CN106787262A - 无线充电装置及其充电方法 - Google Patents

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李天望
姜黎
万鹏
刘鸣凯
袁涛
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Abstract

本发明提供了一种无线充电装置,包括用于提供光能的发射单元和用于接收光能并将其转化成电能后输出的接收单元;所述发射单元包括光源和控制所述光源接通或断开的第一控制电路单元;所述接收单元包括用于吸收所述光源发出的光线并将其转化为电能的太阳能电池单元和与所述太阳能电池单元电连接的电源管理单元,所述电源管理单元包括用于接收所述太阳能电池单元产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器和将所述额定电压输出对待充电设备进行充电的管理单元。本发明还提供了一种无线充电装置的充电方法。与相关技术相比,本发明无线充电装置及其充电方法无线充电距离远,用户体验好。

Description

无线充电装置及其充电方法
【技术领域】
本发明涉及一种充电装置,尤其涉及一种无线充电装置及其充电方法。
【背景技术】
随着现代化技术的发展,电子设备越来越多的被运用于家庭生活中,而电子设备都需要电能以维护其正常工作。为了满足人们的需求,充电设备不断创新,无线充电方式慢慢开始占据了传统的有线充电方式的一席地位。
相关技术的无线充电方式中,包括磁感应方式无线充电装置和磁共振方式无线充电装置。
磁感应方式的无线充电装置通过线圈之间电磁场的耦合,达到了无线能量传输的目的,但该技术实现无线充电的距离近,线圈水平方向的移动也会造成效率明显降低,甚至无法实现充电,用户体验感差;而磁共振方式的无线充电装置原理类似于磁感应方式,虽然水平方向的位移对效率影响相对较小,但充电距离仍然较近。也就是说,相关技术的无线充电方式使用受距离的影响较大,使得相关技术的无线充电方式运用受到限制。
因此,有必要提供一种新的无线充电装置及充电方法解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种无线充电距离远的无线充电装置及其充电方法。
为了达到上述目的,本发明提供了一种无线充电装置,包括用于提供光能的发射单元和用于接收光能并将其转化成电能后输出的接收单元,所述接收单元可相对于所述发射单元相对移动;所述发射单元包括光源和控制所述光源接通或断开的第一控制电路单元;所述接收单元包括用于吸收所述光源发出的光线并将其转化为电能的太阳能电池单元和与所述太阳能电池单元电连接的电源管理单元,所述电源管理单元包括用于接收所述太阳能电池单元产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器和对待充电设备进行充电的管理单元。
优选的,所述发射单元还包括与所述第一控制电路单元连接并控制其工作的第一通讯模块;所述接收单元还包括第二控制电路单元和第二通讯模块,所述第二控制电路单元用于检测待充电设备的电量并生成电量信息,所述第二通讯模块用于接收所述电量信息后将所述电量信息发送至所述第一通讯模块,所述第一控制电路单元从所述第一通讯模块接收所述电量信息后按预设规则控制所述光源接通或断开。
优选的,所述预设规则为当所述电量信息为电量小于20%,则所述第一控制电路单元控制所述光源接通;当所述电量信息为电量100%,则所述第一控制电路单元控制所述光源断开。
优选的,所述第一通讯模块和所述第二通讯模块均为WiFi或蓝牙或GMS。
优选的,所述待充电设备的充电方式为与所述管理单元直接电连接实现充电。
优选的,所述管理单元对所述待充电设备进行充电的电极端子。
优选的,所述光源为LED灯。
本发明还提供了一种无线充电装置的充电方法,该方法包括如下步骤:
提供发射单元、接收单元和待充电设备;所述发射单元包括光源、第一控制电路单元和第一通讯模块;所述接收单元包括太阳能电池单元、电源管理单元、第二控制电路单元和第二通讯模块;
电量检测,通过所述第二控制电路单元检测所述待充电设备的电量并生成电量信息,所述电量信息包括待充电信息和充电完成信息;所述第二通讯模块接收所述电量信息后将其传送到所述第一通讯模块;
光源开、关控制,所述第一控制电路单元从所述第一通讯模块接收所述电量信息,若所述电量信息为所述待充电信息,则控制所述光源接通;若所述电量信息为充电完成信息,则控制所述光源断开;
电能转化,当所述光源开、关控制步骤中所述电量信息为待充电信息,则通过所述太阳能电池单元接收所述光源的光线并将其转化为电能,再利用所述电源管理单元将所述电能转化为额定电压输出;
待充电设备充电,将所述待充电设备与所述电源管理单元连接进行充电。
优选的,所述电源管理单元包括用于接收所述太阳能电池单元产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器和与所述待充电设备连接并对其进行充电的管理单元。
优选的,所述光源为LED灯。
与相关技术相比,本发明的无线充电装置及其充电方法,通过所述发射单元的所述光源发光,利用所述接收单元的所述太阳能电池单元吸收光后转化成电能,经所电源管理单元处理后供给待充电设备充电,因包括所述光源的所述发射单元可装设于室内较高的位置,照射面积广,而所述接收单元可装设于室内被光照覆盖的任意位置,从而可实现不限距离限制的大范围无线充电的目的,用户体现效果好,且充电效率高。
