電子裝置及其無線供電系統、無線供電方法
2023-05-17 02:03:26 2
專利名稱：電子裝置及其無線供電系統、無線供電方法
技術領域：
本發明涉及無線供電技術，且特別是一種採用無線供電的電子裝置以及該電子裝置使用的無線供電系統及無線供電方法。
背景技術：
電視機等家用電子裝置從電源獲取電力，通常需要通過導體之間直接接觸來實現。因此，電子裝置在使用電源時，例如使用交流電源，需要有一條電源線與電源相連，然而由於電源線的限制，使得電視機等家用電子裝置的放置位置受限，給使用者帶來很大的不便。目前，一種利用磁耦合共振來進行電力傳輸的無線供電技術被提出，其利用非輻射性磁耦合，也即兩個相同頻率的諧振物體產生很強的相互耦合，採用單層線圈共同組成諧振迴路，不會發射電磁波，減少能量浪費。當使用纏繞了 5圈粗銅線作為天線的線圈，在進行2米傳輸時效率約為40%，距離為1米時效率可高達約90%，其將是一種應用非常廣泛的無線供電技術。因此，如能將此種無線供電技術應用於各種電子裝置，例如電視機等家用電子裝置，將會給使用者提供非常大的便利性，而且能到高效電力供給以及低電磁幹擾等目的。在保證安全的前提下，無線供電方式將有效解決房間布線繁亂、家電位置固定、居室牆面被插座破壞等問題，為人們的生活提供更多的便利。與此同時，無線供電還能大量節省布線所用的銅、塑料、橡膠等材料，節約資源，減少汙染，低碳環保。然而，現如今，上述無線供電電源設備在電視等電子裝置中的應用還存在一系列問題有待解決，比如，無線供電電源與電子設備的接駁穩定性等問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種適用於電子裝置的無線供電系統，其具有電力檢測功能。本發明的另一目的在於提供一種電子裝置，其可工作在無線供電模式且具有電力檢測功能。本發明的再一目的在於提供一種適用於電子裝置的無線供電方法。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。本發明實施例提出的一種電子裝置，其包括內部功能電路及無線供電系統。無線供電系統包括無線電力發射端、無線電力接收端及電源檢測單元。無線電力發射端包括電性耦接的發射端控制模塊和發射端供電模塊。無線電力接收端從發射端供電模塊無線接收電力。電源檢測單元包括依次電性耦接的電力檢測模塊、處理器及報警模塊，處理器還與內部功能電路電性耦合。電力檢測模塊檢測無線電力接收端的電力參數，處理器以此電力參數與內建的預設範圍作比較，當此電力參數位於該預設範圍時，處理器則將無線電力接收端的電壓輸出至內部功能電路；當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，處理器則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊。在本發明的一實施例中，電源檢測單元還包括與處理器電性耦接的控制調節模塊，當無線電力接收端的電力參數超出預設範圍時，處理器還產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據此調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。在本發明的一實施例中，發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力的方式是通過調整發射端控制模塊的輸入電流，以調整發射端控制模塊的發射耦合線圈的諧振頻率。在本發明的一實施例中，發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力的方式是調整發射端控制模塊的輸入電壓，以調整發射端控制模塊的諧振幅度，但不以此為限。在本發明的一實施例中，報警模塊在發射端供電模塊自動調整供電電力時，顯示提示信息或發出提示音。在本發明的一實施例中，報警模塊包括顯示單元、語音單元或二者之和。在本發明的一實施例中，報警模塊的語音單元為蜂鳴器。在本發明的一實施例中，電子裝置還包括備用電源，此備用電源與內部功能電路及處理器電性耦合，當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，處理器還產生電力切換信號，並將該電力切換信號輸出至發射端控制模塊及備用電源，以使發射端控制模塊關閉發射端供電模塊，並連通備用電源。在本發明的一實施例中，備用電源是電子裝置的內部蓄電池，或是可供市電輸入的交流輸入電路。本發明實施例提出的一種無線供電系統，其包括無線電力發射端、無線電力接收端及電源檢測單元。