一种车载移动终端无线充电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车载移动终端无线充电系统及其使用方法。所述包括：车载无线充电发射装置和移动终端的无线接收装置，其中所述车载无线充电发射装置包括：电源管理电路、通讯及控制电路、高频振荡电路及功率放大器、无线发射线圈、线圈电流采样电路和无线接收电路；所述移动终端的无线接收装置包括：无线收发电路、整流滤波电路和通讯控制电路。通过无线通讯方式可以在确认移动终端可以充电后再发射充电的能量，从而确保安全及节能。可以直接在车内使用。
【专利说明】一种车载移动终端无线充电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车内使用的移动终端无线充电系统。
【背景技术】
[0002]目前的车内移动终端充电器采用直接连线方式，在没有携带充电器时无法使用；而且由于有线连接时，取用移动终端不是很方便。
[0003]现有移动终端无线充电器无法与汽车电源连接，而且无法固定安装在车内。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种车载移动终端无线充电系统，其包括:车载无线充电发射装置和移动终端的无线接收装置，其中所述车载无线充电发射装置包括:电源管理电路、通讯及控制电路、高频振荡电路及功率放大器、无线发射线圈、线圈电流采样电路和无线接收电路；所述移动终端的无线接收装置包括:无线收发电路、整流滤波电路和通讯控制电路。
[0005]其中，所述电源管理电路连接汽车电源；
所述通讯及控制电路根据无线接收电路及线圈采样电路反馈得到信号调节电源管理电路的输出电压；
经电源管理电路转换后的直流输入高频振荡及功率放大电路；
通过调节电源管理电路的输出电压来控制无线发射线圈上输出功率；
其中，所述通讯及控制电路产生频率范围为IOOKHz?250KHz的高频方波信号。
[0006]其中，所述功率放大电路由高效的D类功放电路或者是桥式组成。
[0007]其中，所述通讯及控制电路产生的高频方波信号经过所述高频振荡电路及功率放大器放大后输送给调谐电路和无线发射线圈。
[0008]其中，所述无线收发电路接收所述无线发射线圈发送的功率，然后通过整流滤波电路转换为4.2V直流电源，从而对移动终端电池13进行充电。
[0009]其中，所述无线收发电路通过无线接收线圈传输接收端的电压和充电电流给无线发射线圈以计算充电效率。
[0010]本发明还提出了一种车载移动终端无线充电方法，其步骤为:
无线发射线圈发送低功率高频信号给无线接收线圈；
无线接收线圈收到有效高频信号后，将得到的接收线圈的电压和电流，及自身ID信号返回给无线发射线圈；
无线发射线圈识别ID后，确认为有效充电移动终端模块，从而排除其他金属物品； 无线发射线圈通过得到的无线接收线圈的电压和电流信息计算收发线圈间的耦合效
率；
当效率低于临界值时，不对无线接收线圈发射；
当效率在充电临界点以上时，可以通过增加发射功率来保证移动终端能够被快速充
电； 确认上述过程后，无线发射线圈8持续发送充电功率给无线接收线圈9 ；
无线接收端监控电池状态，当电池充电完成后；
由无线收发电路通过无线接收线圈向无线发射线圈发送充电结束请求。
[0011]与现有技术相比，本发明的车载移动终端无线充电系统的有益效果如下:
通过无线通讯方式可以在确认移动终端可以充电后再发射充电的能量，从而确保安全
及节能。可以直接在车内使用。
[0012]安装方式灵活，能够根据不同汽车构造提供最佳安装位置从而便于移动终端取用，并保证行使过程中不会滑落。
[0013]可以对已有无线接收模块的移动终端充电。
[0014]可以为无接收模块的移动终端提供接收装置，实现无线充电功能。
[0015]应用广泛，可以提供其他便携式电子产品的接收模块，实现无线充电功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为与本发明实施例一致的车载移动终端无线充电系统的原理图。
具体实施例
[0017]本发明的提供一种车载移动终端无线充电的装置。采用车载无线充电发射装置和移动终端的无线接收模块的紧密耦合为移动终端在车内进行无线充电。车载无线充电发射装置包括:电源管理电路、通讯及控制电路、高频振荡电路及功率放大器、无线发射线圈、线圈电流采样电路、无线接收电路；移动终端端无线接收模块包括:无线接收线圈、无线收发电路、整流滤波电路和通讯控制电路。
[0018]本发明涉及车载移动终端无线充电发射装置连接到汽车电源，并在检测到移动终端可以接收充电时将其转换为高频无线信号后通过发射线圈发送出去；移动终端端首先需要通过信号通知充电装置可以充电并用无线接收模块接收无线充电发射装置发出的相应能量，经整流稳压后转换为恒定直流电为移动终端充电。
[0019]本发明的车载无线充电模块能够对已集成无线充电接收模块的移动终端直接充电；对于无线接收模块的移动终端可以配置接收模块后充电。
[0020]如附图1所示，车载移动终端无线充电系统由汽车电源I供电，电源管理电路2是一个Boost-Buck电路，它将+12V汽车电源转换为5V?20V直流电。这个电压可以通过通讯及控制电路3根据无线接收电路6及线圈采样电路5反馈得到的信号来调节；经电源管理电路2转换后的直流电源给高频振荡及功率放大电路4供电；由于电源管理电路2可以调节电压，因此可以通过调节电源管理电路2的输出电压来控制无线发射线圈8上输出功率。调谐电容7是用于振荡电路的频率匹配。
