專(zhuān)利名稱：無(wú)線電能發(fā)射裝置及無(wú)線充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線充電技術(shù)，尤其涉及一種可為型號(hào)化電子產(chǎn)品進(jìn)行充電的無(wú)線電能發(fā)射裝置及應(yīng)用該無(wú)線電能發(fā)射裝置的無(wú)線充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)今，一些小型化電子產(chǎn)品(諸如，手機(jī)、MP3/MP4播放器、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等等)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪泄┤藠蕵?lè)、社交所必不可少的設(shè)備。目前，與此類(lèi)電子產(chǎn)品相配套的充電設(shè)備包括有線充電器和無(wú)線充電器，其中，因有線充電技術(shù)較為成熟，其在目前市場(chǎng)上仍然占據(jù)主流地位，然而，有線充電設(shè)備更多地依賴于各種形式的插口、插座或?qū)Ｓ闷骷?，?dǎo)致充電條件受到限制，同時(shí)，采用有線的方式進(jìn)行充電或供電，在多設(shè)備充電時(shí)容易造成線的纏繞，此“剪不斷，理還亂”的現(xiàn)象給使用者帶來(lái)不舒服的使用體驗(yàn)。因此，無(wú)線充電技術(shù)越來(lái)越多地成為人們不斷致力于研究的課題。無(wú)線充電器是指利用電磁波感應(yīng)原理進(jìn)行充電的設(shè)備，其原理類(lèi)似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各設(shè)置有一個(gè)線圈，發(fā)送端線圈連接有線電源產(chǎn)生電磁信號(hào)，接收端線圈感應(yīng)發(fā)送端的電磁信號(hào)從而產(chǎn)生電流給電池充電?，F(xiàn)有技術(shù)中，此無(wú)線充電器可與多種被充電設(shè)備相兼容，“剪不斷，理還亂”的情況將不復(fù)存在。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)線充電設(shè)備，在其充電過(guò)程中，使用者無(wú)法獲知充電設(shè)備的各種工作狀態(tài)(比如，電源是否接通、夜間模式、日間模式、是否有障礙物、待充電裝置是否匹配、出錯(cuò)等等狀況)，這勢(shì)必會(huì)給使用者帶來(lái)不良的使用體驗(yàn)。同時(shí)，在大多數(shù)待充電設(shè)備端，由于其通過(guò)接收線圈來(lái)進(jìn)行電能的接收，所以在此類(lèi)充電設(shè)備端往往處于電磁波的包裹當(dāng)中，這勢(shì)必會(huì)給設(shè)備內(nèi)部的元器件產(chǎn)生電磁干擾，以至對(duì)充電設(shè)備的使用壽命帶來(lái)不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式指示的無(wú)線電能發(fā)射
>J-U裝直。本發(fā)明的目的還在于提供一種應(yīng)用上述無(wú)線電能發(fā)射裝置、無(wú)線電能接收裝置的無(wú)線充電系統(tǒng)，其通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有效屏蔽，以保證給設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電的同時(shí)，設(shè)備內(nèi)各元器件不受電磁場(chǎng)的影響。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無(wú)線電能發(fā)射裝置，包括初級(jí)電源模塊，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)，并用于檢測(cè)該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作狀態(tài)；諧振模塊，與所述初級(jí)電源模塊連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)，該諧振模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射所述電磁場(chǎng)的發(fā)射線圈；充電平臺(tái)，其用于對(duì)發(fā)射線圈與待充電設(shè)備進(jìn)行匹配，并可針對(duì)所述無(wú)線電能發(fā)射裝置的不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式的指示。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述充電平臺(tái)設(shè)置有用于指示不同工作狀態(tài)的指示燈和/或蜂鳴器。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述指示燈包括充電狀態(tài)指示燈和錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述工作狀態(tài)包括日間模式狀態(tài)、和/或夜間模式狀態(tài)、和/或待機(jī)狀態(tài)、和/或充電狀態(tài)、和/或充滿狀態(tài)、和/或出錯(cuò)狀態(tài)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在日間模式時(shí)，指示燈均正常指示發(fā)射裝置的工作狀態(tài)；在夜間模式時(shí)，指示燈均熄滅；在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，指示燈均常亮；在充電狀態(tài)時(shí)，充電狀態(tài)指示燈為閃爍，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈熄滅；在充滿狀態(tài)時(shí)，充電狀態(tài)指示燈為常亮，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈熄滅；在出錯(cuò)狀態(tài)時(shí)，充電指示燈為熄滅，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈根據(jù)出錯(cuò)信息的不同為常亮或者閃爍。