WO2018184430A1 - 无线充电系统、装置及方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (72)
- 一种无线充电系统,其特征在于,所述无线充电系统包括无线充电装置和待充电设备,所述无线充电装置包括:电压转换电路,用于接收输入电压,并对所述输入电压进行转换,得到所述电压转换电路的输出电压和输出电流;无线发射电路,用于根据所述电压转换电路的输出电压和输出电流发射电磁信号,以对待充电设备进行无线充电;第一通信控制电路,用于在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信;所述待充电设备包括:电池;无线接收电路,用于接收所述电磁信号,并将所述电磁信号转换成所述无线接收电路的输出电压和输出电流;第一充电通道,用于接收所述无线接收电路的输出电压和输出电流,并基于所述无线接收电路的输出电压和输出电流对所述电池进行充电;检测电路,用于检测所述第一充电通道上的电压和/或电流;第二通信控制电路,用于根据所述检测电路检测到的所述第一充电通道上的电压和/或电流,与所述第一通信控制电路进行无线通信,以便所述第一通信控制电路调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述第一充电通道的输出电压和/或输出电流与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配。
- 如权利要求1所述的无线充电系统,其特征在于,所述电池包括相互串联的N节电芯,其中N为大于1的正整数。
- 如权利要求1或2所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一充电通道上设置有降压电路,所述降压电路用于接收所述无线接收电路的输出电压,对所述无线接收电路的输出电压进行降压处理,得到所述第一充电通道的输出电压和输出电流,并基于所述第一充电通道的输出电压和输出电流对所述电池进行充电。
- 如权利要求3所述的无线充电系统,其特征在于,所述电压转换电路用于对升压电路进行升压,且所述电压转换电路的升压倍数与所述降压电路的降压倍数相等。
- 如权利要求3或4所述的无线充电系统,其特征在于,所述降压电路为Buck电路或电荷泵。
- 如权利要求1-5中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述无线充电装置还包括:充电接口,用于与电源提供设备相连,所述电压转换电路的输入电压为所述电源提供设备的输出电压;所述第一通信控制电路还用于与所述电源提供设备进行通信,以协商所述电源提供设备的输出电压和/或输出电流。
- 如权利要求6所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路与所述电源提供设备之间的通信为双向通信。
- 如权利要求6或7所述的无线充电系统,其特征在于,所述充电接口为通用串行总线USB接口或lightning接口。
- 如权利要求8所述的无线充电系统,其特征在于,所述充电接口为USB接口,所述第一通信控制电路与所述电源提供设备基于所述USB接口中的数据线进行通信。
- 如权利要求8所述的无线充电系统,其特征在于,所述充电接口为支持功率传输PD通信协议的USB接口,所述第一通信控制电路与所述第二通信控制电路基于所述PD通信协议进行通信。
- 如权利要求6-10中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述电源提供设备的输出电流为恒定直流电、脉动直流电或交流电。
- 如权利要求6-11中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述电源提供设备为适配器、移动电源或电脑。
- 如权利要求6-12中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述无线充电系统还包括所述电源提供设备。
- 如权利要求1-13中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述电池当前所处的充电阶段包括涓流充电阶段、恒压充电阶段、恒流充电阶段中的至少一个。
- 如权利要求14所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路根据所述检测电路检测到的所述第一充电通道上的电压和/或电流,与所述第一通信控制电路进行无线通信,包括:在所述电池的恒压充电阶段,所述第二通信控制电路根据所述检测电路检测到的所述第一充电通道上的电压和/或电流,与所述第一通信控制电路进行无线通信,以便所述第一通信控制电路调整所述无 线发射电路的发射功率,使得所述第一充电通道的输出电压与所述恒压充电阶段对应的充电电压相匹配。
- 如权利要求14或15所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路根据所述检测电路检测到的所述第一充电通道上的电压和/或电流,与所述第一通信控制电路进行无线通信,包括:在所述电池的恒流充电阶段,所述第二通信控制电路根据所述检测电路检测到的所述第一充电通道上的电压和/或电流,与所述第一通信控制电路进行无线通信,以便所述第一通信控制电路调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述第一充电通道的输出电流与所述恒流充电阶段对应的充电电流相匹配。
- 如权利要求1所述的无线充电系统,其特征在于,所述无线充电装置包括:电源提供电路,用于接收外部输入的交流电,根据所述交流电生成所述电源提供电路的输出电压和输出电流,所述电压转换电路的输入电压为所述电源提供电路的输出电压。
