專利名稱：無線充電的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子設備應用領域，尤其涉及一種無線充電的方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
無線充電技術主要通過電磁波的方式傳送電能，典型的無線充電系統(tǒng)包括一個用于發(fā)送電磁波的發(fā)射端(例如充電底座)以及一個用于接收電磁波的接收端(例如待充電設備)。發(fā)射端與接收端之間通過電磁感應或者磁場共振的方式收發(fā)電磁波，從而實現(xiàn)電能的轉移。隨著無線充電技術的日益成熟以及其應用范圍的不斷擴大，無線充電技術越來越受到電子設備制造商的重視，在手機充電、電動汽車、醫(yī)療電子設備植入等領域得到了極大的關注。無線充電技術產生電磁波的原理在于，發(fā)射端內部安裝有諸如LC回路等振蕩電路，振蕩電路內電感中的磁場能與電容中電場能之間相互轉化，產生振蕩電流，從而產生具有高頻特性的電磁波。接收端通過與電磁波頻率(也稱作發(fā)射端發(fā)射頻率)達到最佳匹配的接收頻率對電磁波所進行接收。在實現(xiàn)上述無線充電的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題:通常，發(fā)射端的發(fā)射頻率與接收端的接收頻率均為固定值。隨著電子設備使用時間的增加，電子設備中的部分器件老化，發(fā)射端與接收端的頻率會發(fā)生改變，由此導致耦合程度降低，進而降低充電效率。此外耦合程度的降低還會導致電磁輻射和發(fā)熱量增大，進一步加速電子設備器件的老化，影響產品壽命，嚴重時還會導致火災事故的發(fā)生。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種無線充電的方法、裝置及系統(tǒng)，能夠解決無線充電過程中耦合程度降低的問題。第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種無線充電的方法，包括:獲取對端的耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度；根據所述耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種無線充電的裝置，包括:獲取單元，用于獲取對端的耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度；確定單元，用于根據所述獲取單元獲取的所述耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種無線充電的系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端包含如第二方面所述的無線充電的裝置，其中，所述接收端，用于向所述發(fā)射端發(fā)送耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征所述接收端與所述發(fā)射端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度；
所述發(fā)射端，用于獲取所述接收端發(fā)送的所述耦合特征信息，并根據所述耦合特征信息確定所述發(fā)射端的發(fā)射頻率，以便所述發(fā)射端的發(fā)射頻率與所述接收端的接收頻率達到最佳匹配。第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種無線充電的系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，所述接收端包含如第二方面所述的無線充電的裝置，其中，所述發(fā)射端，用于向所述接收端發(fā)送耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征所述發(fā)射端與所述接收端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度；所述接收端，用于獲取所述發(fā)射端發(fā)送的所述耦合特征信息，并根據所述耦合特征信息確定所述接收端的接收頻率，以便所述接收端的接收頻率與所述發(fā)射端的發(fā)射頻率達到最佳匹配。本發(fā)明實施例提供的無線充電的方法、裝置及系統(tǒng)，能夠獲取對端的耦合特征信息，該耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度，根據耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。