CN116345720A - 无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线充电系统。无线充电系统包括发射装置与接收装置。发射装置包括第一控制芯片与第一谐振电路，第一控制芯片包括第一控制单元与开关管，第一谐振电路包括第一线圈。接收装置包括第二控制芯片与第二谐振电路，第二控制芯片包括第二控制单元与开关管，第二谐振电路包括第二线圈。第一控制单元控制开关管的导通与关断，第一线圈产生具有第一谐振频率的第一电流。第一谐振电路工作在谐振状态。第二谐振电路工作在谐振状态，第二线圈具有第一谐振频率的第二电流。第二控制单元控制开关管的导通与关断。通过上述方式，能够在接收线圈能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置，均可实现充电功能。

Description

无线充电系统

技术领域

本申请涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种无线充电系统。

背景技术

随着用电设备对供电质量、安全性、可靠性、方便性、即时性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高，使得接触式电能传输方式越来越不能满足实际需要。继而，研发无线充电等突破性充电技术的需求日益提高。

目前，无线充电系统中实现充电过程主要依靠发射线圈与接收线圈之间的电磁感应。针对该种方式而言，在充电时，若发射线圈和接收线圈之间没有按照预先设置的位置放置，可能会导致无线充电系统中元器件发热严重，甚至被损坏。

发明内容

本申请旨在提供一种无线充电系统，能够在接收线圈能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置，均可实现充电功能。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种无线充电系统，包括：

发射装置与接收装置；

发射装置包括第一控制芯片与第一谐振电路，第一控制芯片包括第一控制单元与至少一个开关管，第一谐振电路包括第一线圈；

第一控制单元通过第一控制芯片中开关管连接至第一谐振电路，第一控制单元用于控制第一控制芯片中开关管的导通与关断，以在第一线圈上产生第一电流；

第一谐振电路工作在谐振状态，以使第一电流具有第一谐振频率，其中，第一谐振频率为第一谐振电路工作在谐振状态时的频率；

接收装置包括第二控制芯片与第二谐振电路，第二控制芯片包括第二控制单元与至少一个开关管，第二谐振电路包括第二线圈；

第二谐振电路工作在谐振状态，且第二线圈感应第一线圈的交变磁场而产生具有第一谐振频率的第二电流，第一谐振频率为第二谐振电路工作在谐振状态时的频率；

第二控制单元通过第二控制芯片中开关管连接至第二谐振电路，且第二控制单元还与负载连接，第二控制单元用于控制第二控制芯片中开关管的导通与关断，以对第二电流整流，并为负载充电。

在一种可选的方式中，第一谐振电路还包括第一电容；

第一电容与第一线圈串联连接，或，第一电容与第一线圈并联连接。

在一种可选的方式中，第一谐振电路还包括第一可调电感；

第一可调电感与第一线圈串联连接，或，第一可调电感与第一线圈并联连接，第一可调电感还与第一控制单元连接；

第一可调电感受控于第一控制单元而调节电感值，以调节第一谐振电路工作在谐振状态。

在一种可选的方式中，第一控制单元还用于：

在以第一方向调节第一可调电感时，

若获取到第一线圈的电流增大，则保持以第一方向调节第一可调电感，直至所述第一线圈的电流达到最大值；

若获取到第一线圈的电流减小，则以第二方向调节第一可调电感，直至所述第一线圈的电流达到最大值，其中，第二方向与第一方向相反。

在一种可选的方式中，第一谐振电路还包括第三线圈、第四线圈、第五线圈与第六线圈；

第三线圈、第四线圈、第五线圈与第六线圈中任意两个之间相切，且相切的各切线相交于第一节点，第一线圈设置于第一节点；

第一线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈与第六线圈并联连接。

在一种可选的方式中，第二谐振电路还包括第二电容；

第二电容与第二线圈串联连接，或，第二电容与第二线圈并联连接。

在一种可选的方式中，第二谐振电路还包括第二可调电感；

第二可调电感与第二线圈串联连接，或，第二可调电感与第二线圈并联连接，第二可调电感还与第二控制单元连接；

第二可调电感受控于第二控制单元而调节电感值，以调节第二谐振电路工作在谐振状态。

在一种可选的方式中，第二控制单元还用于：

在以第三方向调节第二可调电感时，

若获取到第二线圈的电流增大，则保持以第三方向调节第二可调电感，直至所述第二线圈的电流达到最大值；

若获取到第二线圈的电流减小，则以第四方向调节第二可调电感，直至所述第二线圈的电流达到最大值，其中，第四方向与第三方向相反。

在一种可选的方式中，发射装置还包括第一控制器，接收装置还包括第二控制器，第一控制器与第二控制器通讯连接；

第二控制器与第二控制单元通讯连接，第二控制器通过第二控制单元获取输出至负载的电量，并基于负载的电量输出请求信号至第一控制器；

第一控制器与第一控制单元通讯连接，第一控制器用于基于请求信号输出脉宽调制信号，以控制第一控制芯片中开关管的导通与关断。

在一种可选的方式中，第二控制器还用于：

若负载的电量小于或等于第一预设电量，则输出与第一预设电压或第一预设电流对应的请求信号；

若负载的电量大于或等于第二预设电量，则输出与第二预设电压或第二预设电流对应的请求信号，其中，第二预设电量大于第一预设电量，第二预设电压小于第一预设电压，第二预设电流小于第一预设电流；

