CN104247210A - 自动位置可调无线充电器和利用该充电器的充电方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种自动位置可调无线充电器和利用该自动位置可调无线充电器的充电方法，所述无线充电器包括：多个电力传送线圈单元，所述电力传送线圈单元具有利用电磁感应，在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流的电力传送线圈；电力传送电路单元，用于向电力传送线圈提供电流；驱动单元，用于移动电力传送线圈单元的位置；动力传送单元，用于通过把动力从驱动单元传送给多个电力传送线圈单元，而使多个电力传送线圈单元能够偏心旋转；以及控制单元，当由于使电力传送线圈对准所述电力接收线圈，而使施加于电力传送线圈的电压降低时，所述控制单元停止驱动单元、并且使电流能够被提供给电力传送线圈。

Description

自动位置可调无线充电器和利用该充电器的充电方法

技术领域

本发明涉及无线充电器和利用该无线充电器的充电方法，更特别地涉及充电便利性得到改善的自动位置可调无线充电器和利用该无线充电器的充电方法。

背景技术

通常，分别在充电装置和电池的外部形成独立的接触端子，并且通过使这两个接触端子相互连接，电连接充电装置和电池。然而，当接触端子向外突出时，存在的问题在于，产品的外观不佳，并且接触端子的外部会被异物污染，从而导致接触状态易于变得不良的问题。

另外，当由于用户的粗心而在电池上产生短路或者电池被暴露在湿气中时，充电能量容易受到破坏。

为了解决接触式充电方法的问题，已经提出了非接触地对充电装置和电池充电的无线充电技术。

无线充电技术是一种不使用电源线或充电连接器，传送对电池进行无线充电所需的电力的技术。过去，这种技术仅仅限于应用于电动牙刷、家用无线电话、电动工具等。

然而，随着近来的智能电话市场规模的爆炸性增长，无线充电技术的应用正在膨胀性地加速。

智能电话使用户能够在任何时候，随意地欣赏丰富的内容和多媒体，但是由于电池容量的限制，存在使用时间短的限制。随着对应于无线充电的智能电话的投放市场，无线充电技术在智能电话市场中的情形已大大改变，并且在国内和外国已经连续发布了安装有无线充电模块的产品，所述无线充电模块的目的在于对便携式电话或智能电话进行无线充电。

自从目的在于广泛采用非接触模式的标准尺寸的无线充电联盟(WPC)发布了针对5W以下的输出装置的第一个标准规范以来，加入该组织的公司持续增加。随着智能电话的采用，可预期的是，市场一直增长的无线充电技术将被应用于具有较大输出的装置，诸如数字照相机、平板PC、监视器、数字电视机等。

在使得能够进行无线充电的各种技术当中，电磁感应方法在商业化和商品化方面较优越。

电磁感应方法利用在被缠绕数次的线圈线中产生的电磁能量组合。

这是以法拉第定律为基础的，即流过交流电(AC)或高频电流的线圈所产生的磁场会在相邻线圈的输出端产生电动势(EMF)。当把安装有无线充电模块的普通蜂窝电话、智能电话、数字照相机、平板PC、监视器或笔记本电脑放置在由用于无线充电的电力传送模块、模拟电路和起充电作用的电源电路构成的无线充电器的充电表面上时，使控制电路、整流电路、充电电路等工作，从而使安装在该装置内的电池能够被充电。

在这种配置中，正好位于无线充电器的充电表面下方的电力传送线圈的位置成为主要的变量。

然而，根据常规技术，问题在于当无线充电器的电力传送线圈和待充电装置的电力接收线圈之间的位置未被精确固定时，不能进行充电。

发明内容

因此，考虑到现有技术中出现的上述问题而作出本发明。本发明的实施例的一个方面提供了一种自动位置可调无线充电器和利用该自动位置可调无线充电器的充电方法，所述自动位置可调无线充电器被配置成使得待充电的便携式终端被固定到自动位置可调无线充电器上，通过移动自动位置可调无线充电器的电力传送线圈单元来对准电力传送线圈和电力接收线圈，使得能够调整电力传送线圈和电力接收线圈，以便使得能够找到最佳电磁感应的位置，从而用户能够更容易地对便携式终端充电，而无需为充电而再次移动便携式终端。

