無線充電器設(shè)備和無線充電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線充電器設(shè)備和無線充電方法。無線充電器設(shè)備包括主控單元和一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元,主控單元與電能發(fā)射單元之間以及電能發(fā)射單元之間通過接口可拆卸地連接;主控單元包括電源管理模塊和總控模塊,電源管理模塊將所獲得的直流或交流電轉(zhuǎn)換為主控單元內(nèi)部所需的電能,并將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至接口,進(jìn)而通過接口傳輸給電能發(fā)射單元;總控模塊采用主從模式總線的方式與電能發(fā)射單元通過接口相連,控制和管理主控單元和電能發(fā)射單元的操作;電能發(fā)射單元利用接收到的電能發(fā)射電磁波。本發(fā)明的無線充電器設(shè)備具有可擴(kuò)展、可組合、多功能的特點(diǎn),使用方便,靈活性強(qiáng)。
【專利說明】無線充電器設(shè)備和無線充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線充電技術(shù),具體地說,涉及可擴(kuò)展的多功能無線充電器設(shè)備以及使用這種無線充電器設(shè)備進(jìn)行無線充電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今市場中,存在種類繁多的便攜式電子設(shè)備,大部分的便攜式電子設(shè)備都配備有可充電電池,以維持便攜式電子設(shè)備在移動(dòng)中的工作。于是,不可避免地需要經(jīng)常對電池進(jìn)行充電。為了給電池充電,通常需要外接一充電器。常見的充電器都是有線的,其一端與固定的電源連接,獲得電能輸入,另一端通過接觸端子與便攜式電子設(shè)備連接,將經(jīng)過轉(zhuǎn)換的低壓直流電輸給便攜式電子設(shè)備的可充電電池,為其充電。
[0003]這種充電器除了與固定的電源連接外,還需要電源線連接到便攜式電子設(shè)備。此夕卜,在便攜式電子設(shè)備的表面也需要設(shè)置與充電器連接的接觸端子。接觸端子暴露在外面,影響便攜式電子設(shè)備的外觀。更重要的是,接觸端子可能會被外部的異物污染而導(dǎo)致接觸不良,更有甚者發(fā)生短路,致使電池被完全放電。
[0004]隨著無線技術(shù)的發(fā)展,一些充電器的設(shè)備制造商開始研究并制造能夠?qū)﹄姵剡M(jìn)行無線充電的充電器設(shè)備。無線充電的便利之處在于,無需將便攜式電子設(shè)備連接到任何電線上,也不需要在充電器和便攜式電子設(shè)備上設(shè)置用于彼此連接的接觸端子,具有安全性高、防水、無長連接線的優(yōu)點(diǎn),即放即充,免去接線的煩惱,方便用戶的使用。
[0005]目前的無線充電技術(shù)主要是采用電磁感應(yīng)原理,通過線圈進(jìn)行能量耦合來實(shí)現(xiàn)能量的傳遞,被充電對象與電源之間采用非接觸的方式。
[0006]常見的無線充電器設(shè)備在外形上類似于一個(gè)平板。圖1示出一個(gè)傳統(tǒng)無線充電器設(shè)備的立體示意圖。如圖1所示,無線充電器設(shè)備10具有外殼11,外殼11的上表面形成無線充電平臺12,無線充電平臺12具有初級線圈(或者稱為發(fā)射線圈),在充電時(shí),被充電對象放置在無線充電平臺12上。外殼11上還可以具有形成在外殼11前面的開關(guān)13和用于顯示充電狀態(tài)的LED指示燈14。當(dāng)然,無線充電器設(shè)備10還具有與固定電源連接的電插頭(未示出),以獲得直流或交流電能輸入。
[0007]圖2示出上述傳統(tǒng)無線充電器設(shè)備10的控制框圖。如圖2所示,無線充電器設(shè)備10大體上可以包括電源管理模塊101、充電控制模塊102、振蕩電路103、功率放大器104、發(fā)射線圈(也稱為初級線圈)105和傳感模塊106。
[0008]無線充電器設(shè)備10的電源管理模塊101從外部的固定電源處獲得直流或交流電能,將其轉(zhuǎn)換為內(nèi)部所需的電壓,供其它模塊和電路使用,例如提供給充電控制模塊102、振蕩電路103等。振蕩電路103在充電控制模塊102的控制下將電源管理模塊101提供的電能變成高頻交流信號,該信號經(jīng)功率放大電路104放大,被提供給發(fā)射線圈105,發(fā)射線圈105利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。其中,充電控制模塊102是根據(jù)傳感模塊106提供的信息對振蕩電路103進(jìn)行控制的,傳感模塊106檢測發(fā)射線圈105的電壓,將其轉(zhuǎn)換成電流,發(fā)送給充電控制模塊102,充電控制模塊102對電流信息進(jìn)行處理,并據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的控制,例如判斷是否啟動(dòng)充電、是否需要調(diào)節(jié)振蕩頻率等。
[0009]對應(yīng)的被充電設(shè)備設(shè)置有接收感應(yīng)線圈(也叫次級線圈)和充電轉(zhuǎn)換電路,接收感應(yīng)線圈接收發(fā)射線圈105發(fā)射的電磁波,經(jīng)充電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成所需電壓,提供給可充電電池,進(jìn)行充電。
[0010]這種無線充電技術(shù)的充電效率與耦合的磁束密度呈正比,因此,對發(fā)射線圈和接收線圈的大小、形狀以及相對位置和距離有較高的要求。于是,通常針對不同的充電對象,設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的無線充電器設(shè)備和特定大小、形狀的發(fā)射線圈,以此保證無線充電器設(shè)備與被充電對象的相對位置和距離以及兼容性。也就是說,一種類型的無線充電器設(shè)備通常都只能為一種特定外形和尺寸的特定被充電對象進(jìn)行充電。
[0011]然而,目前,便攜式電子設(shè)備種類繁多,大小形狀也各異,小尺寸的有耳機(jī)、MP3,中等尺寸的有游戲機(jī)、手機(jī)、照相機(jī)等,大尺寸的有平板電腦、筆記本電腦等。針對不同尺寸和外形的便攜式電子設(shè)備設(shè)計(jì)不同尺寸的無線充電器設(shè)備,會造成攜帶以及使用上的不便,也造成資源浪費(fèi)。
[0012]此外,在利用當(dāng)前的無線充電器設(shè)備進(jìn)行無線充電時(shí),被充電設(shè)備需要精密地放置在無線充電器設(shè)備上,與無線充電器設(shè)備保持固定的位置和距離,一般來說,這個(gè)工作距離不超過幾個(gè)厘米,否則就無法充電或?qū)е鲁潆姇r(shí)間極大延長,進(jìn)而使得充電效率大大降低。這種限制對用戶造成了極大的不便,因?yàn)樵诔潆娖陂g基本無法使用該被充電設(shè)備。
[0013]另一方面,這種一體機(jī)平臺樣式的無線充電器設(shè)備不能實(shí)時(shí)有效地監(jiān)控、管理被充電設(shè)備的情況,例如充電效率、充電模式等等,而且所有的操作都需要用戶在無線充電器平臺上手動(dòng)進(jìn)行,例如調(diào)整被充電設(shè)備的位置、選擇充電模式等等。這都導(dǎo)致了現(xiàn)有無線充電器設(shè)備的靈活性很差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]針對上述問題,本發(fā)明提出一種無線充電的解決方案。根據(jù)該方案的無線充電器設(shè)備具有可擴(kuò)展、可組合、多功能的特點(diǎn),使用方便,靈活性強(qiáng)。其中,無線充電器設(shè)備包括主控單元和一個(gè)或一個(gè)以上的可以與主控單元組合的可拆卸電能發(fā)射單元。電能發(fā)射單元可以是為大小、形狀各異的各種便攜式電子設(shè)備提供充電電能的充電單元。主控單元與電能發(fā)射單元組合成適應(yīng)各種類型、各種大小、各種形狀的便攜式電子設(shè)備的無線充電器設(shè)備。各個(gè)電能發(fā)射單元可以拆卸,便于攜帶;可以組裝,便于擴(kuò)展。
