专利名称：无线充电式移动电源及充放电方法
技术领域：
本发明涉及一种无线充电电源，尤其涉及一种可通过无线方式充放电的移动电源及充放电方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，电子产品(例如手机、手电筒、小风扇、电动刮胡刀、桌灯、头灯、露营灯等产品)已经成为现代人必不可少的常用品，这些产品有时由于使用的频 繁和使用场所的局限性，需要经常充电，为了便于外出充电，现有技术人员研发出了一种移动式充电电源，这种移动式充电电源内包含有蓄电电池，在使用时可通过以下几种方式充电一种是直接通过数据线将电子产品和移动式充电电源的充电插头连接起来，能量从充电插头导入电子产品的电池中储存起来；第二种将移动式充电电源设置成充电座的方式，通过充电座将能量导入电子产品的充电电池内储存起来。由于第一种需要使用数据线才能完成充电，每次充电都需要将数据线的一端插到电子产品上，等到充完电后再拔下来，这样不仅麻烦，而且常常出现短线、插座松脱等问题，不但充电效果不稳定，而且会对电子产品造成损害；第二种必须将电子产品放入充电座内，必须确保电子产品的充电端与充电座的放电端连接在一起，在晃动或者长时间使用后往往会由于错位造成电子产品的充电端和充电座的放电端接触不良，以使电子产品与充电座连接不稳定。另一方面，上述移动式充电电源对于应急灯、露营灯等产品而言，由于这类电子用品在不使用时往往处于充电状态，使用 时，使用者有时难以及时将产品从充电座或者充电电源上取下，为此，现有技术人员开发出来了一种非接触式充电电源。这一类非接触式充电电源可通过线圈单元的电磁感应对负载通过无线感应的方式充电，但是这类非接触式充电电源内电池充电时，必须通过数据线进行充电，充电效果不稳定，而且会对电子产品造成损害，因此，急需一种可解决上述问题的非接触式充电电源。
发明内容
本发明的目的是提供一种非接触式充电电源，可通过无线感应的方式进行充电和 放电。本发明的另一目的是提供一种非接触式充电电源的充放电方法，可通过无线感应的方式进行充电和放电。为了实现上有目的，本发明公开了一种无线充电式移动电源，包括线圈单元、蓄电模块、充电模块和升压模块，线圈单元用于发射并接受能量；蓄电模块由至少一个电池组成；充电模块的一端与所述线圈单元相连，另一端与所述蓄电模块相连，所述充电模块接受并处理所述线圈单元接受的能量，并将处理后的能量输送至所述蓄电模块；升压模块的一端与所述蓄电模块相连，另一端与所述线圈单元相连，所述充电模块将所述蓄电模块内的能量转换为输出电压并输出至线圈单元，所述线圈单元发射能量。与现有技术相比，本发明所述无线充电式移动电源通过所述线圈单元发射、接受能量，使得所述无线充电式移动电源可通过无线感应的方式进行充电和放电，而且使用同一线圈单元进行发射、接受能量，使得本发明结构简单，成本低。较佳地，所述充电模块包括控制单元、充电管理单元和AD采样单元，所述AD采样单元与所述蓄电模块相连并采集所述蓄电模块的实时 电量值，所述控制单元一端与所述AD采样单元相连，另一端与所述充电管理单元相连，所述控制单元接受所述实时电量值，并依据所述实时电量值管理所述充电管理单元的充电方式，所述充电管理单元的另一端与所述蓄电模块相连，并依据相应的充电方式设置电池保护门限并限定充电电流。具体地,所述AD采样单元和控制单元之间还连接有电量指示单元，所述AD采样单元一端与所述电量指示单元相连并将所述实时电量值输送至电量指示单元，所述电量指示单元接受、处理所述实时电量值并将其转换为指示信号显示，且所述电量指示单元另一端与所述控制单元相连并将所述实时电量值输送至所述控制单元。具体地，所述充电管理单元和所述蓄电模块之间还连接有电池保护单元。 具体地，在本发明的优选方案中，所述无线充电式移动电源还包括与所述充电模块相连的输入模块，所述输入模块包括并联的USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口，所述无线输入接口包括所述线圈单元，所述USB输入接口和电源输入接口分别与所述充电管理单元和控制单元相连，所述控制单元控制所述充电管理单元切换所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口。