CN105429223A - 一种标准化的无线充电模块及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种标准化的无线充电模块及应用方法，包括电能发射器和电能接收器，电能发射器和电能接收器均为独立的集成模块，电能发射器和电能接收器上设有与外部设备物理连接的金属触点，该金属触点与内置于集成模块的无线充电协议处理器相连，电能发射器和电能接收器中还分别设有多个功能小模块，其中电能发射器包括电源管理单元、振荡器、功率放大器和发射谐振单元，电能接收器还包括接收线圈、能量转换单元和控制电路，电能发射器和电能接收器上的金属触点为与外部设备即插即用的标准化接口。本发明所述电能发射器和电能接收器为独立的集成模块，能实现即插即用，无须重新设计系统主板，且集成了多种接口，应用领域广。

Description

一种标准化的无线充电模块及应用方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是一种标准化的无线充电模块及应用方法。

背景技术

随着时代和科技的进步，无线充电技术已经开始逐渐被人们所熟悉，然而现有的设备需要采用无线充电技术，需要重新设计系统主板，再把无线充电发射器集成到新主板中，这样耗时耗能，不仅成本高，而且对现有的设备来说，并没有什么作用。

现有的无线充电技术发展较快，为了更新无线充电的性能或功能，每次重新设计系统主板，这不仅仅限制了设备的开发周期，而且还增加了设备研发的成本。

专利申请号：201510588001.7公开了一种远距离智能无线充电系统，该系统包括无线发射装置和无线接收装置，无线发射装置包括AC-DC变换电路，DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器、发射天线、主控电路和光学传感器，AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器和发射天线顺次电性连接，光学传感器的输出端接于射频信号产生电路的输入端，无线接收装置包括顺次电性连接的接收天线、整流电路和负载，其中，负载时待远程控制的灯具，光学传感器设于接近负载的位置。

专利申请号：201510490299.8公开了NFC和无线充电共用线圈，该发明介绍一种使得NFC和无线充电两者共用同一线圈，通过信号判断模块来启动执行NFC模块或者执行无线充电模块。

以上所述的均为无线充电的现有技术，现有无线充电技术均包括功率放大器、发射天线和接收线圈等模块，在基于此技术的基础上，要实现无线充电技术的设备，都需要重新设计系统主板，将无线充电发射器集成到系统主板中，但这种方式不仅开发周期长，开发成本高昂，同时无线充电技术的升级困难，无法实现现有设备的无线充电。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无线充电模块及应用方法，该无线充电模块为独立的集成模块，对具有本申请所述标准接口的设备能实现即插即用，对现有设备无须重新设计系统主板，通过接口内嵌入主板中即可使用，该无线充电模块集成了多种接口，便于不同系统主板或不同设备的接入，使用方便。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无线充电模块，包括电能发射器和电能接收器，电能发射器和电能接收器均为独立的集成模块，电能发射器和电能接收器上设有与外部设备物理连接的金属触点，该金属触点与内置于集成模块的无线充电协议处理器相连，电能发射器和电能接收器中还分别设有多个功能小模块，其中电能发射器包括电源管理单元、振荡器、功率放大器和发射谐振单元，电源管理单元、振荡器、功率放大器和发射谐振单元分别与内置于电能发射器的无线充电协议处理器相连，电源管理单元、振荡器、功率放大器和发射谐振单元还依次相连，电能接收器还包括接收线圈、能量转换单元和控制电路，接收线圈通过能量转换单元与控制电路相连，电能发射器和电能接收器上的金属触点为与外部设备即插即用的标准化接口。

优选的，电能发射器和电能接收器上的标准化接口为与主板以贴片形式焊接的贴片式通孔或以插卡形式插入外部设备的金手指触点或直接插在外部主板或外部设备插座上的插针。

优选的，电能发射器和电能接收器上的标准化接口还包括对应MicroUSB接口或Lightning接口的插入接口。

优选的，电能接收器上的标准化接口还包括金属触点设于柔性贴片上的贴片接口装置，该金属触点通过柔性电路板与无线充电协议处理器相连，电能接收器通过该贴片接口装置贴于外部设备的电池触点处。

优选的，电能发射器上还设有调试和测试用的调试接口，该调试接口内嵌有多个与无线充电协议处理器相连的金属触点，其中包括5V电源输入触点、地电平触点、LED指示灯触点、报警器输出触点和程序烧写信号触点。

