CN108539832A - 无线充电接收端设备、无线充电方法、系统及终端设备 - Google Patents

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CN108539832A CN201810218789.6A CN201810218789A CN108539832A CN 108539832 A CN108539832 A CN 108539832A CN 201810218789 A CN201810218789 A CN 201810218789A CN 108539832 A CN108539832 A CN 108539832A
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Abstract

本申请提供一种无线充电接收端设备、无线充电方法、系统及终端设备，涉及终端技术领域，用于减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗。该装置包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；控制单元用于在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向第一电压转换单元输出第二控制信号；接收端线圈用于感应第一电磁波生成第一交流电；整流滤波用于将第一交流电转换为第一直流电；第一电压转换单元用于在第二控制信号的控制下将第一直流电转换为第二直流电；电芯模组用于通过第二直流电充电。本申请用于无线充电。

Description

无线充电接收端设备、无线充电方法、系统及终端设备
技术领域
本申请涉及终端技术领域，尤其涉及一种无线充电接收端设备、无线充电方法、系统及终端设备。
背景技术
无线充电技术(Wireless Charging Technology)是指充电器通过非接触的方式将电能输入用电设备的充电方式。由于无线充电技术具有可以避免充电器及用电设备导电接点外露、简化用户充电时的操作、减小充电器与用电设备之间的磨损等诸多优势，因此无线充电技术的使用前景十分广泛。
一般情况下，无线充电的过程包括：无线充电发射端设备将电网电源的电能转换为高频率的交流电(Alternating Current，AC)，然后通过发射端线圈将交流电转换为电磁波，并通过电磁感应、磁共振、无线电波、电场耦合等方式将电能传输至无线充电接收端；无线充电接收端通过接收端线圈将无线充电发射端设备传输的电能转换为高频率的交流电，再将交流电转换为直流电(Direct Current，DC)对电芯充电。其中，发射端线圈和接收线圈都具有一定的阻抗，所以发射端线圈和接收线圈上的电能损耗与发射端线圈和接收线圈内的电流成正比，而现有无线充电方案中电芯的额定充电电压普遍较低，一般为4.35V左右，为了满足无线充电的充电功率需求，需要将发射端线圈和接收线圈内的电流设置的较大，因此导致现有无线充电方案中发射端线圈和接收线圈上的能量损耗普遍较大，占到了无线充电过程中总能量损耗的五成以上。
发明内容
本申请实施例提供一种无线充电接收端设备、无线充电方法、系统及终端设备，用于解决现有无线充电方案中的无线充电效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电接收端设备，包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；
所述控制单元连接所述第一电压转换单元，用于在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且所述电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向所述无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向所述第一电压转换单元输出第二控制信号；所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备发射第一电磁波；
所述接收端线圈连接所述整流滤波单元，用于感应所述第一电磁波生成第一交流电，并将所述第一交流电输入所述整流滤波单元；
所述整流滤波单元，用于将所述第一交流电转换为第一直流电，并将所述第一直流电输入所述第一电压转换单元；
所述第一电压转换单元，用于在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输入所述电芯模组；所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压；
所述电芯模组连接接地端，用于通过所述第二直流电充电。
第二方面，本申请实施例提供了一种无线充电方法，包括：
在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向所述无线充电发射端设备发送第一控制信号以及生成第二控制信号；所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备发射第一电磁波；
感应所述第一电磁波生成第一交流电；
将所述第一交流电转换为第一直流电，并将所述第一直流电输入所述第一电压转换单元；
在所述第二控制信号的控制下通过第一电压转换单元将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输入所述电芯模组；所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压；
