專利名稱：面向多終端的無線供電系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線供電系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種能夠同時對多個不同功率和電壓終端進行供電的無線供電平臺和方法。
背景技術：
隨著科學技術的發(fā)展和人們需求的增加，個人擁有的電子產品越來越多。普通電子設備的供電方式為通過電源適配器將工頻交流電轉換為符合要求的低壓，或者直接連接至電腦USB 口。這種普通的供電方式逐漸顯現(xiàn)出諸多的弊端，例如由于各種電子產品的電壓和接口不一，導致生產了大量的適配器和導線，造成了資源浪費和環(huán)境污染；若同時為多個終端供電則線路纏繞，給使用帶來不便。目前，已有針對手機等的小型電子設備的無線充電設備，其基本原理為發(fā)射器的控制電路產生一定頻率、功率的電流，通過發(fā)射線圈發(fā)出電磁波，接收線圈接收電磁波后， 再經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓為電子設備供電。現(xiàn)有的無線充電設備，大多是一個無線發(fā)射器配備一個特定的無線接收器，也就是一個無線充電設備僅為一個無線用電設備供電，只能進行一對一的充電。所以，現(xiàn)有的無線充電設備無法對不同輸入需求的設備供電，更無法同時實現(xiàn)對多個無線用電設備供電。因此，現(xiàn)有技術存在缺陷，有待于進一步改進和發(fā)展。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可同時對多個不同終端實現(xiàn)無線供電的裝置和方法， 以實現(xiàn)一個無線充電設備可以對多個終端的供電。本發(fā)明的技術方案如下
面向多終端的無線供電系統(tǒng)，包括無線供電平臺和多個具有無線接收裝置的終端，其
中，
所述無線供電系統(tǒng)包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個發(fā)射線圈；
所述無線接收裝置包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括同接收線圈連接的開關電路；
所述無線供電平臺的控制電路通過發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；所述多個終端的接收線圈收到發(fā)射線圈的電磁波后，分別按照固定的編碼方式進行開、關動作；所述無線供電平臺收到與接收線圈開關動作相應的電磁波，獲得負載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述控制電路在發(fā)射固定周期的通訊電磁波之前，以掃描的形式依次向各個發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個周期的檢測電流；所述發(fā)射線圈與終端的接收線圈間產生互感效應，并產生互感電流；所述控制電路通過發(fā)射線圈電流或波形的變化，來判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進而判斷是否存在終端。
所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終J而是否為受電終2而。所述的無線供電系統(tǒng)，其中所述終端信息為非受電終端，所述無線供電平臺停止供電。所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無線供電平臺發(fā)射滿足所述終端信息的電磁波。面向多終端的無線供電方法，適用于無線供電平臺對多個具有無線接收裝置的終端供電，具體包括以下步驟
步驟A、所述無線供電平臺通過發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；
步驟B、多個終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關電路分別按照固定的編碼方式進行開、關動作；
步驟C、所述無線供電平臺收到與接收線圈開關動作相應的電磁波，獲得負載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。所述的方法，其中，所述步驟A之前還包括以下步驟
步驟I、所述無線供電平臺以掃描的形式依次向各個發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個周期的檢測電
流；
步驟2、所述發(fā)射線圈上的接收線圈產生互感效應，產生互感電流；
步驟3、所述無線供電平臺通過發(fā)射線圈電流或波形的變化，來判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進而判斷是否存在負載。所述的方法，其中，所述終端信息包括終端的電壓和功率、終端是否為受電終端。所述的方法，其中，所述步驟3之后，所述終端信息為非受電終端，所述無線供電平臺停止供電。所述的方法，其中，所述步驟3之后，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無線供電平臺發(fā)射該滿足該終端信息的電磁波。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種面向多終端的無線供電系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)和方法的無線供電平臺通過對終端發(fā)射固定周期的通訊電磁波，終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關電路分別按照固定的編碼方式進行開、關動作，無線供電平臺收到與開關動作相應的電磁波獲得負載的終端信息，實現(xiàn)同時對多個、輸入不一的終端同時進行無線充電，是一種通訊簡單、多目標、寬輸出的無線供電系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)真正的無線充電。


