CN116979629A - 无线充电控制方法、设备、存储介质及无线充电*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种无线充电控制方法、设备、存储介质及无线充电***。其中,无线充电控制方法包括:确定发射线圈的耦合系数;选取耦合系数大于或等于预设耦合系数的所述发射线圈作为充电线圈;根据预设规则控制所述充电线圈对待充电设备无线充电。本申请提供的无线充电控制方法、设备、存储介质及无线充电***,可在保证无线充电的充电效率的同时,降低无线充电设备的温升。
Description
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域,具体而言,涉及一种无线充电控制方法、设备、存储介质及无线充电***。
背景技术
目前市场上的多对一无线充电底座,即设置有多个发射线圈,且对一个待充电设备待充电设备进行充电的无线充电底座,常常通过选择多个发射线圈中耦合系数最高的发射线圈输出电能。然而,由于无法确保待充电设备的接收线圈与发射线圈完全耦合,使得无线充电底座的充电效率较低,发热严重。
发明内容
本申请实施例提供无线充电控制方法及无线充电设备,以解决上述至少一问题。
本申请实施例第一方面提供一种无线充电控制方法,应用于无线充电设备。无线充电设备用于为待充电设备无线充电,且无线充电设备包括多个发射线圈。其中,无线充电控制方法包括确定发射线圈的耦合系数。选取耦合系数大于或等于预设耦合系数的发射线圈作为充电线圈。根据预设规则控制充电线圈依次对待充电设备无线充电。相较于现有技术中仅通过一个发射线圈进行充电,上述设计通过选择满足预设耦合系数的发射线圈作为充电线圈,以增加充电用的发射线圈的数量,并控制充电线圈对待充电设备充电,以减少同一发射线圈集中发热的现象,从而降低无线充电设备的温升。
在一种可能的实施方式中,无线充电设备与待充电设备成功握手时发射线圈产生反馈信号,通过解调反馈信号,获取对应的发射线圈的Q值(品质因数),从而根据Q值及预设Q 值,确定对应的发射线圈的耦合系数。可以理解,发射线圈的Q值的大小,跟发射线圈与接收线圈耦合时的能量损耗有关。耦合系数用于衡量发射线圈与接收线圈之间的耦合程度,也和发射线圈与接收线圈之间的能量损耗有关。如此,上述设计通过获取到的发射线圈的Q值及预设Q值,以确定发射线圈的耦合系数。
在一种可能的实施方式中,预设Q值为发射线圈与接收线圈的中心对准时发射线圈的Q 值,通过Q值除以预设Q值以确定耦合系数,以简单快速地确定发射线圈的耦合系数。
在一种可能的实施方式中,还可以通过解调反馈信号,以获取发射线圈的发射功率及接收线圈的接收功率,通过比较接收功率与发射功率,以确定对应的发射线圈的耦合系数。
在一种可能的实施方式中,通过接收功率除以发射功率以确定耦合系数,可简单快速地确定发射线圈的耦合系数。
在一种可能的实施方式中,预设规则包括:根据每一充电线圈的耦合系数,确定每一充电线圈的充电时长比例。并控制充电线圈按照各自的充电时长比例对待充电设备无线充电。上述设计通过耦合系数确定每一充电线圈的充电时长比例,并控制充电线圈对待充电设备无线充电。如此,耦合系数较大的充电线圈,耦合程度较佳,相应地分配到更长的充电时长;耦合系数较小的充电线圈,耦合程度较差,相应地分配到较短的充电时长以在减少同一发射线圈集中发热的同时,保证无线充电设备的充电效率。
在一种可能的实施方式中,预设规则包括:当至少存在两充电线圈时,控制充电线圈以不同的发射功率进行充电。可以理解,当不同耦合系数的充电线圈采用相同的功率无线充电,耦合系数较低的充电线圈的能量损耗更大,发热现象更严重,温升更快。上述设计通过控制充电线圈以不同的发射功率进行充电,以降低耦合系数低的充电线圈的温升,从而整体降低无线充电设备的温升。
在一种可能的实施方式中,预设规则包括:当存在至少两充电线圈时,控制至少两充电线圈中的耦合系数最高的充电线圈基于电磁感应原理对待充电设备无线充电。并控制至少两充电线圈中的其他充电线圈基于磁共振原理以相同的频率对待充电设备无线充电。上述设计通过结合两种充电方式,在降低无线充电设备的温升的同时,增大无线充电设备的充电灵活度。上述设计还通过控制基于磁共振原理进行充电的充电线圈以相同的谐振频率进行充电,以降低基于磁共振原理进行充电的充电线圈之间的互相干扰及电路复杂度。
在一种可能的实施方式中,预设规则包括:基于电磁感应原理进行充电的充电线圈的谐振频率,与基于磁共振原理进行充电的充电线圈的谐振频率不同。上述设计通过规定两种充电方式的谐振频率不同,以降低两种充电方式充电时的互相干扰。