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)所述充電平臺(tái)匹配到合適的待充電裝置時(shí)，所述蜂鳴器進(jìn)行短鳴。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述充電平臺(tái)還包括一用于選擇該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作模式的模式選擇開(kāi)關(guān)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述初級(jí)電源模塊包括:AC-DC模塊，將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橐恢绷麟娫?；控制模塊，控制初級(jí)電源模塊中各模塊的運(yùn)作、以及指示燈和/或蜂鳴器的工作；檢測(cè)模塊，連接于所述諧振模塊與所述控制模塊之間，用于檢測(cè)諧振模塊的工作參數(shù)及感應(yīng)發(fā)射線圈的接收端的反饋信息，并反饋給所述控制模塊；逆變模塊，用于產(chǎn)生一定頻率的高頻交流電信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，連接于所述逆變模塊與所述控制模塊之間，用于驅(qū)動(dòng)所述逆變模塊工作；電源模塊為上述各模塊供電；其中，所述控制模塊根據(jù)所述反饋信息調(diào)整逆變模塊輸出信號(hào)的頻率或相位或占空比。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測(cè)模塊所感應(yīng)的發(fā)射線圈的接收端的反饋信息包括接收設(shè)備信息、或線圈耦合信息、或參數(shù)配置信息、或充電狀態(tài)信息、或參數(shù)調(diào)整信息、或接收到的能量信息、或上述參數(shù)的組合。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測(cè)模塊所檢測(cè)的工作參數(shù)包括諧振模塊的振蕩頻率、或發(fā)射線圈的電流或電壓、或發(fā)射線圈的溫度、或上述參數(shù)的任意組合。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)射線圈內(nèi)部、或者周邊、或電路板上、或者其它散熱部位設(shè)置有用以感測(cè)溫度變化的溫度感測(cè)頭。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述AC-DC模塊和電源模塊之間設(shè)置有一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，用以吸收浪涌電流的沖擊。相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)上述另一發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無(wú)線充電系統(tǒng)， 包括一無(wú)線電能發(fā)射裝置，其包括初級(jí)電源模塊，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)，并用于檢測(cè)該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作狀態(tài)、以及接收電能接收端發(fā)送的反饋信息；諧振模塊，與所述初級(jí)電源模塊連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)， 該諧振模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射所述電磁場(chǎng)的發(fā)射線圈；充電平臺(tái)，其用于對(duì)發(fā)射線圈與待充電裝置進(jìn)行匹配；一無(wú)線電能接收裝置，其包括接收線圈，與所述發(fā)射線圈相匹配，感應(yīng)電磁場(chǎng)信號(hào)并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電能轉(zhuǎn)換模塊，將所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)化為可供電池充電的電力；屏蔽模塊，設(shè)于所述接收線圈和待充電設(shè)備之間，用于屏蔽電磁場(chǎng)，以防止對(duì)待充電設(shè)備內(nèi)部元器件的影響。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述充電平臺(tái)還用于針對(duì)所述無(wú)線電能發(fā)射裝置的不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式的指示。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述充電平臺(tái)設(shè)置有用于指示不同工作狀態(tài)的指示燈和/或蜂鳴器。