CN108808881A - 一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法，无线充电装置包括底座、移动电源和温控板，底座上设有第一卡槽和第二卡槽；移动电源内设有第一发射线圈，移动电源可活动地放置在第一卡槽内，第二卡槽可活动地放置充电负载端；温控板设于第一卡槽和第二卡槽之间，温控板内设有加热板、冷却板、温度感应装置和PLC控制器，PLC控制器分别连接的加热板、冷却板和温度感应装置，温度感应装置分别检测移动电源和充电负载端的内部温度。本发明通过在充电负载端和充电发射端设置温度感应器来实时监控两者的温度变化，PLC控制器及时进行判断温度值是否在温度控制范围内，在此温度控制范围内具有最优的传输效率范围。

Description

一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其是一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法。

背景技术

无线充电技术，源于无线电力输送技术。无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

然而，目前无线充电技术面临的普遍问题是充电效率低、充电距离有限，其中，影响充电效率的因素有很多。无线充电可分为发射端和接收端，从这两方面来看，影响充电效率的因素包括发射端和接收端不能及时匹配产生的损耗、电磁线圈损耗、三极管损耗，而尤其是温度对无线充电的传输效率的影响最为明显，温升过高过低都会引起无线传输系统的稳定性和可控性，并且温度对电池本身的影响也较大，温度过低引起关键材料正极、负极、电解液等电导率降低，导致导电性能下降，会严重影响电池寿命，温度过高严重的有可能导致火灾。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法，解决目前温度问题导致的在充电过程中的传输效率过低以及影响电池性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于温度监控的无线充电装置，包括：

底座，所述底座上设有第一卡槽和第二卡槽；

移动电源，所述所述移动电源内设有第一发射线圈，所述移动电源可活动地放置在所述第一卡槽内，所述第二卡槽可活动地放置充电负载端；

温控板，所述温控板设于所述第一卡槽和所述第二卡槽之间，所述温控板内设有加热板、冷却板、温度感应装置和PLC控制器，所述PLC控制器分别连接所述的加热板、冷却板和温度感应装置，所述温度感应装置分别检测所述移动电源和所述充电负载端的内部温度；所述PLC控制器根据所述温度感应装置反馈的两个温度值以及内设的温度控制范围来调节所述加热板和所述冷却板的开关，用以控制所述移动电源和所述充电负载端的温度，所述温度控制范围是由发射线圈和接收线圈的传输效率与温度之间的关系曲线得到的最佳区间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温控板两侧设有第二发射线圈和控制按钮，所述控制按钮连接所述第二发射线圈和所述PLC控制器，所述第一卡槽和第二卡槽可放置所述充电负载端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度感应装置包括红外测温模块和温度校正模块，所述温度校正模块用来对所述红外测温模块的检测值进行校准。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底座上设有USB充电接口。

本发明的一种基于温度监控的无线充电装置的充电方法，包括权利要求1至4任意一项所述的一种基于温度监控的无线充电装置，以及以下步骤：

第一步：将所述移动电源和充电负载分别放置到所述第一卡槽和第二卡槽上；

第二步：所述红外测温模块分别实时测得所述移动电源和充电负载的温度测试值，并将所述温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：所述PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当所述温度校正值处于所述温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当所述温度校正值高于所述温度控制范围，则启动所述冷却器来降低所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内；当所述温度校正值低于所述温度控制范围，则启动所述加热器来升高所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内。

作为上述技术方案的进一步改进，包括以下步骤：

第一步：打开所述控制按钮，将所述充电负载分别放置到所述第一卡槽或和第二卡槽上；

第二步：所述红外测温模块分别实时测得所述充电负载的温度测试值，并将所述温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：所述PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当所述温度校正值处于所述温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当所述温度校正值高于所述温度控制范围，则启动所述冷却器来降低所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内；当所述温度校正值低于所述温度控制范围，则启动所述加热器来升高所述充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在充电负载端和充电发射端设置温度感应器来实时监控两者的温度变化，并及时进行判断温度值是否在温度控制范围内，在此温度控制范围内具有最优的传输效率范围，实现在充电过程中，充电负载端和充电发射端保持较佳的运行温度范围内，减少热损耗，从而保证了无线充电的传输效率；并且，由于在充电过程中，使温度保持在一定范围内，保证了电池本身的性能，提高充电能力，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例一的温控板连接关系示意图；

图3为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例一的流程图；

图4为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例二的结构示意图；

图5为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例二的温控板连接关系示意图；

图6为本发明的一种基于温度监控的无线充电装置及其充电方法的实施例二的流程图。

其中：10底座、101第一卡槽、102第二卡槽、103USB充电接口20、移动电源、30温控板、40充电负载端、301控制按钮。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

实施例一

参见图1和图2，该基于温度监控的无线充电装置及其充电方法，包括：底座10、第一卡槽101、第二卡槽102、移动电源20、温控板30和充电负载端40。

第一卡槽101和第二卡槽102设置在底座10上；移动电源20内设有第一发射线圈，移动电源20可活动地放置在第一卡槽101内，充电负载端40可活动地放置在第二卡槽102，底座上设有USB充电接口103；

