以非接触方式充电的无线充电器制造技术

本发明专利技术涉及无线充电器，公开了一种以非接触方式充电的无线充电器。本发明专利技术中，为无线充电器增加了旋转轴，使充电线圈能够绕该旋转轴旋转，信号发射器发出探测信号，被充电对象反射后由信号接收器接收，根据接收情况可以判定充电对象的位置，据此转动充电线圈，无论充电对象放在充电器的任意方向，充电器都可以通过旋转指向充电对象，维持充电线圈和充电对象中的受电线圈磁束密度正交，通过电感耦合防止充电效率降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线充电器，特别涉及利用非接触方式给便携电子设备电池充电的无 线充电器。
技术介绍
一般来说，手机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称 “PDA”)等便携设备内部都装有可以反复充电的电池，以便在移动中使用。为了给电池充电，通常需要有外接的充电器。常见的充电器一方面与电源连接以 获得电能输入，另一方面通过接触端子与便携设备连接，将低压直流电输出给便携设备，为 电池充电。要使用这种外接的充电器，必须要在便携设备的表面设置接触端子。接触端子露 在外面会影响便携设备的外观，而且可能会被外部异物污染而发生接触不良的问题。甚至 有时候还会因为使用者的疏忽发生短路现象，使电池被完全放电。为解决这些问题，出现了以非接触方式充电的无线充电器。非接触方式充电就是把高频率工作的充电线圈放置在充电器中，把受电线圈放置 在充电对象(如便携设备、电池等)中。通过电感耦合，将能量从充电线圈传递给受电线图， 再由受电线圈给电池充电。这种电感耦合的非接触充电方式已经在一些领域，比如电动牙刷，电动剃须刀上 使用。电感耦合式充电的效率与耦合的磁束密度呈正比，因此对充电线圈和受电线圈的 相对位置有较高的要求。如果充电器只为一种特定外型和体积的充电对象充电，可以通过在充电器上设置 特定的结构保证充电器和充电对象的相对位置固定，进而保证了充电线圈和受电线圈的相 对位置固定。但是，为了节约材料，保护环境，通常要求一个非接触式充电器可以为多种外型和 体积的充电对象充电，这样就无法通过特定的结构精确限制充电对象的位置，而且也不可 能要求用户每次都将充电对象精密地放置到充电器之上。若充电对象的放置位置不理想， 充电效率将大大降低，电池充满电所需的时间将极大地延长。尤其手机、微型投影机等便携 式电子设备有快速充电的需求，因此位置偏差引起的充电时间变长问题更为严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以非接触方式充电的无线充电器，能够防止因充电器 和充电对象的相对位置不佳而降低无线充电效率的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种以非接触方式充电的无线充 电器，包括用于发射电能的充电线圈，还包括旋转轴，充电线圈能够以该旋转轴为中心旋转；信号发射器，用于发射探测信号，该探测信号遇到充电对象后被反射；信号接收器，用于接收被充电对象反射的探测信号；定位单元，用于根据信号接收器接收到的探测信号判定充电对象的位置；转动装置，用于根据定位单元判定的充电对象位置，驱动充电线圈以旋转轴为中 心进行旋转。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于为无线充电器增加旋转轴，使充电线圈能够绕该旋转轴旋转，信号发射器发出探 测信号，被充电对象反射后由信号接收器接收，根据接收情况判定充电对象的位置，据此转 动充电线圈，无论充电对象放在充电器的任意方向，充电器都可以通过旋转指向充电对象， 维持充电线圈和充电对象中的受电线圈磁束密度正交，通过电感耦合防止充电效率降低。进一步地，不同长度的接收镜筒使两个接收单元具有不同的指向角，充电对象相 对于充电器位置的不同，收到的被反射的探测信号也会不同，从而能够判知充电对象的相 对位置。进一步地，转动装置每次旋转的角度小于接收单元的指向角，可以防止出现无限 反复左右摇摆的现象。附图说明图1是本专利技术实施方式中无线充电器构造简略图；图2是本专利技术实施方式中充电器的磁束放射线圈构造简略图；图3是本专利技术实施方式中超声波发射器指向角的简略图；图4是本专利技术实施方式中接受镜筒长度变化，收信角度的差异说明图；图5是本专利技术实施方式中无线充电器的工作算法的简略图；图6是本专利技术实施方式中充电对象内充电线圈的构造简略图。