CN108390474B - 一种无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电系统，包括：共振发射装置，包括：至少两个共振发射线圈；供电装置，与所述共振发射装置电连接，用于为所述共振发射装置供电；共振接收装置，包括共振接收线圈，所述共振接收线圈与所述两个共振发射线圈的谐振频率均相同且形成共振磁场并输出电能；用电装置，与所述共振接收装置电连接，用于接收所述共振接收装置传递的电能，能够提高磁共振式无线充电技术的充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种无线充电系统。
背景技术
目前，便携电子设备及移动终端的续航能力越来越受到关注，在电池容量有限的前提下，如何实现便捷充电便成为本领域亟待解决的问题。现有技术的充电方式包括有线充电与无线充电两种。相较于有线充电方式，无线充电方式避免了充电导线长度对充电过程的限制，更受到广泛关注。
无线充电技术源于无线电能传输技术，主要是通过无线电能传输技术进行短距离无线传输能量，再经过外围电路对电能的传输进行控制，实现接收端整流滤波稳压、锂电池智能充电保护等功能。目前得到广泛研究和应用的无线充电技术主要有磁共振式无线充电技术。磁共振无线充电技术是利用两个具有相同谐振频率的电磁耦合系统，一般由一个共振发射线圈和一个共振接收线圈组成，通过谐振方式对能量进行传输。
但是，磁共振式无线充电技术存在充电效率较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线充电系统，用以提高磁共振式无线充电技术的充电效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供了一种无线充电系统，包括：
共振发射装置，包括：至少两个共振发射线圈；
供电装置，与所述共振发射装置电连接，用于为所述共振发射装置供电；
共振接收装置，包括共振接收线圈，所述共振接收线圈与所述两个共振发射线圈的谐振频率均相同且形成共振磁场并输出电能；
用电装置，与所述共振接收装置电连接，用于接收所述共振接收装置传递的电能。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述共振发射装置包括两个所述共振发射线圈；
两个所述共振发射线圈相对设置。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述共振发射装置设置于密闭空间时，一个所述共振发射线圈设置于所述密闭空间的地面，另一所述共振发射线圈设置于所述密闭空间的顶部。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述共振发射装置还包括：磁布，所述共振发射线圈贴设在所述磁布上。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述共振发射装置设置于密闭空间时，所述磁布设置于所述共振发射线圈远离所述密闭空间的一侧。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述共振接收装置还包括：
整流稳压模块，电连接于所述共振接收线圈与所述用电装置之间，用于将所述共振接收线圈输出的电能进行整流稳压后输出。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述共振接收装置还包括：
充电保护电路，电连接于所述共振接收线圈与所述用电装置之间，用于在充电过程中保护所述用电装置。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述用电装置与所述共振接收装置一一对应。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述共振接收装置集成于所述用电装置内。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述用电装置包括：个人计算机PC、个人数字助理PDA、无线手持设备、平板电脑、手机、MP3播放器与MP4播放器中的至少一个。
本发明具有如下优点：
本发明实施例中，共振发射装置中设置有至少两个共振发射线圈，这些共振发射线圈能够使它们所在空间充满磁场，从而，当共振接收装置中的共振接收线圈处于该空间时，至少两个共振发射线圈中的每个共振发射线圈都能够与共振接收线圈之间形成电磁耦合系统，并通过谐振方式对能量进行传输；相较于现有技术中无线充电系统中仅包括一对共振线圈形成的电磁耦合系统，本发明实施例中能够通过至少两对共振线圈构成的电磁耦合系统以谐振的方式输出能量，这能够有效地提高能量输出的效率，也就达到了提高磁共振式无线充电技术的充电效率的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
图2是本发明实施例提供的另一种无线充电系统的示意图。
图3是本发明实施例提供的另一种无线充电系统的示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明实施例提供一种无线充电系统。请参考图1，该无线充电系统100包括：
共振发射装置110，包括：至少两个共振发射线圈111，为了便于理解，图1中标识出两个共振发射线圈：第一共振发射线圈111-1和第二共振发射线圈111-2；
供电装置120，与所述共振发射装置110电连接，用于为所述共振发射装置110供电；
共振接收装置130，包括共振接收线圈131，所述共振接收线圈131与所述两个共振发射线圈111的谐振频率均相同且形成共振磁场并输出电能；
用电装置140，与所述共振接收装置130电连接，用于接收所述共振接收装置130传递的电能。
本发明实施例中，供电装置120的供电，能够保证每个共振发射线圈111在上电情况下与共振接收线圈131形成共振磁场，并通过谐振方式输出能量。
本发明实施例对于供电装置120的表现形式无限定，可以包括但不限于：供电源或其他能源系统，其他能源系统可以包括但不限于：电池、便携式充电设备等。
