专利名称：用于向多个电力接收设备无线传输电力的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电力充电系统，并且更具体地涉及具有无线电力传输设备的短距离无线电力充电系统，该无线电力传输设备，以形成对短距离内的多个无线电力接收设备进行充电，其中，用于多个无线电力接收装置的总的充电时间可节省。
背景技术：
诸如蜂窝电话，个人数字助理(PDA)，便携式媒体播放器(PMP)，数字多媒体广播终端(DMB终端)，MPEG音频播放器3(MP3)播放器或笔记本电脑的便携式电子装置由于通常在用户移动时被使用，因此不能插入家里或办公室的常用电源。因此，便携式电子装置配备有电池或可再充电电池。通过电源线或电源连接器，充电系统已经用于将从常用电源供应的电力充电给便携式装置的电池或电池组。然而，当借助该连接器供应系统，充电器和电池连接和断开以补充电池的电力时，由于充电器连接器和电池连接器之间的电势差，可发生瞬间放电。因此， 外来物质将逐渐聚集在两个连接器上，并且最终两个连接器上可能发生火灾。此外，其上聚集的湿气将引起电池的放电，并且将涉及其它问题，如降低的电池寿命，低的电池质量等寸。为解决使用电源连接器的充电系统的上述问题，已经开发了非接触充电系统。在根据现有技术的这种非接触充电系统中，对电池进行充电的装置被设置在非接触充电系统的初级线圈上，并且该电池将由电池的次级线圈充电。由次级线圈的感应电动势的感应电流对电池进行充电，该感应电动势由初级线圈产生的磁场引起。现有技术的常规非接触充电系统仅可用于供应电力到便携式装置。由于它们不能用于各种替代物，因此只有有限的实际用途。此外，如果金属放置在初级线圈产生磁场的有效半径内，在初级线圈内将存在许多电力损失并且可能损坏非接触充电系统。
发明内容
为解决上述问题，本发明涉及无线电力充电系统，该无线电力充电系统形成以对无线电力传输设备短距离内的多个无线电力接收设备进行充电，其中，用于多个无线电力接收设备的总的充电时间将被节省。此外，当多个无线电力接收设备被充满电时，无线电力传输系统将自动改变到备用模式，其中，发出起始脉冲信号。这样一来，充电效率将被最大化的同时电能的损失将被最小化。本发明提供了一种用于向多个电力接收设备无线传输电力的装置，该装置包括初级充电芯，被配置成传输请求所述电力接收设备的唯一 ID数据信号的呼叫信号以及谐振信号；谐振变换器单元，被配置成将电力信号变换成所述谐振信号并经由所述初级充电芯将所述谐振信号传输给所述多个电力接收设备；已接收信号处理模块，被配置成处理响应于所述呼叫信号的从所述多个电力接收设备接收到的包含所述电力接收设备的唯一 ID 数据的响应信号；以及主控制器，被配置成检测几米内对象的存在并基于处理后的响应信号辨别检测到的对象是否是所述多个电力接收设备中的一个，其中，基于处理后的唯一 ID 数据，所述主控制器控制所述初级充电芯向位于几米内的所述多个电力接收设备传输所述谐振信号。根据本发明的一个方面，提供了无线电力充电系统，该系统用来对无线电力传输设备短距离内的一个或多个无线电力接收设备进行充电。无线电力传输设备包括作为容纳主控制单元和谐振变换器单元的外部主体的电力传输设备壳体，所述主控制单元和谐振变换器单元通过初级充电芯产生的谐振信号将电信号传输到所述无线电力接收设备；输出信号变换模块，该模块用于通过来自主控制单元的控制信号将变换后的电信号传输到谐振变换器单元；以及已接收信号处理模块，该模块通过初级充电芯处理从无线电力接收设备传输的信号，并将处理后的信号发送给主控制单元。
