一种无线充电装置及其无线充电底座和一种无线充电方法与流程

1.本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种无线充电装置及其无线充电底座和一种无线充电方法。


背景技术：

2.随着无线充电技术的不断发展，在诸如手机，手表，tws(true wireless stereo，真无线立体声)耳机等设备中，都有着无线充电技术的应用。
3.无线充电装置主要由两部分组成，一部分是电能的发送端，即无线充电底座，另一部分是电能的接收端，即无线充电的接收端电路。发送端中的无线充电线圈可以连接供电电源，而接收端电路中的无线充电线圈可以集成在被充电设备中。目前支持无线充电的设备主要分为两种，一种是设备自带有专用的无线充电底座，另一种是使用符合qi标准的通用无线充电底座。
4.如果将不同的被充电设备放到通用的无线充电底座上，由于通用的无线充电底座上的线圈的大小是固定的，而不同的被充电设备上集成的接收端无线充电线圈的大小不一致，便会导致当被充电设备的接收端无线充电线圈与无线充电底座上的无线充电线圈的大小相差较大时，充电效率非常低下。
5.综上所述，如何有效地提高无线充电的充电效率，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种无线充电装置及其无线充电底座和一种无线充电方法，以有效地提高无线充电的充电效率。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.一种无线充电底座，包括：
9.开关切换电路；
10.包括分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端的无线充电线圈，n为大于2的正整数；
11.与所述开关切换电路连接的控制器，用于根据当前的被充电设备的信息，控制开关切换电路选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使得所述被充电设备的充电效率满足预设要求。
12.优选的，所述无线充电线圈的第1电极端至第n电极端按照固定的匝数间隔，依次设置在n个不同线圈位置处。
13.优选的，所述无线充电线圈的第1电极端位于所述无线充电线圈的最内圈，所述无线充电线圈的第n电极端位于所述无线充电线圈的最外圈。
14.优选的，所述控制器任意一次选择的2个电极端中均包括所述无线充电线圈的第1电极端，或者，所述控制器任意一次选择的2个电极端中均包括所述无线充电线圈的第n电
极端。
15.优选的，所述控制器具体用于：
16.根据当前的被充电设备的信息，控制开关切换电路选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使所述被充电设备的充电效率高于采用其他任意选择时的充电效率。
17.优选的，所述控制器具体用于：
18.接收当前的被充电设备发送的第一功率；
19.将各个电极选择控制信号依次输出至所述开关切换电路，且输出的每个所述电极选择控制信号均持续第一时长；
20.维持所述被充电设备的接收功率为所述第一功率，并依次记录输出各个所述电极选择控制信号的情况下的所述无线充电线圈的输出功率；
21.将记录下的所述无线充电线圈的最小输出功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号，并将确定出的所述电极选择控制信号输出至所述开关切换电路，以使所述开关切换电路按照确定出的所述电极选择控制信号选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以进行所述被充电设备的充电。
22.优选的，所述控制器具体用于：
23.将各个电极选择控制信号依次输出至所述开关切换电路，且输出的每个所述电极选择控制信号均持续第一时长；
24.维持所述无线充电线圈的输出功率为第二功率，并依次记录输出各个所述电极选择控制信号的情况下的所述被充电设备的接收功率；
25.将记录下所述被充电设备的最大接收功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号；
26.将确定出的所述电极选择控制信号输出至所述开关切换电路，以使所述开关切换电路按照确定出的所述电极选择控制信号选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以进行所述被充电设备的充电。
27.一种无线充电装置，包括：无线充电接收端电路以及如上述任一项所述的无线充电底座。
28.一种无线充电方法，包括：
29.接收当前的被充电设备的信息；
30.根据所述被充电设备的信息，控制开关切换电路选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使得所述被充电设备的充电效率满足预设要求；
31.其中，所述无线充电线圈具有分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端，n为大于2的正整数。
32.优选的，所述根据所述被充电设备的信息，控制开关切换电路选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使得所述被充电设备的充电效率满足预设要求，包括：
33.根据所述被充电设备的信息，控制开关切换电路选择所述无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使所述被充电设备的充电效率高于采用其他任意选择时的充电效率。
