CN106451614A - 一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法 - Google Patents

一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法，无线充电系统包括无线充电器、移动电源后盖和智能终端；智能终端内设置有主电池和无线充电装置；当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；所述无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态，将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。这样即可在进行无线充电时，对智能终端和移动电源后盖同时进行充电，提高了充电效率。从而解决了现有对移动电源后盖充电的同时不能对智能终端充电，充电效率不高的问题。

Description

一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及的是一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法。
背景技术
无线充电技术（电磁感应方式）日趋成熟，将是未来智能终端充电方式的主流。目前出现了一种移动电源后盖（以手机为例，外观类似手机的后盖，通常在底部设置输出电流接口），其内置背夹电池和控制电路，将移动电源后盖盖在智能终端的背面，输出电流接口直接插入智能终端底部的USB接口，按移动电源后盖上的电源开关键即可控制是否对智能终端充电，无需使用数据线，能随时充电且不影响智能终端的使用。
但是，移动电源后盖也需要接入电源对其自身充电，其背夹电池充满后才能对智能终端充电。用户只能单独对移动电源后盖或智能终端充电，对移动电源后盖充电的同时不能对智能终端充电，充电效率不高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法，旨在解决现有对移动电源后盖充电的同时不能对智能终端充电，充电效率不高的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于移动电源后盖的无线充电装置，与主电池和移动电源后盖连接，其包括电源切换模块、MCU、第二充电模块和开关模块；
所述电源切换模块根据移动电源后盖传输的充电电流的输入状态控制MCU进入双充电模式或供电模式；MCU在双充电模式下控制开关模块断开、并控制第一充电模块和第二充电模块分别对电源电芯、主电池充电；MCU在供电模式下控制开关模块导通，将移动电源后盖与主电池连接，移动电源后盖对主电源供电。
所述的基于移动电源后盖的无线充电装置中，所述电源切换模块还根据移动电源后盖传输的切换信号控制MCU进入单充电模式；
MCU控制开关模块断开并控制第二充电模块工作；还从移动电源后盖获取充电电压并通过电源切换模块输出给第二充电模块，第二充电模块根据充电电压对主电池充电。
所述的基于移动电源后盖的无线充电装置中，所述MCU与电源切换模块、第二充电模块、移动电源后盖之间通过I2C总线进行通讯。
一种基于移动电源后盖的无线充电系统，其包括无线充电器、移动电源后盖和智能终端；
所述智能终端内设置有主电池和所述的无线充电装置；
当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；所述无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态，将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。
所述的基于移动电源后盖的无线充电系统中，所述移动电源后盖包括无线电源接收器、第一充电模块和电源电芯；
所述无线电源接收器根据感应到的电磁场产生电流，对所述电流进行整流滤波调节后输出充电电流；第一充电模块根据无线充电装置输出的信号控制电源电芯的充放电状态。
所述的基于移动电源后盖的无线充电系统中，所述无线充电装置还检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖的电源电芯连接，电源电芯对主电源供电。
所述的基于移动电源后盖的无线充电系统中，所述移动电源后盖还包括控制模块；所述控制模块检测移动电源后盖上的电源开关键被按下时，控制无线充电装置进入单充电模式，无线充电装置根据移动电源后盖输出的充电电压对主电池充电。
一种采用所述的基于移动电源后盖的无线充电系统的无线充电方法，其包括：
步骤A、当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；
步骤B、移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；
步骤C、无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态；将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。
所述的无线充电方法中，还包括：
步骤D、无线充电装置检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖连接，移动电源后盖对主电源供电。
所述的无线充电方法中，还包括：
步骤E、移动电源后盖检测其电源开关键被按下时，控制无线充电装置进入单充电模式，无线充电装置根据移动电源后盖输出的充电电压对主电池充电。
