CN108336789A - 一种机顶盒的无线供电系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机顶盒的无线供电系统及控制方法，该无线供电系统包括：供电网络、电磁感应无线充电模组、超级电容控制模组以及智能开关控制模组，其中，电磁感应无线充电模组包括发送模块与接收模块，发送模块与供电网络电连接，用于接收供电网络提供的电能，接收模块与发送模块之间通过电磁感应传递电能；超级电容控制模组与接收模块电连接，用于储存接收模块传递的电能，并为机顶盒提供电能；智能开关控制模组与接收模块串联，用于控制接收模块与超级电容控制模组的通断。本申请提供的无线供电系统改进了无线供电技术，结合超级电容实现了机顶盒多规格、自适用的无线供电，解决了不同国家机顶盒规格不兼容的问题，大大降低了成本。

Description

一种机顶盒的无线供电系统及控制方法

技术领域

本申请涉及无线供电技术领域，尤其涉及一种机顶盒的无线供电系统及控制方法。

背景技术

当今音视频类机顶盒多种多样，产品功能多样化，直流供电需求多样化，不同国家交流端插头(如EU/UK/US/IN/TI/AU/BR)也多种多样，电压电流功率需求也不同，只能通过电源适配器为机顶盒供电，而使用多种交流插头不利于资源整合，大大增加了成本，因此，有必要开发一种统一高效、安全可靠可行的机顶盒优化供电方式，以取代电源适配器供电。

目前，无线充电技术已被广泛地应用于终端设备的充电过程中，无线充电技术(Wireless Charging Technology，WCT)源于无线电力输送技术，是指具有电池的装置不需要借助于电导线，而利用电磁感应原理或者其他相关的交流感应技术，在发送端和接收端用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电。电磁感应式无线充电原理如下：初级线圈通入一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电装置都可以做到无导电接点外露，高效、安全的为用电装置供电。

但是，由于目前电池容量偏小，导致电池续航时间低于机顶盒使用时长，而切换电池不利于持续收看节目、短时反复充电放电缩短电池使用寿命，由此造成机顶盒无法通过电池供电，而无线充电技术是指具有电池的装置不需要借助于电导线进行充电的技术，因此，机顶盒无法进行无线充电。

发明内容

本申请提供了一种机顶盒的无线供电系统及控制方法，以解决目前机顶盒不能使用电池供电，导致机顶盒无法进行无线供电的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种机顶盒的无线供电系统，包括：供电网络、电磁感应无线充电模组、超级电容控制模组以及智能开关控制模组，其中，

所述电磁感应无线充电模组包括发送模块与接收模块，所述发送模块与所述供电网络电连接，用于接收所述供电网络提供的电能，所述接收模块与所述发送模块之间通过电磁感应传递电能；

