CN109193976B - 一种无线充电系统及其充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无线充电系统及其充电方法，无线充电系统包括电力发射装置电力接收装置，发射装置内有发射系安全模块，发射线圈模块包括第一发射线圈、第二发射线圈、第一小型电动机和第二小型电动机，第一发射线圈和第二发射线圈分别在电力发射装置外壳内的两端，第一小型电动机和第二小型电动机分别与中央处理器模块电连接，线圈扫描定位模块用于扫描确定接收线圈的位置，并将位置传递到中央处理器模块，中央处理器模块会控制所述第一小型电动机或\和第二小型电动机转动带动第一发射线圈或\和第二发射线圈转动一定的角度使发射线圈与接收线圈的投影部分或完全重合。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电系统及其充电方法。
背景技术
在目前电子设备飞速发展的时代，小型电子产品已经成为人们生活中不可缺少的一部分，为了携带方便电子产品大都是以充电来维持其电能的供应，充电器也成为了电子产品不可缺少的一部分，但大多还都是有线充电器，目前的无线充电器充电的过程采用的是单发射线圈对单发射线圈的充电方式，即在充电过程中，无线充电装置的电力发射模块中只有一个发射线圈与被充电设备中的一个接收线圈进行耦合充电，且发射线圈都是固定的不能改变线圈的位置，这就要求被充电设备和无线充电装置之间位置严格对正，才能保证发射线圈和接收线圈之间的紧密耦合，一旦被充电设备与无线充电装置之间的相对位置偏离，就会造成充电效率下降，即延长了充电时间又客观上造成了电能的浪费。
发明内容
本发明提供一种无线充电系统及其充电方法，该无线充电系统不仅增加了发射线圈而且发射线圈还可以与接收线圈全方面进行耦合，大大提高了充电效率，节约了能源。
本发明具体为一种无线充电系统，所述无线充电系统包括电力发射装置和电力接收装置，其中：
所述电力发射装置包括电力发射装置外壳和市电连接插头，所述电力发射装置外壳内包括发射线圈模块、中央处理器模块、线圈扫描定位模块、显示屏和检测模块，所述发射线圈模块包括第一发射线圈和第二发射线圈，还包含第一小型电动机和第二小型电动机，所述第一发射线圈和所述第二发射线圈分别在所述电力发射装置外壳内的两端，所述第一小型电动机和所述第二小型电动机分别与所述中央处理器模块电连接，所述第一发射线圈与所述第一小型电动机连接，所述第二发射线圈与所述第二小型电动机连接，所述线圈扫描定位模块与所述中央处理器模块电性相连，所述显示屏和所述检测模块均与所述中央处理器模块电性连接；所述电力接收装置为用电设备，包括接收线圈、电池和充电电路，所述接收线圈输出端与所述充电电路收入端电连接，所述充电电路输出端与所述电池输入端电连接，所述发射线圈与所述接收线圈通过耦合让所述接收线圈内产生电流，电流通过充电电路的整流后进入所述电池进行充电。
进一步的，所述第一发射线圈固定在所述第一小型电动机轴上，所述第二发射线圈固定在所述第二小型电动机轴上，所述第一小型电机与所述第二小型电机水平垂直，所述第一小型电动机能够改变所述第一发射线圈的倾斜角度，所述第二小型电动机能够改变所述第二发射电机的倾斜角度，这样所述发射线圈能与所述接收线圈全方位耦合，所述线圈扫描定位模块用于扫描确定接收线圈的位置，并将位置传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块会控制所述第一小型电动机或\和所述第二小型电动机转动带动所述第一发射线圈或\和所述第二发射线圈转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈的投影部分或完全重合。
进一步的，所述检测模块通过所述发射线圈发射的频率检测出所述电力接收模块中所述电池的电压和电流，并将信号传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块会根据电压和电流值来判断充电是否完成，并将电压电流值显示在所述显示屏上，若检测到的电压和电流值未达到阈值，则所述电力发射装置继续为所述电力接收装置充电，若检测到的电压和电流值达到阈值，所述中央处理器模块控制充电停止，让所述电力发射装置处于休眠状态。
