CN104638773A - 一种无线充电装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供一种无线充电装置及其工作方法，涉及无线通信技术领域，能够在以较高充电效率对待充电装置无线充电的同时有效提高待充电装置的触控响应的灵敏度、有效提升了用户体验。所述装置，包括面板和设置在所述面板上的至少一个发射线圈，所述面板为中央部下凹，外周部上翘的凹面，所述至少一个发射线圈用于向待充电装置发送无线电能。本发明适用于对手机、平板电脑等装置的无线充电中。

Description

一种无线充电装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线充电装置及其工作方法。

背景技术

随着智能手机的普及，手机的功能越来越强大、越来越多样化，已然成为人们日常生活中不可或缺的一样工具，随时随地拿起手机上网、聊天，甚至办公，都彰显了手机在人们日常生活中的重要作用。但是受制于手机电量的瓶颈，用户时常不得不停下操作来给手机充电，因此错过很多重要的资讯和机会。

目前市场上的无线充电面板在对手机进行充电时，手机必须平放于充电面板上。这既限制了手机屏幕的可视角度，也使手机无法在用户手持状态下进行无线充电，不仅限制了用户对手机的操作，而且脱离手掌的手机电容屏由于缺少人体静电感应而对手指的触控灵敏度比手掌托举下的触控灵敏度低，从而使放置于水平充电平板上的手机因为失去了手掌的托举而对手指触控响应迟钝，降低了操作的流畅性和用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线充电装置及其工作方法，用以解决现有技术中待充电装置进行无线充电时触控响应迟钝、用户体验差的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种无线充电装置，包括面板和设置在所述面板上的至少一个发射线圈，所述面板为中央部下凹，外周部上翘的凹面，所述至少一个发射线圈用于向待充电装置发送无线电能。

可选的，所述发射线圈为多个发射线圈组成的发射线圈阵列。

进一步的，所述装置还包括：定位部，用于确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈，以使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能。

可选的，所述定位部具体包括：脉冲发射单元，用于分别对所述发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲；回波检测单元，用于在每个所述发射线圈与所述待充电装置中的接收线圈电磁耦合后，检测每个所述发射线圈从所述接收线圈感应到的感应电能；定位单元，用于根据所述脉冲发射单元发射的激励脉冲和所述回波检测单元检测到的感应电能，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

进一步地，所述装置还包括：检测部，用于检测被激活的所述发射线圈对所述待充电装置的充电效率；所述定位部，还用于当所述检测部检测到所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的所述发射线圈对所述待充电装置充电，重新确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

较佳的，所述面板上设置有可调支撑部，用于安放待充电装置并对所述待充电装置的位置进行调节。

可选的，所述可调支撑部包括在所述面板的上表面上、并延伸通过所述外周部和所述中央部的滑轨，所述滑轨上设置有滑动装置，用于安放所述待充电装置并带动所述待充电装置沿所述滑轨滑动。

可选的，所述滑动装置上设置有固定装置，用于将所述滑动装置固定在所述滑轨的预设位置。

另一方面，本发明还提供一种上述无线充电装置的工作方法，包括：

检测无线充电装置中是否存在待充电装置；

如果是，对所述待充电装置无线充电。

具体的，所述待充电装置的发射线圈为多个发射线圈组成的发射线圈阵列。

具体的，所述对所述待充电装置无线充电具体包括：确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈；使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能。

可选的，所述确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈具体包括：分别对所述发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲；在每个所述发射线圈与所述待充电装置中的接收线圈电磁耦合后，检测每个所述发射线圈从所述接收线圈感应到的感应电能；根据所述激励脉冲和所述感应电能，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

进一步的，在所述使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能后，所述方法还包括：检测被激活的所述发射线圈对所述待充电装置的充电效率；当所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的所述发射线圈对所述待充电装置充电，重新确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈。

本发明的实施例提供的无线充电装置及其工作方法，利用无线充电装置中央部下凹外周部上翘的凹面形面板，围成一个空间立体结构，该立体结构能够容纳用户的手，允许在手持状态下对待充电装充电，从而使待充电装置的触控灵敏度在人体静电感应的影响下被有效提高，同时，分布在面板上的发射线圈还能够借助于面板下凹与上翘的弧度而以更合适的角度靠近待充电装置的接收线圈，从而与接收线圈进行更有效的电磁耦合，因此能够在以较高充电效率对待充电装置无线充电的同时有效提高待充电装置的触控响应的灵敏度、有效提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的无线充电装置的一种侧视图；

图2是本发明的实施例提供的无线充电装置的一种立体图；

图3是本发明的实施例提供的无线充电装置的工作方法的一种流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，本发明的实施例提供一种无线充电装置，包括面板1和设置在面板1上的至少一个发射线圈2，面板1为中央部11下凹，外周部12上翘的凹面，所述至少一个发射线圈2用于向待充电装置3发送无线电能。