通过所述第二直流电对所述电芯模组充电。
第三方面，本申请实施例提供了一种无线充电系统，包括：无线充电发射端设备和第一方面所述的无线充电接收端设备。
第四方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括：第一方面所述的无线充电接收端设备。
本申请实施例提供的无线充电接收端设备，包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；其中，控制单元可以在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向第一电压转换单元输出第二控制信号；接收端线圈可以感应所述第一电磁波生成第一交流电，整流滤波单元可以将所述第一交流电转换为第一直流电；第一电压转换单元可以将在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，电芯模组可以通过所述第二直流电充电；由于所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压等于电芯模组的输出电压，所以本申请实施例首先可以保证无线充电装置的正常给电芯模组充电，又因为所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，所以在满足无线充电功率需求的同时，可以减小发射端线圈和接收端线圈中的电流，进而减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。即，本申请实施例可以在保证无线充电装置的正常工作的同时减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的无线充电系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的无线充电装置的示意性结构图之一；
图3为本申请实施例提供的无线充电装置的示意性结构图之二；
图4为本申请实施例提供的无线充电装置的示意性结构图之三；
图5为本申请实施例提供的控制图3所示无线充电装置的扫描信号的时序状态图；
图6为本申请实施例提供的无线充电装置的示意性结构图之四；
图7为本申请实施例提供的无线充电装置的示意性结构图之五；
图8为本申请实施例提供的控制图7所示无线充电装置的扫描信号的时序状态图；
图9为本申请实施例提供的无线充电方法的步骤流程图之一；
图10为本申请实施例提供的无线充电方法的步骤流程图之二。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一晶体管和第二晶体管等是用于区别不同的晶体管，而不是用于描述晶体管的特定顺序。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。此外，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。
本申请所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件，根据在本申请实施例提供的技术方案中的作用本申请的实施例所采用的晶体管为开关晶体管。由于这里采用的开关晶体管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极是可以互换的。在本申请实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中源极称为第一极，漏极称为第二极。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、信号输出端为漏极。此外本申请实施例所采用的开关晶体管包括P型开关晶体管和N型开关晶体管两种，其中，P型开关晶体管在栅极为低电平时导通，在栅极为高电平时截止，N型开关晶体管为在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止。
发射端线圈和接收线圈都具有一定的阻抗，所以发射端线圈和接收线圈上的电能损耗与发射端线圈和接收线圈内的电流成正比，而在现有技术中，无线充电方案中电芯的额定充电电压普遍较低，为了满足无线充电的充电功率需求，需要将发射端线圈和接收线圈内的电流设置的较大，因此导致现有无线充电方案中发射端线圈和接收线圈上的能量损耗普遍较大。
为了解决该问题，本申请实施例提供一种无线充电装置、方法、系统及终端设备，该无线充电装置包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；其中，控制单元可以在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向第一电压转换单元输出第二控制信号；接收端线圈可以感应所述第一电磁波生成第一交流电，整流滤波单元可以将所述第一交流电转换为第一直流电；第一电压转换单元可以将在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，电芯模组可以通过所述第二直流电充电；由于所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压等于电芯模组的输出电压，所以本申请实施例首先可以保证无线充电装置的正常给电芯模组充电，又因为所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，所以在满足无线充电功率需求的同时，可以减小发射端线圈和接收端线圈中的电流，进而减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。即，本申请实施例可以在保证无线充电装置的正常工作的同时减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