进一步的，所述中央处理器模块同时向所述第一发射线圈和所述第二发射线圈供电，或者只向其中一个发射线圈供电，在其中一个发射线圈效率低时停止向其供电，这样能节省电能，提高充电效率。
进一步的，所述发射线圈和所述接收线圈均为电磁感应线圈，所述显示屏为液晶显示屏或LED显示屏。
进一步的，所述小型电动机为步进电机。
本发明还涉及一种无线充电方法，所述无线充电方法基于权利要求1-5中任一项所述的无线充电系统，所述无线充电方法的充电步骤如下：
步骤1：所述线圈扫描定位模块在其扫描范围内扫描是否存在与其配套的电力接收装置，若无，所述电力发射装置进入休眠状态，若有，通过所述检测模块检测是否需要充电；
步骤2：若不需充电，所述电力发射装置处于休眠状态，若需要充电，所述线圈扫描定位模块将扫描到的位置信号传输到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块根据信息控制所述第一小型电动机和\或第二小型电动机转动一定的角度带动所述第一发射线圈和\或第二发射线圈转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈的投影部分或完全重合并向所述第一发射线圈和\或第二发射线圈供电并开始充电；
步骤3：所述发射线圈与所述接收线圈通过耦合让所述接收线圈内产生电流，电流通过充电电路的整流后进入所述电池进行充电；
步骤4：在充电过程中所述检测模块始终检测所述电池中的电压和电流值并将检测到的信息传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块将电压电流信息传递到所述显示屏显示出来，并与设定的阈值进行比较；
若检测到的电压和电流值小于设定阈值，则所述电力发射装置继续为用电设备充电；
若检测到的电压和电流值大于等于设定阈值，则所述电力发射装置进入休眠状态停止充电。
进一步的，所述线圈扫描定位模块始终在其扫描范围内扫描电力接收装置，并把扫描信号传输到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块随时根据扫描信息确定接收线圈的位置来控制所述第一小型电动机和\或第二小型电动机转动带动所述第一发射线圈和\或第二发射线圈转动一定的角度，始终保持所述第一发射线圈和\或第二发射线圈与接收线圈的投影部分或完全重合。
附图说明
图1为本发明一种无线充电系统的结构示意图；
图2为本发明一种无线充电方法的工作流程图。
图中：1、电力发射装置外壳；2、中央处理器模块；3、线圈扫描定位模块；4、显示屏；5、检测模块；6、第一发射线圈；7、第二发射线圈；8、第一小型发动机；9、第二小型发动机；10、接收线圈；11、充电电路；12、电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种无线充电系统及其充电方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的无线充电系统包括电力发射装置和电力接收装置，其中：
所述电力发射装置包括电力发射装置外壳1和市电连接插头，所述电力发射装置外壳1内包括发射线圈模块、中央处理器模块2、线圈扫描定位模块3、显示屏4和检测模块5，所述发射线圈模块包括第一发射线圈6和第二发射线圈7，还包含第一小型电动机8和第二小型电动机9，所述第一发射线圈6和所述第二发射线圈7分别在所述电力发射装置外壳1内的两端，所述第一小型电动机8和所述第二小型电动机9均与所述中央处理器模块2电连接，所述第一发射线圈6与所述第一小型电动机8连接，所述第二发射线圈7与所述第二小型电动机9连接，所述线圈扫描定位模块3与所述中央处理器模块2电性相连，所述显示屏4和所述检测模块5均与所述中央处理器模块2电性连接。
所述电力接收装置为用电设备，包括接收线圈10、电池12和充电电路11，所述接收线圈10输出端与所述充电电路11收入端电连接，所述充电电路11输出端与所述电池12输入端电连接，所述发射线圈模块与所述接收线圈10通过耦合让所述接收线圈10内产生了电流，电流通过充电电路11的整流后进入所述电池12进行充电。
