CN108494111A - 一种移动设备及移动设备无线充电方法 - Google Patents

一种移动设备及移动设备无线充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种移动设备及移动设备无线充电方法，该设备包括：蓄电池、无线充电模块、控制模块和电能发射模块；电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；蓄电池、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；无线充电模块与蓄电池并联；控制模块用于切换无线充电模块和电能发射模块的导通状态；移动设备上的第一串联谐振电路用于向待充电设备的无线充电模块对输出电流信号，使得待充电设备的无线充电模块对待充电设备的蓄电池进行充电。

Description

一种移动设备及移动设备无线充电方法
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种移动设备及移动设备无线充电方法。
背景技术
早在1890年，物理学家特斯拉就提出了利用环绕地球表面电磁波来远距离传输电力这一大胆构想，从此为人们打开了无线充电技术梦想的大门。但由于技术不成熟，业界在无线充电技术提出后并没有取得什么显著性的成就。在国外市场旋风般的影响下，近十年来我国的无线充电技术取得了一些进展，同时，随着无线充电技术的发展，也越来越多支持无线充电的设备进入了人们的视野当中。小到智能手表、智能手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。无线充电的方法不仅解决了有线充电中各种电线的缠绕问题，同时还避免了由于电线老化引发的安全问题，因此无线充电技术的发展备受世人关注。
在现有的无线充电技术中，充电设备都只能通过特定的发射设备来进行充电，并且其发射设备均通过有线连接到电源插座。然而，在一些应用场景中，移动设备需要充电，而身边又没有布设无线充电的发射设备，因此无线充电功能受到了限制，客户得不到良好的体验，从而也给无线充电技术的发展造成了一定的负面影响。
发明内容
本发明实施例提供了一种移动设备及移动设备无线充电方法，使得移动设备在拥有无线充电功能的同时，增加电能共享功能，使无线充电移动性增加。
根据本发明的一个方面，提供一种移动设备，包括：蓄电池、无线充电模块、控制模块和电能发射模块；
所述电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；
所述蓄电池、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；
所述无线充电模块与所述蓄电池并联；
所述控制模块用于切换所述无线充电模块和电能发射模块的导通状态；
所述移动设备上的所述第一串联谐振电路用于向待充电设备的所述无线充电模块对输出电流信号，使得所述待充电设备的所述无线充电模块对所述待充电设备的所述蓄电池进行充电。
优选地，所述无线充电模块包括第二串联谐振电路和第二电压处理电路；
所述第二串联谐振电路、所述第二电压处理电路和所述蓄电池依次并联。
优选地，所述第一串联谐振电路包括设备等效阻抗、电感和第一电容。
优选地，本发明提供的一种移动设备还包括单刀双掷开关；
所述第二串联谐振电路包括所述电感和第二电容；
所述单刀双掷开关与所述控制模块电连接，所述单刀双掷开关的动端与所述电感电连接，所述单刀双掷开关的两个不动端分别电连接有所述第一电容、所述第二电容。
优选地，所述第二电压处理电路包括整流滤波电路和稳压电路；
所述第一电压处理电路包括预调节器和功放电路；
所述第二串联谐振电路、所述整流滤波电路、所述稳压电路和所述蓄电池依次并联；
所述蓄电池、所述预调节器、所述功放电路和所述第一串联谐振电路依次并联。
优选地，所述控制模块包括模式控制单元和电池电量检测单元；
所述模式控制单元用于切换所述无线充电模块和电能发射模块的导通状态，所述电池电量检测单元用于检测所述蓄电池的剩余电量。
优选地，所述第一串联谐振电路与所述控制模块之间连接有电压电流检测电路；
所述电压电流检测电路用于检测所述第一串联谐振电路是否处于空载状态。
根据本发明的另一方面，提供一种移动设备无线充电方法，应用于如以上所述的移动设备，包括：
移动设备的控制模块获取到电能共享指令后，控制所述移动设备的电能发射模块导通，使得所述移动设备的无线充电模块断开；
所述移动设备的第一串联谐振电路获取到所述移动设备的蓄电池经过所述移动设备的第一电压处理电路处理后的电流信号，再向待充电设备的所述无线充电模块输出所述电流信号；
所述待充电设备的所述无线充电模块对所述待充电设备的所述蓄电池进行充电；
其中，所述电能发射模块包括所述第一电压处理电路和所述第一串联谐振电路。
优选地，所述移动设备的默认状态为无线充电模块导通，电能发射模块断开。