如图1所示，在本申请实施例的一种应用场景下，本申请实施例提供的无线充电系统可以包括：无线充电发射端设备100和无线充电接收端设备200。
其中，无线充电发射端设备100用于将电网电源的电能转换为高频率的交流电，以及通过发射端线圈将交流电转换为电磁波；无线充电接收端设备200用于通过无线充电发射端设备100发射的电磁波产生电能为电芯充电。
此外，无线充电发射端设备100和无线充电接收端设备200之间还可以基于标准无线充电通信协议或者自定义的无线充电通信协议建立无线通信链路，并通过建立的无线通信链路相互发送信息。其中，标准无线通信协议具体可以为：Qi标准、电源事项联盟(PowerMatters Alliance，PMA)标准、无线充电联盟(Alliance for Wireless Power，A4WP)、不可见的能量场(Invisible Power Field iNPOFi)技术、磁共振无线充电(Wi-Po)等。
本申请实施例提供的无线充电接收端设备200可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、智能手表、智能手环等终端设备，或者该无线充电接收端设备200还可以为其他类型的终端设备，本申请实施例不作限定。作为一种实例，在本申请实施例中，图1以无线充电接收端设备200是手机为例示出。
实施例一、
本申请的实施例提供一种无线充电接收端设备，具体的，参照图2所示，该无线充电接收端设备200包括：控制单元11、接收端线圈12、整流滤波单元13、第一电压转换单元14以及电芯模组15。
所述控制单元11连接所述第一电压转换单元14，用于在所述无线充电发射端设备100的型号属于第一预设型号集合且所述电芯模组15的输出电压在预设范围之内的情况下，向所述无线充电发射端设备100发送第一控制信号以及向所述第一电压转换单元14输出第二控制信号。
其中，所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备100发射第一电磁波。
可选的，控制单元11实现上述功能的过程可以为：当将无线充电接收端设备200放置在无线充电区域时，首先通过标准无线充电通信协议或自定义的无线充电通信协议与无线充电发射端设备100建立无线通信链路，并通过建立的无线通信链路获取无线充电发射端设备100的型号以及判断无线充电发射端设备100的型号是否属于第一预设型号集合；若无线充电发射端设备100的型号属于第一预设型号集合，则进一步获取当前电芯模组15的输出电压，并判断电芯模组15的输出电压是否在预设范围之内；若电芯模组15的输出电压在预设范围之内，则通过与无线充电发射端设备100建立的无线通信链路向所述无线充电发射端设备100发送第一控制信号以及向所述第一电压转换单元14输出第二控制信号。
可选的，控制单元11实现上述作用的过程中也可以先获取当前电芯模组15的输出电压，并判断电芯模组15的输出电压是否在预设范围之内，若电芯模组15的输出电压在预设范围之内，则进一步与无线充电发射端设备100建立无线通信链路，并通过建立的无线通信链路获取无线充电发射端设备100的型号以及判断无线充电发射端设备100的型号是否为属于第一预设型号集合；若无线充电发射端设备100的型号属于第一预设型号集合，则通过与无线充电发射端设备100建立的无线通信链路向所述无线充电发射端设备100发送第一控制信号以及向所述第一电压转换单元14输出第二控制信号。
进一步的，上述实施例中的第一预设型号集合可以仅包括:与无线充电接收端设备适配的原装无线充电发射端设备的型号，也可以包括：与无线充电接收端设备适配的原装无线充电发射端设备的型号以及其他可以根据第一控制信号对发射的电磁波的功率进行调节的无线充电发射端设备的型号。
进一步的，上述实施中的预设范围可以根据电芯模组15的额定电压以及无线充电接收端设备200所属的用电设备的启动阈值电压来设定。例如：电芯模组15的额定电压为8.8V，若电芯模组15的电压大于6.4V，则无线充电接收端设备200所属的用电设备可以正常启动，若电芯模组15的电压小于或等于6.4V，则无线充电接收端设备200所属的用电设备可以处于关机状态，则此时可以将预设范围设置为(8.8V，6.4V)。
再进一步的，上述实施例中的第一控制信号可以包括：无线充电接收端设备200需要的充电电压和电流，当无线充电发射端设备100接收到第一控制信号后根据无线充电接收端设备200需要的充电电压和无线充电接收端设备200需要的充电电流配置产生第一电磁波的电压和电流，进而生产可以满足无线充电接收端设备200需要的充电电压和电流的第一电磁波。
所述接收端线圈12连接所述整流滤波单元13，用于感应所述第一电磁波生成第一交流电，并将所述第一交流电输入所述整流滤波单元13。
示例性的，接收端线圈12具体可以通过电磁感应、磁共振、无线电波、电场耦合等方式感应第一电磁波生成第一交流电。
所述整流滤波单元13，用于通过所述第一交流电生成第一直流电，并将所述第一直流电输入所述第一电压转换单元14。
