CN103259297A - 无线充电控制方法和无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线充电控制方法以及使用该无线充电控制方法的无线充电装置。所述无线充电装置包括处理单元、多个充电单元的阵列以及与所述多个充电单元的每一个对应的多个位置传感器单元的阵列，所述方法包括：所述多个位置传感器单元的阵列感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以获取相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给处理单元；所述处理单元基于接收的所述相对位置信息，判断所述多个充电单元的阵列中满足预定条件的充电单元以生成充电指令，并且将所述充电指令传输给所述满足预定条件的充电单元；以及所述满足预定条件的充电单元根据充电指令执行为所述电子设备的充电。

Description

无线充电控制方法和无线充电装置

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，更具体地，本发明涉及一种无线充电控制方法以及使用该无线充电控制方法的无线充电装置。

背景技术

无线功率传输(Wireless Power Transfer，WPT)又称为无接触功率传输(Contactless Power Transmission，CPT)技术，其是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。按照功率传输原理的不同，无线功率传输分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。其中，较为成熟的是电磁感应式，因为其技术成熟度高，开发难度不大，因而相应的应用产品也比较多。目前，诸如移动电话、笔记本电脑、照相机、摄像机等的便携式装置都使用了可充电电池，但是必须通过电源转换器、充电器或电脑USB端口等执行充电。这些装置使用的充电器前差万别，电源插口形式、装置插口形式、电压等级、电流容量等均存在较大差异，因此往往每台装置都配有专用的电源转换器，这既产生了极大的浪费和污染，也没有从根本上解决装置便捷、及时充电的问题。因此，无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)退出的Qi标准描述了人们不需要四处寻找插座和电线便可以方便快捷地在无线充电装置上进行充电的情况。

然而，目前的无线充电设备大多采用的是1对1的充电配套方式，一个设备专用一个无线充电装置。从无线充电的原理上讲，只有初级线圈的磁力线全部通过次级线圈，那么才能最大限度地减小空间辐射能量的泄漏。如此，就要求初级线圈和次级线圈耦合紧密，以便减少辐射能量的泄漏，提高能量传输的效率。这样就要求电子设备和无线充电装置之间的位置严格对其，以保证初级线圈和次级线圈的耦合紧密。这样就给用户带来了很大的不便，一旦耦合不好，就造成传输能量的泄露，不但带来能量传输损失，严重情况下甚至无法充电，同时也带来辐射安全问题。另外，1对1的配对方式，使得一个无线充电装置只能对一种特定的被充电设备充电，无法实现多个电子设备通用一个无线充电装置，客观上造成了资源的浪费。因此，希望提供一种无线充电控制方法以及使用该无线充电控制方法的无线充电装置，其能够根据要充电的电子设备与无线充电装置之间的相对位置，实现能量传输的效率的最优化，并且避免传输能量泄漏的风险，同时提高了无线充电装置的通用性和易用性。

发明内容

有鉴于上述情况，本发明提供了无线充电控制方法以及使用该无线充电控制方法的无线充电装置。

根据本发明实施例，提供了一种无线充电控制方法，所述方法应用于为电子设备充电的无线充电装置，所述无线充电装置包括处理单元、多个充电单元的阵列以及与所述多个充电单元的每一个对应的多个位置传感器单元的阵列，所述方法包括：所述多个位置传感器单元的阵列感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以获取相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给处理单元；所述处理单元基于接收的所述相对位置信息，判断所述多个充电单元的阵列中满足预定条件的充电单元以生成充电指令，并且将所述充电指令传输给所述满足预定条件的充电单元；以及所述满足预定条件的充电单元根据充电指令执行为所述电子设备的充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，其中所述预定条件是所述充电单元被所述电子设备完全覆盖。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，还包括：所述多个位置传感器单元的阵列保持周期性地感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以更新所述相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给所述处理单元；所述处理单元基于更新的所述相对位置信息，生成更新的充电指令，并且将所述更新的充电指令传输给相应的充电单元；所述相应的充电单元根据所述更新的充电指令执行为所述电子设备的充电或停止为所述电子设备的充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，还包括：如果所述更新的充电指令指示所有充电单元停止为所述电子设备的充电，则所述处理单元执行控制以切断所述无线充电装置的电源。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，其中所述多个充电单元是多个充电线圈。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，其中所述无线充电装置还包括与所述多个充电单元的每一个对应的多个充电开关控制单元的阵列，用于响应于所述充电指令，接通或关断所述充电单元以执行或停止充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电控制方法，其中所述多个充电单元的阵列、多个位置传感器单元的阵列以及多个充电开关控制单元的阵列以矩阵形式排列。

