CN105656213A - 无线充电电路、无线充电装置和无线充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线充电装置，包括发射电路和接收电路，所述发射电路具有根据温度调节充电功率的功能。本发明还提供一种无线充电方法和一种无线充电电路。本发明可以解决现有无线充电技术中，对温度不能精确控制的问题，在充电过程中能够做到对温度的精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种用于无线传输电能给其它电子装置的无线充电电路、无线充电装置和无线充电方法。
背景技术
目前，无线充电是采用无线电波及电磁感应技术，通过无线充电器内的线圈和待充电设备内的线圈感应产生电流，并将感应电流转换成电磁波信号，而电磁波信号从无线充电器传输到待充电设备后，通过待充电设备内的接收装置对接收的电磁波信号转换成设备充电所使用的直流电源，从而实现对设备的电池进行充电。但是，目前的无线充电设备中，在充电过程中，随着充电功率的上升，温度也随之升高，不能做到对温度的精确控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线充电电路、无线充电装置和无线充电方法，以解决现有无线充电技术中，对温度不能精确控制的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种无线充电装置，包括发射电路和接收电路；
所述发射电路和接收电路之间通过电感耦合传递能量；
所述接收电路用于对外接负载进行充电；
所述发射电路包括发射线圈、主控模块和线圈驱动单元；
所述主控模块根据接收到的参数进行运算处理，并输出驱动信号给线圈驱动单元；所述主控模块接收到的参数包括温度参数；
所述线圈驱动单元接收驱动信号，并根据驱动信号提供相应的充电功率来驱动发射线圈。
优选的，当温度参数达到设定阈值时，主控模块调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高；所述设定阈值包括高温阈值和低温阈值；当温度参数达到高温阈值时，充电功率降低；当温度参数达到低温阈值时，充电功率升高；充电功率降低的速度与充电功率升高的速度相等。
优选的，所述高温阈值是主控模块在设定时间内采样得到的最高温度；所述低温阈值是主控模块在设定时间内采样得到的最低温度。
优选的，所述设定时间的时长为T，所述设定时间的起始时间为-T，所述设定时间的截止时间是当前。
优选的，所述发射电路还包括输入单元，所述高温阈值和所述低温阈值通过输入单元来进行设定。
优选的，所述发射电路还包括温度反馈单元，所述温度反馈单元用于提供温度参数给所述主控模块。
优选的，所述温度反馈单元设置于发射端、接收端或外接负载端。
优选的，所述发射电路还包括输入单元，所述输入单元的功能包括用于输入温度参数给所述主控模块。
本发明还提供一种无线充电方法，根据接收到的温度参数相应调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高。
本发明还提供一种无线充电电路，包括主控模块，所述主控模块根据接收到的温度参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明发射电路具有根据温度调节充电功率的功能，因此在充电过程中能够做到对温度的精确控制。
本发明无线充电方法可以根据温度进行反馈，从而调整算法，并相应的调整驱动信号，从而可以对温度进行精确控制。
本发明无线充电电路包括主控模块，所述主控模块根据接收到的参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，因此能够具有根据温度调节充电功率的功能，从而在充电过程中能够做到对温度的精确控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的无线充电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的发射电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的发射电路另一结构示意图；
图4为为本发明实施例提供的接收电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的无线充电装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
