CN112260411B - 一种无线充电设备、对位方法、系统及充电底座 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线充电设备、对位方法、系统及充电底座,用于为手机或穿戴设备等电子设备进行无线充电,包括:谐振网络、逆变电路和控制器;谐振网络包括谐振电容和发射线圈;逆变电路的输入端用于连接直流电源,逆变电路的输出端用于连接谐振网络;控制器,用于根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定发射线圈的移动方向,根据发射线圈的移动方向控制发射线圈移动,以使无线充电设备与电子设备进行对位;发射线圈的自感沿着发射线圈的移动方向增大,谐振频率沿着发射线圈的移动方向减小。该无线充电设备实现自动对位,提高无线充电设备为电子设备进行无线充电的自由度,提高用户体验感,不会带来额外的损耗,不影响异物检测的准确性。

Description

一种无线充电设备、对位方法、系统及充电底座
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域,尤其涉及一种无线充电设备、对位方法、系统及充电底座。
背景技术
无线充电技术(wireless charging technology,WCT)利用电场、磁场、微波或者激光等传导介质以实现电能的无线传输,由于其具有无导线限制、无插拔等优势,目前在电子设备上的应用越来越广泛。
目前,越来越多的电子设备采用无线充电设备为其进行无线充电,例如电子设备可以为手机、可穿戴设备等。无线充电设备中包括发射线圈,电子设备中包括接收线圈。发射线圈和接收线圈之间通过电磁场耦合来实现电能的无线传输。
无线充电时,需要发射线圈和接收线圈位于一定的空间距离内,例如对于电子设备为手机或穿戴设备时,一般要求无线充电设备中的发射线圈和手机中的接收线圈的位置偏差小于10mm。如果发射线圈和接收线圈的位置偏差太大,也不能实现无线充电,如果偏差较小,可以实现无线充电,但因为偏差的存在,也会影响充电效率。
因此,为了无线充电被更好地应用,需要对发射线圈进行自动对位,即控制发射线圈运动至与接收线圈对正的位置,从而提高无线充电的充电效率。
目前,现有技术提供的自动对位的方案是在发射线圈上增加一层小线圈矩阵,利用小线圈矩阵来进行位置检测。
小线圈矩阵可以识别接收线圈的位置,从而移动发射线圈,实现发射线圈与接收线圈进行对位。
但是,在发射线圈上额外增加小线圈矩阵,在无线充电时,小线圈矩阵会带来额外的损耗,降低充电效率。另外,小线圈矩阵本身属于金属,在检测发射线圈与接收线圈之间的异物时,会造成异物检测不准确。
发明内容
为了解决以上的技术问题,本申请提供一种无线充电设备、对位方法、系统及充电底座,能够实现无线充电设备与电子设备的自动对位,不会带来额外的损耗,也不影响异物检测的准确性。
本申请实施例提供一种无线充电设备,无线充电设备用于为手机或穿戴设备等电子设备进行无线充电,该无线充电设备可以在电子设备放置在无线充电设备上的位置较偏,致使电子设备中的接收线圈与发射线圈偏离时,通过控制发射线圈移动与接收线圈对正。基于发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感存在单调关系,位置偏差越大,发射线圈的自感越小;发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率存在单调关系,位置偏差越大,谐振频率越大。因此,根据发射线圈的自感或者谐振频率均可以实现发射线圈的位置对正。即根据发射线圈的自感或谐振频率均可以找到对位的移动方向,控制器控制发射线圈按照移动方向移动,使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差越来越小。
本实施例提供的无线充电设备,不必增加线圈矩阵,因此不会带来额外的损耗,也不影响异物检测的准确性。该无线充电设备仅依靠控制器便可以实现发射线圈的自动对位,实现发射线圈与接收线圈之间相对位置的调节,为无线充电做准备。由于该无线充电设备可以实现自动对位,因此可以提高无线充电设备为电子设备进行无线充电的自由度,提高用户的体验感。
该无线充电设备包括:谐振网络、逆变电路和控制器;谐振网络包括谐振电容和发射线圈;逆变电路的输入端连接直流电源,逆变电路的输出端连接谐振网络;控制器根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
优选地,该无线充电设备为了使发射线圈移动,还包括:对位机构;对位机构在控制器的控制下,驱动发射线圈沿着移动方向移动。
优选地,所述对位机构至少包括:电驱动部件、第一导轨和第二导轨;所述第一导轨和所述第二导轨相互垂直;所述电驱动部件,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨和所述第二导轨运动;所述控制器用于控制所述电驱动部件,以使所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
本申请实施例不具体限定电驱动部件的实现形式,例如可以为马达,给马达供电,控制器控制马达的旋转方向和转速等。例如可以包括两个马达,第一马达和第二马达,其中,第一马达驱动发射线圈沿着第一导轨运动,第二马达驱动发射线圈沿着第二导轨运动。
优选地,无线充电设备处于不可通讯区域和可通讯区域时,控制器根据发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定发射线圈的移动方向。尤其是在不可通讯区域,需要根据自感或谐振频率确定移动方向。其中不可通讯区域是指处于无法起ping区域,可通讯区域是指处于起ping区域。在可通讯区域,控制器也可以根据其他充电参数确定移动方向,后续再详细介绍。
优选地,一种实现方式是中心移动法,即控制器控制发射线圈以初始位置为中心,在中心的周围移动,获得发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。在周围移动可以为均匀地在周围移动,也可以螺旋式地在周围移动,也可以不均匀地在中心周围移动,本申请实施例不做具体限定。
优选地,可以采用圆周移动来控制发射线圈,即控制器控制所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动,获得所述发射线圈在所述圆周上移动过程中所述发射线圈的自感最大方向。预设半径可以根据移动的距离和移动的速度来选择。另外也可以根据对位的时间来设定预设半径,如果要求对位时间越短,则预设半径可以取值稍微大一些,反之稍微小一些。本申请实施例不具体限定在圆周上移动时的采样点的个数,可以根据对位时间以及计算精度来选择。
优选地,为了加快对位,缩短对位时间,可以采取三角形的三个顶点来移动,即每一次迭代仅考虑三角形的三个顶点处的发射线圈的自感的大小。控制器控制所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,所述起点、所述第一点和所述第二点形成三角形,根据第一点和所述第二点分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
优选地,为了减少计算量,加速对位,缩短时间,可以采取直角三角形的三个顶点来移动,即每一次迭代采样直角三角形的三个顶点处的发射线圈的自感的大小,根据三个顶点的发射线圈的自感的大小确定下一步的移动方向。由于直角三角形的各个角度对应的三角函数便于计算,因此,采取直角三角形可以降低计算难度。即起点为直角三角形的两条直角边的共同顶点,所述第一点和所述第二点分别为所述两条直角边的另两个顶点。
优选地,所述控制器,用于在不可通讯区域时,根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定移动方向;还用于在无线充电设备与电子设备处于可通讯区域时,由充电参数确定移动方向;所述充电参数沿着由充电参数确定的移动方向呈现单调变化。
优选地,所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向的移动单调增大的包括以下至少一项:
所述发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、所述发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与所述接收线圈之间的互感、所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的互感、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的耦合系数和所述电子设备中辅助线圈的开路电压;所述充电参数随着所述移动方向的移动单调减小的包括以下至少一项:所述发射线圈的电流和所述逆变电路的输入电压。
优选地,无线充电设备中的控制器可以通过是否接收到电子设备发送的数据包判断是是否进入可通讯区域。即控制器在未收到电子设备发送的数据包,且发射线圈的自感大于预设阈值时,判断无线充电设备与电子设备处于不可通讯区域。此处的发射线圈的自感大于预设阈值时相对于没有电子设备时的自感而言的。
优选地,控制器,还用于根据谐振网络的谐振频率和所述谐振网络的谐振电容获得所述发射线圈的自感。