所述超级电容控制模组与所述接收模块电连接，用于储存所述接收模块传递的电能，并为机顶盒提供电能；

所述智能开关控制模组与所述接收模块串联，用于控制所述接收模块与所述超级电容控制模组的通断。

第二方面，本申请实施例公开了一种机顶盒的无线供电控制方法，包括：

通过电磁感应无线充电模组为机顶盒进行无线充电；

检测超级电容控制模组两端的电压，判断所述电压是否满足机顶盒的工作电压；

若是，则所述机顶盒通过控制智能开关控制模组来控制所述超级电容控制模组的工作，通过所述超级电容控制模组为所述机顶盒供电；

若否，则检测电磁感应无线充电模组中发送模块的温度，判断所述温度是否超过预设最高温度；

若是，则所述机顶盒控制所述智能开关控制模组的工作时长，以降低所述发送模块的温度。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供一种机顶盒的无线供电系统及控制方法，无线供电系统包括供电网络、电磁感应无线充电模组、超级电容控制模组以及智能开关控制模组，其中，电磁感应无线充电模组包括发送模块与接收模块，发送模块与供电网络电连接，用于接收供电网络提供的电能，接收模块与发送模块之间通过电磁感应传递电能；超级电容控制模组与接收模块电连接，用于储存接收模块传递的电能，并为机顶盒提供电能；智能开关控制模组与接收模块串联，用于控制接收模块与超级电容控制模组的通断。本申请提供的无线供电控制系统在电磁感应无线充电模组与机顶盒之间增设超级电容控制模组，利用超级电容的充放电特性，通过超级电容替代电池，电磁感应无线充电模组将供电网络的电能无线传递至超级电容控制模组与机顶盒，保证机顶盒正常工作；当超级电容的电压满足机顶盒的工作电压时，机顶盒控制智能开关断开，此时超级电容相当于电源，为机顶盒供电；当超级电容的电压下降不能满足机顶盒的工作电压时，机顶盒控制智能开关闭合，无线为超级电容与机顶盒充电。本申请改进了无线供电技术，结合超级电容，可以实现机顶盒多规格、自适用、连续的无线供电，可以保证同款机顶盒在世界各地同步上市，从而能够利于音视频设备的资源整合，能够大大减少成本。

本申请实施例提供的机顶盒的无线供电系统及控制方法包括应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电系统中无线充电电磁感应使能控制框图；

图3为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电系统中无线充电超级电容稳定供电使能控制框图；

图4为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电系统中电压-温度范围的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电控制方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电控制方法中S300的详细流程图；

图7为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电控制方法中S500的详细流程图；

图1-图7符号表示：1-供电网络，2-电磁感应无线充电模组，21-发送模块，211-发送线圈，22-接收模块，221-接收线圈，3-智能开关控制模组，4-超级电容控制模组，5-机顶盒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

当今音视频类机顶盒多种多样，产品功能多样化，DC(Direct Current，直流电)供电需求多样化，不同国家AC(Alternating Current，交流)端插头(例如EU/UK/US/IN/TI/AU/BR)也多样化，电压电流功率需求也不同，但大都在5W～15W之间，使用多种AC插头规格一方面不利于资源整合，另一方面在制作采购管理生产等各方面成本上大大增加，有必要开发一种统一高效安全可靠可行的机顶盒改进优化供电方式。

目前无线充电技术已经趋近成熟，应用场景也逐步增多，越来越多的手机厂家发布了带有无线充电功能的手机。由于无线充电技术是指具有电池的装置不需要借助于电导线，利用电磁波感应原理或者其他相关的交流感应技术，而机顶盒无法使用电池供电，因此机顶盒无法通过无线充电技术进行无线充电。为了解决这一问题，本申请实施例改进了无线充电技术，结合超级电容，利用超级电容充放电的特性，使得机顶盒可通过无线充电技术进行充电，从而可以实现音视频设备多规格、自适用、连续的DC供电。

参见图1，为本申请实施例提供的一种机顶盒的无线供电系统的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的机顶盒的无线供电系统包括：供电网络1、电磁感应无线充电模组2、超级电容控制模组4以及智能开关控制模组3，其中，

电磁感应无线充电模组2包括发送模块21与接收模块22，发送模块21与供电网络1电连接，用于接收供电网络提供的电能，接收模块22与发送模块21之间通过电磁感应传递电能。在具体实施过程中，供电网络1为市电供电网络，市电即我们常说的工频交流电，我国的市电电压一般为220V。

如图2所示，发送模块21包括发送线圈211与温度传感器，发送线圈211与供电网络1电连接，用于接收供电网络1提供的电能。接收模块22包括接收线圈221，发送线圈211与接收线圈221通过电磁感应连接。即当供电网络1提供的电流流过发送线圈211时，发送线圈211周围会产生磁场，接收线圈221在发送线圈211产生的磁场内通过电磁感应磁生电产生电流，从而将电能由发送模块21传送到接收模块22。

超级电容控制模组4、机顶盒5与接收模块22均并联连接，接收模块22分别为超级电容控制模组4与机顶盒5供电，超级电容控制模组4储存接收模块22传递的电能，同时超级电容控制模组4也可作为电源为机顶盒5供电，保证机顶盒5的正常工作。

超级电容控制模组4包括超级电容，由于超级电容具有充放电的特性，因此超级电容控制模组4能够储存接收模块22传递的电能，当超级电容控制模组4的电压满足机顶盒5的工作电压时，可通过超级电容控制模组4为机顶盒5供电。