如图1所示，本发明实施例提供一种无线充电装置10，包括发射电路20和接收电路30。发射电路20具有根据温度调节充电功率的功能，当温度升高到一定温度时，所述发射电路20能够控制充电功率降低；当温度降低到一定温度时，所述发射电路20能够控制充电功率升高。因此在充电过程中能够做到对温度的精确控制。所述发射电路和所述接收电路之间通过电感耦合传递能量，所述接收电路用于对外接负载进行充电，从而实现无线充电，非接触即可完成充电功能。
随着无线充电过程的启动，随着充电功率的上升，温度也随之升高，当这个温度达到一定阈值，设定其为A(n＝1)℃(动态非固定值，n为第n次达到高阈值)。此时，发射电路20会调节充电功率，充电速度会呈现一个较小程度的下降。
作为本发明的进一步实施例，采用本发明实施例所公开的无线充电装置和方法，虽然以同样的速率提升或降低充电功率，其温升曲线的斜率绝对值会小于温降曲线的斜率绝对值。也就是说，虽然充电功率降低的速度与所述充电功率升高的速度相等，但是其温度下降的速度却比温度上升的速度要快。因而当充电速度稍稍减少的短时间内，温度就会有本质的下降。因此，我们可以在较少的时间就能把温度降到我们所需要的范围内，并且不至于对充电功率造成大的影响。
如图2所示，作为本发明的进一步实施例，所述发射电路20包括发射线圈203，主控模块201和线圈驱动单元204，所述主控模块201根据接收到的参数进行运算处理，并输出驱动信号给线圈驱动单元204；所述线圈驱动单元204接收驱动信号，并根据此驱动信号提供相应的充电功率来驱动发射线圈203。
进一步的，所述主控模块201接收到的参数可以有各种参数，可以根据不同的参数来调节充电功率，例如，可以根据白天或者晚上的不同来调节充电功率。白天其他电器使用多，可以降低充电功率；晚上其他电器使用少，可以升高充电功率。也可以根据温度调节充电功率。下面以温度参数为例，来进一步说明本发明的实施例。
继续如图2所示，当所述温度参数达到设定阈值时，所述主控模块调整所述驱动信号，使得所述充电功率相应降低或升高。所述设定阈值可以包括高温阈值和低温阈值。
下面详细说明。例如，当所述温度参数达到高温阈值时，主控模块201根据收到这个温度参数值，与高温阈值进行对比，发现已经达到高温阈值，所以主控模块201进行相应的运算处理，并输出调整后的驱动信号给线圈驱动单元204；所述线圈驱动单元204根据这个调整后的驱动信号，提供相应的降低后的充电功率来驱动发射线圈203。因为充电功率降低，所以温度也随之降低。
当所述温度参数达到低温阈值时，主控模块201根据收到这个温度参数值，与高温阈值进行对比，发现已经达到低温阈值，所以主控模块201进行相应的运算处理，并输出调整后的驱动信号给线圈驱动单元204；所述线圈驱动单元204根据这个调整后的驱动信号，提供相应的升高后的充电功率来驱动发射线圈203。因为充电功率升高，所以温度也随之升高。
作为本发明的进一步实施例，所述充电功率降低的速度与所述充电功率升高的速度相等。因为采用本发明实施例所公开的无线充电装置和方法，虽然以同样的速率提升或降低充电功率，其温升曲线的斜率绝对值会小于温降曲线的斜率绝对值。也就是说，虽然充电功率降低的速度与所述充电功率升高的速度相等，但是其温度下降的速度却比温度上升的速度要快。因而当充电速度稍稍减少的短时间内，温度就会有本质的下降。因此，即使所述充电功率降低的速度与所述充电功率升高的速度相等，我们也能在较少的时间就能把温度降到我们所需要的范围内，并且不至于对充电功率造成大的影响。
作为本发明的进一步实施例，所述高温阈值可以是所述主控模块201在设定时间内采样得到的最高温度；所述低温阈值可以是所述主控模块在设定时间内采样得到的最低温度。所述设定时间的时长可以为T，所述设定时间的起始时间为-T，所述设定时间的截止时间是当前。也就是说，主控模块201在一个设定时间内采样，该设定时间是可以根据需要来调节的。该设定时间的起始点可以是从目前时间往前倒推T这么长的那个时间点，即从-T到当前时间。主控模块201采用的动态采样，所述采样的设定时间为-T到当前为止，所以采样得到的高温阈值是更符合当前的降温趋势且比上一个更低，采样得到的低温阈值是更符合当前的升温趋势且比上一个更高。从而实现更好的温度控制。
可替代的，所述发射电路20还包括输入单元207(图2未表示，图5表示出)，所述高温阈值和所述低温阈值通过输入单元207来进行设定。
如图3所示，作为本发明的进一步实施例，所述发射电路20还包括温度反馈单元202，所述温度反馈单元202用于提供温度参数给所述主控模块201。此温度反馈单元202可以根据需要设置于发射端、接收端或外接负载端。例如，此温度反馈单元202设置在发射端，就可以实时的测出发射端的温度，从而让主控模块201根据发射端的温度对充电功率进行相应的调整，从而相应对发射端的温度进行一个精确控制。例如，此温度反馈单元202设置在外接负载端，就可以实时的测出外接负载端的温度，从而让主控模块201根据发射端的温度对充电功率进行相应的调整，从而相应对外接负载端的温度进行一个精确控制，这在一些智能穿戴领域是有重要意义的。
