CN103683518B - 一种便携式电子设备无线移动充电装置及无线移动充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式电子设备无线移动充电装置，其包括一无线感应充电移动发射装置和若干个与该无线感应充电移动发射装置相适配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈和一无线移动充电发射控制电路；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈和一无线移动充电接收控制电路。能够很好地对便携式电子设备进行无线移动充电。

Description

一种便携式电子设备无线移动充电装置及无线移动充电方法

【技术领域】

本发明涉及充电装置，特别涉及一种便携式通讯或者数码设备在户外移动中无线移动充电的发射和接收配套装置，及一种应用该装置的无线移动充电方法。实现无线移动传电、无线移动充电或者移动无线传电、移动无线充电。

【背景技术】

目前，无线传电技术主要分电磁感应、无线电波和电磁共振三种。而无论哪种技术，得以实现的基石，都来自于迈克尔·法拉第在1831年发现的电磁感应理论，以及1890年尼古拉·特斯拉确立的无线输电构想。无线充电技术主要利用电磁技术，在发射器将电流转化为电磁，通过特定的内置芯片接收器将电磁转化为额定的电压电流为电子产品进行充电。

无线充电技术目前已经从专业领域走向商业和民间数字产品应用。但这些无线充电技术几乎百分之百的均是无线充电发射装置，还是摆脱不了一个接墙壁交流电源适配器的尾巴。当用户在户外，在旅游等无电源直接可以取电的地方，依然无法充电，还得使用移动备份电源对移动通讯设备和数码产品经行有线连接充电。

目前很多人对于无线感应充电理解的不够全面，其实应用该原理一共要派生出最少是两个产品设计，一个是无线感应充电发射装置，一个是无线感应充电接收装置。目前基于无线感应充电接收装置的设计公司很多，但对于如何真正摆脱交流电且还能无线发射充电的装置应用，实际生活中却没有。

2012年以前，对于现有无线感应传电接收装置目前主要有以下几种：（1）使用皮套和塑料背夹给产品外加一个无线充电接收装置。（2）使用无线感应铜质接收线圈嵌入在便携式设备后壳里边接收无线电能（3）将无线感应铜质线圈，和电源转换电路装在电池里，进行接收无线电能。这些产品都已经实现无线充电，其原理都是上述的三种无线传电中的一种。无非各自的传输接收频率、效率、通讯控制协议不一样。但他们的无线充电发射装置原理基本一样，接交流电源适配器降压后变为直流然后通过发射线圈加以控制把能量发射出去，基本和电磁炉的原理差不多，仅仅是传输功率的变化，连感应距离基本都是零距离接触式充电，根本无法移动无线充电。目前市面产品都没解决移动无线充电问题和推出移动无线充电产品。（4）使用移动电源，但没有无线充电功能，还是需要数据线和各种充电数据接口。存在接口繁多，携带麻烦。（5）车载备用充电器，但这种产品一旦离开汽车也无法充电，且汽车笨重。不可能随时随地携带。

综上，各种无线电能感应接收装置五花八门，但能完全解决移动无线充电的发射和接收配套装置的目前国际还是空白。

【发明内容】

本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种便携式电子设备无线移动充电装置；

本发明的目的在于，还提供了一种应用上述便携式电子设备无线移动充电装置实施的无线移动充电方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种便携式电子设备无线移动充电装置，其包括一无线感应充电移动发射装置和若干个与该无线感应充电移动发射装置相适配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈和一无线移动充电发射控制电路；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈和一无线移动充电接收控制电路。电芯指目前世界已知的电池厂家生产的电能储备用的标准型号电池，电能储容器指原理同于目前公知的新型电容器件，其具备采用固态介质储存电能功能。无线感应充电移动发射装置相和无线感应充电移动接收装置均有独立的编码识别、解码识别、充电、采电，储电，放电，无线发射、无线接收，有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能。

所述第一和第二无线感应线圈采用特殊设计，其采用多股铜线绕成特定的形状，该线圈匹配相应的磁屏蔽材料和聚磁感应材料，确保最大能量的进行电磁转换发射出去和磁电转换接收回来。并且保证发射线圈和接收线圈之外的电路和设备最小限度的不被磁场污染和干扰。

