CN104348220A - 充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电设备。本发明的充电设备包括：第一充电单元，以无线方式执行充电操作；第二充电单元，以无线方式或者有线方式执行充电操作；以及控制单元，该控制单元按时间分段独立地控制第一充电单元和第二充电单元的充电操作以设置充电优先权。在经由从单元执行对于第二充电对象的充电操作的同时，控制单元可检查第一充电对象是否被连接到具有充电操作优先权的主单元以及是否完成对于第一充电对象的充电，并且当没有完成被连接到主单元的第一充电对象的充电时，控制单元控制第一充电单元和第二充电单元的充电操作使得停止经由从单元的充电操作并且执行经由主单元的充电操作。

Description

充电设备

技术领域

本发明涉及一种充电设备，并且特别涉及一种用于同时或者顺序充电两个电池的充电设备。

背景技术

最近，发布了用于以无线方式充电电池的智能装置和无线充电器产品。因为单独地准备用于对被无线安装在移动装置中的电池充电的无线充电器和用于对被另外拥有的辅助电池充电的有线充电器，所以通过分开的充电器分别对两个电池充电。

图1是框图，其图示连接分离电力的有线充电器和无线充电器，以同时对两个电池充电，要求两个电源适配器“适配器#1”和“适配器#2”。因此，为了在仅存在一个电源适配器的情况下对被安装在移动装置中的所有电池和附加的电池进行充电，用户首先对移动终端或者附加电池中的任一个完全地充电，并且然后用户通过拆卸电源并且将电源连接到尚未充电的电池来为该电池完全充电。因此，存在这样的不便，用户不得不连续地监视被首先连接到电源的电池是否被完全充电。

发明内容

要解决上述问题的本发明的目的是为了提供能够通过一个电源充电两个或者两个充电对象的充电设备。

要解决上述问题的本发明的另一目的是为了提供一种集成充电设备。

解决上述问题的本发明的又一目的是为了提供一种同时或者顺序充电两个或者多个充电对象的方法和设备。

解决上述问题的本发明的又一目的是为了提供一种在没有诸如适配器的外部有线电源的情况下使用电池电源将电力无线地传送到其它装置的设备。

根据本发明的实施例，一种充电设备，包括：第一充电单元，该第一充电单元以无线方式执行充电操作；第二充电单元，该第二充电单元以无线方式或者有线方式执行充电操作；以及控制单元，该控制单元按时间分段独立地控制第一充电单元和第二充电单元的充电操作以设置充电优先权。

在实施例中，在第一充电单元和第二充电单元两者中，当具有充电操作优先权的一个被称为主单元并且另一个被称为从单元时，在经由从单元执行对于第二充电对象的充电操作的同时，控制单元可以检查第一充电对象是否被连接到主单元并且是否完成对于第一充电对象的充电，并且当没有完成被连接到主单元的第一充电对象的充电时，控制单元控制第一充电单元和第二充电单元的充电操作，使得停止经由从单元的充电操作并且执行经由主单元的充电操作。

在实施例中，当第一充电对象没有被连接到主单元或者第一充电对象的经由主单元的充电被完成时，控制单元可以开始或者继续经由从单元的充电操作。

在实施例中，充电设备可以进一步包括屏蔽构件，该屏蔽构件用于把第一充电单元的一部分或者全部与从第二充电单元分离，使得从第一充电单元产生的感应磁场不影响第二充电单元。

在实施例中，端子被暴露以物理连接充电对象和第二充电单元使得在充电设备下以有线方式进行充电，并且可以设置用于固定通过端子物理连接的充电对象的固定部件。

在实施例中，充电对象可以经由充电设备上布置的狭槽中插入的端子而物理连接到第二充电单元，使得以有线方式充电。

在实施例中，充电设备可以进一步包括用来固定经由所述狭槽的插入而物理连接到第二充电单元的充电对象，其中该固件部件以屏蔽材料形成，使得从第一充电单元产生的感应磁场不影响充电对象。