本申请实施例还提供一种无线充电的对位方法,应用于无线充电设备,无线充电设备用于为手机或穿戴设备等电子设备进行无线充电,该无线充电设备可以在电子设备放置在无线充电设备上的位置较偏,致使电子设备中的接收线圈与发射线圈偏离时,通过控制发射线圈移动与接收线圈对正。基于发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感存在单调关系,位置偏差越大,发射线圈的自感越小;发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率存在单调关系,位置偏差越大,谐振频率越大。因此,根据发射线圈的自感或者谐振频率均可以实现发射线圈的位置对正。即根据发射线圈的自感或谐振频率均可以找到对位的移动方向,控制器控制发射线圈按照移动方向移动,使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差越来越小。所述无线充电设备包括:谐振网络、逆变电路和控制器;所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;所述逆变电路的输入端用于连接直流电源,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;该包括:获得所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率;根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向;根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
不必增加线圈矩阵,因此不会带来额外的损耗,也不影响异物检测的准确性。该无线充电设备仅依靠控制器便可以实现发射线圈的自动对位,实现发射线圈与接收线圈之间相对位置的调节,为无线充电做准备。由于该无线充电设备可以实现自动对位,因此可以提高无线充电设备为电子设备进行无线充电的自由度,提高用户的体验感。
优选地,所述根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:所述无线充电设备至少处于不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向。
优选地,一种实现方式是中心移动法,在周围移动可以为均匀地在周围移动,也可以螺旋式地在周围移动,也可以不均匀地在中心周围移动,本申请实施例不做具体限定。根据所述发射线圈的自感确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:控制所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,获得所述发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
优选地,可以采用圆周移动来控制发射线圈,所述控制所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,具体包括:控制所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动。预设半径可以根据移动的距离和移动的速度来选择。另外也可以根据对位的时间来设定预设半径,如果要求对位时间越短,则预设半径可以取值稍微大一些,反之稍微小一些。本申请实施例不具体限定在圆周上移动时的采样点的个数,可以根据对位时间以及计算精度来选择。
优选地,为了加快对位,缩短对位时间,可以采取三角形的三个顶点来移动,即每一次迭代仅考虑三角形的三个顶点处的发射线圈的自感的大小。所述根据所述发射线圈的自感确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:控制所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,所述起点、所述第一点和所述第二点形成三角形,根据所述第一点和所述第二点分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
优选地,为了减少计算量,加速对位,缩短时间,可以采取直角三角形的三个顶点来移动,即每一次迭代采样直角三角形的三个顶点处的发射线圈的自感的大小,根据三个顶点的发射线圈的自感的大小确定下一步的移动方向。由于直角三角形的各个角度对应的三角函数便于计算,因此,采取直角三角形可以降低计算难度。所述起点为直角三角形的两条直角边的共同顶点,所述第一点和所述第二点分别为所述两条直角边的另两个顶点。
优选地,在所述不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述移动方向;还包括:在所述无线充电设备与所述电子设备处于可通讯区域时,由充电参数确定所述移动方向;所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调变化。
优选地,所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调增大的包括以下至少一项:所述发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、所述发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与所述接收线圈之间的互感、所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的互感、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的耦合系数和所述电子设备中辅助线圈的开路电压;所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调减小的包括以下至少一项:所述发射线圈的电流和所述逆变电路的输入电压。
优选地,还包括:在未收到所述电子设备发送的数据包,且所述发射线圈的自感大于预设阈值时,判断所述无线充电设备与所述电子设备处于不可通讯区域。
优选地,还包括:根据所述谐振网络的谐振频率和所述谐振网络的谐振电容获得所述发射线圈的自感。
本申请实施例还提供一种无线充电系统,其特征在于,包括以上介绍的无线充电设备,还包括电子设备;所述电子设备包括:接收线圈和整流电路;所述无线充电设备,用于给所述电子设备进行无线充电。该电子设备可以为手机或可穿戴设备等。
本申请实施例还提供一种无线充电底座,例如为手机或可穿戴设备进行无线充电,可穿戴设备例如为蓝牙耳机或电话手表等,包括:电源接口、谐振网络、逆变电路、控制器、发射线圈底盘、对准导轨;所述电源接口,用于连接适配器传输的直流电;所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;所述发射线圈底盘,用于放置所述发射线圈;所述逆变电路的输入端用于连接所述电源接口,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;所述控制器,用于根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈底盘在所述对准导轨上移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
本实施例提供的无线充电底座,可以根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定移动方向,然后控制发射线圈沿着移动方向移动,从而使发射线圈的自感随着移动方向增大,而谐振频率随着移动方向减小,以使发射线圈和接收线圈实现对位。由于该无线充电底座可以自动控制发射线圈移动,实现与手机等具有无线充电功能的电子设备中的接收线圈实现对位,因此,扩大了与电子设备无线充电的自由度,降低了对于用户放置手机准确度的要求,提高了用户体验。
优选地,所述对准导轨至少包括:在所述水平面的投影相互垂直的第一导轨和第二导轨;还包括:电驱动部件;所述电驱动部件,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨和所述第二导轨运动;所述控制器用于控制所述电驱动部件,以使所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
本申请实施例不具体限定电驱动部件的实现形式,例如可以为马达,给马达供电,控制器控制马达的旋转方向和转速等。例如可以包括两个马达,第一马达和第二马达,其中,第一马达驱动发射线圈沿着第一导轨运动,第二马达驱动发射线圈沿着第二导轨运动。
优选地,本申请实施例不具体限定充电底座的具体形态,例如为了增加美观度,以及节省材质和空间,无线充电底座可以为圆盘形,相应地发射线圈为圆盘形。
与现有技术相比,本申请实施例提供的技术方案具有以下优点:
基于发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感存在单调关系,位置偏差越大,发射线圈的自感越小;发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率存在单调关系,位置偏差越大,谐振频率越大。因此,根据发射线圈的自感或者谐振频率均可以实现发射线圈的位置对正。即根据发射线圈的自感或谐振频率均可以找到对位的移动方向,控制器控制发射线圈按照移动方向移动,使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差越来越小。
本实施例提供的无线充电设备,不必增加线圈矩阵,因此不会带来额外的损耗,也不影响异物检测的准确性。该无线充电设备仅依靠控制器便可以实现发射线圈的自动对位,实现发射线圈与接收线圈之间相对位置的调节,为无线充电做准备。由于该无线充电设备可以实现自动对位,因此可以提高无线充电设备为电子设备进行无线充电的自由度,提高用户的体验感。
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为图1中电子设备的结构的示意图;
图3为本申请实施例提供的无线充电系统的电路示意图;
图4为本申请实施例提供的一种无线充电设备的示意图;
图5A为本申请实施例提供的又一种无线充电设备的示意图;
图5B本申请实施例提供的发射线圈的自感与偏差的关系图;
图6为本申请实施例提供的一种发射线圈的电压振荡曲线图;