因此，谐振变换器单元可包括R-L-C串并联谐振变换器。电力传输设备壳体可包括在其前侧上的电力通/断开关；用于信号输入的输入面板以及显示面板，该显示面板示出无线电力接收设备的充电状态和无线电力传输设备的正常/异常状态。电力传输设备还包括安装在电力传输设备壳体内的电力供应单元。主控制单元可包括与电力供应单元连接的电力供应块，该电力供应块用于为无线电力传输设备供应电力；信号输出块，该输出块用来发送显示信号以在显示面板上示出状态；与输出信号变换模块连接的门输出信号处理块，用来传输从初级充电芯传递的电力信号；已接收信号处理块，用来处理从已接收信号处理模块传输的信号，该已接收信号处理模块处理从无线电力接收设备传输的信号以及主控制器，该主控制器控制电力供应块、信号输出块、门输出信号处理块和已接收信号处理块。此外，无线电力接收设备可包括次级充电芯，该充电芯面对无线电力传输设备的初级充电芯，以便通过与磁场的谐振来接收电力信号；已接收电力信号变换模块，该模块与次级充电芯连接，用来变换已接收电力信号；与已接收电力信号变换模块连接的充电电路块，以便为电池单元充电；在充电电路块和电池单元之间形成的保护电路块，用来检测进入电池单元的充电电流并将电池单元的充电状态发送到无线装置控制模块；电压调节器块， 用于为无线装置控制模块供应电力；以及无线装置控制模块，该控制模块控制已接收电力信号变换模块、充电电路块、保护电路块和电压调节器块。结合上述描述，本发明被构造用来对无线电力传输设备短距离内的多个无线电力接收设备进行充电，其有益效果在于，用于多个无线电力接收设备的总充电时间可以节省。此外，当多个无线电力接收设备被充满电时，无线电力传输系统将改变到备用模式，其中，发出起始脉冲信号。这样一来，充电效率将被最大化，而电力损失将被最小化。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将更加显而易见，在附图中图1是根据本发明的无线电力充电系统的示意构造图；图2是根据本发明的无线电力传输设备的框图；图3是根据本发明的无线电力接收设备的框图；和图4是根据本发明的用于无线电力充电系统的概念性的传输控制处理的流程图。
具体实施例方式现在将参考附图详细描述本发明。图1是根据本发明的无线电力充电系统的示意构造图，图2是根据本发明的无线电力传输设备的框图，图3是根据本发明的无线电力接收设备的框图，并且图4是根据本发明的用于无线电力充电系统的概念性的传输控制处理的流程图。参考图1到图4，无线电力充电系统A形成有无线电力传输设备10，该无线电力传输设备用来传输电力信号以便对位于无线电力传输设备10短距离内的一个或多个无线电力接收设备30进行充电。无线电力传输设备10包括作为外部主体的电力传输设备壳体11，其内容纳主控制单元21和谐振变换器单元23，它们通过初级充电芯13传输电信号到无线电力接收设备 30 ；输出信号变换模块22，用来通过来自主控制单元21的控制信号，将变换后的电信号传输到谐振变换器单元23 ；以及已接收信号处理模块24，它通过初级充电芯13处理从无线电力接收设备30传输的信号并将处理后的信号发送到主控制单元21。谐振变换器单元23包括R-L-C串并联谐振变换器。如图1所示，根据电磁谐振， 通过谐振变换器单元23和初级充电芯13产生磁场。通过这个处理，电力信号就绪，以便被发送到位于无线电力传输设备10短距离内的无线电力接收设备30。电力传输设备壳体11 (电力传输设备10的)包括在其前侧的电力通/断开关； 用于信号输入的输入面板；以及显示面板14，用于显示无线电力接收设备30的充电状态和无线电力传输设备10的正常/异常状态。在电力传输设备壳体11内，安装电力供应单元 25。因此，根据无线电力传输设备10的显示面板14上显示的信息，操作者可以使用无线电力充电系统A。无线电力传输设备10的主控制单元21可包括与电力供应单元25连接的电力供应块211，用于为无线电力传输设备10的电力供应；信号输出块212，用于发送信号以在显示面板14上示出状态；与输出信号变换模块22连接的门输出信号处理块213，用于传输从初级充电芯13传递的电力信号；已接收信号处理块214，用于处理从已接收信号处理模块 24传输的信号，该已接收信号处理模块24处理来自无线电力接收设备30的传输信号；以及主控制器210，该主控制器用于控制电力供应块211、信号输出块212、门输出信号处理块 213和已接收信号处理块214。