充电系统及其充电方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及充电领域，特别涉及一种可以以多种方式对电池进行充电的充电系统及其充电方法。
【背景技术】
[0002]由电池包供电的电动工具主要通过具有有线接口的充电器或者是电源连接器进行充电，而采用电池包由于其续航能力有限，需要频繁对其进行更换或及时充电。在很多地区，因为环境或者使用场景限制不具备电源接口，不能及时对电池包进行充电，因此不能保证在特殊环境以及长时间的工作需要。
[0003]另一方面，由于各种电池包中的电池元件的化学物质、电池包的标称电压等特征不相同，往往需要匹配不同的充电设备。这样对于使用者来说，对于不同的电池包需要购买不同的充电器，而且携带起来非常不方便，此外，还可能造成电池包插错充电器的情况，如果充电设备中没有相应的识别和保护系统，类似的误操作会导致电池包的损坏，给使用者带来不必要的损失。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供了一种可以方便地对可充电电池进行充电的充电系统及其充电方法。
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种充电系统，包括:
无线功率发射装置，用于发射电磁能量；
无线电源接入单元，所述无线电源接入单元包括用来无线地接收来自无线功率发射装置发射的电磁能量的接收线圈和用于对接收电力进行整流和电力检测的接收电路模块；有线电源接入单元，所述有线电源接入单元包括用来接入有线电力的连接器；
信号检测模块，用于检测外部有线电源或无线电源接入的状态；及控制单元，所述控制单元能够根据所述信号检测模块检测到的无线电力或有线电力的接入状态对电力通道进行管理；
以及充电电路，用于从无线电源接入单元或有线电源接入单元获取电能，并给可充电电池充电。
[0006]进一步地，所述无线功率发射装置包括电气连接的电源、发射电路以及发射线圈。
[0007]进一步地，所述无线电源接入单元发射线圈与所述无线功率发射装置接收线圈之间能够进行功率传输与数据通信。
[0008]进一步地，所述接收电路模块电气连接在接收线圈与充电电路之间，所述接收电路模块包括谐振电路和整流电路。
[0009]本发明还提供一种可以方便的对可充电电池进行充电的方法，所述方法包括如下动作:
接入无线功率发射装置或有线电源； 信号检测模块检测电力通道的接入状态；
控制单元判定接入的电力通道是否有效，并且判定有效的通道数；
如果只有一个电力通道有效，则将此通道设定为允许供电的电力通道；如果两个电力通道都有效，比较一下两者的接入时间，选择先接入的电力通道，将其配置为有效通道状态并进行供电。
[0010]进一步地，所述接收电路模块包括谐振电路和整流电路，在选择无线电源接入单元进行供电时，控制单元控制整流电路中的开关管的通断进而控制无线电源接入单元的电力输出。
[0011]进一步地，所述整流电路是全桥整流电路，其包括至少两个三极管，所述控制单元能够提供控制信号控制所述三极管的开通与关断进而控制整流电路的输出。
[0012]进一步地，信号检测模块检测到电力接入后，将采样电信号输入到控制单元，控制单元将采样电信号与预定阀值进行比较判定是否存在有效电力输入。
[0013]进一步地，在充电过程中，优先电力通道移除后，控制单元能够将电力通道切换到现有的其他有效的电力通道。
[0014]进一步地，在充电过程中，充电电路实时检测可充电电池的电量，判定电池电量是否达到额定值，一旦电池电量达到额定值，则停止充电。
[0015]本发明充电系统及其充电方法采用无线电力传输和有线电力传输两种方式对电池进行充电，大大提升了电池充电的便利性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明第一种实施方式的充电系统的电路原理框图；
图2a、2b分别是本发明实施方式中的两种不同的整流电路的电路原理框图；
图3为本发明第一种实施方式的带有电池包的钻类工具的主视图；
图4为本发明第一种实施方式的用于对钻类工具的电池包进行充电的充电器；