[0015]本發(fā)明的無線充電器設(shè)備包括主控單元和一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元,主控單元與電能發(fā)射單元之間以及電能發(fā)射單元之間通過接口可拆卸地連接;
[0016]所述主控單元包括:電源管理模塊和總控模塊,
[0017]所述電源管理模塊將所獲得的直流或交流電轉(zhuǎn)換為所述主控單元內(nèi)部所需的電能,并將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至所述接口,進(jìn)而通過接口傳輸給所述電能發(fā)射單元;
[0018]所述總控模塊采用主從模式總線的方式與所述電能發(fā)射單元通過所述接口相連,控制和管理所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的操作;
[0019]所述電能發(fā)射單元利用接收到的電能發(fā)射電磁波。
[0020]其中,所述主控單元進(jìn)一步包括:發(fā)射模塊,其用于從所述電源管理模塊接收電能,并發(fā)射電磁波,所述發(fā)射模塊包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中,
[0021]所述傳感模塊用于檢測發(fā)射線圈的信息;
[0022]所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述振蕩電路和所述功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號;
[0023]所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將所述電源管理模塊轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給所述功率放大器;
[0024]所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給所述發(fā)射線圈;
[0025]所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
[0026]進(jìn)一步地,所述電能發(fā)射單元包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中,
[0027]所述傳感模塊用于檢測所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的信息;
[0028]所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述電能發(fā)射單元的振蕩電路和功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號;
[0029]所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將來自所述主控單元的、通過電源接口傳輸來的電壓轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給功率放大器;
[0030]所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給發(fā)射線圈;
[0031]所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
[0032]所述主控單元還可以進(jìn)一步包括:無線接入點(diǎn)模塊,其為被充電設(shè)備與另一無線設(shè)備之間、所述主控單元與另一無線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供路徑,使得另一無線設(shè)備在被充電設(shè)備充電期間操作被充電設(shè)備,并通過控制所述主控單元來控制所述電能發(fā)射單元的無線充電。所述無線接入點(diǎn)模塊包括:天線、無線接收發(fā)射端、無線基帶和數(shù)據(jù)處理器。
[0033]所述接口包括但不限于嵌入式接口、接觸式接口、插入式接口、卡扣式接口等。
[0034]本發(fā)明還提供一種無線充電器設(shè)備,其包括主控單元,該主控單元包括:
[0035]電源管理模塊,用于將所獲得的直流或交流電轉(zhuǎn)換為所述主控單元內(nèi)部所需的電倉泛;
[0036]發(fā)射模塊,用于從所述電源管理模塊接收電能,并發(fā)射電磁波;
[0037]總控模塊,用于控制和管理所述主控單元的操作;和
[0038]無線接入點(diǎn)模塊,用于構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò),與所述總控模塊相連并交互,為被充電設(shè)備與另一無線設(shè)備之間、所述總控模塊與另一無線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供路徑,使得另一無線設(shè)備在被充電設(shè)備充電期間操作被充電設(shè)備。
[0039]所述發(fā)射模塊包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中,
[0040]所述傳感模塊用于檢測發(fā)射線圈的信息;
[0041]所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述振蕩電路和所述功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號;
[0042]所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將所述電源管理模塊轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給所述功率放大器;
[0043]所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給所述發(fā)射線圈;
[0044]所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。[0045]所述無線接入點(diǎn)模塊包括:天線、無線接收發(fā)射端、無線基帶和數(shù)據(jù)處理器。
[0046]所述無線充電器設(shè)備進(jìn)一步包括:一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元,其中,所述主控單元與所述電能發(fā)射單元之間以及所述電能發(fā)射單元之間通過接口可拆卸地連接;
[0047]所述電源管理模塊將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至所述接口,進(jìn)而通過接口傳輸給所述電能發(fā)射單元;
[0048]所述總控模塊采用主從模式總線的方式與所述電能發(fā)射單元通過所述接口相連,控制和管理所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的操作;
[0049]所述電能發(fā)射單元利用從所述電源管理模塊接收到的電能發(fā)射電磁波。
[0050]所述電能發(fā)射單元包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中,
[0051]所述傳感模塊用于檢測所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的信息;
[0052]所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述電能發(fā)射單元的振蕩電路和功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號;
[0053]所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將來自通過電源接口傳輸來的電壓轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給功率放大器;