若负载的电流小于第二预设电量，且大于第一预设电量，则输出与负载的电量呈现负相关关系的请求信号。

在一种可选的方式中，发射装置设置有凸起按钮，其中，凸起按钮用于在被按下时输出唤醒信号至第一控制器；

第一控制器还用于：

在接收到唤醒信号时被唤醒，并输出检测信号至第一控制单元，以使第一控制单元输出具有预设占空比的脉宽调制信号控制第一控制芯片中开关管的导通与关断；

若接收到第二控制器输出的反馈信号，则控制发射装置进入工作状态；

若在预设时长内未接收到第二控制器输出的反馈信号，则控制发射装置进入休眠状态。

在一种可选的方式中，第一控制器还用于：

与第二控制器握手，以与第二控制器进行数据传输，并确定第二控制器的请求，其中，第二控制器的请求包括充电请求或放电请求；

若第二控制器的请求为充电请求，则输出充电请求信号至第一控制单元，以使发射装置通过接收装置为负载充电；

若第二控制器的请求为放电请求，则输出放电请求信号至第一控制单元，以使负载通过接收装置向发射装置放电。

本申请的有益效果是：本申请提供的无线充电系统包括发射装置与接收装置。其中，发射装置包括第一控制芯片与第一谐振电路，第一控制芯片包括第一控制单元与至少一个开关管，第一谐振电路包括第一线圈。接收装置包括第二控制芯片与第二谐振电路，第二控制芯片包括第二控制单元与至少一个开关管，第二谐振电路包括第二线圈。第一控制单元通过第一控制芯片中开关管连接至第一谐振电路，第一控制单元用于控制第一控制芯片中开关管的导通与关断，以在第一线圈上产生第一电流。第一谐振电路工作在谐振状态，以使第一电流具有第一谐振频率，其中，第一谐振频率为第一谐振电路工作在谐振状态时的频率。第二谐振电路工作在谐振状态，且第二线圈感应第一线圈的交变磁场而产生具有第一谐振频率的第二电流，第一谐振频率为第二谐振电路工作在谐振状态时的频率。第二控制单元通过第二控制芯片中开关管连接至第二谐振电路，且第二控制单元还与负载连接，第二控制单元用于控制第二控制芯片中开关管的导通与关断，以对第二电流整流，并为负载充电。通过上述方式，能够实现了第一谐振电路与第二谐振电路以相同的谐振频率谐振，进而可实现在发射装置与接收装置之间的空气中传递电荷，即实现了能量传递的过程。从而，在接收线圈能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置，均能够实现了能量传递，亦即可实现充电功能。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请一实施例提供的无线充电系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的第一谐振电路与第二谐振电路的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的对第一可调电感的电感值进行调节的流程图；

图4为本申请一实施例提供的对第二可调电感的电感值进行调节的流程图；

图5为本申请另一实施例提供的第一谐振电路与第二谐振电路的结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的无线充电系统的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的第一控制器执行的方法步骤的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的无线充电系统100的结构示意图。如图1所示，无线充电系统100包括发射装置10与接收装置20。

其中，发射装置10包括第一控制芯片11与第一谐振电路12，第一控制芯片11包括第一控制单元111与至少一个开关管，第一谐振电路12包括第一线圈L1。第一控制芯片11中至少一个开关管包括第一开关管Q1、第二开关管Q2……第N开关管QN，N为大于等于1的整数。

在一些实施方式中，第一控制芯片11中的至少一个开关管包括四个开关管，这四个开关管组成全桥电路。在全桥电路中，每个开关管为全桥电路的一个桥臂，四个桥臂中的两个桥臂串联，另外两个桥臂串联，上述两个串联桥臂再并联。全桥电路的具体结构为本领域众做周知，这里不再赘述。

第一控制单元111通过第一控制芯片11中开关管连接至第一谐振电路12，第一控制单元111用于控制第一控制芯片11中开关管的导通与关断，以在第一线圈L1上产生第一电流。第一谐振电路12工作在谐振状态，以使第一电流具有第一谐振频率。其中，第一谐振频率为第一谐振电路12工作在谐振状态时的频率。

其中，接收装置20包括第二控制芯片21与第二谐振电路22，第二控制芯片21包括第二控制单元211与至少一个开关管，第二谐振电路22包括第二线圈L2。第二控制芯片21中至少一个开关管也包括第一开关管Q1、第二开关管Q2……第M开关管QM，M为大于等于1的整数。并且，M与N可以相同，也可以不同。