图5为发明第二种实施方式的电池包的电路原理框图；
图6为本发明第二种实施方式的带有电池包的钻类工具和无线功率发射装置的主视图；
图7为本发明第三种实施方式的带有自动调节功能的充电系统的电路原理框图；
图8为本发明第三种实施方式的电池内置的钻类工具和充电装置的主视图；
图9为本发明第三种实施方式中的适配器的电路原理框图；
图10为本发明第四种实施方式的充电系统的电路原理框图；
图1laUlb为本发明充电系统的逻辑控制图
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图来进一步说明本发明的【具体实施方式】。
[0018]请参阅图1至图3，图1为本发明第一种实施方式的充电系统100的电路原理框图，图中标示110代表无线功率发射装置，本领域技术人员容易理解的是，无线功率发射装置包括电源111、发射电路112和发射线圈113，具体的，无线发射线圈111与发射电路112电性连接。这里的电源一般是指AC电源，与AC电源连接后，AC电源经发射电路的AC-DC模块(图未示)转化为直流电源为电路中的其他模块供电。应当理解，无线充电技术通常在本领域中是已知的，其主要分为电磁感应方式和磁共振方式。电磁感应方式通过将AC电流施加与用于无线电力传输的发送线圈来改变磁场，并通过由于磁场的变化而从相邻的接收线圈产生的感应电流对电池进行充电。在磁共振方式中，发送线圈以特定频率辐射磁场，如果具有与发送线圈的频率相同的频率的接收线圈接近发送线圈，则发送线圈通过由于共振而产生的能量隧道接收电力以对电池提供电力，本发明并未限定采用无线充电的具体方式，也就是说，可以采用任意一种无线充电方式对无线电源接入单元进行无线供电。
[0019]图1中120代表电力接收装置，其包括两个电力接入单元，分别是无线电源接入单元121和有线电源接入单元122，信号检测模块123，控制单元124以及充电电路125。
[0020]其中无线电源接入单元121包括接收线圈1211和接收电路模块1212。接收线圈用来无线地接收来自无线功率发射装置110发射的电磁能量，接收电路模块1212对接收电力进行整流和电力检测，并将信号传递给信号检测模块123。具体的，接收电路模块1212包括谐振电路和整流电路(图未标)。请同时参照图2a和图2b，图2a和图2b分别表示不同的整流电路的具体实现方式，图2a表示可以作为交流输入的由两个二极管D1、D2和两个三极管Qll和Q12组成的全桥整流电路，其通过控制Qll和Q12的CTL1、CTL2信号，控制Q11、Q12的开通和关断，实现输入整流；如果Qll、Q12同时关断，那么VOUT没有电压输出；其中CTLl、CTL2的控制信号由控制单元124提供。图2b表示可以作为交流输入的由四个三极管Ql、Q2、Q3、Q4组成的全桥整流电路，通过控制Ql、Q4与Q2、Q3的CTL1、CTL4、CTL2、CTL3信号，控制Q1、Q2、Q3、Q4的开通和关断，实现同步整流；如果Ql、Q2、Q3、Q4同时关断，那么VOUT没有电压输出；CTL1、CTL2、CTL3、CTL4的控制信号由控制单元124提供。
[0021]本发明的实施方式中无线电源接入单元121采用通过控制单元124控制整流桥开关的方式进彳丁充电，可以降低电路热损耗，提尚充电效率。与在整流桥后增加新的控制开关管相比，控制整流桥开关的方案可以减少元件数量，减少待机功耗，提升充电效率。
[0022]接收线圈1211用于接收无线功率发射装置提供的电磁能量，并通过谐振电路将尚频稳定正弦波传递给整流电路。整流电路用于对尚频正弦波进彳丁整流，将尚频稳定正弦波转化为直流。所述接收电路模块1212还可以包括通信电路模块(图未示)，用来与可充电电池130以及无线功率发射装置110之间进行数据通信，通信数据可以是电池无线充电状态及控制指令，也可以是电池的其他电气特性参数。
[0023]有线电源接入单元122包括连接器1221，用来接入有线电力，该连接器1221与外部供电部件连接后，可以通过控制单元124向可充电电池130输送电力。
[0024]控制单元1