圖I為本發(fā)明無線供電系統(tǒng)的結構示意圖2為本發(fā)明無線供電平臺的控制電路的結構示意圖3為本發(fā)明無線供電平臺的結構示意圖4為本發(fā)明無線接收裝置的結構示意圖5為本發(fā)明無線供電方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。本發(fā)明提供面向多終端的無線供電系統(tǒng)，如圖I所示，包括無線供電平臺和具有無線接收裝置的終端，所述終端有多個，所述終端可以是手機、剃須刀、平板電腦等各種電子設備，這里不做限制。所述無線供電平臺，如圖3所示，包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個發(fā)射線圈。所述電源連接器連接工頻交流電。所述控制電路，如圖2所示，包括中央處理器、與所述中央處理連接的開關電路、設置在所述開關電路和中央處理器之間的比較電路和射頻電路，所述射頻電路包括穩(wěn)壓電路、整流濾波電路、放大電路等。所述開關電路連接各個發(fā)射線圈，在所述中央處理器的控制下，可以分別控制各個發(fā)射線圈的打開和關閉。本發(fā)明的無線供電平臺可以包括4*4個發(fā)射線圈，通過控制電路可同時或分別向多個發(fā)射線圈供電，其線圈的開關、發(fā)射功率、頻率由所述控制電路決定。所述多個發(fā)射線圈按照一定的分布方式密布于一個平臺，所述多個發(fā)射線圈也可以設置在一個桌面上，將無線供電平臺以無線供電桌的形式存在。所述無線接收裝置，如圖I和圖4所示，包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括連接在處理器上的開關電路、和整流濾波電路，所述整流濾波電路同穩(wěn)壓電路連接，所述穩(wěn)壓電路同電子設備連接，所述開關電路同接收線圈連接。所述無線供電平臺通過控制電路向所有的發(fā)射線圈提供一定頻率的交流電，所發(fā)射線圈將發(fā)射出電磁波，由于線圈的自感效應，所述發(fā)射線圈中產生自感電流，使發(fā)射線圈端的電流為II。當有閉合回路，例如接收線圈、體積較大的金屬等靠近時，除自感電流外，所述發(fā)射線圈還將與此閉合回路發(fā)生互感效應，在所述發(fā)射線圈回路中產生新的感生電流， 從而使發(fā)射線圈內的電流變?yōu)?2。所述比較電路和中央處理器可以即時的接收到所述發(fā)射線圈上的電流值。本發(fā)明的無線供電平臺能夠判斷發(fā)射線圈上是否存在負載，以及能夠判斷負載存在的位置。具體的，所述中央處理器，按照一定的周期，例如每隔I秒，以掃描的形式依次向各個發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個周期的低功率檢測電流。無線充電電磁波的頻率為千至兆級別，發(fā)出數(shù)個周期的檢測電流的功耗極低。通過判斷每個掃描點發(fā)射線圈是否存在互感效應，發(fā)射線圈的電流或波形是否變化，便可知道是發(fā)射線圈上是否存在負載。電流變化的發(fā)射線圈上存在負載，負載位于電流變化的發(fā)射線圈上。如果掃描后發(fā)射線圈上的電流沒有變化， 很顯然，該發(fā)射線圈上沒有負載存在。當負載不存時，所述無線供電平臺的中央處理器繼續(xù)對發(fā)射線圈發(fā)送周期性的低功率檢測電流，周期性的檢測發(fā)射線圈上是否存在負載。該方法只能判斷發(fā)射線圈處是否有金屬或閉合回路，而不能判斷是否為無線充電終端，更不能獲得終端信息，也就不能得知終端所需的電壓、功率和其他信息，所述無線供電平臺只能向終端提供固定的電壓、功率和頻率的電磁波。本發(fā)明面向多終端的無線供電方法的另外一個優(yōu)選實施例，無線供電平臺和終端能夠進行簡單通訊，如圖5所示，所述無線供電平臺發(fā)射周期的檢測電流以確定有負載的發(fā)射線圈；確定有負載發(fā)射線圈的方式同上。所述無線供電平臺對有負載的發(fā)射線圈，發(fā)射固定個周期的通訊電磁波。該方法也可以免去發(fā)射周期的檢測電流的步驟。終端在初次接收到發(fā)射線圈的電磁波能量之后，所述電流處理電路的處理器控制接收線圈的開關電路，使其按照固定的編碼方式進行開、關動作?！伴_”，接收線圈閉合，接收線圈與發(fā)射線圈產生互感效應，所述中央處理器感知為“有負載”；“關”，接收線圈斷路，接收線圈與發(fā)射線圈不產生互感效應，所述中央處理感知為“無負載”。這樣，通過發(fā)射線圈與接收線圈的耦合作用，無線供電平臺可獲得負載存在與否的系列開關信息，并通過事先約定的編碼方式解碼，從而獲得終端信息，并按照終端信息中的需求提供無線電磁波能量。所述終端信息包括終端的需求電磁波頻率、電流、電壓、功率等信息。而當負載處為金屬或閉合回路時，其發(fā)射端接收到的信息僅為持續(xù)的“負載存在”，即可判斷為“非受電終端”，所述無線供電平臺的發(fā)射線圈停止對該終端的供電，既節(jié)約電能、又可避免金屬或閉合回路產生感生電流發(fā)熱產生危險。當?shù)玫浇K端的需求電磁波頻率、電流、電壓和功率等信息時，所述無線供電平臺的控制電路，按照終端的需求，控制發(fā)射線圈的電流發(fā)射需求的電磁波。舉例定義，“長開”以20個周期表示1、“短開”以10個周期表示O、關以10個周期表示間隔。周期N為100的情況下，如接收線圈在這100個周期內，電流處理電路使接收線圈的狀態(tài)為“長開-關-短開-關-長開-關-短開-關”，則中央處理器判斷為“負載長時間存在-間隔-負載短時間存在-間隔-負載長時間存在-間隔-負載短時間存在”， 譯為終端的“1010”信號，表示“無線終端的接收額定電壓5V、功率5W”，這樣所述中央處理器安裝終端的需求，控制發(fā)射線圈的電流發(fā)射需求的電磁波。所述終端上的接收線圈接收到需求的電磁后，通過電流處理電路，將電流轉化為穩(wěn)壓直流，再用穩(wěn)壓直流電流為終端上的電子設備供電。