34.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中充电效率低下的原因是无线充电底座上的无线充电线圈是固定的，而不同的被充电设备上集成的接收端的无线充电线圈的大小不一致，即被充电设备上的无线充电线圈不能与无线充电底座上的无线充电
线圈很好地进行匹配。并且，本技术考虑到不便调整被充电设备，因此，本技术的方案中，设置了可以调节无线充电线圈的无线充电底座。具体的，本技术的无线充电底座中的无线充电线圈，具有分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端，n为大于2的正整数，由于n个电极端是分别从n个不同线圈位置处引出的，因此，通过对所需要的电极端进行选择，便实现了对于无线充电线圈的线圈匝数的选择，进而调整充电效率。在进行选择时，本技术是通过控制器得到当前的被充电设备的信息，从而控制开关切换电路选择无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使得被充电设备的充电效率满足预设要求，也就是说，当前选择出的无线充电线圈的2个电极端应当适用于当前的被充电设备的信息，有效地保障充电效率。
35.综上，本技术通过设置可以调节无线充电线圈的无线充电底座，可以有效地提高无线充电的充电效率。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
37.图1为本发明中一种无线充电底座的结构示意图；
38.图2为本发明一种具体实施方式中的无线充电线圈的电极设置示意图；
39.图3为本发明一种无线充电方法的实施流程图。
具体实施方式
40.本发明的核心是提供一种无线充电底座，可以有效地提高无线充电的充电效率。
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参考图1，图1为本发明中一种无线充电底座的结构示意图，该无线充电底座可以包括：
43.开关切换电路10；
44.包括分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端的无线充电线圈20，n为大于2的正整数；
45.与开关切换电路10连接的控制器30，用于根据当前的被充电设备的信息，控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以使得被充电设备的充电效率满足预设要求。
46.具体的，开关切换电路10的前级电路的具体电路构成可以根据实际需要进行设定和调整，例如通常可以采用震荡电路驱动器以及功率mos管来实现前级电路。
47.前级电路可以将交流电进行电能转换并且输出至开关切换电路10，再由开关切换电路10输出至无线充电线圈20，从而使得无线充电线圈20通过磁场将能量传输至被充电设备的接收端电路，实现对于被充电设备的充电。本技术的后文中没有特殊强调的话，无线充
电线圈20均指的是无线充电底座中的无线充电线圈20。
48.无线充电线圈20包括了n个电极端，因此，开关切换电路10的具体状态，便决定了当前是将无线充电线圈20的哪2个电极端连接至前级电路，即通过控制开关切换电路10的状态，可以选择无线充电线圈的相应的2个电极端进行连接，其余未被选择的电极端则不与前级电路导通。
49.并且可以理解的是，n个电极端是从无线充电线圈20的n个不同线圈位置处引出的，因此，对于同一被充电设备而言，具体选取的无线充电线圈20的电极端不同，充电效率便会不同。
50.n为大于2的正整数，具体取值可以根据需要进行设定，例如在图2的实施方式中，n＝4，此时的无线充电线圈20具有第1电极端，第2电极端，第3电极端以及第4电极端。
51.在实际应用中，无线充电线圈20的第1电极端至第n电极端可以按照固定的匝数间隔，依次设置在n个不同线圈位置处。
52.该种实施方式中，相邻的电极端之间的无线充电线圈20的匝数间隔是固定的，有利于实现各个电极端的均匀布置，也就有利于不同的充电设备都能够较为方便地找到相对应的2个合适的电极端，实现高效率的充电。
53.在本发明的一种具体实施方式中，为了使得整个无线充电线圈20都有机会发挥作用，n个电极端中至少会包括从最内圈引出的电极端以及从最外圈引出的电极端。即在本发明的一种具体实施方式中，无线充电线圈20的第1电极端可以位于无线充电线圈20的最内圈，无线充电线圈20的第n电极端位于无线充电线圈20的最外圈。如果结合前述均匀布置电极端的方案，则可以在整个无线充电线圈20中按照固定的匝数间隔，均匀设置n个电极端。
54.当然，在其他具体场合中，也可以根据实际需要调整各个电极端的位置以及数量。例如一种场合中，考虑到在无线充电线圈20的某个匝数区间内，电极端的位置选取对于不同被充电设备的充电效率影响较大，且很多类型的被充电设备均需要选用这一匝数区间的电极端，则除了在整个无线充电线圈20中按照固定的匝数间隔均匀设置的若干个电极端之外，可以对这一匝数区间额外增设若干个电极端，有利于进一步地保障选取出的电极端的合适性，也就能够有效保障本技术方案的充电效率。
55.本技术的方案通过控制器30选取出2个合适的电极端。具体的，控制器30可以根据当前的被充电设备的信息，控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以使得被充电设备的充电效率满足预设要求。
56.控制器30向开关切换电路10输出的电极选择控制信号不同，开关切换电路10的状态便不同。
57.控制器30在确定出了所需要的电极选择控制信号之后，便会输出至开关切换电路10，从而使得开关切换电路10按照确定出的电极选择控制信号选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以进行被充电设备的充电。当然，被充电设备的信息更新之后，控制器30可以重新选择所需要的电极选择控制信号，当检测到被充电设备移除时，可以进行电路的关闭。电极选择控制信号的具体形式可以有多种，通常使用简单的电信号便可以实现。
