本實(shí)用新型涉及無線充電技術(shù)，特別涉及一種無線充電裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無線充電(Wireless charge)，又稱作感應(yīng)充電、非接觸式感應(yīng)充電，是利用近場(chǎng)感應(yīng)，也就是電感耦合，由供電設(shè)備(充電器)將能量傳送至用電裝置，用電裝置使用接收到的能量對(duì)電池充電，并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導(dǎo)電接點(diǎn)外露。實(shí)現(xiàn)無線充電技術(shù)主要通過四種方式：電磁感應(yīng)式、磁場(chǎng)共振式、無線電波式、電場(chǎng)耦合式。電磁感應(yīng)式充電是在初級(jí)線圈形成一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。磁場(chǎng)共振充電由能量發(fā)送裝置和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。相比電磁感應(yīng)方式，利用共振可延長(zhǎng)傳輸距離。磁共振方式不同于電磁感應(yīng)方式，無需使線圈間的位置完全吻合。

對(duì)于具有無線充電功能的移動(dòng)電源，通常都只有無線發(fā)射功能，少數(shù)的移動(dòng)電源可以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)射功能，而可用于為用電裝置進(jìn)行無線充電，也可用于自身無線充電?，F(xiàn)有的具有無線充電功能的移動(dòng)電源，其通常是通過設(shè)置兩組線圈來分別實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收功能的，如在移動(dòng)電源的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置一組線圈，當(dāng)自身需充電時(shí)，將其接收線圈的一側(cè)與供電設(shè)備接觸，當(dāng)需要給用電裝置充電時(shí)，將其發(fā)射線圈的一側(cè)與用電裝置接觸。這樣一來，便會(huì)造成使用不便。此外，現(xiàn)有的無線充電通信采用的是backscatter調(diào)制方式，無線充電過程主要由用電裝置控制，供電裝置2被動(dòng)接受請(qǐng)求并處理，這導(dǎo)致在某些情況下，供電裝置2、移動(dòng)電源和用電裝置會(huì)同時(shí)進(jìn)行工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決上述問題，而提供一種將發(fā)射線圈與接收線圈設(shè)置成一體，并采用藍(lán)牙與受電裝置及供電裝置進(jìn)行通信而使三方無法同時(shí)進(jìn)行工作的無線充電裝置及系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種無線充電裝置，其特征在于，其包括第一線圈、用于與受電裝置和供電裝置進(jìn)行藍(lán)牙通信的第一藍(lán)牙模塊、用于儲(chǔ)存電能的儲(chǔ)電單元和第一處理模塊，所述第一處理模塊分別與所述第一線圈、第一藍(lán)牙模塊及儲(chǔ)電單元連接，其用于控制所述第一藍(lán)牙模塊與受電裝置或供電裝置建立藍(lán)牙通信而可通過所述第一線圈向受電裝置進(jìn)行供電或通過所述第一線圈接收來自供電裝置的電能而對(duì)所述儲(chǔ)電單元進(jìn)行充電。

該無線充電裝置具有至少兩種工作狀態(tài)，在第一種工作狀態(tài)下，其通過所述第一藍(lán)牙模塊與受電裝置進(jìn)行通訊而可通過所述第一線圈向受電裝置供電；在第二種工作狀態(tài)下，其通過所述第一藍(lán)牙模塊與供電裝置進(jìn)行通信而可通過所述第一線圈接收來自供電裝置的電能而對(duì)所述儲(chǔ)電單元進(jìn)行充電。

所述第一處理模塊包括第一控制單元和第一充放電單元，所述第一充放電單元包括諧振電路、整流電路、濾波和穩(wěn)壓電路、頻率產(chǎn)生電路，第一種工作狀態(tài)的放電電路包括所述儲(chǔ)電單元、所述頻率產(chǎn)生電路、所述諧振電路和所述第一線圈，所述儲(chǔ)電單元提供的電能依次經(jīng)所述頻率產(chǎn)生電路、諧振電路而通過第一線圈無線傳輸至受電裝置；第二種工作狀態(tài)的充電電路包括所述第一線圈、所述諧振電路、所述整流電路、所述濾波和穩(wěn)壓電路及所述儲(chǔ)電單元，所述第一線圈無線接收供電裝置的能量而產(chǎn)生電流，所述電流依次經(jīng)過所述整流電路、濾波和穩(wěn)壓電路而形成直流電輸入至所述儲(chǔ)電單元。