图7为本申请实施例提供的一种发射线圈移动的示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种发射线圈移动的示意图;
图9为本申请实施例提供的再一种发射线圈移动的示意图
图10为本申请实施例提供的又一种发射线圈移动的示意图;
图11为本申请实施例提供的再一种发射线圈移动的示意图;
图12为本申请实施例提供的又一种无线充电系统的示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的示意图;
图14为本申请实施例提供的一种对位方法的流程图;
图15为本申请实施例提供的另一种对位方法的流程图;
图16为本申请实施例提供的又一种对位方法的流程图;
图17为本申请实施例提供的再一种对位方法的流程图;
图18为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图;
图19为本申请实施例提供的一种对位结构的示意图。
具体实施方式
以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语可以是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。此外,术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接,也可以通过中间媒介间接电性连接。
本申请实施例不具体限定电子设备的类型,电子设备可以为手机(mobilephone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、智能穿戴产品(例如,智能手表、智能手环、耳机等)、虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmented realityAR)终端设备等具有无线设备。上述电子设备还可以是无线充电电动汽车、无线充电家用电器(例如豆浆机、扫地机器人)、无人机等电子产品。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案,下面先介绍电子设备无线充电的应用场景,以电子设备为手机为例进行介绍。
参见图1,该图为本申请实施例提供的无线充电系统的示意图。
当电子设备为手机时,无线充电设备为无线充电器02,无线充电器02用于为电子设备01(即手机)进行无线充电。图示的无线充电器02支撑电子设备01水平放置在其上方,在一些实施例中,无线充电器02还可以具备其它形态,例如为立式无线充电器,具备一定的倾斜度,以使电子设备01可以倚靠贴紧无线充电器02。
该无线充电系统包括设置于电子设备01内的无线充电接收(Receive,RX)装置 20和与该无线充电接收装置20相耦接的电池50。
该无线充电系统还包括设置于无线充电器02内的无线充电发射(Transmit,TX)装置30,以及与该无线充电发射装置30相耦接的适配器40,该适配器40用于提供充电电能。
无线充电发射装置30对无线充电接收装置20进行功率传输;无线充电发射装置30和无线充电接收装置20之间可以传输控制信号或者传输充电数据。传输控制信号或者传输充电数据可以通过带内通讯实现,也可以通过带外通讯实现。无线充电发射装置30和无线充电接收装置20之间通过蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wireless-Fidelity, WiFi)、紫蜂协议(Zigbee)、射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)、远程(Longrange,Lora)无线技术或近距离无线通信技术(Near Field Communication, NFC)等带外通讯方式实现无线连接,以使得无线充电发射装置30和无线充电接收装置20之间可以建立无线通信。
该充电数据可以用于指示充电类型。在一些实施例中,该充电数据可以为充电协议,例如无线充电联盟(Wireless Power Consortium,WPC)推出的无线充电标准Qi,例如BPP(Basic Power Profile)协议,或者EPP(Extended Power Profile)协议等。
参见图2,该图为图1中电子设备的结构的示意图。
以上述电子设备01为手机为例,其主要包括显示屏(Display Panel,DP)10。该显示屏10可以为液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)屏,或者,有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示屏等,当手机采用折叠屏架构或多屏架构时,手机还可以包括多块屏幕,多块屏幕还可以是以上不同类型屏幕的组合,本申请对此不作限定。
上述电子设备01还可以包括中框11和壳体12。显示屏10和壳体12分别位于中框11的两侧,显示屏10的背面朝向壳体12,且该显示屏10和壳体12通过中框11相连接。其中,中框11包括承载板110以及绕承载板110一周的边框111。电子设备01 还可以包括印刷电路板(Printed Circuit Boards,PCB)。
下面结合附图介绍无线充电的工作原理。
参见图3,该图为本申请实施例提供的无线充电系统的电路示意图。
无线充电发射装置30,用于发射磁场能量。无线充电发射装置30可以位于无线充电设备中。
无线充电发射装置30包括逆变电路DC/AC31,所述逆变电路DC/AC31的输入端用于连接直流电源,例如连接适配器输出的直流电,逆变电路DC/AC31的输出端连接谐振网络,谐振网络包括谐振电容C1和发射线圈L1。本申请实施例中以谐振电容C1和发射线圈L1 串联谐振为例。
无线充电接收装置20,用于接收无线充电发射装置30发射的磁场能量。无线充电接收装置20可以位于电子设备中。
无线充电标准Qi推荐采用带内通讯传输控制信号和充电数据,将控制信号携带在无线功率的发射上,所以能够传输控制信号的前提是发射线圈的电流产生的交变磁场能在接收线圈建立足够的感应电压,形成功率传输。在Qi协议中,无线充电发射装置30在Ping阶段识别到无线充电接收装置20返回的信号强度包后,两者成功建立通讯。
无线充电设备和电子设备之间进行无线充电时,适用无线充电的QI协议,QI协议规定无线充电的阶段包括:Ping阶段(起ping阶段)、识别和配置阶段、电能传输阶段。
当无线充电设备和电子设备进入ping阶段时,表明无线充电设备和电子设备位于可通讯区域,即起ping区域。当无线充电设备和电子设备位于不可通讯区域时,无线充电设备和电子设备不会进入起ping区域,又称为无法实现起ping区域、不可功率传输区域、无法进行信号强度包检测区域。
以下实施例中为了描述方便,起ping区域对应可通讯区域,无法起ping区域对应不可通讯区域。
无线充电接收装置20中包括接收线圈L2,电容C2和整流电路AC/DC21。整流电路AC/DC21将接收线圈L2输出的交流电转换为直流电为电池进行充电。
无线充电设备将输入的电能变换为磁场能量后,无线充电设备通过无线充电发射装置30发射磁场能量;电子设备位于无线充电设备附近时,电子设备通过无线充电接收装置20 接收无线充电设备发出的磁场能量,并将磁场能量进行变换为电能,以对电子设备充电。由此,实现电能由无线充电设备向电子设备的无线传输。
当无线充电设备和电子设备之间通过带内通讯时,包括可通讯区域和不可通讯区域。其中,被充电子设备为手机或可穿戴设备时,例如可通讯区域一般是指发射线圈和接收线圈的平面位置偏差在10mm以内。例如当发射线圈为圆盘形状,接收线圈为圆盘形状,无线充电设备平放时,发射线圈所在的平面与水平面平行,手机平放在无线充电设备上,接收线圈所在平面与发射线圈所在平面几乎平行,由于发射线圈和接收线圈均为圆盘,因此,发射线圈和接收线圈的平面位置偏差指的是发射线圈的中心与接收线圈的中心在平面上的偏差。
当发射线圈和接收线圈的平面位置偏差较大时,例如大于10mm,两者不可通讯。例如手机发送的数据包,无线充电设备接收失败。当无线充电设备接收不到电子设备发送的数据包时,无线充电设备无法进行闭环控制实现无线充电,即无法实现功率传输。当发射线圈和接收线圈处于不可通讯区域时,无线充电设备无法根据发射线圈的电流、逆变电路的输入电压、整流电路的输出电压、充电效率或充电频率来控制发射线圈移动以实现位置对正。
无线充电设备和电子设备在不可通讯区域时,发射线圈的自感与水平位置存在单调关系,因此为了解决在不可通讯区域的对位,可以利用发射线圈的自感与水平位置偏差之间的单调关系,控制发射线圈移动,以使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差缩小,进入可通讯区域。无线充电设备和电子设备之间可通讯的必要条件是电子设备的感应电压必须达到一定的强度。另外,由于发射线圈的自感与位置偏差存在单调关系,在可通讯区域,也可以利用发射线圈的自感实现发射线圈和接收线圈之间的对位。即,利用发射线圈的自感实现发射线圈和接收线圈的对位既适用于可通讯区域,又适用于不可通讯区域。
无线充电设备实施例一
下面结合附图4介绍本申请实施例提供的无线充电设备进行自动对位的工作原理。
参见图4,该图为本申请实施例提供的一种无线充电设备的示意图。
本实施例提供的无线充电设备,用于为电子设备进行无线充电,包括:谐振网络、逆变电路和控制器;
所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;
所述逆变电路的输入端用于连接直流电源,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
本实施例中以逆变电路为全桥电路为例进行介绍,逆变电路包括四个可控开关管,分别为S1-S4。
所述控制器32,用于根据所述发射线圈的自感L1或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述移动方向控制所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;发射线圈的自感L1随着发射线圈的移动方向增大,谐振频率随着发射线圈的移动方向减小。