與現(xiàn)有技術中接收端和發(fā)射端頻率值固定不變相比，可以通過調節(jié)接收端接收頻率和/或發(fā)射端發(fā)射頻率的方式提高電磁波信號的耦合程度，由此提高充電效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例所基于的無線充電的系統(tǒng)架構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中無線充電的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中另一個無線充電的方法流程圖；圖4為本發(fā)明實施例中接收端接收的電磁波信號的曲線示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中又一個無線充電的方法流程圖；圖6為本發(fā)明實施例中無線充電的裝置的結構示意圖；圖7為本發(fā)明實施例中另一個無線充電的裝置的結構示意圖；圖8為本發(fā)明實施例中無線充電的系統(tǒng)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例中另一個無線充電的系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面將結合本實施例中的附圖，對本實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本實施例首先對無線充電的系統(tǒng)架構進行簡要介紹。如圖1所示，該系統(tǒng)架構包含一個用于發(fā)送電磁波信號的發(fā)射端，以及一個用于 接收電磁波信號的接收端，實際應用中該發(fā)射端可以設置于充電底座內部，該接收端可以設置于電子設備內部。發(fā)射端與接收端均具有用于電磁耦合的線圈，兩者通過電磁感應的方式進行電能的無物理介質傳輸。下面基于圖1所示的系統(tǒng)架構對本實施例進行說明。為提高電磁波信號的耦合程度，本實施例提供了一種無線充電的方法，如圖2所示，所述方法包括:201、獲取對端的耦合特征信息。本實施例中的稱合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的稱合程度，例如耦合特征信息可以是接收端的充電效率或發(fā)射端的發(fā)射頻率。無線充電的裝置及可以位于圖1中所示的接收端內也可以位于圖1中所示的發(fā)射端內。當位于接收端內時，該接收端作為本實施例的執(zhí)行主體，當位于發(fā)射端內時，該發(fā)射端作為本實施例的執(zhí)行主體。需要說明的是，所謂“本端”或“對端”的表述僅為體現(xiàn)電磁波信號流向的相對意義，當本端為發(fā)射端時所述對端為接收端，同樣當本端為接收端時所述對端為發(fā)射端。所述耦合特征信息作為表征 本端與對端之間耦合程度的信息，可以由發(fā)射端從接收端處獲取也可以由接收端從發(fā)射端處獲取，用于接收端或發(fā)射端后續(xù)確定本端頻率的依據。202、根據耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。當本端為接收端時所述本端頻率為接收頻率，當本端為發(fā)射端時所述本端頻率為發(fā)射頻率。在獲取到對端的耦合特征信息之后，本端根據該耦合特征信息確定本端頻率，以使得本端頻率與對端頻率達到最佳匹配，從而提高本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度。所謂“最佳匹配”可以是本端頻率值與對端頻率值相等，實際應用中很難達到兩頻率值在絕對意義上相等，因此所謂“最佳匹配”還包括兩頻率值的差值在一定的允許范圍內。例如當兩頻率值差值不超過IOOHz時，近似認為兩頻率值匹配。此外，所謂“最佳匹配”還包括根據本端能力最大程度使本端頻率接近對端頻率。例如，由于器件老化等因素影響，本端能夠達到的最大頻率值為1900Hz，而對端的頻率值為2100Hz，則本端將當前頻率值1400Hz調節(jié)為最大頻率值1900Hz以盡量接近對端頻率值2100Hz。本實施例中，本端可以在預設時刻值上順序執(zhí)行步驟201和步驟202，將本端頻率調整到與對端頻率匹配的程度，也可以根據用戶的觸發(fā)指令順序執(zhí)行步驟201和步驟202。此外，本端還可以按照預設時間間隔周期性的執(zhí)行步驟201和步驟202，對本端頻率進行多次調整。本實施例不對調整本端頻率的時機以及次數進行限制。通常，現(xiàn)有技術中包含三種無線充電的方式:1)電磁感應、2)無線電波以及3)磁場共振，這三種方式均涉及到發(fā)射頻率和接收頻率，例如電磁波頻率或磁場共振頻率。以電磁感應為例，當接收端的接收頻率與發(fā)射端的發(fā)射頻率達到最佳匹配時(即產生諧振時)，接收端與發(fā)射端之間的耦合程度最高，亦即充電效率最高。當由于期間老化等因素導致接收頻率與發(fā)射頻率不匹配時，接收端與發(fā)射端之間的耦合程度降低，充電效率隨之下降。目前的相關科學研究已經表明，無線電波的充電方式可以傳輸幾瓦的功率，電磁感應的充電方式可以傳輸幾十瓦至幾百瓦的功率，而磁場共振的充電方式則可以將傳輸功率提升到千瓦級別。對于如此級別的傳輸功率，因接收頻率與發(fā)射頻率不匹配造成的功率浪費不容小覷。