CN103944213A - 充电基板、充电系统和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电基板、一种充电系统和一种充电方法，其中，充电基板，包括：多个电极；检测单元，用于在充电设备与充电基板接触时，确定所述多个电极中与充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测第一触点的极性和第二触点的极性；控制单元，用于根据第一触点的极性和第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；充电单元，用于通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。本发明的技术方案能够提高无线充电的效率，同时能够方便用户的操作。

Description

充电基板、充电系统和充电方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体而言，涉及一种充电基板、一种充电系统和一种充电方法。

背景技术

目前，用户在对手机等设备进行充电时，通常都需要使用充电线（比如数据线）将设备与电源连接，这种充电方式不仅操作繁琐，而且在有多个设备需要充电时，也会造成充电线的混乱。

为了解决上述问题，相关技术中提出了电磁耦合无线充电技术，但是这种无线充电技术由于会产生电磁场，因此会造成电磁辐射，并且转换效率低，热效应较高，不利于用户长期使用。

因此，如何提高无线充电的效率，并且能够方便用户的操作成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的无线充电技术，可以提高无线充电的效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点，同时由于操作简单，因此可以提升用户的操作体验。

有鉴于此，本发明提出了一种充电基板，用于对充电设备进行充电，包括：多个电极；检测单元，用于在所述充电设备与所述充电基板接触时，确定所述多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；控制单元，用于根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；充电单元，用于通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

在该技术方案中，通过确定与充电设备中第一触点相接触的第一电极，以及与第二触点相接触的第二电极，以通过第一电极和第二电极向充电设备进行充电，使得在对充电设备进行充电时，避免了使用充电线连接充电设备与电源的繁琐操作，同时由于充电设备的触点与充电基板的电极直接接触，因此能够有效提高充电效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点。而通过根据第一触点的极性和第二触点的极性调整第一电极的极性和第二电极的极性，使得用户在需要对充电设备进行充电时，只需将充电设备接触充电基板，无需根据充电设备的触点极性以及充电基板上电极的极性调整充电设备的放置位置，方便了用户的操作。

在上述技术方案中，优选地，还包括：交互单元，用于发送对所述充电设备是否接触所述充电基板的检测信号，并接收所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息；所述检测单元具体用于：在所述交互单元接收到所述响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板相接触。

在该技术方案中，充电基板可以持续发送检测信号，以检测充电设备是否接触充电基板，当然为了节省能量，充电基板可以按照一定的时间间隔断续发送检测信号，也可以在预定时间内，若没有检测到充电设备接触到充电基板，则停止发送检测信号，直到被用户触发或经过预定时间后再继续发送检测信号。其中，充电基板发送的检测信号可以是检测与充电设备距离的检测信号，也可以是发送近距离无线通信信号。

在上述技术方案中，优选地，所述检测单元具体用于：通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

在该技术方案中，向充电设备发送测试电流时，可以检测充电设备触点之间的电压来确定充电设备触点的极性。其中，测试电流需要确保为安全电流，以避免电流过大损坏充电设备。

在上述技术方案中，优选地，所述测试电流为阶梯式脉冲电流。

在该技术方案中，通过发送阶梯式脉冲电流，可以避免测试电流过大，且持续时间较长而损坏充电设备。当然，测试电流也可以是持续但微小的电流。

在上述技术方案中，优选地：所述检测单元还用于：检测所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路；所述充电基板还包括：提示单元，用于在所述检测单元检测到所述第一电极和所述第二电极之间发生短路时，发出提示信息。

在该技术方案中，由于充电基板在使用过程中，可能由于进水或其他原因导致充电基板上的电极之间发生短路，因此，通过在检测到与充电设备的两个触点相接触的电极短路时发出提示信息（例如进行报错和/或提示无法充电），可以避免在充电设备的两个触点都接触同一极性的电极时继续对充电设备进行充电而损坏充电设备。

根据本发明的另一方面，还提出了一种充电系统，包括：上述任一项技术方案中所述的充电基板，以及与所述充电基板配合使用的至少一个充电设备；其中，所述充电设备包括：第一触点和第二触点，在所述充电设备与所述充电基板接触时，所述第一触点可与所述多个电极中的第一电极相接触，所述第二触点可与所述多个电极中的第二电极相接触，所述充电设备通过所述第一触点和所述第二触点接收来自所述充电基板的电能。

根据本发明的第三方面，还提出了一种充电方法，包括：充电基板在与充电设备接触时，确定所述充电基板的多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