所述所述第一发射线圈6固定在所述第一小型电动机8轴上，所述第二发射线圈7固定所述第二小型电动机9轴上，所述第一小型电机8与所述第二小型电机9水平垂直，所述第一小型电动机8可改变所述第一发射线圈6的倾斜角度，所述第二小型电动机9可改变所述第二发射电机7的倾斜角度，所述线圈扫描定位模3块用于扫描确定接收线圈10的位置，并将位置传递到所述中央处理器模块2，所述中央处理器模块2会控制所述第一小型电动机8或\和第二小型电动机9转动带动所述第一发射线圈6或\和第二发射线圈7转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈10的投影部分或完全重合。
所述检测模块5可以通过所述发射线圈发射的频率检测出所述电力接收模块中所述电池12的电压和电流，并将信号传递到所述中央处理器模块2，所述中央处理器模块2会根据电压和电流值来判断充电是否完成，并将电压电流值显示在所述显示屏4上，若检测到的电压和电流值为达到阈值，则所述电力发射装置继续为所述电力接收装置充电，若检测到的电压和电流值达到阈值所述中央处理器模块2会停止充电，让所述电力发射装置处于休眠状态。
所述中央处理器模块2可同时向所述第一发射线圈6和所述第二发射线圈7供电，也可只向其中一个所述发射线圈供电，在其中一个所述发射线圈效率较低时可以停止向其供电，这样能节省电能，提高充电效率。
所述发射线圈和所述接收线圈10均为电磁感应线圈，所述显示屏4为液晶显示屏或LED显示屏，所述小型电动机为步进电机。
如图2所示本发明的一种无线充电方法的充电方法步骤如下：
步骤1：所述线圈扫描定位模块3在其扫描范围内扫描是否存在与其配套的所述电力接收装置；
若无所述电力发射模块进入休眠状态；
若有，通过所述检测模块5检测是否需要充电；
步骤2：若不需充电，所述电力发射装置处于休眠状态，若需要，所述线圈扫描定位模块3将扫描到的位置信号传输到所述中央处理器模块2，所述中央处理器模块2根据信息控制所述第一小型电动机8和\或第二小型电动机9转动一定的角度带动所述第一发射线圈6或\和第二发射线圈7转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈10的投影部分或完全重合并向所述第一发射线6和\或第二发射线圈7供电并开始充电；
步骤3：所述发射线圈与所述接收线圈10通过耦合让所述接收线圈内产生了电流，电流通过充电电路的整流后进入所述电池12进行充电；
步骤4：在充电过程中所述检测模块5始终检测着所述电池12中的电压和电流值并将检测到的信息传递到所述中央处理器模块2，所述中央处理器模块2将传递到所述显示屏4显示出来，并与设定的阈值进行比较；
若检测到的电压和电流值小于设定阈值，则所述电力发射装置继续为用电设备充电；
若检测到的电压和电流值大于等于设定阈值，则所述电力发射装置进入休眠状态停止充电；
所述线圈扫描定位模块3始终在其扫描范围内进行扫描所述电力接收装置，并把扫描信号传输到所述中央处理器模块2，所述中央处理器模块2随时根据扫描信息确定所述接收线圈10的位置来控制所述第一小型电动机8和\或第二小型电动机9转动带动所述第一发射线圈6和\或第二发射线圈7转动一定的角度，始终保持所述第一发射线圈6和\或第二发射线圈7与所述接收线圈10的投影部分或完全重合。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (5)
1.一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括电力发射装置和电力接收装置，其中：
所述电力发射装置包括电力发射装置外壳和市电连接插头，所述电力发射装置外壳内包括发射线圈模块、中央处理器模块、线圈扫描定位模块、显示屏和检测模块，所述发射线圈模块包括第一发射线圈和第二发射线圈，还包含第一小型电动机和第二小型电动机，所述第一发射线圈和所述第二发射线圈分别在所述电力发射装置外壳内的两端，所述第一小型电动机和所述第二小型电动机分别与所述中央处理器模块电连接，所述第一发射线圈与所述第一小型电动机连接，所述第二发射线圈与所述第二小型电动机连接，所述线圈扫描定位模块与所述中央处理器模块电性相连，所述显示屏和所述检测模块均与所述中央处理器模块电性连接；
