CN104578349A - 无线充电装置及无线充电*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线充电装置及无线充电***，所述无线充电装置包括电源供应单元、若干功率单元、以矩阵方式排列的若干初级线圈、若干相位调整单元及一发射端数字信号处理器，所述功率单元与初级线圈一一连接，所述相位调整单元连接在各功率单元与发射端数字信号处理器之间，所述无线充电装置还包括连接在发射端数字信号处理器与各功率单元之间的发射端监测单元，所述发射端监测单元能够监测到初级线圈的耦合情形并提示发射端数字信号处理器去调整初级线圈的磁力线，降低传输能量的损耗，提升充电效率，同时改善电磁辐射的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线充电装置及无线充电***，尤其涉及一种具有以矩阵方式排列的若干线圈的无线充电装置及无线充电***。
背景技术
无线电能传输是指替代传统的有线电缆，以无线的方式对无线电子设备等的电池进行充电的电能供给技术。因无线电能传输技术具有在给电子设备等进行充电时，即使不用通过有线电缆将电源从电源插座连接到电子设备，仍能以无线方式给电子设备等充电的优点，目前，无线电能传输技术的相关研究呈现出非常活跃的趋势。
然而，目前的无线充电设备大多采用的是1对1的充电配套方式，一个设备专用一个无线充电装置。从无线充电的原理上讲，只有初级线圈的磁力线全部通过次级线圈，那么才能最大限度地减小空间辐射能量的泄漏。如此，就要求初级线圈和次级线圈耦合紧密，以便减少辐射能量的泄漏，提高能量传输的效率。这样就要求电子设备和无线充电装置之间的位置严格对其，以保证初级线圈和次级线圈的耦合紧密。这样就给用户带来了很大的不便，一旦耦合不好，就造成传输能量的泄露，不但带来能量传输损失，严重情况下甚至无法充电，同时也带来辐射安全问题。另外，1对1的配对方式，使得一个无线充电装置只能对一种特定的被充电设备充电，无法实现多个电子设备通用一个无线充电装置，客观上造成了资源的浪费。
当然，本案发明人有发现少量厂商为增加充电的功率，将线圈设置以多对多的配对方式，线圈以矩阵方法排列，这种方式，显然存在各初级线圈和次级线圈对齐不够紧密，导致耦合不够紧密，一定数量的磁力线处于非耦合状态，造成传输能量的泄露。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种具有降低传输能量损耗的无线充电装置及无线充电***。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种无线充电装置，其包括电源供应单元、若干功率单元、以矩阵方式排列的若干初级线圈、若干相位调整单元及一发射端数字信号处理器，所述电源供应单元连接功率单元以提供电源信号，所述功率单元与初级线圈一一连接，所述相位调整单元连接在各功率单元与发射端数字信号处理器之间，所述无线充电装置还包括连接在发射端数字信号处理器与各功率单元之间的发射端监测单元，所述发射端监测单元能够监测到初级线圈的耦合情形并提示发射端数字信号处理器去调整初级线圈的磁力线。
本发明也可采用如下技术方案：一种无线充电***，其包含无线充电装置及用电装置，所述无线充电装置用以为该用电装置充电，所述无线充电装置包括电源供应单元、若干功率单元、以矩阵方式排列的若干初级线圈、若干相位调整单元及一发射端数字信号处理器，所述电源供应单元连接功率单元以提供电源信号，所述功率单元与初级线圈一一连接，所述相位调整单元连接在各功率单元与发射端数字信号处理器之间，所述用电装置包含磁板、排布在磁板上以与初级线圈耦合的次级线圈及存储能量的电池单元，所述无线充电装置还包括连接在发射端数字信号处理器与各功率单元之间的发射端监测单元，所述发射端监测单元能够监测到初级线圈与次级线圈的耦合情形并提示发射端数字信号处理器去调整初级线圈的磁力线。
