一种无线充电方法及设备与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线充电方法及设备。

背景技术：

目前无线充电技术已经趋近成熟，应用场景也逐步增多，越来越多的手机厂家发布了带有无线充电功能的手机，因此可以预测无线充电会成为未来的发展趋势。目前带有无线充电功能的手机，通常只具有无线充电接收功能，也就是这类手机只能够被充电，却不能够主动给其它设备充电。如果用户周围恰好没有手机充电器或者无线充电底座等充电设备，这时用户的手机没电了，就没办法及时进行充电。综上可知，目前的无线充电终端不具有既能够被无线充电器充电，又能够在紧急状态下为其它设备充电的功能。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种无线充电方法及设备，用以解决目前的无线充电终端不能够在紧急状态下为其它设备充电的问题。

本发明方法包括一种无线充电设备，包括处理器、无线充电接收模块、电池模块、磁感应模块、无线充电发射模块和开关模块；

所述开关模块的输入接口与所述处理器的控制接口连接，所述无线充电发射模块的一端和所述无线充电接收模块的一端通过总线与所述处理器连接，所述无线充电发射模块的另一端和所述无线充电接收模块的另一端通过导线与所述开关模块连接；

所述处理器，用于向所述开关模块发送控制指令，并向所述无线充电发射模块或者所述无线充电接收模块发送使能信号；

所述开关模块，与所述磁感应模块连接，用于接收所述处理器通过所述控制接口发送的控制指令，将所述无线充电接收模块与所述磁感应模块连通，或者，将所述无线充电发射模块与所述磁感应模块连通；

所述磁感应模块，用于将所述无线充电发射模块输出的电能转换为电磁能，或者将接收的电磁能转换为电能；

所述无线充电发射模块，与所述电池模块连接，用于将所述电池模块的电能通过所述开关模块输出至所述磁感应模块；

所述无线充电接收模块，与所述电池模块连接，用于将所述磁感应模块输出的电能输入至所述电池模块中。

基于同样地发明构思，本发明实施例进一步地提供一种无线充电方法，该方法包括：

处理器向开关模块发送第一控制指令，并控制所述无线充电发射模块处于使能状态，其中，所述第一控制指令用于指示所述开关模块将磁感应模块与无线充电发射模块连通；

所述无线充电发射模块接收所述电池模块输出的电能，并将电能传输至所述磁感应模块；

所述磁感应模块将所述电能转换为电磁能，并将所述电磁能发射至对端设备，所述对端设备为待充电设备。

本发明实施例通过在现有的无线充电的设备上增加发射模块，使其既可以被充电也可以具有放电的能力，具体地，处理器向开关模块发送控制指令，开关模块可以根据指令控制磁感应模块是否与发射模块连通，比如，处理器发送低电平指令，开关模块就可以将发射模块与线圈连通，这样，电池模块中的直流电经发射模块变成交流电，然后传输至线圈，线圈就可以产生电磁场能量，从而待充电设备的线圈接收到电磁场能量，进而对电池进行充电。当然，因为这一无线充电设备还具有接收模块，所以，若无线充电设备检测到无线充电底座，就会启动充电流程，从而为自身充电。由此可见，本发明实施例提供的无线充电设备具有充电和放电的能力，所以既可以为通过无线充电底座对自身电池充电，也可以为其它设备充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

图1为本发明实施例提供的一种兼具有充电和放电功能的无线充电设备示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种兼具有充电和放电功能的无线充电设备示意图二

图3为本发明实施例提供的无线充电设备为待充电设备充电的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的无线充电设备被无线充电底座充电的电路示意图；

