CN115882093A - 一种可无线充电的电池及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种可无线充电的电池及其充电方法，电池包括：电池本体、无线功率接收器以及电源管理芯片；其中，当利用无线充电设备为所述电池充电时，所述无线充电线圈向所述第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片对所述电池进行无线充电。本公开提供的电池可以节省制作空间、充电方式较为简单、且可重复利用，节约了资源。

Description

一种可无线充电的电池及其充电方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种可无线充电的电池及其充电方法。

背景技术

随着电池技术的发展，通常会将纽扣电池应用于电子产品(例如TWS耳机)中来为电子产品提供电能。以及，还需要对纽扣电池进行充电以确保其电量充足。

相关技术中，纽扣电池的充电方式为：通过外部供电电路与纽扣电池的正负极相接进行有线充电，充电方式较为复杂，且较为单一。

发明内容

本申请提供一种可无线充电的电池及其充电方法，以提出一种可无线充电的电池。

本申请第一方面实施例提出一种可无线充电的电池，包括：

电池本体，所述电池本体包括作为所述电池的负极的壳体以及顶盖正极，所述壳体具有一开口，所述顶盖正极封装所述开口；所述壳体内部设置有无线充电线圈，所述无线充电线圈包括负极和正极耳，所述无线充电线圈的负极连接所述壳体，所述无线充电线圈的正极耳延伸出所述壳体；

无线功率接收器，所述无线功率接收器的第一AC端口与所述壳体连接、第二AC端口与所述正极耳连接；

电源管理芯片，所述电源管理芯片的输入端与所述无线功率接收器的输出端OUT连接，所述电源管理芯片的输出端与所述顶盖正极连接；

其中，当利用无线充电设备为所述电池充电时，所述无线充电线圈向所述第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片对所述电池进行无线充电。

本申请第二方面实施例提出一种可无线充电的电池的充电方法，包括：

当利用无线充电设备为所述电池充电时，所述无线充电线圈向所述第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片对所述电池进行无线充电。

本申请第三方面实施例提出的一种计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如上第二方面所述的方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

综上所述，本申请提出的可无线充电的电池及其充电方法中，可无线充电的电池包括电池本体、无线功率接收器和电源管理芯片，该电池本体中还设置有无线充电线圈。以及，当利用无线充电设备为电池充电时，电池本地中无线充电线圈会向无线功率接收器输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。则本公开实施例中的电池的充电方式较为简单。

以及，本公开实施例中，还可以将可无线充电的电池应用在其他电子产品(例如耳机)上，以使得电子产品也具备无线充电能力，则提高了电子产品充电的便利性。并且，采用“将可无线充电的电池应用在电子产品来为电子产品进行充电”的这一方式时，可以无需在电子产品中再制作充电模块，从而可以节省制作空间。

此外，本公开实施例提供的可无限电池还可重复利用，节约了资源。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例提供的可无线充电的电池的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种电池本体的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种电池本体的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种可充电的电池的实体图；

图5为根据本申请一个实施例提供的可无线充电的电池的充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请提出的可无线充电的电池及其充电方法中，可无线充电的电池包括电池本体、无线功率接收器和电源管理芯片，该电池本体中还设置有无线充电线圈。以及，当利用无线充电设备为电池充电时，电池本地中无线充电线圈会向无线功率接收器输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。则本公开实施例中的电池的充电方式较为简单。

以及，本公开实施例中，还可以将可无线充电的电池应用在其他电子产品(例如耳机)上，以使得电子产品也具备无线充电能力，则提高了电子产品充电的便利性。并且，采用“将可无线充电的电池应用在电子产品来为电子产品进行充电”的这一方式时，可以无需在电子产品中再制作充电模块，从而可以节省制作空间。

此外，本公开实施例提供的可无限电池还可重复利用，节约了资源。

下面参考附图描述本申请实施例的可无线充电的电池及其充电方法。

实施例一

图1为根据本申请一个实施例提供的一种可无线充电的电池的结构示意图，如图1所示，该电池可以包括：

电池本体，电池本体包括作为电池的负极的壳体(例如可以钢壳)以及顶盖正极，壳体具有一开口，顶盖正极封装该开口；壳体内部设置有无线充电线圈(图1中未示出)，无线充电线圈包括负极和正极耳，无线充电线圈的负极连接壳体，无线充电线圈的正极耳延伸出壳体。

无线功率接收器，无线功率接收器的第一AC端口(即图中的AC1端口)与壳体连接、第二AC端口(即图中的AC2端口)与正极耳连接。

电源管理芯片，电源管理芯片的输入端与无线功率接收器的输出端OUT连接，电源管理芯片的输出端与顶盖正极连接。

其中，当利用无线充电设备为电池充电时，无线充电线圈向第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。