[0054]所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給發(fā)射線圈;
[0055]所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
[0056]所述接口可以包括但不限于:嵌入式接口、接觸式接口、插入式接口、卡扣式接口。
[0057]本發(fā)明還提供了使用以上無線充電器設(shè)備的無線充電方法,包括以下步驟:
[0058]無線充電器設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)初始化,其中,所述無線充電器設(shè)備包括主控單元和一個(gè)或多個(gè)與主控單元可拆卸連接的電能發(fā)射單元;
[0059]設(shè)置充電模式;
[0060]檢測被充電設(shè)備;
[0061]輪訓(xùn)所述主控單元和所述電能發(fā)射單元,獲取所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電信息;
[0062]判斷所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電模式是主動(dòng)充電模式還是被動(dòng)充電模式;
[0063]在主動(dòng)充電模式的情況下,所述主控單元和所述電能發(fā)射單元根據(jù)預(yù)定方式進(jìn)行無線充電;
[0064]在被動(dòng)充電模式的情況下,所述主控單元和所述電能發(fā)射單元從所述無線充電器設(shè)備的總控模塊接收指令并根據(jù)指令進(jìn)行無線充電。
[0065]所述方法進(jìn)一步包括:
[0066]所述無線充電器設(shè)備的無線接入點(diǎn)模塊建立無線網(wǎng)絡(luò);
[0067]所述被充電設(shè)備以及另一無線設(shè)備接入所述無線網(wǎng)絡(luò);
[0068]所述總控模塊將所獲取的所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電信息經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述另一無線設(shè)備;
[0069]所述另一無線設(shè)備經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令給所述總控模塊。
[0070]所述指令包括但不限于以下指令:指示常速充電的指令、指示快速充電的指令、指示慢速充電的指令、指示啟動(dòng)充電的指令、指示停止充電的指令。[0071]所述另一無線設(shè)備借助所述無線網(wǎng)絡(luò)利用遠(yuǎn)程客戶端控制應(yīng)用進(jìn)行操作和使用所述被充電設(shè)備。
[0072]判斷所述主控單元和所述電能發(fā)射單元是主動(dòng)充電模式還是被動(dòng)充電模式的步驟和設(shè)置充電模式的步驟可以在充電過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行。
[0073]上述的無線接入點(diǎn)模塊采用的技術(shù)包括但不限于WiF1、Bluetooth、UffB, ZigBee,IrDA等,以及光傳輸技術(shù)、聲傳輸技術(shù)等。
[0074]通過在無線充電器設(shè)備中包括無線接入點(diǎn)模塊,可以使被充電設(shè)備與其它無線電子設(shè)備(另一無線設(shè)備)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信。這樣,當(dāng)被充電設(shè)備放在無線充電器設(shè)備上進(jìn)行充電的時(shí)候,用戶可以使用其它無線電子設(shè)備(例如,PC或其它移動(dòng)設(shè)備)通過無線接入點(diǎn)模塊(無線數(shù)據(jù)傳輸單元)訪問和使用被充電設(shè)備。例如,被充電設(shè)備的信息(包括但不限于系統(tǒng)信息、屏幕信息、鍵盤信息、語音信息等)被加載到其它無線電子設(shè)備上,這樣,該無線電子設(shè)備可以實(shí)時(shí)仿真被充電設(shè)備。于是,用戶可以在被充電設(shè)備正在進(jìn)行無線充電的過程中,不直接接觸和移動(dòng)被充電設(shè)備,就可以繼續(xù)使用它,從而降低對用戶的限制,方便用戶的使用和操作。
[0075]進(jìn)一步地,利用上述無線接入功能,無線充電器設(shè)備還可以實(shí)時(shí)觀測、控制和管理各個(gè)無線充電器平臺,獲取其上所有正在充電的被充電設(shè)備的狀況,例如,正在充電的被充電設(shè)備的數(shù)量、充電效率、充電完成的時(shí)間,是否有金屬異物在充電器平臺上等等,還可以借此控制各個(gè)無線充電器平臺的各種充電模式,例如,開啟充電、關(guān)斷充電、正常速度充電、快速充電、慢速充電等。因此,本發(fā)明的無線充電器設(shè)備靈活性強(qiáng),適應(yīng)性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0076]圖1是傳統(tǒng)的基于電磁感應(yīng)原理的無線充電器設(shè)備的立體示意圖。
[0077]圖2是傳統(tǒng)的基于電磁感應(yīng)原理的無線充電器設(shè)備的控制框圖。
[0078]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線充電器設(shè)備的控制框圖。
[0079]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的主控單元的控制框圖。
[0080]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性無線充電器設(shè)備的主控單元與電能發(fā)射單元的連接示意圖。
[0081]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性無線充電器設(shè)備的主控單元與電能發(fā)射單元的若干種組合方式的示意圖。
[0082]圖7A是本發(fā)明的無線充電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信和無線充電的應(yīng)用控制框圖。
[0083]圖7B是根據(jù)本發(fā)明的示例性無線充電器設(shè)備的無線數(shù)據(jù)通信示意圖。
[0084]圖7C是其它無線電子設(shè)備利用無線接入點(diǎn)功能控制和使用被充電設(shè)備的示意性流程圖。
[0085]圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性充電過程的示意性流程圖。
[0086]圖9是利用本發(fā)明的無線接入點(diǎn)功能控制電能發(fā)射單元的充電過程的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0087]下面,結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0088]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線充電器設(shè)備的控制框圖。
[0089]如圖3所示,根據(jù)本發(fā)明的無線充電器設(shè)備包括主控單元200和一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元,在本例中,示出三個(gè)電能發(fā)射單元220、230和240。
[0090]各個(gè)電能發(fā)射單元均可拆卸地與主控單元200連接,其連接方式可以采用但不限于嵌入式、接觸式、插入式、卡扣式等各種接口。接口是主控單元200與電能發(fā)射單元220、230,240的連接點(diǎn),主控單元200提供的電能經(jīng)電源布線傳送到該接口,進(jìn)而傳送到電能發(fā)射單元220、230、240。在主控單元200與各個(gè)電能發(fā)射單元傳輸數(shù)據(jù)和控制信息的總線(可以稱為數(shù)據(jù)總線)也都布線至接口處,在主控單元200與各個(gè)電能發(fā)射單元通過嵌入式、接觸式、插入式、卡扣式等各種接口方式進(jìn)行連接時(shí),數(shù)據(jù)傳輸路徑形成。于是,可以在主控單元200與各個(gè)電能發(fā)射單元之間傳輸數(shù)據(jù)和控制信息等。需要說明的是,在主控單元與各個(gè)電能發(fā)射單元之間傳輸數(shù)據(jù)和控制信息的總線可以采用主從模式的連接方式,包括但不限于I2C、SPI等。