图5为本发明实施例提供的一种无线充电方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

随着无线充电技术的发展，目前支持无线充电的设备有手机、平面电脑、扫地机器人以及汽车等，一般这类支持无线充电的设备通常通过无线充电底座进行无线充电，无线充电底座通常是利用连接交流电源，然后利用初级线圈将电能转换成电磁波，然后不需要导体就可以将磁能传递给无线充电设备内部的次级线圈。由于现有的无线充电设备均是采用无线充电底座充电，自身并不具备放电能力，故当周围环境没有固定的无线充电底座时，就没办法充电。为了解决这一问题，本发明实施例改进了无线充电设备的内部电路结构，增加了发射功能，从而使无线充电设备兼具有放电功能，改进之后的无线充电设备的内部电路结构如图1和图2所示，包括处理器U1、电池模块U2(图中虚线框内的电路)、无线充电接收模块U3、无线充电发射模块U4、开关模块U5、收发器U6，温度检测模块U7，磁感应模块L1，所述开关模块的输入接口(AIN1/AIN2或者BIN1/BIN2)与所述处理器的控制接口(GPIO接口)连接，所述无线充电发射模块的一端和所述无线充电接收模块的一端通过I2C(两线式串行总线)与所述处理器连接，所述无线充电发射模块的另一端和所述无线充电接收模块的另一端通过两根导线与所述开关模块连接；其中，电池模块U2包括充电芯片和电池，磁感应模块L1可以是线圈、谐振器等能够产生电磁场的器件，具体功能如下：

收发器U6，用于与待充电设备或者供电设备进行通信；

处理器U1，用于根据收发器U6接收的通信信息向开关模块U5发送控制指令；

所述电池模块U2包括充电芯片和电池；所述充电芯片，与所述处理器电连接，用于调整所述电池的输入限流值或者输出限流值，并生成无线充电配置参数，发送至所述处理器

开关模块U5，用于根据接收的控制指令，将磁感应模块L1与无线充电发射模块U4或者无线充电接收模块U3连通；

无线充电发射模块U4，用于在磁感应模块L1与无线充电发射模块U4连通时，将电池模块U2输出电能转换为电磁能，并将转换后的电磁能通过开关模块U5传输至磁感应模块L1，具体地，将电池模块U2输出的直流电转换为交流电，并将转换后的交流电传输至磁感应模块L1，这样，对端待充电设备就可以接收磁感应模块L1通过电磁场传递的电磁能量，从而为自身的电池模块进行充电；

磁感应模块L1，用于在磁感应模块L1与无线充电接收模块U3连通时，接收供电设备的磁感应模块L1通过电磁场传递的能量，磁感应模块L1并将接收能量转化为电能传输至无线充电接收模块U3；

无线充电接收模块U3，与电池模块U2连接，用于将所述磁感应模块输出的电能输入至所述电池模块中，即将磁感应模块L1输出的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电流输入至电池模块U2，从而将电能存储至电池模块U2中。

在图1和图2中，处理器U1分别与所述电池模块U2的充电芯片、无线充电发射模块U4和无线充电接收模块U3通过I2C连接，电池模块U2的充电芯片通过DCIN(直流电流输入输出)引脚与所述无线充电发射模块的电源输入Vin引脚连接，并且充电芯片通过所述DCIN引脚与所述无线充电接收模块的电源输出Vout引脚连接，其中，所述无线充电接收模块的Vout引脚具有反向保护功能，这样可以在终端对外放电时，保证无线充电接收模块不会被灌入电流。

需要说明的是，开关模块U5可以是如图1所示的双掷开关，即开关模块U5的第一端COM1和COM2分别与线圈L1的两端连接，开关模块U5的第二端BIN1和BIN2与无线充电接收模块U3连接，开关模块U5的第二端AIN1和AIN2与无线充电发射模块U4连接，当开关模块U5接收到控制指令是高电平时，开关模块U5就控制AIN1和AIN2接通，当开关模块U5接收到控制指令是低电平时，开关模块U5就控制BIN1和BIN2接通。另外，开关模块U5可以是如图2所示，包含两个单掷开关，线圈L1的两端各与每个开关的COM1和COM2连接，当开关模块U5接收到控制指令是高电平时，开关1就控制AIN1和AIN2接通，当开关模块U5接收到控制指令是低电平时，开关2就控制BIN1和BIN2接通。