优选地，所述移动设备的控制模块获取到电能共享指令后，控制所述移动设备的电能发射模块导通，使得所述移动设备的无线充电模块断开之后还包括：
所述移动设备的所述控制模块通过电压电流检测电路检测到所述移动设备的所述第一电压处理电路的空载时间大于预置时间后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开；
或
所述移动设备的所述控制模块检测到移动设备的所述蓄电池处于低电量状态后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开；
或
所述移动设备的所述控制模块接收到电能共享关闭指令后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种移动设备及移动设备无线充电方法，该设备包括：蓄电池、无线充电模块、控制模块和电能发射模块；电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；蓄电池、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；无线充电模块与蓄电池并联；控制模块用于切换无线充电模块和电能发射模块的导通状态；移动设备上的第一串联谐振电路用于向待充电设备的无线充电模块对输出电流信号，使得待充电设备的无线充电模块对待充电设备的蓄电池进行充电。本发明提供的移动设备包括无线充电模块和电能发射模块，由于控制模块能够切换二个模块之间的导通状态，因此，在待充电设备需要充电的时候，可以导通其无线充电模块，此时待充电设备的电能发射模块断开，同时，移动设备的电能发射模块导通，无线充电模块断开，因此移动设备可以作为移动电源向待充电设备的蓄电池实现充电，因此，用户之间的移动设备可以相互作为无线充电的发射设备和接收设备实现充电，极大地提高了无线充电的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种移动设备的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的一种移动设备无线充电方法的一个实施例的流程示意图；
图3为移动设备无线充电的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种移动设备及移动设备无线充电方法，使得移动设备在拥有无线充电功能的同时，增加电能共享功能，使无线充电移动性增加。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种移动设备的一个实施例，包括：蓄电池、无线充电模块、控制模块和电能发射模块；
电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；
蓄电池、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；
无线充电模块与蓄电池并联；
控制模块用于切换无线充电模块和电能发射模块的导通状态；
移动设备上的第一串联谐振电路用于向待充电设备的无线充电模块对输出电流信号，使得待充电设备的无线充电模块对待充电设备的蓄电池进行充电。
本发明提供的移动设备包括无线充电模块和电能发射模块，由于控制模块能够切换二个模块之间的导通状态，因此，在待充电设备需要充电的时候，可以导通其无线充电模块，此时待充电设备的电能发射模块断开，同时，移动设备的电能发射模块导通，无线充电模块断开，因此移动设备可以作为移动电源向待充电设备的蓄电池实现充电，因此，用户之间的移动设备可以相互作为无线充电的发射设备和接收设备实现充电，极大地提高了无线充电的便捷性。
以上为本发明提供的一种移动设备的一个实施例，以下将以本发明提供的一种移动设备的另一个实施例进行更加详细说明，请参阅图1，该实施例包括：蓄电池2、无线充电模块、控制模块1和电能发射模块；
电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；
蓄电池2、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；
无线充电模块与蓄电池2并联；
控制模块1用于切换无线充电模块和电能发射模块的导通状态；
移动设备上的第一串联谐振电路用于向待充电设备的无线充电模块对输出电流信号，使得待充电设备的无线充电模块对待充电设备的蓄电池2进行充电。
本实施例提供的移动设备具有两种工作模式，一种为无线充电模式，即设备接收到发射设备的磁场信号来进行充电；另一种为发射模式，移动设备作为发射装置通过磁场的变化以实现与其他设备电能共享。控制模块中MCU通过实时检测用户发送的模式控制命令来对设备进行模式控制，使设备既能进行无线充电，也能实现与其他设备进行电能共享。