在一种可能的实施方式中,预设规则包括:控制基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈依次对待充电设备无线充电。上述设计通过控制基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈依次对待充电设备进行充电,以降低充电线圈之间的干扰。
本申请实施例第二方面提供一种无线充电设备,包括多个发射线圈。该无线充电设备用于执行如上任一项的无线充电控制方法。
本申请第三方面提供一种存储介质,存储有至少一个指令。且至少一个指令被无线充电设备中的控制芯片执行以实现如上任一项的无线充电控制方法。
本申请第四方面还提供一种无线充电***,包括无线充电设备及待充电设备。无线充电设备包括多个发射线圈,待充电设备包括接收线圈。无线充电设备应用如上任一项所述的无线充电控制方法对待充电设备充电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的无线充电设备对待充电设备无线充电时的示意图;
图2为本申请一实施例中图1所示无线充电设备与待充电设备的功能框图;
图3为图2所示无线充电设备与待充电设备之间无线充电时的流程图;
图4为本申请实施例提供的无线充电控制方法的流程图;
图5为本申请一实施例中图4所示步骤S1的流程图;
图6为本申请另一实施例中图4所示步骤S1的流程图;
图7A至图7B为图1所示无线充电设备的发射线圈与待充电设备的接收线圈无线充电时的两种位置示意图;
图8为本申请另一实施例中图1所示无线充电设备与待充电设备的功能框图。
主要元件符号说明:
无线充电设备10、10a、10b;发射线圈11、111、112、113;无线充电控制芯片12;
主控制器121;第一无线充电控制芯片122;第二无线充电控制芯片123;
切换电路13;待充电设备20;接收线圈21;处理器22;无线充电***100。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
无线充电技术(wireless charging technology,WCT)指的是利用电场、磁场、微波或者激光等作为传导介质以实现电能的无线传输的技术。由于无线充电技术具有无导线限制、无插拔等优势,目前在电子设备上的应用越来越广泛。
目前市场上的多对一无线充电设备,即无线充电设备设置有多个发射线圈,且对一个待充电设备进行充电,常常通过选择多个发射线圈中耦合系数最高的发射线圈以向外输出电能。然而,由于无法确保待充电设备的接收线圈与发射线圈达到最好的耦合程度,即待充电设备的接收线圈总是与发射线圈存在一定的位置偏差,难以形成较好的磁闭合回路,使得无线充电设备的充电效率较低,发热严重。
为此,本申请实施例提供一种无线充电控制方法及无线充电设备,用于对待充电设备进行充电,在保证无线充电时的充电效率的同时,降低温升。
请参阅图1,本申请实施例提供一种无线充电***100,包括无线充电设备10及待充电设备20。如图1所示,无线充电设备10可对设置于其上的待充电设备20进行无线充电。
在一些实施例中,无线充电设备10可以包括,但不限于,无线充电底座或其他用于提供无线充电功能的设备,例如设置有无线充电功能的桌面、座椅等。待充电设备20可以包括,但不限于智能手机、智能手表、智能手环、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、车载设备、医疗设备、电动汽车等用电设备。本申请实施例仅以无线充电设备10为无线充电底座,待充电设备20为手机举例,描述无线充电设备及无线充电控制方法的工作原理。
如图1所示,无线充电设备10设置有若干发射线圈11。待充电设备20中设置有接收线圈21及相应的处理器22(参图2)。接收线圈21用于在处理器22的控制下接收发射线圈11的能量,完成无线能量传输,从而实现无线充电。
可以理解,本申请不对发射线圈11的设置形式进行限制。例如,在一些实施例中,若干发射线圈11可设置在同一平面上。又例如,若干发射线圈11设置于若干平面上,且若干平面上的发射线圈11互相重叠设置。如此,每一平面上的发射线圈11中的盲区可由其他平面上的发射线圈11进行填充。
请再次参阅图2,无线充电设备10还包括无线充电控制芯片12。若干发射线圈11并联连接至无线充电控制芯片12。无线充电控制芯片12用于根据预设规则选择相应的发射线圈 11向外输出能量,进而实现对待充电设备20的无线充电。即,无线充电设备10通过若干发射线圈11实现对待充电设备20的无线充电。