本发明的实施例提供的无线充电装置，其面板1为中央部11下凹，外周部12上翘的凹面，这样，整个面板1就形成一个空间立体结构，该立体结构能够容纳用户的手，允许在手持状态下对待充电装置3进行充电，从而使待充电装置3的触控灵敏度在人体静电感应的影响下被有效提高，同时分布在面板1上的发射线圈2能够借助于面板1下凹和上翘的弧度而以更合适的角度靠近待充电装置3的接收线圈，从而与接收线圈进行更有效的电磁耦合，因此在以较高充电效率对待充电装置3无线充电的同时提高了待充电装置3的触控响应的灵敏度、有效提升了用户体验。

需要说明的是，在对待充电装置3进行无线充电过程中，无线充电装置的面板1上的发射线圈2作为电能发射装置，待充电装置3中的接收线圈（未示出）作为电能的接收装置，无线电能通过这两个线圈的电磁感应或者电磁共振由无线充电装置向待充电装置传递，电能传递的效率与发射线圈和接收线圈之间的距离以及相对角度有关。因此，为了保证待充电装置3在各种放置角度下都能够以较高效率进行充电，优选的，所述发射线圈包括多个发射线圈2组成的发射线圈阵列，该发射线圈阵列中的一个发射线圈20被激活，从而向待充电装置3发送无线电能。

可选的，被激活的发射线圈20可以为面板1上分布的发射线圈阵列中的任何一个发射线圈或者几个发射线圈，本发明对此不做限制，但为了保证电能的传输效率，在本发明的一个实施例中，无线充电装置还包括定位部，用于确定所述发射线圈阵列中与待充电装置3的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈20，以使所述电磁耦合效率最高的发射线圈20被激活，向待充电装置3发送无线电能。而其他的发射线圈2无需向待充电装置3的接收线圈发射无线电能，从而进一步提高了电能传输效率。

定位部可通过多种方式确定出与待充电装置3的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈20，本发明对此不作限制。例如，在本发明的一个实施例中，定位部具体包括：

脉冲发射单元，用于分别对所述发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲，例如可以向所述发射线圈阵列中的发射线圈2逐个输入相同的脉冲激励信号，脉冲信号在发射线圈回路中产生谐振，并在周围空间产生交变磁场。

回波检测单元，用于在每个发射线圈2与待充电装置3中的接收线圈电磁耦合后，检测每个发射线圈2从所述接收线圈感应到的感应电能。具体的，待充电装置3的接收线圈能够感应到脉冲发射单元激发出的交变磁场，并在接收线圈回路上产生自谐振来接收无线电能量。经过几个振荡周期之后，发射线圈2的回路中的能量逐渐减小，减小的能量通过回波带动发射线圈2的回路振荡，以相同的方式将能量转移到发射线圈2的回路中，从而被回波检测单元检测到。可选的，回波检测单元可以通过检测所述发射线圈中的感应电流或电压获取感应到的电能。

定位单元，用于根据脉冲发射单元发射的激励脉冲和回波检测单元检测到的感应电能，确定所述发射线圈阵列中与待充电装置3的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。如果脉冲发射单元向各个发射线圈2发射的激励脉冲相等，那么具有最大感应电能的发射线圈即为耦合度最高的发射线圈。

定位部确定完与接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈后，即开始用该发射线圈2向待充电装置3的接收线圈发射无线电能，对待充电装置3充电。正如前文所介绍的，本发明的实施例提供的无线充电装置在对待充电装置3进行充电时，允许在用户手持待充电装置3的状态下对待充电装置3充电，从而使用户能够在手机等移动设备进行充电的条件下，仍然可以打电话、发短信、进行娱乐活动等，有效提升了用户体验。但由此带来的问题是，由于用户手持待充电装置3进行各种操作，待充电装置3在无线充电装置中的位置容易发生各种变化，从而导致待充电装置3的接收线圈不能与发射线圈2对准，导致这两个线圈之间的电磁耦合效率降低，无线充电效率下降。

为了改善这种情况，优选的，无线充电装置还可包括：检测部，用于检测被激活的发射线圈20对待充电装置3的充电效率；定位部，还用于当检测部检测到所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的发射线圈20对待充电装置3充电，重新确定发射线圈阵列中与待充电装置3的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈20，从而通过实时检测无线充电装置的充电效率来及时对发射无线电能的发射线圈进行调整。

进一步的，本发明实施例提供的无线充电装置，不但允许用户手持待充电装置3进行充电，也能够使待充电装置3放置在面板1上进行充电。这种情况下，为了使待充电装置3在进行充电时可根据用户视角而调整放置方位，优选的，在面板1上还可以设置有可调支撑部，用于安放待充电装置3并对待充电装置3的位置进行调节。