[0021]通讯及控制电路3可以产生频率范围为IOOKHz?250KHz的高频方波信号，该信号通过高频振荡电路及功率放大电路4放大。放大电路由高效的D类功放电路或者是桥式(半桥或全桥)组成。由通讯及控制电路3产生的高频方波信号经过高频振荡电路及功率放大器4放大后输送给调谐电路7和发射线圈8。无线发射线圈8通过并联电容调节谐振，使线圈能够谐振在需要发射的频率。
[0022]线圈电流采样电路5对线圈电流进行采样并输出模拟电压，其电压与线圈电流值相对应；通讯及控制电路3中的A/D采样电路读取该电压值，从而监控线圈电流。其可以通过调节电源管理电路2的输出电压值来来实现闭环控制无线射频线圈8的发射功率。
[0023]无线接收线圈9和调谐电容10组成无线收发电路，接收无线发射线圈8发送的功率，然后通过整流滤波电路11中的桥式整流电路转换为4.2V直流电源，从而可以对移动终端电池13进行充电。此外，无线收发电路12中的可以通过无线接收线圈9来传输接收端的电压和充电电流给无线发射线圈端；从而可以计算充电效率。
[0024]充电的具体步骤如下:
无线发射线圈8发送低功率高频信号给无线接收线圈9。
[0025]无线接收线圈9收到有效高频信号后，将得到的接收线圈电压和电流，及自身ID信号返回给无线发射线圈8。
[0026]无线发射线圈8识别ID后，确认为有效充电移动终端模块，从而排除其他金属物品；此外，无线发射线圈8通过得到的无线接收线圈9的电压和电流信息计算收发线圈间的耦合效率；当效率低于临界值时(如35%以下)，不对无线接收线圈8发射；当效率在充电临界点以上，但低于最优充电范围(如90%左右)时，可以通过增加发射功率来保证移动终端能够被快速充电。
[0027]确认上述过程后，无线发射线圈8持续发送优化的充电功率给无线接收线圈9。
[0028]无线接收端监控电池状态，当电池充电完成后；由无线收发电路12通过无线接收线圈9向发射端线圈8发送充电结束请求。
[0029]发射器结束充电，进入监控待机状态。
[0030]以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种车载移动终端无线充电系统，其包括:车载无线充电发射装置和移动终端的无线接收装置，其中 所述车载无线充电发射装置包括:电源管理电路、通讯及控制电路、高频振荡电路及功率放大器、无线发射线圈、线圈电流采样电路和无线接收电路； 所述移动终端的无线接收装置包括:无线收发电路、整流滤波电路和通讯控制电路。
2.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中 所述电源管理电路连接汽车电源； 所述通讯及控制电路根据无线接收电路及线圈采样电路反馈得到信号调节电源管理电路的输出电压； 经电源管理电路转换后的直流输入高频振荡及功率放大电路； 通过调节电源管理电路的输出电压来控制无线发射线圈上输出功率。
3.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中所述通讯及控制电路产生频率范围为IOOKHz?250KHz的高频方波信号。
4.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中所述功率放大电路由高效的D类功放电路或者是桥式组成。
5.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中所述通讯及控制电路产生的高频方波信号经过所述高频振荡电路及功率放大器放大后输送给调谐电路和无线发射线圈。
6.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中所述无线收发电路接收所述无线发射线圈发送的功率，然后通过整流滤波电路转换为4.2V直流电源，对移动终端电池13进行充电。
7.如权利要求1所述车载移动终端无线充电系统，其中所述无线收发电路通过无线接收线圈传输接收端的电压和充电电流给无线发射线圈以计算充电效率。
8.一种车载移动终端无线充电方法，其步骤为: 无线发射线圈发送低功率高频信号给无线接收线圈； 无线接收线圈收到有效高频信号后，将得到的接收线圈的电压和电流，及自身ID信号返回给无线发射线圈； 无线发射线圈识别ID后，确认为有效充电移动终端模块，从而排除其他金属物品；无线发射线圈通过得到的无线接收线圈的电压和电流信息计算无线接收线圈与无线发射线圈间的耦合效率； 当效率低于临界值时，不对无线接收线圈发射； 当效率在充电临界点以上时，可以通过增加发射功率来保证移动终端被快速充电； 确认上述过程后，无线发射线圈8持续发送充电功率给无线接收线圈9 ； 无线接收端监控电池状态，当电池充电完成后，由无线收发电路通过无线接收线圈向无线发射线圈发送充电结束请求。
【文档编号】G08C17/02GK103560559SQ201310541688
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】张健, 虞强, 吴文平, 高杨 申请人:清华大学苏州汽车研究院（相城）, 江苏天行健汽车科技有限公司