無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法，該無線電能傳輸系統(tǒng)包含發(fā)射端和接收端，接收端設(shè)置有物理開關(guān)，物理開關(guān)用來控制對接收端的控制電路供電，控制電路通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給發(fā)射端的無線接收模塊，發(fā)射端根據(jù)啟動訊號喚醒發(fā)射端進入工作狀態(tài)。本發(fā)明的無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法能夠?qū)﹄[藏式發(fā)射端和嵌入式發(fā)射端進行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸，同時減少用戶誤操作導(dǎo)致的安全問題，而且自動化程度較高。
【專利說明】無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線電能傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端 及其喚醒方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在無線電能傳輸系統(tǒng)中，為了避免能量損失，發(fā)射端在沒有接收端時，通常會處于 低能耗的待機狀態(tài)。當(dāng)發(fā)射端處于待機狀態(tài)時，若要啟動能量發(fā)射，通常需要將接收端放 置在發(fā)射端上，然后喚醒發(fā)射端，控制發(fā)射端啟動電能傳輸，但是若發(fā)射端是隱藏式或嵌入 式，可能無法從發(fā)射端進行喚醒，用戶使用起來非常不方便。
[0003] 而在傳統(tǒng)的無線電力傳輸系統(tǒng)中，啟動發(fā)射端發(fā)射電能通常是通過控制發(fā)射端來 完成，常見的方法有下列兩種：
[0004] 1.通過控制發(fā)射端物理開關(guān)進行喚醒，該方法較不智能，而且當(dāng)發(fā)射端是隱藏式 或嵌入式時，無法實現(xiàn)從發(fā)射端進行喚醒，對用戶使用來說非常不方便，若發(fā)射端上有金屬 時，用戶容易誤操作觸發(fā)發(fā)射端發(fā)射能量，有可能會造成火災(zāi)等安全事故。
[0005] 2.通過遙控器來控制發(fā)射端進行喚醒，該方法用戶使用雖較為方便，但自動化程 度較低，而且需要另外使用遙控器，在使用前后遙控器需要放在特定的位置，以防止遙控器 丟失。
[0006] 無線電能傳輸系統(tǒng)可以為感應(yīng)稱合電能傳輸系統(tǒng)，感應(yīng)稱合電能傳輸技術(shù) (Inductive Coupled Power Transfer)作為無線電能傳輸技術(shù)中的一種，簡稱為ICPT技 術(shù)，該技術(shù)通過電磁耦合以非接觸式方式向負(fù)載(接收端）傳遞電能的一項技術(shù)。
[0007] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。發(fā)射端11包含發(fā)射 端驅(qū)動電路111、無線接收模塊112以及發(fā)射端控制電路113,接收端12包含接收端驅(qū)動電 路121、無線接收模塊122以及接收端控制電路123。發(fā)射端驅(qū)動電路111包含整流濾波模 塊和半橋變換器模塊等，接收端驅(qū)動電路121包含整流濾波模塊和直流負(fù)載模塊等。如圖 1所示，感應(yīng)耦合電能傳輸過程為：在發(fā)射端驅(qū)動電路111將工頻交流電(如電壓為220V、頻 率為50Hz的交流電）經(jīng)過整流濾波模塊整流濾波后，再經(jīng)過半橋變換器模塊直接將直流電 轉(zhuǎn)化為高頻交流電提供給發(fā)射線圈115,以便在發(fā)射線圈115周圍產(chǎn)生高頻磁場。接收端驅(qū) 動電路121通過在接收線圈125的變化磁場中拾取能量，然后經(jīng)過整流濾波后提供給直流 負(fù)載。
[0008] 當(dāng)有接收端放置于發(fā)射端上時，用戶會接通發(fā)射端市電輸入端的物理開關(guān)，以啟 動發(fā)射端對接收端進行無線電能傳輸。但是當(dāng)發(fā)射端是隱藏式或嵌入式時，無法實現(xiàn)從發(fā) 射端進行喚醒，對用戶使用來說非常不方便，若發(fā)射端上有金屬時，用戶容易誤操作觸發(fā)發(fā) 射端發(fā)射能量，有可能會造成火災(zāi)等安全事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法，能夠?qū)﹄[藏 式發(fā)射端和嵌入式發(fā)射端進行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸。
[0010]為達此目的，本發(fā)明提供一種無線電能傳輸系統(tǒng)，包含發(fā)射端和接收端，
[0011] 所述接收端設(shè)置有物理開關(guān)，所述物理開關(guān)用來控制對所述接收端的控制電路供 電，所述接收端的控制電路通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述發(fā)射端的無線接收模 塊，所述發(fā)射端根據(jù)所述啟動訊號喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0012] 優(yōu)選地，所述接收端包含啟動電源，在接通所述物理開關(guān)時，則所述啟動電源對所 述接收端的控制電路供電。
[0013] 優(yōu)選地，在所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊對 接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所述接收端的控制電路供電。
[0014] 優(yōu)選地，所述發(fā)射端的市電輸入端直接連接至所述發(fā)射端的驅(qū)動電路。
[0015] 優(yōu)選地，所述無線電能傳輸系統(tǒng)為感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端，