根据本发明的另一实施例，一种充电设备，包括：第一充电单元，该第一充电单元以无线方式执行充电操作；第二充电单元，该第二充电单元以有线方式执行充电操作；控制单元，该控制单元用于控制第一充电单元和第二充电单元的充电操作，其中控制单元控制第一充电单元，使得在没有施加外部电力的情况下，使用物理连接到第二充电单元的充电对象的电源执行充电操作。

在实施例中，充电设备可以进一步包括操纵部件，该操纵部件用于选择第一模式，在第一模式下，第一充电单元使用被连接到第二充电单元的充电对象的电力执行充电操作。

在实施例中，充电设备可以进一步包括指示器，该指示器用于指示充电设备的操作模式是所述第一模式。

在实施例中，控制单元禁用第二充电单元的充电操作，同时第一充电单元使用被连接到第二充电单元的充电对象的电力执行充电操作。

附图说明

附图被包括以提供本发明的进一步理解并且组成本发明的说明书的一部分，附图图示本发明的实施例并且连同相对应的描述一起用于解释本发明的原理。其中

图1是图示连接分离电源的有线充电器和无线充电器的框图。

图2是图示根据本发明的实施例的用于同时充电两个电池的双充电器的结构的图。

图3是图示根据本发明的另一实施例的用于同时充电两个电池的双充电器的结构的图。

图4是图示根据本发明的集成充电器的框图。

图5是根据本发明的用于在集成充电器中的顺序充电操作的流程图。

图6是图示根据本发明的另一实施例的双向无线充电器的线圈组件的结构的图。

图7是图示根据本发明的又一实施例的使用电池电源的无线充电器的构造的图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细地描述本发明的实施例。

因为现有的充电器具有两个分离的充电器——无线充电器和有线充电器，为了将其连接到电源单独地要求有适配器，在适配器可用的情况下，存在用户不得不连续地监视首先被连接到电源的电池是否被完全地充电的不便。

本发明提供一种用于以无线方式对两个电池充电的充电设备和用于同时或者顺序充电两个或者多个电池的方法。

图2是图示根据本发明的实施例的用于同时充电两个电池的双充电器的结构的图，并且充电对象中的每一个位于充电器的上表面和下表面的结构被示出。

通过将要以无线方式对被安装在智能装置上的电池充电的无线充电器和以无线方式充电被拆卸的电池的无线充电器组合成一个主体来实现根据图2的实施例的双充电器，并且其可以包括上壳体，该上壳体用作提供空间以放置智能装置来充电的支架并且装饰双充电器的上部分；下壳体，该下壳体固定和电连接被拆卸的电池并且装饰双充电器的下部分；无线充电电路，该无线充电电路包括无线传送线圈和包括有线充电电路的充电电路板。

充电电路板可以包括有线充电电路，该有线充电电路充电被连接到下壳体的电池，无线充电电路包括无线传送线圈，该无线传送线圈起天线的作用以将电力无线地传送到被放置在上壳体上的智能装置；和控制电路，该控制电路控制充电电路的操作。

在下壳体的外部上形成凹槽，该凹槽对应于电池的尺寸；或者固定装置，该固定装置用于固定电池；和用于将被固定的电池电连接到有线充电电路的端子。

无线传送线圈被布置在充电电路板上以仅将电力无线地传送到朝着上壳体的方向，并且屏蔽构件被形成在充电电路板上，使得不将在无线传送线圈中产生的感应磁场朝着下壳体的方向传输。有线充电电路可以被形成在屏蔽构件的表面下方，不被无线传送线圈中产生的感应磁场影响。

图3是图示根据本发明的另一实施例的用于同时充电两个电池的双充电器的结构的图，以及以被布置在充电器的侧表面上的狭槽的形式安装充电对象的结构。

与在图2中示出的双充电器相同的根据图3的另一实施例的双充电器也通过将无线充电器和有线充电器组合成一个主体来实现，并且可以包括上壳体，该上壳体充当用于提供空间以放置智能装置来充电的支架并且装饰双充电器的上部分；下壳体，该下壳体完成双充电器的下部分；无线充电电路，该无线充电电路包括无线传送线圈和包括有线充电电路的充电电路板。