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述屏蔽模塊包括設(shè)置于接收線圈與待充電設(shè)備內(nèi)各元器件之間的金屬絲網(wǎng)、或金屬片、或?qū)щ娤鹉z、或?qū)щ姴肌⒒驅(qū)Т挪牧?、或絕緣材料、或上述材質(zhì)的任意組合。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為適合電池充電使用的直流電力的電源管理電路。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)線電能接收裝置還包括一信號(hào)反饋模塊。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)反饋模塊將接收裝置的充電信息傳輸?shù)綗o(wú)線電能發(fā)射裝置內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為一定范圍的電磁場(chǎng)，在接收端通過(guò)線圈感應(yīng)電磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)換為一定的電力，為待充電設(shè)備進(jìn)行充電，從而無(wú)線充電功能。其中，在電能發(fā)射端，根據(jù)充電裝置的不同工作狀態(tài)，分別進(jìn)行不同方式的指示，從而使得充電方式更為便捷，提升了用戶使用的體驗(yàn)；另外，在接收裝置端，安裝一可對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽的屏蔽模塊，以防止電磁場(chǎng)對(duì)充電設(shè)備內(nèi)部元零件的影響，確保了充電設(shè)備的正常使用。


圖I是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無(wú)線充電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作原理示意圖3是本發(fā)明中LC諧振模組(串聯(lián)方式)的原理圖4是本發(fā)明中LC諧振模組(并聯(lián)方式)的原理圖5是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無(wú)線電能接收裝置的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。首先，請(qǐng)參圖I所示，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中用于對(duì)小型電子設(shè)備進(jìn)行充電的無(wú)線充電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。具體地,該系統(tǒng)可為手機(jī)、蜂窩電話、PDA、MP3、MP4、遙控器等等設(shè)備的電池進(jìn)行充電，對(duì)手機(jī)的充電方式包括電池、手機(jī)背殼或其他接收裝置形式的充電，實(shí)現(xiàn)手機(jī)等產(chǎn)品的無(wú)線充電功能。上述可充電電池包括鋰離子電池、鋰聚合物電池在內(nèi)的可充電電池。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，此無(wú)線充電系統(tǒng)，包括一無(wú)線電能發(fā)射裝置10和無(wú)線電能接收裝置20，具體工作原理便是無(wú)線電能發(fā)射裝置的輸入端連接一交流電源網(wǎng)絡(luò)(國(guó)家電網(wǎng)所供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)市電(民用、商用等)，例如，50Hz/60Hz，220V/100V，在其他實(shí)施方式中， 也可直接輸入一直流電力)，無(wú)線電能發(fā)射裝置10將輸入的交流電力或者直流電力轉(zhuǎn)換為一定范圍內(nèi)輻射的電磁場(chǎng)，并通過(guò)該裝置內(nèi)的發(fā)射線圈140 (也可稱為初級(jí)線圈)進(jìn)行電磁
6場(chǎng)的發(fā)射。無(wú)線電能接收裝置20可設(shè)置在待充電設(shè)備內(nèi)，以手機(jī)為例，該接收裝置在手機(jī)制造時(shí)，便作為手機(jī)的基本組件組裝于手機(jī)內(nèi)，其包括一用于感應(yīng)電磁場(chǎng)的接收線圈21。當(dāng)需要充電時(shí)，便將手機(jī)放于無(wú)線電能發(fā)射裝置10上，接收線圈21通過(guò)感應(yīng)電磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并經(jīng)過(guò)一系列電力轉(zhuǎn)換電路，給手機(jī)電池輸送充電電力。結(jié)合圖I、圖2所示，本實(shí)施方式中，無(wú)線電能發(fā)射裝置包括一初級(jí)電源模塊12、一諧振模塊14以及一用于放置待充電設(shè)備的充電平臺(tái)13，優(yōu)選地，初級(jí)電源模塊11通過(guò)插頭 /插座的形式連接一外接電流電源40 (220V)輸入交流電力，然后經(jīng)過(guò)AC-DC輸出一直流電信號(hào)到電源模塊，AC-DC模塊可以用適配器來(lái)實(shí)現(xiàn)。電源模塊為各個(gè)模塊提供電源。控制模塊產(chǎn)生一信號(hào)到驅(qū)動(dòng)模塊，其頻率、占空比、相位可變，再將此信號(hào)傳輸給與之相連的驅(qū)動(dòng)模塊，經(jīng)過(guò)逆變后產(chǎn)生一交流信號(hào)到諧振模塊14，此諧振模塊包括一個(gè)或者多個(gè)用于發(fā)射電磁場(chǎng)的發(fā)射線140。檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)來(lái)源于諧振模塊的電流、電壓以及來(lái)源于接收端的反饋信息，并將這些信息反饋給控制模塊。其中，諧振模塊14是由電感、電容通過(guò)各種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接組成，諧振模塊中的發(fā)射線圈140即電路中電感部分。值得一提的是，本發(fā)明的充電系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置多個(gè)線圈，從而可實(shí)現(xiàn)為多個(gè)待充電設(shè)備同時(shí)進(jìn)行充電。需要說(shuō)明的是，不一定是一個(gè)線圈對(duì)應(yīng)于一個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，也可以為多個(gè)線圈對(duì)應(yīng)于一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行充電。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，充電平臺(tái)13包括一基座(未圖示)、適配器接口、指示燈(優(yōu)選地，本實(shí)施方式中包括充電狀態(tài)指示燈130和出錯(cuò)狀態(tài)指示燈131)、蜂鳴器132 以及一用于選擇該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作模式的模式選擇開(kāi)關(guān)133，工作模式包括日間模式和夜間模式。充電平臺(tái)13用于對(duì)發(fā)射線圈與待充電設(shè)備進(jìn)行匹配，充電平臺(tái)上可同時(shí)放置多個(gè)待充電設(shè)備進(jìn)行充電，此時(shí)，每個(gè)位置上都可以對(duì)放置在上面的的接收設(shè)備進(jìn)行充電。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，當(dāng)所述充電平臺(tái)匹配到合適的待充電裝置時(shí)，所述蜂鳴器132進(jìn)行短鳴。充電平臺(tái)13上還集成有可針對(duì)所述無(wú)線電能發(fā)射裝置的不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式的指示的功能。本發(fā)明中，發(fā)射裝置的工作狀態(tài)包括日間模式狀態(tài)、和/或夜間模式狀態(tài)、和/或待機(jī)狀態(tài)、和/或充電狀態(tài)、和/或充滿狀態(tài)、和/或出錯(cuò)狀態(tài)等等，出錯(cuò)狀態(tài)包括電路出錯(cuò)，通訊出錯(cuò)等等。具體地，在本實(shí)施方式中，指示燈根據(jù)不同的工作狀態(tài)，可進(jìn)行以下不同方式的指示在日間模式時(shí)，指示燈均正常指示發(fā)射裝置的狀態(tài)；在夜間模式時(shí)，指示燈均為熄滅; 在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，指示燈均為常亮；在充電狀態(tài)時(shí)，充電指示燈為閃爍，錯(cuò)誤指示燈熄滅；在充滿狀態(tài)時(shí)，充電指示燈為常亮，錯(cuò)誤指示燈熄滅；在出錯(cuò)狀態(tài)時(shí)，充電指示燈為熄滅，錯(cuò)誤指示燈根據(jù)出錯(cuò)信息的不同為常亮或閃亮。通過(guò)這樣的方式，使用者可以很快捷地知道充電裝置的各工作狀態(tài)，使用方便，也實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電力進(jìn)行充電的功能，使用體驗(yàn)好。如圖2所示，在本實(shí)施方式中，初級(jí)電源模塊12包括AC-DC模塊121、逆變模塊 122、控制模塊123、檢測(cè)模塊124、驅(qū)動(dòng)模塊125、電源模塊126以及濾波模塊(未圖示)。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，若外接電源為直流電源，那么AC-DC模塊也可省去。以上所述的充電平臺(tái)上各功能部件(指示燈、蜂鳴器等等)均由發(fā)射裝置內(nèi)部的電源模塊126提供電力進(jìn)行供電，并且，由內(nèi)部的控制模塊123進(jìn)行控制。AC-DC模塊121通常由變壓器、主電路和濾波器等組成，其可為半波整流電路、全波整流電路或者橋式整流電路。其輸入端接入交流電力，并將交流電經(jīng)過(guò)電源模塊轉(zhuǎn)化為各模塊所需的供電電壓。逆變電路122與所述驅(qū)動(dòng)模塊相連，將控制模塊輸出的一可變頻率、相位、占空比的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)、逆變后轉(zhuǎn)換為可供諧振的交流電信號(hào)?？刂颇K123控制初級(jí)電源模塊中各模塊的運(yùn)作，其在基本組成上可包括中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、或者微處理單兀(Micro Control Unit,MCU)、或者現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field — Programmable Gate Array, FPGA)、或者具體特定功能的集成電路等等。在本實(shí)施方式中，檢測(cè)模塊124用于檢測(cè)系統(tǒng)中一些工作參數(shù)。其可與諧振模塊直接相連用于檢測(cè)發(fā)射線圈的電流、電壓值等等，用于檢測(cè)接收端發(fā)送過(guò)來(lái)的反饋信息。