智能开关控制模组3与接收模块22串联，智能开关控制模组3包括智能开关，智能开关用于控制接收模块22与超级电容控制模组4、机顶盒5的线路通断，当接收模块22为超级电容控制模组4与机顶盒5供电时，智能开关控制模组3的智能开关闭合，保证机顶盒5的正常工作，同时超级电容控制模组4储存电能；当超级电容控制模组4储存电能的电压能够满足机顶盒5的工作电压时，可控制智能开关断开，停止接收模块22为机顶盒5供电，此时的超级电容控制模组4相当于电源，通过超级电容控制模组4为机顶盒5供电。

在一具体实例中，超级电容控制模组4包括一路超级电容，超级电容、接收模块22与机顶盒5均并联连接，接收模块22分别为超级电容与机顶盒5供电，一方面保证机顶盒5的正常工作，另一方面为超级电容快速充电，超级电容储存接收模块22传递的电能。超级电容上设置有电压传感器，电压传感器与机顶盒5信号连接，用于实时检测超级电容两端的电压，并将电压信号传输至机顶盒5，机顶盒5对接收的电压信号进行处理分析，并根据电压信号对智能开关控制模组3发送控制信号。

智能开关控制模组3包括一个智能开关，该智能开关与超级电容串联、并与机顶盒5信号连接，即可以根据机顶盒5的控制信号控制智能开关的通断，从而实现接收模块22与超级电容、机顶盒5线路的通断。

机顶盒5工作过程中，机顶盒5会通过检测电压V和温度T两个参数，来判定输出哪种控制信号——电压控制信号和温度控制信号。在具体实施过程中，会优先选择电压控制信号，即在超级电容两端的电压满足后级DC输入的前提下(例如DC输入范围是4.5V～16V，那么V就不能低于4.5V，否则机顶盒5就得不到工作电压，当然也不能高于16V，否则会损坏DC等机顶盒上的器件)，才能保证机顶盒正常启动和工作，之后再考虑发送模块21的温度控制。

具体地讲，当机顶盒的无线充电控制系统上电启动后，超级电容储存电能，同时机顶盒5开始无线充电，电压传感器实时检测超级电容两端的电压，当电压传感器检测的电压低于机顶盒5的工作电压时，发送模块21持续为超级电容与机顶盒5无线供电；当电压传感器检测到的电压满足机顶盒5的工作电压时，机顶盒5可控制智能开关断开，此时超级电容相当于电源，超级电容放电为机顶盒5供电。

若电压传感器检测到的超级电容两端的电压V满足：Vmin+δ≤V≤Vmax-δ,则机顶盒就启动控制超级电容路径部分的使能，切换到预充满电的一路超级电容。具体地讲，当超级电容两端的电压满足Vmin+δ≤V≤Vmax-δ时，表明超级电容两端的电压满足后级DC输入(机顶盒的工作电压)，此时机顶盒5接收到电压传感器传输的电压信号后，向智能开关发送控制信号，智能开关接收到控制信号后自动断开，即接收模块22与超级电容、机顶盒5的线路断开，无法进行无线充电，此时超级电容相当于电源，由超级电容为机顶盒5供电，保证机顶盒5的正常工作。

关于δ的取值，依赖于后级DC供电范围，从电压裕量10％以上角度考虑，超级电容两端的电压V只有大于或等于后级DC最小输入的1.1倍(Vmin+0.1Vmin)，才能保证机顶盒5的正常启动和工作；同理，超级电容两端的电压V只有小于或等于后级DC最大输入的0.9倍(Vmax-0.1Vmax)，才能避免电压过大而损坏DC和机顶盒上的器件。

本实例以DC输入范围是4.5V～16V为例进行说明，从裕量10％以上角度考虑，当需要满足DC输入的最小电压时，此时δ的取值为0.45V(0.1*4.5V)，此时超级电容两端的最小电压为4.95V(4.5V+0.45V)；当需要满足DC输入的最大电压时，此时δ的取值为1.6V(0.1*16V)，此时超级电容两端的最大电压为14.4V(16V-1.6V)，因此超级电容两端的电压最适合的大致范围就是4.95V～14.4V。