发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感L1存在单调关系,发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率也存在单调关系。
下面以控制器根据
由于发射线圈的自感L1与位置偏差呈负相关的关系,因此,位置偏差越小,则发射线圈的自感L1会越大,因此可以根据L1的变化趋势,确定发射线圈的移动方向,应该朝着L1增大的方向移动发射线圈,即可实现发射线圈与接收线圈的位置对正。
在一种实现方式中,该无线充电设备可以包括对位机构,如图5A所示,该图为本申请实施例提供的又一种无线充电设备的示意图。
本实施例提供的无线充电设备还包括对位机构33。
控制器32根据所述发射线圈的移动方向控制对位机构33驱动所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
对位机构的一种实现方式是,对位机构至少包括:第一马达、第二马达、第一导轨和第二导轨;
第一导轨和所述第二导轨相互垂直;
第一马达,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨运动;
第二马达,用于驱动所述发射线圈沿着所述第二导轨运动;
控制器用于控制所述第一马达和所述第二马达,以使所述发射线圈沿着所述移动方向移动。参见图5B,该图为本申请实施例提供的发射线圈的自感与偏差的关系图。图5B中的x和y分别表示水平面上的两个互相垂直的方向,例如x表示水平方向,则 y表示与水平方向垂直的方向,单位均为毫米mm。
当发射线圈和接收线圈位于不可通讯区域时,只能利用发射线圈的自感L1进行发射线圈与接收线圈之间相对位置判断。
如图5B所示,随着无线充电设备与电子设备之间相对位置的变化,发射线圈的自感L1随之变化,总体上呈现在同一水平面上,发射线圈的自感L1随着位置偏差的增大而呈现下降的趋势,例如,x和y的坐标均为0时,对应的L1为7.8uH,x和y均为 5mm时,对应的L1为7.65uH,即位置偏差越大则L1越小,即L1与位置偏差成负相关的关系。
例如,在不可通讯区域,利用L1进行对位时,可以根据L1控制发射线圈移入可通讯区域。在可通讯区域利用L1进行对位时,可以根据L1控制发射线圈与接收线圈对正。
可以理解的是,移动方向并不是一次性便可以获得,需要在多个位置进行发射线圈的自感的检测,才可以确定移动轨迹,例如至少检测两个位置的L1,比较两个位置的L1的大小,才可以确定移动方向,最终使发射线圈移入可通讯区域。
图5仅是示意了发射线圈的自感随着无线充电设备和电子设备的位置偏差的变化趋势,除了发射线圈的自感与位置偏差存在单调关系以外,还可以利用谐振网络的谐振频率来进行对位,谐振频率与位置偏差存在正相关的关系,即位置偏差越大,则谐振频率越大,反过来就是位置偏差越小谐振频率越小。
下面结合附图介绍获得谐振频率和发射线圈的自感的方式。
参见图6,该图为本申请实施例提供的一种发射线圈的电压振荡曲线图。
发射线圈的自感的检测主要由无线充电设备的控制器来实现。
无线充电系统上电后,进入谐振参数检测阶段,继续参见图5,在全桥电路(S1-S4)的直流母线提供一个直流电压,同时控制全桥电路的第一开关管S1和第四开关管S4导通,控制第二开关管S2和第三开关管S3断开,此时,S1、C1、L1和S4形成通路,为谐振电容C1进行充电,接收线圈L2保持与负载断开连接。
当系统达到稳态后,断开S1,闭合S2,谐振电容C1存储的能量将在L1、C1、S2和 S4构成的回路中放电,振荡衰减时,发射线圈的上端的电压Vcoil的振荡衰减波形如图6 所示。从振荡衰减的波形图中可以获得谐振电容C1与线圈电感L1之间的电压Vcoil的谐振周期,由于振荡周期与谐振频率互为倒数,因此,由谐振周期可以获得谐振频率f0。又由于谐振电容C1的值已知,因此,根据以下公式可以获得线圈电感L1。
Figure BDA0002673956440000111
根据振荡衰减的波形获得谐振周期,具体可以根据图中的振荡衰减曲线上任两个相邻的波谷点之间的时间间隔计算得到。
本申请实施例中以L1和C1形成串联谐振为例进行的介绍,当谐振网络为其他连接方式时,只要可以获得谐振频率即可,本申请实施例中不具体限定谐振网络的具体实现形式,可以为LC串联以外的其他连接形式。
本申请实施例提供的无线充电设备,基于发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感存在单调关系,且发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率存在单调关系,因此,根据发射线圈的自感或者谐振频率均可以实现位置对正。即根据发射线圈的自感或谐振频率均可以找到对位的移动方向,控制器控制对位机构驱动发射线圈沿着移动方向进行移动,使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差越来越小。本实施例提供的无线充电设备,不必增加线圈矩阵,仅依靠控制器和对位机构便可以实现发射线圈进入可通讯区域,实现发射线圈与接收线圈之间相对位置的粗调,为无线充电做准备。
本实施例提供的无线充电设备,无论与电子设备利用蓝牙通讯,还是带内通讯,均可以利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位。例如,无线充电设备和电子设备之间利用带内通讯实现交互时,在起Ping区域,只可以利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位,在无法起Ping区域,可以继续利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位,也可以利用其它与位置偏差具有单调关系的充电参数实现对位。
无线充电实施例二
参见图7,该图为本申请实施例提供的一种发射线圈移动的示意图。
下面介绍控制器在所述无线充电设备与所述电子设备之间通过带内通讯,发射线圈至少处于无法起ping区域时,根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定发射线圈的移动方向。另外,发射线圈位于起ping区域时,也可以根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定发射线圈的移动方向,来控制发射线圈进行对位。
本申请实施例提供的无线充电设备,为了尽量减少对位时间,尽快使发射线圈移入可通讯区域,下面介绍确定移动方向的几种实现方式。
第一种:中心测量法;
对于发射线圈,接收线圈可能位于其周围的任何方向,即360度均有可能。因此,开始时,控制器可以控制对位机构驱动发射线圈以初始位置为中心,初始位置便是发射线圈的当前位置,如果发射线圈为圆盘形状,则以圆盘的中心为初始位置,在中心的周围移动,获得发射线圈移动过程中发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
为了方便理解,图7中以初始位置O为中心点,在O点的周围寻找自感最大的方向,例如以O为中心点的正方形,在正方形的四个顶点分别进行发射线圈的自感测量,例如控制器控制发射线圈分别运行至A点、B点、C点和D点。通过对四个采样点的检测,发现A点对应的自感最大,因此,沿着OA方向控制发射线圈移动,由于检测时,发射线圈的位置最终是D点,先从D点控制发射线圈移动至A点,然后沿着OA 的方向控制发射线圈移动。
图7介绍的是以四个采样点为例,仅是本申请实施例的一种示意性说明,为了更准确地确定移动方向,可以设置更多数量的采样点,下面介绍以O点为圆心,在预设半径的圆周上设置采样点。
参见图8,该图为本申请实施例提供的另一种发射线圈移动的示意图。
控制器控制所述对位机构驱动所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动,获得所述发射线圈在所述圆周上移动过程中所述发射线圈的自感最大方向。
可以理解的是,发射线圈在移动过程中,移动的位置越多,例如以点来表示发射线圈移动的位置,则点的个数越多,则最终获得自感最大方向则准确性越高,但是个数越多,耗时越久。
因此,为了节省时间,可以在中心点的周围均匀获取几个采样点,控制发射线圈移动到均匀布置的采样点,获得每个采样点对应的发射线圈的自感,以发射线圈的自感最大对应的方向为自感最大方向。
例如,在中心点的周围360度,均匀取值6个采样点,则60度为一个采样点,控制发射线圈依次移动到6个采样点,获得6个采样点中每个采样点对应的L1,为了方便描述,以A、B、C、D、E、F分别表示6个采样点,从A点依次移动到F点,以初始位置为O点,则AO与FO之间的夹角为60度,遍历完6个采样点之后,获知B点对应的发射线圈的自感最大,则最大移动方向为OB方向,OB即为移动方向。遍历完毕时,发射线圈的位置为F点,则从F点移动至B点,再从B点开始,沿着OB的直线方向进行移动。
需要说明的是,图8所示的接收线圈RX的中心恰好在直线OB上,但是实际移动时,受限于采样点的个数,以及实际位置的差异,一般RX的中心可能不在直线OB上,此时可以根据OB确定的方向移动,一边移动一边检测新移动至的位置周围的采样点处的自感,根据自感重新确定新的移动方向,直至发射线圈移入可通讯区域。也可以沿着与OB靠近一定角度的直线方向进行移动,一边移动一边检测新位置周围的采样点的自感,根据自感重新确定新的移动方向。
重新确定移动方向的方式与第一次确定移动方向的方式相同,在此不再赘述,原理相同。
如图9所示,RX的中心点不在直线OB上,如果一直沿着直线OB移动发射线圈,可能进入可通讯区域的过程耗时较久,为了降低对位的时间,可以一边移动一边确定新的移动方向,以使发射线圈尽快进入可通讯区域。