优选的，电能发射器上还设有用于显示充电状态的LED指示灯，该LED指示灯集成于电能发射器集成模块内或通过外部信号线直接与LED指示灯触点相连。

优选的，电能发射器上还设有报警器，该报警器包括蜂鸣器和LED报警灯，该报警器集成于电能发射器集成模块内或通过外部信号线与报警器输出触点相连。

一种标准化无线充电模块的应用方法，包括以下步骤：

a、通过电能发射器和电能接收器上的标准化接口与外部主板或外部设备物理连接；

b、将外部调试设备与电能发射器的调试接口相连，并由外部调试设备对电能发射器内的处理器进行程序烧写和调试；

c、检测电能发射器与电能接收器能否实现能量转换，同时检测电能接收器上的LED指示灯显示，其中电源上电为红色显示状态，检测到接收端为绿色闪烁显示状态，正在充电为黄色显示状态，充电异常为红色闪烁状态，充电结束为绿色显示状态。

本发明还可将该电能发射器和电能接收器用外壳包裹，只留出即插即用的标准化接口，当需要无线充电时，及时插上电能发射器和电能接收器即可，本发明所述电能发射器内部集成有无线充电协议处理器，能独立处理无线充电的各类情况，无需重新编程，方便可靠。

本发明的有益效果是：

（1）电能发射器和电能接收器均为独立的集成模块，能独立应用于各个系统主板或设备上，使用范围广；

（2）电能发射器上的金属触点能设为适应系统主板的各类插接口，兼容性好，即插即用，使用方便；

（3）电能发射器和电能接收器还设有对应MicroUSB接口或Lightning接口的插入接口，适用于各类独立的设备，应用范围广；

（4）成本低廉，开发周期短，便于后期无线技术升级后的硬件更替。

附图说明

图1为本发明无线充电系统结构示意图；

图2为本发明具有标准化接口的电能发射器示意图；

图3为本发明与外部系统或调试设备的信号端相应的电能发射器示意图；

图4为本发明具有贴片式通孔的电能发射器示意图；

图5为本发明具有金手指触点的电能发射器示意图；

图6为本发明具有插针结构的电能发射器示意图；

图中，10-电能发射器，20-电能接收器，101-无线充电协议处理器，102-电源管理单元，103-振荡器，104-功率放大器，105-发射谐振单元，106-标准化接口，201-接收线圈，202-能量转换单元，203-控制电路。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其实例表示在附图中，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的数字表示相同或相似的要素，以下示例性实施例中所描述的实施例方法并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的，本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅处于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其含义，还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的例出项目的任何或所有可能的组合。

实施例1：

一种无线充电模块，如图1、图2所示，包括电能发射器10和电能接收器20，电能发射器10和电能接收器20均为独立的集成模块，电能发射器10和电能接收器20上设有与外部设备物理连接的金属触点，该金属触点与内置于集成模块的无线充电协议处理器101相连，电能发射器10和电能接收器20中还分别设有多个功能小模块，其中电能发射器10包括电源管理单元102、振荡器103、功率放大器104和发射谐振单元105，电源管理单元102、振荡器103、功率放大器104和发射谐振单元105分别与内置于电能发射器10的无线充电协议处理器101相连，电源管理单元102、振荡器103、功率放大器104和发射谐振单元105还依次相连，电能接收器20还包括接收线圈201、能量转换单元202和控制电路203，接收线圈201通过能量转换单元202与控制电路203相连，电能发射器10和电能接收器20上的金属触点为与外部设备即插即用的标准化接口。

本发明所述的电能发射器10和电能接收器20均为独立的集成模块，能对应设备的系统主板或独立设备使用，且本发明所述的电能发射器10内部集成有无线充电协议处理器101，能独立处理无线充电的各类情况，无需重新编程，方便可靠。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，如图4所示，电能发射器10和电能接收器20的标准化接口为与主板贴片形式焊接的贴片式通孔，该设计便于将电能发射器10和电能接收器20直接焊接在主板上使用。

实施例3：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，如图5所示，电能发射器10和电能接收器20的标准化接口为以插卡形式插入外部设备的金手指触点，该设计便于直接插入外部设备中使用，即插即用，使用方便，无需额外烧写程序。

实施例4：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，如图6所示，电能发射器10和电能接收器20的标准化接口为直接插在外部主板或外部设备上的插针，该插针接口为外部主板和外部设备的接入方式提供了多样化的选择。

实施例5：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，电能发射器10和电能接收器20的标准化接口为MicroUSB接口，MicroUSB接口为现有设备最常用的接口，该接口设计更有利于人们使用的普及性。

实施例6：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，电能发射器10和电能接收器20的标准化接口为Lightning接口，该设计有利于针对不同设备的接口提供无线充电服务。