综上所述，本实施例提供的可无线充电的电池中包括电池本体、无线功率接收器和电源管理芯片，该电池本体中还设置有无线充电线圈。以及，当利用无线充电设备为电池充电时，电池本地中无线充电线圈会向无线功率接收器输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。则本公开实施例中的电池的充电方式较为简单。

以及，本公开实施例中，还可以将可无线充电的电池应用在其他电子产品(例如耳机)上，以使得电子产品也具备无线充电能力，则提高了电子产品充电的便利性。并且，采用“将可无线充电的电池应用在电子产品来为电子产品进行充电”的这一方式时，可以无需在电子产品中再制作充电模块，从而可以节省制作空间。

此外，本公开实施例提供的可无限电池还可重复利用，节约了资源。

以下对上述可无线充电的电池的各个器件进行详细介绍。

其中，设置于壳体内的无线充电线圈可以位于壳体中的不同位置。以及，图2为本公开实施例提供的一种电池本体的结构示意图，图3为本公开实施例提供的另一种电池本体的结构示意图。在图2所示的电池本体中，无线充电线圈可以设置在壳体的底部(即图2中的底部无线充)。在图3所示的电池本体中，无线充电线圈可以在壳体内侧壁上呈螺纹上升状设置(即图3中的环绕无线充)。

其中，在本公开的一个实施例之中，当利用无线充电设备为电池充电时，无线充电线圈会输出交变电流至第一AC端口和第二AC端口，以使得无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。

以及，在本公开的实施例中，无线充电设备可以包括无线功率发射器(如图1所示)。具体的，利用无线功率发射器为电池进行充电时，可以将该电池放置于无线功率发射器上，则无线功率发射器会产生变化的磁场，磁场穿过壳体中的无线充电线圈并产生交变电流输出至第一AC端口和第二AC端口，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。

进一步地，参考图2和图3所示，上述电池本体还可以包括绝缘引线、电芯以及绝缘体，以及参考上述图1所示，电池本体的负极还会接地。

再进一步地，参考上述图1所示，无线功率接收器还包括TS端口，TS端口通过一NTC电阻接地，其中，该NTC电阻用于对无线充电时电池的温度进行实时监控。以及，无线功率接收器还包括Vo_REG端口，Vo_REG端口与无线功率接收器的输出端OUT之间连接第一电阻R1，Vo_REG端口还通过第二电阻R2接地。其中，第一电阻R1和第二电阻R2可以用于调整无线功率接收器的输出端OUT所输出的直流电压Vout的大小。此外，无线功率接收器还包括IUM端口，该IUM端口通过第三电阻R3接地。以及，无线功率接收器还通过GND端口接地。上述无线功率接收器中的OUT端口还通过第二电容器C2接地。

以及，参考上述图1所示，本公开提供的电池还包括开路电路，其中，开路电路的第一输入端连接无线功率接收器的AD端口，开路电路的第二输入端连接无线功率接收器的AD-EN端口，开路电路的输出端连接电源管理芯片的输入端。以及，无线功率接收器的AD端口还连接一适配器端口，以用于外部充电设备通过该适配器端口对电池进行有线充电。

具体的，在本公开的实施例中，开路电路可以包括第一PMOS管Q3和第二PMOS管Q4，其中，第一PMOS管Q3的栅极、第二PMOS管Q4的栅极连接无线功率接收器的AD-EN端口，第一PMOS管Q3的漏级连接适配器端口，第一PMOS管Q3的源级连接第二PMOS管Q4的源级，第二PMOS管Q4的漏级连接无线功率接收器的输出端OUT。

以及在本公开的一个实施例之中，上述无线功率接收器用于：

将通过第一AC端口和第二AC端口接收到的交变电流进行整流并通过输出端OUT向电源管理芯片输出稳定的直流电压Vout，以便使得电源管理芯片根据该直流电压Vout对电池进行无线充电；以及，当检测到适配器端口的电压高于预设值(也即是检测到有外部充电设备通过适配器端口对该电池进行有线充电)时，控制第一AC端口和第二AC端口进入高阻态，以停止无线充电，并通过AD-EN端口输出第一开启电压至开路电路导通开路电路，以通过开路电路和电源管理芯片对电池进行有线充电。

其中，上述的第一开启电压可以为低电平，以及，当AD端口输出低电平时，第一PMOS管Q3和第二PMOS管Q4均导通，则此时与适配器端口连接的外部充电设备可以通过该开路电路和电源管理芯片连接至电池本体的顶盖正极，以为电池进行有线充电。

以及，参考上述图1所示，本公开实施例中的电源管理芯片还包括：控制芯片SC、第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2；控制芯片SC的输出端分别连接至第一NMOS管Q1的栅极和第二NMOS管Q2的栅极；第一NMOS管Q1的漏级连接至无线功率接收器的输出端OUT，第一NMOS管Q1的源级连接第二NMOS管Q2的源级，第二NMOS管Q2的漏级连接电源管理芯片的输出端。