在该技术方案中，通过确定与充电设备中第一触点相接触的第一电极，以及与第二触点相接触的第二电极，以通过第一电极和第二电极向充电设备进行充电，使得在对充电设备进行充电时，避免了使用充电线连接充电设备与电源的繁琐操作，同时由于充电设备的触点与充电基板的电极直接接触，因此能够有效提高充电效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点。而通过根据第一触点的极性和第二触点的极性调整第一电极的极性和第二电极的极性，使得用户在需要对充电设备进行充电时，只需将充电设备接触充电基板，无需根据充电设备的触点极性以及充电基板上电极的极性调整充电设备的放置位置，方便了用户的操作。

在上述技术方案中，优选地，还包括：发送对所述充电设备是否接触所述充电基板的检测信号；在接收到所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板相接触。

在该技术方案中，充电基板可以持续发送检测信号，以检测充电设备是否接触充电基板，当然为了节省能量，充电基板可以按照一定的时间间隔断续发送检测信号，也可以在预定时间内，若没有检测到充电设备接触到充电基板，则停止发送检测信号，直到被用户触发或经过预定时间后再继续发送检测信号。其中，充电基板发送的检测信号可以是检测与充电设备距离的检测信号，也可以是发送近距离无线通信信号。

在上述技术方案中，优选地，所述检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性的步骤具体为：通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

在该技术方案中，向充电设备发送测试电流时，可以检测充电设备触点之间的电压来确定充电设备触点的极性。其中，测试电流需要确保为安全电流，以避免电流过大损坏充电设备。

在上述技术方案中，优选地，还包括：判断所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路，若是，则发出提示信息。

在该技术方案中，由于充电基板在使用过程中，可能由于进水或其他原因导致充电基板上的电极之间发生短路，因此，通过在检测到与充电设备的两个触点相接触的电极短路时发出提示信息（例如进行报错和/或提示无法充电），可以避免在充电设备的两个触点都接触同一极性的电极时继续对充电设备进行充电而损坏充电设备。

通过以上技术方案，可以提高无线充电的效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点，同时由于操作简单，因此可以提升用户的操作体验。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的充电基板的示意框图；

图2示出了根据本发明的实施例的充电系统的示意框图；

图3示出了根据本发明的实施例的充电方法的示意流程图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的无线充电系统的示意框图；

图5A示出了根据本发明的实施例的无线充电基板的结构示意图；

图5B示出了根据本发明的实施例的充电设备的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的充电基板的示意框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的充电基板100，包括：多个电极；检测单元102，用于在所述充电设备与所述充电基板100接触时，确定所述多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；控制单元104，用于根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；充电单元106，用于通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

在该技术方案中，通过确定与充电设备中第一触点相接触的第一电极，以及与第二触点相接触的第二电极，以通过第一电极和第二电极向充电设备进行充电，使得在对充电设备进行充电时，避免了使用充电线连接充电设备与电源的繁琐操作，同时由于充电设备的触点与充电基板100的电极直接接触，因此能够有效提高充电效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点。而通过根据第一触点的极性和第二触点的极性调整第一电极的极性和第二电极的极性，使得用户在需要对充电设备进行充电时，只需将充电设备接触充电基板100，无需根据充电设备的触点极性以及充电基板100上电极的极性调整充电设备的放置位置，方便了用户的操作。

在上述技术方案中，优选地，还包括：交互单元108，用于发送对所述充电设备是否接触所述充电基板100的检测信号，并接收所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息；所述检测单元102具体用于：在所述交互单元108接收到所述响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板100相接触。

在该技术方案中，充电基板100可以持续发送检测信号，以检测充电设备是否接触充电基板100，当然为了节省能量，充电基板100可以按照一定的时间间隔断续发送检测信号，也可以在预定时间内，若没有检测到充电设备接触到充电基板100，则停止发送检测信号，直到被用户触发或经过预定时间后再继续发送检测信号。其中，充电基板100发送的检测信号可以是检测与充电设备距离的检测信号，也可以是发送近距离无线通信信号。

在上述技术方案中，优选地，所述检测单元102具体用于：通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

在该技术方案中，向充电设备发送测试电流时，可以检测充电设备触点之间的电压来确定充电设备触点的极性。其中，测试电流需要确保为安全电流，以避免电流过大损坏充电设备。

在上述技术方案中，优选地，所述测试电流为阶梯式脉冲电流。

在该技术方案中，通过发送阶梯式脉冲电流，可以避免测试电流过大，且持续时间较长而损坏充电设备。当然，测试电流也可以是持续但微小的电流。

在上述技术方案中，优选地：所述检测单元102还用于：检测所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路；所述充电基板100还包括：提示单元110，用于在所述检测单元102检测到所述第一电极和所述第二电极之间发生短路时，发出提示信息。