同样地，在一实施方式中，第一控制芯片11中的至少一个开关管也可以组成全桥电路。

第二谐振电路22工作在谐振状态，且第二线圈L2感应第一线圈L1的交变磁场而产生具有第一谐振频率的第二电流，第一谐振频率为第二谐振电路22工作在谐振状态时的频率。第二控制单元211通过第二控制芯片21中开关管连接至第二谐振电路22，且第二控制单元211还与负载200连接，第二控制单元211用于控制第二控制芯片21中开关管的导通与关断，以对第二电流整流，并为负载200充电。

在实际应用中，当发射装置10与接收装置20之间需要实现充电功能时，首先，第一控制单元111以预先设置的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号控制第一控制芯片11中的开关管导通与关断。继而，第一线圈L1上产生第一电流。同时，第一谐振电路12开始工作，并工作在谐振状态，即第一谐振电路12中的各元器件谐振。此时，第一电流的频率为第一谐振频率。由于第一线圈L1上存在第一电流，则第一线圈L1产生交变磁场。

继而，第二线圈L2基于第一线圈L1产生的交变磁场也感应出交变磁场，第二线圈L2上产生第二电流。并且，第二谐振电路22也工作在谐振状态，并使第二电流的频率也为第一谐振频率。在该种情况下，可实现在发射装置10与接收装置20之间的空气中传递电荷，以实现了能量传递的过程。之后，第二控制单元211以预先设置的PWM信号控制第二控制芯片21中的开关管的导通与关断，以对第二电流整流后为负载200充电。至此，实现了充电的过程。

在相关技术中，在充电时，发射线圈和接收线圈之间没有按照预先设置的位置放置(比如发射线圈和接收线圈之间的中点需要对准，且发射线圈所在平面和接收线圈所在平面平行)，操作较为麻烦。其次，若发射线圈和接收线圈之间没有按照预先设置的位置放置，可能会导致无线充电系统100中元器件发热严重，甚至被损坏。

而在本申请的实施例中，只要接收线圈在能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置，均能够实现了能量传递，亦即可实现充电功能。一方面，操作方便，实用性更强；另一方面，导致无线充电系统100重元器件发热严重以及被损坏的风险较低。此外，当接收装置20与发射装置10设置在设备上时，还能够实现多个设备同时充电。

在一实施例中，如图2所示，第一谐振电路12还包括第一电容C1。

其中，第一电容C1与第一线圈L1串联连接。

需要说明的是，图2中示例性示出了第一电容C1与第一线圈L1串联的一种结构。而在其他的实施例中，第一电容C1也可以与第一线圈L1并联连接。

在一实际中，请继续参照图2，第一谐振电路12还包括第一可调电感LA1。

其中，第一可调电感LA1与第一线圈L1串联连接，第一可调电感LA1还与第一控制单元111连接。

具体地，第一可调电感LA1为电感值可以调节的电感。第一可调电感LA1受控于第一控制单元111而调节电感值，以调节第一谐振电路12工作在谐振状态。换言之，第一控制单元111能够调节第一可调电感LA1的电感值，以使第一谐振电感工作在谐振状态。继而，在不同的应用场景下，能够自动调节第一可调电感LA1的电感值，以保持第一谐振电路12工作在谐振状态，实用性较高。其中，在第一谐振电路12工作在谐振状态时，第一电容C1、第一可调电感LA1与第一线圈L1谐振。

需要说明的是，图2中示例性示出了第一可调电感LA1与第一线圈L1串联的一种结构。而在其他的实施例中，第一可调电感LA1也可以与第一线圈L1并联连接。

请参照图3，图3示例性示出了对第一可调电感LA1的电感值的调节过程。如图3所示，该调节过程包括如下步骤：

步骤31：在以第一方向调节第一可调电感时，若获取到第一线圈的电流增大，则保持以第一方向调节第一可调电感，直至第一线圈的电流达到最大值。

步骤32：在以第一方向调节第一可调电感时，若获取到第一线圈的电流减小，则以第二方向调节第一可调电感，直至第一线圈的电流达到最大值。

其中，第二方向与第一方向相反。第一方向与第二方向为第一可调电感电感值增大或减小的方向。例如，在一实施例中，第一方向为第一可调电感增大的方向，第二方向为第一可调电感减小的方向。

具体地，当第一谐振电路12处于谐振状态时，第一线圈L1的电流应为最大值。以第一方向为第一可调电感LA1增大的方向，第二方向为第一可调电感LA1减小的方向为例。在以第一方向调节第一可调电感LA1时，即在控制第一可调电感LA1的电感值增大时，若第一线圈L1的电流增大，可确定此时的实际频率趋向于第一谐振电路12的谐振频率，调节方向正确，则应保持以第一方向调节第一可调电感LA1，以控制第一可调电感LA1的电感值继续增大。反之，若第一线圈L1的电流减小，可确定此时的实际频率远离第一谐振电路12的谐振频率，调节方向错误，应往相反方向调节，即以第二方向调节第一可调电感LA1，以控制第一可调电感LA1的电感值减小，以使实际频率趋向于第一谐振电路12的谐振频率。