请参阅图3,无线充电设备10的工作原理大致如下:
如图3所示,无线充电控制芯片12首先将接收到的直流电转换为变化的直流电信号(即匹配信号),并依次输出至每一发射线圈11。匹配信号流经每一发射线圈11,以使每一发射线圈11激发电磁信号(以下简称第一信号)并发射。相应地,放置于无线充电设备10上方的待充电设备20通过接收线圈21接收到第一信号时,待充电设备20也会使接收线圈21激发相应的电磁信号(以下简称第二信号)。第二信号可以是待充电设备20发出的充电请求,且第二信号包括待充电设备20的信息及充电需求信息,例如接收线圈21的发射功率、接收功率、待充电设备20的充电功率等。
接着,当无线充电设备10通过对应的发射线圈11接收到待充电设备20发射的第二信号时,无线充电设备10与待充电设备20握手成功。同时,对应的发射线圈11产生反馈信号,并传送至无线充电控制芯片12。
图3示例仅用于简要说明无线充电设备10的工作原理,及无线充电设备10与待充电设备20的握手过程。本申请并不对无线充电设备10及待充电设备20的具体握手过程进行限制。例如,在其他实施例中,考虑到无线充电设备10及待充电设备20的使用安全问题,无线充电设备10及待充电设备20的握手过程还涉及更进一步的具体通信过程,在此不再赘述。
可以理解,无线充电控制芯片12通过解调反馈信号,可得到第二信号中的信息。
进一步地,在无线充电设备10中,每一发射线圈11具有唯一的编码。如此,反馈信号中亦包含有产生该反馈信号的对应的发射线圈11的编码信息。也就是说,无线充电控制芯片 12通过对反馈信号进行解调,即可确定与待充电设备20握手成功的若干发射线圈11。
无线充电控制芯片12确定发射线圈11后,输出高频电信号(以下称激励信号)至相应的发射线圈11,以使对应的发射线圈11激发电磁信号(以下简称第三信号),从而使得发射线圈11产生变化的磁场,且该变化磁场内的磁通量也产生相应变化。发射线圈11产生的磁通量到达待充电设备20的接收线圈21,并在接收线圈21上产生感应电流,如此,待充电设备20通过接收线圈21接收第三信号产生的磁通量,以接收无线充电设备10传输至待充电设备20的能量,进而完成无线充电。
可以理解,本申请实施例还提供一种无线充电控制方法。无线充电控制方法应用于无线充电设备10,具体由无线充电设备10中的无线充电控制芯片12执行,用于对待充电设备20 进行充电。其中,无线充电设备10与待充电设备20之间基于电磁感应原理进行能量传输。下面将结合图1至图3,详细介绍本申请实施例的无线充电控制方法。
请一并参阅图4,为本申请实施例提供的无线充电控制方法的流程图。如图4所示,当待充电设备20已放置于无线充电设备10上,且需要充电时,无线充电控制方法包括如下步骤:
步骤S1:确定无线充电设备10中发射线圈11的耦合系数。
可以理解,当无线充电设备10与待充电设备20之间通过电磁感应原理传输能量时,由于发射线圈11与接收线圈21之间的距离或位置影响,发射线圈11产生的磁通量并不能全部到达接收线圈21内。当发射线圈11产生的磁通量越多到达接收线圈21内,说明无线充电设备10的发射线圈11与待充电设备20的接收线圈21的耦合程度越高,则接收线圈21上产生更多的电流,无线充电设备10与待充电设备20之间的无线传输效率也越高。在本申请实施例中,耦合系数是用于衡量发射线圈11与接收线圈21之间的耦合程度的参数,且耦合系数总是小于1。例如,当发射线圈11产生的磁通量全部到达接收线圈21时,耦合系数为1。当发射线圈11产生的磁通量部分到达接收线圈21时,耦合系数小于1。也就是说,发射线圈11的耦合系数与能量损耗有关,当发射线圈11的能量损耗越大,发射线圈11的耦合系数越小。
步骤S2:选取至少一耦合系数大于或等于预设耦合系数的发射线圈11作为充电线圈。
在本申请实施例中,预设耦合系数可以根据具体需求进行设置,例如可以设置为0.6。如此,当产生反馈信号的发射线圈11的耦合系数大于或等于0.6时,则将对应的发射线圈11作为充电线圈,以使充电线圈接收激励信号并产生第三信号,以向待充电设备20传输能量。
步骤S3:根据预设规则控制充电线圈对待充电设备20无线充电。
可以理解,在本申请实施例中,预设规则包括第一预设规则,具体地,第一预设规则为:根据每一充电线圈的耦合系数,确定每一充电线圈在一个充电周期内的充电时长比例,并控制充电线圈按照各自的充电时长比例对待充电设备20无线充电。
在一些实施例中,每一充电线圈i在一个充电周期内的充电时长比例S可根据如下公式 (1)得到,