在其他實(shí)施方式中，此電路還可用于檢測(cè)輸入的電流、電壓、發(fā)射線圈的溫度等等信息。其中，本發(fā)明中，對(duì)于電能發(fā)射裝置內(nèi)各散熱部件的溫度測(cè)量通過(guò)一溫度傳感器來(lái)完成，所述溫度傳感器的引腳設(shè)置在發(fā)射控制電路板上，發(fā)射線圈內(nèi)部、或者周邊、或電路板上、或者其它散熱部位設(shè)置有用以感測(cè)溫度變化的溫度感測(cè)頭。如此，一旦電路板或者線圈的溫度超出預(yù)警值，那控制模塊便可通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)整個(gè)發(fā)射裝置進(jìn)行關(guān)閉，以達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)安全的功能。驅(qū)動(dòng)模塊125連接于逆變模塊122與控制模塊123之間，用于驅(qū)動(dòng)所述逆變模塊 122工作。優(yōu)選地，該驅(qū)動(dòng)電路接收控制模塊發(fā)送的控制信號(hào)后，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行放大以增強(qiáng)對(duì)逆變電路的驅(qū)動(dòng)能力。于本發(fā)明中，檢測(cè)模塊124用于將發(fā)射線圈中的電壓和/或電流的變化情況、反饋信息提供給控制模塊，控制模塊用于根據(jù)檢測(cè)模塊反饋的電壓和/或電流或反饋信息調(diào)整為驅(qū)動(dòng)模塊125提供的信號(hào)頻率、相位、占空比；驅(qū)動(dòng)模塊用于將控制模塊提供的信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后經(jīng)過(guò)逆變模塊變成交流電，加載到發(fā)射線圈上，并通過(guò)加載的振蕩頻率信號(hào)與接收線圈進(jìn)行匹配，并在匹配成功后進(jìn)行能量傳輸。繼續(xù)參照?qǐng)D2所示，在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，在電源模塊126與AC-DC模塊 121之間設(shè)置了一負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC，解決了由于上電瞬間浪涌電流大而產(chǎn)生電火花的問(wèn)題，同時(shí)，由于負(fù)溫度系數(shù)電阻的負(fù)溫度系數(shù)特性，在發(fā)射器正常工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較大的功率損耗。。以下，參圖3、4所示，本發(fā)明的LC諧振電路可為串聯(lián)方式和并聯(lián)方式，其中并聯(lián)方式分為兩種連接方式，因此電路原理為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，故，申請(qǐng)人在此不再贅述。圖5所示的是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無(wú)線電能接收裝置的工作原理示意圖，該裝置用于放置于充電平臺(tái)上，通過(guò)電耦合將電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出給待充電設(shè)備充電使用。具體地，在本實(shí)施方式中，該裝置包括接收線圈21、電能轉(zhuǎn)換電路22、屏蔽模塊 23、可充電電池24 (手機(jī)電池等)。接收線圈21處于電磁場(chǎng)，感應(yīng)無(wú)線電能發(fā)射裝置所發(fā)射的電磁場(chǎng)，并以產(chǎn)生交變電信號(hào)；電能轉(zhuǎn)換電路22連接于接收線圈21與可充電電池24之間，用于將所述交變電信號(hào)(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))轉(zhuǎn)換為可供可充電電池24使用的電力。
值得一提的是，發(fā)射端和接收端都有電磁屏蔽模塊。發(fā)射端的屏蔽模塊設(shè)置與發(fā)射線圈的底層。接收端的屏蔽模塊23設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與待充電設(shè)備內(nèi)各元器件27之間。屏蔽模塊可為導(dǎo)磁材料，如鐵氧體材料制成，用于屏蔽電磁場(chǎng)，以避免對(duì)待充電設(shè)備內(nèi)各元器件的干擾以及對(duì)外界環(huán)境的干擾。優(yōu)選地，在本發(fā)明一實(shí)施方式中，屏蔽模塊可為涂覆于待充電設(shè)備上的屏蔽導(dǎo)磁漆，其為可噴涂的一種油漆，干燥形成漆膜后能起到導(dǎo)磁的作用，從而起到屏蔽電磁波干擾的功能；屏蔽模塊也可以是導(dǎo)磁材料，如鐵氧體；在其他實(shí)施方式中，屏蔽模塊也可為設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與待充電設(shè)備內(nèi)各元器件之間的金屬絲網(wǎng)、金屬片，指形簧片(不同表面涂覆層)等等。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合待充電電池24使用的直流電力的整流電路220和一恒流、恒壓電路222，恒流、恒壓電路222利用預(yù)定電平的直流電壓產(chǎn)生對(duì)電池進(jìn)行充電的恒流和恒壓。即，恒流、恒壓電路222在電池的初始充電點(diǎn)維持恒流模式，當(dāng)電池的充電電壓飽和時(shí)，將恒流模式轉(zhuǎn)換為恒壓模式。