以第一方向为第一可调电感LA1减小的方向，第二方向为第一可调电感LA1增大的方向为例。在以第一方向调节第一可调电感LA1时，即在控制第一可调电感LA1的电感值减小时，若第一线圈L1的电流增大，可确定此时的实际频率趋向于第一谐振电路12的谐振频率，调节方向正确，则应保持以第一方向调节第一可调电感LA1，以控制第一可调电感LA1的电感值继续减小。反之，若第一线圈L1的电流减小，可确定此时的实际频率远离第一谐振电路12的谐振频率，调节方向错误，应往相反方向调节，即以第二方向调节第一可调电感LA1，以控制第一可调电感LA1的电感值增大，以使实际频率趋向于第一谐振电路12的谐振频率。

直至第一线圈L1的电流达到最大值，就不再调节第一可调电感LA1。其中，第一线圈L1的电流达到最大值可包括如下几种情况中的一种：第一线圈L1的电流保持不变，或者，第一线圈L1的电流从增加变为减小，或者，第一线圈L1的电流从减小变为增大。此时，可确定第一谐振电路12处于谐振状态。

在另一实施例中，请返回参照图2，第二谐振电路22还包括第二电容C2。

其中，第二电容C2与第二线圈L2串联连接。

需要说明的是，图2中示例性示出了第二电容C2与第二线圈L2串联的一种结构。而在其他的实施例中，第二电容C2也可以与第二线圈L2并联连接。

在一实际中，请继续参照图2，第二谐振电路22还包括第二可调电感LA2。

其中，第二可调电感LA2与第二线圈L2串联连接，第二可调电感LA2还与第二控制单元211连接。

具体地，第二可调电感LA2为电感值可以调节的电感。第二可调电感LA2受控于第二控制单元211而调节电感值，以调节第二谐振电路22工作在谐振状态。换言之，第二控制单元211能够调节第二可调电感LA2的电感值，以使第二谐振电感工作在谐振状态。继而，在不同的应用场景下，能够自动调节第二可调电感LA2的电感值，以保持第二谐振电路22工作在谐振状态，实用性较高。其中，在第二谐振电路22工作在谐振状态时，第二电容C2、第二可调电感LA2与第二线圈L2谐振。

需要说明的是，图2中示例性示出了第二可调电感LA2与第二线圈L2串联的一种结构。而在其他的实施例中，第二可调电感LA2也可以与第二线圈L2并联连接。

请参照图4，图4示例性示出了对第二可调电感LA2的电感值的调节过程。如图2所示，该调节过程包括如下步骤：

步骤41：在以第三方向调节第二可调电感时，若获取到第二线圈的电流增大，则保持以第三方向调节第二可调电感，直至第二线圈的电流达到最大值。

步骤42：在以第三方向调节第二可调电感时，若获取到第二线圈的电流减小，则以第四方向调节第二可调电感，直至第二线圈的电流达到最大值。

其中，第四方向与第三方向相反。第三方向与第四方向为第一可调电感电感值增大或减小的方向。例如，在一实施例中，第三方向为第一可调电感增大的方向，第四方向为第一可调电感减小的方向。

具体地，当第二谐振电路22处于谐振状态时，第二线圈L2的电流应为最大值。以第三方向为第二可调电感LA2增大的方向，第四方向为第二可调电感LA2减小的方向为例。在以第三方向调节第二可调电感LA2时，即在控制第二可调电感LA2的电感值增大时，若第二线圈L2的电流增大，可确定此时的实际频率趋向于第二谐振电路22的谐振频率，调节方向正确，则应保持以第三方向调节第二可调电感LA2，以控制第二可调电感LA2的电感值继续增大。反之，若第二线圈L2的电流减小，可确定此时的实际频率远离第二谐振电路22的谐振频率，调节方向错误，应往相反方向调节，即以第四方向调节第二可调电感LA2，以控制第二可调电感LA2的电感值减小，以使实际频率趋向于第二谐振电路22的谐振频率。

以第三方向为第二可调电感LA2减小的方向，第四方向为第二可调电感LA2增大的方向为例。在以第三方向调节第二可调电感LA2时，即在控制第二可调电感LA2的电感值减小时，若第二线圈L2的电流增大，可确定此时的实际频率趋向于第二谐振电路22的谐振频率，调节方向正确，则应保持以第三方向调节第二可调电感LA2，以控制第二可调电感LA2的电感值继续减小。反之，若第二线圈L2的电流减小，可确定此时的实际频率远离第二谐振电路22的谐振频率，调节方向错误，应往相反方向调节，即以第四方向调节第二可调电感LA2，以控制第二可调电感LA2的电感值增大，以使实际频率趋向于第二谐振电路22的谐振频率。

直至第二线圈L2的电流达到最大值，就不再调节第二可调电感LA2。其中，第二线圈L2的电流达到最大值可包括如下几种情况中的一种：第二线圈L2的电流保持不变，或者，第二线圈L2的电流从增加变为减小，或者，第二线圈L2的电流从减小变为增大。此时，可确定第二谐振电路22处于谐振状态。

在一实施例中，如图5中的a部分所示，第一谐振电路12还包括第三线圈L3、第四线圈L4、第五线圈L5与第六线圈L6.

