基于电磁波的无线充电系统及充电方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电磁波的无线充电系统及充电方法，本基于电磁波的无线充电系统包括发射装置和设于电子设备上的接收装置；发射装置包括信号产生模块、发射天线、第一监测模块和位置监测模块；信号产生模块与外部电源联接；第一监测模块用于获取并判断分析外部电源、信号产生模块以及发射天线的工作参数；位置监测模块以监测发射天线的位置参数和工作参数；接收装置包括接收天线、转换单元和第二监测模块；第二监测模块以获取接收天线的位置参数并反馈至位置监测模块，并用于获取和判断分析转换单元的工作参数，以反馈至外部电源，而使外部电源调整工作参数。本基于电磁波的无线充电系统可实现点对点式的能量传输，而提高充电效率。

Wireless Charging System and Charging Method Based on Electromagnetic Wave

The invention relates to a wireless charging system based on electromagnetic wave and a charging method. The wireless charging system based on electromagnetic wave includes a transmitting device and a receiving device on an electronic device; a transmitting device includes a signal generating module, a transmitting antenna, a first monitoring module and a position monitoring module; a signal generating module is connected with an external power supply; and a first monitoring module is used for acquiring and judging. The working parameters of external power supply, signal generation module and transmitting antenna are analyzed interruptively; the position monitoring module monitors the position and working parameters of transmitting antenna; the receiving device includes receiving antenna, conversion unit and second monitoring module; the second monitoring module obtains the position parameters of receiving antenna and feeds them back to position monitoring module, and is used to acquire and judge and analyze conversion unit. The working parameters are fed back to the external power supply, and the external power supply adjusts the working parameters. The wireless charging system based on electromagnetic wave can realize point-to-point energy transmission and improve charging efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于电磁波的无线充电系统及充电方法
本专利技术涉及无线充电
，特别涉及一种基于电磁波的无线充电系统，同时，本专利技术还涉及一种该无线充电系统的充电方法。
技术介绍
目前，电子设备已然成为日常生活中必不可少的一部分，而种类繁多的电子设备也带来了繁杂的充电线，而充电线携带、整理的不便以及不同电子设备的适配性影响了消费者的用户体验，因此消费电子领域对无线充电的需求与日俱增。现有技术中主要有磁共振耦合式和电场感应式两种无线充电方式，但此两种方式均对感应距离和充电位置有着严格限制，无法满足真是意义上无线充电的要求；另外，因线圈式耦合与电子设备的金属外壳相冲突，使得电子设备的外壳只能采用玻璃或陶瓷制成，以解决此问题，但以玻璃或陶瓷制造的外壳其加工成本较高，且加工工艺不成熟，同时也存在易摔易碎的缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于电磁波的无线充电系统，以实现点对点式的能量传输而提高充电效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于电磁波的无线充电系统，以对电子设备进行无线充电，包括发射装置以及设置于所述电子设备上的接收装置，且：所述发射装置包括：信号产生模块，与外部电源联接，以将电能转化成预定波长的电磁波；发射天线，与所述信号产生模块联接、以向所述电子设备发射所述信号产生模块产生的所述电磁波；第一监测模块，以在发射所述电磁波的过程中，获取所述外部电源、所述信号产生模块以及所述发射天线的工作参数，并根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，以使所述外部电源、所述信号产生模块及所述发射天线调整工作参数；位置监测模块，以监测所述发射天线的位置参数和工作参数；所述接收装置包括：接收天线，以接收所述电磁波；转换单元，以将接收的所述电磁波转换成稳定电压的直流电能；第二监测模块，以获取所述接收天线的位置参数，并将所获取的位置参数反馈至所述位置监测模块，以经由所述位置监测模块判断分析后反馈至所述发射天线，而使所述发射天线调整工作参数；并用于获取所述转换单元的工作参数，且根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，并反馈至所述外部电源，以使所述外部电源调整工作参数。进一步的，还包括壳体，所述发射装置封装于所述壳体中，所述壳体包括与所述电子设备相对布置的顶板、间隔布置于所述顶板背离所述电子设备一侧的底板，以及连接于所述顶板与所述底板之间的侧板，于所述底板及所述侧板上覆设有吸波材料。