專利名稱：無線充電式移動電源及充放電方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線充電電源，尤其涉及一種可通過無線方式充放電的移動電源及充放電方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，電子產品(例如手機、手電筒、小風扇、電動刮胡刀、桌燈、頭燈、露營燈等產品)已經(jīng)成為現(xiàn)代人必不可少的常用品，這些產品有時由于使用的頻 繁和使用場所的局限性，需要經(jīng)常充電，為了便于外出充電，現(xiàn)有技術人員研發(fā)出了一種移動式充電電源，這種移動式充電電源內包含有蓄電電池，在使用時可通過以下幾種方式充電一種是直接通過數(shù)據(jù)線將電子產品和移動式充電電源的充電插頭連接起來，能量從充電插頭導入電子產品的電池中儲存起來；第二種將移動式充電電源設置成充電座的方式，通過充電座將能量導入電子產品的充電電池內儲存起來。由于第一種需要使用數(shù)據(jù)線才能完成充電，每次充電都需要將數(shù)據(jù)線的一端插到電子產品上，等到充完電后再拔下來，這樣不僅麻煩，而且常常出現(xiàn)短線、插座松脫等問題，不但充電效果不穩(wěn)定，而且會對電子產品造成損害；第二種必須將電子產品放入充電座內，必須確保電子產品的充電端與充電座的放電端連接在一起，在晃動或者長時間使用后往往會由于錯位造成電子產品的充電端和充電座的放電端接觸不良，以使電子產品與充電座連接不穩(wěn)定。另一方面，上述移動式充電電源對于應急燈、露營燈等產品而言，由于這類電子用品在不使用時往往處于充電狀態(tài)，使用 時，使用者有時難以及時將產品從充電座或者充電電源上取下，為此，現(xiàn)有技術人員開發(fā)出來了一種非接觸式充電電源。這一類非接觸式充電電源可通過線圈單元的電磁感應對負載通過無線感應的方式充電，但是這類非接觸式充電電源內電池充電時，必須通過數(shù)據(jù)線進行充電，充電效果不穩(wěn)定，而且會對電子產品造成損害，因此，急需一種可解決上述問題的非接觸式充電電源。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式充電電源，可通過無線感應的方式進行充電和 放電。本發(fā)明的另一目的是提供一種非接觸式充電電源的充放電方法，可通過無線感應的方式進行充電和放電。為了實現(xiàn)上有目的，本發(fā)明公開了一種無線充電式移動電源，包括線圈單元、蓄電模塊、充電模塊和升壓模塊，線圈單元用于發(fā)射并接受能量；蓄電模塊由至少一個電池組成；充電模塊的一端與所述線圈單元相連，另一端與所述蓄電模塊相連，所述充電模塊接受并處理所述線圈單元接受的能量，并將處理后的能量輸送至所述蓄電模塊；升壓模塊的一端與所述蓄電模塊相連，另一端與所述線圈單元相連，所述充電模塊將所述蓄電模塊內的能量轉換為輸出電壓并輸出至線圈單元，所述線圈單元發(fā)射能量。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述無線充電式移動電源通過所述線圈單元發(fā)射、接受能量，使得所述無線充電式移動電源可通過無線感應的方式進行充電和放電，而且使用同一線圈單元進行發(fā)射、接受能量，使得本發(fā)明結構簡單，成本低。較佳地，所述充電模塊包括控制單元、充電管理單元和AD采樣單元，所述AD采樣單元與所述蓄電模塊相連并采集所述蓄電模塊的實時 電量值，所述控制單元一端與所述AD采樣單元相連，另一端與所述充電管理單元相連，所述控制單元接受所述實時電量值，并依據(jù)所述實時電量值管理所述充電管理單元的充電方式，所述充電管理單元的另一端與所述蓄電模塊相連，并依據(jù)相應的充電方式設置電池保護門限并限定充電電流。具體地,所述AD采樣單元和控制單元之間還連接有電量指示單元，所述AD采樣單元一端與所述電量指示單元相連并將所述實時電量值輸送至電量指示單元，所述電量指示單元接受、處理所述實時電量值并將其轉換為指示信號顯示，且所述電量指示單元另一端與所述控制單元相連并將所述實時電量值輸送至所述控制單元。具體地，所述充電管理單元和所述蓄電模塊之間還連接有電池保護單元。 具體地，在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述無線充電式移動電源還包括與所述充電模塊相連的輸入模塊，所述輸入模塊包括并聯(lián)的USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口，所述無線輸入接口包括所述線圈單元，所述USB輸入接口和電源輸入接口分別與所述充電管理單元和控制單元相連，所述控制單元控制所述充電管理單元切換所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口。