其中,ai为充电线圈i的耦合系数。A为所有充电线圈的耦合系数的和。其中,充电线圈 1至充电线圈n的耦合系数分别为a1、a2、……an,且i∈[1,n],那么
其中,n为大于0的整数。pi为对应于充电线圈i的耦合系数的权重。在一些实施例中, pi取常数1,在这种情况下,A为所有充电线圈的耦合系数的和。在另一些实施例中,pi为对应于不同充电线圈的权重值,在这种情况下,A可以是所有充电线圈的耦合系数的加权和。
本申请不对充电线圈的充电时长比例计算公式进行限制,在其他实施例中,本领域技术人员也可以根据实际需要调整上述公式(1)。
在一些实施例中,针对步骤S1,发射线圈11的耦合系数可通过获取发射线圈的Q值与预设Q值的方式得到。
其中,Q值,亦称即品质因数,是一种用于衡量电感器件的主要参数,是指电感器件在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器件的Q值越大,其损耗越小,效率越高。
具体到本申请实施例中,由于发射线圈11与接收线圈21均为电感元件,因此,无线充电控制芯片12可获取发射线圈11的Q值,以判断发射线圈11的能量损耗。又耦合系数与发射线圈11的能量损耗有关,因此,耦合系数与Q值有关。具体地,当发射线圈11的Q值越大,其对应的耦合系数也越大。
具体地,由于发射线圈11与接收线圈21之间的位置偏差关系,使得发射线圈11产生的磁通量可能无法到达接收线圈21,从而影响到发射线圈11与接收线圈21之间的电能传输效率及耦合系数。也就是说,发射线圈11及接收线圈21之间的位置偏差关系与Q值存在相关性。即当发射线圈11与接收线圈21之间的位置偏差更小时,Q值越大;当发射线圈11与接收线圈21之间的位置偏差更大时,Q值越小。
其中,每一发射线圈11的Q值可由无线充电控制芯片12中存储的计算程序根据阻抗、电感值等参数计算得到。本申请不对Q值的计算公式进行限制,本领域技术人员可根据具体的产品设计相应的Q值计算公式。
预设Q值是储存在无线充电控制芯片12中的预设参数,用于筛选充电线圈。具体到本申请实施例中,预设Q值可以是经由多组实验的实验数据确定的预设值。其中,多组实验指的是发射线圈11与多种类型的接收线圈(包括接收线圈21)的中心对准以接近最佳耦合程度时进行无线充电,以获取发射线圈11的Q值的实验。如此,经由多组无线充电实验的实验数据确定的预设Q值,可以是或至少接近无线充电设备10的发射线圈11产生的磁通量全部到达待充电设备20的接收线圈21时的Q值。
接下来,将以通过Q值计算每一产生反馈信号的发射线圈11的耦合系数为例详细说明步骤S1。
具体地,请参阅图5,图5为图4中步骤S1的子流程示意图。图5所示步骤亦由无线充电控制芯片12执行。如图5所示,步骤S1包括如下子步骤:
步骤S51:解调反馈信号,以确定产生反馈信号的发射线圈11,并获取对应的发射线圈 11的Q值。
在步骤S51中,无线充电控制芯片12先对获取到的反馈信号进行解调,以得到对应的发射线圈11的编码信息,从而确定产生反馈信号的发射线圈11,进而获取对应的发射线圈11 的Q值。
步骤S52:根据获取到的Q值与预设Q值,确定每一产生反馈信号的发射线圈11的耦合系数。
在本申请实施例中,预设Q值的数值例如为A。如此,将获取到的发射线圈11的Q值的数值除以A,得到发射线圈的Q值为0.6时,则认为该发射线圈的耦合系数为0.6。如此,在步骤S2中,以预设耦合系数为0.6,当发射线圈11的Q值除以A,得到的耦合系数大于或等于0.6时,则无线充电控制芯片12确认该发射线圈11为充电线圈;当发射线圈11的Q 值除以A,得到的耦合系数小于0.6时,则无线充电控制芯片12确认该发射线圈11不作为充电线圈。
在其他实施例中,还可直接在无线充电控制芯片12中设置与预设耦合系数(例如0.6) 对应的Q值,例如0.6A。如此,通过比较获取到的发射线圈11的Q值与0.6A的大小,即可确定充电线圈。例如,当发射线圈11的Q值大于或等于0.6A时,无线充电控制芯片12选取该发射线圈11作为充电线圈。
本申请并不对上述的耦合系数的计算公式进行限制。在其他实施例中,当将获取到的发射线圈的Q值与预设Q值比较时,还可考虑其他因素,调整耦合系数的计算方式。例如,当考虑到无线充电设备10所处的环境不同时,还可在将Q值乘以相应的参数,再除以预设Q 值以得到耦合系数。
可以理解,当发射线圈11的发射功率全部转化为接收线圈21的接收功率时,说明发射线圈11的能量损耗较小;当发射线圈11的发射功率部分转化为接收线圈21的接收功率时,说明发射线圈11存在能量损耗问题。如此,在其他实施例中,针对步骤S1,发射线圈11的耦合系数也可根据发射线圈11的发射功率与接收线圈21的接收功率得到。
