CN109659992A - 边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统及充电方法，包括发射端以及至少一个接收端；所述发射端包括第一微处理器、2.4G无线收发电路、第一谐振网络、脉冲输出电路以及驱动电路；所述发射端还包括反馈电路以及直流电源电路；所述接收端包括储能体、第二微处理器、第二谐振网络、整流电路、充电电路以及充电控制电路；所述接收端还包括充电检测电路。本发明通过上述设置能够在一定面积范围内实现被充电无线设备边移动边充电，从而实现永断电的功能。被充电无线设备内加入了储能的法拉电容可以实现被充电无线设备脱离充电装置后可以继续使用一定时间的功能,同时可以进行相关状态信号传输与状态指示。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统及充电方法。
背景技术
随着技术的发展与进步，趆来趆多的无线鼠标及其它无线设备需要进行充电，每当使用过程中需要关注电量情况，每次充电需要寻找充电线及插入充电线对设备进行充电，并影响了在充电过程中使用设备或造成使用不方便。
为进一步提升用户体验，解决目前部分带有边移动边充电的鼠标套件,不能有效的管理鼠标端储能元件充电过程中的各种状态的问题及脱离充电区域状态指示的问题，需要研究一套新的无线充电系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够在一定面积范围内实现无线设备边移动边充电，从而实现不断电的功能的智能无线充电系统及充电方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，包括发射端以及至少一个接收端；
所述发射端包括第一微处理器、用于将交流电转换成电磁能的第一谐振网络、用于给第一谐振网络提供交流电的脉冲输出电路以及用于驱动脉冲输出电路工作的驱动电路；所述第一微处理器通过驱动电路控制脉冲输出电路输出的交流电的大小；所述发射端还包括反馈电路；所述反馈电路包括用于检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器的第一反馈端以及用于检测接收端状态并反馈至第一微处理器的第二反馈端；所述发射端还包括用于给第一微处理器以及驱动电路供电的直流电源电路；
所述接收端包括储能体、第二微处理器、用于将电磁能转换成交流电的第二谐振网络、用于将交流电转换成直流电的整流电路、用于接收整流电路输出的直流电并给储能体充电的充电电路以及用于控制充电电路工作的充电控制电路；所述接收端还包括用于检测储能体电量并反馈至第二微处理器的充电检测电路；所述第二微处理器通过充电控制电路控制充电电路工作；
所述第二微处理器与第二反馈端无线连接。
本发明进一步设置为，所述第一谐振网络包括串联的电容C1以及电感L1。
本发明进一步设置为，所述第二谐振网络包括串联的电容C2以及电感L2。
本发明进一步设置为，所述储能体为法拉电容C3。
本发明进一步设置为，所述整流电路为桥式整流电路。
本发明进一步设置为，所述发射端还包括与第一微处理器连接的状态指示器。
本发明进一步设置为，所述接收端为鼠标，所述发射端为鼠标垫。
本发明进一步设置为，所述直流电源电路输出5V电源以及3.3V电源。
本发明进一步设置为，所述发射端还包括2.4G无线收发电路；所述2.4G无线收发电路与第一微处理器电性连接。
一种应用于边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统的充电方法，
所述发射端包括以下步骤：
A1.直流电源电路工作，给第一微处理器以及驱动电路供电；
A2.反馈电路与接收端进行匹配；
A3.匹配成功后，驱动电路控制脉冲输出电路输出交流电；
A4.第一反馈端检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器与预设值进行对比；
A5.若第一谐振网络输出功率超出预设值，第一微处理器调节脉冲输出电路的输出电流；若第一谐振网络输出功率在预设值范围内，第一谐振网络向接收端充电；
A6.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否移除充电范围区，若是，第一谐振网络停止充电。
A7.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否充满，若是，第一谐振网络停止充电。
本发明进一步设置为，所述接收端包括以下步骤：
B1.充电检测电路以及第二微处理器与发射端进行匹配；
B2.充电检测电路检测储能体是否需要充电，若否，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若是，则进行下一步；
B3.充电检测电路检测接收端是否在移除充电范围区，若是，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若否，则进行下一步；
B4.第二微处理器向发射端发送充电信号；
B5.第二谐振网络接收电磁能，并且通过整流电路以及充电电路给储能体充电。
本发明的有益效果：本发明通过上述设置能够在一定面积范围内实现被充电无线设备边移动边充电，从而实现不断电的功能。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明发射端的电路方框图；
图2是本发明接收端的电路方框图；
图3是本发明发射端的原理流程图；
图4是本发明接收端的原理流程图；
图5是本发明第一谐振网络、驱动电路以及脉冲输出电路的电路图；
图6是本发明第一微处理器的电路图；
图7是本发明反馈电路的电路图；
图8是本发明直流电源电路的电路图；
图9是本发明接收端的电路图；
其中：1-驱动电路；2-脉冲输出电路；3-状态指示器；4-第二谐振网络；5-整流电路；6-充电电路；7-充电控制电路；8-充电检测电路。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1至图9可知；本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，包括发射端以及至少一个接收端；