该第一无线感应线圈包括由上往下依次设置的发射单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及发射控制单元。

该第二无线感应线圈包括由上往下依次设置的接收单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及接收控制单元。

所述无线移动充电发射控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的DC/AC单元、D/A单元、DC/DC单元、LED单元、MEM单元。

所述无线移动充电接收控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的AC/DC单元、A/D单元、DC/DC单元、LED单元和MEM单元。

所述无线移动充电发射控制电路具备高效能充电、采电，储电，放电，无线发射、编码、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能，该电路由一个独立的CPU负责运行和软件管理。

所述无线移动充电接收控制电路高效能充电、采电，储电，放电，无线接收、解码、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能，该电路由一个独立的CPU负责运行和软件管理。

一种应用前述便携式电子设备无线移动充电装置实施的无线移动充电方法，制备一无线感应充电移动发射装置和若干与其相匹配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置与无线感应充电移动接收装置之间能够实施近距离接触式无线感应户外移动充电或远距离无线感应户外移动充电，通过无线感应充电移动发射装置在移动使用过程中将电能转换成具备数字编码的动态磁能，无线发射出去；无线感应充电移动接收装置在移动使用过程中，接收到动态编码磁场信号后，经过接收电路的CPU进行解码识别为指定的符合充电标准的无线移动产品终端时将动态磁能转换为电能，然后对便携式电子设备进行充电。

通过一个无线感应充电移动发射装置与一个与其相匹配的无线感应移动接收装置对一个便携式电子设备进行无线移动充电，通过一个无线感应充电移动发射装置与多个与其相匹配的无线感应移动接收装置对多个便携式电子设备进行充电。

该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈和一无线移动充电发射控制电路；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈和一无线移动充电接收控制电路。

该第一无线感应线圈包括由上往下依次设置的发射单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及发射控制单元；该第二无线感应线圈包括由上往下依次设置的接收单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及接收控制单元。

所述无线移动充电发射控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的DC/AC单元、D/A单元、DC/DC单元、LED单元、MEM单元；所述无线移动充电接收控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的AC/DC单元、A/D单元、DC/DC单元、LED单元和MEM单元。

本发明的有益效果为：1）无线感应充电移动发射装置内部安装了大容量的备用储能电池或者电能储容器。可以预先有效储备电能，使无线感应充电移动发射装置即使携带走也能正常备份更多的电能在移动中备份无线充电用。

2）无线感应充电移动发射装置内部设计了具有高效能充电、采电，储电，放电，无线充电发射、有线充电、低电、过放、过充、状态指示功能的无线移动充电发射控制电路，有效解决了无线移动过程中储备电能的传输发射转换问题。

3）本无线感应充电移动接收装置内部设计了具有高效能充电、采电，储电，放电，无线充电接收、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能的无线移动充电接收控制电路，有效解决了便携移动产品的电能补充与现有原产品冲电接口标准对接充电和电路兼容问题。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

【附图说明】

图1是本发明无线感应充电移动发射装置的结构示意图；

图2是本发明本无线感应充电移动接收装置的结构示意图；

图3是图1中第一无线感应线圈的结构示意图；

图4是图2中第二无线感应线圈的结构示意图。

【具体实施方式】

实施例1：见图1至图4，本发明一种便携式电子设备无线移动充电装置，其包括一无线感应充电移动发射装置和若干个与该无线感应充电移动发射装置相适配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器1、一用于在该线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈3和一无线移动充电发射控制电路2；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器1、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈4和一无线移动充电接收控制电路5。

电芯指目前世界已知的电池厂家生产的电能储备用的标准型号电池，电能储容器指原理同于目前公知的新型电容器件，其具备采用固态介质储存电能功能。无线感应充电移动发射装置相和无线感应充电移动接收装置均有独立的编码识别、解码识别、充电、采电，储电，放电，无线发射、无线接收，有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能。