然而，不同于在图2中示出的双充电器的根据在图3中示出的实施例的双充电器，以有线方式通过有线充电器充电的电池可以不被固定到下壳体，而是通过上壳体的侧表面上布置的狭槽被插入到充电器的侧面与有线充电器的端子电气地连接。

另外，固定构件被设置在充电器内部，以引入电池通过狭槽向内插入，并且在电池被电连接到被连接于用于有线充电的有线充电电路的端子的状态下固定电池。并且，与上壳体上的狭槽相对应的开口被设置在固定构件的侧面使得能够通过开口插入电池，并且端子被设置在固定构件的另一侧面上以将电池端子连接到有线充电单元。

另外，充当用于将电力无线地传送到被放置在上壳体上的智能装置的天线的无线传送线圈被布置在固定构件的上表面以仅将电力无线地传送到朝着上壳体的方向，并且仅在无线传送线圈被附接的上表面上固定构件或者整个固定构件是由屏蔽材料制成，并且其可以保持从无线传送线圈产生的感应磁场没有被传播到固定构件的内部。有线充电电路可以被形成在固定构件的下表面上以使得不受从无线传送线圈中产生的感应磁场影响。

图4是图示根据本发明的集成充电器的框图，并且示出通过一个电源充电一个或者多个充电对象的电路的组成。

使其能够同时或者顺序以有线方式和无线方式充电的双充电器或者无线和有线集成充电器，如在图4中所示，可以包括集成控制电路、无线充电电路、无线传送线圈TX线圈和电池充电电路。

首先，将会简要地描述无线电力传输。无线电力传输的技术被分为诸如电感耦合方式、衰减波谐振方式、射频(RF)方式等等的三种方式，并且当前最有效的和主要使用的方式是电感耦合方式。

电感耦合方式的基本原理与变压器的原理相同。在无线充电系统中，变压器的初级线圈和次级线圈被分开，并且初级线圈被安装在用于传送电的电力传输的充电设备上，并且次级线圈被安装在作为接收电的接收器设备的移动装置上。

其基本原理与变压器相同的利用电感耦合方式的无线充电系统包括发射器TX和接收器RX，并且发射器是对应于使到接收器的最佳电力传输成为可能的充电设备的装置。发射器生成被感应的磁场和感应的动力，并且将其供应给接收器。

与发射器相对应的无线充电设备可以包括电源单元，该电源单元使用外部电源生成充电电力；无线充电电路，该无线充电电路用于放大从直流电源供应的高频率并且将其供应给充电电路；传送线圈，该传送线圈用于将从无线充电电路产生的充电电力传送到二次线圈的初级线圈；以及控制单元，该控制单元用于控制充电电路的操作。在是交流电AC的外部电源作为通过适配器的直流电DC的情况下，适配器可以充当电源单元的角色，并且在这样的情况下，组成与在图4中示出的无线充电电路相同。

当DC电压从充电电路被施加到传送线圈时，在传送线圈上形成静电磁场并且其具有电磁体的特性，并且传送线圈内部的磁性物质被内在地磁化并且具有磁特性。通过接触无线充电设备的接收器的次级线圈(接收线圈)施加DC电压。因为接收线圈内部的磁性物质通过被内部地磁化也具有磁性，所以通过在传送线圈和接收线圈之间的阵列传送电力。

控制单元基于通过传送线圈检测到的信号检测用于无线充电的接收器是否接近充电器，并且基于通过传送线圈检测到的信号也识别接收器的充电电平，生成用于控制无线充电电路的操作的控制信号以被适合充电电平并且将其应用于无线充电电路。

在图4中，集成控制电路是由微处理器组成，并且包括如上所述的无线充电设备的控制单元的功能，并且而且，可以同时或者顺序执行控制有线充电电路的功能。

图5是用于根据本发明的集成充电器的顺序充电操作的流程图，并且示出用于通过使用集成控制电路检测两个或者多个充电对象通过一个电源顺序充电，即，用于利用时间分段独立地控制两个或者多个充电对象的算法。