所述发射端包括第一微处理器、用于将交流电转换成电磁能的第一谐振网络、用于给第一谐振网络提供交流电的脉冲输出电路2以及用于驱动脉冲输出电路2工作的驱动电路1；所述第一微处理器通过驱动电路1控制脉冲输出电路2输出的交流电的大小；所述发射端还包括反馈电路；所述反馈电路包括用于检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器的第一反馈端以及用于检测接收端状态并反馈至第一微处理器的第二反馈端；所述发射端还包括用于给第一微处理器以及驱动电路1供电的直流电源电路；
所述接收端包括储能体、第二微处理器、用于将电磁能转换成交流电的第二谐振网络4、用于将交流电转换成直流电的整流电路4、用于接收整流电路4输出的直流电并给储能体充电的充电电路6以及用于控制充电电路6工作的充电控制电路7；所述接收端还包括用于检测储能体电量并反馈至第二微处理器的充电检测电路8；所述第二微处理器通过充电控制电路7控制充电电路6工作；
所述第二微处理器与第二反馈端无线连接。
具体地，本实施例的发射端同时支持对多个接收端进行充电，直流电源电路向第一微处理器提供3.3V电源以及向驱动电路1提供5V电源。第一微处理器产生预设好的频率脉冲输出，输出脉冲为2组频率相位相差180度信号给驱动电路1进行拓流，再送入脉冲输出电路2驱动第一谐振网络产生振荡从而将交变电流转换成电磁能，反馈电路的第一反馈端可以检测第一谐振网络输出功率是否在预设范围内,并随时将数据传送到第一微处理器进行比较运算从而改变第一微处理器输出给脉冲驱动电路1的频率，最终实现稳定的功率输出；另外反馈电路的第二反馈端通过2.4G无线传输路径检测被充电的接收端的状态，当被充电的接收端需要充电或充电完成，或者接收端被拿走时，反馈电路的第二反馈端将信号传送给第一微处理器进行判定是否进行充电或者等待充电。
在接收端中，第二谐振网络4将电磁能转换为交流电后，整流电路4将前端送来的交流电整流滤波成直流电送入充电电路6,充电电路6以恒压向储能体进行充电从而实现储能；在充电过程中，同时将储能体电量信息送入充电检测电路8,以判定储能体的状态,并将状态反馈到第二微处理器进行处理再送入充电控制电路7最终实现对储能体充电的管理；当储能体电量低于预设值时,充电检测电路8将信息反馈到第二微处理器并通过2.4G无线传输路径发送到发射端第二微处理器自带2.4G无线电路，通知其对接收端进行充电，当储能体充到预设电量后再由第二微处理器通知发射端进入等待充电模式。当整个接收端被移除(被拿出充电区域)时，充电检测电路8将检测到的移除信息送到第二微处理器并通过2.4G无线传输路径发送到发射端通知其进入等待充电模式，从而完成边充电边使用的效果。
具体地，如图5所示，在第一谐振网络中，电容C1包括了C40,C41；电感L1与上述电容组成第一谐振网络；其中图5中的端口T_DET与反馈电路的第一反馈端连接，从而反馈信号至第一微处理器中；驱动电路1则直接与图6中的第一微处理器连接；
图6所示的电路图为第一微处理器以及其外围电路，其I_SENSE端口与反馈电路的输出端连接，从而接收反馈电路的信息，其三个LEDLED1、LED2以及LED3共同组成状态指示器3；其端口PD1、PD2以及PD3与2.4G无线收发电路图中未画出连接，便于用户无线控制发射端的工作；
图7所示的电路图为反馈电路的电路图，其OUT端与第一微处理器连接，其-I N端与第二微处理器连接，其+I N端与第一谐振网络连接。
图9所示的电路图为接收端的电路图，其中，第二微处理器并未表示出来；在该电路中，第二谐振网络4的电容C2包括了C10、C16以及C17,C18,C19,C20，电感L2与上述电容组成第二谐振网络4；充电控制电路7中的MOUSE_P3.5与第二微处理器连接，使得第二微处理器能够控制充电控制电路7工作；充电检测电路8中的P20端口与第二微处理器连接，使得第二微处理器能够检测法拉电容的充电情况。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述第一谐振网络包括串联的电容C1以及电感L1。电容C1以及电感L1组成LC谐振网络将交流电转换成电磁能。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述第二谐振网络4包括串联的电容C2以及电感L2。电容C2以及电感L2组成LC谐振网络将电磁能转换成交流电。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述储能体为法拉电容C3。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述整流电路4为桥式整流电路4。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述发射端还包括与第一微处理器连接的状态指示器3。通过状态指示器3，便于用于观察发射端是否向接收端充电、接收端是否被移除以及接收端是否充当充满电。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述接收端为鼠标，所述发射端为鼠标垫。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述直流电源电路输出5V电源以及3.3V电源。
本实施例所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，所述发射端还包括2.4G无线收发电路；所述2.4G无线收发电路与第一微处理器电性连接。通过上述设置，便于用于无效控制发射端的工作。
本实施例所述的一种应用于边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统的充电方法，
所述发射端包括以下步骤：
A1.直流电源电路工作，给第一微处理器以及驱动电路1供电；
A2.反馈电路与接收端进行匹配；
A3.匹配成功后，驱动电路1控制脉冲输出电路2输出交流电；
A4.第一反馈端检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器与预设值进行对比；