其中，第三线圈L3、第四线圈L4、第五线圈L5与第六线圈L6中任意两个之间相切，且相切的各切线相交于第一节点P1，第一线圈L1设置于第一节点P1。其中，在该实施例中，相切的切线包括第一切线S1与第二切线S2。

具体地，第一线圈L1、第三线圈L3、第四线圈L4、第五线圈L5与第六线圈L6并联连接。亦即，第一线圈L1的第一端、第三线圈L3的第一端、第四线圈L4的第一端、第五线圈L5的第一端与第六线圈L6的第一端连接在一起；第一线圈L1的第二端、第三线圈L3的第二端、第四线圈L4的第二端、第五线圈L5的第二端与第六线圈L6的第二端连接在一起。

在相关技术中，由于发射线圈和接收线圈之间需要按照预先设置的位置放置，所以发射线圈和接收线圈通常只可设置为一个线圈。若增加线圈，这部分增加的线圈很可能导致发射线圈和接收线圈之间无法按照预先设置的位置放置，从而导致发热严重，甚至损坏无线充电系统100中的元器件。

而在本申请的实施例中，在接收线圈能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置均可实现充电功能。所以，即使增加了多个线圈，均不会导致线圈发热或损坏元器件的异常出现。并且，通过增加第三线圈L3、第四线圈L4、第五线圈L5与第六线圈L6，能够增加增加发射功率。

其中，在该实施例中，第一线圈L1为共振线圈，第三线圈L3、第四线圈L4、第五线圈L5与第六线圈L6只起到传输能量的用。换言之，在第一谐振电路12处于谐振状态时，第一线圈L1、第一电容C1与第一可调电感LA1谐振。

在另一实施例中，请继续参照图5。如图5中的b部分所示，第一谐振电路12还包括第七线圈L7、第八线圈L8、第九线圈L9与第十线圈L10。

第七线圈L7、第八线圈L8、第九线圈L9与第十线圈L10中任意两个之间相切，且相切的各切线相交于第二节点P2，第二线圈L2设置于第二节点P2。其中，在该实施例中，相切的切线包括第三切线S3与第四切线S4。

具体地，第二线圈L2、第七线圈L7、第八线圈L8、第九线圈L9与第十线圈L10并联连接。亦即，第二线圈L2的第一端、第七线圈L7的第一端、第八线圈L8的第一端、第九线圈L9的第一端与第十线圈L10的第一端连接在一起；第二线圈L2的第二端、第七线圈L7的第二端、第八线圈L8的第二端、第九线圈L9的第二端与第十线圈L10的第二端连接在一起。

同样地，在该实施例中，在接收线圈能够接收到发射线圈发射信号的范围内，发射线圈和接收线圈之间以任意位置放置均可实现充电功能。所以，即使增加了多个线圈，均不会导致线圈发热或损坏元器件的异常出现。并且，通过增加第七线圈L7、第八线圈L8、第九线圈L9与第十线圈L10，能够增加增加接收功率。

其中，在该实施例中，第二线圈L2为共振线圈，第七线圈L7、第八线圈L8、第九线圈L9与第十线圈L10只起到传输能量的用。换言之，在第二谐振电路22处于谐振状态时，第二线圈L2、第二电容C2与第二可调电感LA2谐振。

在一实施例中，如图6所示，发射装置10还包括第一控制器13，接收装置20还包括第二控制器23。其中，第一控制器13与第二控制器23通讯连接。第二控制器23与第二控制单元211通讯连接。第一控制器13与第一控制单元111通讯连接。

其中，在一些实施方式中，第二控制器23与第二控制单元211通过I2C总线通讯，或通过UART串口通讯。在另一些实施方式中，第一控制器13与第一控制单元111通过I2C总线通讯，或通过UART串口通讯。

具体地，第二控制器23通过第二控制单元211获取输出至负载200的电量，并基于负载200的电量输出请求信号至第一控制器13。第一控制器13用于基于请求信号输出脉宽调制信号，以控制第一控制芯片11中开关管的导通与关断。

在该实施例中，在为负载200充电时，第二控制单元211能够获取到负载200的电量，并传输至第二控制器23。继而，第二控制器23基于负载200的电量确定所需的充电电流或电压，并基于所需的充电电流或电压输出请求信号至第一控制器13。其中，请求信号用于请求所需的充电电流或电压。