以上介绍的仅是以初始位置为中心点为例进行的介绍,只要在中心点的周围进行移动即可,例如可以不在正方形的边上取样,也可以不在圆周上取样,而可以在中心点的周围进行半径逐渐扩大的取样,例如以螺旋的方式进行移动,最终可以确定发射线圈的自感的最大方向即可。
下面介绍一种可以较快确定移动方向的方式,可以仅检测三个采样点的自感便可以确定移动方向,逐渐迭代,便可以控制发射线圈进入可通讯区域。触发每次迭代的条件可以是当检测到自感减小时,则需要重新确定移动方向。
第二种:三角形测量法。
参见图10,该图为本申请实施例提供的又一种发射线圈移动的示意图。
控制器控制所述对位结构驱动所述发射线圈以初始位置O为起点,在所述起点O周围分别移动到第一点A和第二点B,所述起点O、所述第一点A和所述第二点B形成三角形OAB,根据所述第一点A和所述第二点B分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
例如,通过检测,A点对应的发射线圈的自感大于B点对应的发射线圈的自感,因此,可以控制发射线圈沿着靠近OA的方向移动。如图可以沿着OC的方向移动, OC与OA之间的夹角为θ,OC与OA之间的夹角小于OC与OB之间的夹角。
具体移动时,可以先检测A点对应的自感,即将发射线圈从O点移动到A点,然后再从A点移动到B点,获得B点对应的自感,最终从B点移动到与OA成一定角度的直线上OC上,沿着OC逐渐移动,在移动过程中可以重新构建三角形,根据测量的自感重新确定移动方向,即逐渐迭代,最终控制发射线圈移入可通讯区域。
本实施例中之所以设置A点和B点,且OAB为一个三角形,是因为,OAB不能在同一条直线上,OAB呈现三角形时,平衡了移动方向的准确性和耗时较短两个性能指标,既可以保证移动方向的准确性,又可以保证移动方向的确定耗时较短。本申请实施例中不限定OA与OB之间的夹角,可以为锐角,也可以为钝角,也可以为直角。
下面介绍OA与OB之间的夹角为直角的情况,即三角形OAB可以为普通直角三角形,也可以为等腰三角形,本实施例中不做具体限定。
参见图11,该图为本申请实施例提供的再一种发射线圈移动的示意图。
本实施例中以A点、B点和O点形成直流三角形为例,因为直角三角形时,可以保证在采样点较少的情况下,以最快速度确定移动方向。
控制器控制对位机构驱动发射线圈以初始位置为直角三角形的两个直角边的共同顶点,分别移动到所述两条直角边的另两个顶点,根据所述另两个顶点分别对应的所述发射线圈的自感获得所述移动方向。
如图11所示,控制器控制对位机构先驱动发射线圈从O点移动到A点,获得A 点对应的自感,再控制发射线圈从A点移动到B点,获得B点对应的自感。其中,OA 和OB之间的夹角为90度,即直角。根据A点和B点对应的自感,确定移动方向,即如果A点对应的自感大于B点对应的自感,则沿着与OA成一定夹角θ的直线OC为移动方向,控制发射线圈沿着该移动方向进行移动。
由于直角三角形中各个角度的三角函数便于计算,因此,利用直角三角形来确定移动方向比较便利。
以上实施例中介绍的仅是示意性说明发射线圈的移动方向,具体如何控制发射线圈的移动,可以包括多种实现方式,本实施例中不做具体限定,只要根据发射线圈的自感逐渐增大的趋势,位置偏差就随之减小,便可以将发射线圈移入可通讯区域。
无线充电设备实施例三
以上实施例介绍的是对位过程中将发射线圈移入可通讯区域的实现方式,下面介绍发射线圈进入可通讯区域之后,控制器控制发射线圈与接收线圈对正的工作原理。
参见图12,该图为本申请实施例提供的又一种无线充电系统的示意图。
在无线充电系统中,无线充电设备作为发射端,电子设备作为接收端。
本实施例提供的无线充电设备包括控制器32,即发射端控制器。电子设备包括控制器22,即接收端控制器。无线充电设备的控制器32可以收到电子设备的控制器22 之间通过无线通讯方式交互数据。
无线充电设备的控制器32可以收到电子设备的控制器22发送的数据包,且发射线圈的自感小于等于预设阈值时,判断无线充电设备与电子设备处于可通讯区域。
当发射线圈移入可通讯区域时,多种与充电相关的充电参数均与位置偏差存在单调关系,因此,控制器只要根据与位置偏差存在单调关系的充电参数便可以控制发射线圈对位,最终使发射线圈与接收线圈对正。
无线充电设备的控制器32,还用于在无线充电设备与所述电子设备处于可通讯区域时,根据充电参数确定所述发射线圈的移动方向,根据所述移动方向控制所述对位机构驱动所述发射线圈移动,直至所述发射线圈与所述电子设备中的接收线圈对正;
充电参数随着所述移动方向的移动呈现单调增大或单调减小。
当发射线圈与接收线圈的相对位置较近时,电子设备的控制器22和无线充电设备的控制器32之间可以通讯。发射线圈进入功率传输阶段,对位可以利用的充电参数至少包括以下一项:发射线圈的电流Icoil、DC/AC31的输入电压Vbus、电子设备AC/DC21 的输出电压Vrect、谐振频率或系统效率等参数随着位置的变化趋势而控制发射线圈继续移动,直至发射线圈和接收线圈的位置对正。
如果发射线圈不进入功率传输阶段,可以继续依据发射线圈的自感L1随着位置的变化趋势而控制发射线圈继续移动,以发射线圈与接收线圈对正为目标,实现无线充电设备与电子设备的对正。
当发射线圈位于可通讯区域时,以上参数均可用于发射线圈和接收线圈之间相对位置的判断,根据以上参数的变化趋势来控制发射线圈进行移动。根据以上参数的不同,可通讯区域内的自动对位方案可分为以下四类:
第一类、基于发射线圈的自感L1,或,L1与发射线圈的交流阻抗ACR的乘积进行自动对位。
以上实施例介绍的发射线圈在不可通讯区域的对位方案同样适用于在可通讯区域的对位,在此不再赘述,直至发射线圈与接收线圈的中心对正之后,电子设备启动工作,进入无线充电阶段,开始功率传输。
例如,当发射线圈移位至L1最大值处,即L1不再随着发射线圈的移动变得更大时,则表明发射线圈的中心与接收线圈的中心已对正。
基于L1和ACR对发射线圈进行对位,既可以在通讯区域对位,又可以在不可通讯区域对位。
控制器基于第一类的充电参数进行对位时,由于第一类的充电参数仅是无线充电设备的自身参数,因此可在无线充电设备和电子设备之间还未进行功率传输时便可以控制发射线圈进行对位,不需要电子设备的任何充电参数。
以下介绍的三类对位方式仅适用于在可通讯区域的对位。
第二类、基于Icoil、Vbus或充电频率进行自动对位。
当无线充电设备的控制器基于Icoil、Vbus或充电频率等充电参数进行对位时,在功率传输状态下,仅依靠无线充电设备侧获得即可,不需要在电子设备侧获得对位需要的充电参数。
当发射线圈位于可通讯区域时,电子设备的控制器22控制电子设备中的充电电路启动工作,进入功率传输阶段,无线充电设备的控制器32控制充电频率固定通过调节电压为电子设备充电,即定频调压充电模式,在该模式下,在线检测DC/AC31的输入电压或发射线圈的电流Icoil来控制发射线圈移动,直至发射线圈的中心与接收线圈的中心对正。可以理解的是,发射线圈的中心与接收线圈的中心对正,可以存在一定的误差,并不是指两个中心的投影完全重合,只要在设定的误差范围内,均视为发射线圈和接收线圈已经对正。
另外,无线充电设备的控制器32也可以控制输入电压固定,通过调节充电频率来为电子设备充电,即定压调频充电模式,在该模式下,在线检测发射线圈的电流Icoil 或充电频率来控制发射线圈移动,直至发射线圈和接收线圈对正。
另外,无线充电设备的控制器32也可以固定DC/AC31的输入电压与充电频率,通过在线检测发射线圈的电流Icoil或电子设备中AC/DC21的输出电压Vrect来控制发射线圈移动,直至发射线圈与接收线圈对正。
第三类、充电效率、发射线圈与接收线圈之间的互感、发射线圈与接收线圈之间的耦合系数、电子设备中整流电路的输出电压Vrect进行自动对位。
无线充电设备的控制器利用充电效率、发射线圈与接收线圈之间的互感、发射线圈与接收线圈之间的耦合系数或电子设备中整流电路的输出电压进行对位时,需要无线充电设备和电子设备在功率传输状态下,结合电子设备侧的一部分充电参数,即需要电子设备侧将充电参数发送给无线充电设备。即无线充电设备根据第三类充电参数进行对位时,需要发射线圈位于可通讯区域且发射端和接收端进行功率传输的情况下。
其中,DC/AC31的输入电压即是DC/AC31的直流母线电压。AC/DC21的输出电压Vrect是AC/DC21整流后的直流电压。
第四类、利用电子设备中的辅助线圈。
当电子设备中设置辅助线圈时,可以利用与辅助线圈的相关参数控制发射线圈进行对位。
参见图13,该图为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的示意图。
电子设备包括接收线圈L2、辅助线圈L3第一整流器21a和第二整流器21b,L2 的第一端通过C2连接第一整流器21a的正输入端,L2的第二端连接第一整流器21a 的负输入端。第一整流器21a的输出端用于连接后级充电电路,后级充电电路用于为电子设备中的电池进行充电。实质是L2和C2串联后连接在第一整流器21a的输入端。
辅助线圈L3和电容C3串联后连接第二整流器21b的输入端。
L1与L2之间的互感为M12,L1与L3之间的互感为M13。本实施例中利用M12 和M13均可以控制发射线圈移动,使发射线圈与接收线圈对正。
当发射线圈进入可通讯区域后,电子设备的控制器22控制充电电路(包括 AC/DC21等)启动工作,进入功率传输阶段,在线检测辅助线圈的开路电压、或发射线圈与辅助线圈之间的互感、或发射线圈与辅助线圈之间的耦合系数,根据以上参数中的任意一项可以控制发射线圈进行移动,直至发射线圈的中心与接收线圈的中心对正。
其中,发射线圈与辅助线圈之间的互感和耦合系数均与位置偏差负相关,即位置偏差越小,则发射线圈与辅助线圈之间的互感和耦合系数均越大。
对于发射线圈位于不可通讯区域的控制,属于对位的粗调阶段。当发射线圈进入可通讯区域后,控制发射线圈移位,使其与接收线圈对正,属于对于发射线圈的细调阶段。利用本实施例提供的细调阶段的控制,与以上实施例提供的粗调阶段的控制,最终可以使发射线圈与接收线圈对正,为无线充电做好前期准备。
以上提供的四种分类方式,充电参数与移动方向之间存在单调的变化关系,下面具体介绍。
