一种无线充电设备和无线充电系统

技术领域

本公开涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电设备和无线充电系统。

背景技术

目前，越来越多的电子设备采用无线充电方式进行充电。例如，手机、牙刷、剃须刀等均可以采用无线充电方式进行充电。

现有的无线充电设备在对受电设备进行无线充电的过程中，需要通过无线发射线圈与受电设备通信，严重影响充电效率。

发明内容

本公开提供一种无线充电设备和无线充电系统，以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提出一种无线充电设备，包括与充电管理芯片连接的第一线圈和第二线圈；其中，

所述无线充电设备通过所述第一线圈与受电设备的接收线圈通信传输通信信息，通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递，以通过传递的能量对所述受电设备充电。

进一步地，所述第一线圈包括单匝线圈；所述第二线圈包括由导线沿着圆周方向由内向外绕制的多圈线圈，所述多圈线圈的中心点处存在中空区域，所述第一线圈收容至所述中空区域。

所述充电管理芯片，用于在通过所述第二线圈感应到受电设备进入本设备的充电范围内时，进入等待响应状态，并在响应时间段内通过所述第一线圈接收到所述受电设备的响应消息时，确定与所述受电设备握手成功。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在确定与所述受电设备握手成功之后，基于所述响应消息携带的需求电流和需求电压，向所述第二线圈输出与所述需求电流和需求电压匹配的充电电流，以通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在充电过程中通过所述第一线圈接收来自所述受电设备的充电信息，并基于所述充电信息向所述第二线圈输出与所述充电信息匹配的充电电流，以通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在通过所述第一线圈接收到来自所述受电设备的终止指令时，停止向所述受电设备充电。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本公开提供的无线充电设备和无线充电系统，通过在无线充电设备中设置第一线圈和第二线圈，可令无线充电设备通过所述第一线圈与受电设备的接收线圈通信传输通信信息，通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递，以通过传递的能量对所述受电设备充电，使第二线圈仅传输能量，这样，不仅可提升充电效率，还能够减少因耦合弱导致的频繁断充的问题，可提高充电体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本公开根据一示例性实施例示出的一种无线充电设备的俯视图；

图2为本公开根据一示例性实施例示出的一种无线充电设备的工作原理图；

图3为本公开根据一示例性实施例示出的另一种无线充电设备的俯视图；

图4为本公开根据一示例性实施例示出的一种受电设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

无线充电的原理是在无线充电设备上设置发射线圈，在受电设备上设置接收线圈。发射线圈通过接入的交流电产生交变磁场，磁场的变化使接收线圈内产生感应电流，从而将能量从无线充电设备转移到受电设备。

现有的无线充电设备在对受电设备进行无线充电的过程中，需要通过发射线圈与受电设备通信，严重影响充电效率。

本公开提供一种无线充电设备和无线充电系统，以解决相关技术中通过发射线圈与受电设备通信时，充电效率低的问题。

下面给出几个具体的实施例，用以详细说明本公开的技术方案，下面这几个具体的实施例可以相互结合，相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不在赘述。

图1为本公开根据一示例性实施例示出的一种无线充电设备的俯视图。请参照图1，本实施例提供的无线充电设备，包括与充电管理芯片1连接的第一线圈2和第一线圈2，其中，所述无线充电设备通过所述第一线圈2与受电设备的接收线圈通信传输通信信息，通过所述第一线圈2向所述接收线圈进行能量传递，以通过传递的能量对所述受电设备充电。

具体的，所述充电管理芯片1，用于在通过所述第一线圈2接收到来自所述受电设备的充电信息时，基于所述充电信息控制本芯片的输出功率，以向所述第一线圈2输出与所述充电信息匹配的充电电流，以通过所述第一线圈2向所述接收线圈进行能量传递。

充电信息可以为需求充电电流和需求充电电压等，本实施例中，不对其进行限定。

具体的，有关充电管理芯片1的具体结构和工作原理可以参考相关技术中的描述，此处不再赘述。例如，一实施例中，充电管理芯片1可以包括控制单元、以及分别与控制器连接的调制解调单元和输出电路。

其中，第一线圈2可以与充电管理芯片1的调制解调单元连接。调制解调单元主要用于对通信信息进行调制和解调。例如，对第一线圈2接收到的来自受电设备的通信信息进行解调，进而将解调后的通信信息发送给控制单元。再例如，对控制单元下发的通信信息进行调制后，将调制后的通信信息通过第一线圈2发送出去。

进一步地，第一线圈2可以与输出电路连接。输出电路，主要用于在控制单元的控制下向第一线圈2输出充电电流，以通过第一线圈2向受电设备的接收线圈进行能量传递。

需要说明的是，有关控制器对输出电路的具体控制原理可以参见相关技术中的描述，此处不再赘述。例如，在无线充电设备获取到受电设备的需求充电电流和需求充电电压后，可计算得到充电功率，进而控制输出电路按照该充电功率向第一线圈2输出合适的充电电流。