[0017] 所述接收端設(shè)置有物理開關(guān)，所述物理開關(guān)用來控制對所述接收端的控制電路供 電，所述控制電路通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端的無 線接收模塊，用于喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0018] 優(yōu)選地，所述接收端包含啟動電源，在接通所述物理開關(guān)時，則所述啟動電源對所 述接收端的控制電路供電。
[0019] 優(yōu)選地，在所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊將 接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所述接收端的控制電路供電。
[0020] 優(yōu)選地，所述無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端為感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的接收端。
[0021] 本發(fā)明又提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端，所述發(fā)射端的市電輸入端直接 連接至所述發(fā)射端的驅(qū)動電路。
[0022] 本發(fā)明又提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，所述喚醒方法包含：
[0023] 響應(yīng)于在所述無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端中設(shè)置的物理開關(guān)的接通，對所述接收 端的控制電路供電；
[0024] 所述接收端的控制電路通過所述接收端的無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述無 線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端的無線接收模塊；
[0025] 所述發(fā)射端根據(jù)所述啟動訊號喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0026] 優(yōu)選地，在接通所述物理開關(guān)時，通過在所述接收端中設(shè)置的啟動電源對所述接 收端的控制電路供電。
[0027] 優(yōu)選地，在所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊將 接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所述接收端的控制電路供電。
[0028] 本發(fā)明的無線電能傳輸系統(tǒng)、接收端、發(fā)射端及其喚醒方法通過在接收端設(shè)置物 理開關(guān)，能夠?qū)﹄[藏式發(fā)射端和嵌入式發(fā)射端進行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸，同時減少用戶誤 操作導(dǎo)致的安全問題，而且自動化程度較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明提供的無線電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明提供的無線電能傳輸系統(tǒng)進行喚醒的控制流程圖。

【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033] 圖2是本發(fā)明提供的無線電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，本發(fā)明提供一 種無線電能傳輸系統(tǒng)，包含發(fā)射端21和接收端22,接收端22設(shè)置有物理開關(guān)224,物理開 關(guān)224用來控制對接收端的控制電路223 (例如單片機)供電，接收端22的控制電路223通 過無線發(fā)射模塊222發(fā)送啟動訊號給發(fā)射端的無線接收模塊212,發(fā)射端21根據(jù)啟動訊號 喚醒發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0034] 優(yōu)選地，接收端22包含啟動電源226,在接通物理開關(guān)時，則啟動電源226對接收 端的控制電路223供電。啟動電源226優(yōu)選為紐扣電池。在發(fā)射端21進入工作狀態(tài)開始 電能傳輸時，接收端22的轉(zhuǎn)換模塊對接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，即將強電轉(zhuǎn)換為弱電，為接 收端的控制電路223供電。這樣在進入工作狀態(tài)后，啟動電源226不再為接收端的控制電 路223供電，啟動電源226只在啟動瞬間消耗電能。
[0035] 進一步，發(fā)射端的市電輸入端直接連接至發(fā)射端的驅(qū)動電路211。由于在接收端 22設(shè)立物理開關(guān)224,所以在發(fā)射端的市電輸入端不需要再設(shè)立物理開關(guān)，而是直接連接 至發(fā)射端的驅(qū)動電路211。
[0036] 其中，無線電能傳輸系統(tǒng)可以為感應(yīng)稱合電能傳輸系統(tǒng)。
[0037] 本發(fā)明的發(fā)射端21包含發(fā)射端驅(qū)動電路211、無線接收模塊212以及發(fā)射端控制 電路213,接收端22包含接收端控制電路221、無線接收模塊222以及接收端控制電路223。 發(fā)射端驅(qū)動電路211包含整流濾波模塊和半橋變換器器模塊等，接收端驅(qū)動電路221包含 整流濾波模塊和直流負(fù)載模塊。如圖2所示，感應(yīng)耦合電能傳輸過程為：在發(fā)射器驅(qū)動電路 211中將工頻交流電經(jīng)過整流濾波模塊整流濾波后，再經(jīng)過半橋變換器模塊直接將直流電 轉(zhuǎn)化為高頻交流電提供給發(fā)射線圈215,以便在發(fā)射線圈215周圍產(chǎn)生高頻磁場。接收端驅(qū) 動電路221通過在接收線圈215的變化磁場中拾取能量，然后經(jīng)過整流濾波后提供給直流 負(fù)載。
