提升电场耦合式无线充电效率的方法、装置和充电设备与流程

本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种提升电场耦合式无线充电效率的方法、装置和充电设备。

背景技术：

电场耦合无线充电方式具备电极薄、电极发热低等优点，发展前景较好。现有电场耦合无线充电都是采用整块极板的方式，提升充电效率是目前无线充电最核心的问题，现有技术主要针对精确对准时充电效率的提升，但实际应用中终端与充电接口未精确对准的情况十分常，在终端与电源端充电接口未精确对准时充电效率会大幅降低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是在终端与电源端充电接口未精确对准时充电效率会大幅降低。

根据本发明一方面，提出一种提升电场耦合式无线充电效率的方法，发射极板包括N个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关；其中的方法包括：选择小发射极板的组合；开启选择的小发射极板的控制开关以对终端进行充电。

进一步地，还包括：选择的小发射极板的组合能够输出最大电流。

进一步地，还包括：当接收到终端发出的电流异动信号时，重新选择小发射极板的组合，使得所选择的小发射极板的组合输出最大电流。

进一步地，还包括：接收终端根据自身电量状态发送的微调参数，并根据微调参数选择小发射极板的组合。

进一步地，选取小发射极板的组合的步骤包括：选择第i小发射 极板组合，判断第i小发射极板组合输出的电流是否为0；若输出的电流为0，则选择第i+1个小发射极板组合；若输出的电流不为0，则判断第i小发射极板组合输出的电流是否为最大值；若输出的电流为最大值，则以第i个小发射极板组合，向终端进充电；否则，选择第i+1个小发射极板组合，并判断第i+1个小发射极板组合输出的电流是否为最大值，直到选出输出最大电流值的小发射极板组合。

根据本发明的另一方面，还提出一种提升电场耦合式无线充电效率的装置，包括：发射极板，包括N个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关；小极板选择单元，用于选择小发射极板的组合；充电单元，用于开启选择的小发射极板的控制开关以对终端进行充电。

进一步地，小极板选择单元用于选择的小发射极板的组合能够输出最大电流。

进一步地，还包括：信息接收单元，用于接收终端发出的电流异动信号；小极板选择单元用于重新选择小发射极板的组合，使得所选择的小发射极板的组合输出最大电流。

进一步地，信息接收单元用于接收终端根据自身电量状态发送的微调参数；小极板选择单元用于根据微调参数选择小发射极板的组合。

进一步地，小极板选择单元用于选择第i小发射极板组合，判断第i小发射极板组合输出的电流是否为0；若输出的电流为0，则选择第i+1个小发射极板组合；若输出的电流不为0，则判断第i小发射极板组合输出的电流是否为最大值；若输出的电流为最大值，则以第i个小发射极板组合，向终端进充电；否则，选择第i+1个小发射极板组合，并判断第i+1个小发射极板组合输出的电流是否为最大值，直到选出输出最大电流值的小发射极板组合。

根据本发明的另一方面，还提出一种充电设备，包括上述的提升电场耦合式无线充电效率的装置。

与现有技术相比，本发明将传统的整块电极板划分为多个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关；通过选定最佳正负极的小电极板进行充电，可以极大的减少电极板交叉耦合的情况，保证移动 设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明将传统两块发射极板改造为由N多个小发射极板构成的矩阵的结构示意图。

图2为本发明提升电场耦合式无线充电效率的方法的一个实施例的流程示意图。

图3为本发明提升电场耦合式无线充电效率的方法的一个具体实施例的流程示意图。

图4为本发明一个实施例中将传统电极板分割成六边形小极板。

图5为本发明一个实施例中六边形极板电路组合。

图6为一个实施例中整体充电电路。

图7为本发明选择电路逻辑实现流程示意图。

图8为本发明提升电场耦合式无线充电效率的装置的一个实施例的结构示意图。

图9为本发明提升电场耦合式无线充电效率的装置的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺 寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，将传统两块发射极板110改造为由N多个小发射极板120构成的矩阵，每个小发射极板120后面接有控制开关130，通过极板选择控制电路可大幅度减少交叉耦合，提高输出电流。

图2为本发明提升电场耦合式无线充电效率的方法的一个实施例的流程示意图。

在步骤210，选择小发射极板的组合。

在选择小发射极板的组合时，以使小发射极板的组合输出最大电流为标准。

在步骤220，开启选择的小发射极板的控制开关以对终端进行充电。

在该实施例中，通过将传统的整块电极板划分为多个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关；通过选定最佳正负极的小电极板进行充电，可以极大的减少电极板交叉耦合的情况，保证移动设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

图3为本发明提升电场耦合式无线充电效率的方法的一个具体实 施例的流程示意图。

将传统电极板分割成如图4所示的六边形小极板，每个小极板分别独立，例如1-7表示各小极板，A和B表示拾取电极，其中拾取电极指终端的无线正负极充电线圈。

该方法包括以下步骤：

在步骤310，开启电源。

在步骤320，充电端向终端发送充电信号。

终端可以为可穿戴设备。

在步骤330，判断是否接收到来自终端的反馈信号。若接收到终端的反馈信号则执行步骤340，否则，执行步骤341。

反馈信号可以为电流信号。

在步骤340，选择充电极板组合。

其中，选择小发射极板的组合，以使小发射极板的组合输出最大电流。

例如，因拾取电极极板大小大于发射电极单位极板，如图5所示，有以下两种耦合情况：1、拾取电极位于三块单位发射电极上，有134，124，245，346，467，457这六种可能。2、拾取电极位于四块单位发射电极之上有123，1245，3467，4567这四种可能性。由于拾取电极只于两块单位发射电极耦合时位置已偏离过于严重，故此状态不过考虑在内。