其中，在本公开的实施例中，电源管理芯片可以用于：对无线功率接收器输出的稳定的直流电压Vout进行变换，以向电池本体的顶盖正极输出恒流恒压，为电池进行充电。

具体的，电源管理芯片中的控制芯片可以用于向第一NMOS管的栅极输出第二开启电压、向第二NMOS管的栅极输出第三开启电压，以控制第一NMOS管和第二NMOS管的开启频率，从而使得电源管理芯片实现恒流恒压的输出。

需要说明的是，该电源管理芯片还可以用于检测其输出的恒流恒压的大小，以防止电池过充起火。

以及，参考图1所示，在本公开的实施例中，电源管理芯片还包括GND端口接地。以及，电源管理芯片的输出端中还通过第一电容器C1与地相连。

此外，在本公开的实施例中，电源管理芯片的输出端还连接至负载，则当未对该电池进行充电时，电池可以通过无线功率接收器和电源管理芯片向负载放电。

以下对本公开实施例中电池的无线充电过程、有线充电过程以及放电过程的原理进行介绍。

无线充电过程：将电池放置于无线功率发射器上，该无限功率发射器产生变化的磁场，磁场穿过电池内部的无线充电线圈产生交变电流，该交变电流通过第一AC端口和第二AC端口输出至无线功率接收器，无线功率接收器将接收到的交变电流进行整流并通过输出端OUT向电源管理芯片输出稳定的直流电压Vout，电源管理芯片对直流电压Vout进行变换，向电池本体的顶盖正极输出恒流恒压，为电池进行无线充电。

有线充电过程：当无线功率接收器中的AD端口检测到适配器端口的电压高于预设值时，说明外部充电设备连接至该适配器端口，此时，可以控制第一AC端口和第二AC端口进入高阻态以停止无线充电，并通过AD-EN端口输出第一开启电压(即低电压)，以开启第一PMOS管Q3和第二PMOS管Q4，导通开路电路，由此外部充电设备即可通过开路电路和电源管理芯片连接至向电池本体的顶盖正极，以为电池进行有线充电。

放电过程：电池通过无线功率接收器和电源管理芯片向直接向与电源管理芯片连接的负载放电。

此外，需要说明的是，在本公开的实施例中，图4为本公开实施例提供的一种可充电的电池的实体图。如图4所示，可以将无线功率接收器、电源管理芯片以及开路电路集成于一PCB电路板上并封装到电池本体的顶部，提高了电池的实用性和整体美观性。

综上所述，本申请提出的可无线充电的电池中，可无线充电的电池包括电池本体、无线功率接收器和电源管理芯片，该电池本体中还设置有无线充电线圈。以及，当利用无线充电设备为电池充电时，电池本地中无线充电线圈会向无线功率接收器输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。则本公开实施例中的电池的充电方式较为简单。

以及，本公开实施例中，还可以将可无线充电的电池应用在其他电子产品(例如耳机)上，以使得电子产品也具备无线充电能力，则提高了电子产品充电的便利性。并且，采用“将可无线充电的电池应用在电子产品来为电子产品进行充电”的这一方式时，可以无需在电子产品中再制作充电模块，从而可以节省制作空间。

此外，本公开实施例提供的可无限电池还可重复利用，节约了资源。

实施例二

图5为根据本申请一种可无线充电的电池的充电方法的流程示意图，如图5所示，可以包括：

步骤501、当利用无线充电设备为电池充电时，无线充电线圈向第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。

其中，在本公开的实施例中，可无线充电的电池的充电方法还包括：

当检测到适配器端口的电压高于预设值时，控制第一AC端口和第二AC端口进入高阻态，并通过AD-EN端口输出第一开启电压导通开路电路，以通过开路电路和电源管理芯片对电池进行有线充电。

以及，在本公开的实施例中，可无线充电的电池的放电方法还包括：

当检测到第一AC端口和第二AC端口未接收到交变电流，且适配器端口的电压低于预设值时，通过无线功率接收器和电源管理芯片向与电源管理芯片连接的负载放电。

其中，关于可无线充电的电池的详细介绍可以参考上述实施例中的相关介绍，本公开实施例在此不做赘述。

综上所述，本申请提出的可无线充电的电池及其充电方法中，可无线充电的电池包括电池本体、无线功率接收器和电源管理芯片，该电池本体中还设置有无线充电线圈。以及，当利用无线充电设备为电池充电时，电池本地中无线充电线圈会向无线功率接收器输出交变电流，以通过无线功率接收器和电源管理芯片对电池进行无线充电。则本公开实施例中的电池的充电方式较为简单。

