一种无线充电器及其充电方法与流程

本发明属于无线充电器技术领域，涉及一种无线充电器及其充电方法。

背景技术：

电子移动设备如pc机、平板电脑、智能手机、智能手环等，当其电源耗尽需要接电来补充电能时，使用者通常只能利用传输线以及插头等有线方式进行充电，如需将电子移动设备经由传输线以及插头连接于插座，或者经由传输线连接至电脑，以获取电能。因此充电时，使用者需要寻找合适的传输线插口和理顺接线，费时费力，且充电时插头反复插拔存在接触不良的现象，使用及携带上并不方便。

随着技术的发展，无线充电器的应用越来越广泛。无线充电器的应用原理为：通过电磁感应来实现电能的无线传输。在基于电磁感应的无线充电器中，发射端和接收端的线圈的相对位置对线圈的耦合性影响很大，进而对接收端的位置要求很高。因此，发射端的线圈和接收端的线圈的错位很大程度上影响充电效率。而现有的无线充电器中，发射端的线圈的相对位置比较固定，无法对具有不同位置的电子移动设备中的接收端的线圈进行充电。

因此，提供一种无线充电器及其充电方法，用于解决由现有的无线充电器发射端的线圈的相对位置比较固定，所造成的无法对具有不同位置的接收端的线圈进行充电的问题实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无线充电器及其充电方法，用于解决上述由于无线充电器的发射端的线圈的相对位置比较固定，无法对接收端的线圈进行充电的问题。

鉴于此，本发明提供一种无线充电器，所述无线充电器包括：

位置检测组件，用于检测接收线圈的位置；

发射线圈组件，用于与所述接收线圈实现电磁感应；

导轨，与所述发射线圈组件相连接；

驱动组件，与所述导轨相连接，包括旋转驱动单元及轴向平移驱动单元；其中，所述旋转驱动单元用于驱动所述导轨进行旋转，所述轴向平移驱动单元用于驱动所述发射线圈组件沿所述导轨进行轴向平移；

控制组件，与所述位置检测组件、发射线圈组件及驱动组件电连接。

可选的，所述发射线圈组件形成的充电区域的范围包括直径范围为40mm～200mm的圆形。

可选的，所述导轨的旋转方式包括顺时针旋转及逆时针旋转中的一种或组合。

可选的，所述旋转驱动单元包括旋转驱动电机及用于连接所述旋转驱动电机与所述导轨的旋转连接齿轮。

可选的，所述导轨包括与所述旋转连接齿轮相咬合的导轨齿轮。

可选的，所述轴向平移驱动单元包括轴向平移驱动电机及用于连接所述轴向平移驱动电机与所述导轨的轴向连接齿轮。

可选的，所述导轨包括与所述轴向连接齿轮相咬合的导轨锯齿。

可选的，所述位置检测组件包括传感器，所述传感器形成的位置检测区域的范围小于等于所述发射线圈组件形成的充电区域的范围。

可选的，所述控制组件包括与所述位置检测组件相连接的位置检测处理芯片、与所述驱动组件相连接的驱动处理芯片以及与所述发射线圈组件相连接的无线充电处理芯片。

可选的，所述控制组件包括复位单元，所述复位单元用于对所述发射线圈组件进行复位。

可选的，所述发射线圈组件包括用于承载发射线圈的载体，且所述发射线圈组件通过所述载体与所述导轨相连接。

可选的，所述无线充电器还包括位于所述无线充电器的壳体表面的复位键。

可选的，所述无线充电器还包括位于所述无线充电器的壳体表面的显示灯。

可选的，所述旋转驱动单元及轴向平移驱动单元同时作用于所述发射线圈组件。

本发明还提供一种无线充电方法，包括以下步骤：

提供上述任一种所述无线充电器；

通过所述位置检测组件检测接收线圈的位置信息；

通过所述控制组件启动所述驱动组件对所述发射线圈组件及所述接收线圈进行定位；

通过所述控制组件启动所述发射线圈组件对所述接收线圈进行充电。

可选的，所述旋转驱动单元及轴向平移驱动单元同时作用于所述发射线圈组件。

可选的，充电结束后，还包括通过所述控制组件对所述发射线圈组件进行复位的步骤。

如上所述，本发明的无线充电器及其充电方法，具有以下有益效果：通过驱动组件，提供位置可移动的发射线圈，解决了发射线圈与接收线圈间的错位问题；通过位置检测组件检测接收线圈的位置信息，在发射线圈与接收线圈定位后进行充电，提高充电效率；可适用于不同的电子移动设备，通用性强。

