CN107240964A - 无线快充发射系统、无线快充接收系统及无线快充方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种无线快充发射系统、无线快充接收系统及无线快充方法，包括如下模块：驱动模块：产生直流电压并传输直流电压至发射电路模块；发射电路模块：对直流电压调谐并功率放大，形成高频交变电流信号，并传输到发射天线模块；发射天线模块：包括多个发射天线，所述发射天线接收高频交变电流信号以形成充电磁场。本发明具有优点如下：通过多个无线发射系统和多个无线接收系统实现快速充电；设置有可调节的可调电容装置，实现高效率快速充电。

Description

无线快充发射系统、无线快充接收系统及无线快充方法

技术领域

本发明涉及无线快充领域，具体地，涉及一种无线快充发射系统、无线快充接收系统及无线快充方法。

背景技术

当下电子设备的发展速度，可谓之日新月异。与此同时，人们对电子设备的充电方式，充电速度和充电安全等方面的要求也愈来愈高。相比于线充，无线充电不需要连接线和连接口，不与电源直接物理接触，无疑在充电方式上和充电安全上，更能获得人们的认同。

无线充电技术，又称为感应充电、非接触式充电，是源于无线电力输送技术产生的一种新型充电技术。无线充电技术利用近场感应，由无线充电器将能量传送至需充电设备，该设备使用接受到的能量对电池进行充电，且为设备本身的运作提供能量。由于无线充电器与充电设备之间通过电感耦合来传送能量，因此无需电线连接，可以做到无导电接点外露。

但目前无线充电方式的使用程度远远不如线充，充电速度是造成该情况的原因之一。传统无线充电一般采用的两个线圈(发射线圈和接收线圈)之间的耦合来进行能量的传递，受线圈之间的耦合因素，距离，介质等原因，导致损耗较大，充电速度较慢。

所以提高电子设备的无线充电的充电速度，是推动无线充电技术发展重要前提。

基于现有技术的缺陷，本发明在无线快充发射系统设置有多个发射天线，所述多个发射天线可以在不同的方向上对无线快充接收系统进行充电，且无线快充接收系统的接收天线也同发射天线一一对应，多个发射天线和接收天线提高无线充电的效率。

此外，在所述无线快充发射系统中，发射电路模块设置有可调电容装置，可调电容装置能够控制发射天线的谐振频率。然后根据每次需要进行充电的接收天线谐振频率大小调整发射端的发射天线的谐振频率，使得两者大小一致。从而使得发射天线和接收天线磁感应强度最大，充电效率最高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无线快充发射系统、无线快充接收系统及无线快充方法。

根据本发明提供的一种无线快充发射系统，包括如下模块：

驱动模块3：产生直流电压并传输直流电压至发射电路模块2；

发射电路模块2：对直流电压调谐并功率放大，形成高频交变电流信号，并传输到发射天线模块1；

发射天线模块1：包括多个发射天线，所述发射天线接收高频交变电流信号以形成充电磁场。

优选地，所述多个发射天线并联连接所述发射电路模块2。

优选地，所述发射天线包括发射金属线圈层和发射磁性材料层，所述发射金属线圈层接收高频交变电流信号以形成充电磁场；所述发射磁性材料层集中金属线圈层形成的充电磁场。

根据本发明提供的一种无线快充接收系统，包括如下模块：

接收天线模块4：包括多个接收天线，所述接收天线接收充电磁场并产生感应电流；

接收电路模块5：用于对感应电流整流、稳压，形成直流电流传输至蓄电模块6；

蓄电模块6：用于存储电能。

优选地，所述接收天线包括接收金属线圈层和接收磁性材料层，所述接收金属线圈层感应充电磁场以形成高频交变电流信号；所述接收磁性材料层集中金属线圈层感应的充电磁场。

优选地，所述接收电路模块5包括与发射天线数量相同的接收电路；

一个发射天线匹配一个接收天线；

一个接收天线串联一个接收电路并作为一个整体接收电路连接所述蓄电模块6两端。

优选地，多个整体接收电路的电流从蓄电模块6的一端流入，从蓄电模块6的另一端流出。

根据本发明提供的一种无线快充方法，包括如下步骤：

驱动步骤：产生直流电压；

发射电路步骤：调谐直流电压并功率放大，形成高频交变电流信号；

发射线圈步骤：以多个发射天线接收高频交变电流信号来形成充电磁场；

接收线圈步骤：以多个接收天线感应充电磁场来产生感应电流；

接收电路步骤：对感应电流整流、稳压，形成直流电流；

蓄电步骤：接收直流电流并存储电能。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过多个无线发射系统和多个无线接收系统实现快速充电；

2、设置有可调节的可调电容装置，实现高效率快速充电。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明优选实施例的结构示意图；

图2为本发明优选实施例的工作原理示意图；

图3为本发明优选实施例的充电电流方向示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，根据本发明提供的优选实施例，包括无线快充发射系统和无线快充接收系统，其中：所述无线快充发射系统包括发射天线模块1、发射电路模块2以及驱动模块3。

通电后，驱动模块3产生直流电压并传输直流电压至发射电路模块2；发射电路模块2对直流电压调谐并功率放大，形成高频交变电流信号，并传输到发射天线模块1。发射天线模块1包括第一发射天线11和第二发射天线12，所述第一发射天线11和第二发射天线12并联于发射电路模块2，所述第一发射天线11和第二发射天线12接收高频交变电流信号以形成充电磁场。