之后，第一控制器13基于请求信号输出对应的脉宽调制信号控制第一控制芯片11中开关管的导通与关断，以使第一线圈L1与第二线圈L2上均产生电流。第二线圈L2上的电流或电压即为所需的充电电流或电压。第二线圈L2上的电流或电压经过第二控制芯片21的整流、滤波、稳压与直流电压变换等处理过后，为负载200充电。

其中，在一实施方式中，直流电压变换可通过DC-DC转换器实现。其中，DC-DC转换器用于将其输入的电压通过电路的转换和变换，输出所需的电压。DC-DC变换器可以实现升压、降压、反相等功能，主要由开关管、电感、电容等元器件组成。

在一实施例中，第二控制器23基于负载200的电量输出请求信号至第一控制器13的具体实现过程可包括如下步骤(该步骤也由第二控制器23实现)：若负载200的电量小于或等于第一预设电量，则输出与第一预设电压或第一预设电流对应的请求信号。若负载200的电量大于或等于第二预设电量，则输出与第二预设电压或第二预设电流对应的请求信号，其中，第二预设电量大于第一预设电量，第二预设电压小于第一预设电压，第二预设电流小于第一预设电流。若负载200的电量小于第二预设电量，且大于第一预设电量，则输出与负载200的电量呈现负相关关系的请求信号。

其中，第一预设电量为预先设置的电量值。第一预设电压与第二预设电压均为预先设置的电压值。第一预设电流与第二预设电流均为预先设置的电流值。第一预设电量、第一预设电压、第二预设电压、第一预设电流与第二预设电流均可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制。

在该实施例中，负载200的电量小于或等于第一预设电量可确定此时负载200的电量较小，可输出较大的电压或电流为负载200充电，以提高充电效率。

负载200的电量大于或等于第二预设电量可确定此时负载200的电量较大，应输出较小的电压或电流为负载200充电，以防止出现过充，有利于对负载200起到保护作用。

负载200的电量小于第二预设电量，且大于第一预设电量可确定负载200的电量处于正常范围内，可输出与负载200的电量呈现负相关关系的请求信号，即随着负载200的电量的增加逐渐减小充电的电压或电流。例如，在一些实施方式中，设置一与负载200的电量呈现负相关关系的充电系数，该充电系数与一恒定的充电电流或电压的乘积作为实际的充电电流或电压。继而，在充电时，随着负载200的电量的增加，充电次数逐渐减小直至为0。在该实施例中，采用了闭环的控制方式，有利于提高控制输出电流或电压的精度。

在一实施例中，发射装置10设置有凸起按钮。其中，凸起按钮用于在被按下时输出唤醒信号至第一控制器13。

第一控制器13还用于：在接收到唤醒信号时被唤醒，并输出检测信号至第一控制单元111，以使第一控制单元111输出具有预设占空比的脉宽调制信号控制第一控制芯片11中开关管的导通与关断。若接收到第二控制器23输出的反馈信号，则控制发射装置10进入工作状态；若在预设时长内未接收到第二控制器23输出的反馈信号，则控制发射装置10进入休眠状态。

在实际应用中，当有接收装置20放置在发射装置10上而使凸起按钮被按下，或用户按下凸起按钮时，凸起按钮导通。在一实施例中，可将凸起按钮连接在地与第一控制器13之间，继而，在凸起按钮被按下而导通时，可将低电平信号输入至第一控制器13，以唤醒第一控制器13。之后，第一控制器13输出检测信号至第一控制单元111，第一控制单元111输出具有预设占空比的脉宽调制信号控制第一控制芯片11中开关管的导通与关断，以在第一线圈L1上产生对应的电流。

若是接收装置20放置在发射装置10上而使凸起按钮被按下，则第二线圈L2能够感应第一线圈L1的交变磁场而产生电流。第二控制单元211获取该电流，并通过数据传输告知第二控制器23，以使第二控制器23确定第二线圈L2已产生电流。则第二控制器23输出反馈信号至第一控制器13。第一控制器13接收到该反馈信号后，确定有接收装置20放置在发射装置10上。发射装置10可进入工作状态，即可执行充电或放电操作。

若并非是接收装置20放置在发射装置10上而使凸起按钮被按下，而是用户按下凸起按钮，则不存在第二控制器23输出反馈信号。第一控制器13未接收到该反馈信号。并且第一控制器13在预设时长内均未接收到反馈信号，则确定没有接收装置20放置在发射装置10上。发射装置10可进入休眠状态，即发射装置10处于低功耗模式，以节省功耗。在休眠状态下，若要使发射装置10进入工作状态，需要先唤醒发射装置10，否则发射装置10无法执行任何操作。