本发明无线充电装置及无线充电***能够利用发射端监测单元监测初级线圈的耦合情形，提示发射端信号信号处理器调整初级线圈与次级线圈的磁力线的数量，在初级线圈与次级线圈未完全对齐的情形下，消除未参与耦合的磁力线，仅保留处于耦合状态的磁力线，最大限度地减小空间辐射能量的泄漏，减少电源能量的浪费，降低传输能量的损耗，提升充电效率，同时改善电磁辐射的安全性能。
附图说明
图1为本发明无线充电***的平面示意图。
图2为本发明无线充电装置的平面示意图。
图3为本发明无线充电***的用电装置的平面示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明无线充电***100包含无线充电装置10及用电装置20，无线充电装置10用以为该用电装置20充电。
请参阅图2所示，无线充电装置10包括电源供应单元11、若干功率单元12、以矩阵方式排列的若干初级线圈13、若干相位调整单元14、发射端监测单元15、发射端感应单元16及发射端数字信号处理器17。
电源供应单元11与外接电源线路连接，将交流电流信号转换为直流电流信号，传输给功率单元12。
功率单元12用以将来自电源供应单元11的电源信号转换为磁感应信号，通过初级线圈13的磁力线发送给用电装置20，功率单元12可以根据需求采用低功率或高功率单元。各功率单元12各自连接至发射端监测单元15，使发射端监测单元15可以得知各初级线圈13被用电装置20接收的有效磁力线。功率单元12、初级线圈13、相位调整单元14三者一一对应串联在一起，功率单元12连接在初级线圈13与相位调整单元14之间。
各相位调整单元14之间相互配合，将各初级线圈13的磁力线错开，避免相交，降低各初级线圈13之间的干扰，减少消磁，降低能量的浪费。
发射端监测单元15与发射端数字信号处理器17连接，提供各初级线圈13的能量反馈给发射端数字信号处理器17，如各初级线圈13被用电装置20接收的有效能量，让发射端数字信号处理器17调整级线圈13的能量，消除未处于耦合状态的磁力线，仅保留处于耦合状态的磁力线，降低传输能量的损耗。
发射端感应单元16用以监测充电状态，如用充电的完成进度或充电异常等，将信号反馈给发射端数字信号处理器17，使发射端数字信号处理器17调整对应初级线圈13的能量，降低传输能量的损耗。
请参阅图2所示，用电装置20包括一磁板21、一矩阵方式排列的若干次级线圈23、接收端监测单元25、接收端感应单元26、接收端数字信号处理器27、电池充电管理单元28及电池单元29。
次级线圈23布置在磁板21上并各自与接收端监测单元25连接，接收端监测单元25能够得知次级线圈23的能量，并传递信号给接收端数字信号处理器27。
接收端感应单元26用以监测充电状态，如充电的完成进度或充电异常等，将信号反馈给接收端数字信号处理器27与无线充电装置10的发射端感应单元26，数字信号处理器27通过接收端监测单元25改变对应初级线圈23的能量，避免能量的浪费。
电池充电管理单元28连接在磁板21与电池单元29之间，将次级线圈23的能量传递给电池单元29，实现对电池单元29充电。电池充电管理单元28还与发射端感应单元26连接，发射端感应单元26控制、管理电池充电管理单元28的运行状态。
请参阅图1至图3所示，本发明无线充电***100运行时，存在三种情形，第一种情形，初级线圈13与次级线圈23的位置一一完全对齐时，使得初级线圈13磁力线全部通过次级线圈23，可以最大限度地减小空间辐射能量的泄漏，同时无线充电装置10可以传输给用电装置20最大化的能量。
第二种情形，初级线圈13与次级线圈23的位置错开，初级线圈13磁力线均无法通过次级线圈23，无线充电装置10与用电装置20之间无能量传输，发射端监测单元15提示发射端数字信号处理器17关闭各初级线圈13的运行，接收端监测单元25提示接收端数字信号处理器27关闭各次级线圈23的运行，阻止外接电源线路向电源供应单元11传递电源信号，避免浪费能量。
第三种情形，初级线圈13与次级线圈23的位置一部分对齐，一部分错开，只有一部分的初级线圈13与次级线圈23的位置对齐，另一部分的初级线圈13与次级线圈23的位置错开，发射端监测单元15提示发射端数字信号处理器17关闭处于位置错开的初级线圈13，接收端监测单元25提示接收端数字信号处理器27关闭处于位置错开的次级线圈13，最大限度地减小空间辐射能量的泄漏，减少电源能量的浪费。