在該方案中，可通過無線感應、電源線和USB數(shù)據(jù)線對所述無線充電式移動電源進行充電，所述控制單元控制自動切換充電所用的輸入接口。具體地，在本發(fā)明另一優(yōu)選方案中，所述無線充電式移動電源還包括輸入模塊和切換開關，所述輸入模塊包括USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口，所述無線輸入接口包括所述線圈單元，所述切換開關一端分別與所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口相連，另一端與所述充電管理單元相連，操作所述切換開關可控制所述充電管理單元切換所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口。在該方案中，使用手動切換模式切換充電所用的輸入接口。較佳地，所述無線充電式移動電源還包括無線輸出模塊，所述無線輸出模塊包括無線發(fā)射控制單元、驅動單元和輸出組件，所述無線發(fā)射控制單元識別接受終端信息，且所述無線發(fā)射控制單元的一端與所述升壓模塊相連并調節(jié)發(fā)射輸出電壓能量的發(fā)射頻率，另一端與所述驅動單元相連并控制所述驅動單元動作，所述驅動單元另一端與所述輸出組件相連并驅動所述輸出組件，所述輸出組件包括所述線圈單元并向外發(fā)射能量。該方案中，無線發(fā)射控制單元具有搭載身份配置和認證功能，主動識別接收終端(負載端)信息，具有異物識別功能，可根據(jù)不同的受電終端自動調節(jié)發(fā)射頻率以保證最大效率的能量輸出；所述無線充電式移動電源在充電或者未使用時，所述無線發(fā)射控制單元未檢測到終端識別信息，此時所述無線發(fā)射控制單元控制所述驅動單元停止工作，所述無線輸出模塊處于休眠模式以節(jié)省電量；當無線發(fā)射控制單元檢測到終端識別信息并通過身份驗證的受電終端需要充電時，所述無線發(fā)射控制單元控制所述驅動單元工作，給予負載充電；當蓄電模塊內的電池電量過低時，所述無線發(fā)射控制模塊可控制切斷電量輸出以保護電池。更具體地，所述無線充電式移動電源還包括與所述無線輸出模塊并聯(lián)的USB輸出接口。較佳地,所述線圈單元為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元,在該方案中,所述無線充電時移動電源可通過電磁感應、電磁共振和電波感應三種方式發(fā)射接收能量，以實現(xiàn)無線充放電。較佳地，所述線圈單元包括感應線圈、設于感應線圈外側的導磁屏蔽層和設于感應線圈內的磁鐵。其中，所述導磁屏蔽層可以提高線圈的品質，增加線圈的發(fā)射能力和接收能力，并可屏蔽線圈的外圍，導線發(fā)射、接收方向，且導磁屏蔽層將感應線圈和蓄電模塊內的電池隔離開來，防止電池發(fā)熱；磁鐵屬于可選部件，可以進一步提高線圈的發(fā)射能力和接收能力。較佳地，所述無線充電式移動電源外包覆有殼體，所述殼體內設有蓄電腔和感應腔，所述線圈單元安裝于所述感應腔內，并在所述感應腔的外壁上形成沖電、放電的感應臺，所述電池安裝于所述蓄電腔內，并在所述蓄電腔的外側設有可拆卸的電池門。本發(fā)明還提供給了一種無線充電式移動電源的充放電方法，包括充電方法和放電方法，所述充電方法包括=(Sll)使用一線圈單元采用無線感應的方式接收外部發(fā)射的能量并將其轉換為輸入電壓，所述無線感應包括電磁感應、電波感應和電磁共振；(S12)將所述輸入電壓轉換為供電池充電的充電電壓并使所述電池充電。所述放電方法包括(S21) 將所述電池內的電能轉換為額定輸出電壓；(S22)使用所述線圈單元采用無線感應的方式將所述額定輸出電壓轉換為相應的能量發(fā)射出去。與現(xiàn)有技術相比，一方面，本發(fā)明所述無線充電式移動電源的充放電方法通過所述線圈單元發(fā)射、接受能量從而進行充電和放電，另一方面，本發(fā)明使用同一線圈單元進行發(fā)射、接受能量，使得本發(fā)明結構簡單，成本低。


