CN201018296Y - 车用无线电能供应及接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种车用无线电能供应及接收装置，无线电能供应装置，包含一电能供应模块及一电能供应控制模块。所述电能供应模块包含复数个电能供应器，所述电能供应控制模块包含一扫描控制模块及一电能输出检测电路。当置放至少一个具有无线电能接收装置的待充电电子装置在所述电能供应模块上并启动所述无线电能供应装置时，所述扫描控制模块会将交流电源依序送至每一电能供应器，并由电能输出检测电路检测每一电能供应器的电能输出情况，以决定并致能有效供应电能之电能供应器，其它无法有效供应电能的电能供应器均被除能以节省电能。本实用新型适用于需要在车内充电的用电设备，使用电设备可快捷方便地获得电能，而且使用时安全可靠、节省电能。

Description

车用无线电能供应及接收装置

技术领域

本实用新型是有关于一种车用充电装置，特别是一种具有充电功能的车用省电型无线电能供应及接收装置。

背景技术

目前车用充电装置的电能来源主要为车用蓄电池，通常是通过点烟器提供电源，然而现代汽车的各种控制***与附加功能装置，譬如激光视盘播放***、导航***、防盗***及冷气空调***等，均需耗电，如果电能不足，汽车性能就会不稳定，甚至影响到行车安全。因此，在使用汽车电源时，省电是很重要的课题。

现在生活中，许多消费性电子装置，例如移动手机、个人数字助理、MP3随身听或数字相机等，所使用的充电电池经常需要充电，而开车在外旅行时，最方便的充电电源就是车用蓄电池，所以市面上就提供各种车用充电装置，传统车用充电装置通常是有线充电模式，不同电子装置可能需要不同的充电线，相当不方便，就算充电线的规格统一，在车内插拔各电子装置的充电线，也不甚方便，甚至会损害至插拔接口。

所以就有无线电能供应装置的设计问市，无线充电***包含接到电源供应器的充电板与内建于待充电电子装置的无线电能接收装置。无线充电原理基本上是利用电磁耦合原理，类似交流变压器，将交流电压输入至一次线圈以产生交变电磁场，交变电磁场耦合到二次线圈以产生感应交流电压输出。因为车用电源为直流电源，而电池充电通常也需要直流电源，所以充电板通常包含直流至交流转换器，而无线电能接收装置通常包含交流至直流转换器。

在理想的情况下，当二次线圈没有耦接至负载时，因没有功率输出，所以输入电源就没有功率消耗。但实际上并非如此，譬如将一变压器电连接至电源而不耦接到负载时，一段时间后所述变压器仍会发热，表示仍有功率消耗，其功率消耗主要是来自产生交变电磁场的一次线圈电流及其内阻。因此，为了省电目的，当没有耦接到负载时，最好切断一次线圈的电源。此外，使用无线电能供应装置时，充电板的一次线圈(电能供应线圈)与待充电电子装置的二次线圈(电能接收线圈)之间，无法如变压器以高导磁系数的铁心将交变电磁场高效率地从一次线圈耦合交链至二次线圈，所以如果待充电电子装置的电能接收线圈不是很靠近充电板的一次线圈电能供应线圈，则交变电磁场的耦合交链效率会很低，也就是能量传输效率会很低，所以为了省电目的，应只提供电能给能量可高效率传输的电能供应线圈。

实用新型内容

因此本实用新型的目的就在于，提供一种具有充电功能的省电型无线电能供应及接收装置，以适用于车内充电操作。

为了实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是采用一种车用无线电能供应装置，所述车无线电能供应装置包含：一具有复数个电能供应器的电能供应模块，一将电能转换为电磁能并耦合至待充电电子装置；一X扫描电极模块，耦接于所述电能供应模块；一Y扫描电极模块，耦接于所述电能供应模块；一扫描控制模块，耦接于输入电源，一直流至交流转换器，耦接于所述输入电源及所述扫描控制模块之间，一电能输出检测电路，耦接于扫描控制模块，一内存，耦接于所述扫描控制模块。

本实用新型所述复数个电能供应器包含一电能供应线圈。

本实用新型所述内存是为一随机存取内存。

本实用新型所述内存是为一闪存。

本实用新型所述直流至交流转换器耦接于所述输入电源及所述扫描控制模块之间。

一种车用无线电能接收装置，其特征在于：所述无线电能接收装置包含：一电能接收器，一可控制开关，耦接于所述电能接收器；一精密整流滤波器，耦接于所述可控制开关与所述充电电池的间，一电池电能检测器，耦接于所述充电电池，一充电控制模块，耦接于所述可控制开关与所述电池电能检测器的间，一稳压器，耦接于所述精密整流滤波器与所述充电电池之间，一感温模块，耦接于所述充电控制模块，一充电指示灯，耦接于所述充电控制模块。