相较于现有技术，本发明提供的基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法，无线充电系统包括无线充电器、移动电源后盖和智能终端；智能终端内设置有主电池和无线充电装置；当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；所述无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态，将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。这样即可在进行无线充电时，对智能终端和移动电源后盖同时进行充电，提高了充电效率。从而解决了现有对移动电源后盖充电的同时不能对智能终端充电，充电效率不高的问题。
附图说明
图1是本发明提供的无线充电系统的结构框图。
图2是本发明提供的无线充电系统的示意图。
图3是本发明提供的无线充电系统的无线充电方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于移动电源后盖的无线充电装置、系统及其方法，基于智能终端的无线充电（电磁感应方式）技术，利用电源切换模块实现一对多的充电方案，即能同时对智能终端的主电池和移动电源后盖进行高效安全充电。在充电不使能情况下，移动电源后盖可对该主电源供电。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1和图2，本发明提供的基于移动电源后盖的无线充电系统包括无线充电器10、移动电源后盖20和智能终端30。智能终端30内设置有无线充电装置300。将移动电源后盖20盖在智能终端30的背面，再将移动电源后盖20的背面放在无线充电器10的感应线圈区。当无线充电器10插上电源后，将220V的交流电转换为5V直流电并对线圈主板110（即带感应线圈的发射电路）通电，感应线圈120通电产生电磁效应，向外产生一个电磁场。根据电磁感应原理，移动电源后盖20感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置300。所述无线充电装置300检测到所述电流时控制智能终端30和移动电源后盖20进入充电状态，输出充电电流分别传输给智能终端30的主电池和移动电源后盖20的电源电芯进行充电。这样即可对智能终端的主电池和移动电源后盖同时进行充电，提高了充电效率。
本实施例中，所述移动电源后盖20包括无线电源接收器210、第一充电模块220和电源电芯230。具体连接关系如图2所示。所述无线电源接收器210根据感应到的电磁场产生电流，对所述电流进行整流滤波调节后输出充电电流Vcharge。第一充电模块220根据无线充电装置300输出的信号控制电源电芯230的充放电状态。
所述无线充电装置还检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖的电源电芯连接，电源电芯对主电源供电。
所述无线充电装置300包括电源切换模块310、MCU 320、第二充电模块330和开关模块340。具体连接关系如图2所示。电源切换模块310根据移动电源后盖传输的充电电流Vcharge的输入状态控制MCU 320进入双充电模式或供电模式。MCU 320在双充电模式下控制第一充电模块220和第二充电模块330分别对电源电芯230、主电池350充电。MCU 320在供电模式下控制开关模块340导通，将电源电芯230与主电池350连接进行供电。其中，所述无线电源接收器210可采用TI（德州仪器）的BQ51020（型号）。开关模块340由MOS管及外围电路组成。
进一步实施例中，所述无线充电装置300还包括热敏电阻NTC，其与MCU连接，用于实现温度管控。则MCU还可根据温度环境自行切换充电如单独给主电池350或电源电芯230充电。如停止充电，则控制对应的输出端停止输出充电电压VBUS，控制对应的充电模块停止工作。同理可得开始充电的控制方式。
请继续参阅图2，所述无线充电系统的工作原理为：
一、对移动电源后盖20和智能终端30同时充电。
此时将无线充电器10接入市电。无线电源接收器210的电感线圈感应到电磁场并产生电流，无线电源接收器210对该电流进行整流滤波调节后，将电能转换成DC电源，输出充电电流Vcharge给无线充电装置300的电源切换模块310。
电源切换模块310用于实现充电切换，主要是检测到有充电电流Vcharge输入时，通过I2C总线（SCL、SDA）与MCU 320通讯，输出双充信号控制MCU 320进入双充电模式。并输出充电电压VBUS分别传输给第一充电模块220和第二充电模块330。电源切换模块310有两个输出端（OUT1、OUT2，输出相同的充电电压VBUS）。此时对应的充电模块还未开启，不会充电。
MCU 320控制开关模块340断开，使电源电芯230和主电池350之间断开连接。MCU320还通过I2C总线（SCL、SDA）与第一充电模块220和第二充电模块330通讯，分别输出两路开启信号控制第一充电模块220和第二充电模块330工作，第一充电模块220、第二充电模块330根据输入的充电电压VBUS分别对电源电芯230、主电池350充电。从而实现给智能终端和移动电源后盖同时充电的功能。
其中，这第一充电模块220和第二充电模块330可由TI（德州仪器）的BQ24158（型号）的充电芯片及其外围电路组成，具有过冲过放保护，输入输出的过压过流保护，短路保护等功能。MCU 320为微控制器，管控整个充电过程，可采用MTK（联发科）的MT6755（型号）。
二、移动电源后盖20对智能终端30供电。
此时电源切换模块310检测无充电电流Vcharge输入，通过I2C总线（SCL、SDA）输出供电信号控制MCU 320进入供电模式。MCU 320控制开关模块340导通，将电源电芯230与主电池350连接，从而实现移动电源后盖20单独给智能终端供电。此时不是充电模式，相当于将电源电芯230作为主电池350使用，主电源的电能由原来的主电池提供变为电源电芯230提供。
三、移动电源后盖20对智能终端30充电。
所述移动电源后盖20还包括控制模块，其为现有，即实现现有的移动电源后盖20对智能终端30充电的功能，即检测移动电源后盖上的电源开关键被按下时，开始执行移动电源后盖20对智能终端30充电的功能。本实施例主要阐述增加电源切换模块后如何进行充电，则此时控制模块输出切换信号给电源切换模块310将电源切换模块310的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2连通。