充电参数沿着由充电参数确定的移动方向的移动增大的充电参数,包括以下至少一项:
所述发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、所述发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与所述接收线圈之间的互感、所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的互感、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的耦合系数和所述电子设备中辅助线圈的开路电压。
所述充电参数随着移动方向的移动单调减小的包括以下至少一项:
所述发射线圈的电流和所述逆变电路的输入电压。
本申请实施例提供的无线充电设备,当无线充电设备和电子设备处于起ping区域时,只能利用发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定发射线圈的移动方向。当无线充电设备和电子设备处于起ping区域时,可以继续利用发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定移动方向。另外,当无线充电设备和电子设备处于起ping区域时,由于无线充电设备和电子设备处理可通讯区域,两者之间可以交互充电参数,因此,无线充电设备可以利用与移动方向成单调关系的充电参数来控制发射线圈移动,其中单调关关系包括单调增大关系和单调减小关系,例如,有的充电参数随着发射线圈移动而单调增大,有的充电参数随着发射线圈移动而单调减小。
基于以上实施例提供的一种无线充电设备,本申请实施例还提供一种无线充电的对位方法,下面结合附图对其工作流程进行详细介绍。
方法实施例一:
参见图14,该图为本申请实施例提供的一种无线充电的对位方法实施例一流程图。
本实施例提供的无线充电的对位方法,应用于无线充电设备,所述无线充电设备包括:谐振网络、逆变电路、对位机构和控制器;所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;所述逆变电路的输入端用于连接直流电源,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
该方法包括以下步骤:
S1401:获得发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率。
本实施例不具体限定谐振网络的具体实现形式,例如发射线圈的自感与谐振网络中的电容串联,形成LC串联谐振,也可以为其他形式的谐振网络。
当为LC串联谐振时,可以获得LC串联谐振的谐振频率,也可以先获得谐振频率,根据谐振频率获得电感,具体的获取方式可以参见以上设备实施例的描述,在此不再赘述。
S1402:根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向;
以发射线圈的自感为例,从图5可以看出,发射线圈的自感与水平面的x和y方向具有单调关系。因此,可以根据单调关系来控制发射线圈移位。
发射线圈的自感沿着所述移动方向增大,所述谐振频率沿着所述移动方向减小。
当根据发射线圈的自感控制发射线圈移位时,可以向着发射线圈增大的方向移动发射线圈。当根据谐振频率控制发射线圈移位时,可以向着谐振频率减小的方向移动发射线圈。
S1403:根据所述移动方向控制所述对位机构驱动所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位。
本申请实施例提供的对位方法,基于发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与发射线圈的自感存在单调关系,且发射线圈和接收线圈之间的位置偏差与谐振网络的谐振频率存在单调关系,因此,根据发射线圈的自感或者谐振频率均可以实现位置对正。即根据发射线圈的自感或谐振频率均可以找到位置对正的移动方向,控制器控制对位机构驱动发射线圈按照移动方向移动,使发射线圈和接收线圈之间的位置偏差越来越小。本实施例提供的无线充电设备,不必增加线圈矩阵,仅依靠控制器和对位机构便可以实现发射线圈进入可通讯区域,实现发射线圈与接收线圈之间相对位置的粗调,为无线充电做准备。
本实施例提供的对位方法,无论与电子设备利用蓝牙通讯,还是带内通讯,均可以利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位。例如,无线充电设备和电子设备之间利用带内通讯实现交互时,在起Ping区域,只可以利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位,在无法起Ping区域,可以继续利用发射线圈的自感或谐振频率来实现位置对位,也可以利用其它与位置偏差具有单调关系的充电参数实现对位。
方法实施例二:
下面以无线充电设备与电子设备之间通过带内通讯为例,发射线圈至少位于无法起ping区域时,利用发射线圈的自感控制发射线圈进行对位。对于发射线圈位于起ping 区域时,也可以利用发射线圈的自感控制发射线圈进行对位。
即,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:
所述无线充电设备处于无法起ping区域/或处于起ping区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向。
参见图15,该图为本申请实施例提供的另一种对位方法的流程图。
本实施例介绍中心测量法。
对于发射线圈,接收线圈可能位于其周围的任何方向,即360度均有可能。因此,开始时,控制器可以控制对位机构驱动发射线圈以初始位置为中心,初始位置便是发射线圈的当前位置,如果发射线圈为圆盘形状,则以圆盘的中心为初始位置,在中心的周围移动,获得发射线圈移动过程中发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
本实施例提供的对位方法,包括以下步骤:
S1501:获得发射线圈的自感;
根据发射线圈的自感确定发射线圈的移动方向,具体包括:
控制对位机构驱动所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,获得所述发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
中心测量法,可以以初始位置为中心,在中心的周围移动发射线圈,测量发射线圈在不同位置的自感,根据自感的大小确定下一次的移动方向。具体实现过程可以参见设备实施例部分中心测量法的描述,在此不再赘述。
例如,可以以初始位置为圆心,以预设半径为半径的圆周上移动发射线圈。预设半径与对位覆盖的范围有关,当对位覆盖的范围很大时,预设半径可以取值略大一些。当对位覆盖的范围较小时,预设半径可以取值略小一些。
控制对位机构驱动发射线圈以初始位置为中心,在中心的周围移动,具体包括:
S1502:控制对位机构驱动所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动,获得所述发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
S1503:根据发射线圈的自感最大方向控制对位机构驱动发射线圈移动,以使发射线圈与接收线圈对位。
本实施例提供的方法,为了缩短对位的时间,可以采取有限数量的采样点位置对应的自感,例如在初始位置的周围进行移动,各个采样点与初始位置的距离可以相等例如正方形的顶点,初始位置为正方形的中心点,另外在以初始位置为圆心的圆周上获取采样点也可以。另外,也可以各个采样点与初始位置的距离不相等,随机在初始位置周期取一些采样点均可以。
方法实施例三:
以上实施例介绍的是中心测量法来控制发射线圈移动,下面介绍一种可以较快确定移动方向的方式,仅检测三个采样点对应的发射线圈的自感便可以确定移动方向,然后按照同样的方式逐次迭代,便可以控制发射线圈进入可通讯区域。触发每次迭代的条件可以是当检测到发射线圈的自感减小时,则需要重新确定移动方向。
下面介绍根据三角形测量法来控制发射线圈移动。三角形可以为普通直角三角形,也可以为等腰三角形,等边三角形等,本实施例中不做具体限定。
参见图16,该图为本申请实施例提供又一种对位方法的流程图。
S1601:获得发射线圈的自感。
根据发射线圈的自感确定发射线圈的移动方向,具体包括:
控制所述对位机构驱动所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,所述起点、所述第一点和所述第二点形成三角形,根据所述第一点和所述第二点分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
所述起点为直角三角形的两条直角边的共同顶点,所述第一点和所述第二点分别为所述两条直角边的另两个顶点。
即,S1602:控制所述对位机构驱动所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,起点、第一点和第二点形成直角三角形,起点为直角顶点,根据第一点和第二点分别对应的发射线圈的自感确定移动方向。
S1603:根据所述移动方向控制发射线圈移动,以使发射线圈与接收线圈对位。
因为直角三角形时,可以保证在采样点较少的情况下,以最快速度确定移动方向。
由于直角三角形中各个锐角对应的各种三角函数便于计算,因此,利用直角三角形来确定移动方向比较便利。而且以直角三角形来寻找移动方向,可以较快地确定移动方向。
以上实施例中介绍的仅是示意性说明发射线圈的移动方向,具体如何控制发射线圈的移动,可以包括多种实现方式,本实施例中不做具体限定,只要根据发射线圈的自感逐渐增大的趋势,位置偏差就随之减小,便可以将发射线圈移入可通讯区域。
方法实施例四:
下面介绍发射线圈与接收线圈对位的一种完整实现方式。
参见图17,该图为本申请实施例提供的再一种对位方法的流程图。
