CN108306361A - 无线充电装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电装置及方法，该装置包括：发射面板以及设置在发射面板上的发射线圈、多个第一传感器和第二传感器，其中，发射线圈活动地设置在发射面板；多个第一传感器包围发射线圈，用于检测发射面板的形变信息并确定待充电设备的位置坐标；第二传感器与发射线圈相邻，用于探测并对准发射线圈与带充电设备的接收线圈位置；发射线圈根据第一传感器检测的待充电设备的位置信息，在马达的驱动下移动至待充电设备，并通过第二传感器探测的位置信息，对准接收线圈进行无线充电。从而实现了待充电设备任意放置在发射面板上时，都不需要用户严格将接收线圈对准发射线圈，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种无线充电装置及方法。
背景技术
随着智能移动通信的飞速发展，当前无线充电技术已经进入到了人们的生活中，手机等移动终端已经采用了QI标准的无线充电方案。在现有技术中，一般采用两种方式实现无线充电，一种是：采用磁耦合式无线充电技术，但是，由于现有的无线充电装置采用磁耦合式无线充电技术，其充电面板要求要对准发射面板的发射线圈位置，才能为其提供高效率的充电，否则充电效率急剧降低，这对用户手机充电时的位置摆放要求较高。另一种无线充电方式是：在发射面板上设置多线圈，当手机等接收终端放置在发射面板上时，多线圈的发射面板会检测手机的接收线圈位置，并检测其与接收线圈最为接近的发射线圈为其提供能量，但采用该方案设计的复杂程度高，成本也较高，而发射线圈与接收线圈的对准位置较为影响充电效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种无线充电装置及方法，旨在解决现有的无线充电装置无法与手机端的接收线圈准确对位进而影响充电效率的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种无线充电装置，所述装置包括：发射面板以及设置在所述发射面板上的发射线圈、多个第一传感器和第二传感器，其中，
所述发射线圈活动地设置在所述发射面板；
所述多个第一传感器包围所述发射线圈，用于检测所述发射面板的形变信息并确定待充电设备的位置坐标；
所述第二传感器与所述发射线圈相邻，用于探测并对准所述发射线圈与所述带充电设备的接收线圈位置；
所述发射线圈根据所述第一传感器检测的待充电设备的位置信息，在马达的驱动下移动至所述待充电设备，并通过所述第二传感器探测的位置信息，对准所述接收线圈进行无线充电。
可选的，所述第二传感器位于所述发射线圈的中心点处。
可选的，所述第二传感器具体用于：
将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置。
可选的，所述第二传感器的数量为多个，并分布在所述发射线圈的外层线圈上。
可选的，所述第二传感器具体用于：
当确定多个所述第二传感器的输出电压值相等时，则所述发射线圈对准所述接收线圈。
可选的，所述第一传感器为压力传感器，所述第二传感器为霍尔传感器。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种无线充电方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
第一传感器检测发射面板上放置有带充电设备；
所述第一传感器根据所述发射面板形变的位置确定所述待充电设备的位置；
所述第一传感器将所述带充电设备的位置坐标发送至马达；
所述马达推动所述发射线圈移动至待充电设备的接收线圈；
启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈。
可选的，所述第二传感器位于所述发射线圈的中心点处，则所述启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈，包括：
将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置。
可选的，所述第二传感器的数量为多个，并分布在所述发射线圈的外层线圈上，则所述启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈，包括：
当确定多个所述第二传感器的输出电压值相等时，则所述发射线圈对准所述接收线圈。
可选的，所述第一传感器为压力传感器，所述第二传感器为霍尔传感器。
本发明提出的无线充电装置及方法，发射线圈根据第一传感器检测到待充电设备放置在发射面板上，并确定待充电设备的位置坐标，启动第二传感器探测待充电设备对应的接收线圈位置，发射线圈根据接收线圈在发射面板的位置移动至相应的位置，以使发射线圈对准接收线圈再提供电力，从而实现无线充电装置对待充电设备的无线充电。实现了待充电设备任意放置在发射面板上时，都不需要用户严格将接收线圈对准发射线圈，提升了用户体验。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的无线充电装置的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中发射线圈与第二传感器的位置示意图一；
图3为本发明第一实施例中发射线圈与第二传感器的位置示意图二；
图4为第二线圈搜索接收线圈磁铁时的磁场强度与输出电压值的示意图；
图5为本发明第二实施例提供一种无线充电方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