本实用新型所述电能接收器包含一电能接收电磁能可耦合所述电能供应器所产生的线圈

本实用新型所产生的技术效果在于，提供了一种具有充电功能的省电型无线电能供应及接收装置，以适用于需要在车内充电的用电设备，使用电设备可快捷方便的随时获得方便的电能，而且使用时安全可靠，节省电能。

附图说明

图1是本实用新型省电型无线电能供应装置的实施例示意图；

图2是图1的电能供应控制模块的功能方块及周边相关构件示意图；

图3是图1的电能供应模块的二维数组电能供应器示意图。

图4是电能供应模块与无线电能接收装置的无线充电示意图。

图5是消费性电子装置摆放于电能供应模块上面的示意图。

图6是本实用新型省电型无线电能供应装置的电能输出扫描方法实施例的工作流程图。

主要组件符号说明

10       无线电能供应装置       11    电源(点烟器)

12       电源连接埠             13    直流至交流转换器

14       电能供应控制模块       15    X电极扫描模块

16       Y电极扫描模块          17    电能供应器

18       电能供应模块           21    扫描控制模块

23       电能输出检测电路       25    内存

27       交变电磁场             28    电能供应线圈

29       电能接收线圈           40    消费性电子装置

41       无线电能接收装置       42    电能接收器

43       可控制开关             44    精密整流滤波器

45       稳压器                 46    充电控制模块

47       电池电能检测器         48    感温模块

49       充电电池               51    手机

52       手机电能接收器         53    数位相机

54       数位相机电能接收器     600   工作流程

601-611  步骤

具体实施方式

以下结合附图将本实用新型较佳实施例详细说明如下。

请参阅附图1，附图1是显示本实用新型的省电型无线电能供应装置10的较佳实施例的示意图。省电型无线电能供应装置10包含一电源连接口12、一直流至交流转换器13、一电能供应控制模块14、一X电极扫描模块15、一Y电极扫描模块16、以及一电能供应模块18。

电源连接口12是用以电连接至车内的一电源11，而车内的电源11通常是提供直流电源，直流至交流转换器13是用以将车内电源11所提供的直流电源转换为交流电源。电能供应模块18包含二维数组的复数个电能供应器17，每一个电能供应器17均有其对应的地址，如附图1所示依序从第1列的电能供应器(1，1)～电能供应器(n，1)，到第m列的电能供应器(1，m)～电能供应器(n，m)。电能供应控制模块14接收直流至交流转换器13输出的交流电源，配合X电极扫描模块15及Y电极扫描模块16将交流电源传送到电能供应模块18中被致能的电能供应器。

请参阅附图2，附图2是显示附图1的电能供应控制模块14的功能方块及周边相关构件示意图。电能供应控制模块14包含一扫描控制模块21、一电能输出检测电路23及一内存25。

扫描控制模块21是用以执行交流电源输出的扫描功能，也就是说，将交流电源依序传送至每一个电能供应器17，譬如从第1列的电能供应器(1，1)～(n，1)到第m列的电能供应器(1，m)～(n，m)依序供应交流电源，或是从第1行的电能供应器(1，1)～(n，1)到第n行的电能供应器(n，1)～(n，m)依序供应交流电源，并由电能输出检测电路23检测每一个电能供应器17的电能输出值，若一电能供应器(i，j)的电能输出值大于一默认值，则表示该电能供应器(i，j)可以有效率地将电能传送至负载，扫描控制模块21就将所述地址(i，j)存入内存25，所述电能供应器(i，j)即被设定为致能的电能供应器，否则，若一电能供应器(i，j)的电能输出值不大于一默认值，则表示所述电能供应器(i，j)无法有效率地将电能传送至负载，所述地址(i，j)就不存入内存25，所述电能供应器(i，j)即被设定为除能(即失电、不工作)的电能供应器。所以，内存25是用以储存被致能的电能供应器的地址，内存25可以是一闪存或是任一种可随机存取的内存。