电源切换模块310通过I2C总线（SCL、SDA）输出单充信号控制MCU 320进入单充电模式。MCU 320控制开关模块340断开，使电源电芯230和主电池350之间断开连接。MCU 320还通过I2C总线（SCL、SDA）输出放电信号控制第一充电模块220获取电源电芯230的充电电压VBUS并传输给电源切换模块310，还通过I2C总线输出充电信号控制第二充电模块330工作。
电源切换模块310将充电电压VBUS通过第一输出端OUT1输出给第二充电模块330，第二充电模块330根据充电电压VBUS对应主电池350进行充电。
基于上述的无线充电系统，本发明还提供一种无线充电方法，请参阅图3，所述无线充电方法包括：
S100、当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；
S200、移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；
S300、无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态；将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。
若无线充电装置检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖连接，移动电源后盖对主电源供电。
移动电源后盖检测其电源开关键被按下时，控制无线充电装置进入单充电模式，无线充电装置根据移动电源后盖输出的充电电压对主电池充电。
综上所述，本发明通过电源切换模块的切换来实现一对多的充电方案，可实现同时对智能终端的主电池和移动电源后盖充电，还能将移动电源后盖给主电源供电（此时移动电源后盖相当于主电池使用），也保持了现有的。移动电源后盖对智能终端充电的功能，节省了智能终端主板上的设计成本，提供了充电效率和手机的续航能力；还设置有多级充电安全防护，确保了充电过程的中安全性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于移动电源后盖的无线充电装置，与主电池和移动电源后盖连接，其特征在于，包括电源切换模块、MCU、第二充电模块和开关模块；
所述电源切换模块根据移动电源后盖传输的充电电流的输入状态控制MCU进入双充电模式或供电模式；MCU在双充电模式下控制开关模块断开、并控制第一充电模块和第二充电模块分别对电源电芯、主电池充电；MCU在供电模式下控制开关模块导通，将移动电源后盖与主电池连接，移动电源后盖对主电源供电。
2.根据权利要求1所述的基于移动电源后盖的无线充电装置，其特征在于，所述电源切换模块还根据移动电源后盖传输的切换信号控制MCU进入单充电模式；
MCU控制开关模块断开并控制第二充电模块工作；还从移动电源后盖获取充电电压并通过电源切换模块输出给第二充电模块，第二充电模块根据充电电压对主电池充电。
3.根据权利要求1述的基于移动电源后盖的无线充电装置，其特征在于，所述MCU与电源切换模块、第二充电模块、移动电源后盖之间通过I2C总线进行通讯。
4.一种基于移动电源后盖的无线充电系统，其特征在于，包括无线充电器、移动电源后盖和智能终端；
所述智能终端内设置有主电池和如权利要求1-3任一所述的无线充电装置；
当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；所述无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态，将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。
5.根据权利要求4所述的基于移动电源后盖的无线充电系统，其特征在于，所述移动电源后盖包括无线电源接收器、第一充电模块和电源电芯；
所述无线电源接收器根据感应到的电磁场产生电流，对所述电流进行整流滤波调节后输出充电电流；第一充电模块根据无线充电装置输出的信号控制电源电芯的充放电状态。
6.根据权利要求5所述的基于移动电源后盖的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电装置还检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖的电源电芯连接，电源电芯对主电源供电。
7.根据权利要求5所述的基于移动电源后盖的无线充电系统，其特征在于，所述移动电源后盖还包括控制模块；所述控制模块检测移动电源后盖上的电源开关键被按下时，控制无线充电装置进入单充电模式，无线充电装置根据移动电源后盖输出的充电电压对主电池充电。
8.一种采用权利要求4所述的基于移动电源后盖的无线充电系统的无线充电方法，其特征在于，包括：
步骤A、当无线充电器接通电源时，内置感应线圈通电并产生电磁场；
步骤B、移动电源后盖感应到该电磁场并产生电流给无线充电装置；
步骤C、无线充电装置检测到所述电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入充电状态；将充电电流分别传输给智能终端的主电池和移动电源后盖进行充电。
9.根据权利要求8所述的无线充电方法，其特征在于，还包括：
步骤D、无线充电装置检测无电流时，控制智能终端和移动电源后盖进入供电状态，将智能终端的主电池和移动电源后盖连接，移动电源后盖对主电源供电。
10.根据权利要求8所述的无线充电方法，其特征在于，还包括：
步骤E、移动电源后盖检测其电源开关键被按下时，控制无线充电装置进入单充电模式，无线充电装置根据移动电源后盖输出的充电电压对主电池充电。
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