[0038] 在發(fā)射端不放置接收端上時，發(fā)射端會一直處于待機狀態(tài)，待機功率通常小于3W， 在需要喚醒發(fā)射端對接收端進行電能傳輸時，將接收端放置在發(fā)射端上后，接通物理開關(guān) 啟動對接收端的控制電路供電，該控制電路上電后通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給發(fā)射 端的無線接收模塊，發(fā)射端根據(jù)接收到的啟動訊號進入工作狀態(tài)，然后進行電能傳輸直到 結(jié)束。
[0039] 其中，可以通過接通物理開關(guān)，則啟動電源(例如紐扣電池）對接收端的控制電路 供電。在發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，接收端將會產(chǎn)生工作電壓(例如15V)，接收 端的轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，即將強電轉(zhuǎn)換為弱電，為接收端的控制電路供電。 這樣在進入工作狀態(tài)后，啟動電源不再為接收端的控制電路供電，啟動電源只在啟動瞬間 消耗電量。
[0040] 本發(fā)明的無線電能傳輸系統(tǒng)通過在接收端設(shè)置物理開關(guān)，能夠?qū)﹄[藏式發(fā)射端和 嵌入式發(fā)射端進行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸，同時減少用戶誤操作導(dǎo)致的安全問題，而且自動 化程度較高。
[0041] 本發(fā)明還提供一種無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端22,接收端22設(shè)置有物理開關(guān) 224,物理開關(guān)224用來控制對接收端的控制電路223供電，該控制電路223通過無線發(fā)射 模塊222發(fā)送啟動訊號給發(fā)射端的無線接收模塊212,用于喚醒發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0042] 優(yōu)選地，接收端22包含啟動電源226,在接通物理開關(guān)時，則啟動電源對接收端的 控制電路223供電。啟動電源226優(yōu)選為紐扣電池。在發(fā)射端21進入工作狀態(tài)開始電能 傳輸時，接收端的轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，即將強電轉(zhuǎn)換為弱電，為接收端的控 制電路223供電。這樣在進入工作狀態(tài)后，啟動電源226不再為接收端的控制電路223供 電，啟動電源226只在啟動瞬間消耗電能。
[0043] 其中，無線電能傳輸系統(tǒng)可以為感應(yīng)稱合電能傳輸系統(tǒng)。
[0044] 本發(fā)明接收端進行喚醒的控制流程為：在接收端不放置在發(fā)射端上時，發(fā)射端會 一直處于待機狀態(tài)，待機功率通常小于3W，在需要喚醒發(fā)射端對接收端進行電能傳輸時，將 接收端放置在發(fā)射端上后，接通物理開關(guān)啟動接收端對控制電路供電，控制電路上電后通 過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給發(fā)射端的無線接收模塊，用于喚醒發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
[0045] 其中，可以通過接通物理開關(guān)224,則啟動電源226 (例如紐扣電池)對接收端的控 制電路223供電。在發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，接收端22將會產(chǎn)生工作電壓(例 如15V)，接收端的轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，即將強電轉(zhuǎn)換為弱電，為接收端的控 制電路223供電。這樣在進入工作狀態(tài)后，啟動電源226不再為接收端的控制電路223供 電，啟動電源226只在啟動瞬間消耗電量。
[0046] 本發(fā)明的無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端通過設(shè)置物理開關(guān)，能夠?qū)﹄[藏式發(fā)射端和 嵌入式發(fā)射端進行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸，同時減少用戶誤操作導(dǎo)致的安全問題，而且自動 化程度較高。
[0047] 本發(fā)明又提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端21，發(fā)射端21的市電輸入端直 接連接至發(fā)射端的驅(qū)動電路21。由于在接收端設(shè)立物理開關(guān)224用于喚醒發(fā)射端，所以在 發(fā)射端的市電輸入端不需要再設(shè)立物理開關(guān)，而是進行直接連接到發(fā)射端的驅(qū)動電路211。
[0048] 圖3是本發(fā)明提供的感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)進行喚醒的控制流程圖。如圖3所示， 本發(fā)明又提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，該喚醒方法包含：
[0049] 步驟301、響應(yīng)于在無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端中設(shè)置的物理開關(guān)的接通，對接收 端的控制電路供電。
[0050] 步驟302、接收端的控制電路通過接收端的無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給無線電 能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端的無線接收模塊。