此外，无线电力接收设备30可包括次级充电芯32，该次级充电芯面向无线电力传输设备10的初级充电芯13，以便通过与磁场的谐振来接收电力信号；与次级充电芯32 连接的已接收电 力信号变换模块33，用于变换已接收的电力信号；与已接收电力信号变换模块33连接的充电电路块36，以便为电池单元35充电；形成在充电电路块36和电池单元 35之间的保护电路块37，用于检测进入电池单元35的充电电流并将电池单元35的充电状态发送到无线设备控制模块39 ；电压调节器块38，用于为无线设备控制模块39的电力供应；以及无线设备控制模块39，该无线设备控制模块控制已接收电力信号变换模块33、充电电路块36、保护电路块37、和电压调节器块38。 无线电力接收设备30可被包括在便携式电子装置内，该便携式电子装置例如蜂窝式电话、PDA、PMP、DMB终端、MP3或笔记本计算机。虽然无线电力接收设备30离无线电力传输设备10数米远，但借助无线电力充电系统A，通过根据从初级充电芯13传递的电场和磁场的谐振信号，电力信号可被传输到无线电力接收设备30的次级充电芯32。 无线电力接收设备30的次级充电芯32收集电力信号，该电力信号为由电场和磁场引起的谐振信号，并且所述次级充电芯32可由如二氧化钛(Ti02，其介电常数为96)、四钛酸钡(BaTi409，其介电常数为37)和钽酸锂(LiTa03，其介电常数为40)的材料制成。对于与谐振信号的电力接收天线相对应的的次级充电芯32，最好根据介电常数使用具有小损耗的材料。根据本发明的具有上述特性的无线电力充电系统A用于将如电场和磁场引起的谐振信号的电力信号传输到一个或多个无线电力接收设备30。有利的是，即使无线电力传输设备30发出相同数量的谐振信号，充电操作仍然是可能的，不管无线电力接收设备30发送增加的或减小的数量的谐振信号。如果附近区域没有无线电力接收设备30 ；电力接收设备30被紧邻地放置并且开始第一次被充电；或者发生改变的状态，如一个或多个无线电力接收设备30被充满电且充电停止，则无线电力充电系统A需要被设计以将这些信息传递到无线电力传输设备10，该无线电力传输设备根据接收到的信息适当地操作。如图4所示，无线电力充电系统A将被改变到备用模式阶段S01，在该备用模式阶段，如果在无线电力传输设备10附近没有无线电力接收设备30，充电操作将被停止。在备用模式阶段S01，这个系统通过预定的循环有规律地发出脉冲信号，并检测在数米内是否有无线电力接收设备30正在靠近。当在数米内检测到任何正在靠近的无线电力接收设备30 时，该系统将开始发出充电电力。在发出充电电力之前，该系统将先执行移动检测阶段S02以检查正在靠近的对象是否为正确工作的无线电力接收设备30。在备用模式阶段SOl中，连同脉冲信号一起，该系统将发出请求无线电力接收设备30的唯一 ID数据信号的信号。下一个步骤是执行唯一 ID识别阶段S03，借助从无线电力接收设备30接收的信号，来识别对于充电操作来说，无线电力接收设备30是否是正确的一个。当它被识别为具有正确地识别唯一 ID的正确工作的无线电力接收设备30时，该系统将在电力传输阶段S04中开始充电操作。在电力传输阶段S04期间，该系统可发出作为起始信号的唯一代码。当多个无线电力接收设备30同时与无线电力充电系统A连接并被充电时，该唯一代码将为每个无线电力接收设备30识别充电电力的状态和器材的情况。用于每个无线电力接收设备30的唯一 ID的数据值可被改变为代码值，并且该代码值可代替唯一 ID的数据值用于发送/接收无线电力接收设备30的唯一 ID的数据。
当多个无线电力接收设备30同时被连接并且被充电时，该系统可适于为每个无线电力接收设备30发出充电电力的每个状态和器材的情况，并在充电控制阶段S05控制每个充电阶段的充电量。
当根据充电电力的状态，无线电力接收设备30被充满电时，即使接收到用于无线电力接收设备30的特定电力信号，也要控制充电操作使其停止工作。当所有的无线电力接收设备30被充满电时，充电充满阶段S06将被执行以使无线电力传输设备10停止工作。因此，无线电力充电系统A停止充电操作。该系统改变到备用模式阶段S01，并且无线电力传输设备10连续地发出脉冲信号以检测将被充电的另一无线电力接收设备30。虽然已结合优选实施例示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员来说，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内可以作出修改和改变将是显然的。
