CN113659737A - 无线充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线充电装置及方法，所述装置包括太阳能供电模块，用于为无线充电装置供电；以及发射模块，与太阳能供电模块连接，发射模块用于接收移动终端发送的无线充电请求信息；发射模块包括天线，天线具有基底层，基底层的材质为预设基材；发射模块基于无线充电请求信息和天线，向移动终端发送无线能量波，为移动终端进行无线充电；预设基材的介电常数小于等于第一预设阈值，介电损耗因子小于等于第二预设阈值；第一预设阈值大于1，第二预设阈值的取值区间为0～0.02；本申请不仅实现远距离无线充电，降低充电底座和移动终端之间距离对无线充电的局限性，而且具有较高的充电效率。

Description

无线充电装置及方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体地说，涉及一种无线充电装置及方法。

背景技术

随着移动终端的广泛使用，无线充电技术成为移动终端进行充电的一种重要形式。无线充电技术是指完全不借助电线，利用电磁波为移动终端进行充电的技术。

现有技术中，存在这样一种解决方案：在充电底座和移动终端的内部分别设置有线圈，进行无线充电时，需要将移动终端放置于充电底座上。当充电底座中的电流流过线圈时，会产生电磁场，当移动终端内部设置的线圈靠近产生的电磁场时会在移动终端内部产生电流，从而利用电流和电磁场之间的转换对移动终端进行无线充电。但这种充电方式对充电底座和移动终端之间的距离局限性比较大，通常要求上述距离在5cm以内。

还存在一种解决方案：利用电磁谐振进行无线充电，也即充电底座和移动终端谐振的频率达到相同，这种方式可以实现20cm至30cm距离的无线充电，所以同样对充电底座和移动终端之间的距离局限性较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无线充电装置及方法，不仅实现远距离无线充电，降低充电底座和移动终端之间距离对无线充电的局限性，而且具有较大的充电效率。

根据本发明的一个方面，提供一种无线充电装置，包括：

太阳能供电模块，用于为所述无线充电装置供电；以及

发射模块，与所述太阳能供电模块连接，所述发射模块用于接收移动终端发送的无线充电请求信息；所述发射模块包括天线，所述天线具有基底层，所述基底层的材质为预设基材；

所述发射模块基于所述无线充电请求信息和所述天线，向所述移动终端发送无线能量波，为所述移动终端进行无线充电；

所述预设基材的介电常数小于等于第一预设阈值，介电损耗因子小于等于第二预设阈值；所述第一预设阈值大于1，所述第二预设阈值的取值区间为0～0.02。

可选地，所述预设基材为氟树脂。

可选地，所述天线设于玻璃窗户上，所述玻璃窗户包括第一玻璃板和窗户边框，所述窗户边框环绕所述第一玻璃板设置；所述氟树脂的透光率大于等于第三预设阈值，且所述天线装配于所述第一玻璃板中。

可选地，所述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池设于所述玻璃窗户的第一玻璃板中。

可选地，所述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池设于所述玻璃窗户的第一玻璃板中；所述发射模块还包括无线充电发射器，所述无线充电发射器设于所述窗户边框中。

可选地，所述太阳能供电模块包括两第二玻璃板、位于所述第二玻璃板之间的两层玻璃中间膜以及位于所述玻璃中间膜之间的碲化镉薄膜。

可选地，所述第二玻璃板包括：

玻璃基片；

隔离层，位于所述玻璃基片的靠近所述玻璃中间膜一侧；以及

导电膜层，位于所述隔离层靠近所述碲化镉薄膜的一侧。

可选地，所述天线和所述导电膜层同层设置。

可选地，所述发射模块还用于获取所述移动终端的状态；当所述移动终端处于使用状态时，所述发射模块以第一预设功率对所述移动终端进行无线充电；当所述移动终端处于非使用状态时，所述发射模块以第二预设功率对所述移动终端进行无线充电；所述第一预设功率小于所述第二预设功率。

可选地，所述无线充电装置还包括储电模块和电源管理器，所述电源管理器分别与所述太阳能供电模块和所述发射模块连接，所述储电模块与所述电源管理器连接；

所述太阳能供电模块在检测到光照强度大于第四预设阈值时，进行发电并将电能储存在所述储电模块中。

可选地，所述无线充电装置还包括障碍物检测模块，所述障碍物检测模块分别与所述太阳能供电模块和所述发射模块连接；所述障碍物检测模块用于检测所述发射模块和所述移动终端之间的充电通路上是否存在障碍物，若是则向所述发射模块发送停止充电请求信息；所述发射模块依据所述停止充电请求信息停止向所述移动终端无线充电；待所述障碍物检测模块未检测到障碍物时，所述发射模块继续向所述移动终端进行充电。