以及，本公开实施例中，还可以将可无线充电的电池应用在其他电子产品(例如耳机)上，以使得电子产品也具备无线充电能力，则提高了电子产品充电的便利性。并且，采用“将可无线充电的电池应用在电子产品来为电子产品进行充电”的这一方式时，可以无需在电子产品中再制作充电模块，从而可以节省制作空间。

此外，本公开实施例提供的可无限电池还可重复利用，节约了资源。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机存储介质。

本公开实施例提供的计算机存储介质，存储有可执行程序；所述可执行程序被处理器执行后，能够实现如图1至图4或图5任一所示的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种可无线充电的电池，其特征在于，所述电池包括：

电池本体，所述电池本体包括作为所述电池的负极的壳体以及顶盖正极，所述壳体具有一开口，所述顶盖正极封装所述开口；所述壳体内部设置有无线充电线圈，所述无线充电线圈包括负极和正极耳，所述无线充电线圈的负极连接所述壳体，所述无线充电线圈的正极耳延伸出所述壳体；

无线功率接收器，所述无线功率接收器的第一AC端口与所述壳体连接、第二AC端口与所述正极耳连接；

电源管理芯片，所述电源管理芯片的输入端与所述无线功率接收器的输出端OUT连接，所述电源管理芯片的输出端与所述顶盖正极连接；

其中，当利用无线充电设备为所述电池充电时，所述无线充电线圈向所述第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片对所述电池进行无线充电。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述无线功率接收器用于：将通过所述第一AC端口和第二AC端口接收到的交变电流进行整流并通过所述输出端OUT向所述电源管理芯片输出稳定的直流电压Vout；

所述电源管理芯片用于：对所述直流电压Vout进行变换，向所述电池本体的顶盖正极输出恒流恒压，为所述电池进行充电。

3.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

开路电路，所述开路电路的第一输入端连接所述无线功率接收器的AD端口，所述开路电路的第二输入端连接所述无线功率接收器的AD-EN端口，所述开路电路的输出端连接所述电源管理芯片的输入端；

以及，所述无线功率接收器的AD端口还连接一适配器端口；

所述无线功率接收器还用于：当检测到所述适配器端口的电压高于预设值时，控制所述第一AC端口和所述第二AC端口进入高阻态，并通过所述AD-EN端口输出第一开启电压导通所述开路电路，以通过所述开路电路和所述电源管理芯片对所述电池进行有线充电。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述开路电路包括第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极连接所述无线功率接收器的AD-EN端口，所述第一PMOS管的漏级连接所述适配器端口，所述第一PMOS管的源级连接所述第二PMOS管的源级，所述第二PMOS管的漏级连接所述无线功率接收器的输出端OUT。

5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述无线功率接收器还包括TS端口，所述TS端口通过一NTC电阻接地。

6.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述无线功率接收器还包括Vo_REG端口，所述Vo_REG端口与所述无线功率接收器的输出端OUT之间连接第一电阻，所述Vo_REG端口还通过第二电阻接地；

其中，所述第一电阻和所述第二电阻用于调整所述无线功率接收器的输出端OUT所输出的直流电压Vout的大小。

7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电源管理芯片包括：控制芯片、第一NMOS管和第二NMOS管；

所述控制芯片的输出端分别连接至所述第一NMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极；

所述第一NMOS管的漏级连接至所述无线功率接收器的输出端OUT，所述第一NMOS管的源级连接所述第二NMOS管的源级，所述第二NMOS管的漏级连接连接所述电源管理芯片的输出端；

所述控制芯片用于向所述第一NMOS管的栅极输出第二开启电压、向所述第二NMOS管的栅极输出第三开启电压，以控制所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的开启频率，使得所述电源管理芯片实现恒流恒压的输出。

8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电源管理芯片的输出端还连接至一负载。

9.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述无线充电设备包括无线功率发射器。

10.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述无线功率接收器和所述电源管理芯片集成于一PCB电路板上，所述PCB电路板封装于所述电池本体的顶部。

11.一种如权利要求1-10任一所述的可无线充电的电池的充电方法，其特征在于，所述方法，包括：

当利用无线充电设备为所述电池充电时，所述无线充电线圈向所述第一AC端口和第二AC端口输出交变电流，以通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片对所述电池进行无线充电。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述适配器端口的电压高于预设值时，控制所述第一AC端口和所述第二AC端口进入高阻态，并通过所述AD-EN端口输出第一开启电压导通所述开路电路，以通过所述开路电路和所述电源管理芯片对所述电池进行有线充电。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述第一AC端口和第二AC端口未接收到交变电流，且所述适配器端口的电压低于预设值时，通过所述无线功率接收器和所述电源管理芯片向与所述电源管理芯片连接的负载放电。

14.一种计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现权利要求11至13任一项所述的电池。

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