A5.若第一谐振网络输出功率超出预设值，第一微处理器调节脉冲输出电路2的输出电流；若第一谐振网络输出功率在预设值范围内，第一谐振网络向接收端充电；
A6.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否移除充电范围区，若是，第一谐振网络停止充电。
A7.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否充满，若是，第一谐振网络停止充电。
本实施例所述的一种应用于边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统的充电方法，所述接收端包括以下步骤：
B1.充电检测电路8以及第二微处理器与发射端进行匹配；
B2.充电检测电路8检测储能体是否需要充电，若否，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若是，则进行下一步；
B3.充电检测电路8检测接收端是否在移除充电范围区，若是，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若否，则进行下一步；
B4.第二微处理器向发射端发送充电信号；
B5.第二谐振网络4接收电磁能，并且通过整流电路4以及充电电路6给储能体充电。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (11)
1.一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：包括发射端以及至少一个接收端；
所述发射端包括第一微处理器、用于将交流电转换成电磁能的第一谐振网络、用于给第一谐振网络提供交流电的脉冲输出电路(2)以及用于驱动脉冲输出电路(2)工作的驱动电路(1)；所述第一微处理器通过驱动电路(1)控制脉冲输出电路(2)输出的交流电的大小；所述发射端还包括反馈电路；所述反馈电路包括用于检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器的第一反馈端以及用于检测接收端状态并反馈至第一微处理器的第二反馈端；所述发射端还包括用于给第一微处理器以及驱动电路(1)供电的直流电源电路；
所述接收端包括储能体、第二微处理器、用于将电磁能转换成交流电的第二谐振网络(4)、用于将交流电转换成直流电的整流电路(4)、用于接收整流电路(4)输出的直流电并给储能体充电的充电电路(6)以及用于控制充电电路(6)工作的充电控制电路(7)；所述接收端还包括用于检测储能体电量并反馈至第二微处理器的充电检测电路(8)；所述第二微处理器通过充电控制电路(7)控制充电电路(6)工作；
所述第二微处理器与第二反馈端无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述第一谐振网络包括串联的电容C1以及电感L1。
3.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述第二谐振网络(4)包括串联的电容C2以及电感L2。
4.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述储能体为法拉电容C3。
5.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述整流电路(4)为桥式整流电路(4)。
6.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述发射端还包括与第一微处理器连接的状态指示器(3)。
7.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述接收端为鼠标，所述发射端为鼠标垫。
8.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述直流电源电路输出5V电源以及3.3V电源。
9.根据权利要求1所述的一种边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统，其特征在于：所述发射端还包括2.4G无线收发电路；所述2.4G无线收发电路与第一微处理器电性连接。
10.一种应用于权利要求1所述的边充电边使用电磁谐振式智能无线充电系统的充电方法，其特征在于：
所述发射端包括以下步骤：
A1.直流电源电路工作，给第一微处理器以及驱动电路(1)供电；
A2.反馈电路与接收端进行匹配；
A3.匹配成功后，驱动电路(1)控制脉冲输出电路(2)输出交流电；
A4.第一反馈端检测第一谐振网络输出功率并反馈至第一微处理器与预设值进行对比；
A5.若第一谐振网络输出功率超出预设值，第一微处理器调节脉冲输出电路(2)的输出电流；若第一谐振网络输出功率在预设值范围内，第一谐振网络向接收端充电；
A6.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否移除充电范围区，若是，第一谐振网络停止充电。
A7.在充电过程中，第二反馈端判断接收端是否充满，若是，第一谐振网络停止充电。
11.根据权利要求10所述的一种充电方法，其特征在于：所述接收端包括以下步骤：
B1.充电检测电路(8)以及第二微处理器与发射端进行匹配；
B2.充电检测电路(8)检测储能体是否需要充电，若否，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若是，则进行下一步；
B3.充电检测电路(8)检测接收端是否在移除充电范围区，若是，第二微处理器向发射端发送充电等待信号；若否，则进行下一步；
B4.第二微处理器向发射端发送充电信号；
B5.第二谐振网络(4)接收电磁能，并且通过整流电路(4)以及充电电路(6)给储能体充电。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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