[0091]也就是說,物理位置上,主控單元200與電能發(fā)射單元之間的電源連接點(diǎn)和總線連接點(diǎn)都形成在接口處,然而電源布線和總線布線是分開進(jìn)行的。此外,各電能發(fā)射單元之間也可以通過接口互連,類似地,各電能發(fā)射單元之間的電源連接點(diǎn)和總線連接點(diǎn)也形成在接口處,然而它們內(nèi)部的電源布線和總線布線也是分開進(jìn)行的。
[0092]主控單元200從外部電源處獲得直流或交流電,進(jìn)行無線充電的管理,與一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元220、230和240進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,并為它們提供電能輸入。
[0093]電能發(fā)射單元220與主控單元200組合使用,從主控單元200接收電能,通過對接收的電能進(jìn)行處理,對外發(fā)射電磁波,為所針對的充電對象進(jìn)行無線充電。電能發(fā)射單元230和240的設(shè)計(jì)原理和功能與電能發(fā)射單元220基本相同,但它們可以針對不同的充電對象進(jìn)行無線充電。例如,電能發(fā)射單元220可以被設(shè)計(jì)成為耳機(jī)無線充電,而電能發(fā)射單元230和240可以被設(shè)計(jì)成分別為蘋果手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助手(PDA)無線充電。
[0094]進(jìn)一步參見圖3,主控單元200包括電源管理模塊201、充電控制模塊202、振蕩電路203、功率放大器204、發(fā)射線圈205、傳感模塊206和總控模塊207。
[0095]總控模塊207負(fù)責(zé)整個(gè)無線充電器設(shè)備的維護(hù)、控制和管理,例如,初始化系統(tǒng)、與各個(gè)電能發(fā)射單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互等。在主控單元200中,總控模塊207連接到充電控制模塊202??偪啬K207還通過數(shù)據(jù)總線連接到各電能發(fā)射單元,具體是連接到各個(gè)電能發(fā)射單元的充電控制模塊,用于輪訓(xùn)所有充電控制模塊的充電信息,并可以控制所有充電控制模塊??偪啬K207與各個(gè)充電控制模塊的數(shù)據(jù)和控制信息等的交互采用但不限于主從模式的總線方式,包括但不限于I2C、SPI等。
[0096]電源管理模塊201接收通過主控單元200的電源插頭(未示出)從外部電源處獲得的直流或交流電,將所接收的直流或交流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部所需的電能,供其它模塊和電路使用,例如將轉(zhuǎn)換后的電能提供給充電控制模塊202、振蕩電路203等。通常,主控單元200通過電源插頭連接到傳統(tǒng)的家用電源上,例如,220V的交流電壓,電源管理模塊201將220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成主控單元200內(nèi)部所需的例如12V的直流電壓。
[0097]充電控制模塊202根據(jù)傳感模塊206輸出的信號控制振蕩電路203、功率放大器204和發(fā)射線圈205的操作,以便為發(fā)射線圈205提供合適的電能。例如,充電控制模塊202可以控制操作以關(guān)斷充電模式、減少充電電流、調(diào)節(jié)振蕩頻率等,還通過對傳感模塊206輸出的信號進(jìn)行處理,可以判斷接近無線充電器設(shè)備的物品是否是對應(yīng)的被充電對象,等等。
[0098]振蕩電路203用作振蕩器,將電源管理模塊201轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給功率放大器204。
[0099]功率放大器204對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給發(fā)射線圈205。
[0100]發(fā)射線圈205利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
[0101]傳感模塊206用于檢測發(fā)射線圈205的信息,并將該信息發(fā)送給充電控制模塊202,供其使用,以便充電控制模塊202可以據(jù)此判斷和控制對被充電設(shè)備的充電。傳感模塊206可以是電壓/電流(V/I)傳感模塊,其用于檢測發(fā)射線圈205的電壓,并將電壓轉(zhuǎn)換成電流信號,輸出給充電控制模塊202進(jìn)行處理。由于在進(jìn)行無線充電時(shí),發(fā)射線圈205與被充電設(shè)備的接收線圈相互作用,所以發(fā)射線圈205的電壓電流等信息間接反映了被充電設(shè)備的相關(guān)信息。
[0102]以上,充電控制模塊202、振蕩電路203、功率放大器204和發(fā)射線圈205以及傳感模塊206可以共同構(gòu)成主控單元200的發(fā)射模塊,用于將電源管理模塊201轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成電磁波,對被充電設(shè)備進(jìn)行無線充電。
[0103]包括上述發(fā)射模塊的主控單元200自身就可以作為無線充電平臺,通過對接收到的直流或交流電進(jìn)行處理,以無線方式向特定類型和尺寸的被充電對象發(fā)射電磁波,為被充電設(shè)備提供電能,進(jìn)行無線充電。
[0104]除了圖3所示的上述模塊之外,主控單元還可以包括無線接入點(diǎn)模塊。圖4示出包括無線接入點(diǎn)模塊的主控單元的控制框圖。該主控單元通過包括無線接入點(diǎn)模塊來實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸,使得其它無線電子設(shè)備(例如,臺式計(jì)算機(jī)、PDA、平板電腦、筆記本電腦、各種帶有無線功能的移動(dòng)終端等)可以利用該無線數(shù)據(jù)傳輸功能操作被充電設(shè)備,而不必移動(dòng)和接觸被充電設(shè)備,另外,還可以利用此功能控制各個(gè)電能發(fā)射單元上的被充電設(shè)備的無線充電。這里,其它無線電子設(shè)備指的是被充電設(shè)備之外的無線電子設(shè)備。
[0105]具體地,圖4所示的主控單元300與圖3所示的主控單元200相比,進(jìn)一步包括無線接入點(diǎn)模塊,其包括無線接收發(fā)射端301,無線基帶302,數(shù)據(jù)處理器303和天線304。天線304連接在無線接收發(fā)射端301上,接收和發(fā)射信號。無線接收發(fā)射端301,無線基帶302,數(shù)據(jù)處理器303和天線304組合在一起,實(shí)現(xiàn)無線路由器的功能。其它無線電子設(shè)備可以利用這些模塊訪問和接入被充電設(shè)備,進(jìn)而使用被充電設(shè)備。這樣,用戶在被充電設(shè)備正在進(jìn)行無線充電的過程中,不用移動(dòng)和觸摸被充電設(shè)備,就可以繼續(xù)使用被充電設(shè)備。其中,無線接入點(diǎn)模塊可以采用WiF1、Bluetooth、UWB、ZigBee、IrDA等技術(shù),還可以采用光傳輸技術(shù)、聲傳輸技術(shù)等。需要說明的是,無線接入點(diǎn)模塊所采用的技術(shù)不限于以上提及的這些,只要能實(shí)現(xiàn)被充電設(shè)備與其它無線電子設(shè)備的通信以及其它無線電子設(shè)備與主控單元300的通信,都可以被無線接入點(diǎn)模塊所使用。