可选地，所述无线充电装置还包括定位模块，所述定位模块用于确定所述移动终端的位置信息，并依据所述位置信息调整所述发射模块的位置。

根据本发明的另一个方面，提供一种无线充电方法，采用上述任一无线充电装置进行充电，所述方法包括以下步骤：

发射模块接收移动终端发送的无线充电请求信息；

所述发射模块基于所述无线充电请求信息和所述天线，向所述移动终端发送无线能量波，实现为所述移动终端进行无线充电。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

本发明提供的无线充电装置及方法通过采用介电常数小于等于第一预设阈值，以及介电损耗因子小于等于第二预设阈值的预设基材作为发射模块中天线的材质，实现了在降低充电底座和移动终端之间的距离对无线充电的局限性的同时，利于提高远距离无线充电场景下的充电功率；并且，本申请利用太阳能电池作为电源，具有良好的绿色环保效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例公开的一种无线充电装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中玻璃窗户的结构示意图；

图3为本发明一实施例中太阳能供电模块的结构示意图；

图4为本发明另一实施例公开的无线充电装置的结构示意图。

附图标记

太阳能供电模块-101，发射模块-102，移动终端-103，第一玻璃板-104，窗户边框-105，第二玻璃板-106，玻璃中间膜-107，碲化镉薄膜-108，储电模块-109，电源管理器-110。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1所示，本发明公开了一种无线充电装置。该装置包括太阳能供电模块以及发射模块。太阳能供电模块用于为上述无线充电装置供电。上述太阳能供电模块与上述发射模块电连接。上述发射模块与移动终端建立连接，用于接收移动终端发送的无线充电请求信息。上述发射模块包括天线，且上述天线具有基底层。上述发射模块基于上述无线充电请求信息和上述天线，向上述移动终端发送无线能量波，实现为上述移动终端进行无线充电。

具体实施时，上述天线可以在基底层的两侧分别设置第一保护层和第二保护层。第一保护层用于对天线起到绝缘的效果。第二保护层用于对天线起到结构支撑的效果。上述基底层的材质为预设基材。本实施例中，上述预设基材为氟树脂。在其他实施例中，上述预设基材也可以为液晶高分子材料(Liquid Crystal Polymer，LCP)。

本申请对上述第一保护层和上述第二保护层的材质均不作限定。在一优选实施例中，上述第一保护层和上述第二保护层的材质可以为氟树脂，这样有利于提升天线的透明度。

本申请中，上述预设基材的介电常数小于等于第一预设阈值，介电损耗因子小于等于第二预设阈值。上述第一预设阈值大于1，上述第二预设阈值的取值区间为0～0.02。因此，本申请中的天线基底层的介电常数较低和介电损耗因子较低，有利于提高无线充电的充电效率。这样就实现了距离可以达到数米甚至十米以上的无线远距离充电，比如距离范围为1m至10m的无线充电；同时利于提高远距离无线充电场景下的充电功率。在一优选实施例中，上述第一预设阈值的取值区间可以为2.8～3.3，第二预设阈值的取值区间可以为0～0.003。

本实施例中，上述第一预设阈值可以为3，第二预设阈值可以为0.002。本申请对此不作限制。

在本申请的另一实施例中，在上述实施例的基础上，发射模块中的天线设于上述玻璃窗户上。上述玻璃窗户包括第一玻璃板和窗户边框。上述窗户边框环绕上述第一玻璃板设置。本实施例中，上述氟树脂的透光率大于等于第三预设阈值，且上述天线装配于上述第一玻璃板中。由于氟树脂的透光度较高，所以可以实现上述天线的高透光，这样将天线设于第一玻璃板，也不影响第一玻璃板的透光性，同时提高了无线充电装置在室内安装时的空间利用率，减少了占用的空间，利于提升用户体验。

其中，上述第三预设阈值可以为95％。本申请对此不作限制。第一玻璃板的材质可以为现有技术中的玻璃材质，比如为钠钙玻璃。

在本申请的另一实施例中，在上述任一实施例的基础上，上述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，上述薄膜太阳能电池设于上述玻璃窗户的第一玻璃板中。这样一方面有利于提升无线充电装置的绿色环保效果，另一方面也有利于提高无线充电装置在室内安装时的空间利用率，减少了占用的空间，利于提升用户体验。上述薄膜太阳能电池可以为非晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池具有良好的透光性，不影响玻璃窗户的透光性。其厚度可以为2μm，本申请对此不作限制。