所述第一充放電單元還包括過沖過放保護(hù)電路，其分別與所述第一控制單元和儲(chǔ)電單元連接。

該無線充電裝置還包括可用于連接外部適配器為所述儲(chǔ)電單元進(jìn)行充電的第一充電接口和/或可用于連接數(shù)據(jù)線為所述受電裝置進(jìn)行充電的第二充電接口，所述第一充電接口和第二充電接口分別與所述第一處理模塊電連接。

該無線充電裝置還設(shè)有電力切換開關(guān)，所述電力切換開關(guān)用于控制第一種工作狀態(tài)的放電電路的通斷。

該無線充電裝置在默認(rèn)狀態(tài)下保持第二種工作狀態(tài)。

所述儲(chǔ)電單元為可充電電池。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還提供一種無線充電系統(tǒng)，其特征在于，其包括上述任一條所述的無線充電裝置、受電裝置和供電裝置，所述供電裝置設(shè)有用于發(fā)射的第二線圈、第二藍(lán)牙模塊和第二處理模塊，所述受電裝置設(shè)有用于接收的第三線圈、第三藍(lán)牙模塊和第三處理模塊，所述無線充電裝置的第一藍(lán)牙模塊可與所述第二藍(lán)牙模塊和第三藍(lán)牙模塊通訊，當(dāng)其與所述第二藍(lán)牙模塊配對(duì)時(shí)，所述供電裝置通過第二線圈使所述第一線圈產(chǎn)生電流而可對(duì)所述無線充電裝置充電；當(dāng)所述第一藍(lán)牙模塊與所述第三藍(lán)牙模塊配對(duì)時(shí)，所述無線充電裝置通過第一線圈使第三線圈產(chǎn)生電流而可對(duì)所述受電裝置充電。

當(dāng)在所述第一線圈的工作范圍內(nèi)出現(xiàn)物體時(shí)，所述無線充電裝置通過其第一藍(lán)牙模塊主動(dòng)發(fā)送詢問信息；當(dāng)所述受電裝置或供電裝置進(jìn)入第一線圈的工作范圍內(nèi)時(shí)，所述受電裝置或供電裝置被動(dòng)接受所述無線充電裝置的請(qǐng)求。

本實(shí)用新型的有益貢獻(xiàn)在于，其有效解決了上述問題。本實(shí)用新型通過將發(fā)射線圈和接收線圈設(shè)置成一體線圈，并利用藍(lán)牙模塊與受電裝置及供電裝置進(jìn)行通訊，從而使得受電裝置、供電裝置、無線充電裝置無法同時(shí)工作，進(jìn)而只能兩兩進(jìn)行工作，從而避免三方同時(shí)工作時(shí)造成的各種問題。本實(shí)用新型的無線充電裝置使用方便，功能實(shí)用，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，宜大力推廣。

【附圖說明】

圖1是本實(shí)用新型的無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的無線充電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的無線充電裝置為受電裝置充電的流程示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的供電裝置為無線充電裝置充電的流程示意圖。無線充電裝置1、第一線圈11、第一藍(lán)牙模塊12、儲(chǔ)電單元13、第一處理模塊14、第一控制單元141、第一充放電單元142、諧振電路1421、整流電路1422、濾波和穩(wěn)壓電路1423、頻率產(chǎn)生電路1424、過沖過放保護(hù)電路1425、第一充電接口15、電力切換開關(guān)16、第二充電接口17、供電裝置2、第二線圈21、第二藍(lán)牙模塊22和第二處理模塊 23、受電裝置3、第三線圈31、第三藍(lán)牙模塊32、第三處理模塊33。

【具體實(shí)施方式】

下列實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對(duì)本實(shí)用新型不構(gòu)成任何限制。