进一步地，收发器U6可以是蓝牙模块，即无线充电设备利用蓝牙模块与待充电设备进行通信，如图3所示，具体地，无线充电设备和待充电设备均预先安装无线充电应用程序，操作待充电设备的用户打开该应用后，向无线充电设备发送配对请求，其中，待充电设备也可以是通过蓝牙模块发送的该配对请求，然后无线充电设备的收发器U6接收待充电设备发送的配对请求，将配对请求发送至处理器U1，由处理器U1进行验证，当处理器U1配对成功后，会指示收发器U6向待充电设备发送无线充电配置参数。待充电设备的蓝牙模块接收到无线充电配置参数之后，就会对充电参数进行配置，当配置成功后，会向无线充电设备返回充电参数配置结果，这样，无线充电设备的蓝牙模块接收到该配置结果，就会通知处理器启动对待充电设备进行充电的处理。

当然，如果无线充电设备如果作为待充电设备，另外一个无线充电设备对其进行充电，那么无线充电设备的收发器就执行上述待充电设备的收发器所执行的处理，即向所述供电设备发送配对请求，并接收所述供电设备发送的无线充电配置参数，在配置成功后向所述供电设备发送充电配置结果。

另外，如图4所示，若无线充电设备被充电，即无线充电设备的电池模块U2中的充电芯片检测到无线充电底座发射的电磁能量后，通知处理器U1向开关模块U5发送低电平信号，然后开关模块U5将线圈与无线充电接收模块连通，从而线圈L1从线圈L2接收的能量就可以通过无线充电接收模块转变成直流，从而为电池充电，一般，开关模块U5默认设置无线充电接收模块U3与磁感应模块L1连通，这样，当电池模块U2的充电芯片检测到电磁波后，就可以直接启动充电，需要说明的是，除了无线充电底座为无线充电设备供电，也可以是另一个如图1所示的无线充电设备为无线充电设备供电，所以图3右侧的无线充电底座也可以替换为另一个如图1所示的无线充电设备。

进一步地，温度检测模块U7具体用于检测所述无线充电设备的实时温度，并将温度检测结果通知至所述处理器。例如，温度检测模块可以是温度传感器，位于电池模块U2和处理器芯片之间，可以用于检测电池模块U2中的温度或者处理器的温度，当温度传感器将温度发送至处理器U1后，处理器U1根据当前的实时温度，通知电池模块U2调整无线充电配置参数。电池模块U2调整了充电参数之后，就将调整后的无线充电配置参数发送至处理器，然后收发器U6用于将所述调整后的无线充电配置参数发送至所述待充电设备。这样待充电设备就可以实时地调整充电芯片的充电电流或者充电电压。

具体地，处理器具体用于：若判断所述检测温度小于第一阈值或者大于第二阈值，则控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，并控制所述充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，不向所述开关模块发送第一控制指令；

所述处理器若判断当前实时温度不小于所述第一阈值且不大于所述第二阈值，则控制所述无线充电发射模块处于使能状态，并控制所述充电芯片向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，通过所述控制接口向开关模块发送的第一控制指令。

比如说，处理器U1收到实时温度后，相应的调整充电芯片的充电电流值，其中，预设温度区间范围和对应的充电电流关系如下：

(1)、温度区间1(检测温度<10度)：控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，控制所述充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，不向所述开关模块发送第一控制指令；

(2)、温度区间2(10度<＝检测温度<45度)：控制所述无线充电发射模块处于使能状态，并控制所述充电芯片向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，连通线圈和无线充电发射模块，充电电流值为1A；

(3)、温度区间3(45度<检测温度<＝50度：控制所述无线充电发射模块处于使能状态，并控制所述充电芯片向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，连通线圈和无线充电发射模块，充电电流值为0.7A；

(4)、温度区间4(检测温度>50度)：控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，控制所述充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，断开线圈和无线充电发射模块。

需要说明的是，以上对应关系中的温度区间和充电电流值可以根据实际需要进行调整。

进一步地，处理器内部集成的无线充电应用程序还可以包含计时功能，即处理器统计对所述待充电设备进行充电的充电时长；所述处理器判断所述统计结果是否满足设定阈值，若满足，则通过所述总线控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，并通过所述总线控制所述电池模块的充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能。也就是说，处理器在每次充电或者被充电时，都会进行计时，当计时到达设定时间后，就会提示充电完成，停止继续充电或者放电，这样可以起到一定的保护作用，防止电池被过充或者被反复充电的问题。