如图1所示，本发明第一实施例提供一种无线充电装置。所述无线充电装置包括：发射面板10、发射线圈20、多个第一传感器30及第二传感器40(请参照图2、3)。本发明的无线充电装置，发射线圈20根据第一传感器30检测到待充电设备放置在发射面板10上，并确定待充电设备的位置坐标，启动第二传感器40探测待充电设备对应的接收线圈位置，发射线圈20根据接收线圈在发射面板10的位置移动至相应的位置，以使发射线圈20对准接收线圈再提供电力，从而实现无线充电装置对待充电设备的无线充电。本发明中描述的待充电设备可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端。
发射线圈20活动地设置在发射面板10上，能够在马达(图未示)的驱动下在发射面板10上移动。在本实施例中，发射线圈20围绕一中心点缠绕成多层线圈，包括内层线圈和外层线圈，并在发射线圈20的内层线圈形成圆形。在本实施例中，发射面板10大致呈长方形，在其他实施例中，发射面板10还可以是其他形状，本发明在此不作具体限制。
多个第一传感器30等间隔的设置在发射面板10上，并包围发射线圈20。第一传感器30，用于检测发射面板10的形变信息并确定待充电设备的位置坐标。在本实施例中，第一传感器30分布于发射面板10的边缘处，在其他实施例中，第一传感器30还可以相对于发射面板10在其他位置，本发明在此不作具体限制。当待充电设备与发射面板10接触时，由于待充电设备自身的重量会施加于发射面板10上，导致发射面板10产生形变，从而第一传感器30检测到发射面板10的形变并根据形变的位置确定待充电设备的位置，进而使马达推动发射线圈20移动至待充电设备的接收线圈。
可选的，第一传感器30为压力传感器。
第二传感器40位于发射面板10上并与发射线圈20相邻设置。第二传感器40通过探测到接收线圈的磁铁位置，实现发射线圈20与接收线圈的圆心精确定位。为了使第二传感器40能够准确地对准接收线圈的位置，第二传感器40具有如下两种放置方式：
如图2所示，在本发明一实施例中，第二传感器40位于发射线圈20的中心处，也就是说，第二传感器40位于发射线圈20内层形成的圆形的圆心处。
如图3所示，在本发明另一实施例中，第二传感器40的数量为四个，且四个第二传感器40等间隔的设置在发射线圈20的外层线圈，也就是说，第二传感器40将发射线圈20的外层线圈四等分。
可选的，第二传感器40为霍尔传感器。
更具体的，如图4所示，为第二线圈40搜索接收线圈磁铁时的磁场强度与输出电压值的示意图。在图4中，第二传感器40根据外部的磁场强度线性的输出电压值来确定与接收线圈的相对位置。如果是第二传感器40放置在发射线圈20的圆心，则将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器40的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置，也就是说，通过判定第二传感器40在X轴方向最大值和Y轴方向最大值的正交点判定为接收线圈的磁铁位置，即接收线圈的圆心位置。
如果是第二传感器40放置在发射线圈20的外层线圈，则发射线圈20与接收线圈的圆心对准时，均匀分布在发射线圈20四周的第二传感器40输出的电压值是相等的，以此判定发射线圈20对准接收线圈的圆心。
当发射线圈20和待充电设备的接收线圈对准之后，再启动无线充电装置与待充电设备之间的识别、配置通信、功率传输和控制充输流程，从而实现了待充电设备任意放置在发射面板10上时，都不需要用户严格将接收线圈对准发射线圈20，提升了用户体验。
本发明提供的无线充电装置，发射线圈20根据第一传感器30检测到待充电设备放置在发射面板10上，并确定待充电设备的位置坐标，启动第二传感器40探测待充电设备对应的接收线圈位置，发射线圈20根据接收线圈在发射面板10的位置移动至相应的位置，以使发射线圈20对准接收线圈再提供电力，从而实现无线充电装置对待充电设备的无线充电。
如图5所示，为本发明第二实施例提供一种无线充电方法的流程示意图。在图5中，所述无线充电方法包括：
步骤510，第一传感器30检测发射面板10上放置有带充电设备。
具体的，多个第一传感器30等间隔的设置在发射面板10上。第一传感器30，用于检测发射面板10的形变信息并确定待充电设备的位置坐标。在本实施例中，第一传感器30分布于发射面板10的边缘处，在其他实施例中，第一传感器30还可以相对于发射面板10在其他位置，本发明在此不作具体限制。当待充电设备与发射面板10接触时，由于待充电设备自身的重量会施加于发射面板10上，导致发射面板10产生形变，从而第一传感器30检测到发射面板10的形变。本发明中描述的待充电设备可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、PDA、PMP、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端。
可选的，第一传感器30为压力传感器。
在本实施例中，发射面板10大致呈长方形，在其他实施例中，发射面板10还可以是其他形状，本发明在此不作具体限制。
步骤520，第一传感器30根据发射面板10形变的位置确定待充电设备的位置。
步骤530，第一传感器30将所述带充电设备的位置坐标发送至马达。
步骤540，马达推动发射线圈20移动至待充电设备的接收线圈。
具体的，发射线圈20活动地设置在发射面板10上，能够在马达(图未示)的驱动下在发射面板10上移动。第一传感器30包围发射线圈20。
在本实施例中，发射线圈20围绕一中心点缠绕成多层线圈，并在发射线圈20的内层线圈形成圆形。
步骤550，启动第二传感器40以探测并将所述发射线圈20对准接收线圈。