本實施例提供的無線充電的方法，能夠獲取對端的耦合特征信息，該耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度，根據耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。與現(xiàn)有技術中接收端和發(fā)射端頻率值固定不變相比，可以通過調節(jié)接收端接收頻率和/或發(fā)射端發(fā)射頻率的方式提高電磁波信號的耦合程度，由此提高充電效率，同時還能夠減少電磁輻射對人體的傷害以及對器件老化的加速影響。下面本實施例分別針對無線充電裝置位于接收端以及無線充電裝置位于發(fā)射端兩種情況，對圖1所示的方法進行詳細說明以及進一步擴展。如圖3所示，當無線充電裝置位于接收端時，所述無線充電的方法包括:301、接收端接收發(fā)射端發(fā)送的電磁波信號。接收端可以在充電前向發(fā)射端發(fā)送指示消息，指示發(fā)射端向接收端發(fā)送電磁波測試信號，也可以在充電過程中實時接收發(fā)射端發(fā)送的電磁波信號。本實施例對接收端接收電磁波信號的時機不做限制。302、接收端提取發(fā)射端發(fā)送電磁波信號的發(fā)射頻率。接收端獲取的耦合特征信息具體為發(fā)射端發(fā)送電磁波信號時的發(fā)射頻率。在接收到電磁波信號時，接收端可以通過射頻傳感器提取發(fā)射端發(fā)送電磁波信號的發(fā)射頻率從而獲取到耦合特征信息?？蛇x的，接收端提取發(fā)射頻率的具體實現(xiàn)方式如下:302a、接收端獲取發(fā)射端發(fā)送電磁波信號的頻率峰值和頻率谷值。接收端對在預設時長內(例如I毫秒內)接收到的電磁波信號進行離散取值，獲得多個頻率值。接收端將其中數值最大的頻率值確定為頻率峰值，將其中數值最小的頻率值確定為頻率谷值。例如，接收端在I毫`秒內接收到的電磁波信號如圖4中曲線所示，接收端以0.1毫秒的粒度對該電磁波信號進行離散取值，獲得如圖4中數值所示的10個頻率值。然后接收端2500Hz確定為頻率峰值，將1900Hz確定為頻率谷值。302b、接收端將獲取到的頻率峰值和頻率谷值進行幾何平均值計算，獲得發(fā)射頻率的中心頻率。中心頻率的計算公式如下式(I)所示:JJxB( I )其中，A為頻率峰值，B為頻率谷值。以圖4為例，發(fā)射頻率的中心頻率為λ/2500Xl900等于 2180Hz。303、接收端根據發(fā)射端的發(fā)射頻率查表獲取電容調節(jié)量。接收端中預設有用于獲取電容調節(jié)量的映射關系表，該映射關系表用于建立發(fā)射頻率與電容調節(jié)量之間的映射關系，其中，電容調節(jié)量可以是LC回路中電容上下極板之間的間距d?？蛇x的，所述映射關系表用于建立中心頻率與電容調節(jié)量之間的映射關系，其中所述中心頻率為發(fā)射端發(fā)射頻率的中心頻率，即步驟302中接收端提取的中心頻率。所述映射關系表可以形如下表:
中心頻率(Hz)極板間距(mm)
權利要求
1.一種無線充電的方法，其特征在于，包括: 獲取對端的耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度； 根據所述耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。
2.根據權利要求1所述的無線充電的方法，其特征在于，所述獲取對端的耦合特征信息，具體包括: 接收發(fā)射端發(fā)送的電磁波信號，提取所述發(fā)射端發(fā)送所述電磁波信號的發(fā)射頻率；或者，在預設時長內以不同的發(fā)射頻率向接收端多次發(fā)送電磁波信號，并獲取接收端在每次接收到電磁波信號時所發(fā)送的充電效率，所述充電效率用于表征單位時間內所述接收端實際接收的電能與理想條件下接收的電能之比； 所述根據所述耦合特征信息確定本端頻率，具體包括: 根據所述發(fā)射端的發(fā)射頻率查 表獲取電容調節(jié)量，按照所述電容調節(jié)量調節(jié)所述接收端中LC回路的電容值，以便所述接收端的接收頻率與所述發(fā)射端的發(fā)射頻率達到最佳匹配； 或者，將效率值最高的充電效率所對應的發(fā)射頻率，確定為所述發(fā)射端的發(fā)射頻率。
3.根據權利要求2所述的無線充電的方法，其特征在于，所述提取所述發(fā)射端發(fā)送所述電磁波信號的發(fā)射頻率，具體包括: 通過射頻傳感器提取所述發(fā)射端發(fā)送所述電磁波信號的發(fā)射頻率； 所述在預設時長內以不同發(fā)射頻率向接收端多次發(fā)送電磁波信號，具體包括: 在每次發(fā)送電磁波信號時，按照預設電容調節(jié)量調節(jié)所述發(fā)射端中LC回路的電容值，以便根據預設的頻率步長產生不同的發(fā)射頻率。
4.根據權利要求2或3所述的無線充電的方法，其特征在于，當所述電容調節(jié)量為電容上下極板間距時，所述調節(jié)LC回路的電容值，具體包括: 增大電容上下極板間距以便降低LC回路的電容值，或減小電容上下極板間距以便提高LC回路的電容值； 或者，當所述電容調節(jié)量為電壓時，所述調節(jié)LC回路的電容值，具體包括: 增大電容上下極板電壓以便提高LC回路的電容值，或減小電容上下極板電壓以便降低LC回路的電容值。