如圖1～圖4所示，本實(shí)用新型的無線充電系統(tǒng)包括受電裝置3、供電裝置2和無線充電裝置1。所述受電裝置3用于單向性的接收電能，其為被充電的設(shè)備，如手機(jī)、IPAD等任意需要進(jìn)行充電的設(shè)備。所述供電裝置2 用于單向性的提供電能，其用于為受電裝置3和/或本實(shí)用新型的無線充電裝置1進(jìn)行充電，其可以構(gòu)造成充電板、充電座等形式。所述無線充電裝置1既可用于為受電裝置3進(jìn)行無線充電，其自身設(shè)有儲(chǔ)電單元13還可通過供電裝置2進(jìn)行無線充電。本實(shí)用新型的無線充電裝置1的主要要點(diǎn)在于，其接收線圈和發(fā)射線圈設(shè)計(jì)為一體，其通過藍(lán)牙與受電裝置3及供電裝置2進(jìn)行通信，從而可有效避免受電裝置3、供電裝置2、無線充電裝置 1三方同時(shí)進(jìn)行工作。

具體的，本實(shí)用新型的無線充電裝置1包括第一線圈11、第一藍(lán)牙模塊 12、第一處理模塊14和儲(chǔ)電單元13。

所述第一線圈11既可用于發(fā)射，也可用于接收。

所述第一藍(lán)牙模塊12用于與受電裝置3和供電裝置2進(jìn)行藍(lán)牙通信，其可選用公知的藍(lán)牙模塊。

所述儲(chǔ)電單元13用于儲(chǔ)存電能，其可選用可充電電池，本實(shí)施例中，其為可充電鋰電池。

所述第一處理模塊14用于控制無線充電裝置1進(jìn)行充電或放電，使得無線充電裝置1可通過第一藍(lán)牙模塊12與受電裝置3或供電裝置 2建立藍(lán)牙配對(duì)后而可通過其第一線圈11向受電裝置3進(jìn)行供電，或通過其第一線圈11接收來自供電裝置2的電能而對(duì)所述儲(chǔ)電單元13 進(jìn)行充電。

本實(shí)用新型的無線充電裝置1具有至少兩種工作狀態(tài)，其第一種工作狀態(tài)為放電狀態(tài)，其通過所述第一藍(lán)牙模塊12與受電裝置3進(jìn)行通訊而可通過所述第一線圈11向受電裝置3進(jìn)行供電。第二種工作狀態(tài)為充電狀態(tài)，其通過所述第一藍(lán)牙模塊12與供電裝置2進(jìn)行通信而可通過所述第一線圈11接收來自供電裝置2的電能而對(duì)所述儲(chǔ)電單元 13進(jìn)行充電。進(jìn)一步的，其還可包括第三種工作狀態(tài)，第三種工作狀態(tài)為充電狀態(tài)，其可通過外部適配器而對(duì)所述儲(chǔ)電單元13進(jìn)行充電。進(jìn)一步的，其還可包括第四種工作狀態(tài)，該第四種工作狀態(tài)為放電狀態(tài)，其可通過數(shù)據(jù)線而為受電裝置3進(jìn)行充電。

所述第一處理模塊14包括第一控制單元141和第一充放電單元 142。

所述第一充放電單元142包括諧振電路1421、整流電路1422、濾波和穩(wěn)壓電路1423、頻率產(chǎn)生電路1424和過沖過放保護(hù)電路1425。

第一種工作狀態(tài)的放電電路包括所述儲(chǔ)電單元13、所述過沖過放保護(hù)電路1425、所述頻率產(chǎn)生電路1424、所述諧振電路1421和所述第一線圈11。所述儲(chǔ)電單元13用于提供電壓，所述過沖過放保護(hù)電路1425用于穩(wěn)壓保護(hù)，所述頻率產(chǎn)生電路1424用于為無線發(fā)射產(chǎn)生所需的頻率。所述諧振電路1421與所述第一線圈11形成諧振組合，其在第一種工作狀態(tài)下用于向受電裝置3無線傳輸能量。在一些實(shí)施例中，其可通過電磁感應(yīng)方式使受電裝置3的第三線圈31產(chǎn)生感應(yīng)電流。在一些實(shí)施例中，其可通過磁共振方式使受電裝置3獲得電能。本實(shí)施例中，優(yōu)選為電磁感應(yīng)方式。為便于描述，本實(shí)施例中，無線充電均以電磁感應(yīng)原理進(jìn)行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)性修改而形成采用磁共振原理進(jìn)行無線充電的技術(shù)方案。在第一種工作狀態(tài)下，儲(chǔ)電單元13提供直流電，電能通過第一線圈11而無線傳輸至受電裝置3。