附图说明

图1显示为本发明中的无线充电器的立体图。

图2显示为本发明中的无线充电器的内部组件结构示意图。

图3显示为本发明中的无线充电器的内部结构示意图。

图4显示为本发明中的无线充电器的充电区域及位置检测区域的范围示意图。

图5显示为本发明中的无线充电器的框图。

图6显示为本发明中的无线充电流程示意图。

元件标号说明

100壳体

200充电区域

300复位键

400led显示灯

500电源接入口

600发射线圈组件

610发射线圈

611周向运动路径

612轴向运动路径

620载体

700导轨

701导轨锯齿

702导轨齿轮

811旋转驱动电机

812旋转连接齿轮

822轴向连接齿轮

900控制组件

110传感器

120位置检测区域

d1充电区域直径

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1～3所示，本发明提供一种无线充电器，所述无线充电器包括：位置检测组件、发射线圈组件600、导轨700、驱动组件及控制组件900，其中，所述位置检测组件用于检测电子移动设备中的接收线圈的位置；所述发射线圈组件600用于与所述接收线圈实现电磁感应；所述导轨700与所述发射线圈组件600相连接；所述驱动组件与所述导轨700相连接，包括旋转驱动单元及轴向平移驱动单元；其中，所述旋转驱动单元用于驱动所述导轨700进行旋转，从而带动所述发射线圈组件600进行旋转；所述轴向平移驱动单元用于驱动所述发射线圈组件600沿所述导轨700进行轴向平移；所述控制组件900与所述位置检测组件、发射线圈组件600及驱动组件电连接。

通过所述驱动组件，提供位置可移动的所述发射线圈610，解决了所述发射线圈610与所述接收线圈间的错位问题；通过所述位置检测组件检测所述接收线圈的位置信息，在所述发射线圈610与所述接收线圈定位后进行充电，提高充电效率；可适用于不同的电子移动设备，通用性强。

具体的，如图1及2所示，所述无线充电器包括壳体100，所述壳体100的表面包括充电区域200、复位键300、led显示灯400及电源接入口500。其中，所述发射线圈组件600包括发射线圈610及用于承载所述发射线圈的载体620，所述载体620的位置优选为位于所述发射线圈610底部；所述复位键300作为强制复位键使用；所述led显示灯400用于显示所述无线充电器的状态；所述电源接入口500为所述无线充电器的电源入口，所述电源包括交流电源及直流电源中的一种，本实施例中，所述无线充电器的工作电源采用具有稳定电流的直流电源，可通过整流器将日常的交流电源转换成所需的直流电源，所述电源接入口500的种类及所述显示灯的种类此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述发射线圈610形成的所述充电区域200的范围包括直径范围为40mm～200mm的圆形。

具体的，如图2及图3所示，所述载体620与所述导轨700相连接，所述导轨700通过所述旋转驱动单元的作用进行旋转，从而带动位于所述导轨700上方的所述发射线圈组件600进行旋转，形成所述发射线圈610的周向运动路径611，以扩大所述发射线圈610形成的充电区域的范围。本实施例中，所述充电区域200的范围包括直径d1范围为40mm～200mm的圆形。优选为直径范围为160mm的圆形，从而在达到适用常规电子移动设备中的接收线圈进行充电的需求的同时，减小所述无线充电器的体积，进一步达到小型化及便捷化的需求。

作为该实施例的进一步实施例，所述导轨700的旋转方式包括顺时针旋转及逆时针旋转中的一种或组合。所述导轨700的旋转角度范围包括30°～360°。所述导轨700的旋转方式优选为以顺时针及逆时针相结合的旋转方式且所述顺时针旋转及逆时针旋转的旋转角度优选为90°，从而在简化所述无线充电器的结构的同时，减少运行时间。在另一实施例中，所述导轨700的旋转方式也可仅采用顺时针或逆时针旋转中的一种，所述旋转角度范围也可根据具体需要进行选择，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述旋转驱动单元包括旋转驱动电机811及用于连接所述旋转驱动电机811与所述导轨700的旋转连接齿轮812，所述导轨700的底部中心包括与所述旋转连接齿轮812相咬合的导轨齿轮702；所述轴向平移驱动单元包括轴向平移驱动电机及用于连接所述轴向平移驱动电机与所述导轨700的轴向连接齿轮822，所述导轨700包括与所述轴向连接齿轮822相咬合的导轨锯齿701。

具体的，如图3所示，所述旋转驱动单元中的所述旋转驱动电机811固定于所述壳体100的底部，所述导轨700的底部具有与所述旋转连接齿轮812相咬合的所述导轨齿轮702，且优选为所述导轨齿轮702位于所述导轨700的底部中心，从而形成对称导轨，在达到相同的所述充电区域200的同时，进一步减小所述导轨700的旋转角度。所述导轨700通过所述导轨齿轮702及所述旋转连接齿轮812与所述旋转驱动电机811相连接，形成所述发射线圈610的周向运动路径611。所述轴向平移驱动单元中的所述轴向平移驱动电机固定于所述载体620的底部，优选为所述导轨700的侧面包含与所述轴向连接齿轮822相咬合的所述导轨锯齿701，从而进一步简化所述无线充电器的结构，且所述导轨700通过所述导轨锯齿701及所述轴向连接齿轮822与所述轴向平移驱动电机相连接，形成所述发射线圈610的轴向运动路径612。从而通过所述驱动组件，提供位置可移动的所述发射线圈610，通过所述旋转驱动单元对所述发射线圈610的周向运动路径611进行调节，通过所述轴向平移驱动单元对所述发射线圈610的轴向运动路径612进行调节，从而形成所述充电区域200。