基于图1所示的无线充电设备，本发明实施例进一步提供一种无线充电方法流程示意图，如图5所示，具体地实现方法包括：

步骤101，无线充电设备上电后默认磁感应模块L1与无线充电接收模块U3相连通，无线充电发射模块U4默认处于非使能状态。无线充电设备的电池模块U2中的充电芯片检测无线充电接收模块U3是否有输入电压。

步骤102，电池模块U2中的充电芯片根据检测结果，判断无线充电设备是否需要启动充电动作，若需要，则执行步骤103，否则执行步骤105。

步骤103，磁感应模块L1接收供电设备的磁感应模块L2通过电磁场传递的能量，然后将接收的能量转换为交流电，进而传输至无线充电接收模块U3。

步骤104，无线充电接收模块U3将交流电变换成直流电，然后将转换后的直流电输入至电池模块U2中的电池，以对无线充电设备的电池进行充电。

步骤105，无线充电设备的收发器U6监测周围设备发送的通信信号。

步骤106，根据监测结果进行判断，若未检测到待充电设备发送的配对请求，则执行步骤107，否则，执行步骤108。

步骤107，无线充电设备通过人机交互界面提示用户无待充电设备。

步骤108，收发器U6将接收到的配对请求发送至处理器U1，然后处理器对配对请求进行验证。

步骤109，若验证成功，则执行步骤110，否则执行步骤112。

步骤110，处理器U1向开关模块U5发送控制指令，开关模块U5接收到控制指令后，会将磁感应模块L1与无线充电发射模块U4连通。

步骤111，电池模块U2输入的直流电流转换为交流电，并将转换后的交流电传输至磁感应模块L1，待充电设备的磁感应模块L2接收到磁感应模块L1发射的电磁波，从而实现为待充电设备的电池进行充电。

步骤112，无线充电设备通过人机交互界面或者声音报警等方式提示用户配对失败。

进一步地，结合图2所示无线充电设备为待充电设备充电的示意图，对上述方法进行阐述，首先，所述收发器接收待充电设备发送的配对请求，在成功配对后，向所述待充电设备发送无线充电配置参数，并接收所述待充电设备返回的充电参数配置结果；所述处理器在所述收发器接收到所述待充电设备返回的充电参数配置结果后，向所述开关模块发送接通所述磁感应模块与所述无线充电发射模块的指令。也就是说，图2中，在无线充电设备为待充电设备进行充电之前，无线充电设备需要与待充电设备或者供电设备建立通信。一般，无线充电设备上电开机后，开关模块U5默认将线圈L1与无线充电接收模块U3连通，并将无线充电发射模块U4配置为默认非使能状态，本发明实施例中在两侧设备中预置专用无线充电控制应用程序，当用户打开该应用选择开启发射功能时，系统则开启蓝牙模块，按照预置的信息进行查找和配对，一旦配对成功，无线充电设备会发送最大电流参数给待充电设备，待充电设备根据接收到的信息配置充电输入电流参数，并返回确认信号给无线充电设备；无线充电设备接收到待充电设备返回的确认信号后，运行在处理器U1上的系统软件通过I2C接口配置电池模块U2开启OTG(On-The-Go，非接触传输)输出功能，输出5V电压给无线充电发射模块U4，开关模块U5将线圈L1连接到无线充电发射模块U4，然后开启无线充电发射模块，此时无线充电设备已经准备好进行电力传输。充电芯片内置OTG反向升压功能，此时充电芯片的DCIN引脚作为OTG的输出功能引脚使用，本发明实施例中选用的无线充电接收模块U3的Vout引脚具有反向保护功能，这种情况下隔离了充电芯片输出的电压，保证了无线充电接收模块不会被灌入电流，起到了安全保护功能；这样就实现了无线充电设备既支持无线充电接收，又支持无线充电发射功能。此时将两侧设备的线圈一侧背靠背放置，就可以正常对待充电设备进行无线充电。

另一种情况，若无线充电设备通过电池模块U2的DC_IN(直流电流输入)引脚检测到DC_IN电压范围在4.25～5.25V之间时，因此判定有无线充电底座接入，如图3所示，此时无线充电设备进入无线充电接收状态，因为无线充电底座连接220V电源，所以可以通过线圈L2发射电磁能量，进而传输给无线充电设备的线圈L1，然后无线充电设备的无线充电接收模块将线圈传输过来的交流电转换为直流电，进而对电池模块U2中的电池进行充电。