[0106]如圖4所示,無線接入點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)處理器303還連接到總控模塊207,這樣,其它無線電子設(shè)備通過無線接入點(diǎn)模塊可以實(shí)現(xiàn)對被充電設(shè)備的控制,例如,總控模塊207監(jiān)控各個(gè)電能發(fā)射單元以及主控單元的充電信息,通過無線接入點(diǎn)模塊發(fā)送給其它無線電子設(shè)備,其它無線電子設(shè)備對此做出判斷,形成指令,并將指令通過無線接入點(diǎn)模塊發(fā)送給總控模塊207,進(jìn)而發(fā)送給主控單元和/或各個(gè)電能發(fā)射單元,從而實(shí)現(xiàn)對各自被充電設(shè)備的無線充電情況的控制。
[0107]進(jìn)一步地,主控單元200和/或300還可以包括LED燈(未示出)。LED燈受控于電源管理模塊201和充電控制模塊202,用于指示主控單元200的工作狀態(tài),例如,主控單元200是否連接到外部電源,主控單元200是否向外發(fā)射電磁波,主控單元200所連接的哪個(gè)電能發(fā)射單元在工作,等等。在主控單元300包括無線接入點(diǎn)模塊時(shí),LED燈還可以指示無線接入點(diǎn)模塊是否工作,等等。LED燈可以是一個(gè)指示燈,也可以是LED陣列,包括多個(gè)LED燈,分別指示上述各種及其它信息。
[0108]再次參見圖3,來描述電能發(fā)射單元的構(gòu)成。如上所述,電能發(fā)射單元220、230和240的設(shè)計(jì)原理和功能基本相同。于是,僅以電能發(fā)射單元220為例詳細(xì)描述其構(gòu)成。
[0109]如圖3所示,電能發(fā)射單元220包括振蕩電路221、功率放大器222、發(fā)射線圈223、傳感模塊224和充電控制模塊225。電能發(fā)射單元220還可以進(jìn)一步包括用于指示工作狀態(tài)的LED燈(未示出)。
[0110]振蕩電路221、功率放大器222、發(fā)射線圈223、傳感模塊224和充電控制模塊225的工作模式與主控單元200或300中的振蕩電路203、功率放大器204、發(fā)射線圈205、傳感模塊206和充電控制模塊202的工作模式基本相同。例如,當(dāng)被充電設(shè)備放置在電能發(fā)射單元220上時(shí),傳感模塊224檢測發(fā)射線圈223的電壓,轉(zhuǎn)換成電流,提供給充電控制模塊225,充電控制模塊225基于這些信息進(jìn)行控制(例如,開啟充電、停止充電、快充、慢充等),并指令振蕩電路221將從主控單元接收到的電能轉(zhuǎn)化成高頻信號,經(jīng)功率放大器222放大,進(jìn)而發(fā)送給發(fā)射線圈223,對外發(fā)射電磁波,給相應(yīng)的被充電設(shè)備充電。
[0111]電能發(fā)射單元220、230、240可以直接通過接口(例如嵌入式、接觸式、插入式和/或卡口式等各種接口)與主控單元200或300相連,以獲得電能以及形成與主控單元之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑。電能發(fā)射單元220、230、240還可以與其它鄰近的電能發(fā)射單元通過接口相連,以橋接到主控單元200或300,獲得電能以及形成與主控單元之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑。它們之間的連接關(guān)系可以進(jìn)一步參見圖5和圖6。
[0112]圖5根據(jù)本發(fā)明的示例性無線充電器設(shè)備的主控單元與電能發(fā)射單元的連接示意圖。二者之間的連接主要包括兩部分:傳遞電能的電源線的連接以及傳遞數(shù)據(jù)的總線的連接。無論是電源線的連接還是總線的連接都是通過接口進(jìn)行的,接口包括但不限于嵌入式接口、接觸式接口、插入式接口和/或卡口式接口等。
[0113]如上所述,主控單元的電源管理模塊將來自外部的直流或交流電轉(zhuǎn)換為內(nèi)部所需的電能,該電能經(jīng)主控單元內(nèi)部的電源線傳輸給各個(gè)所需的模塊,如圖5所示,電源線還環(huán)繞在主控單元的周圍,延伸至在主控單元的適當(dāng)位置(例如,主控單元這個(gè)平臺的四邊)所設(shè)置的接口(例如,嵌入式、接觸式、插入式和/或卡口式等各種接口)。接口用于與電能發(fā)射單元的相應(yīng)接口相連,以將主控單元的電能傳遞給電能發(fā)射單元。類似地,電能發(fā)射單元的周圍也環(huán)繞有電源線,適當(dāng)?shù)奈恢靡苍O(shè)置有接口,以便與其它電能發(fā)射單元和主控單元組合連接。
[0114]主控單元通過環(huán)繞的電源線和接口將產(chǎn)生的電能傳遞給與之相連的電能發(fā)射單元。然后,該電能發(fā)射單元再通過環(huán)繞在自身單元上的電源線和接口將電能傳遞給其相鄰近的其它電能發(fā)射單元,依次類推,所有電能發(fā)射單元都將獲得自身所需的電能,如圖5所示。于是,一個(gè)主控單元可以與若干個(gè)(圖5示出5個(gè))電能發(fā)射單元組合,從而可以對多個(gè)不同類型、不同尺寸的被充電設(shè)備進(jìn)行充電。
[0115]總線的連接和布線方式也類似與電源線。從主控單元的總控模塊延伸的總線可以與電源線一起環(huán)繞在主控單元的周圍,延伸至在主控單元的適當(dāng)位置(例如,主控單元這個(gè)平臺的四邊)所設(shè)置的接口(例如,嵌入式、接觸式、插入式和/或卡口式等各種接口)。接口與電能發(fā)射單元的相應(yīng)接口相連,電能發(fā)射單元的周圍也環(huán)繞有總線,與電源線一起延伸至在適當(dāng)位置設(shè)置的接口處。于是,主控單元與各電能發(fā)射單元之間以及各個(gè)電能發(fā)射單元之間的數(shù)據(jù)通信路徑就此形成。
[0116]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性無線充電器設(shè)備中主控單元和電能發(fā)射單元的若干種組合方式的示意圖。
[0117]如圖6所示,示出了主控單元與若干個(gè)電能發(fā)射單元的五種組合方式(1)_(5),它們分別形成了為不同被充電對象進(jìn)行無線充電的無線充電器設(shè)備。例如,組合方式(1)-(3)所示的主控單元與電能發(fā)射單元分別排成一排、排成兩排、排成十字架的樣式。它們還可以排列成如圖6中的組合方式(4)和(5)所示的樣式,需要說明的是,在這種組合方式下,還需要連接板,用以將主控單元和電能發(fā)射單元連接和支撐起來,連接板除了起到支架的作用,還起到將電源線、數(shù)據(jù)總線相連的作用。所述組合方式并不局限于所示的這五種,根據(jù)所使用的場合、地點(diǎn)、用途等的不同,可以進(jìn)行任意形式的組合。
[0118]下面,描述本發(fā)明無線充電器設(shè)備的使用。
[0119]首先,參見圖7A,其示出運(yùn)行在無線充電器設(shè)備、被充電設(shè)備和用于控制被充電設(shè)備的其它無線電子設(shè)備上的控制應(yīng)用。利用該應(yīng)用,本發(fā)明的無線充電器設(shè)備、被充電設(shè)備和其它無線電子設(shè)備可以相互通信,實(shí)現(xiàn)靈活、方便的無線充電。
[0120]如圖所示,適用于本發(fā)明無線充電技術(shù)的控制應(yīng)用包括但不限于:總控應(yīng)用1.0、系統(tǒng)初始化模塊1.1、充電控制應(yīng)用1.2、主控單元問詢模塊1.3、電能發(fā)射單元應(yīng)答模塊
1.4、主控單元控制模塊1.5、無線通信模塊1.6、系統(tǒng)維護(hù)模塊1.7、充電監(jiān)控模塊1.8、遠(yuǎn)程客戶端控制模塊1.9。
[0121]總控應(yīng)用1.0運(yùn)行在主控單元的總控模塊中,主要用于整個(gè)無線充電器設(shè)備的總體管理和控制。
[0122]系統(tǒng)初始化模塊1.1運(yùn)行在主控單元的總控模塊中,主要用于初始化主控單元和與之相連的各個(gè)電能發(fā)射單元。
[0123]充電控制應(yīng)用1.2運(yùn)行在主控單元的充電控制模塊(如果有的話)中和電能發(fā)射單元的充電控制模塊中,主要用于處理來自于被充電設(shè)備的信息,并對充電模式進(jìn)行設(shè)置與控制。