S1701:无线充电设备定时检测是否与电子设备通讯成功,当通讯成功时,执行S1702,反之执行S1703。
当通讯成功时,说明发射线圈进入可通讯区域。当通讯未成功时,说明发射线圈还未移动入可通讯区域,还位于不可通讯区域。
无线充电设备的控制器可以通过检测是否收到电子设备发送的数据包,在未收到数据包且所述发射线圈的自感大于预设阈值时,判断所述无线充电设备与所述电子设备处于无法起ping区域,即发射线圈处于不可通讯区域。执行不可通讯区域的对位步骤S1703。
当通讯上时,可以根据很多充电参数来确定移动方向,在所述无线充电设备与所述电子设备处于起ping区域时,由充电参数确定移动方向,控制所述对位机构驱动所述发射线圈移动,直至所述发射线圈与所述电子设备中的接收线圈对正;
所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调变化,不同的充电参数单调变化可能不同,有的充电参数沿着移动方向单调增大,有的充电参数沿着移动方向单调减小。
沿着由所述充电参数确定的移动方向单调增大的充电参数,包括以下至少一项:
发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与所述接收线圈之间的互感、发射线圈与接收线圈之间的耦合系数、发射线圈与辅助线圈之间的互感、发射线圈与辅助线圈之间的耦合系数和电子设备中辅助线圈的开路电压;
沿着由充电参数确定的移动方向单调减小的充电参数,包括以下至少一项:
发射线圈的电流和逆变电路的输入电压。
下面以发射线圈在不可通讯区域时,根据电子设备中整流电路的输出电压Vrect来控制发射线圈移动为例进行介绍。当然也可以根据其他充电参数控制发射线圈在不可通讯区域的移动。
S1702:无线充电设备检测发射线圈的当前位置和当前位置周围分别对应的Vrect,根据所述Vrect确定下一步的移动方向。
需要说明的是,当前位置对应一个Vrect,当前位置的周围需要至少两侧两个不同位置的Vrect,才可以确定下一步的移动方向。即下一步的移动方向是,沿着Vrect增大的方向。
当在不可通讯区域时,可以按照方法实施例一至方法实施例三任意一个实施例介绍的方式来控制发射线圈移入可通讯区域。当然,在可通讯区域,也可以按照方法实施例一至方法实施例三任意一个实施例介绍的方式来控制发射线圈进行对位,直至发射线圈和接收线圈之间的位置对正。
S1703:无线充电设备检测当前位置和当前位置周围分别对应的发射线圈的自感,根据发射线圈的自感确定下一步的移动方向。如果无线充电设备判断与电子设备通讯成功,则执行可通讯区域的S1705;反之执行S1704;
S1704:沿着发射线圈的自感增大的方向移动发射线圈,并持续判断是否与电子设备通讯成功,如果通讯成功,则执行可通讯区域的S1705。
S1705:沿着Vrect增大的方向移动。
由于在可通讯区域,已经属于对位的精调过程,因此,每次移动的距离可以比不可通讯区域时每次移动的距离小,例如,在不可通讯区域属于粗调阶段,每次移动5mm,在可通讯区域属于精调阶段,每次移动1mm。以上仅是为了方便理解,以实际数值举例说明,实际实现时,可以选择其他数值来控制发射线圈每次移动的位移。
S1706:整流电路的输出电压Vrect最大的位置即为发射线圈与接收线圈对正的位置。
需要说明的是,本申请以上实施例提供的对位方法,在对位移动的过程中,有可能有些移动的过程是越移动距离接收线圈的中心越远,但是这仅是移动过程中出现的正常现象,因为逐次迭代,最终可以使发射线圈与接收线圈的位置对正。
本实施例中,在不可通讯区域,无线充电设备根据发射线圈的自感控制发射线圈进行对位,在可通讯区域,无线充电设备可以根据继续根据发射线圈的自感控制发射线圈进行对位。当然,在不可通讯区域,也可以利用其它与位置偏差成单调关系的充电参数来控制发射线圈进行对位。例如,在可通讯区域,可以采用Vbus、Icoil、充电频率或Vrect对发射线圈进行对位。
基于以上实施例提供的一种无线充电设备及对位方法,本申请实施例提供一种无线充电系统,下面结合附图进行详细介绍。
参见图18,该图为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
本申请实施例提供的无线充电系统,包括以上实施例介绍的无线充电设备30,还包括电子设备20;
电子设备20包括:接收线圈和整流电路。电子设备的结构可以参见图13所示。
无线充电设备30,用于给电子设备20进行无线充电。
本申请实施例提供的无线充电系统,由于无线充电设备可以自动实现发射线圈的对位,无论发射线圈处于可通讯区域还是不可通讯区域,均可以实现自动对位。并且无线充电设备不需要增加硬件设备,例如矩阵线圈,因此该无线充电设备不会产生额外的干扰信号,也不会增大设备的体积。当发射线圈与接收线圈之间的位置对正时,可以开始进行功率传输,无线充电设备开始为电子设备进行无线充电,由于发射线圈和接收线圈之间的位置对正,在无线充电时可以提高无线充电的效率。由于无线充电设备可以实现自动对位,因此,对于电子设备的要求降低,即用户将电子设备放置在无线充电设备上进行充电时,用户稍微放偏电子设备的位置时,发射线圈自动移动进行对正,扩大了无线充电系统的自由度,提高了用户使用电子设备的体验。
基于以上实施例提供的一种无线充电设备、方法及系统,本申请实施例还提供一种无线充电底座,用于为电子设备进行无线充电,例如电子设备为手机或穿戴设备。当电子设备为手机时,无线充电底座为手机充电时,无线充电底座水平放置在桌面上,手机水平放置在无线充电底座上即可,由于无线充电底座内设置发射线圈,手机中设置接收线圈,因此,发射线圈和接收线圈之间通过电磁场耦合,实现能量的传递,完成为手机的无线充电。
本实施例提供的无线充电底座,用于为电子设备进行无线充电,包括:电源接口、谐振网络、逆变电路、控制器、发射线圈底盘、对准导轨;
继续参见图1,其中无线充电底座为02,无线充电底座02的电源接口与适配器40连接,适配器40将市电转换为直流电提供给无线充电底座02。
电源接口,用于连接适配器传输的直流电;
适配器用于将交流市电转换为直流电,提供给电源接口,例如将市电交流220V转换为直流电。
谐振网络包括谐振电容和发射线圈;
发射线圈底盘,用于放置所述发射线圈;
逆变电路的输入端用于连接所述电源接口,逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
控制器,用于根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈底盘在所述对准导轨上移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
本实施例提供的无线充电底座,可以根据发射线圈的自感或谐振网络的谐振频率确定移动方向,然后控制发射线圈沿着移动方向移动,从而使发射线圈的自感随着移动方向增大,而谐振频率随着移动方向减小,以使发射线圈和接收线圈实现对位。由于该无线充电底座可以自动控制发射线圈移动,实现与手机等具有无线充电功能的电子设备中的接收线圈实现对位,因此,扩大了与电子设备无线充电的自由度,降低了对于用户放置手机准确度的要求,提高了用户体验。
参见图19,该图为本申请实施例提供的一种对位结构的示意图。
本申请实施例不具体限定对位机构的具体实现形式,下面介绍一种简单可行的实现方式。
对准导轨至少包括:在所述水平面的投影相互垂直的第一导轨A和第二导轨B;还包括:电驱动部件;电驱动部件可以驱动发射线圈沿着第一导轨A和第二导轨B来回移动。
本申请实施例不具体限定电驱动部件的具体实现方式,所述电驱动部件可以包括一个或者多个如马达等电机驱动元件,例如所述电驱动部件可以利用马达来实现,具体所述电驱动部件可以包括第一马达M1和第二马达M2;
需要说明的是,第一导轨A、第二导轨B、第一马达M1、第二马达M2和线圈托盘T均设置在底座D上。底座D用于支撑以上的各个器件。
第一马达M1,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨A运动;
第二马达M2,用于驱动所述发射线圈沿着所述第二导轨B运动;
第一导轨A可以对应水平面的竖直方向,第二导轨B可以对应水平面的水平方面。即第一导轨A可以沿着水平方向来回移动,第二导轨B可以沿着竖直方向来回移动。
控制器(图中未示出)用于控制所述第一马达M1和所述第二马达M2,以使所述发射线圈底盘沿着移动方向移动。控制器可以控制M1和M2的转动方向实现A和B 的来回移动,而且可以控制M1和M2的转动角度控制发射线圈的具体位移。
一种可行的实现方式,如图1所示,无线充电底座为圆盘形,发射线圈也可以为圆盘形。当然,无线充电底座可以为其他形状,发射线圈也可以为其他形状。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于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:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B 可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a 和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (24)

1.一种无线充电设备,其特征在于,所述无线充电设备用于为电子设备进行无线充电,包括:谐振网络、逆变电路和控制器;
所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;
所述逆变电路的输入端用于连接直流电源,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
所述控制器,用于根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小;所述控制器,具体用于在所述无线充电设备至少处于不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向。