当超级电容两端的电压低于4.95V时，说明超级电容的电压不能满足机顶盒的正常工作，此时需要接收模块22为超级电容与机顶盒5持续供电，超级电容继续储存电能以增加自身的电压；当超级电容两端的电压高于14.4V时，说明超级电容的电压已高于机顶盒的最高工作电压，此时需要直接停止无线充电部分，即断开接收模块22与超级电容、机顶盒5的线路，具体地，机顶盒5接收电压传感器检测到的电压信号，处理后得出超级电容的电压超出规定范围，则机顶盒5生成控制信号，并将该控制信号传输至智能开关控制模组3，控制智能开关断开，停止接收模块22直接为机顶盒5供电，采用超级电容为机顶盒5供电，从而降低超级电容的电压，保护DC和机顶盒上的器件。

在另一具体实施中，超级电容控制模组4包括多路相互并联的超级电容，接收模块22、多路超级电容与机顶盒5均并联连接，接收模块22分别为多路超级电容与机顶盒5快速充电，一方面保证机顶盒5的正常启动和工作，另一方面为多路超级电容快速充电，多路超级电容分别储存接收模块22传递的电能。每一路超级电容上均安装有电压传感器，电压传感器均与机顶盒5信号连接，用于实时检测每一路超级电容两端的电压，并将电压信号传输至机顶盒5，机顶盒5对接收的电压信号进行处理分析，并根据电压信号对智能开关控制模组3发送相应的控制信号。

智能开关控制模组3包括多个相互并联的智能开关，智能开关与多路超级电容一一对应串联连接，即一个智能开关控制接收模块22与一路超级电容线路的通断。多个智能开关均与机顶盒5信号连接，用于接收机顶盒5发送的控制信号，并根据控制信号做出相应的动作，如某个智能开关断开或闭合。

具体地讲，智能开关控制模组3的一个或多个智能开关闭合，接收模块22与相应超级电容、机顶盒5的线路开通，接收模块22分别为与智能开关相串联的超级电容快速充电，同时接收模块22为机顶盒5供电，保证机顶盒5的正常启动和工作。当某一路超级电容两端的电压满足机顶盒5的工作电压后，机顶盒5向与此路超级电容对应的智能开关发送控制信号，智能开关根据控制信号断开，使得接收模块22停止为该路超级电容充电，此时该路超级电容可相当于电源，为机顶盒5供电。

若其他路的超级电容的电压不能满足机顶盒5的工作电压，则保持与其对应智能开关的闭合状态，接收模块22持续为其充电；若各路超级电压的电压均满足机顶盒5的工作电压，则断开各个智能开关，停止接收模块22为机顶盒5供电，此时各路超级电容相当于电源，可分别为机顶盒5供电，保证机顶盒5的正常工作。

在具体实施过程中，用户可根据实际需要选择超级电容控制模组4的超级电容路数及智能开关控制模组3的智能开关个数，采用多路超级电容可避免一路超级电容反复充放电，影响超级电容的使用寿命，从而影响机顶盒的正常使用。

如图3所示，为两路超级电容以及两个与之串联的智能开关，超级电容一般包括多组电容以及与电容并联的电阻，电容与电阻构成阻容均压结构，且电容C1＝C2＝C12＝C22，电阻R1＝R2＝R11＝R21。由于超级电容的单体电压低，在使用过程中难免会将几个超级电容串联在一起来满足电压的需求，但是又由于超级电容的容量偏差、漏电流以及等效串联电阻对其影响很大，充电时容量小、漏电流小、等效电阻达到超级电容都会出现过充电，因此超级电容在串联应用中就必须考虑均压问题。

目前常用的均压方式分为能耗型和非能耗型，能耗型均压通常包括并联稳压二极管法和开关电阻法，这种类型的均压方法的优点是电路结构简单、成本低；缺点是在均压过程中，电路中的二极管和电阻消耗大量的能量，能量利用率低。非能耗型均压通常包括传统的变压器法和“飞渡”电容法，这种类型的均压方法的优点是能量转换效率高、均衡速度快；但由于加入了一些电子元器件，不仅增加了电路的复杂性，也使系统在控制上产生了一定难度。

本申请实施例采用的均压方式为能耗型中的电阻法，在每个超级电容单体上并联一个电阻来抑制泄漏电流，实际上，就是使用公差很小的电阻强制单个模块的电压一致，从而起到均压效果，延长超级电容的使用寿命。