即，整流滤波单元13为可以将交流电能转换为直流电能的整流滤波电路。示例性的，本申请实施例中的整流滤波单元13具体可以为半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等。
所述第一电压转换单元14，用于在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输入所述电芯模组。
其中，所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压。
即，无线充电发射端设备100发射的第一电磁波经过接收端线圈12和整流滤波单元13后产生的电压大于电芯模组的输出电压。由于通过第一电磁波产生的电压大于电芯模组的输出电压，所以在满足无线充电功率需求的同时，本申请实施例可以减小发射端线圈和接收端线圈中的电流，进而减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
可选的，所述第一电压转换单元14与所述电芯模组15相连的一端的电压为所述第一电压转换单元14与所述整流滤波单元13相连的一端的电压的2倍。
若所述第一电压转换单元14与所述电芯模组15相连的一端的电压为所述第一电压转换单元14与所述整流滤波单元13相连的一端的电压的2倍，则第一电磁波产生电压为电芯模组的输出电压的两倍，因此在满足无线充电功率需求的同时，可以将接收线圈中的电流降低为原来的一半。
可选的，参照图3所示，第二控制信号包括：第一扫描信号S1、第二扫描信号S2、第三扫描信号S3以及第四扫描信号S4；
第一电压转换单元14，包括：第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4以及第一电容C1；
所述第一晶体管Q1的第一极连接所述整流滤波单元13，所述第一晶体管Q1的第二极连接所述第一电容C1的第一极以及所述第二晶体管Q2的第一极，所述第一晶体管Q1的栅极驱动信号为所述第一扫描信号S1；
所述第二晶体管Q2的第二极连接所述电芯模组15以及所述第三晶体管Q3的第一极，所述第二晶体管Q2的栅极驱动信号为所述第二扫描信号S2；
所述第三晶体管Q3的第二极连接所述第一电容C1的第二极以及所述第四晶体管Q4的第一极，所述第三晶体管Q3的栅极驱动信号为所述第三扫描信号S3；
所述第四晶体管Q4的第二极接地，所述第四晶体管Q4的栅极驱动信号为所述第四扫描信号S4。
以下以结合图4所示的信号时序图，对图3提供的第一电压转换单元14的工作原理进行说明。其中，以图3所示的第一电压转换单元14中所有晶体管均为栅极高电平导通的N型晶体管为例进行说明；图4中示出了第一扫描信号S1、第二扫描信号S2、第三扫描信号S3以及第四扫描信号S4时序状态。如图4所示，提供两个阶段的时序状态，包括：第一阶段t1和第二阶段t2。
在第一阶段t1时，第一扫描信号S1和第三扫描信号S3为高电平，第二扫描信号S2和第四扫描信号S4为低电平，因此第一晶体管Q1导通，第二晶体管Q2截止，第三晶体管Q3导通，第四晶体管Q4截止。由于第一晶体管Q1导通，所以第一电容C1的第一极通过第一晶体管Q1连接整流滤波模块13。由于第三晶体管Q3导通，所以第一电容C1的第二极通过第三晶体管Q3连接电芯模组，所以第一电容C1的第二极的电压为电芯模组的输出电压。
若整流滤波模块13输出的电压为电芯模组的输出电压的2倍，则第一电容C1的第一极的电压为电芯模组的输出电压的2倍，此时将电芯模组的输出电压表示为Vbat、第一电容C1的第一极的电压表示为Vc1+、第一电容C1的第二极的电压表示为Vc1-，第一电容C1两极的电压差表示为UC1，则经过第一阶段t1后有:
Vc1+＝2Vbat；
Vc1-＝Vbat；
UC1＝VC1+-VC1-＝2Vbat-Vbat＝Vbat。
在第二阶段t2时，第一扫描信号S1和第三扫描信号S3为低电平，第二扫描信号S2和第四扫描信号S4为高电平，因此第一晶体管Q1截止，第二晶体管Q2导通，第三晶体管Q3截止，第四晶体管Q4导通。由于第四晶体管Q4导通，因此第一电容C1的第二极通过第四晶体管Q4接地，第一电容C1的第二极上的电压变为0；又因为电容具有维持两极电压差稳定的特性，所以第一电容C1的第一极会放电，且放电电压等于第一电容C1的第二极上减小的电压；且因为第二晶体管Q2导通，所以第一电容C1的第一极的放电路径为：通过第二晶体管Q2向电芯模组15放电；所以在第二阶段t2时，第一电压转换单元14向电芯模组15输出电压等于第一电容C1的第二极上减小的电压，即，在第二阶段t2时，第一电压转换单元14向电芯模组15输出的电压等于电芯模组15的输出电压。
其中，以第一时间段t1和第二阶段t2为第一电压转换单元14的一个完整工作周期，第一电压转换单元14重复循环上述第一时间段t1和第二阶段t2，从而持续向电芯模组15输出电芯模组15的输出电压。
进一步的，上述实施例中的第一电压转换单元14中所有晶体管还可以均为低电平导通的P型晶体管，若所有晶体管均为P型晶体管，则只需要重新调整各个扫描信号(S1、S2、S3、S4)的时序状态即可。例如：在第一阶段t1控制第一扫描信号S1和第三扫描信号S3为低电平、第二扫描信号S2和第四扫描信号S4为高电平。
再进一步的，上述第一电压转换单元14也可以同时采用N型晶体管和P型晶体管，当然这都是本领域的技术人员依据本申请的实施例可以做出的合理变通方案，因此均应为本申请的保护范围，然而考虑到晶体管的制程工艺，由于不同类型的晶体管的有源层掺杂材料不相同，因此第一电压转换单元14中采用统一类型的晶体管更有利于简化第一电压转换单元14的制程工艺。