[0124]主控單元問詢模塊1.3運(yùn)行在主控單元的總控模塊中,用于輪訓(xùn)主控單元和所有電能發(fā)射模塊的充電信息。
[0125]電能發(fā)射單元應(yīng)答模塊1.4運(yùn)行在電能發(fā)射單元的充電控制模塊中,用于對來自主控單元的問詢進(jìn)行響應(yīng),提供自身的充電信息等。
[0126]主控單元控制模塊1.5運(yùn)行在主控單元的總控模塊中,向主控單元和各個(gè)電能發(fā)射模塊發(fā)送充電模式指令(被動(dòng)充電模式),控制主控單元和各個(gè)電能發(fā)射模塊的充電模式。
[0127]無線通信模塊1.6運(yùn)行在主控單元的無線接入點(diǎn)模塊中,主要用于與被充電設(shè)備以及控制被充電設(shè)備的其它無線電子設(shè)備的無線通信。
[0128]系統(tǒng)維護(hù)模塊1.7運(yùn)行在主控單元的總控模塊和電能發(fā)射單元的充電控制模塊中,主要用于本身的維護(hù)。
[0129]充電監(jiān)控模塊1.8運(yùn)行在主控單元的總控模塊中,主要用于與其它無線電子設(shè)備通信來監(jiān)控充電模式。
[0130]遠(yuǎn)程客戶端控制模塊1.9運(yùn)行在被充電設(shè)備和需要控制被充電設(shè)備的其它無線電子設(shè)備上,用于它們之間的相互通信,利用該模塊其它無線電子設(shè)備可以遠(yuǎn)程登陸到被充電設(shè)備,進(jìn)行操作和使用被充電設(shè)備。
[0131]接下來,參見圖7B和圖7C來描述本發(fā)明無線充電器設(shè)備中無線接入點(diǎn)功能的使用。
[0132]出于描述方便和圖示清楚的目的,考慮到主控單元501自身也可以作為無線充電器設(shè)備使用,所以僅在圖7B中示出無線充電器設(shè)備的主控單元501,且所示的主控單元501包括無線接入點(diǎn)模塊,用以實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸功能。毫無疑問,連接有電能發(fā)射單元的實(shí)施例也落入本發(fā)明的范圍,在這種情況下,被充電設(shè)備放置在電能發(fā)射單元上進(jìn)行無線充電,而相關(guān)信息的無線傳輸仍由主控單元控制完成。
[0133]被充電設(shè)備502放置于主控單元501上,正在進(jìn)行無線充電。其它無線電子設(shè)備503包括但不限于個(gè)人電腦(PC)、平板電腦(PAD)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)設(shè)備等各種具有無線數(shù)據(jù)傳輸功能的設(shè)備。主控單元501作為無線接入點(diǎn),它將被充電設(shè)備502和其它無線電子設(shè)備503通過無線方式連接起來,在其它無線電子設(shè)備503上運(yùn)行遠(yuǎn)程客戶端控制程序,就可以對被充電設(shè)備502 (包括但不限于屏幕、語音、圖像、存儲、文件管理等)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和管理,操作其它無線電子設(shè)備503就好像操作被充電設(shè)備502 —樣。這樣,即使被充電設(shè)備502處于正在充電的狀態(tài),無法直接使用,但是通過其它無線電子設(shè)備503,借助本發(fā)明的無線充電器設(shè)備,同樣可以操作和使用被充電設(shè)備502。
[0134]參見圖7C,描述其它無線電子設(shè)備(例如,PC) 503訪問被充電設(shè)備(例如,手機(jī))502的過程,其中,被充電設(shè)備502正在無線充電器設(shè)備上進(jìn)行無線充電,并且無線充電器設(shè)備、其它無線電子設(shè)備和被充電設(shè)備分別加載并運(yùn)行了圖7A所示的控制應(yīng)用。
[0135]首先,在被充電設(shè)備502上和其它無線電子設(shè)備503上安裝圖7A所示的遠(yuǎn)程客戶端控制模塊1.9,其可以采用各種端對端通信協(xié)議。
[0136]使用時(shí),主控單元的總控模塊中的系統(tǒng)初始化模塊1.1首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,無線接入點(diǎn)模塊的無線通信模塊1.6啟動(dòng)建立無線網(wǎng)絡(luò),被充電設(shè)備502和其它無線電子設(shè)備503通過主控單元501的天線、無線接收發(fā)射端、無線基帶和數(shù)字處理器接入所形成的無線接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),其中,被充電設(shè)備502被分配以IP地址。
[0137]其它無線電子設(shè)備503在該無線接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中找到被充電設(shè)備502的IP地址,并利用遠(yuǎn)程客戶端控制模塊1.9進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄,通過遠(yuǎn)程客戶端控制模塊1.9可以實(shí)時(shí)地在其它無線電子設(shè)備503的屏幕上顯示被充電設(shè)備502的操作界面,進(jìn)而可以對被充電設(shè)備進(jìn)行文件、應(yīng)用程序、外設(shè)等進(jìn)行操作。
[0138]當(dāng)不需要使用其它無線電子設(shè)備503,或被充電設(shè)備502充電完畢可以使用時(shí),只需要在其它無線電子設(shè)備503上退出遠(yuǎn)程客戶端控制模塊應(yīng)用程序即可。
[0139]需要說明的是,一個(gè)其它無線電子設(shè)備503可以通過遠(yuǎn)程客戶端控制模塊登錄和使用多個(gè)被充電設(shè)備502,多個(gè)其它無線電子設(shè)備503也可以通過遠(yuǎn)程客戶端控制模塊登錄同一個(gè)被充電設(shè)備502。
[0140]參見圖8和圖9,分別描述主動(dòng)模式的充電過程以及利用無線接入點(diǎn)功能進(jìn)行被動(dòng)充電的過程。
[0141]被充電設(shè)備放置于充電平臺(包括主控單元形成的充電平臺,以及各個(gè)電能發(fā)射單元形成的充電平臺)上之后即自行充電的方式,稱為主動(dòng)充電模式或簡稱主動(dòng)模式。在這種模式下,被充電設(shè)備置于充電平臺上,電能發(fā)射單元或主控單元的充電控制模塊根據(jù)來自傳感模塊的信號檢測到被充電設(shè)備,然后,根據(jù)預(yù)定的程式控制振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈進(jìn)行充電(快充、慢充等),直至充電完成。
[0142]被充電設(shè)備放置于充電平臺上之后不是自行充電的方式,稱為被動(dòng)充電模式或簡稱被動(dòng)模式。在這種模式下,主控單元和電能發(fā)射單元的充電控制模塊接收通過總線傳輸來的主控單元中總控模塊的指令,根據(jù)指令設(shè)置充電方式,例如快充、慢充等,進(jìn)而執(zhí)行充電。
[0143]參見圖8,當(dāng)電能發(fā)射單元與主控單元組合在一起,準(zhǔn)備對被充電設(shè)備進(jìn)行無線充電時(shí),主控單元的總控模塊首先執(zhí)行系統(tǒng)初始化,啟動(dòng)無線充電器設(shè)備的各種控制功能和電路功能。此時(shí),電能發(fā)射單元通過接口從主控單元接收電能。
[0144]主控單元或電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈檢測到被充電設(shè)備;
[0145]主控單元或電能發(fā)射單元檢測是否是采用主動(dòng)模式進(jìn)行充電;充電模式是在系統(tǒng)初始化后,由相應(yīng)單元的充電控制模塊設(shè)置的,通常而言,默認(rèn)是主動(dòng)模式;并且,充電模式是可以在充電過程中隨時(shí)設(shè)置的。
[0146]在采用主動(dòng)模式進(jìn)行充電的情況下,主控單元或電能發(fā)射單元根據(jù)自身充電控制模塊的預(yù)定程序和指令,發(fā)射電磁波,對被充電設(shè)備實(shí)施無線充電。