接下来,本申请实施例将以根据发射线圈11的发射功率与接收线圈21的接收功率获取发射线圈11的耦合系数为例详细说明步骤S1。
具体地,请继续参阅图6,图6为图4所示步骤S1的另一子流程示意图。如图6所示,步骤S1包括如下子步骤:
步骤S61:解调反馈信号,以确定产生反馈信号的发射线圈11,并获取接收线圈21的接收功率及对应的发射线圈11的发射功率。
在步骤S61中,无线充电控制芯片12先对获取到的反馈信号进行解调,以得到对应的发射线圈11的编码信息及接收线圈21的接收功率,从而确定产生反馈信号的发射线圈11,并获取对应的发射线圈11的发射功率。
步骤S62:根据获取到的接收功率与发射功率,确定每一产生反馈信号的发射线圈的耦合系数。
可以理解,发射线圈11的发射功率经由第一信号传递到接收线圈21,会有部分损耗。当发射线圈11与接收线圈21之间的位置偏差关系越小,损耗越小,则接收线圈21的接收功率与发射线圈11的发射功率之间的差值越小。
如此,在步骤S62中,将获取到的接收线圈21的接收功率除以对应的发射线圈11的发射功率,得到的值即为耦合系数。
在其他实施例中,还可以依照上述步骤S61至步骤S62,根据发射线圈11输出的第一信号的信号强度与解调反馈信号得到的待充电设备20的信号强度,以确定发射线圈11的耦合系数,在此不做限定。
请一并参阅图7A及图7B,在一些实施例中,当待充电设备20放置至无线充电设备10 上时,待充电设备20中的接收线圈21与发射线圈11的位置关系可能存在多种情况。下面以其中两种情况为例详细说明图4中步骤S3的预设规则。
第一种情况:
如图7A所示,在第一种情况下,发射线圈11的形状与接收线圈21的形状相同,且待充电设备20的接收线圈21的中心与无线充电设备10的发射线圈11的中心完全对准。
此时,无线充电控制芯片12检测到存在发射线圈11的耦合系数为1,则无线充电控制芯片12选择该发射线圈11作为唯一的充电线圈。接着,无线充电控制芯片12输出激励信号至该发射线圈11,以激发该发射线圈11产生第三信号,以向待充电设备20输出电能。
可以理解,在其他实施例中,当无线充电控制芯片12检测到仅存在一发射线圈11的耦合系数大于或等于预设耦合系数,且小于1时,无线充电控制芯片12亦仅选择该发射线圈11 作为唯一的充电线圈,并控制该发射线圈11向待充电设备20输出电能。
第二种情况:
在第二种情况下,不对接收线圈21的形状、及发射线圈11与接收线圈21的重叠面积做限制。请一并参阅图7B,在第二种情况下,待充电设备20的接收线圈21的中心未与任何发射线圈11的中心对准。例如,如图7B所示,待充电设备20的接收线圈21的投影面积与无线充电设备10中的三个发射线圈11(例如,发射线圈111、发射线圈112及发射线圈113) 的投影面积部分重叠,但接收线圈21并未与三个发射线圈11中的任一发射线圈的中心对准。此时,发射线圈111至发射线圈113将产生反馈信号,并反馈至无线充电控制芯片12。
无线充电控制芯片12对接收到的反馈信号进行解调,以至少得到发射线圈111至发射线圈113的Q值。例如,在一些实施例中,当预设耦合系数为0.6,且发射线圈111的耦合系数为0.5,发射线圈112的耦合系数为0.75,发射线圈113的耦合系数为0.6时,则无线充电控制芯片12选取发射线圈112及发射线圈113作为充电线圈。
接着,在一个充电周期内,无线充电控制芯片12计算分配至发射线圈112的充电时长比例为0.75/(0.75+0.6)=0.55,分配至发射线圈113的充电时长比例为0.6/(0.75+0.6)=0.45。
如此,根据第一预设规则,第二种情况中,控制发射线圈112及发射线圈113在每一充电周期内分别以55%及45%的充电时长比例分别进行充电。
如此,根据第一预设规则,通过耦合系数确定每一充电线圈的充电时长比例,并控制充电线圈对待充电设备无线充电。当存在至少两充电线圈时,可通过两充电线圈依次对待充电设备充电,减少在同一发射线圈集中发热的情况,降低无线充电设备的温升。
在一些实施例中,每一充电周期的时长可以是几十秒到几分钟。本申请不对每一充电周期的时长进行限制,本领域技术人员可根据实际需要设置充电周期的时长。
在一些实施例中,当不同耦合系数的充电线圈采用相同的功率无线充电,耦合系数较低的充电线圈的能量损耗更大,发热现象更严重,温升更快。如此,在本申请实施例中,为了进一步降低无线充电设备10工作时的热量及温升,预设规则还可包括第二预设规则:
控制若干充电线圈分别以不同的发射功率进行无线充电。
