电设备充电。
5.如权利要求4所述的一种电压自适应无线充电方法，其特征在于，在所述步骤3中，若无线充电发射单元根据被充电设备属性信息判断当前被充电设备的属性不在本无线充电发射单元的充电范围之内，还通过显示单元向用户显示出相应的提示信息。
6.如权利要求4所述的一种电压自适应无线充电方法，其特征在于，所述被充电设备属性信息至少包括电池额定电压、电池额定容量及最大充电电流。
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