在该方案中，可通过无线感应、电源线和USB数据线对所述无线充电式移动电源进行充电，所述控制单元控制自动切换充电所用的输入接口。具体地，在本发明另一优选方案中，所述无线充电式移动电源还包括输入模块和切换开关，所述输入模块包括USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口，所述无线输入接口包括所述线圈单元，所述切换开关一端分别与所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口相连，另一端与所述充电管理单元相连，操作所述切换开关可控制所述充电管理单元切换所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口。在该方案中，使用手动切换模式切换充电所用的输入接口。较佳地，所述无线充电式移动电源还包括无线输出模块，所述无线输出模块包括无线发射控制单元、驱动单元和输出组件，所述无线发射控制单元识别接受终端信息，且所述无线发射控制单元的一端与所述升压模块相连并调节发射输出电压能量的发射频率，另一端与所述驱动单元相连并控制所述驱动单元动作，所述驱动单元另一端与所述输出组件相连并驱动所述输出组件，所述输出组件包括所述线圈单元并向外发射能量。该方案中，无线发射控制单元具有搭载身份配置和认证功能，主动识别接收终端(负载端)信息，具有异物识别功能，可根据不同的受电终端自动调节发射频率以保证最大效率的能量输出；所述无线充电式移动电源在充电或者未使用时，所述无线发射控制单元未检测到终端识别信息，此时所述无线发射控制单元控制所述驱动单元停止工作，所述无线输出模块处于休眠模式以节省电量；当无线发射控制单元检测到终端识别信息并通过身份验证的受电终端需要充电时，所述无线发射控制单元控制所述驱动单元工作，给予负载充电；当蓄电模块内的电池电量过低时，所述无线发射控制模块可控制切断电量输出以保护电池。更具体地，所述无线充电式移动电源还包括与所述无线输出模块并联的USB输出接口。较佳地,所述线圈单元为电磁感应线圈单元、电波感应线圈单元或电磁共振线圈单元,在该方案中,所述无线充电时移动电源可通过电磁感应、电磁共振和电波感应三种方式发射接收能量，以实现无线充放电。较佳地，所述线圈单元包括感应线圈、设于感应线圈外侧的导磁屏蔽层和设于感应线圈内的磁铁。其中，所述导磁屏蔽层可以提高线圈的品质，增加线圈的发射能力和接收能力，并可屏蔽线圈的外围，导线发射、接收方向，且导磁屏蔽层将感应线圈和蓄电模块内的电池隔离开来，防止电池发热；磁铁属于可选部件，可以进一步提高线圈的发射能力和接收能力。较佳地，所述无线充电式移动电源外包覆有壳体，所述壳体内设有蓄电腔和感应腔，所述线圈单元安装于所述感应腔内，并在所述感应腔的外壁上形成冲电、放电的感应台，所述电池安装于所述蓄电腔内，并在所述蓄电腔的外侧设有可拆卸的电池门。本发明还提供给了一种无线充电式移动电源的充放电方法，包括充电方法和放电方法，所述充电方法包括=(Sll)使用一线圈单元采用无线感应的方式接收外部发射的能量并将其转换为输入电压，所述无线感应包括电磁感应、电波感应和电磁共振；(S12)将所述输入电压转换为供电池充电的充电电压并使所述电池充电。所述放电方法包括(S21) 将所述电池内的电能转换为额定输出电压；(S22)使用所述线圈单元采用无线感应的方式将所述额定输出电压转换为相应的能量发射出去。与现有技术相比，一方面，本发明所述无线充电式移动电源的充放电方法通过所述线圈单元发射、接受能量从而进行充电和放电，另一方面，本发明使用同一线圈单元进行发射、接受能量，使得本发明结构简单，成本低。
