CN108879996A - 用于为一个或多个电子设备充电的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于为一个或多个电子设备充电的***及方法，该***包括：充电站包括：输入节点，被配置为接收电力输入；和发送器谐振电路，包括配置成以谐振频率振荡的发送器耦合线圈；和一个或多个电子设备，包括：接收器谐振电路，包括无线耦合到发射器耦合线圈的接收器耦合线圈；和DC电压充电器，被配置为对电气设备中的一个或多个电池充电。本发明能够较好的控制电子设备的无线充电，传送效率高。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体而言，涉及一种用于为一个或多个电子设备充电的***及方法。
背景技术
现有技术在典型的充电站上放置不同的可充电电子设备需要严格且小心的处理以确保设备和充电站之间的耦合。这种用于充电的刚性装置一次仅用于单个专用装置。儿童，老年人或残疾人可能会发现此类设备难以使用。此外，无线充电装置可具有有限的充电区域，其在电子装置放置中具有内置的不灵活性。不能同时为多个电子设备充电。
可充电电子设备具有各种形状和尺寸。例如，电动牙刷通常使用可充电或可更换的电池。与电动牙刷一起使用的充电站必须考虑防水性和电气安全性问题。现代电动牙刷的电池通常密封在手柄内部，并且当牙刷位于充电基座中时可通过感应无线充电进行充电。这种布置具有有限的充电区域，需要不灵活地放置牙刷，并且需要专用的充电发射器，其不能一次充电多于一个牙刷。即使是可用的特殊充电底座也需要精确固定牙刷的位置以进行无线充电。
发明内容
本发明提出了一种用于为一个或多个电子设备充电的***，该***包括：
充电站包括：
输入节点，被配置为接收电力输入；和
发送器谐振电路，包括配置成以谐振频率振荡的发送器耦合线圈；和
一个或多个电子设备，包括：
接收器谐振电路，包括无线耦合到发射器耦合线圈的接收器耦合线圈；和
DC电压充电器，被配置为对电气设备中的一个或多个电池充电。
所述的***，其中所述谐振频率在1到10MHz之间。
所述的***，其中：
发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
所述的***，其中所述充电站还包括非特别设计的保持器，所述保持器被配置为将所述一个或多个电气装置保持在相对于所述发射器耦合线圈覆盖可调节距离和可调角度的自由位置。
所述的***，其中所述无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
所述的***，还包括可调升压转换器，被配置为将所述功率输入调谐到电压电平。
所述的***，其中所述电源输入是使用USB端口提供给所述输入节点的固定输入DC电压。
所述的***，还包括功率放大器，所述功率放大器间歇地接通以检测所述一个或多个电子设备。
所述的***，还包括：
开环控制器，具有开环反馈和感测电路，被配置为：当一个或多个电子设备放置在支架上时启用充电，并且当支架为空时禁用充电。
所述的***，还包括以下中的至少一个：
背靠背瞬态电压抑制二极管放置在整流器之前；要么
齐纳二极管放置在整流器之后。
一种用于给一个或多个电子设备充电的方法，该方法包括：
接收充电站的电力输入；
以谐振频率振荡充电站的发射器谐振电路；和
将发射器谐振电路无线耦合到一个或多个电子设备的接收器谐振电路。
所述的方法，其中，所述谐振频率在1到10MHz之间。
所述的方法，其中：
发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
所述的方法，还包括将所述一个或多个电气装置保持在所述充电站的支架中的自由位置，所述自由位置相对于所述发射器谐振电路覆盖可调节距离和可调角度。
所述的方法，其中，所述无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
所述的方法，还包括将所述功率输入调谐到电压电平。
所述的方法，还包括使用USB端口作为电源输入提供固定输入DC电压。
所述的方法，还包括间歇地接通所述充电站的功率放大器以检测所述一个或多个电子设备。
所述的方法，还包括：
当使用具有开环反馈和感测电路的开环控制器将一个或多个电子设备放置在支架上时，能够进行充电；和使用开环控制器在支架空时禁用充电。
所述的方法，还包括在整流器之前使用背对背瞬态电压抑制二极管或在整流器之后使用齐纳二极管中的至少一个。。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的用于给一个或多个电气设备充电的***的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它***、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的***、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本公开的一个方面涉及一种用于给一个或多个电气设备充电的***。该***可包括充电站和一个或多个电气设备。充电站可以包括：输入节点，被配置为接收电力输入；以及发射器谐振电路，包括被配置为以谐振频率振荡的发射器耦合线圈。所述一个或多个电气设备可以包括接收器谐振电路，该接收器谐振电路包括无线耦合到发射器耦合线圈的接收器耦合线圈，以及配置为对电子设备中的一个或多个电池充电的DC电压充电器。
本公开的另一方面涉及一种用于给一个或多个电气设备充电的方法。该方法可以包括接收充电站的电力输入，以谐振频率振荡充电站的发射器谐振电路，以及将发射器谐振电路无线耦合到一个或多个电子设备的接收器谐振电路。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述仅是示例性和说明性的，并不是对要求保护的本发明的限制。
实施例一：
如图1所示，为一种用于为一个或多个电子设备充电的***的示意图，该***包括：
充电站包括：
输入节点，被配置为接收电力输入；和