具体的，第二传感器40位于发射面板10上并与发射线圈20相邻设置。第二传感器40通过探测到接收线圈的磁铁位置，实现发射线圈20与接收线圈的圆心精确定位。为了使第二传感器40能够准确地对准接收线圈的位置，第二传感器40具有如下两种放置方式：
如图2所示，在本发明一实施例中，第二传感器40位于发射线圈20的中心处，也就是说，第二传感器40位于发射线圈20内层形成的圆形的圆心处。
如图3所示，在本发明另一实施例中，第二传感器40的数量为四个，且四个第二传感器40等间隔的设置在发射线圈20的外层线圈，也就是说，第二传感器40将发射线圈20的外层线圈四等分。
可选的，第二传感器40为霍尔传感器。
更具体的，如图4所示，为第二线圈40搜索接收线圈磁铁时的磁场强度与输出电压值的示意图。在图4中，第二传感器40根据外部的磁场强度线性的输出电压值来确定与接收线圈的相对位置。如果是第二传感器40放置在发射线圈20的圆心，则将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器40的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置，也就是说，通过判定第二传感器40在X轴方向最大值和Y轴方向最大值的正交点判定为接收线圈的磁铁位置，即接收线圈的圆心位置。
如果是第二传感器40放置在发射线圈20的外层线圈，则发射线圈20与接收线圈的圆心对准时，均匀分布在发射线圈20四周的第二传感器40输出的电压值是相等的，以此确定发射线圈20对准接收线圈的圆心。
当发射线圈20和待充电设备的接收线圈对准之后，再启动无线充电装置与待充电设备之间的识别、配置通信、功率传输和控制充输流程，从而实现了待充电设备任意放置在发射面板10上时，都不需要用户严格将接收线圈对准发射线圈20，提升了用户体验。
本发明提供的无线充电方法，发射线圈20根据第一传感器30检测到待充电设备放置在发射面板10上，并确定待充电设备的位置坐标，启动第二传感器40探测待充电设备对应的接收线圈位置，发射线圈20根据接收线圈在发射面板10的位置移动至相应的位置，以使发射线圈20对准接收线圈再提供电力，从而实现无线充电装置对待充电设备的无线充电。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种无线充电装置，其特征在于，所述装置包括：发射面板以及设置在所述发射面板上的发射线圈、多个第一传感器和第二传感器，其中，
所述发射线圈活动地设置在所述发射面板；
所述多个第一传感器包围所述发射线圈，用于检测所述发射面板的形变信息并确定待充电设备的位置坐标；
所述第二传感器与所述发射线圈相邻，用于探测并对准所述发射线圈与所述带充电设备的接收线圈位置；
所述发射线圈根据所述第一传感器检测的待充电设备的位置信息，在马达的驱动下移动至所述待充电设备，并通过所述第二传感器探测的位置信息，对准所述接收线圈进行无线充电。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二传感器位于所述发射线圈的中心点处。
3.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二传感器具体用于：
将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置。
4.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二传感器的数量为多个，并分布在所述发射线圈的外层线圈上。
5.根据权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二传感器具体用于：
当确定多个所述第二传感器的输出电压值相等时，则所述发射线圈对准所述接收线圈。
6.根据权利要求3或5所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一传感器为压力传感器，所述第二传感器为霍尔传感器。
7.一种无线充电方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
第一传感器检测发射面板上放置有带充电设备；
所述第一传感器根据所述发射面板形变的位置确定所述待充电设备的位置；
所述第一传感器将所述带充电设备的位置坐标发送至马达；
所述马达推动所述发射线圈移动至待充电设备的接收线圈；
启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈。
8.根据权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于，所述第二传感器位于所述发射线圈的中心点处，则所述启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈，包括：
将探测的外加磁场强度最大值和所述第二传感器的输出电压最大值的正焦点作为所述接收线圈位置。
9.根据权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于，所述第二传感器的数量为多个，并分布在所述发射线圈的外层线圈上，则所述启动第二传感器以探测并将所述发射线圈对准所述接收线圈，包括：
当确定多个所述第二传感器的输出电压值相等时，则所述发射线圈对准所述接收线圈。
10.根据权利要求8或9所述的无线充电方法，其特征在于，所述第一传感器为压力传感器，所述第二传感器为霍尔传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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