58.开关切换电路10的具体电路构成可以根据需要进行设定，只要能够实现本技术对于开关切换电路10的功能要求即可，例如在实际应用中，可以基于mos管，三极管等开关器件实现开关切换电路10。
59.要控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以使被充电设备的充电效率满足预设要求，具体的手段可以根据需要进行设定和调整，例如一种场合中，随机进行电极选择控制信号的切换，或者是按照指定顺序进行切换，每次切换之后，进行当前的充电效率的计算，如果充电效率超过了预设阈值，则可以停止切换并将当前的电极选择控制信号作为确定出的使得被充电设备的充电效率满足预设要求的电极选择指令，进而输出至开关切换电路10。又如，可以根据当前的被充电设备的信息，确定出对应的无线充电线圈20的面积需求值，进而按照该面积需求值选定无线充电线圈20的2个电极端，也就确定了需要输出至开关切换电路10的电极选择控制信号。
60.在本发明的一种具体实施方式中，控制器30具体用于：
61.根据当前的被充电设备的信息，控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以使被充电设备的充电效率高于采用其他任意选择时的充电效率。
62.该种实施方式中，能够使得被充电设备的充电效率最高，即控制器30在控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接时，可能有多种选择方式，都能够使得被充电设备的充电效率满足预设要求，该种实施方式中，便是从各种选择方式中，选择能够使得被充电设备的充电效率高于其他选择的那一种选择方式。这样的实施方式有利于实现充电效率的最大化，尽可能地降低了能源浪费，且最大化地改善了无线充电时的发热程度。
63.使得被充电设备的充电效率最高，实现方式上也可以有多种，例如接收了当前的被充电设备发送的第一功率之后，按照预设的对应表，直接确定出能够使得被充电设备的充电效率最高的电极选择控制信号，当然，这样的方式需要预先做大量的准备工作，并且也会发生实际接收到的第一功率未在预设的对应表中等意外情况。
64.在本发明的一种具体实施方式中，控制器30可以具体用于：
65.接收当前的被充电设备发送的第一功率；
66.将各个电极选择控制信号依次输出至开关切换电路10，且输出的每个电极选择控制信号均持续第一时长；
67.维持被充电设备的接收功率为第一功率，并依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的无线充电线圈20的输出功率；
68.将记录下的无线充电线圈20的最小输出功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号，并将确定出的电极选择控制信号输出至开关切换电路10，以使开关切换电路10按照确定出的电极选择控制信号选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以进行被充电设备的充电。
69.该种实施方式中，通过逐个试验的方式确定出最合适的电极选择控制信号。即控制器30会将各个电极选择控制信号依次输出至开关切换电路10，且输出的每个电极选择控制信号均持续第一时长，第一时长的具体取值可以根据需要进行设定和调整。
70.在维持被充电设备的接收功率为第一功率的条件下，控制器30可以依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的无线充电线圈20的输出功率，也即无线充电底座的输出功率。由于被充电设备的接收功率保持为第一功率，因此，记录下的无线充电线圈20的输出功率越小，说明充电效率越高，控制器30便会将记录下的无线充电线圈20的最小输出功率所对应的电极选择控制信号，作为本次充电确定出的电极选择控制信号。
71.在本发明的一种具体实施方式中，控制器30具体用于：
72.将各个电极选择控制信号依次输出至开关切换电路10，且输出的每个电极选择控制信号均持续第一时长；
73.维持无线充电线圈20的输出功率为第二功率，并依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的被充电设备的接收功率；
74.将记录下被充电设备的最大接收功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号；
75.将确定出的电极选择控制信号输出至开关切换电路10，以使开关切换电路10按照确定出的电极选择控制信号选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以进行被充电设备的充电。
76.该种实施方式中，同样是通过逐个试验的方式确定出最合适的电极选择控制信号。与上述实施方式的区别在于，该种实施方式是无线充电线圈20的输出功率不变，即均为预设的第二功率，此时，依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的被充电设备的接收功率，其中的被充电设备的最大接收功率所对应的电极选择控制信号，便是所需要的能够使得充电效率最高的电极选择控制信号。在实际应用中，确定出了所需要的电极选择控制信号之后，需要在进行被充电设备的充电时，可以维持被充电设备的接收功率为第一功率，该第一功率可以是接收到的当前的被充电设备发送的第一功率，通常可以通过反馈调节的方式控制前级电路，从而使得被充电设备的接收功率达到第一功率。