图纸上主要标记的简单说明10 超声波发射器 20，30 超声波接收器40 旋转轴50 铁氧体60:收信镜筒100:旋转体具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本 领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化 和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施 方式作进一步地详细描述。为了达到上述专利技术目的，在本专利技术实施方式中，放置有充电线圈(又可称为1级线 圈)的无线充电器和放置有受电线圈(又可称为2级线圈)的充电对象，要调整到互相指向 的范围内，防止充电效率急剧降低。也就是说，无线充电器相对于具备有受电线圈的充电对 象，持续修改发生磁场的充电线圈的指向，让充电线圈与受电线圈通过电感耦合进行充电， 维持比较高的充电效率。本专利技术实施方式涉及一种以非接触方式充电的无线充电器，包括充电线圈，用于以电磁波的形式发射电能。旋转轴，充电线圈能够以该旋转轴为中心旋转。具体的物理结构可以有很多种，例 如，整个充电器的主体部分(含充电线圈)由旋转轴的一端顶起，旋转轴的另一端落在一个信号发生器，用于发射探测信号，该探测信号遇到充电体后被反射。探测信号可以 是多种多样的，优选地是超声波，也可以是红外线、微波等，只要遇到物体会被反射，反射波 容易被探测的就可以。信号接收器，用于接收被充电体反射的探测信号。信号接收器包含两个接收单元， 分别具有不同长度的接收镜筒，用于接收被充电体反射的信号发生器发出的信号。接收镜 筒的长度可以根据接收单元的所需的指向角和探测信号的频率设计。定位单元，用于根据信号接收器接收到的探测信号判定充电体的位置。定位单 元可以是一个处理器结合软件实现，如用中央处理器(CentralftOcessing Unit，简称 “CPU”)，数字信号处理器(Digital Signal ftOcessor，简称“DSP”)等，也可以用一个专用 的芯片以纯硬件方式实现。定位单元根据两个接收单元收到的信号判定充电体的位置。不同长度的接收镜筒 使两个接收单元具有不同的指向角，充电体相对于充电器位置的不同，收到的被反射的探 测信号也会不同，从而能够判知充电体的相对位置。转动装置，用于根据定位单元判定的充电体位置，驱动充电线圈以旋转轴为中心 进行旋转。优选地，可以用微型电动机作为动力，配合简单的传动机构实现。为无线充电器增加旋转轴，使充电线圈能够绕该旋转轴旋转，信号发生器发出探 测信号，被充电体反射后由信号接收器接收，根据接收情况判定充电体的位置，据此转动充 电线圈，无论充电体放在充电器的任意方向，充电器都可以通过旋转指向充电体，维持充电 线圈和充电体中的受电线圈磁束密度正交，通过电感耦合防止充电效率降低。以下以超声波为例，结合附图进行说明。图1是根据本专利技术设计的无线充电器构造简略图。如图1所示，在以旋转轴GO) 为中心旋转的旋转体(100)的前方存在磁束密度放射面，该放射面上面有着超声波发射器 (10)和超声波接收器00，30)。超声波发射器(10)就是信号发生器，超声波接收器00， 30)就是信号接收器，20、30分别是两个接收单元。定位单元和转动装置在旋转体(100)中， 图1中没有明确示出。上述旋转体(100)以超声波识别充电对象的位置，让上述放射面向着充电对象旋 转。为了达到此目的，需要判断上述充电对象的位置，判断位置可以使用红本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种以非接触方式充电的无线充电器，包括用于发射电能的充电线圈，其特征在于，还包括：旋转轴，所述充电线圈能够以该旋转轴为中心旋转；信号发射器，用于发射探测信号，该探测信号遇到充电对象后被反射；信号接收器，用于接收被所述充电对象反射的探测信号；定位单元，用于根据所述信号接收器接收到的探测信号判定所述充电对象的位置；转动装置，用于根据所述定位单元判定的充电对象位置，驱动所述充电线圈以所述旋转轴为中心进行旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：权星泽，朴尚荣，权赫烈，
申请(专利权)人：上海三鑫科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]