超级电容在充电过程中，内阻决定充电电流的大小以及最终电压，超级电容充电之后，自放电内阻是一个重要参数，用一个小的电阻就可以实现超级电容单体之间的电压平衡，因此电阻的阻值应比超级电容的内阻大许多，但比自放电电阻小，用户可根据此规则选择合适的电阻阻值。

本申请实施例中超级电容控制模组4的超级电容的路数不受限，用户可根据实际需要选择一路超级电容或多路超级电容，其均属于本申请实施例的保护范围。

在超级电容两端的电压V满足Vmin+δ≤V≤Vmax-δ、机顶盒正常工作的前提下，再考虑温度控制信号，温度控制信号是根据发送模块21的温度来控制智能开关的通断时长，从而控制无线充电的工作时长，实现电磁感应无线充电模组2的短时降温、工作在适合温度，否则无线供电模组长时间处于高温工作状态下会缩短使用寿命。

发送模块21的发送线圈211上安装有温度传感器，该温度传感器与机顶盒5信号连接，用于实时检测发送线圈211的温度信号，并将温度信号传输至机顶盒5，机顶盒5对接收到的温度信号进行处理分析，若检测到的温度超出预设的温度值时，机顶盒5就启动控制无线充电发送部分的使能，通过PWM控制降低充电时长降温。

具体地讲，当检测到发送线圈211的温度超过预设的最高温度Tmax时，机顶盒5向智能开关控制模组3发送PWM控制信号，控制智能开关的通断时长。PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制技术通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

PWM基本原理为：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

本申请实施例中的PWM控制信号与充电时长有关，若充电时长长、占空比D(在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例)小，那么无线充电工作时间长，发送线圈的温度就会上升，影响发送线圈的使用寿命；反之，若充电时间短、占空比D高，那么无线充电时间段，发送线圈的温度就会下降。

具体地讲，当温度传感器检测到发送线圈211的温度超出Tmax值时，机顶盒5就会向智能开关控制模组3发送占空比D较高的PWM控制信号，该PWM控制信号就会控制智能开关的工作时长(缩短智能开关的闭合时长)，当工作时长达到要求后，就会断开智能开关，使得发送线圈211停止电能传递，从而降低发送线圈的温度。当温度传感器检测到发送线圈的温度远超Tmax值时，机顶盒5就会直接控制智能开关断开，直接停止无线充电发送模块的工作部分，通过超级电容放电为机顶盒5供电。本申请通过PWM控制，在满足U和I的同时保证转换效率又大大降低了散热，延长了电磁感应无线充电模组的使用寿命，保证了机顶盒的供电持续平稳。

本申请实施例提供的机顶盒的无线充电控制系统通过机顶盒智能控制超级电容的电压与发送模块的温度，使得机顶盒工作在正常工作区，如图4所示。当发送模块的温度超出δ区时，机顶盒就会向智能开关控制模组3发送PWM控制信号，控制智能开关的工作时长，从而大大降低电磁感应无线充电模组的散热，延长其使用寿命；当超级电容的电压超出δ区时，机顶盒就会向智能开关控制模组3发送控制信号，控制智能开关断开，停止无线充电功能，通过超级电容为机顶盒供电，保证了接收端(机顶盒)的供电持续平稳。

本申请实施例提供的机顶盒的无线充电控制系统包括供电网络、电磁感应无线充电模组、超级电容控制模组以及智能开关控制模组，其中，电磁感应无线充电模组包括发送模块与接收模块，发送模块与供电网络电连接，用于接收供电网络提供的电能，接收模块与发送模块之间通过电磁感应传递电能，从而使得接收模块产生磁感电流；超级电容控制模组与机顶盒均与接收模块并联连接，接收模块为超级电容控制模组快速充电，储存接收模块传递的电能，同时接收模块为机顶盒供电，保证机顶盒的正常启动和工作；智能开关控制模组与接收模块串联，用于控制接收模块与超级电容控制模组的连通或断开。本申请提供的无线充电控制系统在电磁感应无线充电模组与机顶盒之间增设了超级电容控制模组，利用超级电容的充放电特性，将超级电容替代电池，且超级电容可反复充放电，续航能力较强，不必反复更换超级电容，从而实现机顶盒的无线供电间隔使能输出。通过增设的超级电容解决了机顶盒无法通过电池供电的问题，提供了一种供电安全可靠、时长适中、散热损耗适中的机顶盒无线供电系统，从而解决了不同国家适配器AC端规格不兼容、不同产品DC电压电流差异、固有功耗转换损失基础上再损等问题。