5.一種無線充電的裝置，其特征在于，包括: 獲取單元，用于獲取對端的耦 合特征信息，所述耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度； 確定單元，用于根據所述獲取單元獲取的所述耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。
6.根據權利要求5所述的無線充電的裝置，其特征在于，所述獲取單元具體包括: 接收子單元，用于接收發(fā)射端發(fā)送的電磁波信號； 提取子單元，用于從所述接收子單元接收的所述電磁波信號中提取所述發(fā)射端的發(fā)射頻率； 發(fā)送子單元，用于在預設時長內以不同的發(fā)射頻率向接收端多次發(fā)送電磁波信號； 獲取子單元，用于獲取接收端在每次接收到電磁波信號時所發(fā)送的充電效率，所述充電效率用于表征單位時間內所述接收端實際接收的電能與理想條件下接收的電能之比； 所述確定單元具體包括: 查找子單元，用于根據所述發(fā)射端的發(fā)射頻率查表獲取電容調節(jié)量； 調節(jié)子單元，用于按照所述查找子單元查找的所述電容調節(jié)量調節(jié)所述接收端中LC回路的電容值，以便所述接收端的接收頻率與所述發(fā)射端的發(fā)射頻率達到最佳匹配； 確定子單元，用于將所述獲取子單元獲取的效率值最高的充電效率所對應的發(fā)射頻率，確定為所述發(fā)射端的發(fā)射頻率。
7.根據權利要求6所述的無線充電的裝置，其特征在于，所述提取子單元具體用于: 通過射頻傳感器提取所述發(fā)射端發(fā)送所述電磁波信號的發(fā)射頻率； 所述調節(jié)子單元具體用于: 在所述發(fā)送子單元每次發(fā)送電磁波信號時，按照預設電容調節(jié)量調節(jié)所述發(fā)射端中LC回路的電容值，以便根據預設的頻率步長產生不同的發(fā)射頻率。
8.根據權利要求6或7所述的無線充電的裝置，其特征在于: 所述調節(jié)子單元具體用于增大電容上下極板間距以便降低LC回路的電容值； 所述調節(jié)子單元還具體用于減小電容上下極板間距以便提高LC回路的電容值； 所述調節(jié)子單元還具體用于增大電容上下極板電壓以便提高LC回路的電容值； 所述調節(jié)子單元還具體用于減小電容上下極板電壓以便降低LC回路的電容值。
9.一種無線充電的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端包含如權利要求5至權利要求8中任一項所述的無線充電的裝置，其中， 所述接收端，用于向所述發(fā)射端發(fā)送耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征所述接收端與所述發(fā)射端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度； 所述發(fā)射端，用于獲取所述接收端發(fā)送的所述耦合特征信息，并根據所述耦合特征信息確定所述發(fā)射端的發(fā)射頻率，以便所述發(fā)射端的發(fā)射頻率與所述接收端的接收頻率達到最佳匹配。
10.一種無線充電的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端，所述接收端包含如權利要求5至權利要求8中任一項所述的無線充電的裝置，其中， 所述發(fā)射端，用于向所述接收端發(fā)送耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征所述發(fā)射端與所述接收端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度； 所述接收端，用于獲取所述發(fā)射端發(fā)送的所述耦合特征信息，并根據所述耦合特征信息確定所述接收端的接收頻率，以便所述接收端的接收頻率與所述發(fā)射端的發(fā)射頻率達到最佳匹配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線充電的方法、裝置及系統(tǒng)，涉及電子設備應用領域，能夠解決無線充電過程中耦合程度降低的問題。本發(fā)明的方法包括獲取對端的耦合特征信息，所述耦合特征信息用于表征本端與對端之間收發(fā)電磁波信號的耦合程度；根據所述耦合特征信息確定本端頻率，以便本端頻率與對端頻率達到最佳匹配。本發(fā)明主要應用于對諸如手機、電腦等電子設備進行無線充電的過程中。
文檔編號H02J17/00GK103236567SQ20131013683
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權日2013年4月18日
發(fā)明者王志剛, 劉玉清 申請人:東莞宇龍通信科技有限公司, 宇龍計算機通信科技(深圳)有限公司