CN104600821A - 电场充电器、电源装置及电子设备充电方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电场充电器、电源装置、电子设备及电子设备充电方法和系统。所述电源装置包括电容器、蓄电池和电压转换电路。在对包含了所述电源装置的电子设备进行充电时，可首先利用电容器的瞬时充电特性，对电子设备中的电容器进行快速充电，之后，完成充电的电容器通过电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。从而，应用本申请可实现对电子设备进行瞬时充电，后续，电子设备中瞬时完成充电的电容器可通过向电子设备的蓄电池进行二次充电，为电子设备的正常运行提供用电保障，二次充电在手机内部执行，不依赖外部充电设备，且充电过程不影响电子设备的正常使用，提升了用户体验。

Description

电场充电器、电源装置及电子设备充电方法和系统

技术领域

本发明属于电子设备充电技术领域，尤其涉及一种电场充电器、电源装置及电子设备充电方法和系统。

背景技术

电池充电是将外部电源提供的电能转换成电池内部化学能的过程。电池因其固有的化学特性而导致其充电过程较为缓慢、充电时长较长，例如，手机等电子设备的电池往往需要3、4个小时才能充电至满电，较慢的充电过程给电子设备用户带来了诸多不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电场充电器、电源装置及电子设备充电方法和系统，以解决电子设备充电较慢、充电时长较长的问题，提升用户体验。

为此，本发明公开如下技术方案：

一种电场充电器，包括接口模块和转换模块，其中：

所述接口模块，用于接入交流电；

所述转换模块，用于将所述接口模块接入的交流电转换为高压直流电场。

上述电场充电器，优选的，所述交流电为220V、50Hz的低压低频交流市电。

一种电源装置，包括电容器、蓄电池和电压转换电路，其中：

所述电容器，用于在高压直流电场中进行瞬间充电，且所述电容器通过所述电压转换电路为所述蓄电池提供充电电源；

所述电压转换电路，用于将所述电容器两极间的电压转换为所述蓄电池所需的充电电压。

上述电源装置，优选的，所述电容器为超级离子电容器。

上述电源装置，优选的，所述电压转换电路包括限流电阻。

一种电子设备，包括如上所述的电源装置。

一种电子设备充电方法，基于如上所述的电场充电器，以及如上所述的电子设备，所述充电方法包括：

所述电子设备中的电容器利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。

一种电子设备充电系统，基于如上所述的电场充电器，以及如上所述的电子设备，所述系统包括第一充电模块和第二充电模块，其中：

所述第一充电模块，用于使所述电子设备中的电容器，利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

所述第二充电模块，用于使所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。

由以上方案可知，本申请提供了一种电场充电器、电源装置、电子设备及电子设备充电方法和系统。所述电源装置包括电容器、蓄电池和电压转换电路。在对包含了所述电源装置的电子设备进行充电时，可首先利用电容器的瞬时充电特性，对电子设备中的电容器进行快速充电，之后，完成充电的电容器通过电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。从而，应用本申请可实现对电子设备进行瞬时充电，后续，电子设备中瞬时完成充电的电容器可通过向电子设备的蓄电池进行二次充电，为电子设备的正常运行提供用电保障，二次充电在手机内部执行，不依赖外部充电设备，且充电过程不影响电子设备的正常使用，提升了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种电场充电器实施例一的结构示意图；

图2是本申请提供的一种电源装置实施例二的结构示意图；

图3是本申请提供的一种电子设备实施例三的结构示意图；

图4是本申请提供的一种电子设备充电方法实施例四的流程图；

图5是本申请提供的一种电子设备充电系统实施例五的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1，图1为本申请提供的一种电场充电器实施例一的结构示意图，所述电场充电器包括接口模块101和转换模块102。

接口模块101，用于接入交流电。

其中，接口模块101所接入的交流电的电压值可由技术人员依据实际需求进行设定，例如，实际应用中，接口模块101接入的交流电可以是220V、50Hz的低压低频交流市电。

转换模块102，用于将所述接口模块接入的交流电转换为高压直流电场。

在接口模块101接入所设定的交流电后，例如，接入220V、50Hz的低压低频交流市电后，转换模块102继续将该交流电转换为所规定电压数值的高压直流电，进而可基于该高压直流电，制造出一个高压直流电场，以实现为相应电子设备提供一种非接触式的充电环境。