基于本申请实施例提供的机顶盒的无线充电控制系统，本申请实施例还提供了一种机顶盒的无线供电控制方法。参见图5，为本申请实施例提供的机顶盒的无线供电控制方法的流程图。

如图5所示，本申请实施例提供的机顶盒的无线供电控制方法包括：

S100：通过电磁感应无线充电模组为机顶盒进行无线充电。

接通供电网络、电磁感应无线充电模组、智能开关控制模组与机顶盒，上电启动，为机顶盒进行无线充电。供电网络为电磁感应无线充电模组的发送模块供电，发送模块的发送线圈通入电流后产生电磁场，电磁感应无线充电模组中接收模块的接收线圈处于电磁场内，产生磁感电流，由此实现电能的传递；闭合智能开关控制模组的智能开关后，接收线圈产生的电流流经机顶盒，为机顶盒供电，保证机顶盒的正常启动和工作。

S200：检测超级电容控制模组两端的电压，判断电压是否满足机顶盒的工作电压。

超级电容控制模组分别与接收模块、机顶盒并联连接，并与智能开关控制模组串联，当智能开关控制模组的智能开关闭合后，接收模块分别为超级电容控制模组与机顶盒供电，一方面方便超级电容控制模组储存电能，另一方面保证机顶盒的正常工作。

超级电容控制模组包括一路或多路超级电容，由于超级电容具有充放电的特性，因此它可将接收模块传递的电能储存起来，并在适当时候充当电源释放出来，当超级电容的电压满足机顶盒的工作电压后，超级电容就可放电为机顶盒供电，实现机顶盒的无线充电。

S300：若是，则机顶盒通过控制智能开关控制模组来控制超级电容控制模组的工作，通过超级电容控制模组为机顶盒供电。

超级电容控制模组包括至少一路超级电容，超级电容上安装有与机顶盒信号连接的电压传感器，用于实时检测超级电容两端的电压，当超级电容的电压满足机顶盒的工作电压(Vmin+δ≤V≤Vmax-δ)，则机顶盒向与超级电容串联的智能开关发送控制信号，控制智能开关断开，即停止接收模块为超级电容与机顶盒供电，此时该路超级电容相当于电源，取代接收模块为机顶盒供电。

如图6所示，机顶盒通过控制智能开关控制模组来控制超级电容控制模组的工作，通过超级电容控制模组为机顶盒供电的具体方法如下：

S301：所述超级电容控制模组上的电压传感器实时检测超级电容两端的电压，并将电压信号传递至所述机顶盒。

超级电容控制模组包括一路或者多路相互并联的超级电容，每路超级电容上安装有电压传感器，用于实时检测超级电容两端的电压，并将电压信号传递至机顶盒，机顶盒对电压信号作出分析处理，并根据电压信号生成相应的控制信号。

S302：当所述超级电容两端的电压满足所述机顶盒的工作电压时，机顶盒生成智能开关控制信号，控制智能开关断开，通过所述超级电容为所述机顶盒供电。

当电压传感器检测到超级电容两端的电压满足机顶盒的工作电压时，机顶盒就会生成智能开关控制信号。以机顶盒工作电压是4.5V～16V为例进行说明，从裕量10％以上角度进行考虑，当需要满足机顶盒的最小工作电压时，超级电容两端的电压最小应为4.95V；当需要满足机顶盒的最大工作电压时，超级电容两端的电压最大应为14.4V，因此超级电容两端的电压最适合的范围为4.95V～14.4V。

当电压传感器将检测到的超级电容电压信号传递至机顶盒，当机顶盒分析得到超级电容两端的电压位于4.95V～14.4V或电压大于14.4V时，机顶盒就会生成断开控制信号，并将断开控制信号发送至智能开关控制模组，控制智能开关自动断开，此时超级电容相当于电源，取代接收模块为机顶盒供电；当机顶盒分析得到超级电容两端的电压小于4.95V时，机顶盒就不会生成控制信号，或是生成闭合控制信号，此时接收模块持续为超级电容与机顶盒供电。