在该实施例中所绘拾取电极的尺寸，不存在位于五块电极的情况。但实际情况中若拾取电极尺寸较大，存在这种可能，本实施例中仅作为一个举例。

在步骤341，判断未收到终端的反馈信号是否超过3次，若超过3次，则执行步骤390，否则，执行步骤320。

在步骤350，终端根据自身电量状态决定所需参数，传递给充电端微调。

其中，所需的参数可以为电流参数。在充电过程中，发送极板与拾取极板进行耦合，拾取端通过电路得到交变电流，传递到充电端。 整体充电电路如图6所示，610为移动电源，620为终端。锂电池611通过升压电路612升压，输出升压电流，再通过逆变电路613和驱动控制电路614输出交变电流。终端620接收交变电流，并通过整流电路和滤波电路621进行整流滤波，将电流发送至负载622。

在步骤360，充电端向终端充电。

在步骤370，判断输出电压是否异动，若输出电压异动，则执行步骤340，否则，执行步骤380。

当检测到输出电压有较大变化时，说明可穿戴终端位置可能偏移或者设备已移走不再充电，那么重新进行极板的选择后进行充电或者结束充电。

在步骤380，判断是否接收到来自终端的电量已满的信息。若接收到终端的电量已满的信息，则执行步骤390，否则，执行步骤350。

在步骤390，停止充电，关闭电源。

在该实施例中，将传统的极板划割为多个六边形小发射极板，并通过选择小发射极板组合，对终端充电，当接收到终端发出的电流异动信号时，重新选择小发射极板的组合，使得所选择的小发射极板的组合输出最大电流。或者接收终端根据自身电量状态发送的微调参数，并根据微调参数选择小发射极板的组合。通过极板选择控制电路可大幅度减少交叉耦合，能够保证移动设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

图7为本发明选择电路逻辑实现流程示意图。

在步骤701，开始极板选择流程，通电，置计数器i为1，I_MAX＝0，V_MAX＝0。

在步骤702，选择充电极板组合i。

在步骤703，判断输出电流I_out是否为0，若为0，则置i＝i+1，并执行步骤704，否则，执行步骤706。

在步骤704，判断i是否等于极板组合最大可能数n，若等于，则执行步骤705，否则，执行步骤702。

在步骤705，判断最大输出电流是否为0，若为0，则执行步骤 712。否则，执行步骤709。

在步骤706，判断输出电流I_out是否为最大值I_max。若是，则执行步骤707，否则，执行步骤702。

在步骤707，将输出电流值I_out赋值为I_max，并令j＝i。

在步骤708，判断i是否等于极板组合最大可能数n，若等于，则执行步骤709，否则，执行步骤702。

在步骤709，置极板组合j，并维持现充电状态。

在步骤710，判断是否接收到终端电流异动信号，若收到终端电流异动信号，则执行步骤702，否则，执行步骤711。

在步骤711，判断是否接收到来自终端的电量已满信息。若收到，则执行步骤712，否则，执行步骤709。

在步骤712，停止充电，关闭电源。

在该实施例中，电源端选择开启电极板组合i，并开始进行循环选择，终端将输出电流大小反馈给电源端进行判断，直到i等于极板组合最大可能数n，此时I_MAX为输出电流最大值，电源端维持现状对充电。若电源端收到终端发出的电流异动信号，即终端可能位置偏移或已被取走，则重新进行极板选择，直至充满电为止。能够保证移动设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

图8为本发明提升电场耦合式无线充电效率的装置的一个实施例的结构示意图。该装置包括发射极板810、小极板选择单元820和充电单元830。

发射极板810包括N个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关。如图1所示，将传统两块发射极板110改造为由N多个小发射极板120构成的矩阵，每个小发射极板120后面接有控制开关130，通过极板选择控制电路可大幅度减少交叉耦合，提高输出电流。

小极板选择单元820用于选择小发射极板的组合。

在选择小发射极板的组合时，以使小发射极板的组合输出最大电流为标准。

充电单元830用于开启选择的小发射极板的控制开关以对终端进 行充电。

在该实施例中，通过将传统的整块电极板划分为多个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关；通过选定最佳正负极的小电极板进行充电，可以极大的减少电极板交叉耦合的情况，保证移动设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

图9为本发明提升电场耦合式无线充电效率的装置的另一个实施例的结构示意图。该装置包括发射极板910、小极板选择单元920、充电单元930和信息接收单元940。

发射极板910包括N个小发射极板，每个小发射极板上设置有控制开关。

小极板选择单元920用于选择或重选小发射极板的组合时，以使小发射极板的组合输出最大电流为标准。

充电单元930用于开启选择的小发射极板的控制开关以对终端进行充电。

信息接收单元940用于接收终端发出的电流异动信号或者接收终端根据自身电量状态发送的微调参数。

在该实施例中，将传统的极板划割为多个小发射极板，并通过选择小发射极板组合，对终端充电，当接收到终端发出的电流异动信号时，重新选择小发射极板的组合，使得所选择的小发射极板的组合输出最大电流。或者接收终端根据自身电量状态发送的微调参数，并根据微调参数选择小发射极板的组合。通过极板选择控制电路可大幅度减少交叉耦合，能够保证移动设备在充电接口未完全对准的情况下也能实现高效率的无线充电。

本发明另一个实施例，一种充电设备包括提升电场耦合式无线充电效率的装置。该装置已在上述实施例中进行了详细介绍，此处不再进一步阐述。

本发明通过改进电场耦合无线充电中的类矩阵式电极板，使移动终端在无线充电未精确对准的情况下，充电效率得到明显的提升。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没 有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。