实现本模块的功能时，具体可采用变压器、二极管、滤波电容等电子元器件来组建一个电压/电流转换电路，通过该电路中变压器的变压作用、二极管的桥式整流以及电容滤波，实现将低压低频的交流电转换为所需的高压直流电，进而产生可用于对电子设备进行非接触式充电的高压直流电场。

实施例二

参考图2，图2为本申请提供的一种电源装置实施例二的结构示意图，所述电源装置包括电容器201、蓄电池202和电压转换电路203。

电容器201，用于在高压直流电场中进行瞬间充电，且所述电容器201通过所述电压转换电路203为所述蓄电池202提供充电电源。

电压转换电路202，用于将所述电容器两极间的电压转换为所述蓄电池所需的充电电压。

其中，电容器201包括电解质溶液以及悬浮在所述电解质溶液中的两个电极：正极电极和负极电极。

本实施例具体采用大容量的超级离子电容器，申请人经调研，提出了以下几种优选的超级离子电容器构造方案：

1)超级离子电容器的电极采用掺钴的氧化镍NiO膜所制成的电极；电解质溶液采用1mol/L的氢氧化钾KOH水溶液；

2)超级离子电容器的电极采用碳纳米管所制成的电极，所述碳纳米管预先经过酸回流处理；电解质溶液采用30％的硫酸H₂SO₄溶液；

3)超级离子电容器的电极采用碳纳米管与氧化镍NiO的复合材料所制成的电极，其中，所述复合材料中氧化镍NiO的质量百分数不超过50％。

超级离子电容器具有可瞬间充电、充放电效率高以及充放电循环使用寿命长的特性，本申请利用超级离子电容器的上述特性，将其应用在电源装置中。当超级离子电容器在高压直流电场中瞬间完成充电后，可为电源装置中的蓄电池提供充电电源。

在超级离子电容器瞬间完成充电后，超级离子电容器会利用其两极板所储存的电能，继续对电源装置内的蓄电池进行二次充电。

考虑到大容量的超级离子电容器满电后，其两端电压较高，而蓄电池，如手机等电子设备中锂电池的充电电压往往较低，一般不超过4.2V，因此，本申请的电源装置中还集成了电压转换电路，该电路包括用于进行限流分压的限流电阻，超级离子电容器通过该电路中限流电阻的限流分压作用，向蓄电池提供其所需的充电电压，实现对蓄电池进行二次充电。

蓄电池固有的化学特性，导致二次充电的过程较为缓慢，譬如，手机等电子设备的蓄电池往往需要3、4个小时才能充电至满电，但本申请中，二次充电过程在电源装置内部进行，不需依赖外部的充电环境、充电设备。当用户将电源装置放置于高压直流电场中(如实施例一的电场充电器所产生的高压直流电场)，并在电源装置中的电容器瞬间充电满电后，即可将电源装置移出高压直流电场，并进行随身携带或使用，与此同时，电源装置内部会进行以上的二次充电过程。

二次充电过程不影响用户对电源装置进行正常使用，如假设电源装置具体为电子设备中内置的供电电源，则在电子设备中的电容器瞬间充电满电并移出充电电场后，蓄电池可在利用电容器充电的同时向电子设备进行供电，该过程不依赖于外部充电设备，保证用户可随身携带并正常使用电子设备。

应用本申请时，可将所述电源装置设计为电子设备中内置的供电电源进行使用，也可将所述电源装置设计为便携式移动电源，以方便用户随时利用其对电子设备蓄电池进行充电。

实施例三

参考图3，图3为本申请提供的一种电子设备实施例三的结构示意图，所述电子设备包括如实施例二所述的电源装置301。

即本实施例将实施例二的电源装置作为电子设备的供电电源，内置在电子设备中进行使用。

本实施例的电子设备实现了瞬间充电，用户使用该电子设备时，在将其放置于高压直流电场进行瞬间充电后，即可将其移出充电电场，并可随身携带对其进行正常使用。

实施例四

参考图4，图4为本申请提供的一种电子设备充电方法实施例四的结构示意图，所述方法基于如实施例一所述的电场充电器及实施例三所述的电子设备，该方法可以包括以下步骤：

S401：所述电子设备中的电容器利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

S402：所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。

即本实施例提供了一种基于实施例一的电场充电器对实施例三的电子设备进行充电的方法。所述方法中电子设备实现充电共包含两个阶段：电子设备中的电容器利用电场充电器提供的高压直流电场进行瞬时充电，电容器对蓄电池进行二次充电。