77.在本发明的一种具体实施方式中，控制器30任意一次选择的2个电极端中均包括无线充电线圈20的第1电极端，或者，控制器30任意一次选择的2个电极端中均包括无线充电线圈20的第n电极端。
78.本技术的无线充电线圈20设置了n个电极端，该种实施方式中，考虑到如果允许从中任意选取2个电极端进行导通，开关切换电路10的设计会较为复杂，特别是在n的取值较大时。此外，如果是按照前述实施方式，控制器30通过逐个试验的方式确定出最合适的电极选择指令，该种实施方式便相当于是降低了电极选择控制信号的种类数，也就有利于能够更加快速地确定出当前所需要的最合适的电极选择控制信号。
79.该种实施方式中，选取的2个电极端中的1个可以是固定的，可以大幅简化开关切换电路10的复杂度，同时也有利于部分场合中更加快速地确定出当前所需要的最合适的电极选择控制信号。并且，该种实施方式中考虑到这一固定选取的电极端，设置在无线充电线圈20的最内圈或者最外圈时，有利于使得整个无线充电线圈20都有机会发挥作用，即保障无线充电底座的适用范围，因此，该种实施方式中，控制器30任意一次选择的2个电极端中均包括无线充电线圈20的第1电极端，即无线充电线圈20的最内圈处引出的电极端。或者，控制器30任意一次选择的2个电极端中均包括无线充电线圈20的第n电极端，即无线充电线圈20的最外圈处引出的电极端。
80.要使得选取的2个电极端中的1个是固定的，在实际应用中，可以直接将无线充电线圈20的这一电极端通过开关切换电路10的导线与前级电路固定导通，当然，也可以通过其他方式，例如常闭继电器实现导通，以允许控制器30在特殊需要的情况下，仍然有能力控制无线充电线圈20的这一电极端与前级电路之间为关断状态。
81.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中充电效率低下的原因是
无线充电底座上的无线充电线圈20是固定的，而不同的被充电设备上集成的接收端的无线充电线圈的大小不一致，即被充电设备上的无线充电线圈不能与无线充电底座上的无线充电线圈20很好地进行匹配。并且，本技术考虑到不便调整被充电设备，因此，本技术的方案中，设置了可以调节无线充电线圈20的无线充电底座。具体的，本技术的无线充电底座中的无线充电线圈20，具有分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端，n为大于2的正整数，由于n个电极端是分别从n个不同线圈位置处引出的，因此，通过对所需要的电极端进行选择，便实现了对于无线充电线圈20的线圈匝数的选择，进而调整充电效率。在进行选择时，本技术是通过控制器30得到当前的被充电设备的信息，从而控制开关切换电路10选择无线充电线圈20的2个电极端进行连接，以使得被充电设备的充电效率满足预设要求，也就是说，当前选择出的无线充电线圈20的2个电极端应当适用于当前的被充电设备的信息，有效地保障充电效率。
82.综上，本技术通过设置可以调节无线充电线圈20的无线充电底座，可以有效地提高无线充电的充电效率。
83.相应于上面的实施例，本发明实施例还提供了一种无线充电装置，包括：无线充电接收端电路以及如上述任一实施例中的无线充电底座。无线充电接收端电路可以集成在被充电设备中，无线充电底座可参阅上文的描述。
84.相应于上面的实施例，本发明实施例还提供了一种无线充电方法，可参阅图3，可以包括：
85.步骤s301：接收当前的被充电设备的信息；
86.步骤s302：根据被充电设备的信息，控制开关切换电路选择无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使得被充电设备的充电效率满足预设要求；
87.其中，无线充电线圈具有分别从n个不同线圈位置处引出的n个电极端，n为大于2的正整数。
88.在本发明的一种具体实施方式中，步骤s302可以包括：
89.根据被充电设备的信息，控制开关切换电路选择无线充电线圈的2个电极端进行连接，以使被充电设备的充电效率高于采用其他任意选择时的充电效率。
90.在本发明的一种具体实施方式中，步骤s302包括：
91.接收当前的被充电设备发送的第一功率；
92.将各个电极选择控制信号依次输出至开关切换电路，且输出的每个电极选择控制信号均持续第一时长；
93.维持被充电设备的接收功率为第一功率，并依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的无线充电线圈的输出功率；
94.将记录下的无线充电线圈的最小输出功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号，并将确定出的电极选择控制信号输出至开关切换电路，以使开关切换电路按照确定出的电极选择控制信号选择无线充电线圈的2个电极端进行连接，以进行被充电设备的充电。
95.在本发明的一种具体实施方式中，步骤s301包括：
96.将各个电极选择控制信号依次输出至开关切换电路，且输出的每个电极选择控制信号均持续第一时长；
97.维持无线充电线圈的输出功率为第二功率，并依次记录输出各个电极选择控制信号的情况下的无线充电线圈的接收功率；
98.将记录下被充电设备的最大接收功率所对应的电极选择控制信号，作为确定出的电极选择控制信号；
99.将确定出的电极选择控制信号输出至开关切换电路，以使开关切换电路按照确定出的电极选择控制信号选择无线充电线圈的2个电极端进行连接，以进行被充电设备的充电。
100.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
101.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
102.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。