作为该实施例的进一步实施例，所述位置检测组件包括传感器110，所述传感器110形成的位置检测区域120的范围小于等于所述发射线圈610形成的所述充电区域200的范围。

具体的，如图4所示，示意了所述位置检测区域120与所述充电区域200的范围示意图。本实施例中，所述位置检测组件包括用于检测所述接收线圈的位置的所述传感器110，所述传感器110的个数、种类及分布此处不作限制，当由所述传感器110形成的所述位置检测区域120的范围小于等于所述发射线圈610形成的所述充电区域200的范围时，可使得所述发射线圈610的位置在所述位置检测区域120的范围内进行调节，避免当所述传感器110检测到所述接收线圈的位置后，所述发射线圈610无法调整到与所述接收线圈的位置的状况。

作为该实施例的进一步实施例，所述控制组件900包括与所述位置检测组件相连接的位置检测处理芯片、与所述驱动组件相连接的驱动处理芯片以及与所述发射线圈组件600相连接的无线充电处理芯片。

具体的，如图5所示，所述控制组件900通过所述位置检测处理芯片与所述位置检测组件相连接，从而收集所述接收线圈的位置信息；所述控制组件900通过所述驱动处理芯片与所述驱动组件相连接，从而对所述驱动组件的运行进行控制，实现对所述发射线圈610的移动，从而与所述接收线圈进行定位；所述控制组件900与所述无线充电处理芯片相连接，从而对所述发射线圈610的开关状态进行控制，本实施例中，所述无线充电处理芯片包括驱动及开关，且所述发射线圈610形成lc谐振回路。

作为该实施例的进一步实施例，所述控制组件900还包括复位单元，所述导轨700的中心为所述发射线圈组件600的复位原点。当所述发射线圈610充电结束或所述充电区域200内检测不到所述接收线圈时，所述控制组件900可通过所述复位单元，促使所述发射线圈组件600进行复位，从而为下一次的使用做准备。

如图6所示，本发明还提供一种利用无线充电器进行无线充电的方法，包括以下步骤：

提供上述任一种所述无线充电器，所述无线充电器包括所述位置检测组件、发射线圈组件600、导轨700、驱动组件及控制组件900；其中，所述驱动组件包括用于驱动所述发射线圈组件600进行旋转的旋转驱动单元及用于驱动所述发射线圈组件600沿所述导轨700进行轴向平移的轴向平移驱动单元；

通过所述位置检测组件检测接收线圈的位置信息，并反馈给所述控制组件900；

所述控制组件900启动所述驱动组件，移动所述发射线圈组件600与所述接收线圈进行定位；

定位完成后，所述控制组件900启动所述发射线圈组件600对所述接收线圈进行充电。

作为该实施例的进一步实施例，充电完成后，还包括通过所述控制组件900对所述发射线圈组件600进行复位的步骤，将所述无线充电器切换至待机模式。

具体的，将所述无线充电器通入电源，并将电子移动设备中的所述接收线圈置于所述无线充电器的所述充电区域200内。通过所述位置检测组件中的所述传感器110对处于所述位置检测区域120内的所述接收线圈的位置信息进行采集，并将采集到的信息传递给所述控制组件900。所述控制组件900判断当前所述无线充电器是否有所述接收线圈在进行充电，若有，所述控制组件900将所述接收线圈的位置信息进行存储，并等待当前的所述接收线圈充电结束；若无，所述控制组件900将所述接收线圈的位置信息传输给所述驱动处理芯片，所述驱动处理芯片根据所述接收线圈的位置信息，启动所述驱动组件中的所述旋转驱动电机811及轴向平移驱动电机中的一种或组合，从而对所述发射线圈610及所述接收线圈进行定位。当所述发射线圈610及所述接收线圈定位结束后，所述控制组件900启动所述无线充电处理芯片，实现所述发射线圈610及所述接收线圈之间的充电。当所述发射线圈610充电结束或所述充电区域200内感应不到所述接收线圈时，所述控制组件900通过所述复位单元，促使所述发射线圈组件600进行复位，从而为下一次的使用做好准备。如若所述发射线圈组件600无法进行自动复位，也可通过所述复位键300进行强制复位，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述旋转驱动单元及轴向平移驱动单元同时作用于所述发射线圈组件600。

具体的，所述控制组件900根据所述位置检测组件检测到的所述接收线圈的位置信息，通过所述驱动处理芯片启动所述驱动组件中的所述旋转驱动电机811及轴向平移驱动电机中的一种或组合，当所述接收线圈的位置信息需要启动所述旋转驱动电机811及轴向平移驱动电机时，所述旋转驱动单元及轴向平移驱动单元同时作用于所述发射线圈组件600，以减少所述发射线圈610与所述接收线圈的定位时间，从而提高效率。

综上所述，本发明的无线充电器及其充电方法，通过驱动组件，提供位置可移动的发射线圈，解决了发射线圈与接收线圈间的错位问题；通过位置检测组件检测接收线圈的位置信息，在发射线圈与接收线圈定位后进行充电，提高充电效率；可适用于不同的电子移动设备，通用性强。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。