第一阶段依赖于外部充电设备，即依赖于所述电场充电器，第二阶段在电子设备内部进行，无需依赖外部充电设备，且第二阶段的充电过程不影响用户正常使用电子设备。

由以上方案可知，本申请提供了一种电场充电器、电源装置、电子设备及电子设备充电方法和系统。所述电源装置包括电容器、蓄电池和电压转换电路。在对包含了所述电源装置的电子设备进行充电时，可首先利用电容器的瞬时充电特性，对电子设备中的电容器进行快速充电，之后，完成充电的电容器通过电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。从而，应用本申请可实现对电子设备进行瞬时充电，后续，电子设备中瞬时完成充电的电容器可通过向电子设备的蓄电池进行二次充电，为电子设备的正常运行提供用电保障，二次充电在手机内部执行，不依赖外部充电设备，且充电过程不影响电子设备的正常使用，提升了用户体验。

实施例五

参考图5，图5为本申请提供的一种电子设备充电系统实施例五的结构示意图。

所述系统包括第一充电模块501和第二充电模块502，其中：

所述第一充电模块501，用于使所述电子设备中的电容器利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

所述第二充电模块502，用于使所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。

即本实施例提供了一种基于实施例一的电场充电器，对实施例三的电子设备进行充电的系统。该系统中电子设备实现充电共包含两个阶段：电子设备中的电容器利用电场充电器提供的高压直流电场进行瞬时充电，电容器对蓄电池进行二次充电。

第一阶段依赖于外部充电设备，即依赖于所述电场充电器，第二阶段在电子设备内部进行，无需依赖外部充电设备，且第二阶段的充电过程不影响用户正常使用电子设备。

由以上方案可知，本申请提供了一种电场充电器、电源装置、电子设备及电子设备充电方法和系统。所述电源装置包括电容器、蓄电池和电压转换电路。在对包含了所述电源装置的电子设备进行充电时，可首先利用电容器的瞬时充电特性，对电子设备中的电容器进行快速充电，之后，完成充电的电容器通过电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。从而，应用本申请可实现对电子设备进行瞬时充电，后续，电子设备中瞬时完成充电的电容器可通过向电子设备的蓄电池进行二次充电，为电子设备的正常运行提供用电保障，二次充电在手机内部执行，不依赖外部充电设备，且充电过程不影响电子设备的正常使用，提升了用户体验。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电场充电器，其特征在于，包括接口模块和转换模块，其中：

所述接口模块，用于接入交流电；

所述转换模块，用于将所述接口模块接入的交流电转换为高压直流电场。

2.根据权利要求1所述的电场充电器，其特征在于，所述交流电为220V、50Hz的低压低频交流市电。

3.一种电源装置，其特征在于，包括电容器、蓄电池和电压转换电路，其中：

所述电容器，用于在高压直流电场中进行瞬间充电，且所述电容器通过所述电压转换电路为所述蓄电池提供充电电源；

所述电压转换电路，用于将所述电容器两极间的电压转换为所述蓄电池所需的充电电压。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述电容器为超级离子电容器。

5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述电压转换电路包括限流电阻。

6.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求3-5任意一项所述的电源装置。

7.一种电子设备充电方法，其特征在于，基于如权利要求1-2任意一项所述的电场充电器，以及权利要求6所述的电子设备，所述充电方法包括：

所述电子设备中的电容器利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。

8.一种电子设备充电系统，其特征在于，基于如权利要求1-2任意一项所述的电场充电器，以及权利要求6所述的电子设备，所述系统包括第一充电模块和第二充电模块，其中：

所述第一充电模块，用于使所述电子设备中的电容器，利用所述电场充电器所产生的高压直流电场进行瞬间充电；

所述第二充电模块，用于使所述电容器通过所述电压转换电路向所述蓄电池进行二次充电。