此外，由于上述实施例中的第一扫描信号S1和第三扫描信号S3的时序状态始终相同、第二扫描信号S2和第四扫描信号S4的时序状态始终相同，因此可以使第一扫描信号S1和第三扫描信号S3共用扫描信号线，使第二扫描信号S2和第四扫描信号S4共用扫描信号线，从而减少第一电压转换单元14中信号线数量，降低集成电路成本。
还需要说明的是，由于上述实施例中的第一扫描信号S1和第三扫描信号S3的时序状态与第二扫描信号S2和第四扫描信号S4的时序状态始终相反，因此可以通过反相器和一个扫描信号来输出上述第一扫描信号S1、第二扫描信号S2、第三扫描信号S3以及第四扫描信号S4，从而减少产生扫描信号的驱动电路，进而进一步降低集成电路成本。
所述电芯模组15连接接地端，用于通过所述第二直流电充电。
可选的，参照图5所示，所述电芯模组15包括：n个串联的电芯；n为大于或等于2的整数。其中，图5中以n等于2示出。
上述实施例中电芯模组15包括：n个串联于所述第一电压转换单元和接地端之间的电芯，因此电芯模组的输出电压等于n个电芯的电压之和，相比于单电芯，上述实例可以提高电芯模组的输出电压，进而进一步提高发射端线圈和接收端线圈上的电压、减小发射端线圈和接收端线圈内的电流，从而进一步减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
本申请实施例提供的无线充电装置，包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；其中，控制单元可以在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向第一电压转换单元输出第二控制信号；接收端线圈可以感应所述第一电磁波生成第一交流电，整流滤波单元可以将所述第一交流电转换为第一直流电；第一电压转换单元可以将在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，电芯模组可以通过所述第二直流电充电；由于所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压等于电芯模组的输出电压，所以本申请实施例首先可以保证无线充电装置的正常给电芯模组充电，又因为所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，所以在满足无线充电功率需求的同时，可以减小发射端线圈和接收端线圈中的电流，进而减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。即，本申请实施例可以在保证无线充电装置的正常工作的同时减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
此外，还需要说明的是，由上述实施例提供的无线充电装置，可以减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率，所以可以减小无线充电过程中损耗的电能转换成的热能，因此上述实施例提供的无线充电装置还可以在相同热功耗实现更大功率的无线充电，进而实现快速无线充电功能。
当上述实施例中的电芯模组15由多个相互串联的电芯组成时，上述无线充电接收端设备200的充电电压大于标准无线充电发射端设备的发射电压，因此上述中的无线充电接收端设备200无法通过标准无线充电发射端设备进行充电。即，上述无线充电接收端设备200的兼容性较差，为了进一步解决无线充电接收端设备200的兼容性较差的问题，参照图6所示，上述无线充电接收端设备200还包括：第二电压转换单元16。
所述控制单元11还用于在所述无线充电发射端设备100的型号属于第二预设型号集合的情况下，向所述第二电压转换单元16输出第三控制信号。
具体的，上述实施例中的第二预设型号集合可以包括:支持标准无线充电协议的无线充电发射端的型号。
所述接收端线圈12还用于感应所述无线充电发射端设备100发射的第二电磁波生成第二交流电，并将所述第二交流电输入所述整流滤波单元13。
所述整流滤波单元13还用于将所述第二交流电转换为第三直流电，并将所述第三直流电输入所述第二电压转换单元16。
所述第二电压转换单元16，用于在所述第三控制信号的控制下将所述第三直流电转换为第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述电芯模组15；所述第二电压转换单元16与所述电芯模组15相连的一端的电压大于所述第二电压转换单元16与所述整流滤波单元13相连的一端的电压，且等于所述电芯模组15的额定充电电压。
所述电芯模组15，还用于通过所述第四直流电充电。
上述实施例中的第二电压转换单元16可以将电压小于所述电芯模组的额定充电电压的第三直流电转换为电压等于所述电芯模组的额定充电电压的第四直流电，从而通过第四直流电对所述电芯模组15充电，因此上述实施例可以解决无线充电接收端设备200无法通过标准无线充电发射端设备进行充电的问题。
可选的，参照图7所示，所述第三控制信号包括：第五扫描信号S5以及第六扫描信号S6；
所述第二电压转换单元16包括：电感L、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6以及第二电容C2；
所述电感L的第一端连接所述整流滤波单元13，所述电感L的第二端连接所述第五晶体管Q5的第一极以及所述第六晶体管Q6的第一极；
所述第五晶体管Q5的第二极连接所述电芯模组15以及所述第二电容C2的第一极；所述第五晶体管Q5的栅极输入所述第五扫描信号S5；