本發(fā)明無線供電平臺的供電方法可以使無線供電平臺和終端實現(xiàn)簡單通訊，當金屬物體靠近發(fā)射線圈時，所述無線供電平臺通過同金屬物體的通訊判斷其不需要接收電磁能，避免金屬長時間處于電磁波中會產生大量的熱量而產生危險，且浪費電能。本發(fā)明提供的面向多終端的無線供電系統(tǒng)及方法，在無需增加額外通訊模塊的基礎上，實現(xiàn)無線供電平臺與終端之間的通訊，判斷負載是否為無線終端設備、并獲得終端信息，為目標提供所需的無線電磁波能量；實現(xiàn)同時對多個、輸入不一的終端同時進行無線充電，是一種通訊簡單、多目標、寬輸出的無線供電系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)真正的無線充電。應當理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實施例的表述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.面向多終端的無線供電系統(tǒng)，包括無線供電平臺和多個具有無線接收裝置的終端， 其特征在于，所述無線供電系統(tǒng)包括同電源/電源連接器連接的控制電路，還包括并聯(lián)在所述控制電路上的多個發(fā)射線圈；所述無線接收裝置包括同電流處理電路連接的接收線圈，所述電流處理電路包括同接收線圈連接的開關電路；所述無線供電平臺的控制電路通過發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；所述多個終端的接收線圈收到發(fā)射線圈的電磁波后，分別按照固定的編碼方式進行開、關動作；所述無線供電平臺收到與接收線圈開關動作相應的電磁波，獲得負載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。
2.根據(jù)權利要求I所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在發(fā)射固定周期的通訊電磁波之前，以掃描的形式依次向各個發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個周期的檢測電流；所述發(fā)射線圈與終端的接收線圈間產生互感效應，并產生互感電流；所述控制電路通過發(fā)射線圈電流或波形的變化，來判斷發(fā)射線圈上是否存在互感電流、進而判斷是否存在終端。
3.根據(jù)權利要求2所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終端是否為受電終端。
4.根據(jù)權利要求3所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為非受電終端，所述無線供電平臺停止供電。
5.根據(jù)權利要求3所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無線供電平臺發(fā)射滿足所述終端信息的電磁波。
6.面向多終端的無線供電方法，適用于無線供電平臺對多個具有無線接收裝置的終端供電，具體包括以下步驟步驟A、所述無線供電平臺通過發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；步驟B、多個終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關電路分別按照固定的編碼方式進行開、關動作；步驟C、所述無線供電平臺收到與接收線圈開關動作相應的電磁波，獲得負載的終端信息，根據(jù)終端信息為終端供電。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括以下步驟步驟I、所述無線供電平臺以掃描的形式依次向各個發(fā)射線圈發(fā)出數(shù)個周期的檢測電流；步驟2、發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生互感效應，產生互感電流；步驟3、所述無線供電平臺通過發(fā)射線圈電流或波形的變化，來判斷發(fā)射線圈上是否產生互感電流、進而判斷是否存在負載。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述終端信息包括終端的電磁波頻率、電流、電壓和功率、終端是否為受電終端。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟3之后，所述終端信息為非受電終端，所述無線供電平臺停止供電。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟3之后，所述終端信息為電磁波頻率、電流、電壓和功率，所述無線供電平臺發(fā)射該滿足該終端信息的電磁波。
全文摘要
本發(fā)明公開的面向多終端的無線供電系統(tǒng)及方法，具體包括以下步驟所述無線供電平臺通過發(fā)射線圈發(fā)射固定周期的通訊電磁波；多個終端的接收線圈分別收到發(fā)射線圈的電磁波后，其開關電路分別按照固定的編碼方式進行開、關動作；所述無線供電平臺收到與接收線圈開關動作相應的電磁波，獲得負載的終端信息；隨后平臺按照通訊信息要求，對終端所在位置線圈發(fā)射所需頻率、電壓、功率的電磁波。本發(fā)明實現(xiàn)同時對多個、輸入不一的終端同時進行無線充電，是一種通訊簡單、多目標、寬輸出的無線供電系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)真正的無線充電。
文檔編號H02J17/00GK102611213SQ20121009519
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權日2012年3月31日
發(fā)明者劉開磊, 張哲 , 王一晨, 郭正雄 申請人:劉開磊, 張哲 , 王一晨, 郭正雄