CN111934448B - 一种无线充电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电设备，属于电学领域，包括：壳体、运动模块、线圈模组、蓝牙模块、主控模块；主控模块包括：关系函数单元、充电检测单元、指令生成单元、充电效率测试单元、最佳位置确定单元；考虑到受电设备不同的剩余电量，其充电速度也不同，故而，充电速度的快慢不能简单的用电量改变量对时间求除，需要根据实时充电功率以及标准充电功率，获得位置编号所对应的相对充电效率ηi，以便评估无线充电的最优位置。本发明通过读取受电设备的实际电量求解各个位置编号的相对充电效率，确定最佳充电位置，使受电设备能以最大的功率充电，提升充电效率、方便人们的使用、节约电力资源、节省时间。

Description

一种无线充电设备
技术领域
本发明属于无线充电领域，具体涉及一种无线充电设备。
背景技术
随着科技的发展，无线充电应运而生，它的出现打破了电能传输只能依靠导线直接接触式传输的传统电能传输方式，由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，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。属于非接触式传输，能够避免接触式电能传输可能带来的接触火花、滑动磨损、爆炸电击等问题。
无线充电技术虽然得到了一定的发展，但在发展过程中仍旧存在一些棘手的技术问题。目前市面上的无线充电设备有许多明显的缺点，如:充电效能不高，一旦距离稍微远了或者放置的位置有偏差，充电的效率就会急剧降低，需要浪费大量的时间才能完成充电。
发明内容
本发明公开了一种无线充电设备，旨在提高充电速率，不采用简单的把放大设备功率，通过移动线圈模组到最优充电位置的方法实现无线充电效率的提升，解决了因为受电设备未准确放置在最佳充电位置时导致充电效率不佳，浪费时间及资源的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备包括：壳体、运动模块、线圈模组、蓝牙模块、主控模块；其中，所述运动模块固定设置在所述壳体内部，所述线圈模组搭载在所述运动模块上，所述运动模块运载所述线圈模组的运动线路为直线往复，所述运动线路包括：第一端部的第一位置、第二端部的第二位置以及位于所述第一位置和所述第二位置中间的第三位置，所述线圈模组的初始位置为所述第三位置；以所述第一位置到所述第二位置之间划分等距为S的位置节点并设置位置编号i，所述位置编号i从所述第一位置到所述第二位置之间依次为1,2,3,...,I；所述蓝牙模块用于向受电设备发送电量采集指令和读取受电设备的实际电量信息；
所述主控模块包括：
关系函数单元，用于在实验阶段，将受电设备设置于所述线圈模组上方的最优位置，控制所述受电设备的剩余电量由第一电量充电至第二电量，通过蓝牙模块采集各个剩余电量所对应的标准充电功率PBZ后存储，获得所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数后储存；
充电检测单元，用于检测受电设备放置是否在无线充电设备的充电区，响应于检测到所述受电设备放置在所述无线充电设备的充电区，所述无线充电设备为所述受电设备充电并自动与所述受电设备通过所述蓝牙模块连接；
指令生成单元，用于生成运动控制指令，生成电量采集指令，并将所述运动控制指令发送至所述运动模块，将所述电量采集指令通过蓝牙模块发送至所述受电设备；
充电效率测试单元，用于根据各个位置编号的所述实际电量信息Qi，获得各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure GDA0003253644490000021
根据所述实际电量信息Qi及所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数，获得所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ；根据各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure GDA0003253644490000022
及所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi；
最佳位置确定单元，用于比较各所述位置编号所对应的相对充电效率，选取各个所述相对充电效率中最高的相对充电效率所对应的所述位置编号为最优充电位置，并控制所述运动模块运载所述线圈模组至所述最优充电位置并为所述受电设备充电。
在本技术方案中，考虑到了受电设备不同的剩余电量，其充电速度也不同，典型的，剩余电量较少时，充电速度较快(充电功率较大)，而，剩余电量较高时，充电速度较慢(充电功率较低)；故而，充电速度的快慢不能简单的用电量改变量对时间求除，而应该同时考虑再等剩余电量情况下，本身受电设备的标准充电功率PBZ，即，需要根据所述实时充电功率以及所述标准充电功率，获得所述位置编号所对应的相对充电效率，以便评估无线充电的最优位置。
在一具体实施方式中，所述蓝牙模块与所述主控模块双向连接，所述线圈模组的输入端接在所述主控模块的第一输出端上，所述运动模块的输入端接在所述主控模块的第二输出端上。
在一具体实施方式中，所述运动模块的运动轨迹为先从所述第三位置运动到所述第一位置后再运动到所述第二位置。
在一具体实施方式中，所述相对充电效率
Figure GDA0003253644490000031
其中，所述
Figure GDA0003253644490000032