另外，本发明的实施例的另一方面提供了一种自动位置可调无线充电器和利用该自动位置可调无线充电器的充电方法，所述自动位置可调无线充电器被配置成使得利用液压缸法或气缸法、而不是电动机法，来使电力传送线圈单元能够被移动，从而使振动最小化，使得能够更精确地对准电力传送线圈和电力接收线圈，从而提高充电效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种自动位置可调无线充电器，其包括：多个电力传送线圈单元，所述电力传送线圈单元具有利用电磁感应，在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流的电力传送线圈；向电力传送线圈提供电流的电力传送电路单元；移动电力传送线圈单元的位置的驱动单元；通过把动力从驱动单元传送给多个电力传送线圈单元，而使多个电力传送线圈单元能够偏心旋转的动力传送单元；以及当由于使多个电力传送线圈单元中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准电力接收线圈，而使施加于电力传送线圈的电压降低时，停止驱动单元、并且使电流能够被提供给电力传送线圈的控制单元。

控制单元可以控制驱动单元移动电力传送线圈单元，使得电力传送线圈可以布置在对应于电力接收线圈的位置。

驱动单元可以包括驱动电动机。

驱动单元可以包括：泵；以及通过接收从泵提供的压力，来驱动动力传送单元的缸。

所述缸可以是液压缸或气缸。

所述多个电力传送线圈单元可以由包括电力传送线圈的第一电力传送线圈单元、和包括电力传送线圈的第二电力传送线圈单元构成。

第一电力传送线圈单元的位置和第二电力传送线圈单元的位置可以由驱动单元移动。

动力传送单元可以包括用于移动电力传送线圈单元的螺杆。

电力传送线圈可以配置成相对于电力接收线圈是几何对称的。

自动位置可调无线充电器还可以包括：包括用于固定便携式终端的固定磁体的便携式终端保持器；以及覆盖便携式终端的上部的盖单元。

自动位置可调无线充电器可以以嵌入车辆内的一体形式配置。

自动位置可调无线充电器可以由能够从车辆拆卸且能够安装在车辆上的便携式装置构成。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用自动位置可调无线充电器的充电方法，其包括：通过向多个电力传送线圈单元中所包含的电力传送线圈施加电流，电力传送电路单元在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流的第一步骤；动力传送单元把动力从驱动单元传送给多个电力传送线圈单元，使得能够使多个电力传送线圈单元偏心旋转的第二步骤；当由于使多个电力传送线圈单元中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准电力接收线圈，而降低施加于电力传送线圈的电压时，控制单元停止驱动单元的第三步骤；以及控制单元控制电力传送电路单元，以便使电流能够被施加于电力传送线圈的第四步骤。

第三步骤可以通过以下方式执行：由控制单元控制驱动单元移动电力传送线圈单元的位置，使得电力传送线圈能够被布置在对应于电力接收线圈的位置。

如上所述，根据本发明，待充电的便携式终端被固定到自动位置可调无线充电器上，通过移动自动位置可调无线充电器的电力传送线圈单元来对准电力传送线圈和电力接收线圈，使得用户能够更容易地对便携式终端充电，而无需为充电而再次移动便携式终端。

另外，根据本发明，可以调整电力传送线圈和电力接收线圈，以便使得能够找出最佳电磁感应的位置，从而提高充电效率。

另外，根据本发明，使用液压缸法或气缸法，而不是电动机法，使电力传送线圈单元能够被移动，从而使振动最小化，使得能够更精确地对准电力传送线圈和电力接收线圈，从而提高充电效率。

附图说明

附图提供本发明的进一步理解，包含在本说明书中，并构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示例性实施例，并且与详细说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的框图；

图2和3是示出根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的透视图；

图4是示出根据本发明的一个实施例的电力传送线圈单元的视图；

图5和6是说明根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的电力传送线圈单元的位置移动方法的视图；