具体的，第一线圈2和第一线圈2可以为各种形式的线圈。本实施例中，不对第一线圈2和第一线圈2的具体结构和具体形状进行限定。

例如，就结构而言，一实施例中，第一线圈2和/或第一线圈2的本体和两个接线端共面(线圈的本体和两个接线端大致在一个平面内)。再例如，另一实施例中，第一线圈2和/或第一线圈2的本体和两个接线端不共面。例如，第一线圈2可以为本体与接线端不共面的螺旋状线圈。

再例如，就形状而言，一实施例中，第一线圈2和/或第一线圈2可以为圆形线圈。另一实施例中，第一线圈2和/或第一线圈2可以为方形线圈。

需要说明的是，第一线圈2和第一线圈2可以在同一个水平平面(水平平面指与本设备上的受电设备支撑面平行的平面)内，或在不同的水平平面内。本实施例中，不对此进行限定。

图2为本公开根据一示例性实施例示出的一种无线充电设备的工作原理图。下面结合图2，对本公开提供的无线充电设备的工作原理进行介绍：

具体的，参照图2，通过在无线充电设备中设置第一线圈2和第一线圈2，这样，可通过第一线圈2与受电设备的接收线圈传输通信信息，通过第一线圈2与受电设备的接收线圈耦合，向受电设备的接收线圈进行能量传递。这样，不仅能提高充电效率，还能够减少因耦合弱导致的频繁断充的问题，提高充电体验。此外，通过独立于发射线圈的线圈来接收通信信息，还可增强无线充电设备对来自受电设备的通信信息的接收处理能力。

需要说明的是，通信信息可以包括握手阶段(握手成功后，无线充电设备开始向受电设备充电)的通信信息和充电过程中的通信信息。

下面结合图1和图2，对利用该无线充电设备对受电设备进行充电时的充电方法进行简单介绍：

具体的，所述充电管理芯片1，用于在通过所述第一线圈2感应到受电设备进入本设备的充电范围内时，进入等待响应状态，并在响应时间段内通过所述第一线圈接收到所述受电设备的响应消息时，确定与所述受电设备握手成功。

具体的，当受电设备放置在无线充电设备的充电范围内时，无线充电设备可通过第一线圈2感应到周围的磁场发生变化，此时，无线充电管理芯片1控制无线充电设备进入等待响应状态(握手阶段)；

进一步地，于此同时，受电设备同样可通过内部的接收线圈感应到周围的磁场发生变化。且受电设备在感应到周围的磁场发生变化时，会获取本设备的充电信息(例如，可以是需求充电电压和需求充电电流)，进而将携带充电信息的响应消息通过接收线圈传输给无线充电设备。

相应地，若无线充电设备在响应时间段内通过第一线圈2接收到来自受电设备的响应消息，则确定与受电设备握手成功，进而通过充电管理芯片1控制第一线圈2向受电设备传输能量，开始给受电设备进行充电(需要说明的是，在进入等待响应状态后，若在响应时间段内，接收到响应消息，则握手成功，无线充电设备基于响应消息携带的需求电压和需求电流开始向受电设备提供能量；否则，握手失败，无线充电设备不提供能量)。

需要说明的是，在整个充电过程中，无线充电设备会不断与受电设备通信，获知受电设备的充电信息，进而基于获取到的充电信息调整整个充电过程(例如，调整充电电流或充电电压等)。

即无线充电管理芯片1，还用于充电过程中通过所述第一线圈2接收来自所述受电设备的充电信息，并基于所述充电信息向所述第一线圈2输出与所述充电信息匹配的充电电流，以通过所述第一线圈2向所述接收线圈进行能量传递。

当然，在受电设备充满电后，其也会向无线充电设备发送一个终止指令，无线充电设备可通过第一线圈2接收该终止指令，进而停止向受电设备供电。

换言之，所述充电管理芯片1，还用于在通过所述第一线圈接收到来自所述受电设备的终止指令时，停止向所述受电设备充电。

本实施例提供的无线充电设备，通过在无线充电设备内设置第一线圈和第二线圈，使无线充电设备可利用第一线圈与受电设备的接收线圈通信传输通信信息，通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递，以通过传递的能量对所述受电设备充电，这样，不仅可提高充电效率，能够减少因耦合弱导致的频繁断充的问题，可提高充电体验。此外，还可增强无线充电设备对来自受电设备的通信信息的接收处理能力。