2.根据权利要求1所述的无线充电设备,其特征在于,还包括:对位机构;
所述控制器,具体用于根据所述发射线圈的移动方向控制所述对位机构驱动所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
3.根据权利要求2所述的无线充电设备,其特征在于,所述对位机构至少包括:电驱动部件、第一导轨和第二导轨;
所述第一导轨和所述第二导轨相互垂直;
所述电驱动部件,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨和所述第二导轨运动;
所述控制器用于控制所述电驱动部件,以使所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,具体用于控制所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,获得所述发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
5.根据权利要求4所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,具体用于控制所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动,获得所述发射线圈在所述圆周上移动过程中所述发射线圈的自感最大方向。
6.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,具体用于控制所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,所述起点、所述第一点和所述第二点形成三角形,根据所述第一点和所述第二点分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
7.根据权利要求6所述的无线充电设备,其特征在于,所述起点为直角三角形的两条直角边的共同顶点,所述第一点和所述第二点分别为所述两条直角边的另两个顶点。
8.根据权利要求7所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,用于在所述不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述移动方向;还用于在所述无线充电设备与所述电子设备处于可通讯区域时,由充电参数确定所述移动方向;
所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调变化。
9.根据权利要求8所述的无线充电设备,其特征在于,所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向的移动单调增大的包括以下至少一项:
所述发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、所述发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与接收线圈之间的互感、所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数、所述发射线圈与辅助线圈之间的互感、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的耦合系数和所述电子设备中辅助线圈的开路电压;
所述充电参数随着所述移动方向的移动单调减小的包括以下至少一项:
所述发射线圈的电流和所述逆变电路的输入电压。
10.根据权利要求1所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,还用于在未收到所述电子设备发送的数据包,且所述发射线圈的自感大于预设阈值时,判断所述无线充电设备与所述电子设备处于不可通讯区域。
11.根据权利要求1所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制器,还用于根据所述谐振网络的谐振频率和所述谐振网络的谐振电容获得所述发射线圈的自感。
12.一种无线充电的对位方法,其特征在于,应用于无线充电设备,所述无线充电设备包括:谐振网络、逆变电路和控制器;所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;所述逆变电路的输入端用于连接直流电源,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
该包括:
获得所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率;
根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向;具体包括:
所述无线充电设备至少处于不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向;
根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈移动,以使所述无线充电设备与电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,根据所述发射线圈的自感确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:
控制所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,获得所述发射线圈移动过程中所述发射线圈的自感最大方向,所述发射线圈的自感最大方向为所述移动方向。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述控制所述发射线圈以初始位置为中心,在所述中心的周围移动,具体包括:
控制所述发射线圈以初始位置为中心,在预设半径的圆周上移动。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述根据所述发射线圈的自感确定所述发射线圈的移动方向,具体包括:
控制所述发射线圈以初始位置为起点,在所述起点周围分别移动至第一点和第二点,所述起点、所述第一点和所述第二点形成三角形,根据所述第一点和所述第二点分别对应的所述发射线圈的自感确定所述移动方向。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述起点为直角三角形的两条直角边的共同顶点,所述第一点和所述第二点分别为所述两条直角边的另两个顶点。
17.根据权利要求12-16任一项所述的方法,其特征在于,在所述不可通讯区域时,根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述移动方向;
还包括:
在所述无线充电设备与所述电子设备处于可通讯区域时,由充电参数确定所述移动方向;
所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调变化。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调增大的包括以下至少一项:
所述发射线圈的自感、充电频率、充电效率、所述电子设备中整流电路的输出电压、所述发射线圈的自感与所述发射线圈的交流阻抗的乘积、所述发射线圈与接收线圈之间的互感、所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数、所述发射线圈与辅助线圈之间的互感、所述发射线圈与所述辅助线圈之间的耦合系数和所述电子设备中辅助线圈的开路电压;
所述充电参数沿着由所述充电参数确定的移动方向呈现单调减小的包括以下至少一项:
所述发射线圈的电流和所述逆变电路的输入电压。
19.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,还包括:在未收到所述电子设备发送的数据包,且所述发射线圈的自感大于预设阈值时,判断所述无线充电设备与所述电子设备处于不可通讯区域。
20.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,还包括:根据所述谐振网络的谐振频率和所述谐振网络的谐振电容获得所述发射线圈的自感。
21.一种无线充电系统,其特征在于,包括权利要求1-11任一项所述的无线充电设备,还包括电子设备;
所述电子设备包括:接收线圈和整流电路;
所述无线充电设备,用于给所述电子设备进行无线充电。
22.一种无线充电底座,其特征在于,用于为电子设备进行无线充电,包括:电源接口、谐振网络、逆变电路、控制器、发射线圈底盘、对准导轨;
所述电源接口,用于连接适配器传输的直流电;
所述谐振网络包括谐振电容和发射线圈;
所述发射线圈底盘,用于放置所述发射线圈;
所述逆变电路的输入端用于连接所述电源接口,所述逆变电路的输出端用于连接所述谐振网络;
所述控制器,用于根据所述发射线圈的自感或所述谐振网络的谐振频率确定所述发射线圈的移动方向,根据所述发射线圈的移动方向控制所述发射线圈底盘在所述对准导轨上移动,以使无线充电设备与所述电子设备进行对位;所述发射线圈的自感沿着所述发射线圈的移动方向增大,所述谐振频率沿着所述发射线圈的移动方向减小。
23.根据权利要求22所述的无线充电底座,其特征在于,所述对准导轨至少包括:在水平面的投影相互垂直的第一导轨和第二导轨;还包括:电驱动部件;
所述电驱动部件,用于驱动所述发射线圈沿着所述第一导轨和所述第二导轨运动;
所述控制器用于控制所述电驱动部件,以使所述发射线圈沿着所述移动方向移动。
24.根据权利要求22或23所述的无线充电底座,其特征在于,所述无线充电底座为圆盘形,所述发射线圈为圆盘形。
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