[發明專利]無線充電裝置及充電方法

有效

• 申請號: 201910349599.2
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110165726B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 黃志忠;繆瑜
• 申請（專利權）人: 南京睿赫電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/70;H02J50/40;H02J50/90;H02J5/00
• 代理公司: 北京貴都專利代理事務所(普通合伙) 11649
• 代理人: 李新鋒

無線充電裝置，包括設有內空間的外殼、固定于所述內空間底部的環形軌道、安裝于所述環形軌道的圓心位置處的驅動電機、可繞所述環形軌道轉動的發射線圈、連接所述發射線圈與驅動電機的徑向連桿及微控制器，所述驅動電機驅動所述發射線圈沿所述環形軌道移動尋找與待充電設備的最佳耦合位置；本申請還提供一種無線充電方法。

技術領域

本申請涉及無線充電領域，尤其涉及一種無線充電裝置及充電方法。

背景技術

WPC或Qi協議的無線充電技術是基于近場磁感應方式，將能量從初級線圈感應到次級線圈，從而達到無線電力傳輸的目的。為提高無線充電的系統效率，通常要求發射端和接收端的線圈必須盡可能對準并貼緊。雖然基于Airfuel協議的無線充電不要求完全對準，但是將導致充電效率大幅下降。因此，無論是WPC或Airfuel都希望盡可能對準線圈以提高系統效率。無線充電設備通常受限于空間或線圈尺寸，在實際使用時空間自由度比較低，影響用戶的無線充電體驗。

目前，主要有兩種提高空間自由度的技術方式。其一，發射端采用多線圈組合的方式。該方式受限于線圈的數目，過多的線圈將導致成本提高并且效率會降低。同時，在切換線圈或控制方面變得很復雜。反之，過少的線圈空間自由度擴展有限，意義不大。另一種，發射端采用單線圈移動方式。該方式通過在充電設備基座內部，內置橫軸(X軸)和縱軸(Y軸)導軌及步進電機。通過微控制器控制線圈移動靠近或對準待充電設備。由于需要內置兩套獨立的導軌和電機設備，提高了整體設備的成本以及控制復雜度。

發明內容

鑒于此，本申請提供了一種無線充電裝置及無線充電方法，以在降低線圈數目的情況下，簡化硬件結構，降低控制復雜度及成本，極大地提高無線充電裝置的空間自由度。

為解決上述技術問題，本申請提供了一種無線充電裝置，包括設有內空間的外殼、固定于所述內空間底部的環形軌道、安裝于所述環形軌道的圓心位置處的驅動電機、可繞所述環形軌道轉動的發射線圈、連接所述發射線圈與驅動電機的徑向連桿及微控制器，所述驅動電機驅動所述發射線圈沿所述環形軌道移動尋找與待充電設備的最佳耦合位置。

優選地，所述內空間包括以環形軌道的圓心為圓心的留置區及以環形軌道圓心為圓心的充電覆蓋區，所述發射線圈的半徑為r₁，所述留置區的半徑為r_d，所述充電覆蓋區的半徑為r_d+2r₁，所述充電覆蓋區的面積為環面，即不包括留置區。

優選地，所述發射線圈的沿環形軌道移動可以完全覆蓋所述充電覆蓋區。

優選地，所述內空間包括以環形軌道圓心為圓心的充電覆蓋區，所述發射線圈包括安裝于所述環形軌道上的第一發射線圈及安裝于所述環形軌道的圓心位置處的第二發射線圈，所述第一、第二發射線圈的半徑分別為r₁，r₂。

優選地，所述發射線圈還包括第三至第N發射線圈，所述第一至第N發射線圈的圓心處于同一直線上，所述第二發射線圈固定于所述環形軌道圓心位置處不可移動，所述第一、第三至第N個發射線圈連接為一個整體。

優選地，所述微控制器最終選擇第一至第N發射線圈中與待充電設備耦合度最高的一個為待充電設備充電，其余發射線圈則處于初始檢測狀態。

優選地，所述驅動電機的轉動直接驅動所述徑向連桿帶動所述第一、第三至第N發射線圈在所述環形軌道上轉動，所述第一至第N發射線圈的投影上相互部分重合或者相鄰兩個發射線圈的外邊緣局部處于同一平面。

為解決上述技術問題，本申請還提供了一種無線充電方法，包括如下步驟：

S10、實時檢測是否有待充電設備，若檢測到有待充電設備，則發送充電指示信號給微控制器；

S20、獲取當前若干發射線圈的Q值，并選出Q值最低的充電線圈或者選出Q值較低的2或3個發射線圈；