CN108199428A - 一种无线充电装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电装置的控制方法，无线充电装置包括电磁感应元件组、选波整流元件组和直流电源输出端，选波整流元件组内部设有选波整流回路，选波整流回路包括整流部分和选波部分，选波整流元件组包括整流元件和滤波元件，电磁感应元件组与选波整流元件组电连接，选波整流元件组与直流电源输出端电连接，直流电源输出端与充电电池电连接。本无线充电装置在周围环境中的非为充电而主动发射的电磁波在带宽足够大的情况下可被动电磁感应获取电磁波散发出的能量，然后通过选波整流元件组的选波整流回路对直流电源输出端输出单向脉动直流电，能够实现对电池进行充电的前提下不受室内户外充电环境的限制，特别适用于对移动终端进行充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电装置的控制方法，具体是一种通过无线电进行充电的无线充电装置的控制方法，属于无线充电技术领域。
背景技术
近年来具有大屏幕、支持智能多点触控、高性能CPU和图形处理器的智能移动终端不断普及，在带给人们更多优质的移动服务和体验的同时，移动终端功耗的不断增长使原本就捉襟见肘的移动终端电池电量问题更突出，移动终端的电池电量状态成为制约其性能的最重要因素之一。
目前解决电量问题的措施主要有两种：一种是通过更换电池解决电量不足的问题，然而多块电池携带不方便；另一种是通过充电器进行充电，充电器充电需要具备充电条件的环境下才能进行，针对室内，通常是直接将连接有室内电源的充电器与移动终端连接进行充电，针对户外，通常是利用包括太阳能充电宝的各种充电宝与移动终端连接进行充电，但充电宝如同电池一样、容量有限，携带也不方便。
因此，现有技术中出现无线充电技术，无线充电技术即用电设备以非接触方式从固定电网获取电能的技术，目前无线能量传输主要以微波辐射式、感应耦合式、磁耦合谐振式三种传输方式，其中移动终端的无线充电通常是采用感应耦合式传输方式。感应耦合式传输方式是将变压器的一次线圈和二次线圈进行分离实现，它可实现较大的传输功率，然而传输距离较近，只有1mm～200mm，而且进行充电时可分离变压器的两侧位置需相对固定。另外，感应耦合式传输方式的变压器一次线圈仍需与电源连接才能产生感应电流，即，感应耦合式传输方式仍只适用于室内、而在户外仍无法使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种无线充电装置的控制方法，能够实现对电池进行充电的前提下实现不受室内户外充电环境的限制，特别适用于对移动终端进行充电。
为了实现上述目的，本无线充电装置包括电磁感应元件组、选波整流元件组和直流电源输出端，选波整流元件组内部设有选波整流回路，选波整流回路包括整流部分和选波部分，选波部分可以根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波，选波整流元件组包括整流元件和滤波元件，电磁感应元件组与选波整流元件组电连接，选波整流元件组与直流电源输出端电连接，直流电源输出端与充电电池电连接；无线充电装置还包括稳压元件组，稳压元件组设置在选波整流元件组与直流电源输出端之间、且分别与选波整流元件组和直流电源输出端电连接；周围环境中的、非为充电而主动发射的电磁波在带宽足够大的情况下，本无线充电装置通过电磁感应元件组进行电磁感应被动获取周围环境中电磁波散发出的能量，选波整流元件组通过选波整流回路根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波并整流后向直流电源输出端输出单向脉动直流电对充电电池进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，本无线充电装置还包括电容，电容设置在稳压元件组与直流电源输出端之间，电容的输入端与稳压元件组电连接，电容的输出端与直流电源输出端电连接、且电容的输出端上设有充电开关回路和充电保护回路；通过电容对被动获取的周围环境中的电磁波散发出的能量进行储存，在能量足够大时再对充电电池进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，所述的稳压元件组与电容组之间设有连通开关；在周围环境具有直流电场时，将本无线充电装置的连通开关关闭使电磁感应元件组、选波整流元件组、稳压元件组与电容组处于断路状态后将本无线充电装置靠近直流电场，直流电场可对电容组充入电荷。
与现有技术相比，本无线充电装置针对的电磁波是非为充电而主动发射的电磁波，即此电磁波不是传统的与电源连接的无线充电器发射出的、针对移动终端进行无线充电的电磁波，而是周围环境中普遍存在的各种频率的电磁波，只要周围环境存在该带宽足够大的电磁波，本无线充电装置即可被电磁感应而被动获取该电磁波散发出的能量，因此可以不受传统的室内户外充电环境的限制，只要存在该电磁波即可以实现随时随地进行无线充电；由于设有电容，因此经选波整流元件组输出的电量进入电容进行储存能量，当电容的电荷数量达到设定充电要求时，电容即打开充电开关回路和充电保护回路，电容中的电荷即输出、并经直流电源输出端对充电电池进行充电，实现二次充放电；本无线充电装置的直流电源输出端可以直接与包括移动终端等各类电子产品连接进行充电，也可以将本无线充电装置模块化植入包括移动终端等各类电子产品的内部并与充电电池连接实现与电子产品的一体化，特别适用于对移动终端进行充电。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
图中：1、电磁感应元件组，2、选波整流元件组，3、直流电源输出端，4、稳压元件组，5、电容。
具体实施方式
电磁波广泛存在于周围环境中，其是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。电磁波为横波，频率是电磁波的重要特性。