- 如权利要求17所述的无线充电系统,其特征在于,所述交流电为220V的交流电。
- 如权利要求1-18中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路还用于向所述第一通信控制电路发送电池状态信息,以便所述第一通信控制电路根据所述电池状态信息调整所述无线发射电路的发射功率,其中所述电池状态信息包括所述待充电设备中的电池的当前电量和/或当前电压。
- 如权利要求1-19中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路与所述第一通信控制电路之间的无线通信为无线的双向通信。
- 如权利要求1-20中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路和所述第二通信控制电路基于蓝牙、无线保真或反向散射调制方式进行无线通信。
- 如权利要求1-21中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路和所述第二通信控制电路之间的通信信息包括以下信息的至少一种:所述电池的温度信息;指示所述电池的充电电压和/或充电电流的峰值或均值的信息;进入过压保护或过流保护的指示信息;功率传输效率信息,用于指示所述无线发射电路和所述无线接收电路之间的功率传输效率。
- 如权利要求22所述的无线充电系统,其特征在于,所述通信信息包括所述功率传输效率信息,所述第一通信控制电路还用于根据所述功率传输效率信息确定所述无线发射电路的发射功率的调整幅度。
- 如权利要求1-23中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述待充电设备还包括:第二充电通道,所述第二充电通道上设置有变换电路,所述变换电路用于接收所述无线接收电路的输出电压和输出电流,对所述无线接收电路的输出电压和/或输出电流进行恒压和/或恒流控制,使得所述第二充电通道的输出电压和/或输出电流与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配,并基于所述第二充电通道的输出电压和/或输出电流对所述电池进行充电;所述第二通信控制电路还用于控制所述第一充电通道和所述第二充电通道之间的切换。
- 如权利要求24所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路还用于与所述第一通信控制电路进行握手通信,在所述握手通信成功的情况下,控制所述第一充电通道工作,在所述握手通信失败的情况下,控制所述第二充电通道工作。
- 如权利要求24或25所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路还用于根据所述电池的温度,控制所述第一充电通道和所述第二充电通道之间的切换。
- 如权利要求1-26中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一充电通道上的电流为恒定直流电、脉动直流电或交流电。
- 如权利要求27所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一充电通道上的电流为脉动直流电,所述检测电路包括:采样保持电路,当所述采样保持电路处于采样状态时,所述采样保持电路用于对所述脉动直流电进行采样,当所述采样保持电路处于保持状态时,所述采样保持电路用于保持所述脉动直流电的电流的峰值;所述第二通信控制电路还用于判断所述采样保持电路是否处于保持状态,并在判断出所述采样保持电路处于所述保持状态的情况下,采集所述采样保持电路保持的所述脉动直流电的电流的峰值。
- 如权利要求28所述的无线充电系统,其特征在于,所述第二通信控制电路还用于在采集到所述脉动直流电的电流的峰值之后,控制所述采样保持电路从保持状态转换至采样状态。
- 如权利要求29所述的无线充电系统,其特征在于,所述采样保持电路包括电容,所述采样保 持电路基于所述采样保持电路中的电容保持所述脉动直流电的电流的峰值,所述检测电路还包括放电电路,所述第二通信控制电路还用于通过所述放电电路释放所述采样保持电路中的电容两端的电荷,从而使得所述采样保持电路从保持状态转换至采样状态。
- 如权利要求1-30中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述无线充电装置支持第一无线充电模式和第二无线充电模式,其中所述无线充电装置在所述第一无线充电模式下对所述待充电设备的充电速度快于所述无线充电装置在所述第二无线充电模式下对所述待充电设备的充电速度。
- 如权利要求31所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路和所述第二通信控制电路进行通信,以协商使用所述第一无线充电模式或所述第二无线充电模式进行无线充电。
- 如权利要求32所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路和所述第二通信控制电路进行通信,以协商使用所述第一无线充电模式或所述第二无线充电模式进行无线充电,包括:所述第一通信控制电路与所述第二通信控制电路进行握手通信,在所述握手通信成功的情况下,控制所述无线充电装置使用所述第一无线充电模式为所述待充电设备进行充电,在所述握手通信失败的情况下,控制所述无线充电装置使用所述第二无线充电模式为所述待充电设备进行充电。
- 如权利要求31-33中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述第一通信控制电路还用于根据所述电池的温度,控制所述无线充电装置使用所述第一无线充电模式或第二无线充电模式为所述电池充电。
