CN205265270U - 一种红外充电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种红外充电系统，包括若干个红外充电装置和待充电装置，通过红外线配对建立连接，为待充电装置进行充电；所述待充电装置和所述红外充电装置建立配对连接；待充电装置接收红外信号并将所述红外信号转换为电能进行存储。本实用新型的红外充电系统解决了现有的无线充电器充电距离不理想的问题，达到了提高无线充电器的有效充电距离和供电稳定性的效果。

Description

一种红外充电系统
技术领域
本实用新型涉及无线充电领域，尤其涉及一种红外充电系统和红外充电方法。
背景技术
无线充电器是指不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器，现有的无线充电器，其技术为磁感应或是磁共振技术，通过使用线圈之间产生的磁场传输电能，无线充电技术的优势在于便捷性和通用性。然而，现有的无线充电器有效充电距离都不甚理想，短则几毫米，长则几十厘米，让无线充电的使用感受大打折扣，另外，现有的无线充电器充电效率较低，并且仅提供电能。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种红外充电系统和红外充电方法，提高了无线充电器的有效充电距离。
为了实现上述目的，本实用新型的红外充电系统包括红外充电装置和待充电装置；所述红外充电装置将电能转换为红外信号进行发射；所述待充电装置接收红外信号并将所述红外信号转换为电能进行存储；所述红外充电装置与所述待充电装置通过红外信号配对连接。
其中，所述红外充电装置包括底盒和可透红外面壳，所述可透红外面壳通过卡扣的方式与所述底盒固定连接，形成充电器的内腔；腔内设置有红外发射模块和电源模块，所述红外发射控制模块分别与所述红外发射模块和所述电源模块电连接。
进一步地，所述红外发射模块为激光二极管，为了降低因单个激光二极管损坏而导致红外充电装置的充电能力下降，所述激光二极管呈矩阵阵列形式排列或分布成若干个同心圆。
进一步地，为了安装方便以及增加系统的可移动性，所述底盒的外侧设置有可折叠的插头，与设置在充电器内腔中的电源模块电连接。
其中，所述待充电装置包括：红外检测模块、红外转换模块和红外接收控制模块，所述红外检测模块用于接收红外信号，并向红外接收控制模块发送检测信息；所述红外转换模块用于将红外检测模块接收到的红外线所携带的光能转换成电能，并将电能存储在所述待充电装置的蓄电池中；所述红外接收控制模块用于在接收到所述检测信息后与所述红外发送控制模块建立配对连接，并命令所述红外转换模块进行光能转换。
更进一步地，为了使得待充电装置能够在辐射区内任意地点得到稳定的充电质量，所述红外充电装置采用蜂窝分布结构。
相应地，本实用新型还提供了一种红外充电方法，包括以下步骤：红外充电装置将电能转换为红外信号进行发射；待充电装置和所述红外充电装置建立配对连接；若配对成功，所述待充电装置将接收到的红外信号转换为电能进行存储。
其中，所述待充电装置和所述红外充电装置建立配对连接包括以下步骤：
当所述待充电装置进入红外辐射区时，所述待充电装置的红外检测模块检测到红外信号，向所述待充电装置的红外接收控制模块发送检测信号；所述红外接收控制模块接收到所述检测信号后向所述红外发送控制模块发送配对请求；所述红外发送控制模块根据预先设定的最大充电门限决定是否配对，若当前正在充电的待充电装置个数已经达到所述最大充电门限，则向所述红外接收控制模块发送配对失败信息，若当前正在充电的待充电装置个数低于所述最大充电门限，则向所述红外接收控制模块发送配对成功信息，建立配对连接。
进一步地，为了能够给待充电装置提供更多的充电机会，并且考虑到待充电装置当前电量情况，所述待充电装置根据预先设置的配对请求电量门限发送配对请求，若待充电装置当前的电量高于该门限时，则周期性发送配对请求直至红外发送控制模块发送配对成功指令后结束请求，若电量低于所述请求电量门限时，则仅发送一次配对请求。