图7和8是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的透视图；

图9是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的外形的透视图；

图10是示出便携式终端被安装在根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器上的状态的视图；

图11和12是示出把根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器安装到车辆上的方法的视图；并且

图13是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的外形的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，应注意的是，当常规元件的功能和与本发明相关的元件的详细说明会使本发明的要旨变得不清晰时，将省略这些元件的详细说明。此外，应注意的是，为了提供本发明的结构的易于理解的说明，可能会夸大地绘出附图中所示的各元件的形状和尺寸，而不是反映对应元件的实际尺寸。

图1是示出根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的框图，图2和3是示出根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的透视图，并且图4是示出根据本发明的一个实施例的电力传送线圈单元的视图。

将参考图1-4说明根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的配置。

如图1中所示，根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器可以包括：控制单元110、驱动单元120、电力传送线圈单元130和电力传送电路单元140。此外，该自动位置可调无线充电器还可以包括动力传送单元。

电力传送线圈单元130包括电力传送线圈。

电力传送线圈利用电磁感应，在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流。

电力传送线圈可以设置在电力传送线圈单元130内，并且可以以圆形线圈的形式或螺旋线圈的形式形成，或者也可以以各种形式(诸如四边形线圈的形式、Z字形线圈(zigzag type coil)的形式等)构成。

另外，电力传送线圈可以配置成相对于打算要充电的便携式终端的电力接收线圈是几何对称的。

如图2中所示，驱动单元120连接到电力传送线圈单元130，以移动电力传送线圈单元130的位置。

此时，驱动单元120可以包括驱动电动机以便移动电力传送线圈单元130的位置，并且还可以包括螺杆以便水平移动电力传送线圈单元130的位置。

此外，在另一实施例中，驱动单元120可以包括泵，以便通过接受从泵施加的压力来移动电力传送线圈单元130。

控制单元110可以控制驱动单元120移动电力传送线圈单元130的位置，使得电力传送线圈单元130的电力传送线圈对准待充电的便携式终端的电力接收线圈。

更具体地，当由于使电力传送线圈对准电力接收线圈，而使施加给电力传送线圈的电压降低时，控制单元110控制驱动单元120，使驱动单元120能够被停止。

因此，电力传送线圈单元130的电力传送线圈被布置在与便携式终端的电力接收线圈对应的最佳位置。

同时，借助控制单元110的控制，使电力传送线圈单元130偏心地旋转或者进行直线运动，使得能够使电力传送线圈对准电力接收线圈。

电力传送电路单元140向电力传送线圈施加电流。此时，电力传送电路单元140可以配置成当使电力传送线圈对准电力接收线圈时，利用控制单元110的控制，将电流施加于电力传送线圈。

如此，在自动位置可调无线充电器被配置成使得当由于使电力传送线圈和电力接收线圈对准，而降低施加于线圈的电压时，驱动单元120被停止的情况下，在充电时，驱动单元120的操作被停止，从而使位置能够被固定。因此，在把待充电的便携式终端固定到自动位置可调无线充电器上之后，用户不需要为了充电而再次移动便携式终端，并且电力传送线圈和电力接收线圈被自动调整，以便使最佳电磁感应的位置能够被找到，使得可以预期更高的充电效率。

如图3中所示，根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器包括便携式终端保持器150，并且还包括用于覆盖稳定地安放在便携式终端保持器150上的便携式终端的上部的盖单元160。

便携式终端保持器150可以配置成在其底部包含固定磁体，因此该固定磁体可以使便携式终端能够稳定地固定在便携式终端保持器上。

如图4中所示，根据本发明的本实施例的电力传送线圈单元130可以在其内部包含电力传送线圈131。

电力传送线圈131可以以圆形线圈的形式或螺旋线圈的形式构成，或者也可以以各种形式(诸如四边形线圈的形式、Z字形线圈的形式等)构成。

电力传送线圈131可以配置成相对于待充电的便携式终端的电力接收线圈是几何对称的。

图5和6是说明根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器的电力传送线圈单元的位置移动方法的视图。