- 如权利要求1-34中任一项所述的无线充电系统,其特征在于,所述无线充电装置为无线充电底座。
- 一种无线充电装置,其特征在于,包括:电压转换电路,用于接收输入电压,并对所述输入电压进行转换,得到所述电压转换电路的输出电压和输出电流;无线发射电路,用于根据所述电压转换电路的输出电压和输出电流发射电磁信号,以对待充电设备进行无线充电;通信控制电路,用于在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述无线发射电路的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配。
- 如权利要求36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:充电接口,用于与电源提供设备相连,所述电压转换电路的输入电压为所述电源提供设备通过所述充电接口提供的电压;所述通信控制电路还用于与所述电源提供设备进行通信,以调整所述电源提供设备的输出电压和/或输出电流,从而调整所述无线发射电路的发射功率。
- 如权利要求37所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,包括:所述通信控制电路接收所述待充电设备发送的调整信息,所述调整信息用于指示所述通信控制电路对所述电源提供设备的输出电压和/或输出电流进行调整。
- 如权利要求37或38所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路与所述电源提供设备之间的通信为双向通信。
- 如权利要求37-39中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述充电接口为通用串行总线USB接口或lightning接口。
- 如权利要求40所述的无线充电装置,其特征在于,所述充电接口为USB接口,所述通信控制电路与所述电源提供设备基于所述USB接口中的数据线进行通信。
- 如权利要求40所述的无线充电装置,其特征在于,所述充电接口为支持功率传输PD通信协议的USB接口,所述通信控制电路与所述电源提供设备基于所述PD通信协议进行通信。
- 如权利要求37-42中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述电源提供设备的输出电流为恒定直流电、脉动直流电或交流电。
- 如权利要求37-43中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述电源提供设备为适配器、移动电源或电脑。
- 如权利要求36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:电源提供电路,用于接收外部输入的交流电,根据所述交流电生成所述电源提供电路的输出电压和输出电流,所述电压转换电路的输入电压为所述电源提供电路的输出电压。
- 如权利要求45所述的无线充电装置,其特征在于,所述交流电为220V的交流电。
- 如权利要求36-46中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述电池当前所处的充电阶段 包括涓流充电阶段、恒压充电阶段、恒流充电阶段中的至少一个。
- 如权利要求47所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述无线发射电路的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配,包括:在所述电池的恒压充电阶段,所述通信控制电路与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述无线发射电路的发射功率与所述恒压充电阶段对应的充电电压相匹配。
- 如权利要求47或48所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述无线发射电路的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配,包括:在所述电池的恒流充电阶段,所述通信控制电路与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述无线发射电路的发射功率,使得所述电池的充电电流与所述恒流充电阶段对应的充电电流相匹配。
- 如权利要求36-49中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路还用于接收所述待充电设备发送的电池状态信息,根据所述电池状态信息调整所述无线发射电路的发射功率,其中所述电池状态信息包括所述电池的当前电量和/或当前电压。
- 如权利要求36-50中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路与所述待充电设备之间的无线通信为无线的双向通信。
- 如权利要求36-51中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路和所述待充电设备基于蓝牙、无线保真或反向散射调制方式进行无线通信。
- 如权利要求36-52中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路和所述待充电设备之间的通信信息包括以下信息的至少一种:所述电池的温度信息;指示所述电池的充电电压和/或充电电流的峰值或均值的信息;进入过压保护或过流保护的指示信息;功率传输效率信息,用于指示所述无线发射电路和所述待充电设备之间的功率传输效率。