在一实施例中，在发射装置10处于工作状态时，亦即发射装置10确定有接收装置20在附近，即接收装置20处于能够接收到发射装置10所发射信号的范围，此时，第一控制器13还能够执行以下方法步骤：与第二控制器23握手，以与第二控制器23进行数据传输，并确定第二控制器23的请求，其中，第二控制器23的请求包括充电请求或放电请求。若第二控制器23的请求为充电请求，则输出充电请求信号至第一控制单元111，以使发射装置10通过接收装置20为负载200充电。若第二控制器23的请求为放电请求，则输出放电请求信号至第一控制单元111，以使负载200通过接收装置20向发射装置10放电。

具体地，若第二控制器23的请求为充电请求，则输出充电请求信号至第一控制单元111。第一控制单元111控制第一控制芯片11中的开关管导通与关断，以在第一线圈L1上产生电流。第二线圈L2感应第一线圈L1的交变磁场而产生电流。第二线圈L2的电流被第二控制芯片21中的开关管整流后为负载200充电。从而，实现了发射装置10通过接收装置20为负载200充电的过程。

若第二控制器23的请求为放电请求，则输出放电请求信号至第一控制单元111。第二控制单元211控制第二控制芯片21中的开关管导通与关断，以在第二线圈L2上产生电流。第一线圈L1感应第二线圈L2的交变磁场而产生电流。第一线圈L1的电流被第一控制芯片11中的开关管整流后为接收装置20中的储能元件充电。从而，实现了负载200通过接收装置20向发射装置10放电的过程。例如，在一实施方式中，发射装置10设置于充电宝中，接收装置20设置于手机中。当手机的电量较多，且充电宝的电量较少时，可通过手机的电量为充电宝充电。继而，可通过该充电宝为其他低电量的手机充电，有利于提高实用性。

请参照图7，图7为本申请实施例提供的第一控制器执行的方法步骤的流程图。如图7所示，该第一控制器执行的方法包括如下步骤：首先，第一控制器保持着休眠状态。并实时判断是否接收到唤醒信号。若未接收到唤醒信号，则第一控制器保持休眠状态。若接收到唤醒信号，则输出检测信号至第一控制单元，以使第一控制单元输出具有预设占空比的脉宽调制信号控制第一控制芯片中开关管的导通与关断。然后，判断是否在预设时长内结合到反馈信号。若在预设时长内一直未接收到反馈信号，则确定没有接收装置放置在发射装置上，第一控制器可进入休眠状态，即发射装置可进入休眠状态。若在预设时长内接收到反馈信号，则确定有接收装置放置在发射装置上，亦即只要能过接收到反馈信号，就确定有接收装置放置在发射装置上。之后，第一控制器与第二控制器握手，第一控制器与第二控制器进行数据传输。第一控制器可确定第二控制器的请求是充电请求还是放电请求。

其中，若是充电请求，则输出充电请求信号至第一控制单元。第一控制单元控制第一控制芯片中的开关管导通与关断，以在第一线圈上产生电流。第二线圈感应第一线圈的交变磁场而产生电流。第二线圈的电流被第二控制芯片中的开关管整流后为负载充电。从而，实现了发射装置通过接收装置为负载充电的过程。在负载充电结束时，比如负载的电量已充电至其上限电量，第一控制器再次进入休眠状态。

若是放电请求，则输出放电请求信号至第一控制单元。第二控制单元控制第二控制芯片中的开关管导通与关断，以在第二线圈上产生电流。第一线圈感应第二线圈的交变磁场而产生电流。第一线圈的电流被第一控制芯片中的开关管整流后为接收装置中的储能元件充电。从而，实现了负载通过接收装置向发射装置放电的过程。在负载放电结束时，比如负载的电量放电至其下限电量，第一控制器再次进入休眠状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种无线充电系统，其特征在于，包括：

发射装置与接收装置；

所述发射装置包括第一控制芯片与第一谐振电路，所述第一控制芯片包括第一控制单元与至少一个开关管，所述第一谐振电路包括第一线圈；

所述第一控制单元通过所述第一控制芯片中开关管连接至所述第一谐振电路，所述第一控制单元用于控制所述第一控制芯片中开关管的导通与关断，以在所述第一线圈上产生第一电流；

所述第一谐振电路工作在谐振状态，以使所述第一电流具有第一谐振频率，其中，所述第一谐振频率为所述第一谐振电路工作在谐振状态时的频率；

所述接收装置包括第二控制芯片与第二谐振电路，所述第二控制芯片包括第二控制单元与至少一个开关管，所述第二谐振电路包括第二线圈；

所述第二谐振电路工作在谐振状态，且所述第二线圈感应所述第一线圈的交变磁场而产生具有所述第一谐振频率的第二电流，所述第一谐振频率为所述第二谐振电路工作在谐振状态时的频率；

所述第二控制单元通过所述第二控制芯片中开关管连接至所述第二谐振电路，且所述第二控制单元还与负载连接，所述第二控制单元用于控制所述第二控制芯片中开关管的导通与关断，以对所述第二电流整流，并为所述负载充电。