需要说明的是，共振发射装置110中的多个共振发射线圈111与共振接收装置130中的共振接收线圈131的谐振频率均相同，这可以通过电容、电感等谐振器件实现。此时，能够保证每个共振发射线圈111均可以与共振接收线圈131之间形成共振磁场。
本发明实施例对于共振接收装置130与用电装置140之间的相互位置关系无限定。
在一个可行的应用场景中，共振接收装置130可以集成于用电装置140内。或者，在另一个可行的应用场景中，共振接收装置130与用电装置140为各自独立的两个装置。
本发明实施例中，对于用电装置140的数目为至少一个。
本发明实施例所涉及的用电装置140可以包括但不限于：个人计算机PC、个人数字助理PDA、无线手持设备、平板电脑、手机、MP3播放器与MP4播放器中的至少一个。
实施例2
基于实施例1所述的无线充电系统，本发明实施例给出该无线充电系统的一种应用场景。
当共振发射装置包括两个所述共振发射线圈时，这两个共振发射线圈相对设置。
此时，在这种应用场景下，当该共振发射装置设置于密闭空间时，一个所述共振发射线圈可以设置于所述密闭空间的地面，另一所述共振发射线圈设置于所述密闭空间的顶部。
共振式无线充电技术的应用距离可以达到米级，因此，针对任意封闭空间，设置于封闭空间地面和顶部的共振发射线圈能够使得该封闭空间充满了磁场，并且，能够在一定程度上避免该封闭空间各处的磁场强度相差不大，这不仅提高了磁共振式无线充电过程的效率，并且，当共振接收线圈设置于用户的终端内时，只要该终端处于该封闭空间，就可以在该空间中任意活动而不影响终端的无线充电过程。
实施例3
基于实施例1所述的无线充电系统，本发明实施例给出该无线充电系统的一种实现方式。
该共振发射装置110中还包括：磁布112，所述共振发射线圈111贴设在所述磁布112上。此时，请参考图2，第一磁布112-1设置于第一共振发射线圈111-1的上方远离第二共振发射线圈111-2的位置，第二磁布112-2设置于第二共振发射线圈111-2的下方远离第一共振发射线圈111-1的位置。
磁布的存在可以在一定程度上避免外界金属对共振磁场造成干扰。
以实施例二所示的该无线充电系统应用于封闭空间的实现场景为例，当所述共振发射装置设置于密闭空间时，所述磁布可以设置于所述共振发射线圈远离所述密闭空间的一侧。
其中，也就是说，设置于封闭空间顶部的第一共振发射线圈111-1贴设于第一磁布112-1上，并且，；设置于封闭空间顶部的第二共振发射线圈111-2贴设于第二磁布112-2上，并且，。
实施例4
基于实施例1所述的无线充电系统，本发明实施例给出该无线充电系统的一种实现方式。
在一个具体的应用场景中，请参考图3，该共振接收装置130还包括：
整流稳压模块132，电连接于所述共振接收线圈131与所述用电装置140之间，用于将所述共振接收线圈131输出的电能进行整流稳压后输出。
整流稳压模块132可以产生适合不同终端使用的充电电压，满足不同终端的充电需求。
在另一个具体的应用场景中，请参考图3，该共振接收装置130还包括：
充电保护电路133，电连接于所述共振接收线圈131与所述用电装置140之间，用于在充电过程中保护所述用电装置140。
如图3所示，当共振接收装置130中同时包括整流稳压模块132与充电保护电路133时，整流稳压模块132电连接于共振接收线圈131与充电保护电路133之间，而整流稳压模块132整流稳压后输出的电能流经充电保护电路133后流入用电装置140。
本发明上述各实施例中的至少一个实施例具有如下优点：
本发明实施例中，共振发射装置中设置有至少两个共振发射线圈，这些共振发射线圈能够使它们所在空间充满磁场，从而，当共振接收装置中的共振接收线圈处于该空间时，至少两个共振发射线圈中的每个共振发射线圈都能够与共振接收线圈之间形成电磁耦合系统，并通过谐振方式对能量进行传输；相较于现有技术中无线充电系统中仅包括一对共振线圈形成的电磁耦合系统，本发明实施例中能够通过至少两对共振线圈构成的电磁耦合系统以谐振的方式输出能量，这能够有效地提高能量输出的效率，也就达到了提高磁共振式无线充电技术的充电效率的效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括：
共振发射装置，包括：至少两个共振发射线圈；
供电装置，与所述共振发射装置电连接，用于为所述共振发射装置供电；
共振接收装置，包括共振接收线圈，所述共振接收线圈与所述两个共振发射线圈的谐振频率均相同且形成共振磁场并输出电能；
用电装置，与所述共振接收装置电连接，用于接收所述共振接收装置传递的电能；
所述共振发射装置包括两个所述共振发射线圈；
两个所述共振发射线圈相对设置；
当所述共振发射装置设置于密闭空间时，一个所述共振发射线圈设置于所述密闭空间的地面，另一所述共振发射线圈设置于所述密闭空间的顶部；
所述共振发射装置还包括：磁布，所述共振发射线圈贴设在所述磁布上；
当所述共振发射装置设置于密闭空间时，所述磁布设置于所述共振发射线圈远离所述密闭空间的一侧；
所述共振接收装置还包括：
整流稳压模块，电连接于所述共振接收线圈与所述用电装置之间，用于将所述共振接收线圈输出的电能进行整流稳压后输出；
所述共振接收装置还包括：
充电保护电路，电连接于所述共振接收线圈与所述用电装置之间，用于在充电过程中保护所述用电装置。
2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述用电装置与所述共振接收装置一一对应。
3.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，所述共振接收装置集成于所述用电装置内。
4.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，所述用电装置包括：个人计算机PC、个人数字助理PDA、无线手持设备、平板电脑、手机、MP3播放器与MP4播放器中的至少一个。
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