下面详细说明一下，温度反馈单元202是如何与主控模块201相互作用的，从而对温度进行一个精确的控制的。随着无线充电过程的启动，随着充电功率的上升，温度也随之升高，当这个温度达到一定阈值，设定其为A(n＝1)℃(动态非固定值，n为第n次达到高阈值)。此时，发射电路20的主控模块201会调节充电功率，充电速度会呈现一个较小程度的下降。采用本发明实施例所公开的无线充电装置和方法，虽然以同样的速率提升或降低充电功率，其温升曲线的斜率绝对值会小于温降曲线的斜率绝对值。也就是说，虽然充电功率降低的速度与所述充电功率升高的速度相等，但是其温度下降的速度却比温度上升的速度要快。因而当充电速度稍稍减少的短时间内，温度就会有本质的下降。因此，我们可以在较少的时间就能把温度降到我们所需要的范围内，并且不置于对充电功率造成大的影响。
当温度下降到第二个阈值温度B(m＝1)℃(同上，m为第m次达到低阈值)，此时达到设定阈值，所以接下来发射电路20会控制提升充电功率，本次提升充电功率的可以与前次提升充电功率的速度相等。当温度达到次高阈值A(2)℃时，接下来需要对充电功率减小，从而使温度降低。本过程可以采用均匀减小充电功率。此次降温达到次低阈值B(2)℃。
作为本发明进一步的一个实施例，A(n)以及B(m)的确定，是根据温度传感器得到的数据以及通信模块协同作用，同时保证充电速度与优质的有线充电一致，由核心芯片计算出来的动态结果。
作为本发明进一步的一个实施例，当无线充电装置10用于手机充电时，温度反馈单元202可以设置在与手机接触的地方从而实时反馈手机机身的温度。示例的，阈值温度的数值可以如下：A(1)＝42℃，B(1)＝36℃，A(2)＜A(1)，B(2)＞B(1)…充电的震荡曲线不断趋于稳定，完成整个充电过程伴随着芯片算法不断地动态调节，去努力寻求最完美的充电方式，把效率以及温度控制在很高的水准，达到精确控制温度的效果。
作为本发明进一步的一个实施例，当无线充电装置10用于心脏起搏器和脑起搏器等领域时，因为心脏起搏器和脑起搏器对温度需要有很高的要求，并且同时人体内循环对温度很敏感。温度反馈单元202可以设置在与发射端。示例的，阈值温度的数值可以如下：A(1)＝37.005℃，B(1)＝36.995℃，A(2)＜A(1)，B(2)＞B(1)………因为本发明的实施例中，主控模块201采用的动态采样和动态算法，所述采样的设定时间为-T到当前为止，所以采样得到的高温阈值是更符合当前的降温趋势且比上一个更低，采样得到的低温阈值是更符合当前的升温趋势且比上一个更高。实验证明，本发明的实施例能够做到37℃±0.2℃的精确度。
作为本发明进一步的一个实施例，当无线充电装置10用于在目前很热门的可穿戴领域，比方智能手环、手表等等，因为涉及和皮肤接触或需要手持，温控是个决定用户体验很关键的因素。示例的，温度反馈单元202可以设置在与可穿戴领域与皮肤接触的位置。因为本发明的实施例的温度控制能够达到很精确的程度，且响应及时，从而给用户比较好的体验。同时这样还可以使得充电转换效率高(因为本发明的实施例在较少的时间就能把温度降到我们所需要的范围内，并且不置于对充电功率造成大的影响)，所以使得移动端使用的电芯或电池能够为相应的产品提供更持久的续航能力。
本发明的实施例具有如下有益效果：因为具备温度反馈单元202，并且温度反馈单元202我们可以根据需要设置在所需要进行温度反馈的位置，因此能够适用于不同的待充电设备。针对不同的待充电设备，能够自适应调节合适的充电功率，从而能够得到与之相适应的降温速度和升温速度，达成精确的温度控制。适用面广，无需再设置额外的转换单元，从而降低了使用成本。因为主控模块201采用的动态采样和动态算法，所述采样的设定时间为-T到当前为止，所以采样得到的高温阈值是更符合当前的降温趋势且比上一个更低，采样得到的低温阈值是更符合当前的升温趋势且比上一个更高。从而可以对温度实现更精确的控制。
如图4所示，作为本发明的进一步实施例，接收电路30可以包括接收线圈301，接收控制模块302，电源转化模块303。接收线圈301与发射线圈203进行电磁感应作用，从而获取能量，为待充电设备进行充电。示例性的，电源转化模块303可以包括5V转4.2V电池充电模块3032和4.2V转5V电源转换模块3031。前一模块用于吸收和存储电能，并转换成合适的电压；后一模块用于为待充电设备提供合适电压的电源充电。
作为本发明的进一步实施例，所述发射电路20还可以包括输入单元207(见图5)，所述温度参数可以通过此输入单元207输入给所述主控模块。这样以来，就可以根据需要人为去调整或优化这个温度参数，以便更进一步对温度进行一个精确控制。