温控板30设于第一卡槽101和第二卡槽102之间，温控板30内设有加热板、冷却板、温度感应装置和PLC控制器，PLC控制器分别连接的加热板、冷却板和温度感应装置，温度感应装置分别检测移动电源和充电负载端的内部温度；PLC控制器根据温度感应装置反馈的两个温度值以及内设的温度控制范围来调节加热板和冷却板的开关，用以控制移动电源20和充电负载端40的温度。

具体地，温度感应装置包括红外测温模块和温度校正模块，温度校正模块用来对红外测温模块的检测值进行校准。

参见图3，该基于温度监控的无线充电装置的充电方法，包括上述的基于温度监控的无线充电装置，以及以下步骤：

第一步：将移动电源和充电负载分别放置到第一卡槽和第二卡槽上；

第二步：红外测温模块分别实时测得移动电源和充电负载的温度测试值，并将温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当温度校正值处于温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当温度校正值高于温度控制范围，则启动冷却器来降低移动电源和充电负载的温度直至处于温度控制范围内；当温度校正值低于温度控制范围，则启动加热器来升高移动电源和充电负载的温度直至处于温度控制范围内。

实施例二

参见图4和图5，该基于温度监控的无线充电装置，包括：底座10、第一卡槽101、第二卡槽102、温控板30和充电负载端40。

第一卡槽101和第二卡槽102设置在底座10上；温控板30内部两侧设有第二发射线圈，温控板上设有控制按钮301，控制按钮连接发射线圈和PLC控制器，第一卡槽101和第二卡槽102可放置充电负载端，底座上设有USB充电接口103。

温控板30设于第一卡槽101和第二卡槽102之间，温控板30内设有加热板、冷却板、温度感应装置和PLC控制器，PLC控制器分别连接的加热板、冷却板和温度感应装置，温度感应装置分别检测两个充电负载端的内部温度；PLC控制器根据温度感应装置反馈的两个温度值以及内设的温度控制范围来调节加热板和冷却板的开关，用以控制充电负载端40的温度。

具体地，温度感应装置包括红外测温模块和温度校正模块，温度校正模块用来对红外测温模块的检测值进行校准。

参见图5，包括以下步骤：

第一步：打开控制按钮，将充电负载分别放置到第一卡槽或和第二卡槽上；

第二步：红外测温模块分别实时测得充电负载的温度测试值，并将温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当温度校正值处于温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当温度校正值高于温度控制范围，则启动冷却器来降低移动电源和充电负载的温度直至处于温度控制范围内；当温度校正值低于温度控制范围，则启动加热器来升高充电负载的温度直至处于温度控制范围内。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于温度监控的无线充电装置，其特征在于，包括：

底座，所述底座上设有第一卡槽和第二卡槽；

移动电源，所述所述移动电源内设有第一发射线圈，所述移动电源可活动地放置在所述第一卡槽内，所述第二卡槽可活动地放置充电负载端；

温控板，所述温控板设于所述第一卡槽和所述第二卡槽之间，所述温控板内设有加热板、冷却板、温度感应装置和PLC控制器，所述PLC控制器分别连接所述的加热板、冷却板和温度感应装置，所述温度感应装置分别检测所述移动电源和所述充电负载端的内部温度；所述PLC控制器根据所述温度感应装置反馈的两个温度值以及内设的温度控制范围来调节所述加热板和所述冷却板的开关，用以控制所述移动电源和所述充电负载端的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度监控的无线充电装置，其特征在于，所述温控板两侧设有第二发射线圈和控制按钮，所述控制按钮连接所述第二发射线圈和所述PLC控制器，所述第一卡槽和第二卡槽可放置所述充电负载端。

3.根据权利要求2所述的一种基于温度监控的无线充电装置，其特征在于，所述温度感应装置包括红外测温模块和温度校正模块，所述温度校正模块用来对所述红外测温模块的检测值进行校准。

4.根据权利要求3所述的一种基于温度监控的无线充电装置，其特征在于，所述底座上设有USB充电接口。

5.一种基于温度监控的无线充电装置的充电方法，其特征在于，包括权利要求1至4任意一项所述的一种基于温度监控的无线充电装置，以及以下步骤：

第一步：将所述移动电源和充电负载分别放置到所述第一卡槽和第二卡槽上；

第二步：所述红外测温模块分别实时测得所述移动电源和充电负载的温度测试值，并将所述温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：所述PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当所述温度校正值处于所述温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当所述温度校正值高于所述温度控制范围，则启动所述冷却器来降低所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内；当所述温度校正值低于所述温度控制范围，则启动所述加热器来升高所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内。

6.根据权利要求5所述的一种基于温度监控的无线充电装置的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：打开所述控制按钮，将所述充电负载分别放置到所述第一卡槽或和第二卡槽上；

第二步：所述红外测温模块分别实时测得所述充电负载的温度测试值，并将所述温度测试值发送到温度校正模块得到温度校正值；

第三步：所述PLC控制器内部预设有判定算法和温度控制范围，当所述温度校正值处于所述温度控制范围内，则继续上一步骤的温度检测；当所述温度校正值高于所述温度控制范围，则启动所述冷却器来降低所述移动电源和充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内；当所述温度校正值低于所述温度控制范围，则启动所述加热器来升高所述充电负载的温度直至处于所述温度控制范围内。