所述无线快充接收系统包括接收天线模块4、接收电路模块5以及蓄电模块6。其中：所述接收天线模块4包括第一接收天线41和第二接收天线42，所述第一接收天线41和第二接收天线42接收充电磁场并产生感应电流；所述接收电路模块5用于对感应电流整流、稳压，形成直流电流传输至蓄电模块6；所述蓄电模块6用于存储电能。

更为详细地，所述接收电路模块5包括第一接收电路模块51和第二接收电路模块52。其中：所述第一接收电路模块51串联第一接收天线41并与第一接收天线41形成一个整体连接所述蓄电模块6；所述第二接收电路模块52串联第二接收天线42并与第二接收天线42形成一个整体连接所述蓄电模块6。

需要注意的是，第一接收天线41和第一接收电路模块51形成的直流电流、第二接收天线42和第二接收电路模块52形成的直流电流流入蓄电模块6的同一端。

进一步地，所述第一发射天线11匹配第一接收天线41；所述第二发射天线12匹配第二接收天线42；所述第一发射天线11、第二发射天线12、第一接收天线41以及第二接收天线42均设置有磁性材料层和金属线圈层。其中：第一发射天线11的磁性材料层设置于第一发射天线11的上方；第二发射天线12的磁性材料层设置于第二发射天线12的下方；第一接收天线41的磁性材料层设置于第一接收天线41的下方；第二接收天线42的磁性材料层设置于第二接收天线42的上方。所述磁性材料层用于集中金属线圈层感应或接收充电磁场，使得电磁感应强度达到最理想的状态。所述金属线圈层的外壳材质为为非导磁非导电材料。

更为详细地，所述发射电路模块还包括电容调节装置，所述电容调节装置能够调节第一发射天线11的谐振频率直至与第一接收天线41的谐振频率相同；所述电容调节装置能够调节第二发射天线12的谐振频率直至与第二接收天线42的谐振频率相同。

需要注意的是，本发明的发射天线的数量并不局限于两个，可以是多个，接收天线的数量和发射天线的数量相同，且多个发射天线之间并联连接，多个接收天线之间并联连接。

如图2所示，该系统工作时，将市电接入到驱动模块3，在经过整流、滤波及稳压之后，会产生稳定的直流电压，稳定的直流电压再经过发射电路模块2调谐、功率放大之后，会产生高频交变电流信号，所述高频交变电流信号传输到第一发射天线11和第二发射天线12，形成闭合回路的环形电流。在发射磁性材料层和接收磁性材料层的作用下，所述环形电流通过第一发射天线11和第二发射天线12在垂直电流环路方向上形成磁场。根据电磁感应定律，第一发射天线11和第二发射天线12发射出的磁场分别与第一接收天线41和第二接收天线42进行磁场耦合后会在第一接收天线41和第二接收天线42上产生感应电流。如图3所示，所述感应电流经第一接收电路模块51和第二接收电路模块52的整流、稳压后，将以电能的形式储存在蓄电模块6内，直至充电完成。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种无线快充发射系统，其特征在于，包括如下模块：

驱动模块(3)：产生直流电压并传输直流电压至发射电路模块(2)；

发射电路模块(2)：对直流电压调谐并功率放大，形成高频交变电流信号，并传输到发射天线模块(1)；

发射天线模块(1)：包括多个发射天线，所述发射天线接收高频交变电流信号以形成充电磁场。

2.根据权利要求1所述的无线快充发射系统，其特征在于，所述多个发射天线并联连接所述发射电路模块(2)。

3.根据权利要求1所述的无线快充发射系统，其特征在于，所述发射天线包括发射金属线圈层和发射磁性材料层，所述发射金属线圈层接收高频交变电流信号以形成充电磁场；所述发射磁性材料层集中、增强金属线圈层形成的充电磁场。

4.一种无线快充接收系统，其特征在于，包括如下模块：

接收天线模块(4)：包括多个接收天线，所述接收天线接收充电磁场并产生感应电流；

接收电路模块(5)：用于对感应电流整流、稳压，形成直流电流传输至蓄电模块(6)；

蓄电模块(6)：用于存储电能。

5.根据权利要求4所述的无线快充接收系统，其特征在于，所述接收天线包括接收金属线圈层和接收磁性材料层，所述接收金属线圈层感应充电磁场以形成高频交变电流信号；所述接收磁性材料层集中、增强金属线圈层感应的充电磁场。

6.根据权利要求4所述的无线快充接收系统，其特征在于，所述接收电路模块(5)包括与发射天线数量相同的接收电路；

一个发射天线匹配一个接收天线；

一个接收天线串联一个接收电路并作为一个整体接收电路连接所述蓄电模块(6)两端。

7.根据权利要求6所述的无线快充接收系统，其特征在于，多个整体接收电路的电流从蓄电模块(6)的一端流入，从蓄电模块(6)的另一端流出。

8.一种无线快充方法，其特征在于，包括如下步骤：

驱动步骤：产生直流电压；

发射电路步骤：调谐直流电压并功率放大，形成高频交变电流信号；

发射线圈步骤：以多个发射天线接收高频交变电流信号来形成充电磁场；

接收线圈步骤：以多个接收天线感应充电磁场来产生感应电流；

接收电路步骤：对感应电流整流、稳压，形成直流电流；

蓄电步骤：接收直流电流并存储电能。