圖I是本發(fā)明所述無線充電移動電源的結構框圖。圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中所述無線充電移動電源的部分結構框圖。圖3是本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中所述無線充電移動電源的部分結構框圖。圖4是本發(fā)明又一優(yōu)選實施例中所述無線充電移動電源的部分結構框圖。圖5是本發(fā)明所述無線充電移動電源中所述無線輸出模塊和USB輸出接口的結構框圖。圖6是本發(fā)明所述無線充電移動電源拆掉所述感應臺后的結構示意圖。圖7是本發(fā)明所述無線充電移動電源另一角度的結構示意圖。圖8是本發(fā)明所述無線充電式移動電源的充放電方法的流程圖。
具體實施例方式為詳細說明本發(fā)明的技術內容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。參考圖I至圖5，本發(fā)明公開了一種無線充電式移動電源100，不但可以通過無線感應的方式放電以對具有線圈單元的負載充電，而且可以使用無線感應的方式從能量發(fā)射端對其內的電池充電以儲存電能。參考圖I、圖6和圖7，本發(fā)明所述無線充電式移動電源100包括線圈單元10、蓄電模塊30、充電模塊20和升壓模塊40，線圈單元10用于發(fā)射并接受能量；蓄電模塊30由至少一個電池31組成；充電模塊20的一端與所述線圈單元10相連，另一端與所述蓄電模塊30相連，所述充電模塊20接受并處理所述線圈單元10接受的能量，并將處理后的能量輸送至所述蓄電模塊30 ;升壓模塊40的一端與所述蓄電模塊30相連，另一端與所述線圈單元10相連，所述充電模塊20將所述蓄電模塊30內的能量轉換為輸出電壓并輸出至線圈單元10,所述線圈單元10發(fā)射能量。其中，所述線圈單元10為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元，本實施例中所述蓄電模塊30由兩個電池31組成。參考圖I，描述本發(fā)明的工作原理所述無線充電式移動電源100放電以對負載充電時，只需將具有感應接受線圈的負載放置在無線充電式移動電源100中內置有所述線圈單元10的充放電平臺上，所述蓄電模塊30開始放電，升壓模塊40將其轉換為所需輸出電壓并通過線圈單元10發(fā)射能量至負載的感應接受線圈上，實現(xiàn)負載充電；當所述無線充電式移動電源100充電時，將具有無線發(fā)射線圈的充電座或者電源放置在無線充電式移動電源100中內置有所述線圈單元10的充放電平臺上，能量從線圈單元10輸入至充電模塊20，所述充電模塊20處理接受到的能量并將其轉換為相應的充電電流輸入至蓄電模塊30內，實現(xiàn)無線充電式移動電源100的充電。 較佳者，參考圖2，所述充電模塊20包括控制單元22、充電管理單元23和AD采樣單元21，所述AD采樣單元21與所述蓄電模塊30相連并采集所述蓄電模塊30的實時電量值，所述控制單元22 —端與所述AD采樣單元21相連，另一端與所述充電管理單元23相連，所述控制單元22接受所述實時電量值，并依據(jù)所述實時電量值管理所述充電管理單元23的充電方式，所述充電管理單元23的另一端與所述蓄電模塊30相連，并依據(jù)相應的充電方式設置電池保護門限并限定充電電流。更佳者,參考圖4,所述AD采樣單元21和控制單元22之間還連接有電量指示單元24,所述AD采樣單元21 —端與所述電量指示單元24相連并將所述實時電量值輸送至電量指示單元24,所述電量指示單元24接受、處理所述實時電量值并將其轉換為指示信號顯示，且所述電量指示單元24另一端與所述控制單元22相連并將所述實時電量值輸送至所述控制單元22。其中，所述電量指示單元24可使用指示燈指示實時電量，也可采用電子屏幕指示實時電量。更佳者，參考圖4，所述充電管理單元23和所述蓄電模塊30之間還連接有電池保護單元25,所述電池保護單元25保護電池組的充放電安全。較佳者，參考圖2，在本發(fā)明第一優(yōu)選實施例中，所述無線充電式移動電源100還包括與所述充電模塊20相連的輸入模塊11，所述輸入模塊11包括并聯(lián)的USB輸入接口 13、電源輸入接口 14和無線輸入接口 12，所述無線輸入接口 12包括所述線圈單元10，所述USB輸入接口 13和電源輸入接口 14分別與所述充電管理單元23和控制單元22相連，所述控制單元22控制所述充電管理單元23切換所述USB輸入接口 13、電源輸入接口 14和無線輸入接口 12。