所述第六晶体管Q6的第二极接地，所述第六晶体管Q6的栅极输入所述第六扫描信号S6；
所述第二电容C2的第二极接地。
以下以结合图8所示的信号时序图，对图7提供的第二电压转换模块16的工作原理进行说明。其中，以图7所示的第二电压转换模块16中所有晶体管均为栅极高电平导通的N型晶体管为例进行说明；图8中示出了第五扫描信号S5和第六扫描信号S6时序状态。如图8所示，提供两个阶段的时序状态，包括：第一阶段t1和第二阶段t2。
在第一阶段t1时，第五扫描信号S5为低电平，第六扫描信号S6为高电平，因此第五晶体管Q5截止，第六晶体管Q6导通导通。整流滤波单元13输出的第三直流电经过电感L、第六晶体管Q6流入接地端，期间由于电感L具有阻碍通路内电流变化的特性，因此电感储能电能。
在第一阶段t2时，第五扫描信号S5为高电平，第六扫描信号S6为低电平，因此第五晶体管Q5导通，第六晶体管Q6截止。同样，由电感L具有阻碍通路内电流变化的特性，因此电感开始放电，又由于第六晶体管Q6截止，原电流通路断开，因此电感L通过第五晶体管Q5向第二电容C2的第一极充电，第二电容C2第一极在此阶段的电压为电感L的充电电压与整流滤波单元13输出的电压之和，因此第二电容C2第一极的电压大于整流滤波单元13输出的电压，因此第二电压转换模块16可以使输出的电压比输入的电压高。实际使用中通过配置电感L的电感值和第二电容C2的电容值，可以使第二电压转换模块16输出电压为电芯模组15的额定充电电压的第四直流电。
其中，以第一时间段t1和第二阶段t2为第二电压转换单元16的一个完整工作周期，第一电压转换单元14重复循环上述第一时间段t1和第二阶段t2，从而持续向电芯模组15输出电芯模组15的额定电压。
进一步的，上述实施例中的第二电压转换单元16中所有晶体管还可以均为低电平导通的P型晶体管，若所有晶体管均为P型晶体管，则只需要重新调整各个扫描信号的时序状态即可。例如：在第一阶段t1控制第五扫描信号S5为高电平、第六扫描信号S6为低电平。
再进一步的，上述第二电压转换单元16也可以同时采用N型晶体管和P型晶体管，当然这都是本领域的技术人员依据本申请的实施例可以做出的合理变通方案，因此均应为本申请的保护范围，然而考虑到晶体管的制程工艺，由于不同类型的晶体管的有源层掺杂材料不相同，因此第二电压转换单元16中采用统一类型的晶体管更有利于简化第二电压转换单元16的制程工艺。
此外，由于上述实施例中的第五扫描信号S5的时序状态与第六扫描信号S6和第四扫描信号S4的时序状态始终相反，因此可以通过反相器和一个扫描信号来输出上述第五扫描信号S5和第六扫描信号S6，从而减少产生扫描信号的驱动电路，进而进一步降低集成电路成本。
上述实施例提供的无线充电装置的充电过程可以为：当将包含上述无线充电接收端设备200的用电设备放置在无线充电发射端设备充电区域时，首先默认启动第二电压转换模块16，通过无线充电发射端设备发射的第二电磁波生成的第三直流电升压后为电芯模组充电；然后再根据无线充电发射端设备的型号以及电芯模组的输出电压确定是否启动第一电压转换单元14。
实施例二、
本申请实施例提供一种无线充电方法，该无线充电方法的执行主体可为无线充电接收端设备。具体的，参照图9所示，该方法包括：
S901、获取无线充电发射端设备的型号。
S902、判断无线充电发射端设备的型号是否属于第一预设型号集合。
在上述步骤S902中，若线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合，则执行步骤S903。
S903、获取电芯模组的输出电压。
S904、判断电芯模组的输出电压是否在预设范围之内。
在上步骤S904中，若电芯模组的输出电压在预设范围之内，则执行步骤S905；即，在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，执行步骤S905。
S905、向所述无线充电发射端设备发送第一控制信号以及生成第二控制信号。
其中，所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备发射第一电磁波。
S906、感应所述第一电磁波生成第一交流电。
S907、将所述第一交流电转换为第一直流电，并将所述第一直流电输入第一电压转换单元。
其中，所述第一直流电的电压为所述电芯模组的输出电压的2倍。
S908、在所述第二控制信号的控制下通过第一电压转换单元将第一直流电转换为第二直流电，并将第二直流电输入所述电芯模组。
其中，所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压。
S909、通过所述第二直流电对所述电芯模组充电。
可选的，所述第二控制信号包括：第一扫描信号、第二扫描信号、第三扫描信号以及第四扫描信号；
所述第一电压转换单元包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管以及第一电容；
所述第一晶体管的第一极连接所述整流滤波单元，所述第一晶体管的第二极连接所述第一电容的第一极以及所述第二晶体管的第一极，所述第一晶体管的栅极驱动信号为所述第一扫描信号；
所述第二晶体管的第二极连接所述电芯模组以及所述第三晶体管的第一极，所述第二晶体管的栅极驱动信号为所述第二扫描信号；
所述第三晶体管的第二极连接所述第一电容的第二极以及所述第四晶体管的第一极，所述第三晶体管的栅极驱动信号为所述第三扫描信号；
所述第四晶体管的第二极接地，所述第四晶体管的栅极输入所述第四扫描信号；