参考图1和6说明利用根据一个实施例的自动位置可调无线充电器，对便携式终端充电的方法。

首先，通过对包含在电力传送线圈单元130中的电力传送线圈施加电流，电力传送电路单元140在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流。

随后，控制单元110控制用于移动电力传送线圈单元130的位置的驱动单元120，以使电力传送线圈单元130的位置能够被移动，使得电力传送线圈单元可以布置在对应于电力接收线圈的位置。

更具体地，当由于电力传送线圈和电力接收线圈被对准而降低施加于电力传送线圈的电压时，控制单元110停止驱动单元120。

此时，电力传送线圈单元130可以配置成被偏心地旋转和水平地移动。为此，还可以包括如图6中所示的螺杆125、126，并且借助控制单元的控制，使电力传送线圈单元130在螺杆上水平移动，使得能够对准电力传送线圈单元130的电力传送线圈和便携式终端的电力接收线圈，从而调整电力传送线圈和电力接收线圈以便使得能够找到最佳电磁感应的位置，而无需移动固定在便携式终端保持器150上的便携式终端。

另外，在本发明的另一实施例中，驱动单元可以由液压泵或气缸构成。

图7和8是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的透视图。

如图7中所示，根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器可以配置成使得如图7中所示，驱动单元120包括：泵；以及缸，其通过接收从泵施加的压力来驱动动力传送单元121，使得能够通过动力传送单元121来移动电力传送线圈单元130的位置。

此时，液压缸或者气缸可以用作所述缸。

通过把动力从驱动单元120传送给电力传送线圈单元130，动力传送单元121使电力传送线圈单元130能够被偏心地旋转。

如此，当动力传送单元121偏心地旋转电力传送线圈单元130时，能够容易地找到使电力传送线圈对准待充电的便携式终端的电力接收线圈的位置。

图8是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的透视图，更具体地，是示出具有多个电力传送线圈单元的自动位置可调无线充电器的实施例的视图。

如图8中所示，当电力传送线圈单元由第一线圈单元131和第二线圈单元132构成时，驱动单元120使第一电力传送线圈单元的位置能够通过动力传送单元121而被移动。

当由于使第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准电力接收线圈，而降低施加于电力传送线圈的电压时，控制单元停止驱动单元120。

即，如此，在电力传送线圈单元由第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132构成的情况下，当使第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准电力接收线圈时，使驱动单元120停止，因此，即使无线充电器被置于任意部分，用户都能够更容易地进行无线充电，并且与使一个电力传送线圈单元对准电力接收线圈的情况相比，能够快速地进行对准，从而使得能够快速地实现充电的开始。

同时，动力传送单元121把动力从驱动单元120传送给第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132。此时，第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132可以配置成同时或者分别偏心地旋转。

如此，当第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132被配置成分别偏心旋转时，可以有效地快速找到使电力传送线圈对准待充电的便携式终端的电力接收线圈的位置。

另外，上面的部分中已经说明了电力传送线圈单元由第一电力传送线圈单元131和第二电力传送线圈单元132构成的实施例，但是可以配置两个或更多的电力传送线圈单元。

图9是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的外形的透视图，并且图10是示出便携式终端被安装到根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器上的状态的视图。

如图9中所示，在动力传送单元的上表面上，设置用于存放和保护电力传送线圈单元的保护盖135。

如图10中所示，便携式终端190被稳定地固定到便携式终端保持器150，并且便携式终端190是用设置在便携式终端保持器150内的固定磁体固定的。

另外，设置用于覆盖和保护稳定地固定到便携式终端保持器150的便携式终端190的盖单元160。

图11和12是示出把根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器安装到车辆上的方法的视图。

根据本发明的本实施例的自动位置可调无线充电器以可从车辆拆卸且可安装到车辆上的便携式装置形式构成，并且如图11和12中所示，该自动位置可调无线充电器可以在被固定到车辆的中央仪表板的上端的状态下被使用。

另外，由于图11和12中所示的根据本发明的一个实施例的自动位置可调无线充电器以能够从车辆拆卸且能够安装到车辆上的便携式装置形式构成，因此它能够被自由移动且在车内及车外使用。另外，当在车辆中使用该自动位置可调无线充电器时，可以根据需要在车内拆卸或安装该自动位置可调无线充电器，从而使用户能够更便利地对便携式终端充电。