較佳者，參考圖3，區(qū)別于本發(fā)明第一優(yōu)選實施例，在本發(fā)明第二優(yōu)選實施例中，所述無線充電式移動電源100還包括輸入模塊11和切換開關15，所述輸入模塊11包括USB輸入接口 13、電源輸入接口 14和無線輸入接口 12，所述無線輸入接口 12包括所述線圈單元10，所述切換開關15 —端分別與所述USB輸入接口 13、電源輸入接口 14和無線輸入接口 12相連，另一端與所述充電管理單元23相連，操作所述切換開關15可控制所述充電管理單元23切換所述USB輸入接口 13、電源輸入接口 14和無線輸入接口 12。較佳者，參考圖5，所述無線充電式移動電源100還包括無線輸出模塊50，所述無線輸出模塊50包括無線發(fā)射控制單元51、驅動單元52和輸出組件53，所述無線發(fā)射控制單元51識別接受終端信息，且所述無線發(fā)射控制單元51的一端與所述升壓模塊40相連并調節(jié)發(fā)射輸出電壓能量的發(fā)射頻率，另一端與所述驅動單元52相連并控制所述驅動單元52動作，所述驅動單元52另一端與所述輸出組件53相連并驅動所述輸出組件53，所述輸出組件53包括所述線圈單元10并向外發(fā)射能量。該方案中，無線發(fā)射控制單元51具有搭載身份配置和認證功能，主動識別接收終端(負載端)信息，具有異物識別功能，可根據(jù)不同的受電終端自動調節(jié)發(fā)射頻率以保證最大效率的能量輸出；所述無線充電式移動電源100在充電或者未使用時，所述無線發(fā)射控制單元51未檢測到終端識別信息，此時所述無線發(fā)射控制單元51控制所述驅動單元52停止工作，所述無線輸出模塊50處于休眠模式以節(jié)省電量；當無線發(fā)射控制單元51檢測到終端識別信息并通過身份驗證的受電終端需要充電時，所述無線發(fā)射控制單元51控制所述驅動單元52工作，給予負載充電；當蓄電模塊30內的電池電量過低時，所述無線發(fā)射控制模塊51可控制切斷電量輸出以保護電池。更佳者，參考圖5，所述無線充電式移動電源100還包括與所述無線輸出模塊50并聯(lián)的USB輸出接口 60。較佳者，參考圖6和圖7，所述線圈單元10包括感應線圈71、設于感應線圈71外側的導磁屏蔽層72和設于感應線圈71內的磁鐵73。其中，磁鐵73為可選元件。較佳者，參考圖6和圖7，所述無線充電式移動電源100外包覆有殼體80，所述殼體80內設有蓄電腔82和感應腔81，所述線圈單元10安裝于所述感應腔81內，并在所述感應腔81的外壁上形成沖電、放電的感應臺83，所述電池31安裝于所述蓄電腔82內，并在所述蓄電腔82的外側設有可拆卸的電池門(圖中未示)。參考圖8，本發(fā)明公開了一種無線充電式移動電源的充放電方法S10，包括充電方法和放電方法，所述充電方法包括(Sll)使用一線圈單元采用無線感應的方式接收外部發(fā)射的能量并將其轉換為輸入電壓，所述無線感應包括電磁感應、電波感應和電磁共振；
(S12)將所述輸入電壓轉換為供電池充電的充電電壓并使所述電池充電。所述放電方法包括(S21)將所述電池內的電能轉換為額定輸出電壓；(S22)使用所述線圈單元采用無線感應的方式將所述額定輸出電壓轉換為相應的能量發(fā)射出去。以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。權利要求
1.一種無線充電式移動電源，其特征在于包括 線圈單元，用于發(fā)射并接受能量； 蓄電模塊，由至少一個電池組成； 充電模塊，一端與所述線圈單元相連，另一端與所述蓄電模塊相連，所述充電模塊接受并處理所述線圈單元接受的能量，并將處理后的能量輸送至所述蓄電模塊； 升壓模塊，一端與所述蓄電模塊相連，另一端與所述線圈單元相連，所述充電模塊將所述蓄電模塊內的能量轉換為輸出電壓并輸出至線圈單元，所述線圈單元發(fā)射能量。
2.如權利要求I所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述充電模塊包括控制單元、充電管理單元和AD采樣單元，所述AD采樣單元與所述蓄電模塊相連并采集所述蓄電模塊的實時電量值，所述控制單元一端與所述AD采樣單元相連，另一端與所述充電管理單元相連，所述控制單元接受所述實時電量值，并依據(jù)所述實時電量值管理所述充電管理單元 的充電方式，所述充電管理單元的另一端與所述蓄電模塊相連，并依據(jù)相應的充電方式設置電池保護門限并限定充電電流。
3.如權利要求2所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述AD采樣單元和控制單元之間還連接有電量指示單元，所述AD采樣單元一端與所述電量指示單元相連并將所述實時電量值輸送至電量指示單元，所述電量指示單元接受、處理所述實時電量值并將其轉換為指示信號顯示，且所述電量指示單元另一端與所述控制單元相連并將所述實時電量值輸送至所述控制單元。