其中,耦合系数越高的充电线圈,其对应的无线充电的发射功率也越高。例如,请再次参阅图7B,当选择发射线圈112及发射线圈113作为充电线圈进行充电时,由于发射线圈 112的耦合系数大于发射线圈113的耦合系数,如此,控制发射线圈112无线充电时的发射功率为第一功率,控制发射线圈113无线充电时的发射功率为第二功率,且第一功率大于第二功率。如此,通过发射线圈112与发射线圈113分别采用不同的发射功率,可降低发射线圈113的温升,从而进一步整体降低无线充电设备10的能量损耗及温升。
可以理解,在其他实施例中,当无线充电控制芯片12检测到发射线圈11的耦合系数未超过预设耦合系数时,提醒用户重新放置待充电设备20。
具体地,在一些实施例中,可能存在以下情况,例如,无线充电控制芯片12根据获取到的反馈信号,确定与接收线圈21重叠的每一发射线圈11,其耦合系数均小于预设耦合系数。如此,在一些实施例中,无线充电设备10还包括提示模块(图未示),用于当无线充电控制芯片12检测到发射线圈11的耦合系数未超过预设耦合系数时,输出相应的提示信息,以提醒用户重新放置待充电设备20。
可以理解,提示模块可以是语音模块或LED(light-emitting diode)灯等。
可以理解,在一些实施例中,为了保持无线充电设备10与待充电设备20之间的数据通信不间断,还可在无线充电设备10中设置辅助线圈。辅助线圈可以是未被选中作为充电线圈的发射线圈11。辅助线圈用于实现无线充电设备10与待充电设备20无线充电过程中的通信。
可以理解,在一些实施例中,无线充电设备10还设置有温度检测模块(图未示)。温度检测模块用于检测若干发射线圈11的温度。温度检测模块还连接至无线充电控制芯片12。无线充电控制芯片12通过温度检测模块获取若干充电线圈的温度信息,并根据获取到的温度信息控制充电线圈的发射功率。例如,当无线充电控制芯片12通过温度检测模块检测到若干充电线圈的温度超过预设阈值时,无线充电控制芯片12可降低具有最高耦合系数的充电线圈的发射功率,以降低温升。又例如,当无线充电控制芯片12通过温度检测模块检测到若干充电线圈的温度持续升高时,无线充电控制芯片12降低所有充电线圈的发射功率,以降低无线充电设备10的温升。
可以理解,在其他实施例中,无线充电设备10还可设置图像识别模块或霍尔传感器阵列 (图未示)。如此,当待充电设备20放置于无线充电设备10上时,无线充电控制芯片12可通过图像识别模块或霍尔传感器阵列确认待充电设备20的位置,进而获取待充电设备20所在位置附件的若干发射线圈11的反馈信号,以获取对应的发射线圈11的耦合系数,从而快速有效地确定充电线圈。
可以理解,在上述第一种情况及第二种情况中,无线充电控制芯片12控制对应的充电线圈进行无线充电的同时,还控制其他发射线圈11停止工作,以降低无线充电设备10的能耗。
可以理解,当待充电设备20充满电后,待充电设备20可与无线充电设备10通信,并发出停止充电的请求。如此,无线充电控制芯片12接收到请求后,控制对应的充电线圈停止工作,并继续输出匹配信号至发射线圈11,以控制发射线圈11探测是否存在其他待充电设备。
综上,本申请实施例提供的无线充电控制方法,通过筛选耦合系数大于或等于预设耦合系数的发射线圈11对待充电设备20进行无线充电,以在待充电设备20的接收线圈21未与无线充电设备10的发射线圈11对准时,提升无线充电设备10的充电效率。进一步地,当无线充电设备10选取至少两发射线圈11对待充电设备20进行无线充电时,通过若干发射线圈 11依次工作,以减少无线充电设备10集中在一个发射线圈11发热的现象,从而降低无线充电设备10工作时产生的热量和温升,使得无线充电设备10可以长时间保持大功率充电,提高用户充电速度。
请参阅图8,本申请实施例3提供一种无线充电设备10a,亦可应用于无线充电***100,以为待充电设备20充电。无线充电设备10a包括若干发射线圈11。无线充电设备10a与无线充电设备10的区别在于,无线充电设备10a还包括主控制器121、第一无线充电控制芯片122 及第二无线充电控制芯片123。其中,第一无线充电控制芯片122可以是无线充电设备10中的无线充电控制芯片12,第二无线充电控制芯片123可以是用于实现基于磁共振原理的无线充电的控制芯片。
具体地,第二无线充电控制芯片123输出高频振荡信号输出至相应的发射线圈11,以使发射线圈11发生相应的电磁振荡。当发射线圈11的振荡频率与待充电设备20的接收线圈 21的振荡频率一致时,两者产生共振,以使得发射线圈11产生高频交变的电流,交变的电流又使得发射线圈11产生变化的电磁波,由此产生高频交变磁场并将电磁共振能量输出至待充电设备20。