以图3的例子作为说明，本发明提供的移动设备，如图中的设备A，设备A的电能发射模块用于向具有无线充电功能的设备C(待充电设备)提供磁场，以实现‘电能分享’给设备C的功能。将设备C放置在最佳充电范围内以实现最大功率传输，同时降低发射端设备A的功耗。需要说明的是，设备C的结构可以与本发明提供的设备A相同，同理设备B。设备B、设备C和设备A的结构也可以不相同，但是必须处在同一标准下，B具有电能发射模块，C具有无线充电模块。
设备A中的无线充电模块用于将无线电发射设备B产生的磁场转化为电信号，从而为设备A进行无线充电。
控制模块用于对设备进行模式切换。用户发送模式控制指令给MCU，MCU收到模式控制指令后通过判断指令值来对开关进行模式切换动作。
可选的，无线充电模块包括第二串联谐振电路和第二电压处理电路；
第二串联谐振电路、第二电压处理电路和蓄电池2依次并联。
可选的，第一串联谐振电路包括设备等效阻抗3、电感4和第一电容5，可以理解的是，设备等效阻抗3、电感4和第一电容5依次串联构成该第一串联谐振电路。
可选的，本发明提供的一种移动设备还包括单刀双掷开关6；
第二串联谐振电路包括电感5和第二电容7；
单刀双掷开关6与控制模块1电连接，单刀双掷开关的动端与电感5电连接，单刀双掷开关的两个不动端分别电连接有第一电容4、第二电容7。
可选的，第二电压处理电路包括整流滤波电路10和稳压电路11；
第一电压处理电路包括预调节器8和功放电路9；
第二串联谐振电路、整流滤波电路、稳压电路和蓄电池2依次并联；
蓄电池2、预调节器、功放电路和第一串联谐振电路依次并联。
可选的，控制模块1包括模式控制单元11和电池电量检测单元12；
模式控制单元11用于切换无线充电模块和电能发射模块的导通状态，电池电量检测单元12用于检测蓄电池2的剩余电量。
可选的，第一串联谐振电路与控制模块1之间连接有电压电流检测电路；
电压电流检测电路用于检测第一串联谐振电路是否处于空载状态。
以下对本发明提供的移动设备的工作过程进行详细介绍：
依旧如图3的例子，当设备A向设备C‘分享电能’时，用户手动开启设备A的电能共享开关即相当于对设备A的控制模块1输入一个电能共享指令，从而通过电能发射模块电路向空中传递磁场。当移动设备处于发射状态时，蓄电池2在放电的过程中电压会有一个下降的过程，所以该电源需经过预调节器8通过输出端的反馈参数来对功放的供电电压进行控制，从而实现恒压恒流输出，功放输出端连接一个阻抗匹配网络将功放输出端阻抗调节到功放的最佳阻抗值，从而实现最大功率传输。电能发射模块的输出端为一个恒定感值的电感5，通过与第一电容4连接组成串联谐振网络将输出信号调谐到频率为f的正弦信号，由线圈即电感5将此交流电信号转化为磁场在空中传递。
当设备A电量不足以维持设备正常工作时，以接收设备B的电能为例，无线充电模块则用于对设备A进行无线充电。该模块由电感5、第二电容7、整流滤波电路10、稳压电路11组成。通过电感5与第二电容7组成一个频率为f的串联谐振网络，由于设备A的接收端与设备B的发射端发射的频率相同而产生共振，于是产生更多的电能和传输更远的距离，则接收端在此非辐射磁场中接收能量，从而完成了磁能到电能的转换，实现了电能的无线传输。然后将该交流电信号进行整流滤波、稳压，从而为设备提供一个稳定的电压为设备供电。
控制模块1用于移动设备进行模式切换。当设备A的电能共享模式关闭时，即单刀双掷开关6的动端接于第二电容7一侧，设备A一直处于电能接收模式，在此模式下，设备A可以随时将接收设备周围的磁场信号转化为电能来为本设备进行充电。当设备A向设备C‘分享电能’时，设备A用户打开电能共享模式，即用户对控制模块输入一个电能共享指令，控制模块1则控制单刀双掷开关6的动端移至第一电容4一侧，则此时电能发射模块导通，同时开启定时器计时并通过电压电流检测电路监测电能发射模块的电路是否处在空载状态下，当监测到设备发射模块电路空载时间大于预置时间后，控制模块1则控制单刀双掷开关6关闭电能发射模块，设备切换为接收模式，即此时无线充电模块导通。当在预置时间内监测到电能发射模块有负载时，则设备A一直处于发射模式为设备C充电。在发射模式下，当电池电量检测模块检测到设备A的电池电量低于某值(例如满电量的20％)或者用户输入关闭电能共享的指令时，控制模块1控制开关关闭电能发射模块，设备A切换为接收模式。而设备A也可能在低电量的状态下一直处于接收模式，但未接收到其他设备发射的电能，因此设备A可维持接收模式直至接收到其他设备发射的电能进而实现充电。
以上是对本发明提供的一种移动设备进行详细说明，以下将对本发明提供的一种移动设备无线充电方法进行说明，请参阅图2，本发明提供的一种移动设备无线充电方法的一个实施例，包括：
201、移动设备的控制模块获取到电能共享指令后，控制移动设备的电能发射模块导通，使得移动设备的无线充电模块断开；
202、移动设备的第一串联谐振电路获取到移动设备的蓄电池经过移动设备的第一电压处理电路处理后的电流信号，再向待充电设备的无线充电模块输出电流信号；
203、待充电设备的无线充电模块对待充电设备的蓄电池进行充电。