[0147]在不采用主動(dòng)模式而是采用被動(dòng)模式進(jìn)行充電的情況下,主控單元和電能發(fā)射單元的充電控制模塊通過接口從主控單元的總控模塊接收指令(例如,由于時(shí)間緊迫,采用快充模式),并根據(jù)指令控制振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈等,對被充電設(shè)備實(shí)施無線充電。
[0148]進(jìn)一步地,在充電過程中,主控單元或電能發(fā)射單元實(shí)時(shí)檢測和設(shè)置充電模式,判斷是主動(dòng)模式還是被動(dòng)模式,根據(jù)判斷結(jié)果,采用相應(yīng)的模式充電。
[0149]參見圖9,當(dāng)主控單元包括無線接入點(diǎn)模塊時(shí),還可以進(jìn)一步利用無線接入點(diǎn)模塊的無線傳輸功能,通過其它無線電子設(shè)備對被充電設(shè)備的充電情況進(jìn)行檢測和控制。
[0150]例如,多個(gè)電能發(fā)射單元與主控單元組合,準(zhǔn)備對多個(gè)被充電設(shè)備進(jìn)行無線充電時(shí),主控單元的總控模塊首先執(zhí)行系統(tǒng)初始化并設(shè)置充電模式,啟動(dòng)無線充電器設(shè)備的各種控制功能和電路功能。此時(shí),各個(gè)電能發(fā)射單元通過接口直接或間接從主控單元接收電能,各個(gè)電能發(fā)射單元的總線與主控單元的總線也通過接口形成完整的數(shù)據(jù)傳輸路徑。
[0151]這樣,無線接入點(diǎn)模塊建立無線網(wǎng)絡(luò),其它無線電子設(shè)備與主控單元,主要是其中的總控模塊,建立無線連接。
[0152]此時(shí),主控單元的總控模塊對主控單元和各個(gè)電能發(fā)射單元的充電控制模塊進(jìn)行掃描問詢,主控單元和各個(gè)電能發(fā)射單元的充電控制模塊對此加以應(yīng)答,將充電信息通過總線發(fā)送給主控單元。[0153]主控單元的總控模塊將充電信息轉(zhuǎn)發(fā)給通過無線網(wǎng)絡(luò)建立連接的其它無線電子設(shè)備。
[0154]其它無線電子設(shè)備將控制命令發(fā)給主控單元的總控模塊。例如,準(zhǔn)備給手機(jī)充電的電能發(fā)射單元采用被動(dòng)充電模式,并要進(jìn)行快速充電,而給手提電腦充電的電能發(fā)射單元采用主動(dòng)充電模式。
[0155]然后,主控單元的總控模塊判斷主控單元和各個(gè)電能發(fā)射單元的充電模式,對于采用主動(dòng)模式進(jìn)行充電的,主控單元和各電能發(fā)射單元自行進(jìn)行充電,對于采用被動(dòng)模式進(jìn)行充電的,主控單元的總控模塊就將來自其它無線電子設(shè)備的控制命令發(fā)給相應(yīng)的主控單元和電能發(fā)射單元。
[0156]在充電過程中,還可以實(shí)時(shí)檢測充電模式,判斷是主動(dòng)模式還是被動(dòng)模式,根據(jù)判斷結(jié)果,采用相應(yīng)的模式充電。例如,用戶可能因?yàn)橛屑庇?,而希望快些對手提電腦進(jìn)行充電,此時(shí),用戶可以通過其它無線電子設(shè)備發(fā)送一個(gè)快充指令給主控單元的總控模塊,主控單元的總控模塊將該快充指令發(fā)給正在給手提電腦充電的電能發(fā)射單元,于是,該電能發(fā)射單元的充電控制模塊根據(jù)指令調(diào)整振蕩電路的頻率等實(shí)施快速充電。
[0157]可見,利用本發(fā)明的包括主控單元和多個(gè)與主控單元可拆卸組裝的電能發(fā)射單元的無線充電器設(shè)備,可以對多個(gè)電子設(shè)備同時(shí)充電,主控單元與電能發(fā)射單元之間可擴(kuò)展、可組合、可拆卸,使用方便,便于攜帶。利用主控單元的無線接入點(diǎn)功能,還可以利用其它無線電子設(shè)備控制和使用所有這些被充電設(shè)備,于是,可以實(shí)時(shí)觀測、控制和管理無線充電器平臺,靈活性強(qiáng),適應(yīng)性好。
[0158]需要說明的是,以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外,除上下文另有所指夕卜,以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式,反之亦然。另外,除非特別說明,那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。
【權(quán)利要求】
1.一種無線充電器設(shè)備,其特征在于,包括主控單元和一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元,主控單元與電能發(fā)射單元之間以及電能發(fā)射單元之間通過接口可拆卸地連接; 所述主控單元包括:電源管理模塊和總控模塊, 所述電源管理模塊將所獲得的直流或交流電轉(zhuǎn)換為所述主控單元內(nèi)部所需的電能,并將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至所述接口,進(jìn)而通過接口傳輸給所述電能發(fā)射單元; 所述總控模塊采用主從模式總線的方式與所述電能發(fā)射單元通過所述接口相連,控制和管理所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的操作;所述電能發(fā)射單元利用接收到的電能發(fā)射電磁波。
2.如權(quán)利要求1所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述主控單元進(jìn)一步包括:發(fā)射模塊,用于從所述電源管理模塊接收電能,并發(fā)射電磁波,所述發(fā)射模塊包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中, 所述傳感模塊用于檢測發(fā)射線圈的信息; 所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述振蕩電路和所述功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號; 所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將所述電源管理模塊轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給所述功率放大器; 所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給所述發(fā)射線圈; 所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
3.如權(quán)利要求1所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述電能發(fā)射單元包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中, 所述傳感模塊用于檢測所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的信息; 所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述電能發(fā)射單元的振蕩電路和功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號; 所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將來自所述主控單元的、通過所述接口傳輸來的電壓轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給功率放大器; 所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給發(fā)射線圈; 所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述主控單元進(jìn)一步包括:無線接入點(diǎn)模塊,其為被充電設(shè)備與另一無線設(shè)備之間、所述主控單元與另一無線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供路徑,使得另一無線設(shè)備在被充電設(shè)備充電期間操作被充電設(shè)備,并通過控制所述主控單元來控制所述電能發(fā)射單元所提供的無線充電。