根据本发明另一实施例，提供了一种用于为电子设备充电的无线充电装置，所述无线充电装置包括：多个充电单元的阵列；与所述多个充电单元的每一个对应的多个位置传感器单元的阵列；以及处理单元，其中所述多个位置传感器单元的阵列感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以获取相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给处理单元；所述处理单元基于接收的所述相对位置信息，判断所述多个充电单元的阵列中满足预定条件的充电单元以生成充电指令，并且将所述充电指令传输给所述满足预定条件的充电单元；以及所述满足预定条件的充电单元根据充电指令执行为所述电子设备的充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中所述预定条件是所述充电单元被所述电子设备完全覆盖。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中，所述多个位置传感器单元的阵列保持周期性地感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以更新所述相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给所述处理单元；所述处理单元基于更新的所述相对位置信息，生成更新的充电指令，并且将所述更新的充电指令传输给相应的充电单元；所述相应的充电单元根据所述更新的充电指令执行为所述电子设备的充电或停止为所述电子设备的充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中如果所述更新的充电指令指示所有充电单元停止为所述电子设备的充电，则所述处理单元执行控制以切断所述无线充电装置的电源。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中所述多个充电单元是多个充电线圈。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中所述无线充电装置还包括与所述多个充电单元的每一个对应的多个充电开关控制单元的阵列，用于响应于所述充电指令，接通或关断所述充电单元以执行或停止充电。

此外，根据本发明实施例的无线充电装置，其中所述多个充电单元的阵列、多个位置传感器单元的阵列以及多个充电开关控制单元的阵列以矩阵形式排列。

根据本发明实施例的无线充电控制方法以及使用该无线充电控制方法的无线充电装置，能够根据要充电的电子设备与无线充电装置之间的相对位置，实现能量传输的效率的最优化，并且避免传输能量泄漏的风险，同时提高了无线充电装置的通用性和易用性。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1是图示根据本发明实施例的无线充电装置的多个充电单元的阵列的示意图；

图2是图示根据本发明实施例的无线充电装置的功能性框图；

图3是图示根据本发明实施例的无线充电控制方法的流程图；

图4是图示根据本发明实施例的无线充电控制方法的进一步的流程图；以及

图5是图示根据本发明实施例的无线充电装置执行充电的工作状态的示意图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。

首先，将参照图1描述根据本发明实施例的无线充电装置的充电单元的配置。图1是图示根据本发明实施例的无线充电装置的多个充电单元的阵列的示意图。

如图1所示，不同于现有技术中1对1的充电单元配置，根据本发明实施例的无线充电装置具有多个充电单元的阵列。在本发明的一个优选实施例中，多个充电单元的阵列以矩阵形式排列，每个充电单元是参与电磁感应的初级线圈。其中，多个充电单元的每一个分别具有闭合状态和关断状态，并且为每个充电单元配置充电开关控制单元(图1中未示出)以控制充电单元处于闭合状态或关断状态时。当通过充电开关控制单元控制充电单元处于闭合状态时，电流可以通过该充电单元以产生用于充电的电磁场。相反，当通过充电开关控制单元控制充电单元处于关断状态时，该充电单元中将没有电流通过，使得该充电单元不执行充电操作。