其中，电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路。
可选的，移动设备的默认状态为无线充电模块导通，电能发射模块断开。
可选的，步骤201之后还包括：
204、移动设备的控制模块通过电压电流检测电路检测到移动设备的第一电压处理电路的空载时间大于预置时间后，控制移动设备的无线充电模块导通，使得移动设备的电能发射模块断开。
205、移动设备的控制模块检测到移动设备的蓄电池处于低电量状态后，控制移动设备的无线充电模块导通，使得移动设备的电能发射模块断开。
206、移动设备的控制模块接收到电能共享关闭指令后，控制移动设备的无线充电模块导通，使得移动设备的电能发射模块断开。
需要说明的是，步骤204至步骤206是在移动设备处于电能共享的状态下发生的，即电能发射模块导通的状态下，且通常择一发生。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移动设备，其特征在于，包括：蓄电池、无线充电模块、控制模块和电能发射模块；
所述电能发射模块包括第一电压处理电路和第一串联谐振电路；
所述蓄电池、第一电压处理电路和第一串联谐振电路依次并联；
所述无线充电模块与所述蓄电池并联；
所述控制模块用于切换所述无线充电模块和电能发射模块的导通状态；
所述移动设备上的所述第一串联谐振电路用于向待充电设备的所述无线充电模块对输出电流信号，使得所述待充电设备的所述无线充电模块对所述待充电设备的所述蓄电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述无线充电模块包括第二串联谐振电路和第二电压处理电路；
所述第二串联谐振电路、所述第二电压处理电路和所述蓄电池依次并联。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其特征在于，所述第一串联谐振电路包括设备等效阻抗、电感和第一电容。
4.根据权利要求3所述的移动设备，其特征在于，还包括单刀双掷开关；
所述第二串联谐振电路包括所述电感和第二电容；
所述单刀双掷开关与所述控制模块电连接，所述单刀双掷开关的动端与所述电感电连接，所述单刀双掷开关的两个不动端分别电连接有所述第一电容、所述第二电容。
5.根据权利要求3所述的移动设备，其特征在于，所述第二电压处理电路包括整流滤波电路和稳压电路；
所述第一电压处理电路包括预调节器和功放电路；
所述第二串联谐振电路、所述整流滤波电路、所述稳压电路和所述蓄电池依次并联；
所述蓄电池、所述预调节器、所述功放电路和所述第一串联谐振电路依次并联。
6.根据权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述控制模块包括模式控制单元和电池电量检测单元；
所述模式控制单元用于切换所述无线充电模块和电能发射模块的导通状态，所述电池电量检测单元用于检测所述蓄电池的剩余电量。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的移动设备，其特征在于，所述第一串联谐振电路与所述控制模块之间连接有电压电流检测电路；
所述电压电流检测电路用于检测所述第一串联谐振电路是否处于空载状态。
8.一种移动设备无线充电方法，应用于如权利要求1至7任意一项所述的移动设备，其特征在于，包括：
移动设备的控制模块获取到电能共享指令后，控制所述移动设备的电能发射模块导通，使得所述移动设备的无线充电模块断开；
所述移动设备的第一串联谐振电路获取到所述移动设备的蓄电池经过所述移动设备的第一电压处理电路处理后的电流信号，再向待充电设备的所述无线充电模块输出所述电流信号；
所述待充电设备的所述无线充电模块对所述待充电设备的所述蓄电池进行充电；
其中，所述电能发射模块包括所述第一电压处理电路和所述第一串联谐振电路。
9.根据权利要求8所述的移动设备无线充电方法，其特征在于，所述移动设备的默认状态为无线充电模块导通，电能发射模块断开。
10.根据权利要求8所述的移动设备无线充电方法，其特征在于，所述移动设备的控制模块获取到电能共享指令后，控制所述移动设备的电能发射模块导通，使得所述移动设备的无线充电模块断开之后还包括：
所述移动设备的所述控制模块通过电压电流检测电路检测到所述移动设备的所述第一电压处理电路的空载时间大于预置时间后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开；
或
所述移动设备的所述控制模块检测到移动设备的所述蓄电池处于低电量状态后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开；
或
所述移动设备的所述控制模块接收到电能共享关闭指令后，控制所述移动设备的所述无线充电模块导通，使得所述移动设备的所述电能发射模块断开。
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