無線電力發射端包括電性耦接的發射端控制模塊和發射端供電模塊。 無線電力接收端從發射端供電模塊無線接收電力。電源檢測單元包括依次電性耦接的電力檢測模塊、處理器及報警模塊，處理器還與內部功能電路電性耦合。電力檢測模塊檢測從無線電力接收端接收到的工作電壓，處理器以此工作電壓與內建的預設工作電壓範圍作比較，當此工作電壓位於該預設工作電壓範圍時，處理器則將此工作電壓輸出至內部功能電路；當無線電力接收端輸出的工作電壓超出該預設工作電壓範圍時，處理器則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊。在本發明的一實施例中，電源檢測單元還包括與處理器電性耦接的控制調節模塊，當無線電力接收端輸出的工作電壓超出此預設工作電壓範圍時，處理器還產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據此調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。本發明實施例提出的一種無線供電方法，其包括步驟一無線電力接收端與一無線電力發射端感應產生一無線電力；一電源檢測單元檢測無線電力接收端的電力參數；及將此電力參數與內建的預設範圍作比較，當此電力參數位於該預設範圍時，則將無線電力接收端的該無線電力作為工作電壓輸出至電子裝置的內部電路；當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊。在本發明的一實施例中，當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，所述無線供電方法還包括步驟產生一調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據該調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。本發明實施例透過對無線供電系統輸出的電力進行檢測，並根據檢測結果對無線供電系統的無線電力輸出進行相應的自動調整，同時，還會切換電源模式及發出報警信息， 使得電子裝置能夠最大限度地工作在正常狀態，提高無線供電電源與電子裝置的接駁穩定性，有利於電子裝置的正常運作，達成高效穩定的電力供給之目的。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1是本發明一較佳實施例的電子裝置的結構框圖
圖2是本發明另一較佳實施例的電子裝置的結構圖
100、200 電子裝置10 無線供電系統
11 無線電力發射端111 發射端控制模塊
112:發射端供電模塊12:無線電力接收端
13:電源檢測單元131電力檢測模塊
132 處理器133 報警模塊
134 控制調節模塊20 市電電源
30 內部電路40 備用電源
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電子裝置以及無線供電系統其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。請參閱圖1，其示出相關於本發明第一實施例的電子裝置的結構框圖。如圖1所示，電子裝置100除無線供電系統10之外，還包括內部電路30，此內部電路30為電子裝置 100的內部功能電路，例如音視頻處理電路等。電子裝置100在無線供電模式下，由無線供電系統10提供電源電力並輸入至電子裝置100的內部電路30，以向電子裝置100提供工作電壓。電子裝置100例如是電視機，但不以此為限。具體地，無線供電系統10包括無線電力發射端11、無線電力接收端12及電源檢測單元13。其中，無線電力發射端11可通過插頭及插座形式連接至外部電源，在本實施例中，此外部電源為市電電源20，但本發明中此連接方式不受限制。無線電力發射端11包括電性耦接的發射端控制模塊111和發射端供電模塊112。無線電力發射端11電性耦接至市電電源20，以接收市電電壓，並將其經處理後透過發射端供電模塊112的發射耦合線圈(未繪示)與無線電力接收端12的接收耦合線圈(未繪示)共振耦合，從而將電力傳輸至無線電力接收端12。無線電力接收端12則將接收耦合線圈的感應電壓轉換成工作電壓，並將工作電壓經電源檢測單元13進一步輸出至內部電路30。在本發明的較佳實施例中，無線電力接收端12將感應電壓轉換成工作電壓的過程包括對感應電壓作交流-直流的電壓轉換、穩壓、 降壓等過程，但均不以此為限。電源檢測單元13包括電力檢測模塊131、處理器132、報警模塊133及控制調節模塊134。其中，電力檢測模塊131、處理器132、報警模塊133依次電性耦合。