进一步地，为了保证充电安全，在无线充电设备进行无线充电的过程中还可以采用如下保护机制。

方式一，所述处理器接收温度检测模块发送的所述无线充电设备的实时温度；所述处理器根据所述实时温度，通知所述电池模块调整无线充电配置参数，并获取所述电池模块调整后的无线充电配置参数；所述处理器通知所述收发器将所述调整后的无线充电配置参数发送至所述待充电设备。也就是说，无线充电设备会通过无线充电控制应用程序实时监控电池模块U2中的充电芯片的OTG输出的电压和电流信息，一旦发现超出预设值，会调整输出电压和电流，甚至根据需要关闭无线充电发射模块U4。

具体地，若所述处理器判断当前实时温度小于第一阈值，则向所述开关模块发送第一控制指令，所以第一控制指令用于指示所述磁感应模块与所述无线充电发射模块或所述无线充电接收模块不连接；

所述处理器若判断所述检测温度小于第一阈值或者大于第二阈值，则控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，并控制所述充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，不向所述开关模块发送第一控制指令；

所述处理器若判断当前实时温度不小于所述第一阈值且不大于所述第二阈值，则控制所述无线充电发射模块处于使能状态，并控制所述充电芯片向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能，通过所述控制接口向开关模块发送的第一控制指令。

比如说，在充电过程中无线充电设备通过内部预置的温度检测单元U7实时检测手机温度，并根据预设的温度区间与充电电流信息，动态调整传输的无线充电电流，并将电流信息通过蓝牙传递给待充电设备，待充电设备收到电流信息后，相应的调整充电芯片的输入限流值，其中，预设温度区间范围和对应的充电电流关系如上文所示，不再赘述。

另外，待充电设备也实时监控充电输入电流和充电芯片的输入电压，并与无线充电设备通过蓝牙传递的数据进行核对，如果有异常则调整充电的芯片的输入限制电流，甚至根据需要关闭充电输入通道。

在待充电设备充电完成或者选择退出无线充电功能时，通过蓝牙模块通知无线充电设备，无线充电设备接收到通知后，关闭无线充电发射模块，同时关闭充电芯片的OTG输出功能，并将控制功率开关将线圈切换连接到无线充电接收模块，并提示用户无线充电发射功能结束。

进一步地，所述无线充电设备的处理器通过所述控制接口向开关模块发送的第一控制指令之后，还包括：

所述处理器统计对所述待充电设备进行充电的充电时长；

所述处理器判断所述统计结果是否满足设定阈值，若满足，则通过所述总线控制所述无线充电发射模块处于不使能状态，并通过所述总线控制所述电池模块的充电芯片不向所述无线充电发射模块开启输出直流电功能。

具体地，本发明实施例中，无线充电设备的无线充电控制应用程序中内置用户可以设置的充电定时功能，从无线充电发射功能开启时刻进行计时，到达预定时间后无线充电设备会通过人机交互界面提醒用户是否关闭无线充电发射功能，如果用户不操作或者选择“关闭”则无线充电设备会关闭无线充电发射功能，并通过蓝牙告知待充电设备，无线电力传输因超时而结束。

综上所述，本发明实施例通过在现有的无线充电的设备上增加无线充电发射模块，使其既可以被充电也可以具有放电的能力，具体地，处理器向开关模块发送控制指令，开关模块可以根据指令控制磁感应模块是否与无线充电发射模块连通，比如，处理器发送低电平指令，开关模块就可以将无线充电发射模块与线圈连通，这样，电池模块中的直流电经无线充电发射模块变成交流电，然后传输至线圈，线圈就可以产生电磁场能量，从而待充电设备的线圈接收到电磁场能量，进而对电池进行充电。当然，因为这一无线充电设备还具有无线充电接收模块，所以，若无线充电设备检测到无线充电底座，就会启动充电流程，从而为自身充电。由此可见，本发明实施例提供的无线充电设备具有充电和放电的能力，所以既可以为通过无线充电底座对自身电池充电，也可以为其它设备充电。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。