2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一谐振电路还包括第一电容；

所述第一电容与所述第一线圈串联连接，或，所述第一电容与所述第一线圈并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一谐振电路还包括第一可调电感；

所述第一可调电感与所述第一线圈串联连接，或，所述第一可调电感与所述第一线圈并联连接，所述第一可调电感还与所述第一控制单元连接；

所述第一可调电感受控于所述第一控制单元而调节电感值，以调节所述第一谐振电路工作在谐振状态。

4.根据权利要求3所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一控制单元还用于：

在以第一方向调节所述第一可调电感时，

若获取到所述第一线圈的电流增大，则保持以所述第一方向调节所述第一可调电感，直至所述第一线圈的电流达到最大值；

若获取到所述第一线圈的电流减小，则以第二方向调节所述第一可调电感，直至所述第一线圈的电流达到最大值，其中，所述第二方向与所述第一方向相反。

5.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一谐振电路还包括第三线圈、第四线圈、第五线圈与第六线圈；

所述第三线圈、所述第四线圈、所述第五线圈与所述第六线圈中任意两个之间相切，且相切的各切线相交于第一节点，所述第一线圈设置于所述第一节点；

所述第一线圈、所述第三线圈、所述第四线圈、所述第五线圈与所述第六线圈并联连接。

6.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二谐振电路还包括第二电容；

所述第二电容与所述第二线圈串联连接，或，所述第二电容与所述第二线圈并联连接。

7.根据权利要求1或6所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二谐振电路还包括第二可调电感；

所述第二可调电感与所述第二线圈串联连接，或，所述第二可调电感与所述第二线圈并联连接，所述第二可调电感还与所述第二控制单元连接；

所述第二可调电感受控于所述第二控制单元而调节电感值，以调节所述第二谐振电路工作在谐振状态。

8.根据权利要求7所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二控制单元还用于：

在以第三方向调节所述第二可调电感时，

若获取到所述第二线圈的电流增大，则保持以所述第三方向调节所述第二可调电感，直至所述第二线圈的电流达到最大值；

若获取到所述第二线圈的电流减小，则以第四方向调节所述第二可调电感，直至所述第二线圈的电流达到最大值，其中，所述第四方向与所述第三方向相反。

9.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一谐振电路还包括第七线圈、第八线圈、第九线圈与第十线圈；

所述第七线圈、所述第八线圈、所述第九线圈与所述第十线圈中任意两个之间相切，且相切的各切线相交于第二节点，所述第二线圈设置于所述第二节点；

所述第二线圈、所述第七线圈、所述第八线圈、所述第九线圈与所述第十线圈并联连接。

10.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述发射装置还包括第一控制器，所述接收装置还包括第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器通讯连接；

所述第二控制器与所述第二控制单元通讯连接，所述第二控制器通过所述第二控制单元获取输出至所述负载的电量，并基于所述负载的电量输出请求信号至所述第一控制器；

所述第一控制器与所述第一控制单元通讯连接，所述第一控制器用于基于所述请求信号输出脉宽调制信号，以控制所述第一控制芯片中开关管的导通与关断。

11.根据权利要求10所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二控制器还用于：

若所述负载的电量小于或等于第一预设电量，则输出与第一预设电压或第一预设电流对应的请求信号；

若所述负载的电量大于或等于第二预设电量，则输出与第二预设电压或所述第二预设电流对应的请求信号，其中，所述第二预设电量大于所述第一预设电量，所述第二预设电压小于所述第一预设电压，所述第二预设电流小于所述第一预设电流；

若所述负载的电量小于所述第二预设电量，且大于所述第一预设电量，则输出与所述负载的电量呈现负相关关系的请求信号。

12.根据权利要求10所述的无线充电系统，其特征在于，所述发射装置设置有凸起按钮，其中，所述凸起按钮用于在被按下时输出唤醒信号至所述第一控制器；

所述第一控制器还用于：

在接收到所述唤醒信号时被唤醒，并输出检测信号至所述第一控制单元，以使所述第一控制单元输出具有预设占空比的脉宽调制信号控制所述第一控制芯片中开关管的导通与关断；

若接收到所述第二控制器输出的反馈信号，则控制所述发射装置进入工作状态；

若在预设时长内未接收到所述第二控制器输出的反馈信号，则控制所述发射装置进入休眠状态。

13.根据权利要求12所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一控制器还用于：

与所述第二控制器握手，以与所述第二控制器进行数据传输，并确定所述第二控制器的请求，其中，所述第二控制器的请求包括充电请求或放电请求；

若所述第二控制器的请求为充电请求，则输出充电请求信号至所述第一控制单元，以使所述发射装置通过所述接收装置为所述负载充电；

若所述第二控制器的请求为放电请求，则输出放电请求信号至所述第一控制单元，以使所述负载通过所述接收装置向所述发射装置放电。

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