同時，處理器 132與控制調節模塊134及內部電路30電性耦合。報警模塊133可進一步包括顯示單元 (未繪示)、語音單元(未繪示)或者二者之和。其中，上述顯示單元可為電子裝置100的顯示屏，語音單元可為蜂鳴器。電力檢測模塊131檢測無線電力接收端12的電力參數(如工作電壓、電流等)， 處理器132以此電力參數與內建的預設範圍作比較。在本實施例中，該電力參數以電壓為例進行說明，但本發明不以此為限。在本實施例中，電力檢測模塊131檢測無線電力接收端 12的工作電壓，處理器132以此工作電壓與內建的預設工作電壓範圍作比較。當此工作電壓位於該預設工作電壓範圍時，處理器132則將此工作電壓輸出至內部電路30。反之，當無線電力接收端12輸出的工作電壓小於或大於該預設工作電壓範圍內的電壓數值時，處理器132則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊133。同時，處理器132產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊134。控制調節模塊134根據此調節信號發出控制信號至無線電力接收端12及發射端控制模塊111。發射端控制模塊111控制發射端供電模塊 112調整供電電力。本發明的較佳實施例中，發射端控制模塊111控制發射端供電模塊112 調整供電電力的方式可以是通過調整發射端控制模塊111的輸入電流，以調整發射端控制模塊111的發射耦合線圈的諧振頻率，或是調整發射端控制模塊111的輸入電壓，以調整發射端控制模塊112的諧振幅度，但不以此為限。發射端供電模塊112的發射耦合線圈與無線電力接收端12的接收耦合線圈在調節後再共振耦合，從而向電力檢測模塊131輸入調節後的工作電壓，從而實現無線電力的自動調整。在此自動調整過程中，報警模塊133的顯示單元可以顯示「無線電力自動調整中，請稍候」的信息，當然，信息內容不以此為限。亦或，報警模塊133的語音單元可以發出一個預定的聲音來提示使用者。進一步地，如果自動調整失敗，電子裝置100則自動關機。請參閱圖2，其繪示相關於本發明第二較佳實施例的電子裝置的結構框圖。如圖2 所示，本發明第二較佳實施例的電子裝置200除無線供電系統10之外，還包括內部電路30 和備用電源40，備用電源40與內部電路30電性耦合。電子裝置200在無線供電模式下，由無線供電系統10提供電源電力並輸入至電子裝置200的內部電路30，以向電子裝置200提供工作電壓。電子裝置100例如是電視機，但不以此為限。此內部電路30為電子裝置100 的內部功能電路，例如音視頻處理電路等。具體地，無線供電系統10包括無線電力發射端11、無線電力接收端12及電源檢測單元13。其中，無線電力發射端11可通過插頭及插座形式連接至市電電源20，在本發明中此連接方式不受限制。無線電力發射端11包括電性耦接的發射端控制模塊111和發射端供電模塊112。無線電力發射端11電性耦接至市電電源20，以接收市電電壓，並將其經處理後透過發射端供電模塊112的發射耦合線圈(未繪示)與無線電力接收端12的接收耦合線圈(未繪示)共振耦合，從而將電力傳輸至無線電力接收端12。
無線電力接收端12則將接收耦合線圈的感應電壓轉換成工作電壓，並將工作電壓經電源檢測單元13進一步輸出至內部電路30。在本發明的較佳實施例中，無線電力接收端12將感應電壓轉換成工作電壓的過程包括對感應電壓作交流-直流的電壓轉換、穩壓、 降壓等過程，但均不以此為限。電源檢測單元13包括依次電性耦合的電力檢測模塊131、處理器132及報警模塊 133。同時，處理器132與內部電路30及備用電源40電性耦合。報警模塊133可進一步包括顯示單元(未繪示)、語音單元(未繪示)或者二者之和。其中，上述顯示單元可為電子裝置100的顯示屏，語音單元可為蜂鳴器。無線電力接收端12則將接收耦合線圈的感應電壓轉換成工作電壓，並將工作電壓經電源檢測單元13進一步輸出至內部電路30。在本發明的較佳實施例中，無線電力接收端12將感應電壓轉換成工作電壓的過程包括對感應電壓作交流-直流的電壓轉換、穩壓、 降壓等過程，但均不以此為限。電源檢測單元13包括電力檢測模塊131、處理器132、報警模塊133及控制調節模塊134。其中，電力檢測模塊131、處理器132、報警模塊133依次電性耦合。同時，處理器 132與控制調節模塊134及內部電路30電性耦合。報警模塊133可進一步包括顯示單元 (未繪示)、語音單元(未繪示)或者二者之和。其中，上述顯示單元可為電子裝置100的顯示屏，語音單元可為蜂鳴器。電力檢測模塊131檢測從無線電力接收端12接收到的工作電壓，處理器132以此工作電壓與內建的預設工作電壓範圍作比較。