可选的，可调支撑部可以为任何能够支撑待充电装置3并且对待充电装置3的放置位置进行调节的结构，本发明对此不做限定。例如，如图2所示，在本发明的一个实施例中，可调支撑部可以包括在面板1的上表面上、并延伸通过外周部12和中央部11的滑轨61，滑轨61上设置有滑动装置62，用于安放待充电装置并带动待充电装置沿滑轨61滑动。滑轨61优选设置为相互平行的两条，间距适中，以略小于手机等待充电装置3为宜。可选的，滑动装置62上还可以设置有固定装置，用于将滑动装置62固定在滑轨61的预设位置。

与上述的无线充电装置相对应，如图3所示，本发明还提供一种上述无线充电装置的工作方法，包括：

S11，检测无线充电装置中是否存在待充电装置；

S12，如果是，对所述待充电装置无线充电。

本发明的实施例提供的无线充电装置的工作方法，当检测到有待充电装置被放置在无线充电装置中时，能够对手持状态下的所述待充电装置进行无线充电。该无线充电装置的面板为中央部下凹，外周部上翘的凹面，这样，整个面板就围成一个空间立体结构，该立体结构能够容纳用户的手，允许在手持状态下对待充电装充电，从而使待充电装置的触控灵敏度在人体静电感应的影响下被有效提高。同时，分布在面板上的发射线圈还能够借助于面板下凹与上翘的弧度而以更合适的角度靠近待充电装置的接收线圈，从而与接收线圈进行更有效的电磁耦合，因此能够在以较高充电效率对待充电装置无线充电的同时有效提高待充电装置的触控响应的灵敏度、有效提升了用户体验。

为了保证待充电装置在各种放置角度下都能够以较高效率进行充电，优选的，所述发射线圈可以包括多个发射线圈组成的发射线圈阵列。

具体而言，在步骤S12中，对待充电装置无线充电具体可包括如下步骤：确定发射线圈阵列中与待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈；使该电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能。

可选的，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈具体可以包括：

分别对发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲；

在每个发射线圈与待充电装置中的接收线圈电磁耦合后，检测每个发射线圈从所述接收线圈感应到的感应电能；

根据所述激励脉冲和所述感应电能，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

为了使手持状态下的待充电装置能够随着用户手势的变化而保持较高的充电效率，进一步的，在所述使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能后，所述方法还包括：

检测被激活的发射线圈对所述待充电装置的充电效率；

当所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的所述发射线圈对所述待充电装置充电，重新确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (13)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括面板和设置在所述面板上的至少一个发射线圈，所述面板为中央部下凹，外周部上翘的凹面，所述至少一个发射线圈用于向待充电装置发送无线电能。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射线圈为多个发射线圈组成的发射线圈阵列。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

定位部，用于确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈，以使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述定位部具体包括：

脉冲发射单元，用于分别对所述发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲；

回波检测单元，用于在所述每个发射线圈与所述待充电装置中的接收线圈电磁耦合后，检测每个所述发射线圈从所述接收线圈感应到的感应电能；

定位单元，用于根据所述脉冲发射单元发射的激励脉冲和所述回波检测单元检测到的感应电能，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

检测部，用于检测被激活的所述发射线圈对所述待充电装置的充电效率；

所述定位部，还用于当所述检测部检测到所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的所述发射线圈对所述待充电装置充电，重新确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述面板上设置有可调支撑部，用于安放待充电装置并对所述待充电装置的位置进行调节。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可调支撑部包括在所述面板的上表面上、并延伸通过所述外周部和所述中央部的滑轨，所述滑轨上设置有滑动装置，用于安放所述待充电装置并带动所述待充电装置沿所述滑轨滑动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述滑动装置上设置有固定装置，用于将所述滑动装置固定在所述滑轨的预设位置。

9.一种如权利要求1所述的无线充电装置的工作方法，其特征在于，包括：

检测无线充电装置中是否存在待充电装置；

如果是，对所述待充电装置无线充电。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述待充电装置的发射线圈为多个发射线圈组成的发射线圈阵列。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对所述待充电装置无线充电具体包括：

确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈；

使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈具体包括：

分别对所述发射线圈阵列中的每个发射线圈发射激励脉冲；

在每个所述发射线圈与所述待充电装置中的接收线圈电磁耦合后，检测每个所述发射线圈从所述接收线圈感应到的感应电能；

根据所述激励脉冲和所述感应电能，确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置的接收线圈电磁耦合效率最高的发射线圈。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述使所述电磁耦合效率最高的发射线圈被激活，向所述待充电装置发送无线电能后，所述方法还包括：

检测被激活的所述发射线圈对所述待充电装置的充电效率；

当所述充电效率小于规定阈值时，停止使用被激活的所述发射线圈对所述待充电装置充电，重新确定所述发射线圈阵列中与所述待充电装置电磁耦合效率最高的发射线圈。