所述电力接收装置为用电设备，包括接收线圈、电池和充电电路，所述接收线圈输出端与所述充电电路收入端电连接，所述充电电路输出端与所述电池输入端电连接，所述发射线圈与所述接收线圈通过耦合让所述接收线圈内产生电流，电流通过充电电路的整流后进入所述电池进行充电；
所述第一发射线圈固定在所述第一小型电动机轴上，所述第二发射线圈固定在所述第二小型电动机轴上，所述第一小型电动机与所述第二小型电动机水平垂直，所述第一小型电动机能够改变所述第一发射线圈的倾斜角度，所述第二小型电动机能够改变所述第二发射线圈的倾斜角度，这样所述发射线圈能与所述接收线圈全方位耦合，所述线圈扫描定位模块用于扫描确定接收线圈的位置，并将位置传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块会控制所述第一小型电动机或\和所述第二小型电动机转动带动所述第一发射线圈或\和所述第二发射线圈转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈的投影部分或完全重合；
所述检测模块通过所述发射线圈发射的频率检测出所述电力接收装置中所述电池的电压和电流，并将信号传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块会根据电压和电流值来判断充电是否完成，并将电压电流值显示在所述显示屏上，若检测到的电压和电流值未达到阈值，则所述电力发射装置继续为所述电力接收装置充电，若检测到的电压和电流值达到阈值，所述中央处理器模块控制充电停止，让所述电力发射装置处于休眠状态；
所述中央处理器模块同时向所述第一发射线圈和所述第二发射线圈供电，或者只向其中一个发射线圈供电，在其中一个发射线圈效率低时停止向其供电，这样能节省电能，提高充电效率。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电系统，其特征在于，所述发射线圈和所述接收线圈均为电磁感应线圈，所述显示屏为液晶显示屏或LED显示屏。
3.根据权利要求2所述的一种无线充电系统，其特征在于，所述小型电动机为步进电机。
4.一种无线充电方法，其特征在于，所述无线充电方法基于权利要求1-3中任一项所述的无线充电系统，所述无线充电方法的充电步骤如下：
步骤1：所述线圈扫描定位模块在其扫描范围内扫描是否存在与其配套的电力接收装置，若无，所述电力发射装置进入休眠状态，若有，通过所述检测模块检测是否需要充电；
步骤2：若不需充电，所述电力发射装置处于休眠状态，若需要充电，所述线圈扫描定位模块将扫描到的位置信号传输到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块根据信息控制所述第一小型电动机和\或第二小型电动机转动一定的角度带动所述第一发射线圈和\或第二发射线圈转动一定的角度使所述发射线圈与所述接收线圈的投影部分或完全重合并向所述第一发射线圈和\或第二发射线圈供电并开始充电；
步骤3：所述发射线圈与所述接收线圈通过耦合让所述接收线圈内产生电流，电流通过充电电路的整流后进入所述电池进行充电；
步骤4：在充电过程中所述检测模块始终检测所述电池中的电压和电流值并将检测到的信息传递到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块将电压电流信息传递到所述显示屏显示出来，并与设定的阈值进行比较；
若检测到的电压和电流值小于设定阈值，则所述电力发射装置继续为用电设备充电；
若检测到的电压和电流值大于等于设定阈值，则所述电力发射装置进入休眠状态停止充电。
5.根据权利要求4所述的一种无线充电方法，其特征在于，所述线圈扫描定位模块始终在其扫描范围内扫描电力接收装置，并把扫描信号传输到所述中央处理器模块，所述中央处理器模块随时根据扫描信息确定接收线圈的位置来控制所述第一小型电动机和\或第二小型电动机转动带动所述第一发射线圈和\或第二发射线圈转动一定的角度，始终保持所述第一发射线圈和\或第二发射线圈与接收线圈的投影部分或完全重合。
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