在能够充电两个或者多个充电对象的集成充电器中，可指定具有充电优先权的主单元和从单元，并且同时，在可用于有线充电和无线充电两者的集成充电器中，无线充电可通过对其赋予优先权而被指定为主单元，并且用于从智能装置拆下的电池的有线充电可以被指定为从单元，因为用户乐意首先充电安装在智能装置中的电池。

基于通过传送线圈检测到的信号，集成控制电路识别主单元是否首先被连接，即，在没有拆卸电池的情况下可无线地充电的智能装置被放置在图3或者图4中示出的上壳体的上表面的无线充电支架上(步骤S510)，如果识别主单元被连接(在步骤S510中“是”)，并且充电继续直到完成对于主单元的充电(步骤S520和S530)。

当为了主单元继续无线充电时，检查是否完成充电(步骤S520)，如果没有完成充电(在步骤S520中“否”)，则继续对于主单元的充电(步骤S530)，并且如果完成充电(在步骤S520中“是”)，则检查是否执行连接从单元的操作(步骤S540)。在对于主单元进行充电的步骤S530中，没有执行对从单元的充电，并且如果对从单元的充电在进行中，则停止对于从单元的充电。

同时，如果识别可无线充电的智能装置没有被放置在无线充电支架上(在步骤S510中“否”)，是否从单元被连接，即，连接在下壳体上布置的有线充电电路的连接端子连接了电池或者在图3或者图4中示出的固定构件被识别(步骤S540)，如果识别从单元没有被连接(在步骤S540中“否”)，则再次返回到识别主单元是否被连接的步骤S510。

如果识别从单元被连接(在步骤S540中“是”)，则充电被继续直到完成对于从单元的充电(步骤S550和S560)。识别是否完成充电同时继续对于从单元的有线充电(步骤S560)，并且如果没有完成对于从单元的充电(在步骤S560中“否”)，则再次返回到识别是否主单元被连接的步骤S510。在这样的情况下，如果是主单元被连接的状态(在步骤S510中“是”)，则执行是用于主单元的无线充电的操作的步骤S520和S530，即，在充电主单元的步骤S530中用于充电从单元的电路被禁用，并且通过仅选择一个充电电路能够操作集成充电器。

即，在从单元正在充电时可以控制通过继续地检查主单元的充电状态能够优先地充电主单元。

同时，如果完成对于从单元的充电(在步骤S560中“是”)，则终止对于主单元和从单元的顺序充电操作。

在外部电源通过适配器被施加到集成充电器的情况下，不可能出现用于同时充电两个充电对象的电力不足的问题。然而，在DC电力通过不是适配器的其它装置被施加到集成充电器的情况下，即，在来自于笔记本PC的USB电力被施加到集成充电器的情况下，不可以供应足以同时充电两个充电对象的电力。在后者情况下，必定需要顺序充电算法。

图6是图示根据本发明的另一实施例的双向无线充电器的线圈组件的结构的图。

当用于无线充电的现有的线圈组件可以仅通过被安装在屏蔽构件的一侧上的用于传输的线圈在一个方向上(即，上表面)仅执行无线充电，如在图6中所示，能够实现通过附接屏蔽构件的两侧上的传送线圈能够进行在双充电器的上表面和下表面的两个方向上的无线充电。在这样的情况下，应单独地设置用于无线充电的两个电路块。

图7是图示根据本发明的又一实施例的使用电池电源的无线充电器的构造的图，该构造示出使用是充电对象的电池的电力执行无线充电。

通过具有通过参考图4或者图5描述的相同步骤的算法，在图7中示出的充电器可以无线地充电安装了电池的智能装置并且以有线方式充电从智能装置拆卸的电池。

然而，在外部电源没有被供应的情况下，在图7中示出的充电器可以通过使用被存储在电池中的电力驱动无线充电电路执行无线充电。

在图7中示出的充电器的构造中，当在有线充电模式下能够充电与电池充电电路有线连接的电池时，如果外部电源没有被连接，则电池可以被连接到集成控制电路并且向其供应电力。

如果外部电源没有被连接，则在图7中示出的集成控制电路可以被供应有被连接到用于有线充电的电池的电源，不能够通过电池充电电路进行充电操作，因为电力没有被供应给电池充电电路，而是通过将电力供应给无线充电电路并且操作无线充电电路以无线方式充电智能装置。