在本實(shí)施方式中，所述無(wú)線電能接收裝置20還包括一信號(hào)反饋模塊25和一調(diào)制電路，信號(hào)反饋模塊25用于將接收端需求能量信息、狀態(tài)信息等通過(guò)調(diào)制電路以無(wú)線的方式發(fā)送到無(wú)線電能發(fā)射裝置內(nèi)部，當(dāng)然，在無(wú)線發(fā)射裝置內(nèi)也相應(yīng)設(shè)置有接收電路，也即反饋信息檢測(cè)電路，如此，接收電路便將接收端的信息傳達(dá)給控制模塊，控制模塊便可控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并針對(duì)一些狀態(tài)(充電中、充電已滿)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹甘?指示燈的常亮或者閃爍)。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為一定范圍的電磁場(chǎng)，在接收端通過(guò)線圈感應(yīng)電磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)換為一定的電力，為待充電設(shè)備進(jìn)行充電，從而無(wú)線充電功能。其中，在電能發(fā)射端，根據(jù)充電裝置的不同工作狀態(tài)，分別進(jìn)行不同方式的指示，從而使得充電方式更為便捷，提升了用戶使用的體驗(yàn)；另外，在電能接收裝置端，安裝一可對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽的屏蔽模塊，以防止電磁場(chǎng)對(duì)充電設(shè)備內(nèi)部元零件的影響，確保了充電設(shè)備的正常使用。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電能發(fā)射裝置，其特征在于，該裝置包括初級(jí)電源模塊，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)，并用于檢測(cè)該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作狀態(tài)；諧振模塊，與所述初級(jí)電源模塊連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)，該諧振模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射所述電磁場(chǎng)的發(fā)射線圈；充電平臺(tái)，其用于對(duì)發(fā)射線圈與待充電設(shè)備進(jìn)行匹配，并可針對(duì)所述無(wú)線電能發(fā)射裝置的不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式的指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述充電平臺(tái)設(shè)置有用于指示不同工作狀態(tài)的指示燈和/或蜂鳴器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述指示燈包括充電狀態(tài)指示燈和錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述工作狀態(tài)包括日間模式狀態(tài)、和 /或夜間模式狀態(tài)、和/或待機(jī)狀態(tài)、和/或充電狀態(tài)、和/或充滿狀態(tài)、和/或出錯(cuò)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)射裝置，其特征在于，在日間模式時(shí)，指示燈均正常指示發(fā)射裝置的工作狀態(tài)；在夜間模式時(shí)，指示燈均熄滅；在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，指示燈均常亮；在充電狀態(tài)時(shí)，充電狀態(tài)指示燈為閃爍，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈熄滅；在充滿狀態(tài)時(shí)，充電狀態(tài)指示燈為常亮，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈熄滅；在出錯(cuò)狀態(tài)時(shí)，充電指示燈為熄滅，錯(cuò)誤狀態(tài)指示燈根據(jù)出錯(cuò)信息的不同為常亮或者閃爍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射裝置，其特征在于，當(dāng)所述充電平臺(tái)匹配到合適的待充電裝置時(shí)，所述蜂鳴器進(jìn)行短鳴。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述充電平臺(tái)還包括一用于選擇該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作模式的模式選擇開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述初級(jí)電源模塊包括AC-DC模塊，將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橐恢绷麟娫?；控制模塊，控制初級(jí)電源模塊中各模塊的運(yùn)作、以及指示燈和/或蜂鳴器的工作；檢測(cè)模塊，連接于所述諧振模塊與所述控制模塊之間，用于檢測(cè)諧振模塊的工作參數(shù)及感應(yīng)發(fā)射線圈的接收端的反饋信息，并反饋給所述控制模塊；逆變模塊，用于產(chǎn)生一定頻率的高頻交流電信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，連接于所述逆變模塊與所述控制模塊之間，用于驅(qū)動(dòng)所述逆變模塊工作；電源模塊為上述各模塊供電；其中，所述控制模塊根據(jù)所述反饋信息調(diào)整逆變模塊輸出信號(hào)的頻率或相位或占空比。