如图1所示配置的多个充电单元的阵列可以根据需要在尺度上进行扩展，从而提供足够大和形状可变的有效充电区域。因此，如此配置无线充电装置对被充电的电子设备中对应的感应线圈部件的尺寸和形状将不设置严格的限制，只要多个充电单元的阵列形成的有效充电区域能够覆盖被充电的电子设备中对应的感应线圈部件，就能够充分利用被充电的电子设备中的感应线圈部件执行充电。也就是说，根据本发明实施例的具有多个充电单元的阵列的无线充电装置相对于现有技术中的1对1的配对方式的无线充电装置，大大提高了无线充电装置的通用性和易用性。

以下，将参照图2进一步描述根据本发明实施例的无线充电装置。图2是图示根据本发明实施例的无线充电装置的功能性框图。

如图2所示，根据本发明实施例的无线充电装置10包括多个充电单元阵列101、位置传感器单元阵列102、处理单元103和充电开关控制单元阵列104。要理解的是，根据本发明实施例的无线充电装置10不限于此配置，而是还可以包括其它功能单元(为了描述简洁，没有在图1中示出)。例如，根据本发明实施例的无线充电装置10市电交流电连接单元、变压器单元等。

在本发明的一个优选实施例中，多个充电单元阵列101是多个参与电磁感应的初级线圈的阵列，用于以电磁波的形式发射电能。通过调节充电单元阵列101中每个初级线圈的匝数，可以容易地调节充电电流。在被充电的电子设备中布置有次级线圈，当充电电流通过初级线圈时，所述初级线圈通过与电子设备中布置的次级线圈的感应耦合在次级线圈中产生感应电流，从而为电子设备执行充电。

在本发明的一个优选实施例中，为充电单元阵列101中的每个充电单元提供相应的多个位置传感器单元，所述多个位置传感器单元以与多个充电单元一一对应的方式形成位置传感器单元阵列102。所述位置传感器单元用于感测与其对应的充电单元与被充电的电子设备的相对位置以获取相对位置信息。所述相对位置信息指示被充电的电子设备的有效充电区域与充电单元的相对位置关系。更具体地，所述相对位置信息指示被充电的电子设备的有效充电区域与充电单元之间的重叠比例。例如，当被充电的电子设备的有效充电区域完全覆盖一个充电单元时，则所述相对位置信息指示该充电单元的重叠比例为100％。

位置传感器单元阵列102周期性地获取并且发送所述相对位置信息到处理单元103。所述处理单元103基于接收的所述相对位置信息，判断所述充电单元阵列101中的各个充电单元是否满足预定的充电条件。在本发明的一个优选实施例中，所述预定的充电条件是所述充电单元的重叠比例为100％。当然，本发明的范围不限于此，在本发明的另一优选实施例中，可以将所述预定的充电条件设为所述充电单元的重叠比例大于95％。

根据本发明实施例的无线充电装置10为所述充电单元阵列101中的每个充电单元提供相应的多个充电开关控制单元。在本发明的一个优选实施例中，类似于位置传感器单元阵列102，多个充电开关控制单元以与多个充电单元一一对应的方式形成充电开关控制单元阵列104。

所述处理单元103在获得各个充电单元是否满足预定的充电条件的判断结果之后，将与所述判断结果对应的充电指令发送到充电开关控制单元阵列104。充电开关控制单元阵列104中的每个充电开关控制单元根据获得的充电指令，接通或关断与其对应的充电单元以执行或停止充电。

此外，在本发明的一个优选实施例中，位置传感器单元阵列102实时监控充电单元与被充电的电子设备的相对位置，并且根据充电单元与被充电的电子设备的相对位置的变化更新所述相对位置信息，并且将更新的所述相对位置信息发送到处理单元103。所述处理单元103基于更新的所述相对位置信息，生成更新的充电指令，并且将所述更新的充电指令传输给相应的充电单元。所述相应的充电单元根据所述更新的充电指令执行为电子设备的充电或停止为所述电子设备的充电。如此，根据本发明实施例的无线充电装置10可以根据其与被充电的电子设备的相对位置，动态的控制所述充电单元阵列101中的每个充电单元执行或停止充电。也就是说，当用户移动被充电的电子设备时，之前被电子设备完全覆盖(即，满足预定的充电条件)的充电单元可能变为没有被完全覆盖。在此情况下，所述处理单元103将对于该充电单元生成用于指示停止执行充电的指令。因此，避免了没有被完全覆盖的充电单元中有充电电流流过，从而避免了能量泄漏和优化了充电效率。