所述第一、第二无线感应线圈3、4采用特殊设计，其采用多股铜线绕成特定的形状，该线圈匹配相应的磁屏蔽材料和聚磁感应材料，确保最大能量的进行电磁转换发射出去和磁电转换接收回来。并且保证发射线圈和接收线圈之外的电路和设备最小限度的不被磁场污染和干扰。

该第一无线感应线圈3包括由上往下依次设置的发射单元6、聚磁单元7、隔磁单元8和储能及发射控制单元9。

该第二无线感应线圈4包括由上往下依次设置的接收单元10、聚磁单元7、隔磁单元8和储能及接收控制单元11。

所述无线移动充电发射控制电路2包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的DC/AC单元、D/A单元、DC/DC单元、LED单元、MEM单元。

所述无线移动充电接收控制电路5包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的AC/DC单元、A/D单元、DC/DC单元、LED单元和MEM单元。

所述无线移动充电发射控制电路2具备高效能充电、采电，储电，放电，无线发射、编码、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能，该电路由一个独立的CPU负责运行和软件管理。

所述无线移动充电接收控制电路5高效能充电、采电，储电，放电，无线接收、解码、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能，该电路由一个独立的CPU负责运行和软件管理。

一种应用前述便携式电子设备无线移动充电装置实施的无线移动充电方法，制备一无线感应充电移动发射装置和若干与其相匹配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置与无线感应充电移动接收装置之间能够实施近距离接触式无线感应户外移动充电或远距离无线感应户外移动充电，通过无线感应充电移动发射装置在移动使用过程中将电能转换成具备数字编码的动态磁能，无线发射出去；无线感应充电移动接收装置在移动使用过程中，接收到动态编码磁场信号后，经过接收电路的CPU进行解码识别为指定的符合充电标准的无线移动产品终端时将动态磁能转换为电能，然后对便携式电子设备进行充电。

通过一个无线感应充电移动发射装置与一个与其相匹配的无线感应移动接收装置对一个便携式电子设备进行无线移动充电，通过一个无线感应充电移动发射装置与多个与其相匹配的无线感应移动接收装置对多个便携式电子设备进行充电。

该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器1、一用于在该线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈3和一无线移动充电发射控制电路2；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器1、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈4和一无线移动充电接收控制电路5。

该第一无线感应线圈3包括由上往下依次设置的发射单元6、聚磁单元7、隔磁单元8和储能及发射控制单元9；该第二无线感应线圈4包括由上往下依次设置的接收单元10、聚磁单元7、隔磁单元8和储能及接收控制单元11。按照该结构才能保证强大的磁能在发射和接收的时候，不至于装置自身带金属壳的电芯或电能储容器1、发射控制电路因受到强磁干扰、高频涡流引起的电池发热、发烫、爆炸或CPU控制系统紊乱现象.当前无线充电最大的缺陷是发热和转换效率不高，这对于移动无线充电来说必须降低发热和提高转换效率，但通过上述的装配结构至少在原来基础上提高转换效率10%~20%。

所述无线移动充电发射控制电路2包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的DC/AC单元、D/A单元、DC/DC单元、LED单元、MEM单元；DC/AC单元式将直流装换为交流的驱动电路，其承担整个无线发射任务和能量转换任务，D/A单元是CPU的驱动反馈单元，其对整个电路的工作状态进行动态管理，DC/DC为直流转换单元，一为CPU提供稳定的工作环境，二为输出发射提供足够的推动电能，三还要为外部电能给电芯充电储能，LED单元为装置状态指示单元，其表现显示形式不限于LED、LCD显示，也可以使真彩屏幕显示，主要为无线感应充电移动发射装置提供相应的功能状态显示和操作显示。CPU为整个发射装置的核心控制管理单元，负责整个装置的正常运转经行智能管控。而且肩负发射编码的调制和加密。确保正确的接收设备才继续发射电能。MEM为装置存储、缓冲单元，主要负责保存电池电量，软件程序更新，状态储存，保护设备不过充、过放，低电锁死、掉电记忆等功能。