【附图说明】
图1为本发明无线充电装置的结构框图;
图2为本发明无线充电装置与待充电设备进行充电时的结构示意图;
图3为本发明无线充电装置的充电方法的流程框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请同时参阅图1-2,其中,图1为本发明无线充电装置的结构框图;图2为本发明无线充电装置与待充电设备进行充电时的结构示意图。本发明提供了一种无线充电装置100,包括用于提供光能的发射单元10和用于接收光能并将其转化成电能后输出的接收单元20。所述发射单元10与所述接收单元20为无线连接关系。
所述发射单元10包括光源11、第一控制电路单元12和第一通讯模块13。
所述光源11用于提供光照,本实施方式中,所述光源为LED灯。
所述第一控制电路单元12与所述光源连接,用于控制所光源11接通或断开。
所述第一通讯模块13与所述第一控制电路单元12连接,用于控制所述第一控制电路单元12工作。
所述接收单元20包括太阳能电池单元21、电源管理单元22、第二控制电路单元23和第二通讯模块24。
所述太阳能电池单元21用于吸收所述光源11发出的光线并将其转化为电能。所述太阳能电池单元21可为普通的太阳能板或太阳能膜。
所述电源管理单元22与所述太阳能电池单元21电连接,用于将所述电能转化为可供待充电设备30进行充电的直流电。
本实施方式中,所述电源管理单元22包括用于接收所述太阳能电池单元21产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器221和对所述待充电设备30进行充电的管理单元222。
具体的,所述电压转换器221可为现有技术中具有谐振补偿、高频整流滤波及DC/DC变换的电路器件(未图示),用以将所述电能可供待充电设备进行充电的额定电压。所述管理单元222与所述电压转换器221电连接,所述管理单元222包括由所述电压转换器221的PCB走线引出的用于对所述待充电设备30进行充电的电极端子(未图示),比如所述管理单元222为充电连接器。当然,所述管理单元222也可包括用于为待充电设备30进行充电的发射线圈(未图示)和充电数据线(未图示),从而实现多种方式的充电。所述发射线圈可提供无线方式充电,所述电极端子、所述充电数据线可提供有线方式充电。
所述第二控制电路单元23用于检测所述待充电设备30的电量并生成电量信息。
所述第二通讯模块24用于接收所述电量信息后将所述电量信息发送至所述第一通讯模块13,所述第一控制电路单元12从所述第一通讯模块13接收所述电量信息后按预设规则控制所述光源11接通或断开。
本实施方式中,所述预设规则具体为:所述电量信息包括两种,电量小于20%和电量等于100%;当所述电量信息为电量小于20%,表示所述待充电设备30需要进行充电,则所述第一控制电路单元12控制所述光源11接通;当所述电量信息为电量100%,表示所述待充电设备30充电完成,则所述第一控制电路单元12控制所述光源11断开,以节约能源。当然,所述电量信息的值可根据需求设置,其原理都一样。
所述待充电设备30可以为锂电池或各种电子产品,如手机、IPAD、笔记本、玩具等,当然,本实施方式中所述的充电是针对所述待充电设备30的电池进行充电。
比如锂电池,可直接放置于所述管理单元222并使其电极片与所述管理单元222的电极端子电连接,实现充电。而所述管理单元222的电极端子可以为PCB引线引出。
比如手机,可直接放置于所述管理单元222并使其充电端口与所述管理单元222的电极端子电连接,实现充电。
需要说明的是,当使用所述发射线圈进行充电时,所述待充电设备30需包括与所述发射线圈匹配的接收线圈(未图示),以便进行电能转移实现充电,这也是可行的。
本实施方式中,所述第一通讯模块13、所述第二通讯模块24及所述第三通讯模块31均为WiFi或蓝牙或GMS,当然不限于此。
当所述无线充电装置100用于家里时,所述发射单元10可装设于较高的位置,以便所述光源11能照射更广的范围,所述接收单元20可包括多个所述太阳能电池单元21和配套的所述电源管理单元22,用于装设于不同的位置,比如冰箱、洗机机、微波炉、茶机、柜子等,以便在不同的位置方便随时可进行充电。
本发明的无线充电装置,所述接收单元20可相对于与所述发射单元10相对移动,且所述接收单元20可在不同的位置和距离设置多个,实现远距离无线连接和充电的目的,实现智能家电无线充电的目标。而所述待充电设备30与所述接收单元20的连接方式不限,只要能实现充电即可。
实际上,为了进一步提高光能转化效率,所述太阳能电池单元21可用吸收特定波长的材料制成,而所述光源11则可选用发射特定波长的LED灯,从而使得所述光能转化效率更高。
请结合参照图3,为本发明无线充电装置的充电方法的流程框图。
本发明还提供一种无线充电装置的充电方法,本实施例以结合本发明的无线充电装置进行说明,该方法包括如下步骤:
步骤S1、提供发射单元10、接收单元20和待充电设备30。
所述发射单元10包括光源11、第一控制电路单元12和第一通讯模块13;所述接收单元20包括太阳能电池单元21、电源管理单元22、第二控制电路单元23和第二通讯模块24。本实施方式中,所述光源11为LED灯。