实施例7：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，电能接收器20上的标准化接口还包括金属触点设于柔性贴片上的贴片接口装置，该金属触点通过柔性电路板与无线充电协议处理器101相连，电能接收器20通过该贴片接口装置贴于外部设备的电池触点处，该设计有利于外部设备即贴即用，通过电能接收器20的金属触点与电池的触点相连，从而实现充电效果，当充电完毕，拆开电能接收器20的贴片接口装置即可。

实施例8：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，如图3所示，电能发射器10上还设有调试和测试用的调试接口，该调试接口内嵌有多个与无线充电协议处理器101相连的金属触点，其中包括5V电源输入触点、地电平触点、LED指示灯触点、报警器输出触点和程序烧写信号触点，该调试接口的设计便于程序的烧写。

实施例9：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，电能发射器10上还设有用于显示充电状态的LED指示灯，该LED指示灯集成于电能发射器集成模块内，电能发射器10上还设有报警器，该报警器包括蜂鸣器和LED报警灯，该报警器集成于电能发射器集成模块内，LED指示灯和警报器作为本发明所述集成模块的辅助元器件，有利于本发明在使用过程中的实时状态的反应。

实施例10：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，电能发射器10和电能接收器20用塑料外壳包裹，只留出即插即用的标准化接口，当需要无线充电时，及时插上电能发射器10和电能接收器20即可，该设计将电能发射器10和电能接收器20作为一种单独的设备使用，即插即用，充电完毕后拆去即可，使用方便。

本发明还包括多个组合形式和拼接方式，在此就不一一举例说明，凡是以本技术作为延伸和变形的，均在本发明专利保护范围内。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种标准化的无线充电模块，包括电能发射器（10）和电能接收器（20），其特征在于，电能发射器（10）和电能接收器（20）均为独立的集成模块，电能发射器（10）和电能接收器（20）上设有与外部设备物理连接的金属触点，该金属触点与内置于集成模块的无线充电协议处理器（101）相连，电能发射器（10）和电能接收器（20）中还分别设有多个功能小模块，其中电能发射器（10）包括电源管理单元（102）、振荡器（103）、功率放大器（104）和发射谐振单元（105），电源管理单元（102）、振荡器（103）、功率放大器（104）和发射谐振单元（105）分别与内置于电能发射器（10）的无线充电协议处理器（101）相连，电源管理单元（102）、振荡器（103）、功率放大器（104）和发射谐振单元（105）还依次相连，电能接收器（20）还包括接收线圈（201）、能量转换单元（202）和控制电路（203），接收线圈（201）通过能量转换单元（202）分别与控制电路（203）相连，电能发射器（10）和电能接收器（20）上的金属触点为与外部设备即插即用的标准化接口。

2.根据权利要求1所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能发射器（10）和电能接收器（20）上的标准化接口为与主板以贴片形式焊接的贴片式通孔或以插卡形式插入外部设备的金手指触点或直接插在外部主板或外部设备插座上的插针。

3.根据权利要求1所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能发射器（10）和电能接收器（20）上的标准化接口还包括对应MicroUSB接口或Lightning接口的插入接口。

4.根据权利要求1所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能接收器（20）上的标准化接口还包括金属触点设于柔性贴片上的贴片接口装置，该金属触点通过柔性电路板与无线充电协议处理器相（101）连，电能接收器（20）通过该贴片接口装置贴于外部设备的电池触点处。

5.根据权利要求1所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能发射器（10）上还设有调试和测试用的调试接口，该调试接口内嵌有多个与无线充电协议处理器（101）相连的金属触点，其中包括5V电源输入触点、地电平触点、LED指示灯触点、报警器输出触点和程序烧写信号触点。

6.根据权利要求1或3所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能发射器（10）上还设有用于显示充电状态的LED指示灯，该LED指示灯集成于电能发射器集成模块内或通过外部信号线直接与LED指示灯触点相连。

7.根据权利要求1或3所述一种标准化的无线充电模块，其特征在于，电能发射器（10）上还设有报警器，该报警器包括蜂鸣器和LED报警灯，该报警器集成于电能发射器集成模块内或通过外部信号线与报警器输出触点相连。

8.一种标准化无线充电模块的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、通过电能发射器（10）和电能接收器（20）上的标准化接口与外部主板或外部设备物理连接；

b、将外部调试设备与电能发射器（10）的调试接口相连，并由外部调试设备对电能发射器（10）内的处理器进行程序烧写和调试；

c、检测电能发射器（10）与电能接收器（20）能否实现能量转换，同时检测电能接收器（20）上的LED指示灯显示，其中电源上电为红色显示状态，检测到接收端为绿色闪烁显示状态，正在充电为黄色显示状态，充电异常为红色闪烁状态，充电结束为绿色显示状态。