如图2所示，在本申请的另一实施例中，在上述任一实施例的基础上，上述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，上述薄膜太阳能电池设于上述玻璃窗户的第一玻璃板中。上述发射模块还包括无线充电发射器，上述无线充电发射器设于上述窗户边框中。或者，上述发射模块还包括除了天线以外的其他模块，可以将除了天线以外的其他模块全部设置在窗户边框中。这样有利于提升在室内安装上述无线充电装置时的空间利用率，减小对室内空间的占用率；具有较好的美观效果。

如图3所示，在本申请的另一实施例中，在上述任一实施例的基础上，上述太阳能供电模块包括两第二玻璃板、位于上述第二玻璃板之间的两层玻璃中间膜以及位于上述玻璃中间膜之间的碲化镉薄膜。也即，上述第二玻璃板、玻璃中间膜以及碲化镉薄膜均设于上述玻璃窗户中。

上述碲化镉薄膜可以实现利用太阳光进行发电，上述玻璃中间膜用于实现防热和防寒，避免外界的水汽对碲化镉薄膜造成影响。具体实施时，该玻璃中间膜可以为PVB(聚乙烯醇缩丁醛)玻璃夹层膜。

在另一实施例中，上述第二玻璃板可以包括玻璃基片、隔离层以及导电膜层。上述隔离层位于上述玻璃基片的靠近上述玻璃中间膜的一侧，导电膜层位于上述隔离层靠近上述碲化镉薄膜的一侧。上述玻璃基片可以采用现有技术中的玻璃材质，比如为钠钙玻璃。上述隔离层用于防止玻璃基片中的金属离子扩散渗透到导电膜层中，影响导电膜层的导电能力。导电膜层用于对碲化镉薄膜生成的电能进行导电。具体实施时，上述隔离层可以为二氧化硅膜，导电膜层可以为ITO(Indium Tin Oxid，氧化铟锡)膜层。本申请对此不作限制。

在另一实施例中，发射模块中的上述天线和太阳能供电模块中第二玻璃板的导电膜层同层设置，这样有利于在天线和导电膜层均设于玻璃窗户的情况下，减薄玻璃窗户的厚度。

在另一实施例中，上述发射模块还用于获取上述移动终端的状态。当上述移动终端处于使用状态时，上述发射模块以第一预设功率对上述移动终端进行无线充电。当上述移动终端处于非使用状态时，上述发射模块以第二预设功率对上述移动终端进行无线充电。上述第一预设功率小于上述第二预设功率。由于手机等移动终端在边使用边充电的状态下容易发热，所以本申请在使用状态下提供更低的充电功率，防止移动终端过度发热，保证了移动终端的安全性，提升了用户体验。

如图4所示，在本申请的另一实施例中，在上述任一实施例的基础上，上述无线充电装置还包括储电模块和电源管理器，上述电源管理器分别与上述太阳能供电模块和上述发射模块连接。上述储电模块与上述电源管理器连接。上述太阳能供电模块在检测到光照强度大于第四预设阈值时，进行发电并将电能储存在上述储电模块中。也即实现了在用户未进行充电时，且具有足够的光照强度的情况下，太阳能供电模块进行发电并储存；具有良好的绿色环保效果。至于上述第四预设阈值的设置，可以参考现有技术进行设置。

在本申请的另一实施例中，上述无线充电装置还包括障碍物检测模块，上述障碍物检测模块分别与上述太阳能供电模块和上述发射模块连接。上述障碍物检测模块用于检测上述发射模块和上述移动终端之间的充电通路上是否存在障碍物，若是则向上述发射模块发送停止充电请求信息。上述发射模块依据上述停止充电请求信息停止向上述移动终端无线充电。待上述障碍物检测模块未检测到障碍物时，上述发射模块继续向上述移动终端进行充电。上述障碍物检测模块可以用于检测人体，实现当在充电通路上检测到人体时，停止充电；这样能够避免用户在无线充电对人体健康影响上的担忧，提升了用户体验。对于障碍物检测模块的技术实现，可参考现有技术实现，本申请不再赘述。比如，可以为图像识别模块，实现对各个障碍物进行图像识别。

在本申请的另一实施例中，上述无线充电装置还包括定位模块，上述定位模块用于确定上述移动终端的位置信息，并依据上述位置信息调整上述发射模块的位置。这样可以使得发射模块对准移动终端充电，有利于提高无线充电的效率。