所述第二種工作狀態(tài)的充電電路包括所述第一線圈11、所述諧振電路1421、所述整流電路1422、所述濾波和穩(wěn)壓電路1423、過沖過放保護(hù)電路1425和所述儲(chǔ)電單元13。所述第一線圈11和所述諧振電路1421形成諧振組合，其在第二種工作狀態(tài)下用于無線接收供電裝置 2的電能而使儲(chǔ)電單元13充電。所述整流電路1422、濾波和穩(wěn)壓電路 1423可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要而設(shè)置，或采用公知電路。在該第二種工作狀態(tài)下，第二線圈21通過與供電裝置2磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流依次經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓而形成直流電流，從而可用于為所述儲(chǔ)電單元13充電。

由于第一種工作狀態(tài)為放電狀態(tài)，其需向受電裝置3無線傳輸能量，其功耗較大，為避免電量損耗，本實(shí)用新型的無線充電裝置1還設(shè)有電力切換開關(guān)16。該電力切換開關(guān)16用于控制第一種工作狀態(tài)的放電電路的通斷，在默認(rèn)狀態(tài)下時(shí)，該電力切換開關(guān)16可設(shè)置成斷開狀態(tài)，放電電路不工作。相應(yīng)的，可將第二種工作狀態(tài)設(shè)置成默認(rèn)狀態(tài)，在默認(rèn)情況下，第二工作狀態(tài)的充電電路導(dǎo)通，該無線充電裝置1可通過供電裝置2對(duì)自身進(jìn)行無線充電。當(dāng)需使用本實(shí)用新型的無線充電裝置1對(duì)受電裝置3進(jìn)行充電時(shí)，可通過該電力切換開關(guān)16而導(dǎo)通所述放電電路。所述電力切換開關(guān)16與所述第一控制單元141及諧振電路1421連接。所述電力切換開關(guān)16既可是物理開關(guān)，也可是虛擬開關(guān)，其包括但不限于各種常見的按鍵開關(guān)、旋鈕開關(guān)等。

此外，在一些實(shí)施例中，本實(shí)用新型的無線充電裝置1還設(shè)有第一充電接口15，該第一充電接口15用于連接外部適配器為所述儲(chǔ)電單元13進(jìn)行充電。在一些實(shí)施例中，本實(shí)用新型的無線充電裝置1還設(shè)有第二充電接口17，該第二充電接口17用于連接數(shù)據(jù)線為所述受電裝置3進(jìn)行充電。在一些實(shí)施例中，所述無線充電裝置1可同時(shí)設(shè)有第一充電接口15和第二充電接口17，使得第一充電接口15用于連接外部適配器為所述儲(chǔ)電單元13進(jìn)行充電，第二充電接口17用于連接數(shù)據(jù)線為所述受電裝置3進(jìn)行充電。所述第一充電接口15和第二充電接口17分別與所述第一處理模塊14電連接。所述第一充電接口15、第二充電接口17的數(shù)量可根據(jù)需要而設(shè)置，其類型根據(jù)需要而設(shè)置，其包括但不限于Micro-USB、Lightning、Type-C類型的接口。

藉此，便形成了本實(shí)用新型的無線充電裝置1。

所述供電裝置2包括用于發(fā)射的第二線圈21、第二藍(lán)牙模塊22和第二處理模塊23。

所述第二處理模塊23包括第二控制單元和發(fā)射單元。所述發(fā)射單元可參考公知技術(shù)，其包括頻率產(chǎn)生電路和諧振電路。

所述受電裝置3包括用于接收的第三線圈31、第三藍(lán)牙和第三處理模塊33。在一些實(shí)施例中，所述受電裝置3還可設(shè)有用于與所述第二充電接口17連接數(shù)據(jù)線進(jìn)行充電的充電接口。