图I是本发明所述无线充电移动电源的结构框图。图2是本发明优选实施例中所述无线充电移动电源的部分结构框图。图3是本发明另一优选实施例中所述无线充电移动电源的部分结构框图。图4是本发明又一优选实施例中所述无线充电移动电源的部分结构框图。图5是本发明所述无线充电移动电源中所述无线输出模块和USB输出接口的结构框图。图6是本发明所述无线充电移动电源拆掉所述感应台后的结构示意图。图7是本发明所述无线充电移动电源另一角度的结构示意图。图8是本发明所述无线充电式移动电源的充放电方法的流程图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。参考图I至图5，本发明公开了一种无线充电式移动电源100，不但可以通过无线感应的方式放电以对具有线圈单元的负载充电，而且可以使用无线感应的方式从能量发射端对其内的电池充电以储存电能。参考图I、图6和图7，本发明所述无线充电式移动电源100包括线圈单元10、蓄电模块30、充电模块20和升压模块40，线圈单元10用于发射并接受能量；蓄电模块30由至少一个电池31组成；充电模块20的一端与所述线圈单元10相连，另一端与所述蓄电模块30相连，所述充电模块20接受并处理所述线圈单元10接受的能量，并将处理后的能量输送至所述蓄电模块30 ;升压模块40的一端与所述蓄电模块30相连，另一端与所述线圈单元10相连，所述充电模块20将所述蓄电模块30内的能量转换为输出电压并输出至线圈单元10,所述线圈单元10发射能量。其中，所述线圈单元10为电磁感应线圈单元、电波感应线圈单元或电磁共振线圈单元，本实施例中所述蓄电模块30由两个电池31组成。参考图I，描述本发明的工作原理所述无线充电式移动电源100放电以对负载充电时，只需将具有感应接受线圈的负载放置在无线充电式移动电源100中内置有所述线圈单元10的充放电平台上，所述蓄电模块30开始放电，升压模块40将其转换为所需输出电压并通过线圈单元10发射能量至负载的感应接受线圈上，实现负载充电；当所述无线充电式移动电源100充电时，将具有无线发射线圈的充电座或者电源放置在无线充电式移动电源100中内置有所述线圈单元10的充放电平台上，能量从线圈单元10输入至充电模块20，所述充电模块20处理接受到的能量并将其转换为相应的充电电流输入至蓄电模块30内，实现无线充电式移动电源100的充电。 较佳者，参考图2，所述充电模块20包括控制单元22、充电管理单元23和AD采样单元21，所述AD采样单元21与所述蓄电模块30相连并采集所述蓄电模块30的实时电量值，所述控制单元22 —端与所述AD采样单元21相连，另一端与所述充电管理单元23相连，所述控制单元22接受所述实时电量值，并依据所述实时电量值管理所述充电管理单元23的充电方式，所述充电管理单元23的另一端与所述蓄电模块30相连，并依据相应的充电方式设置电池保护门限并限定充电电流。更佳者,参考图4,所述AD采样单元21和控制单元22之间还连接有电量指示单元24,所述AD采样单元21 —端与所述电量指示单元24相连并将所述实时电量值输送至电量指示单元24,所述电量指示单元24接受、处理所述实时电量值并将其转换为指示信号显示，且所述电量指示单元24另一端与所述控制单元22相连并将所述实时电量值输送至所述控制单元22。其中，所述电量指示单元24可使用指示灯指示实时电量，也可采用电子屏幕指示实时电量。更佳者，参考图4，所述充电管理单元23和所述蓄电模块30之间还连接有电池保护单元25,所述电池保护单元25保护电池组的充放电安全。较佳者，参考图2，在本发明第一优选实施例中，所述无线充电式移动电源100还包括与所述充电模块20相连的输入模块11，所述输入模块11包括并联的USB输入接口 13、电源输入接口 14和无线输入接口 12，所述无线输入接口 12包括所述线圈单元10，所述USB输入接口 13和电源输入接口 14分别与所述充电管理单元23和控制单元22相连，所述控制单元22控制所述充电管理单元23切换所述USB输入接口 13、电源输入接口 14和无线输入接口 12。较佳者，参考图3，区别于本发明第一优选实施例，在本发明第二优选实施例中，所述无线充电式移动电源100还包括输入模块11和切换开关15，所述输入模块11包括USB输入接口 13、电源输入接口 14和无线输入接口 12，所述无线输入接口 12包括所述线圈单元10，所述切换开关15 —端分别与所述USB输入接口 13、电源输入接口 14和无线输入接口 12相连，另一端与所述充电管理单元23相连，操作所述切换开关15可控制所述充电管理单元23切换所述USB输入接口 13、电源输入接口 14和无线输入接口 12。