当完成所有电能供应器17的电能输出扫描操作后，每一个电能供应器17不是被设定为致能状态(即得电、工作状态)，就是被设定为除能状态，电能供应控制模块14就将交流电源传送至所有被设定为致能的电能供应器，换句话说，只有能有效率地传送电能至负载的电能供应器17才被供应电源，其它无法有效率地传送电能至负载的电能供应器17就不被供应电源，如此可避免因供应电源给无效率的电能供应器17而导至电能损耗。

请参阅附图3，附图3是显示附图1的电能供应模块18的二维数组电能供应器17示意图。电能供应模块18的复数个电能供应器17是由复数条耦接于X电极扫描模块15的X电源线X(1)...X(i)...X(a)...X(n)及复数条耦接于Y电极扫描模块16的Y电源线Y(1)...Y(j)...Y(b)...Y(m)控制电能供应状态。譬如若要供应交流电源至电能供应器(i，j+1)，则要将交流电源馈送至X电源线X(i)与Y电源线Y(j+1)，又若要供应交流电源至电能供应器(a+1，b+1)，则要将交流电源馈送至X电源线X(a+1)与Y电源线Y(b+1)，其余同理类推。

请参阅附图4，附图4是显示将交流电源从电能供应模块18的电能供应器(i，j)17耦合电能至消费性电子装置40的无线电能接收装置41以执行充电电池49的无线充电示意图。无线电能接收装置41包含一电能接收器42、一可控制开关43、一精密整流滤波器44、一稳压器45、一充电控制模块46、一电池电能检测器47、一感温模块48、以及一充电指示灯50。

电能接收器42包含一电能接收线圈29，用以耦合来自电能供应器(i，j)17的一电能供应线圈28所产生的交变电磁场27，即接收自电能供应器(i，j)17所提供的电磁能。可控制开关43是用以控制电能接收器42所感应输出的交流电压与精密整流滤波器44的间的导通截止状态，当可控制开关43工作于截止状态时，控制电能接收器42所感应输出的交流电压无法传送至精密整流滤波器44，也就是说，电能接收器42虽然感应输出交流电压，但并不输出电能，当可控制开关43工作于导通状态时，控制电能接收器42所感应输出的交流电压即可传送至精密整流滤波器44，也就是说，电能接收器42可提供交流电压源至精密整流滤波器44。精密整流滤波器44是用以将输入的交流电压精密地整流为直流电压，输出直流电压的峰值与输入交流电压的峰值几乎相等，不受整流二极管压降的影响。精密整流滤波器44所输出的直流电压包含涟波成分，所以就要利用稳压器45消除直流电压的涟波成分，以产生理想的直流电源对充电电池49执行充电工作，但若充电电池49可直接以精密整流滤波器44的输出电压做为充电电源，则稳压器45是可忽略，也就是说，充电电池49可直接耦接至精密整流滤波器44。

在执行充电的过程中，若温度太高则会损害到充电电池49，所以为了保护充电电池49以延长其使用寿命，当温度太高时，感温模块48会送出高温讯号至充电控制模块46，此时充电控制模块46就会将可控制开关43切换至截止状态，即停止充电。此外，当充电电池49过度充电时，也会损害到充电电池49，所以为了延长充电电池49的使用寿命，当充电完成时，电池电能检测器47会送出充电完成讯号至充电控制模块46，此时充电控制模块46就会将可控制开关43切换至截止状态，即停止充电。耦接于充电控制模块46的充电指示灯50是用以显示充电状态，当执行充电操作时，则点亮充电指示灯50，当停止充电操作时，则充电指示灯50不再点亮，如此可方便使用者判断是否完成充电或是否温度太高不宜充电。当消费性电子装置40停止充电时，电能供应器(i，j)17就无法有效供应电能输出至负载，电能输出检测电路23检测到此状况就将内存25所储存的地址(i，j)删除，也就是说，不再供应交流电源至电能供应器(i，j)17以避免耗损电能。

请参阅附图5，附图5是显示将二消费性电子装置摆放于电能供应模块上面的示意图。

所述二消费性电子装置包含一手机51及一数字相机53，手机51的电能接收器52是位于电能供应器(i+1，j+1)的上方，数位相机53的电能接收器54是位于电能供应器(a，b)与电能供应器(a+1，b)的上方，所以当完成所有电能供应器17的电能输出扫描操作后，因只有手机51的电能接收器52与数位相机53的电能接收器54接收电能，所以就只有电能供应器(i+1，j+1)、电能供应器(a，b)、及电能供应器(a+1，b)的电能输出高于所述预定值，因此只有所述三个电能供应器是为致能状态，其余电能供应器均为除能状态，也就是说，只供应交流电源至电能供应器(i+1，j+1)、电能供应器(a，b)、及电能供应器(a+1，b)，用以针对手机及数字相机充电，并节省不必要的电能耗损。