在无线充电装置10对用电装置20充电过程中，发射端感应单元16与接收端感应单元26相配合，实时监测充电状态并提示发射端数字处理器17调整初级线圈13的磁力线的数量，接收端数字信号处理器27调整次级线圈23的磁力线的数量，使之与初级线圈13相适应。
本发明无线充电***100设置发射端监测单元15与接收端监测单元25，提示发射端信号信号处理器17与接收端数字信号处理器27调整初级线圈13与次级线圈23的磁力线的数量，在初级线圈13与次级线圈23未完全对齐的情形下，消除未参与耦合的磁力线，仅保留处于耦合状态的磁力线，最大限度地减小空间辐射能量的泄漏，减少电源能量的浪费，降低传输能量的损耗，提升充电效率，同时改善电磁辐射的安全性能。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (10)
1.一种无线充电装置，其包括电源供应单元、若干功率单元、以矩阵方式排列的若干初级线圈、若干相位调整单元及一发射端数字信号处理器，所述电源供应单元连接功率单元以提供电源信号，所述功率单元与初级线圈一一连接，所述相位调整单元连接在各功率单元与发射端数字信号处理器之间，其特征在于：所述无线充电装置还包括连接在发射端数字信号处理器与各功率单元之间的发射端监测单元，所述发射端监测单元能够监测到初级线圈的耦合情形并提示发射端数字信号处理器去调整初级线圈的磁力线。
2.根据权利要求1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用以监测充电状态的发射端感应单元，所述发射端感应单元与发射端数字信号处理器相连，提示发射端数字信号处理器调整初级线圈的能量。
3.一种无线充电***，其包含无线充电装置及用电装置，所述无线充电装置用以为该用电装置充电，所述无线充电装置包括电源供应单元、若干功率单元、以矩阵方式排列的若干初级线圈、若干相位调整单元及一发射端数字信号处理器，所述电源供应单元连接功率单元以提供电源信号，所述功率单元与初级线圈一一连接，所述相位调整单元连接在各功率单元与发射端数字信号处理器之间，所述用电装置包含磁板、排布在磁板上以与初级线圈耦合的次级线圈及存储能量的电池单元，其特征在于：所述无线充电装置还包括连接在发射端数字信号处理器与各功率单元之间的发射端监测单元，所述发射端监测单元能够监测到初级线圈与次级线圈的耦合情形并提示发射端数字信号处理器去调整初级线圈的磁力线。
4.根据权利要求3所述的无线充电***，其特征在于：所述用电装置还包括一接收端监测单元，所述接收端监测单元能够监测到初级线圈与次级线圈的耦合情形并提升用电装置调整次级线圈的磁力线。
5.根据权利要求4所述的无线充电***，其特征在于：所述用电装置还包括连接在磁板与电池单元之间的一电池充电管理单元及连接在电池充电管理单元与接收端监测单元之间的一接收端数字信号处理器。
6.根据权利要求4所述的无线充电***，其特征在于：所述接收端数字信号处理器还与电池单元连接。
7.根据权利要求3所述的无线充电***，其特征在于：所述无线充电装置还包括用以监测充电状态的发射端感应单元，所述发射端感应单元与发射端数字信号处理器相连，提示发射端数字信号处理器调整初级线圈的能量。
8.根据权利要求3所述的无线充电***，其特征在于：所述无线充电装置还包括用以监测充电状态的发射端感应单元，所述发射端感应单元与发射端数字信号处理器相连，提示发射端数字信号处理器调整初级线圈的能量。
9.根据权利要求3所述的无线充电***，其特征在于：所述用电装置还包括与发射端感应单元互相耦合的接收端感应单元。
10.根据权利要求3所述的无线充电***，其特征在于：所述次级线圈也是以矩阵方式排列在磁板上。
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