较佳者，参考图5，所述无线充电式移动电源100还包括无线输出模块50，所述无线输出模块50包括无线发射控制单元51、驱动单元52和输出组件53，所述无线发射控制单元51识别接受终端信息，且所述无线发射控制单元51的一端与所述升压模块40相连并调节发射输出电压能量的发射频率，另一端与所述驱动单元52相连并控制所述驱动单元52动作，所述驱动单元52另一端与所述输出组件53相连并驱动所述输出组件53，所述输出组件53包括所述线圈单元10并向外发射能量。该方案中，无线发射控制单元51具有搭载身份配置和认证功能，主动识别接收终端(负载端)信息，具有异物识别功能，可根据不同的受电终端自动调节发射频率以保证最大效率的能量输出；所述无线充电式移动电源100在充电或者未使用时，所述无线发射控制单元51未检测到终端识别信息，此时所述无线发射控制单元51控制所述驱动单元52停止工作，所述无线输出模块50处于休眠模式以节省电量；当无线发射控制单元51检测到终端识别信息并通过身份验证的受电终端需要充电时，所述无线发射控制单元51控制所述驱动单元52工作，给予负载充电；当蓄电模块30内的电池电量过低时，所述无线发射控制模块51可控制切断电量输出以保护电池。更佳者，参考图5，所述无线充电式移动电源100还包括与所述无线输出模块50并联的USB输出接口 60。较佳者，参考图6和图7，所述线圈单元10包括感应线圈71、设于感应线圈71外侧的导磁屏蔽层72和设于感应线圈71内的磁铁73。其中，磁铁73为可选元件。较佳者，参考图6和图7，所述无线充电式移动电源100外包覆有壳体80，所述壳体80内设有蓄电腔82和感应腔81，所述线圈单元10安装于所述感应腔81内，并在所述感应腔81的外壁上形成冲电、放电的感应台83，所述电池31安装于所述蓄电腔82内，并在所述蓄电腔82的外侧设有可拆卸的电池门(图中未示)。参考图8，本发明公开了一种无线充电式移动电源的充放电方法S10，包括充电方法和放电方法，所述充电方法包括(Sll)使用一线圈单元采用无线感应的方式接收外部发射的能量并将其转换为输入电压，所述无线感应包括电磁感应、电波感应和电磁共振；
(S12)将所述输入电压转换为供电池充电的充电电压并使所述电池充电。所述放电方法包括(S21)将所述电池内的电能转换为额定输出电压；(S22)使用所述线圈单元采用无线感应的方式将所述额定输出电压转换为相应的能量发射出去。以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。权利要求
1.一种无线充电式移动电源，其特征在于包括 线圈单元，用于发射并接受能量； 蓄电模块，由至少一个电池组成； 充电模块，一端与所述线圈单元相连，另一端与所述蓄电模块相连，所述充电模块接受并处理所述线圈单元接受的能量，并将处理后的能量输送至所述蓄电模块； 升压模块，一端与所述蓄电模块相连，另一端与所述线圈单元相连，所述充电模块将所述蓄电模块内的能量转换为输出电压并输出至线圈单元，所述线圈单元发射能量。
2.如权利要求I所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述充电模块包括控制单元、充电管理单元和AD采样单元，所述AD采样单元与所述蓄电模块相连并采集所述蓄电模块的实时电量值，所述控制单元一端与所述AD采样单元相连，另一端与所述充电管理单元相连，所述控制单元接受所述实时电量值，并依据所述实时电量值管理所述充电管理单元 的充电方式，所述充电管理单元的另一端与所述蓄电模块相连，并依据相应的充电方式设置电池保护门限并限定充电电流。
3.如权利要求2所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述AD采样单元和控制单元之间还连接有电量指示单元，所述AD采样单元一端与所述电量指示单元相连并将所述实时电量值输送至电量指示单元，所述电量指示单元接受、处理所述实时电量值并将其转换为指示信号显示，且所述电量指示单元另一端与所述控制单元相连并将所述实时电量值输送至所述控制单元。