本申请提供的无线充电控制方法中，机顶盒通过检测到的超级电容电压来控制智能开关的断开或闭合，从而将超级电容的电压控制在预设范围内，既能保证接收端(机顶盒端子)的无线供电间隔使能输出，又能保证机顶盒的供电持续平稳。

S400：若否，则检测电磁感应无线充电模组中发送模块的温度，判断所述温度是否超过预设最高温度。

机顶盒终端工作过程中，会通过检测电压V和温度T两个参数来判定输出哪种控制信号——电压控制信号和温度控制信号，电压控制信号用于保证超级电容的电压，保证机顶盒的供电持续平稳，而温度控制信号用于保证发送线圈的温度，保证电磁感应无线充电模组中发送模块的使用寿命。

若发送模块的温度较高，容易在充电过程中带来固有功耗之外的再损失、产生多余散热，容易影响发送模块的正常使用，因此需要在发送模块上安装温度传感器，实时检测发送线圈的温度，在保证机顶盒正常工作的前提下延长发送线圈的使用寿命。

S500：若是，则所述机顶盒控制所述智能开关控制模组的工作时长，以降低所述发送模块的温度。

当温度传感器检测到发送模块的温度超过预设最高温度时，机顶盒就会生成PWM控制信号(温度控制信号)，该PWM控制信号与供电时长有关，即不同的PWM控制信号控制智能开关的不同工作时长，如发送模块的温度较高时，此时机顶盒生成的PWM控制信号占空比较高，该PWM控制信号缩短智能开关的工作时长，减少发送模块的无线充电时间，从而降低发送模块的温度。

满足电压V后、机顶盒正常工作前提下，再通过机顶盒输出的PWM信号控制无线供电模组工作T(温度)的控制来实现无线供电模组短时降温、工作在适合温度，其具体方法如图7所示。

S501：所述发送模块的温度传感器实时检测所述发送模块的温度，并将温度信号传递至所述机顶盒。

发送模块上安装的温度传感器实时检测发送模块的温度，并将温度信号传输至机顶盒，机顶盒对温度信号进行分析处理，并根据温度信号生成相应的控制信号(PWM控制信号)，PWM控制信号与充电时长有关。

S502：当所述发送模块的温度超过所述预设最高温度时，所述机顶盒向智能开关控制模组发送PWM控制信号，控制智能开关的通断时长。

在机顶盒的无线供电系统上电启动之前，预设一个最高温度值，当发送线圈的温度超过预设最高温度时，说明发送线圈的温度过高，会影响线圈的使用寿命，需要及时进行降温处理。

温度传感器将检测到的发送线圈的温度信号传输至机顶盒，机顶盒分析处理后，得出发送线圈的温度低于、等于或高于预设的最高温度，当发送线圈的温度低于或等于预设最高温度时，可持续进行无线充电；当发送线圈的温度高于预设的最高温度时，机顶盒就会向智能开关控制模组发送PWM控制信号，用于控制智能开关的通断时长。

具体地讲，当发送线圈的温度高于预设的最高温度时，机顶盒发送相应的PWM控制信号(该PWM控制信号的脉冲宽度较窄)，控制智能开关的工作时长(缩短智能开关的闭合时长)，即智能开关在规定的工作时长内断开，停止发送模块工作，从而缓慢降低发送线圈的温度。

S503：当所述发送模块的温度远超过所述预设的最高温度时，所述机顶盒控制所述发送模块停止工作。

温度传感器将检测到的发送线圈的温度信号传输至机顶盒，机顶盒分析处理后，当得出发送线圈的温度远超过预设的最高温度时，说明发送线圈的温度已超过最高临界值，此时需要立刻停止发送线圈的工作，避免损坏发送模块，影响发送模块的使用寿命。

当发送线圈的温度高于预设的最高温度时，机顶盒会直接生成温度控制信号，并将该温度控制信号传输至智能开关控制模组，控制智能开关直接断开，立刻停止发送模块的工作，以降低发送线圈的温度。