如此,第一无线充电控制芯片122可控制发射线圈11基于电磁感应原理对待充电设备20进行无线充电,第二无线充电控制芯片123可控制发射线圈11基于磁共振原理对待充电设备20进行无线充电。在本申请实施例中,主控制器121用于控制第一无线充电控制芯片 122及第二无线充电控制芯片123工作。如此,无线充电设备10a具有更高的充电灵活度,可同时适配两种充电方式。可以理解,当使用无线充电设备10a对待充电设备20进行无线充电时,也要求待充电设备20具备接收基于电磁感应原理及基于磁共振原理传输的能量的能力。
本申请实施例还提供一种无线充电控制方法,可应用至无线充电设备10a,并由主控制器 121控制第一无线充电控制芯片122及第二无线充电控制芯片123执行。
可以理解,无线充电设备10a应用的无线充电控制方法与无线充电设备10应用的无线充电控制方法的步骤大致相同,即亦包括步骤S1至步骤S3。其区别在于,实施例3中的步骤 S3中的预设规则还包括第三预设规则:
当存在至少两充电线圈时,控制其中耦合系数最高的充电线圈基于电磁感应原理对待充电设备进行无线充电;控制至少两充电线圈中的其他充电线圈基于磁共振原理以相同的频率进行无线充电。
如此,通过使基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈保持相同的工作频率,可有效降低基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈之间的互相干扰。
第一预设规则及第二预设规则亦可以适用于无线充电设备10a。如此,根据第一预设规则,各充电线圈可根据上述的充电时长比例计算公式(即公式(1))确定各充电线圈在每一充电周期内的充电时长,以轮流向待充电设备20充电。根据第二预设规则,基于电磁感应原理进行无线充电的充电线圈的发射功率大于基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈的发射功率,如此,可提升无线充电设备10的充电效率。
在一些实施例中,预设规则还包括第四预设规则:
基于电磁感应原理进行无线充电的充电线圈的谐振频率为第一频率,基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈的谐振频率为第二频率,且第一频率与第二频率不同。例如,在一些实施例中,第一频率为130kHz(千赫兹),第二频率为100kHz(千赫兹)。如此,可降低无线充电设备10a基于两种不同充电原理进行无线充电时的干扰。
在一些实施例中,预设规则还包括第五预设规则:
当存在至少三充电线圈时,主控制器121通过第一无线充电控制芯片122控制耦合系数最高的充电线圈基于电磁感应原理对待充电设备20进行无线充电;主控制器121同时通过第二无线充电控制芯片123控制其他充电线圈基于磁共振原理轮流对待充电设备20进行无线充电。其中,基于电磁感应原理进行无线充电的充电线圈的工作频率为130kHz;基于磁共振原理进行无线充电的充电线圈的工作频率为100kHz。也就是说,无线充电设备10a中长时间保持一充电线圈基于电磁感应原理对待充电设备20充电,同时还基于磁共振原理控制至少两充电线圈依次对待充电设备20充电。如此,一方面通过同时采用两种充电方式对待充电设备 20充电以提高充电效率,另一方面通过控制至少两充电线圈依次对待充电设备20充电,以降低温升。
可以理解,第二无线充电控制芯片123可根据第一预设规则控制若干充电线圈基于磁共振原理依次进行无线充电,具体请参上述内容中关于第一预设规则的介绍,在此不再赘述。
请再次参阅图8,无线充电设备10a还包括切换电路13。切换电路13包括若干并联连接的选择电路,每一选择电路包括互相电连接的电容C及开关S,且切换电路13一端连接至第二无线充电控制芯片123,另一端连接至若干发射线圈11。第二无线充电控制芯片123通过控制开关S的导通或断开,以切换谐振电容,从而调整无线充电设备10a基于磁共振原理进行无线充电时的共振频率。如此,无线充电设备10a可对具有不同共振频率的待充电设备20 进行无线充电,增大了无线充电设备10a的充电灵活度。
可以理解,在其他实施例中,主控制器121、第一无线充电控制芯片122及第二无线充电控制芯片123亦可替换为一块控制芯片,且该控制芯片可实现主控制器121、第一无线充电控制芯片122及第二无线充电控制芯片123的上述功能。