所述无线移动充电接收控制电路5包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的AC/DC单元、A/D单元、DC/DC单元、LED单元和MEM单元。AC/DC单元式将交流讯号装换为直流的驱动电路，其承担整个无线接收任务和能量转换电路，A/D单元是CPU的驱动采样单元，其承担接收到的高能电压幅度给CPU智能判断和保护器件工作正常而不被击穿和损坏，DC/DC为直流转换单元，一为CPU提供稳定的工作环境，二为输出发射提供足够的推动电能，三还要为外部电能给电芯充电储能，LED为装置状态指示单元，其表现显示形式不限于LED、LCD显示，也可以使真彩屏幕显示。主要为无线移动充电提供相应的功能状态显示和操作显示，CPU为整个发射装置的核心控制管理单元，负责整个装置的正常运转经行智能管控。而且肩负接收编码的调制和解密。确保正确的发射设备才继续接收电能，MEM为装置存储、缓冲单元，主要负责保存电池电量，软件程序更新，状态储存，保护设备不过充、过放，低电锁死、掉电记忆等功能。

本发明具有如下优点：1）无线感应充电移动发射装置内部安装了大容量的备用储能电池或者电能储容器。可以预先有效储备电能，使无线感应充电移动发射装置即使携带走也能正常备份更多的电能在移动中备份无线充电用。

2）无线感应充电移动发射装置内部设计了具有高效能充电、采电，储电，放电，无线充电发射、有线充电、低电、过放、过充、状态指示功能的无线移动充电发射控制电路2，有效解决了无线移动过程中储备电能的传输发射转换问题。

3）本无线感应充电移动接收装置内部设计了具有高效能充电、采电，储电，放电，无线充电接收、有线充电、低电、过放、过充、状态指示等功能的无线移动充电接收控制电路5，有效解决了便携移动产品的电能补充与现有原产品冲电接口标准对接充电和电路兼容问题。

该移动无线充电装置主要应用在移动无线充电环境都属于本专利保护对象，因为目前发明的无线充电器的发射装置均不可移动发射。

如本发明实施例所述，与本发明相同或相似结构的其他便携式电子设备无线移动充电装置及无线移动充电方法，均在本发明保护范围内。

Claims (4)

1.一种便携式电子设备无线移动充电方法，其特征在于，制备一无线感应充电移动发射装置和若干与其相匹配的无线感应充电移动接收装置，该无线感应充电移动发射装置与无线感应充电移动接收装置之间能够实施近距离接触式无线感应户外移动充电或远距离无线感应户外移动充电，通过无线感应充电移动发射装置在移动使用过程中将电能转换成具备数字编码的动态磁能，无线发射出去；无线感应充电移动接收装置在移动使用过程中，接收到动态编码磁场信号后，经过接收电路的CPU进行解码，识别为指定的符合充电标准的无线移动产品终端时，将动态磁能转换为电能，然后对便携式电子设备进行充电；其中，该无线感应充电移动发射装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该无线感应充电移动发射装置移动中进行电能的发射或接收的第一无线感应线圈和一无线移动充电发射控制电路；该无线感应充电移动接收装置包括相连接的一用于存储电能的电芯或电能储容器、一用于在该无线感应充电移动接收装置移动中进行电能的发射或接收的第二无线感应线圈和一无线移动充电接收控制电路；该第一无线感应线圈包括由上往下依次设置的发射单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及发射控制单元。

2.根据权利要求1所述便携式电子设备无线移动充电方法，其特征在于，通过一个无线感应充电移动发射装置与一个与其相匹配的无线感应移动接收装置对一个便携式电子设备进行无线移动充电，通过一个无线感应充电移动发射装置与多个与其相匹配的无线感应移动接收装置对多个便携式电子设备进行充电。

3.根据权利要求2所述便携式电子设备无线移动充电方法，其特征在于，该第二无线感应线圈包括由上往下依次设置的接收单元、聚磁单元、隔磁单元和储能及接收控制单元。

4.根据权利要求2所述便携式电子设备无线移动充电方法，其特征在于，所述无线移动充电发射控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的DC/AC单元、D/A单元、DC/DC单元、LED单元、MEM单元；所述无线移动充电接收控制电路包括CPU单元和分别与该CPU单元相连接的AC/DC单元、A/D单元、DC/DC单元、LED单元和MEM单元。