[0051] 步驟303、發(fā)射端根據(jù)啟動訊號喚醒發(fā)射端進入工作狀態(tài)，然后開始電能傳輸。
[0052] 優(yōu)選地，在接通物理開關(guān)時，通過在接收端中設(shè)置的啟動電源對接收端的控制電 路供電。啟動電源優(yōu)選為紐扣電池。在發(fā)射端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，接收端的轉(zhuǎn)換 模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，即將強電轉(zhuǎn)換為弱電，為接收端的控制電路供電。這樣在進 入工作狀態(tài)后，啟動電源不再為接收端的控制電路供電，啟動電源只在啟動瞬間消耗電能。
[0053] 本發(fā)明的無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，能夠?qū)﹄[藏式發(fā)射端和嵌入式發(fā)射端進 行喚醒而實現(xiàn)電能傳輸，同時減少用戶誤操作導(dǎo)致的安全問題，而且自動化程度較高。
[0054] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種無線電能傳輸系統(tǒng)，包含發(fā)射端和接收端，其特征在于， 所述接收端設(shè)置有物理開關(guān)，所述物理開關(guān)用來控制對所述接收端的控制電路供電， 所述接收端的控制電路通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述發(fā)射端的無線接收模塊，所 述發(fā)射端根據(jù)所述啟動訊號喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端包含啟動電源， 在接通所述物理開關(guān)時，則所述啟動電源對所述接收端的控制電路供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在所述發(fā)射端進入工作狀 態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊對接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所述接收端的控 制電路供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端的市電輸入端 直接連接至所述發(fā)射端的驅(qū)動電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電能傳輸系統(tǒng)為 感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)。
6. -種無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端，其特征在于， 所述接收端設(shè)置有物理開關(guān)，所述物理開關(guān)用來控制對所述接收端的控制電路供電， 所述接收端的控制電路通過無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射 端的無線接收模塊，用于喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端，其特征在于，所述接收端包含 啟動電源，在接通所述物理開關(guān)時，則所述啟動電源對所述接收端的控制電路供電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端，其特征在于，在所述發(fā)射端進 入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所述接 收端的控制電路供電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端，其特征在于，所述無線電能傳 輸系統(tǒng)的接收端為感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的接收端。
10. -種無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端，其特征在于，所述發(fā)射端的市電輸入端直接連接 至所述發(fā)射端的驅(qū)動電路。
11. 一種無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，其特征在于，所述喚醒方法包含： 響應(yīng)于在所述無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端中設(shè)置的物理開關(guān)的接通，對所述接收端的 控制電路供電； 所述接收端的控制電路通過所述接收端的無線發(fā)射模塊發(fā)送啟動訊號給所述無線電 能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端的無線接收模塊； 所述發(fā)射端根據(jù)所述啟動訊號喚醒所述發(fā)射端進入工作狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，其特征在于，在接通所述 物理開關(guān)時，通過在所述接收端中設(shè)置的啟動電源對所述接收端的控制電路供電。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的喚醒方法，其特征在于，在所述發(fā)射 端進入工作狀態(tài)開始電能傳輸時，所述接收端的轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電能進行轉(zhuǎn)換，為所 述接收端的控制電路供電。
【文檔編號】H02J17/00GK104124766SQ201310156478
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】李聃, 龍海岸, 趙金華 申請人:海爾集團技術(shù)研發(fā)中心, 海爾集團公司