本申请实施例提供的无线充电控制方法,通过控制若干发射线圈11以不同的充电方式对待充电设备20进行充电,提高无线充电设备10a的充电灵活度,还提高了待充电设备20的充电速度,节省用户充电时间;进一步地,通过若干发射线圈11对待充电设备20进行充电,降低无线充电设备10a工作时产生的热量和温升。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当该计算机指令在无线充电设备(例如无线充电设备10或无线充电设备10a)上运行时,使得对应的无线充电设备执行上述相关方法步骤,实现上述各实施例中的无线充电控制方法。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种无线充电控制方法,应用于无线充电设备,所述无线充电设备用于为待充电设备无线充电,所述无线充电设备包括多个发射线圈,其特征在于,所述方法包括:
确定所述发射线圈的耦合系数;
选取耦合系数大于或等于预设耦合系数的所述发射线圈作为充电线圈;
根据预设规则控制所述充电线圈对所述待充电设备无线充电。
2.根据权利要求1所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述确定所述发射线圈的耦合系数包括:
解调反馈信号,以确定产生所述反馈信号的发射线圈,并获取所述发射线圈的品质因数Q值;
根据预设Q值与所述Q值,确定所述发射线圈的耦合系数。
3.根据权利要求2所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述根据所述预设Q值与所述Q值,确定所述发射线圈的耦合系数包括:
所述预设Q值为所述发射线圈与接收线圈的中心对准时所述发射线圈的Q值,
通过所述Q值除以所述预设Q值以确定所述耦合系数。
4.根据权利要求1所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述确定发射线圈的耦合系数包括:
解调反馈信号,以确定产生所述反馈信号的发射线圈,并根据所述反馈信号获取所述发射线圈的发射功率及接收线圈的接收功率;
通过所述接收功率除以所述发射功率以确定所述发射线圈的耦合系数。
5.根据权利要求4所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述根据所述发射功率与所述接收功率,确定所述发射功率的耦合系数包括:
通过所述接收功率除以所述发射功率以确定所述耦合系数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述预设规则包括:
根据每一所述充电线圈的耦合系数,确定每一所述充电线圈的充电时长比例,并控制所述充电线圈按照各自的充电时长比例对所述待充电设备无线充电。
7.根据权利要求1-5任一项所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述预设规则包括:
当至少存在两所述充电线圈时,控制所述充电线圈以不同的发射功率进行充电。
8.根据权利要求1-5任一项所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述预设规则包括:
当存在至少两所述充电线圈时,控制至少两所述充电线圈中的耦合系数最高的充电线圈基于电磁感应原理对所述待充电设备进行充电;控制至少两所述充电线圈中的其他充电线圈基于磁共振原理以相同的频率对所述待充电设备进行充电。
9.根据权利要求8所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述预设规则包括:
基于所述电磁感应原理无线充电的充电线圈的谐振频率,与基于所述磁共振原理无线充电的充电线圈的谐振频率不同。
10.根据权利要求8-9任一项所述的无线充电控制方法,其特征在于,所述预设规则包括:
控制基于所述磁共振原理进行无线充电的充电线圈依次对所述待充电设备无线充电。
11.一种无线充电设备,包括多个发射线圈,其特征在于,所述无线充电设备用于执行如权利要求1-10任一项所述的无线充电控制方法。
12.一种存储介质,其特征在于:所述存储介质中存储有至少一个指令,所述至少一个指令被无线充电设备中的控制芯片执行以实现如权利要求1-10中任一项所述的无线充电控制方法。
13.一种无线充电***,包括无线充电设备及待充电设备,其特征在于,所述无线充电设备包括多个发射线圈,所述待充电设备包括接收线圈,所述无线充电设备采用如权利要求1-10任一项所述的无线充电控制方法对所述待充电设备无线充电。
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