发送器谐振电路，包括配置成以谐振频率振荡的发送器耦合线圈；和
一个或多个电子设备，包括：
接收器谐振电路，包括无线耦合到发射器耦合线圈的接收器耦合线圈；和
DC电压充电器，被配置为对电气设备中的一个或多个电池充电。
所述的***，其中所述谐振频率在1到10MHz之间。
所述的***，其中：
发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
所述的***，其中所述充电站还包括非特别设计的保持器，所述保持器被配置为将所述一个或多个电气装置保持在相对于所述发射器耦合线圈覆盖可调节距离和可调角度的自由位置。
所述的***，其中所述无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
所述的***，还包括可调升压转换器，被配置为将所述功率输入调谐到电压电平。
所述的***，其中所述电源输入是使用USB端口提供给所述输入节点的固定输入DC电压。
所述的***，还包括功率放大器，所述功率放大器间歇地接通以检测所述一个或多个电子设备。
所述的***，还包括：
开环控制器，具有开环反馈和感测电路，被配置为：当一个或多个电子设备放置在支架上时启用充电，并且当支架为空时禁用充电。
所述的***，还包括以下中的至少一个：
背靠背瞬态电压抑制二极管放置在整流器之前；要么
齐纳二极管放置在整流器之后。
实施例二：
一种用于给一个或多个电子设备充电的方法，该方法包括：
接收充电站的电力输入；
以谐振频率振荡充电站的发射器谐振电路；和
将发射器谐振电路无线耦合到一个或多个电子设备的接收器谐振电路。
所述的方法，其中，所述谐振频率在1到10MHz之间。
所述的方法，其中：
发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
所述的方法，还包括将所述一个或多个电气装置保持在所述充电站的支架中的自由位置，所述自由位置相对于所述发射器谐振电路覆盖可调节距离和可调角度。
所述的方法，其中，所述无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
所述的方法，还包括将所述功率输入调谐到电压电平。
所述的方法，还包括使用USB端口作为电源输入提供固定输入DC电压。
所述的方法，还包括间歇地接通所述充电站的功率放大器以检测所述一个或多个电子设备。
所述的方法，还包括：
当使用具有开环反馈和感测电路的开环控制器将一个或多个电子设备放置在支架上时，能够进行充电；和
使用开环控制器在支架空时禁用充电。
所述的方法，还包括在整流器之前使用背对背瞬态电压抑制二极管或在整流器之后使用齐纳二极管中的至少一个。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，***或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种用于为一个或多个电子设备充电的***，其特征在于，该***包括：
充电站包括：
输入节点，被配置为接收电力输入；和
发送器谐振电路，包括配置成以谐振频率振荡的发送器耦合线圈；和
一个或多个电子设备，包括：
接收器谐振电路，包括无线耦合到发射器耦合线圈的接收器耦合线圈；和
DC电压充电器，被配置为对电气设备中的一个或多个电池充电。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述谐振频率在1到10MHz之间；
发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述充电站还包括非特别设计的保持器，所述保持器被配置为将所述一个或多个电气装置保持在相对于所述发射器耦合线圈覆盖可调节距离和可调角度的自由位置；无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，还包括可调升压转换器，被配置为将功率输入调谐到电压电平；所述电源输入是使用USB端口提供给所述输入节点的固定输入DC电压；还包括功率放大器，所述功率放大器间歇地接通以检测所述一个或多个电子设备。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：
开环控制器，具有开环反馈和感测电路，被配置为：当一个或多个电子设备放置在支架上时启用充电，并且当支架为空时禁用充电；还包括以下中的至少一个：背靠背瞬态电压抑制二极管放置在整流器之前；或者齐纳二极管放置在整流器之后。
6.一种用于给一个或多个电子设备充电的方法，其特征在于，该方法包括：
接收充电站的电力输入；
以谐振频率振荡充电站的发射器谐振电路；和
将发射器谐振电路无线耦合到一个或多个电子设备的接收器谐振电路。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述谐振频率在1到10MHz之间；发射器谐振电路耦合到接收器谐振电路，相应的耦合效率小于0.1。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括将所述一个或多个电气装置保持在所述充电站的支架中的自由位置，所述自由位置相对于所述发射器谐振电路覆盖可调节距离和可调角度；无线发射器谐振电路位于与所述支架的基座分开的板上。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括将所述功率输入调谐到电压电平；还包括使用USB端口作为电源输入提供固定输入DC电压；还包括间歇地接通所述充电站的功率放大器以检测所述一个或多个电子设备。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：当使用具有开环反馈和感测电路的开环控制器将一个或多个电子设备放置在支架上时，能够进行充电；和使用开环控制器在支架空时禁用充电；还包括在整流器之前使用背对背瞬态电压抑制二极管或在整流器之后使用齐纳二极管中的至少一个。
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