當此工作電壓位於該預設工作電壓範圍時， 處理器132則將此工作電壓輸出至內部電路30。反之，當無線電力接收端12輸出的工作電壓小於或大於該預設工作電壓範圍內的電壓數值時，處理器132則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊133。同時，處理器132產生電力切換信號，並將電力切換信號輸出至發射端控制模塊111及備用電源40，以使發射端控制模塊111關閉發射端供電模塊112， 同時，連通備用電源40，即切換至備用電源40為電子裝置200供電。在本發明的較佳實施例中，備用電源40例如是電子裝置200的內部蓄電池，或是可供市電輸入的交流輸入電路。若備用電源40是內部蓄電池，在此過程中，報警模塊133 的顯示單元可以顯示「無線電力異常，請調整」的信息，以提示使用者手動調整無線供電系統的無線電力發射端，當然，信息內容不以此為限。亦或，報警模塊133的語音單元可以發出一個預定的聲音來提示使用者。若內部蓄電池持續一個預設時間，無線電力供電系統仍未恢復正常，則報警模塊133的顯示單元可以顯示「無線電力異常，請關機」的信息，以提示使用者關掉電子裝置200。當然，報警模塊133的語音單元也可發出一個預定的聲音來提示使用者。若備用電源40是可供市電輸入的交流輸入電路，在此過程中，報警模塊133的顯示單元可以顯示「無線電力異常，請切換電源」的信息，以提示使用者手動將電子裝置200 切換至市電交流供電模式。上述的電力異常可以是耦合共振出現問題導致電壓不穩定或低於正常工作電壓， 或者是電壓受環境影響而產生突變。可以理解，上述報警模塊133也可以包括有指示燈，在電力異常時，通過指示燈閃爍的方式進行報警。
另外，本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例中的無線供電系統的發射端供電模塊112與無線電力接收端12之間並不限於採用磁耦合共振方式來傳輸電力，其也可採用其他無線耦合方式(例如電磁感應)來實現電力傳輸。本發明還提供一種無線供電方法，其包括步驟提供一無線電力發射端11，其包括電性耦接的發射端控制模塊111和發射端供電模塊111 ；提供一無線電力接收端12，與發射端供電模塊111感應產生無線電力；及提供一電源檢測單元13，該電源檢測單元13包括依次電性耦接的電力檢測模塊131、處理器132及報警模塊133，該電力檢測模塊13檢測無線電力接收端12的電力參數，處理器132以此電力參數與內建的預設範圍作比較，當此電力參數位於該預設範圍時，處理器132則將無線電力接收端12的此無線電力作為工作電壓輸出至電子裝置的內部電路30;當無線電力接收端12的電力參數超出該預設範圍時，處理器132則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊133。此外，當無線電力接收端12的電力參數超出該預設範圍時，所述無線供電方法還包括步驟處理器132產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊134，控制調節模塊134根據該調節信號發出控制信號至發射端控制模塊111，以使發射端控制模塊111控制發射端供電模塊112自動調整供電電力。綜上所述，本發明實施例透過對無線供電系統輸出的電力進行檢測，並根據檢測結果對無線供電系統的無線電力輸出進行相應的自動調整，同時，還會切換電源模式及發出報警信息，使得電子裝置能夠最大限度地工作在正常狀態，提高無線供電電源與電子裝置的接駁穩定性，有利於電子裝置的正常運作，達成高效穩定的電力供給之目的。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種電子裝置，其包括一內部功能電路，其特徵在於該電子裝置進一步包括一無線供電系統，該無線供電系統包括無線電力發射端，包括發射端控制模塊和包含一發射耦合線圈的發射端供電模塊，該發射端控制模塊和發射端供電模塊電性耦接；無線電力接收端，從發射端供電模塊以無線形式接收電力；及電源檢測單元，該電源檢測單元包括依次電性耦接的電力檢測模塊、處理器及報警模塊，電力檢測模塊檢測無線電力接收端的電力參數，若處理器判斷此電力參數超出預設範圍，則產生一警告信號，並將該警告信號輸出至報警模塊。
2.根據權利要求1所述的電子裝置，其特徵在於該電源檢測單元還包括與處理器電性耦接的控制調節模塊，當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，處理器還產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據該調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。