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述檢測(cè)模塊所感應(yīng)的發(fā)射線圈的接收端的反饋信息包括接收設(shè)備信息、或線圈耦合信息、或參數(shù)配置信息、或充電狀態(tài)信息、或參數(shù)調(diào)整信息、或接收到的能量信息、或上述參數(shù)的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述檢測(cè)模塊所檢測(cè)的工作參數(shù)包`括諧振模塊的振蕩頻率、或發(fā)射線圈的電流或電壓、或發(fā)射線圈的溫度、或上述參數(shù)的任意組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述發(fā)射線圈內(nèi)部、或者周邊、或電路板上、或者其它散熱部位設(shè)置有溫度感測(cè)頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述AC-DC模塊和電源模塊之間設(shè)置有一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
13.一種無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一無(wú)線電能發(fā)射裝置，其包括初級(jí)電源模塊，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)，并用于檢測(cè)該無(wú)線電能發(fā)射裝置的工作狀態(tài)、以及接收電能接收端發(fā)送的反饋信息；諧振模塊，與所述初級(jí)電源模塊連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)，該諧振模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射所述電磁場(chǎng)的發(fā)射線圈；充電平臺(tái)，其用于對(duì)發(fā)射線圈與待充電裝置進(jìn)行匹配；一無(wú)線電能接收裝置，其包括接收線圈，與所述發(fā)射線圈相匹配，感應(yīng)電磁場(chǎng)信號(hào)并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電能轉(zhuǎn)換模塊，將所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)化為可供電池充電的電力；屏蔽模塊，設(shè)于所述接收線圈和待充電設(shè)備之間，用于屏蔽電磁場(chǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電平臺(tái)還用于針對(duì)所述無(wú)線電能發(fā)射裝置的不同工作狀態(tài)進(jìn)行不同方式的指示。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電平臺(tái)設(shè)置有用于指示不同工作狀態(tài)的指示燈和/或蜂鳴器。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽模塊包括設(shè)置于接收線圈與待充電設(shè)備內(nèi)各元器件之間的金屬絲網(wǎng)、或金屬片、或?qū)щ娤鹉z、或?qū)щ姴?、或?qū)Т挪牧?、或絕緣材料、或上述材質(zhì)的任意組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為適合電池充電使用的直流電力的電源管理電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任意一項(xiàng)所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線電能接收裝置還包括一信號(hào)反饋模塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)反饋模塊將接收裝置的充電信息傳輸?shù)綗o(wú)線電能發(fā)射裝置內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種包括無(wú)線電能發(fā)射、接收裝置的無(wú)線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)將電力轉(zhuǎn)化為電磁場(chǎng)進(jìn)行電能的傳輸，從而以無(wú)線方式進(jìn)行對(duì)小型化電子設(shè)備的充電。其中，在電能發(fā)射端，根據(jù)充電裝置的不同工作狀態(tài)，分別進(jìn)行不同方式的指示，從而使得充電方式更為便捷，提升了用戶使用的體驗(yàn)；另外，在電能接收裝置端，安裝一可對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽的屏蔽模塊，以防止電磁場(chǎng)對(duì)充電設(shè)備內(nèi)部元零件的影響，確保了充電設(shè)備的正常使用，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)得以提升。
文檔編號(hào)H02J7/02GK102611215SQ201210102868
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者刁德鵬, 孫偉, 李聃, 董秀蓮, 黃學(xué)濤, 龍海岸 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心