图13是示出根据本发明的另一实施例的自动位置可调无线充电器的外形的视图，即，是示出自动位置可调无线充电器被一体地嵌入车辆内的实施例的视图。

如图13中所示，当自动位置可调无线充电器100以嵌入车辆内的一体形式配置时，便携式终端190被更稳定地固定在自动位置可调无线充电器内，使得通过把便携式终端190放入并保持在一体地嵌入车辆内的自动位置可调无线充电器100中，用户能够便利地对无线充电器充电。

如前所述，在本发明的详细说明中已经说明了本发明的详细示例性实施例，然而明显的是，本领域的技术人员可以作出各种修改和变化，而不脱离本发明的精神或范围。因此，应理解的是，上述内容仅是本发明的举例说明，而不应被解释为局限于所公开的具体实施例，并且对所公开的实施例的各种修改以及其它实施例都应被包含在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (14)

1.一种自动位置可调无线充电器，包括：

多个电力传送线圈单元，所述电力传送线圈单元具有利用电磁感应，在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流的电力传送线圈；

电力传送电路单元，用于向所述电力传送线圈提供电流；

驱动单元，用于移动所述电力传送线圈单元的位置；

动力传送单元，用于通过把动力从所述驱动单元传送给所述多个电力传送线圈单元，而使所述多个电力传送线圈单元能够偏心旋转；以及

控制单元，当由于使所述多个电力传送线圈单元中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准所述电力接收线圈，而使施加于所述电力传送线圈的电压降低时，所述控制单元停止所述驱动单元、并且使电流能够被提供给所述电力传送线圈。

2.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述控制单元控制所述驱动单元移动所述电力传送线圈单元，使得所述电力传送线圈能够被布置在对应于所述电力接收线圈的位置。

3.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述驱动单元包括驱动电动机。

4.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述驱动单元包括：泵；以及缸，用于通过接收从所述泵提供的压力，来驱动所述动力传送单元。

5.如权利要求4所述的无线充电器，其中所述缸是液压缸或气缸。

6.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述多个电力传送线圈单元由包括电力传送线圈的第一电力传送线圈单元、和包括电力传送线圈的第二电力传送线圈单元构成。

7.如权利要求6所述的无线充电器，其中所述第一电力传送线圈单元的位置和所述第二电力传送线圈单元的位置由所述驱动单元移动。

8.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述动力传送单元包括用于移动所述电力传送线圈单元的螺杆。

9.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述电力传送线圈被配置成相对于所述电力接收线圈是几何对称的。

10.如权利要求1所述的无线充电器，还包括：包括用于固定所述便携式终端的固定磁体的便携式终端保持器；以及用于覆盖所述便携式终端的上部的盖单元。

11.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述自动位置可调无线充电器以嵌入车辆内的一体形式配置。

12.如权利要求1所述的无线充电器，其中所述自动位置可调无线充电器由能够从车辆拆卸且能够安装在车辆上的便携式装置构成。

13.一种利用自动位置可调无线充电器的充电方法，包括：

电力传送电路单元通过向多个电力传送线圈单元中所包含的电力传送线圈施加电流，在便携式终端的电力接收线圈中产生感应电流的第一步骤；

动力传送单元把动力从驱动单元传送给所述多个电力传送线圈单元，使得能够使所述多个电力传送线圈单元偏心旋转的第二步骤；

当由于使所述多个电力传送线圈单元中的任意一者中所包含的电力传送线圈对准所述电力接收线圈，而使施加于所述电力传送线圈的电压降低时，控制单元停止所述驱动单元的第三步骤；以及

所述控制单元控制所述电力传送电路单元，以便使电流能够被施加于所述电力传送线圈的第四步骤。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第三步骤通过以下方式执行：由所述控制单元控制所述驱动单元移动所述电力传送线圈单元的位置，使得所述电力传送线圈能够被布置在对应于所述电力接收线圈的位置。