请参阅附图6，附图6是显示本实用新型省电型无线电能供应装置的电能输出扫描方法

实施例的工作流程600的示意图。工作流程600包含下列步骤：

步骤601：开始充电操作；

步骤602：X电极开始扫描，扫描控制模块21设定X电极启始扫描地址i＝1；

步骤603：Y电极开始扫描，扫描控制模块21设定Y电极启始扫描地址j＝1；

步骤604：电能输出检测电路23检测电能供应器(i，j)的电能输出是否大于一预定值，若电能供应器(i，j)的电能输出大于所述预定值，则执行步骤605，否则，执行步骤606；

步骤605：扫描控制模块21将地址(i，j)存入内存25；

步骤606：扫描控制模块21递增Y电极扫描地址，j＝j+1；

步骤607：扫描控制模块21判断Y电极扫描地址j是否大于m，若Y电极扫描地址j大于m，则执行步骤608，否则，执行步骤604；

步骤608：扫描控制模块21递增X电极扫描地址，i＝i+1；

步骤609：扫描控制模块21判断X电极扫描地址i是否大于n，若X电极扫描地址i大于n，则执行步骤610，否则，执行步骤603；

步骤610：电能供应控制模块14供应交流电源至对应于内存25所储存地址的电能供应器；

步骤611：完成充电操作。

在上述本实用新型实施例的工作流程600中，执行步骤610的供应电源给对应于内存25所储存地址的电能供应器，可以是利用复数个可控制开关将交流电源同时供应给所有致能的电能供应器，也可以利用扫描方法依序馈送交流电源给致能的电能供应器。

当对复数个消费性电子产品同时充电时，若有任一消费性电子产品先完成充电，则步骤610可以另包含电能输出检测电路23检测一致能的电能供应器的电能输出小于所述预定值，扫描控制模块21将内存25中所述致能的电能供应器的地址删除，以停止交流电源继续供应至所述电能供应器，避免不必要的电能耗损。

由上述可知，本实用新型的无线电能供应及接收装置在充电操作的过程中，利用扫描式电能传输检测以区分出高电能输出的电能供应器，并只供应电源至高电能输出的电能供应器，所以特别具有省电的功能，因此也就特别适用于车内提供消费性电子装置的充电操作。

以上所述者，仅为本实用新型的可行实施例的具体说明，并非用来限定本实用新型实施的范围。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型申请专利范围所涵盖，且在不变更本实用新型实质的实施例亦属本实用新型申请专利范围。

Claims (7)

1.一种车用无线电能供应装置，其特征在于：所述车用无线电能供应装置包含：一具有复数个电能供应器的电能供应模块，一将电能转换为电磁能并耦合至待充电电子装置；一X扫描电极模块，耦接于所述电能供应模块；一Y扫描电极模块，耦接于所述电能供应模块；一扫描控制模块，耦接于输入电源，一直流至交流转换器，耦接于所述输入电源及所述扫描控制模块之间，一电能输出检测电路，耦接于扫描控制模块，一内存，耦接于所述扫描控制模块。

2.根据权利要求1所述的车用无线电能供应装置，其特征在于：所述复数个电能供应器包含一电能供应线圈。

3.根据权利要求1所述的车用无线电能供应装置，其特征在于：所述内存是为一随机存取内存。

4.根据权利要求1所述的车用无线电能供应装置，其特征在于：所述内存是为一闪存。

5.根据权利要求1所述的车用无线电能供应装置，其特征在于：所述直流至交流转换器耦接于所述输入电源及所述扫描控制模块之间。

6.一种车用无线电能接收装置，其特征在于：所述无线电能接收装置包含：一电能接收器，一可控制开关，耦接于所述电能接收器；一精密整流滤波器，耦接于所述可控制开关与所述充电电池之间，一电池电能检测器，耦接于所述充电电池，  一充电控制模块，耦接于所述可控制开关与所述电池电能检测器之间，一稳压器，耦接于所述精密整流滤波器与所述充电电池之间，一感温模块，耦接于所述充电控制模块，一充电指示灯，耦接于所述充电控制模块。

7.根据权利要求6所述的无线电能接收装置，其特征在于：所述电能接收器包含一电能接收线圈可耦合所述电能供应器所产生的电磁能。

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