[发明专利]一种无线充电的装置和方法

说明书

本发明的实施例公开了一种无线充电装置与方法，属于无线电能传输系统技术领域。该装置包括电压转换电路、激励线圈、n个第一谐振线圈和控制器，其中n大于或等于三。所述电压转换电路与所述激励线圈连接，用于将电网电压转化成高频交流电压；所述激励线圈用于根据所述高频交流电压产生磁场；所述n个第一谐振线圈沿不同方向布置，用于传导所述磁场；所述控制器用于监控所述第一谐振线圈的功率状态，根据所述功率状态导通或关闭所述第一谐振线圈。

技术领域

本申请涉及无线电能传输技术。

背景技术

由于充电便捷性的要求，不需要数据线的无线充电技术越来越重要，国内外很多公司都加入了无线充电的阵营。例如，苹果公司开发的“贴板式无线充电”是目前主流的无线充电技术。这种无线充电技术可以为手机或者智能手表等小功率设备进行贴板充电，但由于该设计存在磁场的感应盲区无法实现全方向，设备必须紧贴着充电板，因此与有线充电无异，很不方便，当需要玩游戏或者打电话时充电就中止，因此该项无线充电技术的应用受到很大限制。

为此，一些公司开始进行全方向无线充电的研究，也就是说，当设备在任意位置时都能进行无线充电。目前比较有代表性的公司包括wattup、PI等。wattup开发出一种类似wifi的无线充电产品，它可以为周围的设备进行较远距离的充电，并且与位置无关，但是由于是利用5.6GHz的信号，因此理想功率只有4W，实际工作的功率更小，所以这种方案也受到很大限制。

上述无线充电方案的缺点严重影响了消费者的使用体验，因此目前迫切需要一种全新的解决方案，使得系统能够根据设备的位置调整磁场方向，并在保证一定输出功率的前提下，可以对电子设备实现全方位的无线充电。

发明内容

本申请提供了一种无线充电装置与方法，以控制简便且节约功耗的方案实现在对负载的全方向充电。

一方面，本申请提供了一种无线充电装置，该装置包括电压转换电路、激励线圈、n个第一谐振线圈和控制器，其中n为大于或等于三的整数。该电压转换电路与前述激励线圈连接，将电网电压转化成激励线圈所需要的高频交流电压，激励线圈接收到来自电压转换电路的高频交流电压后，利用电磁感应原理，产生磁场。前述n个第一谐振线圈沿不同方向布置，传导磁场。该控制器监控前述第一谐振线圈的功率状态，并根据该功率状态导通或关闭前述第一谐振线圈。通过上述设计方案，只需要通电一个激励线圈即可实现充电，与需要通电所有线圈的方案相比，节约功耗；并且，上述设计方案可以通过对前述第一谐振线圈功率状态的监控，控制前述第一谐振线圈的导通或关闭，以更简便的方式实现对不同方向负载的充电。

在一种可能的设计中，前述无线充电装置中的每个第一谐振线圈和激励线圈还包括谐振电容，该每个第一谐振线圈通过串联或并联谐振电容构成谐振电路，在激励线圈的激励下发生谐振，通过该谐振进一步增强该第一谐振线圈对磁场的传导功率。

在一种可能的设计中，前述无线充电装置中的前述每个第一谐振线圈位于前述激励线圈所产生的磁场路径上。这种设计方案使该激励线圈产生的磁场中有足够多的磁场穿过该每个第一谐振线圈，该每个第一谐振线圈通过获得该激励线圈的磁场能量，实现对负载的磁场传导。

在一种可能的设计中，前述无线充电装置中“n”个第一谐振线圈的“n”为3。这3个前述第一谐振线圈中，任意每个前述第一谐振线圈的所在平面与其相邻的前述第一谐振线圈的所在平面呈120度夹角布置，通过上述布置方式，使3个前述第一谐振线圈即可以实现对负载的360度全方向充电。

在一种可能的设计中，前述无线充电装置中的控制器逐一导通前述第一谐振线圈，比较导通后的前述第一谐振线圈的功率，选择功率最大且不等于“0”的第一谐振线圈为需要导通的第一谐振线圈，并向该需要导通的第一谐振线圈发出导通指令。通过该设计，通过对第一谐振线圈导通后的功率判断负载所在位置及方向，实现对负载充电方向的控制，较为简便。