可选地，一实施例中，所述第一线圈2的中心点在本设备上的受电设备支撑面的投影点和所述第一线圈2的中心点在所述受电设备支撑面的投影点的距离可以小于预设阈值。

需要说明的是，预设阈值是根据实际需要设定的，本实施例中，不对预设阈值的具体值进行限定。

具体的，在第一线圈2的中心点在受电设备支撑面的投影点和所述第一线圈2的中心点在所述受电设备支撑面的投影点的距离可以小于预设阈值时，可保证第一线圈2和第一线圈2均能够与受电设备的接收线圈良好配合。即在第一线圈2与接收线圈耦合较强时，第一线圈2与接收线圈之间的通信能力也较强。

优选的，一实施例中，所述第一线圈2的中心点在受电设备支撑面的投影点和所述第一线圈2的中心点在所述受电设备支撑面的投影点重合。

图3为本公开根据一示例性实施例示出的另一种无线充电设备的俯视图。请参照图3，在上述实施例的基础上，本实施例提供的无线充电设备，所述第一线圈2包括单匝线圈；所述第一线圈2包括由导线沿着圆周方向由内向外绕制的多圈线圈，且所述多圈线圈在一个平面内。

具体的，第一线圈2可以为Sniffer线圈，其用来探测高频信号。

需要说明的是，通过上述设置，不仅可降低成本，还能减少硬件空间。

请继续参照图3，在图3所示示例中，所述第一线圈2的直径大于所述第一线圈2的直径，所述第一线圈2的中心点处包含中空区域，所述第一线圈2收容至所述中空区域。

具体的，通过将第一线圈收容至第一线圈的中空区域，可进一步减少硬件空间。

请进一步参照图3，一实施例中，当所述第一线圈2收容至所述中空区域时，所述第一线圈2的中心点与所述第一线圈2的中心点重合。

具体的，在第一线圈2的中心点和第一线圈2的中心点重合时，可保证第一线圈2和第一线圈2均能够与受电设备的接收线圈良好配合。

本公开的实施例还提出一种无线充电系统，包括前面所述的任一个无线充电设备和受电设备；其中，

所述无线充电设备通过第一线圈与所述受电设备的接收线圈通信传输通信信息，并通过第二线圈向所述接收线圈进行能量传递，以通过传递的能量对所述受电设备充电。

进一步地，所述第一线圈包括单匝线圈；所述第二线圈包括由导线沿着圆周方向由内向外绕制的多圈线圈，所述多圈线圈的中心点处存在中空区域，所述第一线圈收容至所述中空区域。

进一步地，所述充电管理芯片，用于在通过所述第二线圈感应到受电设备进入本设备的充电范围内时，进入等待响应状态，并在响应时间段内通过所述第一线圈接收到所述受电设备的响应消息时，确定与所述受电设备握手成功。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在确定与所述受电设备握手成功之后，基于所述响应消息携带的需求电流和需求电压，向所述第二线圈输出与所述需求电流和需求电压匹配的充电电流，以通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在充电过程中通过所述第一线圈接收来自所述受电设备的充电信息，并基于所述充电信息向所述第二线圈输出与所述充电信息匹配的充电电流，以通过所述第二线圈向所述接收线圈进行能量传递。

进一步地，所述充电管理芯片，还用于在通过所述第一线圈接收到来自所述受电设备的终止指令时，停止向所述受电设备充电。

图4是本公开根据一示例性实施例示出的一种受电设备的结构示意图。例如，该受电设备可以为手机等。

参照图4，受电设备400可以包括以下一个或多个组件：处理组件402，存储器404，电源组件406，多媒体组件408，音频组件410，输入/输出(I/O)的接口412，传感器组件414，以及通信组件416。

处理组件402通常控制受电设备400的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件402可以包括一个或多个处理器420来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件402可以包括一个或多个模块，便于处理组件402和其他组件之间的交互。例如，处理组件402可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件408和处理组件402之间的交互。

存储器404被配置为存储各种类型的数据以支持在受电设备400的操作。这些数据的示例包括用于在受电设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器404可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件406为受电设备400的各种组件提供电力。电源组件406可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为受电设备400生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件408包括在所述受电设备400和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件408包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当受电设备400处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件410被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件410包括一个麦克风(MIC)，当受电设备400处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器404或经由通信组件416发送。在一些实施例中，音频组件410还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口412为处理组件402和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件414包括一个或多个传感器，用于为受电设备400提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件414可以检测到受电设备400的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为受电设备400的显示器和小键盘，传感器组件414还可以检测受电设备400或受电设备400一个组件的位置改变，用户与受电设备400接触的存在或不存在，受电设备400方位或加速/减速和受电设备400的温度变化。传感器组件414可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件414还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件414还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件416被配置为便于受电设备400和其他设备之间有线或无线方式的通信。受电设备400可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，4G LTE、5G NR或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件416经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件416还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，受电设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述任一实施例所述的方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器404，上述指令可由受电设备400的处理器420执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。