4.如權利要求2所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述充電管理單元和所述蓄電模塊之間還連接有電池保護單元。
5.如權利要求2所述的無線充電式移動電源，其特征在于還包括與所述充電模塊相連的輸入模塊，所述輸入模塊包括并聯(lián)的USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口，所述無線輸入接口包括所述線圈單元，所述USB輸入接口和電源輸入接口分別與所述充電管理單元和控制單元相連，所述控制單元控制所述充電管理單元切換所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口。
6.如權利要求2所述的無線充電式移動電源，其特征在于還包括輸入模塊和切換開關，所述輸入模塊包括USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口，所述無線輸入接口包括所述線圈單元，所述切換開關一端分別與所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口相連，另一端與所述充電管理單元相連，操作所述切換開關可控制所述充電管理單元切換所述USB輸入接口、電源輸入接口和無線輸入接口。
7.如權利要求I所述的無線充電式移動電源，其特征在于還包括無線輸出模塊，所述無線輸出模塊包括無線發(fā)射控制單元、驅動單元和輸出組件，所述無線發(fā)射控制單元識別接受終端信息，且所述無線發(fā)射控制單元的一端與所述升壓模塊相連并調節(jié)發(fā)射輸出電壓能量的發(fā)射頻率，另一端與所述驅動單元相連并控制所述驅動單元動作，所述驅動單元另一端與所述輸出組件相連并驅動所述輸出組件，所述輸出組件包括所述線圈單元并向外發(fā)射能量。
8.如權利要求7所述的無線充電式移動電源，其特征在于還包括與所述無線輸出模塊并聯(lián)的USB輸出接口。
9.如權利要求I所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述線圈單元為電磁感應線圈單元、電波感應線圈單元或電磁共振線圈單元。
10.如權利要求I所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述線圈單元包括感應線圈、設于感應線圈外側的導磁屏蔽層和設于感應線圈內的磁鐵。
11.如權利要求I所述的無線充電式移動電源，其特征在于所述無線充電式移動電源外包覆有殼體，所述殼體內設有蓄電腔和感應腔，所述線圈單元安裝于所述感應腔內，并在所述感應腔的外壁上形成沖電、放電的感應臺，所述電池安裝于所述蓄電腔內，并在所述蓄電腔的外側設有可拆卸的電池門。
12.一種無線充電式移動電源的充放電方法，其特征在于包括充電方法和放電方法，所述充電方法包括 (511)使用一線圈單元采用無線感應的方式接收外部發(fā)射的能量并將其轉換為輸入電壓，所述無線感應包括電磁感應、電波感應和電磁共振； (512)將所述輸入電壓轉換為供電池充電的充電電壓并使所述電池充電； 所述放電方法包括 (521)將所述電池內的電能轉換為額定輸出電壓； (522)使用所述線圈單元采用無線感應的方式將所述額定輸出電壓轉換為相應的能量發(fā)射出去。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線充電式移動電源，包括線圈單元、蓄電模塊、充電模塊和升壓模塊，線圈單元用于發(fā)射并接受能量；蓄電模塊由至少一個電池組成；充電模塊的一端與所述線圈單元相連，另一端與所述蓄電模塊相連，所述充電模塊接受并處理所述線圈單元接受的能量，并將處理后的能量輸送至所述蓄電模塊；升壓模塊的一端與所述蓄電模塊相連，另一端與所述線圈單元相連，所述充電模塊將所述蓄電模塊內的能量轉換為輸出電壓并輸出至線圈單元，所述線圈單元發(fā)射能量。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述線圈單元通過無線感應的方式進行充電和放電，結構簡單，成本低。另，本發(fā)明還公開了一種無線充電式移動電源的充放電方法。
文檔編號H02J17/00GK102738869SQ20121022861
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權日2012年7月3日
發(fā)明者張金華 申請人:東莞市中恒浩機電科技有限公司