以上，参照图1和图2描述了根据本发明实施例的无线充电装置10。下面，将进一步参照图3和图4描述由根据本发明实施例的无线充电装置10执行的无线充电控制方法。

图3是图示根据本发明实施例的无线充电控制方法的流程图。如图3所示，在步骤S301中，用户将要充电的电子设备置于无线充电装置10上以开始充电。此后，处理进到步骤S302。

在步骤S302中，位置传感器单元阵列102中的每个位置传感器单元感测与其对应的充电单元与被充电的电子设备的相对位置以获取相对位置信息。所述相对位置信息指示被充电的电子设备的有效充电区域与充电单元的相对位置关系。此后，处理进到步骤S303。

在步骤S303中，位置传感器单元阵列102将所获取的相对位置信息传输给处理单元103。此后，处理进到步骤S304。

在步骤S304中，所述处理单元103基于接收的所述相对位置信息，判断所述充电单元阵列101中的各个充电单元是否满足预定的充电条件。在本发明的一个优选实施例中，所述预定的充电条件是所述充电单元的重叠比例为100％。所述处理单元103在获得各个充电单元是否满足预定的充电条件的判断结果之后，生成与所述判断结果对应的充电指令。此后，处理进到步骤S305。

在步骤S305中，所述处理单元103将生成的充电指令发送到充电开关控制单元阵列104。此后，处理进到步骤S306。

在步骤S306中，充电开关控制单元阵列104中的每个充电开关控制单元根据获得的充电指令，控制其对应的充电单元以执行充电。

图3图示了用户将要充电的电子设备放置在无线充电装置10上开始充电的处理的流程。在无线充电装置10的实际使用中，充电的电子设备在充电过程中可能被移动。因此，需要根据充电的电子设备的位置变化动态控制无线充电装置10的充电单元阵列101中的各个充电单元。下面参照图4对此情况下的处理流程进行描述。

图4是图示根据本发明实施例的无线充电控制方法的进一步的流程图。如图4所示，在步骤S401中，位置传感器单元阵列102保持实时监控与其对应的充电单元与被充电的电子设备的相对位置，并且根据充电单元与被充电的电子设备的相对位置的变化更新相对位置信息。此后，处理进到步骤S402。

在步骤S402中，位置传感器单元阵列102将更新的相对位置信息传输给处理单元103。此后，处理进到步骤S403。

在步骤S403中，所述处理单元103基于接收的更新的相对位置信息，生成更新的充电指令。也就是说，随着被充电的电子设备与无线充电装置10的相对位置的变化，指令之前处于充电工作状态而在移动之后已经不满足预定条件的充电单元停止充电，同时指令之前处于非充电工作状态而在移动之后满足预定条件的充电单元开始充电。此后，处理进到步骤S404。

在步骤S404中，所述处理单元103将更新的充电指令发送到充电开关控制单元阵列104。此后，处理进到步骤S405。

在步骤S405中，充电开关控制单元阵列104中的每个充电开关控制单元基于更新的充电指令，控制其对应的充电单元执行充电或停止充电。

如上所述，通过如图4所示的处理流程，根据本发明实施例的无线充电控制方法实现了根据被充电的电子设备与无线充电装置10的相对位置的变化，动态控制每个充电单元的充电工作状态，从而实现能量传输的效率的最优化，并且避免传输能量泄漏的风险。

以上参照图1到图4描述了根据本发明实施例的无线充电装置及其无线充电控制方法。以下，将参照图5具体描述根据本发明实施例的无线充电装置执行充电的工作状态。

图5是图示根据本发明实施例的无线充电装置执行充电的工作状态的示意图。如图5所示，当将被充电的电子设备置于无线充电装置10之上时，位置传感器单元阵列102获取充电单元与被充电的电子设备的相对位置信息，处理单元103基于该相对位置信息来指令充电单元阵列101中的各个充电单元的充电状态。在图5所示的状态下，图1以红色代表的充电单元被电子设备完全覆盖，从而满足执行充电的预定条件。也就是说，红色代表的充电单元在处理单元103的控制下执行充电操作，而其它充电单元处于非工作状态，它们的线圈中将没有充电电流流过。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种无线充电控制方法，所述方法应用于为电子设备充电的无线充电装置，所述无线充电装置包括处理单元、多个充电单元的阵列以及与所述多个充电单元的每一个对应的多个位置传感器单元的阵列，所述方法包括：