所述在所述第二控制信号的控制下通过第一电压转换单元将所述第一直流电转换为第二直流电，并将第二直流电输入所述电芯模组，包括：
第一阶段，所述第一扫描信号控制所述第一晶体管导通，所述第二扫描信号控制所述第二晶体管截止，所述第三扫描信号控制所述第三晶体管导通，所述第四扫描信号控制所述第四晶体管截止；
第二阶段，所述第一扫描信号控制所述第一晶体管截止，所述第二扫描信号控制所述第二晶体管导通，所述第三扫描信号控制所述第三晶体管截止，所述第四扫描信号控制所述第四晶体管导通。
可选的，所述通过第二直流电对所述电芯模组充电，包括：
通过所述第二直流电对串联的n个电芯充电；n为大于或等于2的整数。
可选的，参照图10所示，所述方法还包括：
S910、判断无线充电发射端设备的型号是否属于第二预设型号集合。
在上述步骤S910中，若无线充电发射端设备的型号属于第二预设型号集合，则步骤S911。
S911、生成第三控制信号。
即，在所述无线充电发射端设备的型号属于第二预设型号集合的情况下生成第三控制信号。
S912、感应所述无线充电发射端设备发射的第二电磁波生成第二交流电。
S913、通过所述第二交流电生成第三直流电，并将第三直流电输入所述第二电压转换单元。
S914、在所述第三控制信号的控制下将所述第三直流电转换为第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述电芯模组。
其中，所述第二电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第二电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的额定充电电压。
S915、通过所述第四直流电对所述电芯模组充电。
可选的，所述第三控制信号包括：第五扫描信号以及第六扫描信号；
所述第二电压转换单元包括：电感、第五晶体管、第六晶体管以及第二电容；
所述电感的第一端连接整流滤波单元，所述电感的第二端连接所述第五晶体管的第一极以及所述第六晶体管的第一极；
所述第五晶体管的第二极连接所述电芯模组以及所述第二电容的第一极；所述第五晶体管的栅极输入所述第五扫描信号；
所述第六晶体管的第二极接地，所述第六晶体管的栅极输入所述第六扫描信号；
所述第二电容的第二极接地；
所述在所述第三控制信号的控制下将所述第三直流电转换为第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述电芯模组，包括：
第一阶段，所述第五扫描信号控制所述第五晶体管截止，所述第六扫描信号控制所述第六晶体管导通；
第二阶段，所述第五扫描信号控制所述第五晶体管导通，所述第六扫描信号控制所述第六晶体管截止。
本申请实施例提供的无线充电方法，在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向无线充电发射端设备发送第一控制信号以及生成第二控制信号；然后感应无线充电发射端设备发射的第一电磁波生成第一交流电，将所述第一交流电转换成第一直流电；在所述第二控制信号的控制下通过第一电压转换单元将所述第一直流电转换为第二直流电，最后通过所述第二直流电对电芯模组充电；由于所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压等于电芯模组的输出电压，所以本申请实施例首先可以保证无线充电装置的正常给电芯模组充电，又因为所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，所以在满足无线充电功率需求的同时，可以减小发射端线圈和接收端线圈中的电流，进而减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。即，本申请实施例可以在保证无线充电装置的正常工作的同时减小发射端线圈和接收线圈上的能量损耗，提高无线充电的效率。
实施例三、
本申请再一实施例提供一种终端设备，该终端设备包括上述实施例提供的无线充电装置。
本申请实施例提供的终端设备具体可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机、上网本、个人数字助理、智能手表、智能手环等终端设备，或者该终端设备还可以为其他类型的终端设备，本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请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申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种无线充电接收端设备，其特征在于，包括：控制单元、接收端线圈、整流滤波单元、第一电压转换单元以及电芯模组；
所述控制单元连接所述第一电压转换单元，用于在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且所述电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向所述无线充电发射端设备发送第一控制信号以及向所述第一电压转换单元输出第二控制信号；所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备发射第一电磁波；
所述接收端线圈连接所述整流滤波单元，用于感应所述第一电磁波生成第一交流电，并将所述第一交流电输入所述整流滤波单元；
所述整流滤波单元，用于将所述第一交流电转换为第一直流电，并将所述第一直流电输入所述第一电压转换单元；
