[发明专利]无线充电装置及充电方法

说明书

一种无线充电装置，包括设有内空间的外壳、固定于所述内空间底部的环形轨道、安装于所述环形轨道的圆心位置处的驱动电机、沿所述环形轨道在径向方向向外设置的径向轨道、可绕所述环形轨道做环形转动且可在所述径向轨道沿径向移动的发射线圈、连接所述发射线圈与驱动电机的径向连杆及微控制器，所述驱动电机驱动所述发射线圈沿所述环形轨道及径向轨道移动寻找与待充电设备的最佳耦合位置；本申请还提供一种无线充电方法。

技术领域

本申请涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电装置及充电方法。

背景技术

WPC或Qi协议的无线充电技术是基于近场磁感应方式，将能量从初级线圈感应到次级线圈，从而达到无线电力传输的目的。为提高无线充电的系统效率，通常要求发射端和接收端的线圈必须尽可能对准并贴紧。虽然基于Airfuel协议的无线充电不要求完全对准，但是将导致充电效率大幅下降。因此，无论是WPC或Airfuel都希望尽可能对准线圈以提高系统效率。无线充电设备通常受限于空间或线圈尺寸，在实际使用时空间自由度比较低，影响用户的无线充电体验。

目前，主要有两种提高空间自由度的技术方式。其一，发射端采用多线圈组合的方式。该方式受限于线圈的数目，过多的线圈将导致成本提高并且效率会降低。同时，在切换线圈或控制方面变得很复杂。反之，过少的线圈空间自由度扩展有限，意义不大。另一种，发射端采用单线圈移动方式。该方式通过在充电设备基座内部，内置横轴(X轴)和纵轴(Y轴)导轨及步进电机。通过微控制器控制线圈移动靠近或对准待充电设备。由于需要内置两套独立的导轨和电机设备，提高了整体设备的成本以及控制复杂度。

发明内容

鉴于此，本申请提供了一种无线充电装置及无线充电方法，以在降低线圈数目的情况下，简化硬件结构，降低控制复杂度及成本，极大地提高无线充电装置的空间自由度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种无线充电装置，包括设有内空间的外壳、固定于所述内空间底部的环形轨道、安装于所述环形轨道的圆心位置处的驱动电机、沿所述环形轨道在径向方向向外设置的径向轨道、可绕所述环形轨道做环形转动且可在所述径向轨道沿径向移动的发射线圈、连接所述发射线圈与驱动电机的径向连杆及微控制器，所述驱动电机驱动所述发射线圈沿所述环形轨道及径向轨道移动寻找与待充电设备的最佳耦合位置。

优选地，所述发射线圈为单线圈，即仅需一个线圈即可，所述发射线圈的半径为r₁。

优选地，所述内空间包括以环形轨道圆心为圆心的留置区及以环形轨道圆心为圆心的充电覆盖区，所述留置区的半径为r_d，所述充电覆盖区的半径大于r_d+2r₁。

优选地，所述驱动电机的转动直接驱动所述径向连杆带动所述发射线圈在所述环形轨道上转动，所述驱动电机还通过离合装置分时驱动所述发射线圈在所述径向轨道上径向移动。

优选地，所述驱动电机包括通过所述径向连杆驱动所述发射线圈在环形轨道上转动的第一驱动电机及驱动所述发射线圈在所述径向轨道移动的第二驱动电机。

优选地，所述径向轨道与所述环形轨道一体设置，若干个径向轨道等距离设置于所述环形轨道外侧。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种采用上述无线充电装置的无线充电方法，包括如下步骤：

S10、实时检测是否有待充电设备，若检测到有待充电设备，则发送充电指示信号给微控制器；

S20、微控制器接收到充电指示信号后，微控制器控制发射线圈与待充电设备建立连接；

S30、获取当前发射线圈的充电效率值，将获取的充电效率值与预设值进行比较：当充电效率值高于预设值时，所述发射线圈在当前位置持续为待充电设备充电；当充电效率值低于预设值时，移动发射线圈在环形轨道上的位置直至当前充电效率值高于预设值止；