为此，能够实现用户可通过提供诸如用于使用在图7中示出的充电器中的电池电源执行无线充电操作的开关的预定模式移位操纵部分使用电池电源选择无线充电模式。另外，在图7中示出的充电器可以通知当前操作模式是在使用诸如LED的指示灯没有提供外部电力的状态下使用电池电源的充电模式还是简单充电模式。指示灯使使用电池电源的充电模式与具有不同颜色的简单充电模式相区分。

在外部电力被供应给在图7中示出的充电器的情况下，可以应用在图5中示出的顺序充电算法。

至此已经示例性地给出本发明的描述，在通过权利要求公开的本发明的发明构思和范围内，本领域的普通技术人员可以进行许多修改和变化。

Claims (11)

1.一种充电设备，包括：

第一充电单元，所述第一充电单元以无线方式执行充电操作；

第二充电单元，所述第二充电单元以无线方式或者有线方式执行充电操作；以及

控制单元，所述控制单元按时间分段独立地控制所述第一充电单元和所述第二充电单元的充电操作，以设置充电优先权。

2.根据权利要求1所述的充电设备，其中，所述第一充电单元和所述第二充电单元两者中，当具有充电操作优先权的一个被称为主单元并且另一个被称为从单元时，在经由所述从单元执行对于第二充电对象的充电操作的同时，所述控制单元检查第一充电对象是否被连接到所述主单元以及是否完成对于所述第一充电对象的充电，并且，当没有完成被连接到所述主单元的所述第一充电对象的充电时，所述控制单元控制所述第一充电单元和所述第二充电单元的充电操作以使得停止经由所述从单元的充电操作并且执行经由所述主单元的充电操作。

3.根据权利要求2所述的充电设备，其中，当所述第一充电对象没有被连接到所述主单元或者所述第一充电对象的经由所述主单元的充电被完成时，所述控制单元开始或者继续所述的经由所述从单元的充电操作。

4.根据权利要求1所述的充电设备，还包括屏蔽构件，所述屏蔽构件把所述第一充电单元的一部分或者全部与所述第二充电单元分离，使得从所述第一充电单元产生的感应磁场不影响所述第二充电单元。

5.根据权利要求1所述的充电设备，其中，端子被暴露来物理连接充电对象和所述第二充电单元，以在所述充电设备下以有线方式充电，并且其中，设置用来固定通过所述端子而被物理连接的所述充电对象的固定部件。

6.根据权利要求1所述的充电设备，其中充电对象经由所述充电设备上布置的狭槽中插入的端子而物理连接到所述第二充电单元，以使得以有线方式充电。

7.根据权利要求6所述的充电设备，还包括用来固定经由所述狭槽的插入而物理连接到所述第二充电单元的所述充电对象的固定部件，其中该固件部件由屏蔽材料形成，使得从所述第一充电单元产生的感应磁场不影响所述充电对象。

8.一种充电设备，包括：

第一充电单元，所述第一充电单元以无线方式执行充电操作；

第二充电单元，所述第二充电单元以有线方式执行充电操作；

控制单元，所述控制单元控制所述第一充电单元和所述第二充电单元的充电操作，

其中，所述控制单元控制所述第一充电单元，使得在没有施加外部电力的状态下，使用物理连接到所述第二充电单元的充电对象的电源执行充电操作。

9.根据权利要求8所述的充电设备，还包括操纵部件以选择第一模式，在所述第一模式下，所述第一充电单元使用被连接到所述第二充电单元的充电对象的电力执行充电操作。

10.根据权利要求9所述的充电设备，还包括指示器，所述指示器用于指示所述充电设备的操作模式是所述第一模式。

11.根据权利要求8所述的充电设备，其中所述控制单元禁用所述第二充电单元的充电操作，同时所述第一充电单元使用被连接到所述第二充电单元的充电对象的电力执行充电操作。