3.根據權利要求2所述的電子裝置，其特徵在於該發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力的方式是通過調整發射端控制模塊的輸入電流，以調整發射端供電模塊的發射耦合線圈的諧振頻率。
4.根據權利要求2所述的電子裝置，其特徵在於該發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力的方式是通過調整發射端控制模塊的輸入電壓，以調整發射端供電模塊的諧振幅度。
5.根據權利要求2所述的電子裝置，其特徵在於該報警模塊在發射端供電模塊自動調整供電電力時，顯示提示信息或發出提示音。
6.根據權利要求1所述的電子裝置，其特徵在於該報警模塊包括顯示單元、語音單元或二者之和。
7.根據權利要求6所述的電子裝置，其特徵在於該報警模塊的語音單元包括蜂鳴器。
8.根據權利要求1所述的電子裝置，其特徵在於該電子裝置還包括一備用電源，該備用電源與內部功能電路及處理器電性耦合，當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，處理器還產生電力切換信號，並將該電力切換信號輸出至發射端控制模塊及備用電源， 以使發射端控制模塊關閉發射端供電模塊，並連通備用電源。
9.根據權利要求6所述的電子裝置，其特徵在於該備用電源是電子裝置的內部蓄電池，或是可供市電輸入的交流輸入電路。
10.一種無線供電系統，包括無線電力發射端，包括電性耦接的發射端控制模塊和發射端供電模塊；無線電力接收端，從發射端供電模塊無線接收電力；及電源檢測單元，該電源檢測單元包括依次電性耦接的電力檢測模塊、處理器及報警模塊，處理器還與內部功能電路電性耦合，電力檢測模塊檢測從無線電力接收端接收到的工作電壓，處理器以此工作電壓與內建的預設工作電壓範圍作比較，當此工作電壓位於該預設工作電壓範圍時，處理器則將此工作電壓輸出至內部功能電路；當無線電力接收端輸出的工作電壓超出該預設工作電壓範圍時，處理器則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊。
11.根據權利要求10所述的無線供電系統，其特徵在於該電源檢測單元還包括與處理器電性耦接的控制調節模塊，當無線電力接收端輸出的工作電壓超出該預設工作電壓範圍時，處理器還產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據該調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。
12.一種無線供電方法，其包括步驟一無線電力接收端與一無線電力發射端感應產生一無線電力；一電源檢測單元檢測無線電力接收端的電力參數；及將此電力參數與內建的預設範圍作比較，當此電力參數位於該預設範圍時，則將無線電力接收端的該無線電力作為工作電壓輸出至電子裝置的內部電路；當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，則產生警告信號，並將警告信號輸出至報警模塊。
13.根據權利要求12所述的無線供電方法，其特徵在於當無線電力接收端的電力參數超出該預設範圍時，所述無線供電方法還包括步驟產生調節信號，並將調節信號輸出至控制調節模塊，控制調節模塊根據該調節信號發出控制信號至發射端控制模塊，以使發射端控制模塊控制發射端供電模塊自動調整供電電力。
全文摘要
本發明提供一種電子裝置以及其使用的無線供電系統及無線供電方法。電子裝置包括內部功能電路及無線供電系統。無線供電系統包括無線電力發射端、無線電力接收端及電源檢測單元。無線電力發射端包括電性耦接的發射端控制模塊和發射端供電模塊。無線電力接收端從發射端供電模塊無線接收電力。電源檢測單元包括依次電性耦接的電力檢測模塊、處理器及報警模塊。電力檢測模塊檢測從無線電力接收端接收到的工作電壓，處理器以此工作電壓與內建的預設工作電壓範圍作比較，當此工作電壓位於該預設工作電壓範圍時，將此工作電壓輸出至內部功能電路；當此工作電壓超出該預設工作電壓範圍時，處理器產生警告信號並將其輸出至報警模塊。
文檔編號H02J9/06GK102299567SQ201010208330
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者劉超, 喻子達, 徐一龍, 白冰 申請人:海爾集團公司, 青島海爾電子有限公司