无线充电装置和无线充电方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及无线充电技术。
【背景技术】
[0002]移动终端(例如移动电话、个人数字助理(PDA)等)由可再充电电池驱动，而通过使用单独的充电装置供应的电能来对移动终端的电池充电。一般地，充电装置和电池均在其外部具有单独的接触端子，并且通过接触端子的接触来相互电连接。
[0003]然而，由于接触端子按照上述接触式充电方案向外突出，因此接触端子容易被异物污染，因此电池充电不能正确地执行。此外，在接触端子暴露在潮湿环境中的情况下，电池充电也可能不正确地执行。
[0004]最近，已经开发出无线充电或非接触充电技术，并且用于电子设备以解决上述问题。
[0005]这种无线充电技术采用无线电力发射/接收，并且对应于例如如下系统，在该系统中，可以在便携式电话没有与分开的充电连接器连接而仅仅是被放置在充电板上时，自动对电池充电。无线充电技术适用于无线电动牙刷或无线电动刮胡刀，并且是公众所熟知的。因此，由于通过无线充电技术来对电子产品进行无线充电，可以改善防水功能，并且由于不需要提供有线充电装置，可以增加电子设备的便携性。在即将到来的电动汽车的时代，期望大力研发与无线充电技术相关的技术。
[0006]无线充电技术包括使用线圈的电磁感应方案、使用谐振的谐振方案、以及将电能转换为微波并随后发射微波的RF/微波辐射方案。
[0007]考虑到目前电磁感应方案是主流，但是依据近期关于通过使用家中和外界的微波来向距离数十米的目标无线地发射电力的成功试验，预期在不久的将来能实现在任何时间、任何地点对所有的电子产品进行无线充电。
[0008]通过电磁感应的电力传输方法对应于在第一线圈和第二线圈之间传输电力的方案。当将磁体移至线圈中时，产生感应电流。通过使用感应电流，在发射侧产生磁场，并且根据磁场的变化感应电流，从而在接收侧产生能量。该现象被称为磁感应，并且使用磁感应的电力传输方法具有高能量传输效率。
[0009]谐振方法被发布为耦合模式理论，并且使用如果音叉鸣响，则在该音叉附近的玻璃杯也以相同频率鸣响的物理概念。还使用包含电能的电磁波谐振来替代声音谐振。仅在存在具有谐振频率的设备，并且谐振电能中的不被使用的部分被重新吸收进电磁场而不是散布到空气中时，谐振电能才被直接传输，使得电能不会像其它电磁波那样影响周围机器或人。
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]在根据现有技术的无线充电系统中，无线电力发射器被固定地安装在一位置，同时从外部接收电力以发射电力而不是接收电力。此外，根据现有技术的无线电力发射器不能被用户携带，并且不能在没有外部电源的情况下发射电力。
[0012]问题的解决方案
[0013]本发明在于解决上述问题和缺点，并至少提供下述优点。
[0014]因此，本发明的一方面在于提供一种使用无线电力发射技术的无线充电装置。
[0015]因此，本发明的另一方面在于提供一种无线充电方法和装置，可以执行无线电力发射和无线电力接收，并且可以在被用户携带时在不使用外部电源的情况下发射和接收电力。
[0016]因此，本发明的另一方面在于提供一种无线充电装置，不仅可以发射和接收电力，而且还可以在无线充电装置和另一无线充电装置之间中继电力，并且可以在另一无线充电装置靠近其它无线充电装置时对所述另一无线充电装置进行充电。
[0017]根据本发明的一个方面，提供了一种无线充电方法。所述方法包括:通过无线充电装置选择无线电力接收模式和无线电力发射模式中的至少一种；当选择无线电力接收模式时，无线地接收电力；以及当选择无线电力发射模式时，无线地发射电力。
[0018]根据本发明的另一个方面，提供了一种无线充电装置。所述无线充电装置包括谐振器、无线电力收发机和控制器。所述无线电力收发机包括无线电力发射机，所述无线电力发射机被配置为基于无线电力接收模式和无线电力发射模式中的至少一种，通过所述谐振器执行无线电力接收和无线电力发射中的任意一种。所述控制器被配置为，当选择了无线电力接收模式时，进行控制使得无线地接收电力，并且当选择了无线电力发射模式时，进行控制使得无线地发射电力。
[0019]本发明的有益效果
[0020]根据本发明的各个实施例，通过一个无线充电装置选择性地且方便地执行无线电力接收、中继和发射。此外，根据本发明的各个实施例，由于除了外部DC电源之外还可以通过电池150供应电力，因此用户可以在携带无线充电装置时方便地执行无线电力接收、中继和发射。
【附图说明】
[0021]根据结合附图给出的以下详细描述，将更清楚本发明的以上和其他方面、特点和优点，在附图中:
[0022]图1是示出了根据本发明实施例的无线充电装置的概念图的框图；
[0023]图2是根据本发明实施例的无线充电装置的无线电力收发机(TRX)模块的详细框图；
[0024]图3是根据本发明实施例的无线充电装置的TRX模块的无线电力接收机(RX)单元和无线电力发射机单元的详细框图；
[0025]图4是示出了根据本发明实施例的无线充电装置的操作的流程图；
[0026]图5至图7是示出了根据本发明实施例的无线充电装置的TRX模块的第二开关的示例的框图；
[0027]图8和图9是示出了根据本发明实施例的无线充电装置的TRX模块的第一开关的示例的框图；
[0028]图10是示出了根据本发明实施例的多个无线充电装置之间的充电操作的框图。
【具体实施方式】
[0029]在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的多个实施例。应注意，附图中的相同组件始终由相同的附图标记指定。在本发明的以下描述中，当公知功能和配置使得本发明的主题不清楚时，将省略对这些公知功能和配置的详细描述。
[0030]根据本发明的实施例，由诸如无线充电板或无线充电终端之类的设备实现的无线充电装置选择性地执行无线电力发射、无线电力接收和无线电力中继，并且选择性地接收外部电力(例如外部DC电)以选择性地执行无线电力发射、无线电力接收和无线电力中继，或者从电池接收电力以选择性地执行无线电力发射、无线电力接收和无线电力中继。
[0031 ]图1是示出了根据本发明实施例的无线充电装置的概念图的框图。
[0032]参照图1，无线充电装置100包括控制器110、通信单元120、收发机(TRX)模块130、谐振单元140和电池150。
[0033]控制器110控制电子设备100的整体操作。例如，控制器110通过使用从存储单元112读取的进行控制所需的算法、程序或应用来控制无线充电装置100的整体操作。控制器110实现为中央处理单元(CPU)、微处理器或迷你计算机的形式。
[0034]根据本发明实施例，控制器110进行控制以选择性地执行无线电力接收、无线电力中继和无线电力发射。当选择无线电力接收时，控制器I1进行控制以通过TRX模块130接收无线电力。当选择无线电力中继时，控制器110进行控制以通过TRX模块130中继无线电力。当选择无线电力发射时，控制器110进行控制以通过TRX模块130发射无线电力。当无线地发射电力时，控制器110确定是通过使用从外部电源(DC)供应的电力无线地发射电力还是通过使用通过电池150提供的电力来无线地发射电力。
[0035]通信单元120通过预定方法与另一无线充电装置、无线电力发射机或无线电力接收机执行通信。通信单元120通过近场通信(NFC)、ZigBee通信、红外线通信、可见光通信、蓝牙通信或蓝牙低功耗(BLE)方法与另一无线充电装置、无线电力发射机或无线电力接收机执行通信。通信单元120可以使用CSMA/CA算法。上述通信方案仅仅是示例性的，并