在本申请的另一实施例中，发射模块可以接收多个移动终端的充电请求，并对多个移动终端同时进行充电，有利于提高多个移动终端使用场景下的无线充电效率。

在本申请的另一实施例中，当移动终端检测到已经充满电时，向发射模块发出停止充电请求，发射模块接收到停止充电请求后，立即停止无线充电；有利于实现节能的良好效果。

本发明实施例还提供一种无线充电方法，采用上述任一实施例公开的无线充电装置进行充电。该方法包括以下步骤：

S110，发射模块接收移动终端发送的无线充电请求信息。

S120，上述发射模块基于上述无线充电请求信息和上述天线，向上述移动终端发送无线能量波，实现为上述移动终端进行无线充电。

其中，无线充电装置的详细结构特征和优势可参照上述实施例的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请中公开的上述所有实施例可以进行自由组合，组合后得到的技术方案也在本申请的保护范围之内。

综上，本发明公开的无线充电装置及方法至少具有如下优势：

本实施例公开的无线充电装置及方法通过采用介电常数小于等于第一预设阈值，以及介电损耗因子小于等于第二预设阈值的预设基材作为发射模块中天线的材质，实现了在降低充电底座和移动终端之间的距离对无线充电的局限性的同时，利于提高远距离无线充电场景下的充电功率；并且，本申请利用太阳能电池作为电源，具有良好的绿色环保效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

太阳能供电模块，用于为所述无线充电装置供电；以及

发射模块，与所述太阳能供电模块连接，所述发射模块用于接收移动终端发送的无线充电请求信息；所述发射模块包括天线，所述天线具有基底层，所述基底层的材质为预设基材；

所述发射模块基于所述无线充电请求信息和所述天线，向所述移动终端发送无线能量波，为所述移动终端进行无线充电；

所述预设基材的介电常数小于等于第一预设阈值，介电损耗因子小于等于第二预设阈值；所述第一预设阈值大于1，所述第二预设阈值的取值区间为0～0.02。

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述预设基材为氟树脂。

3.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述天线设于玻璃窗户上，所述玻璃窗户包括第一玻璃板和窗户边框，所述窗户边框环绕所述第一玻璃板设置；所述氟树脂的透光率大于等于第三预设阈值，且所述天线装配于所述第一玻璃板中。

4.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池设于所述玻璃窗户的第一玻璃板中。

5.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述太阳能供电模块为薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池设于所述玻璃窗户的第一玻璃板中；所述发射模块还包括无线充电发射器，所述无线充电发射器设于所述窗户边框中。

6.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述太阳能供电模块包括两第二玻璃板、位于所述第二玻璃板之间的两层玻璃中间膜以及位于所述玻璃中间膜之间的碲化镉薄膜。

7.如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二玻璃板包括：

玻璃基片；

隔离层，位于所述玻璃基片的靠近所述玻璃中间膜一侧；以及

导电膜层，位于所述隔离层靠近所述碲化镉薄膜的一侧。

8.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述天线和所述导电膜层同层设置。

9.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述发射模块还用于获取所述移动终端的状态；当所述移动终端处于使用状态时，所述发射模块以第一预设功率对所述移动终端进行无线充电；当所述移动终端处于非使用状态时，所述发射模块以第二预设功率对所述移动终端进行无线充电；所述第一预设功率小于所述第二预设功率。

10.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括储电模块和电源管理器，所述电源管理器分别与所述太阳能供电模块和所述发射模块连接，所述储电模块与所述电源管理器连接；

所述太阳能供电模块在检测到光照强度大于第四预设阈值时，进行发电并将电能储存在所述储电模块中。

11.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括障碍物检测模块，所述障碍物检测模块分别与所述太阳能供电模块和所述发射模块连接；所述障碍物检测模块用于检测所述发射模块和所述移动终端之间的充电通路上是否存在障碍物，若是则向所述发射模块发送停止充电请求信息；所述发射模块依据所述停止充电请求信息停止向所述移动终端无线充电；待所述障碍物检测模块未检测到障碍物时，所述发射模块继续向所述移动终端进行充电。

12.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括定位模块，所述定位模块用于确定所述移动终端的位置信息，并依据所述位置信息调整所述发射模块的位置。

13.一种无线充电方法，采用如权利要求1所述的无线充电装置进行充电，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

发射模块接收移动终端发送的无线充电请求信息；

所述发射模块基于所述无线充电请求信息和所述天线，向所述移动终端发送无线能量波，实现为所述移动终端进行无线充电。

Images