更进一步地，为了更加有效的配置系统内的充电资源，当所述待充电装置离开红外辐射区或达到预设电量时，则配对自动断开，结束充电；所述红外发送控制模块内设置有配对列表更新机制，用于周期性更新配对列表，所述配对列表用于存储配对信息。
有益效果：本实用新型的红外充电系统利用红外发送控制模块对红外充电装置、待充电装置进行了有效配对，提高了无线充电系统的供电稳定性；通过设置红外充电装置的分布格局，进一步提高了辐射区内充电资源的稳定性；本实用新型的红外充电方法通过待充电装置周期性发送配对信息，既充分考虑待充电装置当前的电量限制，降低了待充电装置的电能消耗；同时通过周期性的配对列表更新，进一步提高了辐射区内充电资源的利用率。
附图说明
图1是本实用新型的红外充电系统的应用场景图；
图2是红外充电装置结构的爆炸图；
图3是红外充电装置的立体图；
图4是红外充电装置中可透红外面壳的立体图；
图5是100个红外充电装置和1个待充电装置的充电示意图；
图6是100个红外充电装置和2个待充电装置的充电示意图；
图7是100个红外充电装置和10个待充电装置的充电示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。
实施例1：
图1中的红外充电系统包括：若干个红外充电装置和待充电装置，红外充电装置距离地面有一定高度，待充电装置可以为手机、平板、电脑等移动终端或者是可穿戴设备以及无线音箱、键盘等辅助设备。
上述红外充电装置可以采用如图2至4中所示的结构，该红外充电装置包括：底盒1和可透红外面壳2，底盒1采用空心圆柱结构，可透红外面壳2为凸半球状结构，可透红外面壳2通过卡扣的方式与底盒1固定连接，形成充电器的内腔；底盒1的外侧设置有可折叠的插头，底盒1和可透红外面壳2之间设置有隔离支架4，隔离支架4将充电器的内腔分成两个腔体，第一腔体由底盒1和隔离支架4形成，其内设置有控制电路板，控制电路板上设置有电源模块5和红外发射控制模块，电源模块5与可折叠插头电连接，红外发射控制模块与电源模块5电连接；第二腔体由可透红外面壳2和隔离支架4形成，其内设置有红外发射模块3，红外发射模块3与控制电路板上的红外发射控制模块、电源模块5分别电连接，红外发射模块3里集成了若干个红外发射单元，这些发射单元呈矩阵阵列形式排列或分布成若干个同心圆；发射单元为激光二极管，在红外发射控制单元的控制下向可透红外面壳2的外部发射红外线。
待充电装置包括：红外检测模块、红外转换模块和红外接收控制模块，红外检测模块用于接收红外信号，并向红外接收控制模块上报红外信号的信息；红外转换模块可采用光伏电池，用于将红外检测模块接收到的红外线所携带的光能转换成电能，并将电能存储在待充电装置的蓄电池中；红外接收控制模块与红外接收控制模块分别电连接，其内有预先设置的控制程序，一方面接收红外检测模块上报红外信号发现信息，另一方面与红外充电器的红外发射控制模块建立配对关系，配对成功后打开红外转换模块将光能转换为电能。
当待充电装置进入红外辐射区时，待充电装置的红外检测模块检测到红外信号，向红外接收控制模块发送检测信号；红外接收控制模块接收到检测信号后向红外发送控制模块发送配对请求；红外发送控制模块根据系统中目前的充电情况决定是否配对，并将结果反馈给红外接收控制模块；若配对成功，则红外接收控制模块启动红外转换模块进行能量转换。若配对不成功，可以预先在待充电装置进行配对请求电量门限设置，即当前待充电装置的电量高于该门限时，则可以选择周期性发送配对请求直至红外发送控制模块发送配对成功指令后结束请求，若电量低于该门限时，则仅发送一次配对请求。
实施例2：