如图5所示，作为本发明的进一步实施例，所述发射电路20还可以包括显示单元208，用于显示无线充电的过程状态和交互参数的作用。所述发射电路20还可以包括发射检测接收电压反馈模块206，用于对发射检测接收电压的反馈，以传递给主控模块201，便于实施控制充电电压和充电功率；发射电路20还可以包括AD转换模块205，用于将发射检测接收电压反馈模块206发出的模拟信号转换成数字信号，以对主控模块201进行更好的信号交互和控制。
本发明实施例还提供一种无线充电方法，所述无线充电方法根据温度调节充电功率。
作为本发明的进一步实施例，无线充电方法根据接收到的参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，使得所述充电功率相应降低或升高。原理和过程与上文相同，在此不再赘述。
本发明实施例有益效果如下：所述无线充电方法可以根据温度进行反馈，从而调整算法，并相应的调整驱动信号，从而根据温度调节充电功率，从而对温度进行精确控制。
本发明实施例还提供一种无线充电电路，包括主控模块，所述主控模块根据接收到的参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，使得所述充电功率相应降低或升高。
作为本发明的进一步实施例，所述参数包括温度参数，当所述温度参数达到设定阈值时，所述主控模块调整所述驱动信号，使得所述充电功率相应降低或升高。
本发明实施例有益效果如下：所述无线充电电路包括主控模块，所述主控模块根据接收到的参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，因此能够具有根据温度调节充电功率的功能，从而在充电过程中能够做到对温度的精确控制。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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 (10)
1.无线充电装置，其特征在于：
包括发射电路和接收电路；
所述发射电路和接收电路之间通过电感耦合传递能量；
所述接收电路用于对外接负载进行充电；
所述发射电路包括发射线圈、主控模块和线圈驱动单元；
所述主控模块根据接收到的参数进行运算处理，并输出驱动信号给线圈驱动单元；所述主控模块接收到的参数包括温度参数；
所述线圈驱动单元接收驱动信号，并根据驱动信号提供相应的充电功率来驱动发射线圈。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，当温度参数达到设定阈值时，主控模块调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高；所述设定阈值包括高温阈值和低温阈值；当温度参数达到高温阈值时，充电功率降低；当温度参数达到低温阈值时，充电功率升高；充电功率降低的速度与充电功率升高的速度相等。
3.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述高温阈值是主控模块在设定时间内采样得到的最高温度；所述低温阈值是主控模块在设定时间内采样得到的最低温度。
4.根据权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述设定时间的时长为T，所述设定时间的起始时间为-T，所述设定时间的截止时间是当前。
5.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述发射电路还包括输入单元，所述高温阈值和所述低温阈值通过输入单元来进行设定。
6.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述发射电路还包括温度反馈单元，所述温度反馈单元用于提供温度参数给所述主控模块。
7.根据权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述温度反馈单元设置于发射端、接收端或外接负载端。
8.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述发射电路还包括输入单元，所述输入单元的功能包括用于输入温度参数给所述主控模块。
9.无线充电方法，其特征在于，根据接收到的温度参数相应调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高。
10.无线充电电路，其特征在于，包括主控模块，所述主控模块根据接收到的温度参数进行运算处理，并相应调整驱动信号，使得充电功率相应降低或升高。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160608 |