步骤S2、电量检测。
通过所述第二控制电路单元23检测所述待充电设备30的电量并生成电量信息,所述电量信息包括待充电信息和充电完成信息。通过所述第二通讯模块24接收所述电量信息后将其传送到所述第一通讯模块13。
本步骤中,所述待充电信息和充电完成信息可根据需求设置不同,比如,所述待充电设备30的电量小于20%时,即代表待充电信息,需要进行充电;所述待充电设备30的电量等于100%时,即代表充电完成信息。
步骤S3、光源开、关控制。
通过所述第一控制电路单元12从所述第一通讯模块13接收所述电量信息,若所述电量信息为所述待充电信息,则控制所述光源11接通,以便对所述待充电设备30进行充电;若所述电量信息为充电完成信息,则控制所述光源11断开,完成充电节省能源。
步骤S4、电能转化。
当步骤S3中所述电量信息为所述待充电信息,则通过所述太阳能电池单元21接收所述光源11的光线并将其转化为电能,再利用所述电源管理单元22将所述电能转化为可用于待设电设备30充电的额定电压输出。
步骤S5、待充电设备充电。
将所述待充电设备30与所述电源管理单元22连接进行充电。
本步骤中,具体的,所述电源管理单元22包括将所述电能转为额定电压电压转换器221和将所述额定电压输出的管理单元222。将所述待充电设备30与所述管理单元222连接实现充电。
与相关技术相比,本发明的无线充电装置及其充电方法,通过所述发射单元的所述光源发光,利用所述接收单元的所述太阳能电池单元吸收光后转化成电能,经所电源管理单元处理后供给待充电设备充电,因包括所述光源的所述发射单元可装设于室内较高的位置,照射面积广,而所述接收单元可装设于室内被光照覆盖的任意位置,从而可实现不限距离限制的大范围无线充电的目的,用户体验效果好。
以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电装置,其特征在于,包括用于提供光能的发射单元和用于接收光能并将其转化成电能后输出的接收单元,所述接收单元可相对于所述发射单元相对移动;
所述发射单元包括光源和控制所述光源接通或断开的第一控制电路单元;
所述接收单元包括用于吸收所述光源发出的光线并将其转化为电能的太阳能电池单元和与所述太阳能电池单元电连接的电源管理单元,所述电源管理单元包括用于接收所述太阳能电池单元产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器和对待充电设备进行充电的管理单元。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置,其特征在于,所述发射单元还包括与所述第一控制电路单元连接并控制其工作的第一通讯模块;所述接收单元还包括第二控制电路单元和第二通讯模块,所述第二控制电路单元用于检测待充电设备的电量并生成电量信息,所述第二通讯模块用于接收所述电量信息后将所述电量信息发送至所述第一通讯模块,所述第一控制电路单元从所述第一通讯模块接收所述电量信息后按预设规则控制所述光源接通或断开。
3.根据权利要求2所述的无线充电装置,其特征在于,所述预设规则为当所述电量信息为电量小于20%,则所述第一控制电路单元控制所述光源接通;当所述电量信息为电量100%,则所述第一控制电路单元控制所述光源断开。
4.根据权利要求2所述的无线充电装置,其特征在于,所述第一通讯模块和所述第二通讯模块均为WiFi或蓝牙或GMS。
5.根据权利要求2所述的无线充电装置,其特征在于,所述待充电设备的充电方式为与所述管理单元直接电连接实现充电。
6.根据权利要求1所述的无线充电装置,其特征在于,所述光源为LED灯。
7.一种无线充电装置的充电方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
提供发射单元、接收单元和待充电设备;所述发射单元包括光源、第一控制电路单元和第一通讯模块;所述接收单元包括太阳能电池单元、电源管理单元、第二控制电路单元和第二通讯模块;
电量检测,通过所述第二控制电路单元检测所述待充电设备的电量并生成电量信息,所述电量信息包括待充电信息和充电完成信息;所述第二通讯模块接收所述电量信息后将其传送到所述第一通讯模块;
光源开、关控制,所述第一控制电路单元从所述第一通讯模块接收所述电量信息,若所述电量信息为所述待充电信息,则控制所述光源接通;若所述电量信息为充电完成信息,则控制所述光源断开;
电能转化,当所述光源开、关控制步骤中所述电量信息为待充电信息,则通过所述太阳能电池单元接收所述光源的光线并将其转化为电能,再利用所述电源管理单元将所述电能转化为额定电压输出;
待充电设备充电,将所述待充电设备与所述电源管理单元连接进行充电。
8.根据权利要求7所述的无线充电装置的充电方法,其特征在于,所述电源管理单元包括用于接收所述太阳能电池单元产生的电能并将其转为额定电压输出的电压转换器和与所述待充电设备连接并对其进行充电的管理单元。
9.根据权利要求8所述的无线充电装置的充电方法,其特征在于,所述管理单元对所述待充电设备进行充电的电极端子。
10.根据权利要求7所述的无线充电装置的充电方法,其特征在于,所述光源为LED灯。
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