所述多个位置传感器单元的阵列感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以获取相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给处理单元；

所述处理单元基于接收的所述相对位置信息，判断所述多个充电单元的阵列中满足预定条件的充电单元以生成充电指令，并且将所述充电指令传输给所述满足预定条件的充电单元；以及

所述满足预定条件的充电单元根据充电指令执行为所述电子设备的充电。

2.如权利要求1所述的无线充电控制方法，其中所述预定条件是所述充电单元被所述电子设备完全覆盖。

3.如权利要求1所述的无线充电控制方法，还包括：

所述多个位置传感器单元的阵列保持周期性地感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以更新所述相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给所述处理单元；

所述处理单元基于更新的所述相对位置信息，生成更新的充电指令，并且将所述更新的充电指令传输给相应的充电单元；

所述相应的充电单元根据所述更新的充电指令执行为所述电子设备的充电或停止为所述电子设备的充电。

4.如权利要求3所述的无线充电控制方法，还包括：

如果所述更新的充电指令指示所有充电单元停止为所述电子设备的充电，则所述处理单元执行控制以切断所述无线充电装置的电源。

5.如权利要求1所述的无线充电控制方法，其中所述多个充电单元是多个充电线圈。

6.如权利要求1所述的无线充电控制方法，其中所述无线充电装置还包括与所述多个充电单元的每一个对应的多个充电开关控制单元的阵列，用于响应于所述充电指令，接通或关断所述充电单元以执行或停止充电。

7.如权利要求6所述的无线充电控制方法，其中所述多个充电单元的阵列、多个位置传感器单元的阵列以及多个充电开关控制单元的阵列以矩阵形式排列。

8.一种用于为电子设备充电的无线充电装置，所述无线充电装置包括：

多个充电单元的阵列；

与所述多个充电单元的每一个对应的多个位置传感器单元的阵列；以及

处理单元，其中

所述多个位置传感器单元的阵列感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以获取相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给处理单元；

所述处理单元基于接收的所述相对位置信息，判断所述多个充电单元的阵列中满足预定条件的充电单元以生成充电指令，并且将所述充电指令传输给所述满足预定条件的充电单元；以及

所述满足预定条件的充电单元根据充电指令执行为所述电子设备的充电。

9.如权利要求8所述的无线充电装置，其中所述预定条件是所述充电单元被所述电子设备完全覆盖。

10.如权利要求8所述的无线充电装置，其中，

所述多个位置传感器单元的阵列保持周期性地感测所述电子设备与所述多个充电单元的相对位置以更新所述相对位置信息，并且将所述相对位置信息传输给所述处理单元；

所述处理单元基于更新的所述相对位置信息，生成更新的充电指令，并且将所述更新的充电指令传输给相应的充电单元；

所述相应的充电单元根据所述更新的充电指令执行为所述电子设备的充电或停止为所述电子设备的充电。

11.如权利要求10所述的无线充电装置，其中

如果所述更新的充电指令指示所有充电单元停止为所述电子设备的充电，则所述处理单元执行控制以切断所述无线充电装置的电源。

12.如权利要求8所述的无线充电装置，其中所述多个充电单元是多个充电线圈。

13.如权利要求8所述的无线充电装置，其中所述无线充电装置还包括与所述多个充电单元的每一个对应的多个充电开关控制单元的阵列，用于响应于所述充电指令，接通或关断所述充电单元以执行或停止充电。

14.如权利要求13所述的无线充电装置，其中所述多个充电单元的阵列、多个位置传感器单元的阵列以及多个充电开关控制单元的阵列以矩阵形式排列。

Images