- 如权利要求53所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信信息包括所述功率传输效率信息,所述通信控制电路还用于根据所述功率传输效率信息确定所述无线发射电路的发射功率的调整幅度。
- 如权利要求36-54中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述无线充电装置支持第一无线充电模式和第二无线充电模式,其中所述无线充电装置在所述第一无线充电模式下对所述待充电设备的充电速度快于所述无线充电装置在所述第二无线充电模式下对所述待充电设备的充电速度。
- 如权利要求55所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路和所述待充电设备进行通信,以协商使用所述第一无线充电模式或所述第二无线充电模式进行无线充电。
- 如权利要求56所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路和所述待充电设备进行通信,以协商使用所述第一无线充电模式或所述第二无线充电模式进行无线充电,包括:所述通信控制电路与所述待充电设备进行握手通信,在所述握手通信成功的情况下,控制所述无线充电装置使用所述第一无线充电模式为所述待充电设备进行充电,在所述握手通信失败的情况下,控制所述无线充电装置使用所述第二无线充电模式为所述待充电设备进行充电。
- 如权利要求55-57中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述通信控制电路还用于根据所述电池的温度,控制所述无线充电装置使用所述第一无线充电模式或第二无线充电模式为所述待充电设备充电。
- 如权利要求36-58中任一项所述的无线充电装置,其特征在于,所述无线充电装置为无线充电底座。
- 一种无线充电方法,其特征在于,包括:对输入电压进行转换,得到转换后的输出电压和输出电流;根据转换后的输出电压和输出电流发射电磁信号,以对待充电设备进行无线充电;在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,使得所述电磁信号的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配。
- 如权利要求60所述的无线充电方法,其特征在于,所述输入电压为电源提供设备提供的电压;所述无线充电方法还包括:与所述电源提供设备进行通信,以调整所述电源提供设备的输出电压和/或输出电流,从而调整所述电磁信号的发射功率。
- 如权利要求61所述的无线充电方法,其特征在于,所述在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,包括:接收所述待充电设备发送的调整信息,所述调整信息用于指示对所述电源提供设备的输出电压和/或输出电流进行调整。
- 如权利要求60所述的无线充电方法,其特征在于,还包括:接收外部输入的交流电,根据所述交流电生成所述输入电压。
- 如权利要求63所述的无线充电方法,其特征在于,所述交流电为220V的交流电。
- 如权利要求60-64中任一项所述的无线充电方法,其特征在于,所述电池当前所处的充电阶段包括涓流充电阶段、恒压充电阶段、恒流充电阶段中的至少一个。
- 如权利要求65所述的无线充电方法,其特征在于,所述在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,使得所述电磁信号的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配,包括:在所述电池的恒压充电阶段,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,使得所述电池的充电电压与所述恒压充电阶段对应的充电电压相匹配。
- 如权利要求65或66所述的无线充电方法,其特征在于,所述在所述无线充电的过程中,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,使得所述电磁信号的发射功率与所述电池当前所需的充电电压和/或充电电流相匹配,包括:在所述电池的恒流充电阶段,与所述待充电设备进行无线通信,以调整所述电磁信号的发射功率,使得所述电池的充电电流与所述恒流充电阶段对应的充电电流相匹配。
- 如权利要求60-67中任一项所述的无线充电方法,其特征在于,所述无线充电方法还包括:接收所述待充电设备发送的电池状态信息,根据所述电池状态信息调整所述电磁信号的发射功率,其中所述电池状态信息包括所述电池的当前电量和/或当前电压。
- 如权利要求60-68中任一项所述的无线充电方法,其特征在于,所述无线通信为无线的双向通信。
- 如权利要求60-69中任一项所述的无线充电方法,其特征在于,所述无线通信为基于蓝牙、无线保真或反向散射调制方式的无线通信。
- 如权利要求60-70中任一项所述的无线充电方法,其特征在于,所述无线通信的通信信息包括以下信息的至少一种:所述电池的温度信息;指示所述电池的充电电压和/或充电电流的峰值或均值的信息;进入过压保护或过流保护的指示信息;功率传输效率信息,用于指示所述无线发射电路和所述待充电设备之间的功率传输效率。
- 如权利要求71所述的无线充电方法,其特征在于,所述通信信息包括所述功率传输效率信息,所述无线充电方法还包括:根据所述功率传输效率信息确定所述电磁信号的发射功率的调整幅度。
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