所述第三處理模塊33包括第三控制單元和接收單元。所述接收單元可參考公知技術(shù)，其包括諧振電路、整流電路、濾波和穩(wěn)壓電路等。

本實(shí)用新型的無線充電裝置1及系統(tǒng)在使用無線充電功能時(shí)，其按照以下方式進(jìn)行工作：

本實(shí)用新型的無線充電裝置1作為主動(dòng)方，受電裝置3和供電裝置 2為被動(dòng)方。在一些實(shí)施例中，當(dāng)在無線充電裝置1的第一線圈11的工作范圍內(nèi)出現(xiàn)物體時(shí)，所述無線充電裝置1的第一藍(lán)牙模塊12開啟，該第一藍(lán)牙模塊12向?qū)Ψ桨l(fā)射詢問信息。在一些實(shí)施例中，所述無線充電裝置1的第一藍(lán)牙模塊12默認(rèn)開啟，當(dāng)在無線充電裝置1的第一線圈11的工作范圍內(nèi)出現(xiàn)物體時(shí)，所述第一藍(lán)牙模塊12向?qū)Ψ桨l(fā)射詢問信息。當(dāng)?shù)谝凰{(lán)牙模塊12未接收到對(duì)方預(yù)設(shè)方式反饋時(shí)，如在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收對(duì)方到回復(fù)時(shí)，所述第一藍(lán)牙模塊12自動(dòng)關(guān)閉，等待下一次檢測(cè)。若第一藍(lán)牙模塊12接收到反饋信號(hào)，第一處理模塊14則根據(jù)反饋信號(hào)的不同而執(zhí)行不同的指令：

若出現(xiàn)在第一線圈11工作范圍的物體為受電裝置3，當(dāng)?shù)谝凰{(lán)牙模塊12向受電裝置3發(fā)射詢問信息時(shí)，受電裝置3通過其第三藍(lán)牙模塊 32而接收到該詢問信息，所述第三處理模塊33回復(fù)受電裝置3是否需要充電的信息。當(dāng)需要充電時(shí)，所述第三藍(lán)牙模塊32向第一藍(lán)牙模塊12發(fā)送充電請(qǐng)求信息，兩者完成配對(duì)。此時(shí)，所述無線充電裝置1 進(jìn)入第一工作狀態(tài)，其放電電路導(dǎo)通，無線充電裝置1向受電裝置3 供電，無線充電裝置1的儲(chǔ)電單元13提供的電能通過第一線圈11無線傳輸至受電裝置3而對(duì)受電裝置3充電。當(dāng)受電裝置3充電完成時(shí)，第三藍(lán)牙模塊32發(fā)送充電完成信息至第一藍(lán)牙模塊12，此時(shí)無線充電裝置1停止向受電裝置3供電。

若出現(xiàn)在第一線圈11工作范圍的物體為供電裝置2時(shí)，當(dāng)?shù)谝凰{(lán)牙模塊12向供電裝置2發(fā)射詢問信息時(shí)，供電裝置2通過其第二藍(lán)牙模塊22而接收到該詢問信息，所述第三處理模塊33回復(fù)供電信息，其通過第二藍(lán)牙模塊22而將供電信息發(fā)送至第一藍(lán)牙模塊12。當(dāng)?shù)谝凰{(lán)牙模塊12接收到該信息時(shí)，其將該信息發(fā)送至第一處理模塊14，使第一藍(lán)牙模塊12與第二藍(lán)牙模塊22實(shí)現(xiàn)配對(duì)。配對(duì)成功后，供電裝置2通過其第二線圈21無線傳送電能，無線充電裝置1通過第一線圈11接收而產(chǎn)生電流，從而為無線充電裝置1的儲(chǔ)電單元13進(jìn)行充電。當(dāng)儲(chǔ)電單元13充電完成時(shí)，該無線充電裝置1通過第一藍(lán)牙模塊 12向供電裝置2發(fā)送充電完成信息而使得供電裝置2停止供電。

當(dāng)本實(shí)用新型的無線充電裝置1及系統(tǒng)不使用無線充電功能時(shí)，所述無線充電裝置1可通過在第一充電接口15處連接外部適配器而為其儲(chǔ)電單元13進(jìn)行充電。當(dāng)無線充電裝置1的儲(chǔ)電單元13余有電量時(shí)，可通過在第二充電接口17處連接數(shù)據(jù)線而為所述受電裝置充電。

盡管通過以上實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了揭示，但是本實(shí)用新型的范圍并不局限于此，在不偏離本實(shí)用新型構(gòu)思的條件下，以上各構(gòu)件可用所屬技術(shù)領(lǐng)域人員了解的相似或等同元件來替換。