4.如权利要求2所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述充电管理单元和所述蓄电模块之间还连接有电池保护单元。
5.如权利要求2所述的无线充电式移动电源，其特征在于还包括与所述充电模块相连的输入模块，所述输入模块包括并联的USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口，所述无线输入接口包括所述线圈单元，所述USB输入接口和电源输入接口分别与所述充电管理单元和控制单元相连，所述控制单元控制所述充电管理单元切换所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口。
6.如权利要求2所述的无线充电式移动电源，其特征在于还包括输入模块和切换开关，所述输入模块包括USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口，所述无线输入接口包括所述线圈单元，所述切换开关一端分别与所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口相连，另一端与所述充电管理单元相连，操作所述切换开关可控制所述充电管理单元切换所述USB输入接口、电源输入接口和无线输入接口。
7.如权利要求I所述的无线充电式移动电源，其特征在于还包括无线输出模块，所述无线输出模块包括无线发射控制单元、驱动单元和输出组件，所述无线发射控制单元识别接受终端信息，且所述无线发射控制单元的一端与所述升压模块相连并调节发射输出电压能量的发射频率，另一端与所述驱动单元相连并控制所述驱动单元动作，所述驱动单元另一端与所述输出组件相连并驱动所述输出组件，所述输出组件包括所述线圈单元并向外发射能量。
8.如权利要求7所述的无线充电式移动电源，其特征在于还包括与所述无线输出模块并联的USB输出接口。
9.如权利要求I所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述线圈单元为电磁感应线圈单元、电波感应线圈单元或电磁共振线圈单元。
10.如权利要求I所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述线圈单元包括感应线圈、设于感应线圈外侧的导磁屏蔽层和设于感应线圈内的磁铁。
11.如权利要求I所述的无线充电式移动电源，其特征在于所述无线充电式移动电源外包覆有壳体，所述壳体内设有蓄电腔和感应腔，所述线圈单元安装于所述感应腔内，并在所述感应腔的外壁上形成冲电、放电的感应台，所述电池安装于所述蓄电腔内，并在所述蓄电腔的外侧设有可拆卸的电池门。
12.一种无线充电式移动电源的充放电方法，其特征在于包括充电方法和放电方法，所述充电方法包括 (511)使用一线圈单元采用无线感应的方式接收外部发射的能量并将其转换为输入电压，所述无线感应包括电磁感应、电波感应和电磁共振； (512)将所述输入电压转换为供电池充电的充电电压并使所述电池充电； 所述放电方法包括 (521)将所述电池内的电能转换为额定输出电压； (522)使用所述线圈单元采用无线感应的方式将所述额定输出电压转换为相应的能量发射出去。
全文摘要
本发明公开了一种无线充电式移动电源，包括线圈单元、蓄电模块、充电模块和升压模块，线圈单元用于发射并接受能量；蓄电模块由至少一个电池组成；充电模块的一端与所述线圈单元相连，另一端与所述蓄电模块相连，所述充电模块接受并处理所述线圈单元接受的能量，并将处理后的能量输送至所述蓄电模块；升压模块的一端与所述蓄电模块相连，另一端与所述线圈单元相连，所述充电模块将所述蓄电模块内的能量转换为输出电压并输出至线圈单元，所述线圈单元发射能量。与现有技术相比，本发明所述线圈单元通过无线感应的方式进行充电和放电，结构简单，成本低。另，本发明还公开了一种无线充电式移动电源的充放电方法。
文档编号H02J17/00GK102738869SQ20121022861
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者张金华 申请人:东莞市中恒浩机电科技有限公司