本实施例对上述红外发送控制模块根据系统中目前的充电情况决定是否配对进行举例说明。由于红外信号发射功率非常小，一般而言，每个激光二级管的功率只有近10mA，以红外充电系统设置有100个激光二极管为例，如图5所示，当仅有一个待充电装置进入可配对区域，请求配对成功后，100个发射单元对其充电，此时此待充电装置的有效工作电流为1A(5V)，功率为5W；如图6所示，当2个待充电装置进入可配对区域，请求配对成功后，100个发射单元对此2个待充电装置充电，大致为50个发射单元对一个，此时每个待充电装置的有效工作电流为500MA(5V)，功率为2.5W；以此类推，如图7所示，当10个待充电装置进入可配对区域，自行配对成功后，100个发射单元对此10个待充电装置充电，大致为10个发射单元对1个待充电装置进行充电，此时每个待充电装置的有效工作电流为100mA(5V)，功率为0.5W，为了保证充电质量设置最大充电容纳门限为10，即最大只允许(发射单元个数*1/10)10个待充电装置同时使用。
红外发送控制模块内设有配对更新机制，采用“先进先出”的配对原则，更新机制可以根据配对情况进行周期性更新配对列表，配对列表包含了辐射区内正在充电的待充电装置参数以及总个数等信息。当列表中所存在的配对超过了最大充电门限时，即本例中的10个终端，则系统无法再接收新的待充电装置，此时，当红外发送控制模块接到配对请求命令后，向请求端发送拒绝配对的信息。当待充电装置离开红外辐射区，则配对自动断开，结束充电；或当待充电装置达到充电量时，例如达到电量的60％时，可以自行结束配对，关闭红外转换模块，此时，配对列表进行更新，辐射区内正在充电的待充电装置低于最大充电门限，红外发送控制模块可以继续接收新的配对请求，向请求端发送配对成功的命令。为了提高配对率，配对列表的更新周期比待充电装置的配对请求周期设置的短一些较好。
实施例3：
在利用该红外充电系统进行充电时，可以首先将红外充电装置根据预先设计的分布图进行布设，红外充电装置的分布图可以采用移动通信中常见的蜂窝结构，即红外充电系统包括多个六边形辐射区域，在六边形的各个顶点布设有红外充电装置。采用这样的充电装置布局图可以使得系统中辐射区内任一位置的供电能力相同，能够为移动的待充电装置提供稳定的电量，提高充电质量。

Claims (6)

1.一种红外充电系统，其特征在于，包括红外充电装置和待充电装置；所述红外充电装置将电能转换为红外信号进行发射；所述待充电装置接收红外信号并将所述红外信号转换为电能进行存储；所述红外充电装置与所述待充电装置通过红外信号配对连接。
2.根据权利要求1所述的红外充电系统，其特征在于，所述红外充电装置包括底盒(1)和可透红外面壳(2)，所述可透红外面壳(2)通过卡扣的方式与所述底盒(1)固定连接，形成充电器的内腔；腔内设置有红外发射模块(3)和电源模块(5)，所述红外发射控制模块分别与所述红外发射模块(3)和所述电源模块(5)电连接。
3.根据权利要求2所述的红外充电系统，其特征在于，所述红外发射模块(3)包括若干个激光二极管，所述激光二极管呈矩阵阵列形式排列或分布成若干个同心圆。
4.根据权利要求2或3所述的红外充电系统，其特征在于，所述底盒(1)的外侧设置有可折叠的插头，与所述电源模块(5)电连接。
5.根据权利要求1所述的红外充电系统，其特征在于，所述待充电装置包括：红外检测模块、红外转换模块和红外接收控制模块，所述红外检测模块用于接收红外信号，并向红外接收控制模块发送检测信息；所述红外转换模块用于将红外检测模块接收到的红外线所携带的光能转换成电能，并将电能存储在所述待充电装置的蓄电池中；所述红外接收控制模块用于在接收到所述检测信息后与所述红外发送控制模块建立配对连接，并命令所述红外转换模块进行光能转换。
6.根据权利要求1所述的红外充电系统，其特征在于，所述红外充电装置为多个，且采用蜂窝分布结构。
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