权利要求
1.一种用于向多个电力接收设备无线传输电力的装置，该装置包括初级充电芯，被配置成传输请求所述电力接收设备的唯一 ID数据信号的呼叫信号以及谐振信号；谐振变换器单元，被配置成将电力信号变换成所述谐振信号并经由所述初级充电芯将所述谐振信号传输给所述多个电力接收设备；已接收信号处理模块，被配置成处理响应于所述呼叫信号的从所述多个电力接收设备接收到的包含所述电力接收设备的唯一 ID数据的响应信号；以及主控制器，被配置成检测几米内对象的存在并基于处理后的响应信号辨别检测到的对象是否是所述多个电力接收设备中的一个，其中，基于处理后的唯一 ID数据，所述主控制器控制所述初级充电芯向位于几米内的所述多个电力接收设备传输所述谐振信号。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括输出信号变换模块，被配置成在所述主控制器的控制下向所述谐振变换器单元传输所述电力信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述谐振信号包括包含有所述多个电力接收设备的充电状态信息的唯一代码。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述主控制器被配置成基于所述充电状态信息控制所述谐振信号。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述充电状态信息包括针对所述电力接收设备的充电电力的状态和器材的情况。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述主控制器被配置成如果所述充电电力的状态指示充电操作结束或者所述电力接收设备被完全充电则停止电力传输。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述主控制器被配置成在停止所述电力传输之后重新传输所述呼叫信号。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主控制器被配置成周期性地传输脉冲信号以检测几米内所述对象的存在。
9.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括显示单元，该显示单元被配置成显示充电状态信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述显示单元被配置成显示电力传输是否异常。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主控制器被配置成如果所述电力接收设备被完全充电则停止充电操作。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述唯一ID数据辨别检测到的对象是否是所述多个电力接收设备中的一个。
全文摘要
本发明提供了一种用于向多个电力接收设备无线传输电力的装置。一种无线电力充电系统，该系统具有无线电力传输设备，该无线电力传输设备形成以对位于短距离范围内的多个无线电力接收设备进行充电，其中用于无线电力接收设备的总的充电时间被节省。该无线电力传输设备具有主控制单元和谐振变换器单元，主控制单元和谐振变换器单元通过初级充电芯产生的谐振信号来传输电信号到无线电力接收设备，以便于为无线电力接收设备充电。无线电力传输设备还包括用于传输变换后的电信号到谐振变换器单元的输出信号变换模块和用于处理从无线电力接收设备传输的信号的已接收信号处理模块。
文档编号H02J7/02GK102355037SQ201110301339
公开日2012年2月15日 申请日期2008年6月30日 优先权日2007年11月30日
发明者郑春吉 申请人:郑春吉