5.如權(quán)利要求4所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述無線接入點(diǎn)模塊包括:天線、無線接收發(fā)射端、無線基帶和數(shù)據(jù)處理器。
6.如權(quán)利要求1所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述接口是嵌入式接口、接觸式接口、插入式接口或卡扣式接口。
7.一種無線充電器設(shè)備,其特征在于,包括主控單元,該主控單元包括: 電源管理模塊,用于將所獲得的直流或交流電轉(zhuǎn)換為所述主控單元內(nèi)部所需的電能; 發(fā)射模塊,用于從所述電源管理模塊接收電能,并發(fā)射電磁波; 總控模塊,用于控制和管理所述主控單元的操作;和無線接入點(diǎn)模塊,用于構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò),與所述總控模塊相連并交互,為被充電設(shè)備與另一無線設(shè)備之間、所述總控模塊與另一無線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供路徑,使得另一無線設(shè)備在被充電設(shè)備充電期間操作被充電設(shè)備。
8.如權(quán)利要求7所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述發(fā)射模塊包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中, 所述傳感模塊用于檢測發(fā)射線圈的信息; 所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述振蕩電路和所述功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號; 所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將所述電源管理模塊轉(zhuǎn)換后的電能轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給所述功率放大器; 所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給所述發(fā)射線圈; 所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
9.如權(quán)利要求7或8所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述無線接入點(diǎn)模塊包括:天線、無線接收發(fā)射端、無線基帶和數(shù)據(jù)處理器。
10.如權(quán)利要求7或8所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述無線充電器設(shè)備進(jìn)一步包括:一個(gè)或一個(gè)以上的電能發(fā)射單元, 其中,所述主控單元與所述電能發(fā)射單元之間以及所述電能發(fā)射單元之間通過接口可拆卸地連接; 所述電源管理模塊將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至所述接口,進(jìn)而通過接口傳輸給所述電能發(fā)射單元;` 所述總控模塊采用主從模式總線的方式與所述電能發(fā)射單元通過所述接口相連,控制和管理所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的操作; 所述電能發(fā)射單元利用從所述電源管理模塊接收到的電能發(fā)射電磁波。
11.如權(quán)利要求10所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述電能發(fā)射單元包括:傳感模塊、充電控制模塊、振蕩電路、功率放大器和發(fā)射線圈,其中, 所述傳感模塊用于檢測所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的信息; 所述充電控制模塊根據(jù)所述傳感模塊檢測到的發(fā)射線圈的信息來控制所述電能發(fā)射單元的振蕩電路和功率放大器,以便為發(fā)射線圈提供合適的信號; 所述振蕩電路用于在所述充電控制模塊的控制下,將來自通過電源接口傳輸來的電壓轉(zhuǎn)換成高頻信號,提供給功率放大器; 所述功率放大器對接收到的高頻信號進(jìn)行放大,輸出給發(fā)射線圈; 所述發(fā)射線圈利用經(jīng)放大的高頻信號發(fā)射電磁波。
12.如權(quán)利要求10所述的無線充電器設(shè)備,其特征在于,所述接口是嵌入式接口、接觸式接口、插入式接口或卡扣式接口。
13.一種無線充電的方法,其特征在于,包括以下步驟: 無線充電器設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)初始化,其中,所述無線充電器設(shè)備包括主控單元和一個(gè)或多個(gè)與主控單元可拆卸連接的電能發(fā)射單元,所述主控單元包括總控模塊; 設(shè)置充電模式; 檢測被充電設(shè)備;輪訓(xùn)所述主控單元和所述電能發(fā)射單元,獲取所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電信息; 判斷所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電模式為主動(dòng)充電模式還是被動(dòng)充電模式; 在主動(dòng)充電模式的情況下,所述主控單元和所述電能發(fā)射單元根據(jù)預(yù)定方式進(jìn)行無線充電; 在被動(dòng)充電模式的情況下,所述主控單元和所述電能發(fā)射單元從所述總控模塊接收指令并根據(jù)指令進(jìn)行無線充電。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法進(jìn)一步包括: 所述主控單元所包括的無線接入點(diǎn)模塊建立無線網(wǎng)絡(luò); 所述被充電設(shè)備以及另一無線設(shè)備接入所述無線網(wǎng)絡(luò); 所述總控模塊將所獲取的所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電信息經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述另一無線設(shè)備; 所述另一無線設(shè)備經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令給所述總控模塊。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法,其中,所述指令包括以下指令之一:指示常速充電的指令、指示快速充電的指令、指示慢速充電的指令、指示啟動(dòng)充電的指令、指示停止充電的指令。
16.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述另一無線設(shè)備借助所述無線網(wǎng)絡(luò)利用遠(yuǎn)程客戶端控制應(yīng)用操作 和使用所述被充電設(shè)備。
17.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,判斷所述主控單元和所述電能發(fā)射單元的充電模式是主動(dòng)充電模式還是被動(dòng)充電模式的步驟和設(shè)置充電模式的步驟是在充電過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
【文檔編號】H02J7/00GK103457332SQ201310465266
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】萬霞 申請人:平湖凌云信息科技有限公司