所述
Figure GDA0003253644490000033
所述Qi-1为Qi的上一次的数据。
在该技术方案中，因受电设备在不同的电量时，充电功率不同，不能使用充电功率作为最佳充电位置的判定条件，而相对充电效率为某个实际电量时的实时充电功率与标准充电功率的比值，更能体现无线充电设备各个位置充电效率的高低，故使用相对充电效率作为是否为最佳充电位置的判定条件，更符合实际。
在一具体实施方式中，其特征在于，所述运动模块采用直线模组。
在一具体实施方式中，所述无线充电设备的外壳顶部中心画有受电设备最佳放置区域标识。
在一具体实施方式中，所述无线充电设备的外壳正面存在的一个显示界面，可显示数字时钟、日期、天气和充电状态。
本发明的有益效果是，考虑到了受电设备不同的剩余电量，其充电速度也不同，典型的，剩余电量较少时，充电速度较快(充电功率较大)，而，剩余电量较高时，充电速度较慢(充电功率较低)；故而，充电速度的快慢不能简单的用电量改变量对时间求除，而应该同时考虑再等剩余电量情况下，本身受电设备的标准充电功率PBZ，即，需要根据所述实时充电功率以及所述标准充电功率，获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi，以便评估无线充电的最优位置。即使受电设备放置的位置与最佳充电位置有偏差，所述无线充电设备也能根据受电设备的位置自动改变最佳充电位置使受电设备能以最大的功率充电，提升充电效率、方便人们的使用、节约电力资源、节省时间。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的一种无线充电设备的结构示意图。
图2是本发明一具体实施方式的一种无线充电设备的正面外观示意图。
图3是本发明一具体实施方式的一种无线充电设备的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-3所示，在本发明第一实例中，提供一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备包括：壳体1、运动模块400、线圈模组300、蓝牙模块200、主控模块100；其中，所述运动模块固定设置在所述壳体1内部，所述线圈模组300搭载在所述运动模块400上，所述运动模块400运载所述线圈模组300的运动线路为直线往复，所述运动线路包括：第一端部的第一位置、第二端部的第二位置以及位于所述第一位置和所述第二位置中间的第三位置，所述线圈模组300的初始位置为所述第三位置；以所述第一位置到所述第二位置之间划分等距为S的位置节点并设置位置编号i，所述位置编号i从所述第一位置到所述第二位置之间依次为1,2,3,...,I；所述蓝牙模块200用于向受电设备发送电量采集指令和读取受电设备的实际电量信息；
所述主控模块100包括：
关系函数单元101，用于在实验阶段，将受电设备设置于所述线圈模组上方的最优位置，控制所述受电设备的剩余电量由第一电量充电至第二电量，通过蓝牙模块200采集各个剩余电量所对应的标准充电功率PBZ后存储，获得所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数后储存；
充电检测单元102，用于检测受电设备放置是否在无线充电设备的充电区，响应于检测到所述受电设备放置在所述无线充电设备的充电区，所述无线充电设备为所述受电设备充电并自动与所述受电设备通过所述蓝牙模块连接；
指令生成单元103，用于生成运动控制指令，生成电量采集指令，并将所述运动控制指令发送至所述运动模块，将所述电量采集指令发送至所述受电设备；
充电效率测试单元104，用于根据各个位置编号的所述实际电量信息Qi，获得各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure GDA0003253644490000051
根据所述实际电量信息Qi及所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数，获得所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ；根据各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure GDA0003253644490000061
及所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi；
最佳位置确定单元105，用于比较各所述位置编号所对应的相对充电效率，选取各个所述相对充电效率中最高的相对充电效率所对应的所述位置编号为最优充电位置，并控制所述运动模块运载所述线圈模组至所述最优充电位置并为所述受电设备充电。
在本技术方案中，考虑到了受电设备不同的剩余电量，其充电速度也不同，典型的，剩余电量较少时，充电速度较快(充电功率较大)，而，剩余电量较高时，充电速度较慢(充电功率较低)；故而，充电速度的快慢不能简单的用电量改变量对时间求除，而应该同时考虑再等剩余电量情况下，本身受电设备的标准充电功率PBZ，即，需要根据所述实时充电功率以及所述标准充电功率，获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi，以便评估无线充电的最优位置。
在本具体实施例中，所述蓝牙模块200与所述主控模块100双向连接，所述线圈模组300的输入端接在所述主控模块100的第一输出端上，所述运动模块400的输入端接在所述主控模块100的第二输出端上。