所述第一电压转换单元，用于在所述第二控制信号的控制下将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输入所述电芯模组；所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压；
所述电芯模组连接接地端，用于通过所述第二直流电充电。
2.根据权利要求1所述的无线充电接收端设备，其特征在于，所述第二控制信号包括：第一扫描信号、第二扫描信号、第三扫描信号以及第四扫描信号；
所述第一电压转换单元包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管以及第一电容；
所述第一晶体管的第一极连接所述整流滤波单元，所述第一晶体管的第二极连接所述第一电容的第一极以及所述第二晶体管的第一极，所述第一晶体管的栅极驱动信号为所述第一扫描信号；
所述第二晶体管的第二极连接所述电芯模组以及所述第三晶体管的第一极，所述第二晶体管的栅极驱动信号为所述第二扫描信号；
所述第三晶体管的第二极连接所述第一电容的第二极以及所述第四晶体管的第一极，所述第三晶体管的栅极驱动信号为所述第三扫描信号；
所述第四晶体管的第二极接地，所述第四晶体管的栅极驱动信号为所述第四扫描信号。
3.根据权利要求1所述的无线充电接收端设备，其特征在于，所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压为所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压的2倍。
4.根据权利要求1所述的无线充电接收端设备，其特征在于，所述电芯模组包括：n个串联的电芯；n为大于或等于2的整数。
5.根据权利要求3所述的无线充电接收端设备，其特征在于，所述装置还包括：第二电压转换单元；
所述控制单元还用于在所述无线充电发射端设备的型号属于第二预设型号集合的情况下，向所述第二电压转换单元输出第三控制信号；
所述接收端线圈还用于感应所述无线充电发射端设备发射的第二电磁波生成第二交流电，并将所述第二交流电输入所述整流滤波单元；
所述整流滤波单元还用于将所述第二交流电转换为第三直流电，并将所述第三直流电输入所述第二电压转换单元；
所述第二电压转换单元，用于在所述第三控制信号的控制下将所述第三直流电转换为第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述电芯模组；所述第二电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第二电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的额定充电电压；
所述电芯模组，还用于通过所述第四直流电充电。
6.根据权利要求5所述的无线充电接收端设备，其特征在于，所述第三控制信号包括：第五扫描信号以及第六扫描信号；
所述第二电压转换单元包括：电感、第五晶体管、第六晶体管以及第二电容；
所述电感的第一端连接所述整流滤波单元，所述电感的第二端连接所述第五晶体管的第一极以及所述第六晶体管的第一极；
所述第五晶体管的第二极连接所述电芯模组以及所述第二电容的第一极；所述第五晶体管的栅极输入所述第五扫描信号；
所述第六晶体管的第二极接地，所述第六晶体管的栅极输入所述第六扫描信号；
所述第二电容的第二极接地。
7.一种无线充电方法，其特征在于，包括：
在无线充电发射端设备的型号属于第一预设型号集合且电芯模组的输出电压在预设范围之内的情况下，向所述无线充电发射端设备发送第一控制信号以及生成第二控制信号；所述第一控制信号用于指示所述无线充电发射端设备发射第一电磁波；
感应所述第一电磁波生成第一交流电；
将所述第一交流电转换为第一直流电，并将所述第一直流电输入所述第一电压转换单元；
在所述第二控制信号的控制下通过第一电压转换单元将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输入所述电芯模组；所述第一电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第一电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的输出电压；
通过所述第二直流电对所述电芯模组充电。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述无线充电发射端设备的型号属于第二预设型号集合的情况下，生成第三控制信号；
感应所述无线充电发射端设备发射的第二电磁波生成第二交流电；
将所述第二交流电转换为第三直流电，并将所述第三直流电输入所述第二电压转换单元；
在所述第三控制信号的控制下将所述第三直流电转换为第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述电芯模组；所述第二电压转换单元与所述电芯模组相连的一端的电压大于所述第二电压转换单元与所述整流滤波单元相连的一端的电压，且等于所述电芯模组的额定充电电压；
通过所述第四直流电对所述电芯模组充电。
9.一种无线充电系统，其特征在于，包括：无线充电发射端设备和权利要求1-6任一项所述的无线充电接收端设备。
10.一种终端设备，其特征在于，包括：权利要求1-6任一项所述的无线充电接收端设备。
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