在该技术方案中，由于充电基板100在使用过程中，可能由于进水或其他原因导致充电基板100上的电极之间发生短路，因此，通过在检测到与充电设备的两个触点相接触的电极短路时发出提示信息（例如进行报错和/或提示无法充电），，可以避免在充电设备的两个触点都接触同一极性的电极时继续对充电设备进行充电而损坏充电设备。

图2示出了根据本发明的实施例的充电系统的示意框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的充电系统200，包括：图1中所示的充电基板100，以及与所述充电基板100配合使用的至少一个充电设备202；其中，所述充电设备202包括：第一触点和第二触点，在所述充电设备202与所述充电基板100接触时，所述第一触点可与所述多个电极中的第一电极相接触，所述第二触点可与所述多个电极中的第二电极相接触，所述充电设备202通过所述第一触点和所述第二触点接收来自所述充电基板100的电能。

图3示出了根据本发明的实施例的充电方法的示意流程图。

如图3所示，根据本发明的实施例的充电方法，包括：步骤302，充电基板在与充电设备接触时，确定所述充电基板的多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；步骤304，根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；步骤306，通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

在该技术方案中，通过确定与充电设备中第一触点相接触的第一电极，以及与第二触点相接触的第二电极，以通过第一电极和第二电极向充电设备进行充电，使得在对充电设备进行充电时，避免了使用充电线连接充电设备与电源的繁琐操作，同时由于充电设备的触点与充电基板的电极直接接触，因此能够有效提高充电效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点。而通过根据第一触点的极性和第二触点的极性调整第一电极的极性和第二电极的极性，使得用户在需要对充电设备进行充电时，只需将充电设备接触充电基板，无需根据充电设备的触点极性以及充电基板上电极的极性调整充电设备的放置位置，方便了用户的操作。

在上述技术方案中，优选地，还包括：发送对所述充电设备是否接触所述充电基板的检测信号；在接收到所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板相接触。

在该技术方案中，充电基板可以持续发送检测信号，以检测充电设备是否接触充电基板，当然为了节省能量，充电基板可以按照一定的时间间隔断续发送检测信号，也可以在预定时间内，若没有检测到充电设备接触到充电基板，则停止发送检测信号，直到被用户触发或经过预定时间后再继续发送检测信号。其中，充电基板发送的检测信号可以是检测与充电设备距离的检测信号，也可以是发送近距离无线通信信号。

在上述技术方案中，优选地，所述检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性的步骤具体为：通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

在该技术方案中，向充电设备发送测试电流时，可以检测充电设备触点之间的电压来确定充电设备触点的极性。其中，测试电流需要确保为安全电流，以避免电流过大损坏充电设备。

在上述技术方案中，优选地，还包括：判断所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路，若是，则发出提示信息。

在该技术方案中，由于充电基板在使用过程中，可能由于进水或其他原因导致充电基板上的电极之间发生短路，因此，通过在检测到与充电设备的两个触点相接触的电极短路时发出提示信息（例如进行报错和/或提示无法充电），，可以避免在充电设备的两个触点都接触同一极性的电极时继续对充电设备进行充电而损坏充电设备。

图4示出了根据本发明的另一个实施例的无线充电系统的示意框图。

如图4所示，根据本发明的另一个实施例的无线充电系统400，包括：无线充电基板402，以及充电设备404（例如手机）。

其中无线充电基板402中的交互单元4022用于与充电设备404中的交互单元4042进行通信，一方面检测充电设备404是否与无线充电基板402相接触，另一方面检测充电设备404上与无线充电基板402的电极相接触的触点的极性，从而由无线充电基板402调整与充电设备404的触点相接触的电极的极性，在确定充电设备404的触点的极性与无线充电基板402上相接触的电极的极性匹配时，由电源4024通过交换单元4022与交互单元4042向充电设备主体4044进行充电。

其中，交互单元4022和交互单元4042可以采用美国硅展科技有限公司生产的型号为SS194B和SS183智能检测控制芯片。

下面以图5A和图5B详细说明根据本发明的实施例的无线充电系统的结构示意图。

图5A示出了根据本发明的实施例的无线充电基板的结构示意图；图5B示出了根据本发明的实施例的充电设备的结构示意图。

如图5A所示，根据本发明的实施例的无线充电基板502，包括：第一电极5022和第二电极5024。

如图5B所示，根据本发明的实施例的充电设备504，包括：第一触点5042和第二触点5044。

在将充电设备504放置在无线充电基板502上时，第一触点5042与第一电极5022接触，第二触点5044与第二电极5024接触（或者第一触点5042与第二电极5024接触，第二触点5044与第一电极5022接触），无线充电基板502启动阶梯式电流脉冲信号检测第一触点5042与第二触点5044的极性，并调整第一电极5022和第二电极5024的极性，使第一触点5042的极性与第一电极5022的极性相匹配，第二触点5044的极性与第二电极5024的极性相匹配（或者第一触点5042的极性与第二电极5024的极性相匹配，第二触点5044的极性与第一电极5022的极性相匹配），然后向充电设备504进行充电，具体地，无线充电基板502调整与充电设备504上的VCHG触点接触的电极为VCHG电极，并向VCHG触点输入电源正极信号（即VCHG信号），以及调整与充电设备504上的GND触点接触的电极为GND电极，并向GND触点输入电源负极信号（即GND信号）。