本申请实施例提供的机顶盒的无线供电控制方法通过检测超级电容的电压V实现了接收端(机顶盒端子)的无线供电间隔使能输出；通过检测发送模块的温度T实现了机顶盒的PWM控制，实现了功率(U*I)的范围控制，减轻了充电过程中带来的固有功耗之外的再损失；通过检测超级电容的电压V和发送模块的温度T两个参数，在满足U和I的同时保证了转换效率，有大大降低了散热，延长了前端(电磁感应无线充电模组)的使用寿命，实现了接收端(机顶盒)的供电持续平稳。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种机顶盒的无线供电系统，其特征在于，包括：供电网络、电磁感应无线充电模组、超级电容控制模组以及智能开关控制模组，其中，

所述电磁感应无线充电模组包括发送模块与接收模块，所述发送模块与所述供电网络电连接，用于接收所述供电网络提供的电能，所述接收模块与所述发送模块之间通过电磁感应传递电能；

所述超级电容控制模组与所述接收模块电连接，用于储存所述接收模块传递的电能，并为机顶盒提供电能；

所述智能开关控制模组与所述接收模块串联，用于控制所述接收模块与所述超级电容控制模组的通断。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超级电容控制模组包括一路超级电容，所述超级电容、接收模块与机顶盒均并联连接，所述接收模块为所述超级电容快速充电，所述接收模块或超级电容为所述机顶盒供电；

所述超级电容上设置有与所述机顶盒信号连接的电压传感器，用于实时检测所述超级电容两端的电压，并将电压信号传输至机顶盒。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述智能开关控制模组包括一个智能开关，所述智能开关与所述机顶盒信号连接，用于根据机顶盒的控制信号控制所述接收模块与超级电容的连接通断。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超级电容控制模组包括多路相互并联的超级电容，多路所述超级电容、接收模块与机顶盒均并联连接，所述接收模块分别为多路所述超级电容快速充电，多路所述超级电容分别为所述机顶盒供电。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述智能开关控制模组包括多个相互并联的智能开关，所述智能开关与多路所述超级电容一一对应串联连接；

所述智能开关均与所述机顶盒信号连接，用于根据机顶盒的控制信号控制所述接收模块与对应超级电容的连接通断。

6.根据权利要求2或4所述的系统，其特征在于，所述超级电容包括多组电容以及与所述电容并联的电阻，所述电容与电阻构成阻容均压结构。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送模块包括发送线圈以及与所述机顶盒信号连接的温度传感器，所述发送线圈与所述供电网络电连接，用于接收所述供电网络提供的电能；

所述温度传感器设置在所述发送线圈上，用于实时检测所述发送线圈的温度，并将温度信号传输至机顶盒。

8.一种机顶盒的无线供电控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过电磁感应无线充电模组为机顶盒进行无线充电；

检测超级电容控制模组两端的电压，判断所述电压是否满足机顶盒的工作电压；

若是，则所述机顶盒通过控制智能开关控制模组来控制所述超级电容控制模组的工作，通过所述超级电容控制模组为所述机顶盒供电；

若否，则检测电磁感应无线充电模组中发送模块的温度，判断所述温度是否超过预设最高温度；

若是，则所述机顶盒控制所述智能开关控制模组的工作时长，以降低所述发送模块的温度。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述机顶盒通过控制智能开关控制模组来控制所述超级电容控制模组的工作，通过所述超级电容控制模组为所述机顶盒供电，包括：

所述超级电容控制模组上的电压传感器实时检测超级电容两端的电压，并将电压信号传递至所述机顶盒；

当所述超级电容两端的电压超过所述机顶盒的工作电压时，所述机顶盒生成智能开关控制信号，控制智能开关断开，通过所述超级电容为所述机顶盒供电。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述机顶盒控制所述智能开关控制模组的工作时长，以降低所述发送模块的温度，包括：

所述发送模块的温度传感器实时检测所述发送模块的温度，并将温度信号传递至所述机顶盒；

当所述发送模块的温度超过所述预设最高温度时，所述机顶盒向智能开关控制模组发送PWM控制信号，控制智能开关的通断时长；

当所述发送模块的温度远超过所述预设的最高温度时，所述机顶盒控制所述发送模块停止工作。