在本具体实施例中，所述运动模块400的运动轨迹为先从所述第三位置运动到所述第一位置后再运动到所述第二位置。
在本具体实施例中，所述相对充电效率
Figure GDA0003253644490000062
其中，所述
Figure GDA0003253644490000063
所述
Figure GDA0003253644490000064
所述Qi-1为Qi的上一次的数据。
在该技术方案中，因受电设备在不同的电量时，充电功率不同，不能使用充电功率作为最佳充电位置的判定条件，而相对充电效率为某个实际电量时的实时充电功率与标准充电功率的比值，更能体现无线充电设备各个位置充电效率的高低，故使用相对充电效率作为是否为最佳充电位置的判定条件，更符合实际。
在本具体实施例中，所述运动模块使用直线模组。
在本具体实施例中，所述无线充电设备的外壳顶部中心画有受电设备最佳放置区域标识2。
在本具体实施例中，所述无线充电设备的外壳正面存在的一个显示界面3，可显示数字时钟、日期、天气和充电状态。
考虑到受电设备不同的剩余电量，其充电速度也不同，典型的，剩余电量较少时，充电速度较快(充电功率较大)，而，剩余电量较高时，充电速度较慢(充电功率较低)；故而，充电速度的快慢不能简单的用电量改变量对时间求除，而应该同时考虑再等剩余电量情况下，本身受电设备的标准充电功率PBZ，即，需要根据所述实时充电功率以及所述标准充电功率，获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi，以便评估无线充电的最优位置。即使受电设备放置的位置与最佳充电位置有偏差，所述无线充电设备也能根据受电设备的位置自动改变最佳充电位置使受电设备能以最大的功率充电，提升充电效率、方便人们的使用、节约电力资源、节省时间。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备包括：壳体、运动模块、线圈模组、蓝牙模块、主控模块；其中，所述运动模块固定设置在所述壳体内部，所述线圈模组搭载在所述运动模块上，所述运动模块运载所述线圈模组的运动线路为直线往复，所述运动线路包括：第一端部的第一位置、第二端部的第二位置以及位于所述第一位置和所述第二位置中间的第三位置，所述线圈模组的初始位置为所述第三位置；以所述第一位置到所述第二位置之间划分等距为S的位置节点并设置位置编号i，所述位置编号i从所述第一位置到所述第二位置之间依次为1,2,3,...,I；所述蓝牙模块用于向受电设备发送电量采集指令和读取受电设备的实际电量信息；
所述主控模块包括：
关系函数单元，用于在实验阶段，将受电设备设置于所述线圈模组上方的最优位置，控制所述受电设备的剩余电量由第一电量充电至第二电量，通过蓝牙模块采集各个剩余电量所对应的标准充电功率PBZ后存储，获得所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数后储存；
充电检测单元，用于检测受电设备放置是否在无线充电设备的充电区，响应于检测到所述受电设备放置在所述无线充电设备的充电区，所述无线充电设备为所述受电设备充电并自动与所述受电设备通过所述蓝牙模块连接；
指令生成单元，用于生成运动控制指令，生成电量采集指令，并将所述运动控制指令发送至所述运动模块，将所述电量采集指令通过蓝牙模块发送至所述受电设备；
充电效率测试单元，用于根据各个位置编号的所述实际电量信息Qi，获得各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure FDA0003253644480000024
根据所述实际电量信息Qi及所述剩余电量与所述标准充电功率之间的关系函数，获得所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ；根据各个所述位置编号所对应的实时充电功率
Figure FDA0003253644480000025
及所述实际电量对应的所述标准充电功率PBZ获得所述位置编号所对应的相对充电效率ηi；
最佳位置确定单元，用于比较各所述位置编号所对应的相对充电效率，选取各个所述相对充电效率中最高的相对充电效率所对应的所述位置编号为最优充电位置，并控制所述运动模块运载所述线圈模组至所述最优充电位置并为所述受电设备充电；
所述相对充电效率
Figure FDA0003253644480000021
其中，所述
Figure FDA0003253644480000022
所述
Figure FDA0003253644480000023
所述Qi-1为Qi的上一次的数据。
2.如权利要求1所述的一种无线充电设备，其特征在于，所述蓝牙模块与所述主控模块双向连接，所述线圈模组的输入端接在所述主控模块的第一输出端上，所述运动模块的输入端接在所述主控模块的第二输出端上。
3.如权利要求1所述的一种无线充电设备，其特征在于，所述运动模块的运动轨迹为先从所述第三位置运动到所述第一位置后再运动到所述第二位置。
4.如权利要求1所述的一种无线充电设备，其特征在于，所述运动模块采用直线模组。
5.如权利要求1所述的一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备的外壳顶部中心画有受电设备最佳放置区域标识。
6.如权利要求1所述的一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备的外壳正面存在的一个显示界面，可显示数字时钟、日期、天气和充电状态。
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