优选地，可以将第一触点5042和第二触点5044设置在无线接收基板（图中未示出）上，并将无线接收基板设置在充电设备上，具体地，充电设备可以为手机（或平板电脑等其他设备），无线接收基板可以为手机壳等，当手机壳安装在手机上时，手机壳上的第一触点5042和第二触点5044分别与手机上的充电端相连，在安装有手机壳的手机放置在无线充电基板502上时，无线充电基板502就可以通过第一触点5042和第二触点5044向手机进行充电。

通过本实施例的方案，实现了充电设备可以在不使用传统数据线的情况下进行无线充电，提高了无线充电的传输效率，并且能够随时进行充电，极大地方便用户的操作，提升了用户的体验。

该实施例以无线充电基板502仅有两个电极为例进行说明，当然无线充电基板502可以有多个电极。

此外，为了充电设备504的美观，可以将充电设备504的触点设置在较隐蔽的地方，或者进行修饰，但要确保充电设备504与无线充电基板502接触时，能够实现对充电设备504的充电。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到用户在对手机等设备进行充电时，通常都需要使用充电线（比如数据线）将设备与电源连接，这种充电方式不仅操作繁琐，而且在有多个设备需要充电时，也会造成充电线的混乱，而相关技术中提出的电磁耦合无线充电技术由于会产生电磁场，因此会造成电磁辐射，并且转换效率低，热效应较高，不利于用户长期使用。因此，本发明提出了一种新的无线充电技术，可以提高无线充电的效率，避免了使用电磁耦合无线充电技术造成电磁辐射大、转换效率低、热效应高等缺点，同时由于操作简单，因此可以提升用户的操作体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电基板，用于对充电设备进行充电，其特征在于，包括：

多个电极；

检测单元，用于在所述充电设备与所述充电基板接触时，确定所述多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；

控制单元，用于根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；

充电单元，用于通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

2.根据权利要求1所述的充电基板，其特征在于，还包括：

交互单元，用于发送对所述充电设备是否接触所述充电基板的检测信号，并接收所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息；

所述检测单元具体用于：在所述交互单元接收到所述响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板相接触。

3.根据权利要求1所述的充电基板，其特征在于，所述检测单元具体用于：

通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

4.根据权利要求3所述的充电基板，其特征在于，所述测试电流为阶梯式脉冲电流。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充电基板，其特征在于：

所述检测单元还用于：检测所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路；

所述充电基板还包括：

提示单元，用于在所述检测单元检测到所述第一电极和所述第二电极之间发生短路时，发出提示信息。

6.一种充电系统，其特征在于，包括：权利要求1至5中任一项所述的充电基板，以及与所述充电基板配合使用的至少一个充电设备；

其中，所述充电设备包括：

第一触点和第二触点，在所述充电设备与所述充电基板接触时，所述第一触点可与所述多个电极中的第一电极相接触，所述第二触点可与所述多个电极中的第二电极相接触，所述充电设备通过所述第一触点和所述第二触点接收来自所述充电基板的电能。

7.一种充电方法，其特征在于，包括：

充电基板在与充电设备接触时，确定所述充电基板的多个电极中与所述充电设备的第一触点相接触的第一电极，以及与所述充电设备的第二触点相接触的第二电极，并检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性；

根据所述第一触点的极性和所述第二触点的极性调整所述第一电极的极性和所述第二电极的极性，以使所述第一电极的极性与所述第一触点的极性相匹配，以及所述第二电极的极性与所述第二触点的极性相匹配；

通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备进行充电。

8.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，还包括：

发送对所述充电设备是否接触所述充电基板的检测信号；

在接收到所述充电设备发送的对所述检测信号的响应信息时，根据所述响应信息，确定所述充电设备是否与所述充电基板相接触。

9.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述检测所述第一触点的极性和所述第二触点的极性的步骤具体为：

通过所述第一电极和所述第二电极向所述充电设备发送测试电流，以确定所述第一触点的极性和所述第二触点的极性。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的充电方法，其特征在于，还包括：

判断所述第一电极和所述第二电极之间是否发生短路，若是，则发出提示信息。