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场)，变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递，电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波具有能量，振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
无线电波是频率介于3HZ和约300GHZ之间的电磁波，也称为射频电波，或简称射频、射电，无线电技术是将声音讯号或其他信号经过转换后利用电磁波传播。
本申请是回收利用周围环境中广泛存在的电磁波的能量用于对电池进行充电。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本无线充电装置包括电磁感应元件组1、选波整流元件组2和直流电源输出端3，选波整流元件组2内部设有选波整流回路，选波整流回路包括整流部分和选波部分，选波部分可以根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波，选波整流元件组2包括整流元件和滤波元件，电磁感应元件组1与选波整流元件组2电连接，选波整流元件组2与直流电源输出端3电连接，直流电源输出端3与充电电池电连接；无线充电装置还包括稳压元件组4，稳压元件组4设置在选波整流元件组2与直流电源输出端3之间、且分别与选波整流元件组2和直流电源输出端3电连接。
本无线充电装置的工作原理：周围环境中的、非为充电而主动发射的电磁波在带宽足够大的情况下，本无线充电装置即可通过电磁感应元件组1进行电磁感应被动获取周围环境中电磁波散发出的能量，选波整流元件组2通过选波整流回路根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波并整流后向直流电源输出端3输出单向脉动直流电，进而实现对充电电池进行充电。
电磁波在带宽较小的情况下，由于电磁感应元件组1通过电磁感应被动获取周围环境中电磁波散发出的能量较少，无法直接对充电电池进行充电，为了实现储存能量、并在能量足够大时再对充电电池进行充电，作为本发明的进一步改进方案，本无线充电装置还包括电容5，电容5设置在选波整流元件组2与稳压元件组4之间，电容5的输入端与稳压元件组4电连接，电容5的输出端与直流电源输出端3电连接、且电容5的输出端上设有充电开关回路和充电保护回路。通过电容5可以实现二次充放电。
由于直流电环境下的电气元件在工作状态时周围会产生直流电场，为了使本无线充电装置能够吸收直流电场的能量，作为本发明的进一步改进方案，所述的稳压元件组4与电容组之间设有连通开关。在周围环境具有直流电场时，可将本无线充电装置的连通开关关闭使电磁感应元件组1、选波整流元件组2、稳压元件组4与电容组处于断路状态后将本无线充电装置靠近直流电场，直流电场即可对电容组进行充入电荷。
本无线充电装置针对的电磁波是非为充电而主动发射的电磁波，即此电磁波不是传统的与电源连接的无线充电器发射出的、针对移动终端进行无线充电的电磁波，而是周围环境中普遍存在的各种频率的电磁波，只要周围环境存在该带宽足够大的电磁波，本无线充电装置即可被电磁感应而被动获取该电磁波散发出的能量，因此可以不受传统的室内户外充电环境的限制，只要存在该电磁波即可以实现随时随地进行无线充电；由于设有电容5，因此经选波整流元件组2输出的电量进入电容5进行储存能量，当电容5的电荷数量达到设定充电要求时，电容5即打开充电开关回路和充电保护回路，电容5中的电荷即输出、并经直流电源输出端3对充电电池进行充电，实现二次充放电；本无线充电装置的直流电源输出端3可以直接与包括移动终端等各类电子产品连接进行充电，也可以将本无线充电装置模块化植入包括移动终端等各类电子产品的内部并与充电电池连接实现与电子产品的一体化，特别适用于对移动终端进行充电。
Claims (3)
1.一种无线充电装置的控制方法，无线充电装置包括电磁感应元件组(1)、选波整流元件组(2)和直流电源输出端(3)，选波整流元件组(2)内部设有选波整流回路，选波整流回路包括整流部分和选波部分，选波部分可以根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波，选波整流元件组(2)包括整流元件和滤波元件，电磁感应元件组(1)与选波整流元件组(2)电连接，选波整流元件组(2)与直流电源输出端(3)电连接，直流电源输出端(3)与充电电池电连接；本无线充电装置还包括稳压元件组(4)，稳压元件组(4)设置在选波整流元件组(2)与直流电源输出端(3)之间、且分别与选波整流元件组(2)和直流电源输出端(3)电连接；
其特征在于，周围环境中的、非为充电而主动发射的电磁波在带宽足够大的情况下，本无线充电装置通过电磁感应元件组(1)进行电磁感应被动获取周围环境中电磁波散发出的能量，选波整流元件组(2)通过选波整流回路根据被动获取的电磁波的稳定带宽频率选择频率较高的波段进行滤波并整流后向直流电源输出端(3)输出单向脉动直流电对充电电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置的控制方法，其特征在于，无线充电装置还包括电容(5)，电容(5)设置在稳压元件组(4)与直流电源输出端(3)之间，电容(5)的输入端与稳压元件组(4)电连接，电容(5)的输出端与直流电源输出端(3)电连接、且电容(5)的输出端上设有充电开关回路和充电保护回路；通过电容(5)对被动获取的周围环境中的电磁波散发出的能量进行储存，在能量足够大时再对充电电池进行充电。
3.根据权利要求2所述的无线充电装置的控制方法，其特征在于，所述的稳压元件组(4)与电容组之间设有连通开关；在周围环境具有直流电场时，将本无线充电装置的连通开关关闭使电磁感应元件组(1)、选波整流元件组(2)、稳压元件组(4)与电容组处于断路状态后将本无线充电装置靠近直流电场，直流电场可对电容组充入电荷。
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