进一步的，所述信号产生模块产生的所述电磁波的波长为300nm～1km，所述电磁波的频率为一种或多种。进一步的，所述发射天线为平板天线、缝隙天线、发射抛物面天线、阵列天线、微带天线、分形天线以及聚焦型天线中的任意一种；以及所述接收天线为设置于所述电子设备上的贴片天线、平板天线、缝隙天线、发射抛物面天线、阵列天线、微带天线及分形天线中的任意一种。进一步的，所述接收天线为构造于所述电子设备上的超表面金属缝隙天线进一步的，所述超表面金属缝隙天线包括金属层、填充部和两层保护层，所述金属层包括金属层本体，于所述金属层本体上形成有由条形缝隙的图案构成的镂空部，于所述镂空部上形成有用于发射或接收所述电磁波信号的若干耦合部；所述填充部充斥于所述镂空部内；所述两层保护层分别覆盖于充斥有所述填充部的所述金属层的两个表面上。进一步的，所述金属层由铝合金、镁铝合金、镁铝锂合金、钛铝合金、锌合金、铜、不锈钢和金中的任一种制成。进一步的，所述条形缝隙的图案为对称的分形图案，所述对称的分形图案包括希尔伯特分形、H分形、科赫曲线；或者所述条形缝隙的图案为非分形图案。所述条形缝隙的图案为一个条形缝隙连续构成的图案，或为多个互不连续的条形缝隙构成的图案。进一步的，所述第一监测模块获取的工作参数包括：所述外部电源的电流、电压，所述信号产生模块的即时功率，以及所述发射天线的传输角度；所述第二监测模块获取的工作参数包括：所述接收天线的位置参数以及所述转换单元的电流电压参数；所述第二监测模块还用于监测所述发射天线和所述接收天线之间的电磁波传播路径上有无异物，并将监测结果反馈至所述位置监测模块，以使所述发射天线调整传输角度。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术所述的基于电磁波的无线充电系统，通过在发射装置和接收装置中分别设置发射天线及接收天线，并设置可分别监测发射天线和接收天线位置参数的位置监测模块及第二监测模块，从而实现点对点式的能量传输，不仅可提高充电效率，同时也可避免对人体产电磁辐射；另外，也使得充电位置具有可变动性，而解决了现有技术中为保证充电效率而使充电位置局限于狭小空间的难题，从而使得本无线充电系统具有较好的使用效果。本专利技术的另一目的在于提出一种基于电磁波的充电系统的充电方法，该充电方法具体包括以下步骤：a、将外部电源的电能转化成电子设备所需功率的特定频率的电磁波；b、向接收装置发射电磁波，并获取所述外部电源、信号产生模块和发射天线的工作参数，且对所获取的工作参数进行判断分析，以使所述外部电源、所述信号产生模块和所述发射天线调整工作参数；c、接收天线接收电磁波；d、将电磁波转换成稳定电压的直流电能，并获取所述接收天线及所述转换单元的工作参数，且对所获取的工作参数进行判断分析，以使所述接收天线及所述转换单元调整相应的工作参数；同时，获取所述发射天线及接收天线的位置参数，并将所获取的位置参数反馈至所述外部电源和所述发射天线，以使所述外部电源和所述发射天线调整工作参数。本基于电磁波的无线充电方法，不仅可提高对电子设备的充电效率，同时也能够提高充电稳定性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例一所述的基于电磁波的无线充电系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例一所述的基于电磁波的无线充电系统的爆炸分解图；图3为本专利技术实施例一所述的超表面金属缝隙天线的结构示意图；图4为本专利技术实施例二所述的基于电磁波的无线充电方法的工作流程图；附图标记说明：1-壳体，101-顶板，102-侧板，103-底板；2-手机，201-主体，202-超表面金属缝隙天线，2021-金属层，20211-镂空部，2022-填充部，2023-保护层；3-位置监测模块，4-发射天线，5-信号产生模块，6-第一监测模块，7-接收端模块；具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例一本实施例涉及一种基于电磁波的无线充电系统，以对电子设备进行无线充电，如图1和图2中所示，在其整体结构上主要包括封装于壳体1中的发射装置，以及设置于电子设备上的接收装置；其中，发射装置包括信号产生模块5、发射天线4、第一监测模块6和位置监测模块3；且信号产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁波的无线充电系统，以对电子设备进行无线充电，其特征在于：包括发射装置以及设置于所述电子设备上的接收装置，且：所述发射装置包括：信号产生模块(5)，与外部电源联接，以将电能转化成预定波长的电磁波；发射天线(4)，与所述信号产生模块(5)联接、以向所述电子设备发射所述信号产生模块(5)产生的所述电磁波；第一监测模块(6)，以在发射所述电磁波的过程中，获取所述外部电源、所述信号产生模块(5)以及所述发射天线(4)的工作参数，并根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，以使所述外部电源、所述信号产生模块(5)及所述发射天线(4)调整工作参数；位置监测模块(3)，以监测所述发射天线(4)的位置参数和工作参数；所述接收装置包括：接收天线，以接收所述电磁波；转换单元，以将接收的所述电磁波转换成稳定电压的直流电能；第二监测模块，以获取所述接收天线的位置参数，并将所获取的位置参数反馈至所述位置监测模块(3)，以经由所述位置监测模块(3)判断分析后反馈至所述发射天线(4)，而使所述发射天线(4)调整工作参数；并用于获取所述转换单元的工作参数，且根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，并反馈至所述外部电源，以使所述外部电源调整工作参数。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁波的无线充电系统，以对电子设备进行无线充电，其特征在于：包括发射装置以及设置于所述电子设备上的接收装置，且：所述发射装置包括：信号产生模块(5)，与外部电源联接，以将电能转化成预定波长的电磁波；发射天线(4)，与所述信号产生模块(5)联接、以向所述电子设备发射所述信号产生模块(5)产生的所述电磁波；第一监测模块(6)，以在发射所述电磁波的过程中，获取所述外部电源、所述信号产生模块(5)以及所述发射天线(4)的工作参数，并根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，以使所述外部电源、所述信号产生模块(5)及所述发射天线(4)调整工作参数；位置监测模块(3)，以监测所述发射天线(4)的位置参数和工作参数；所述接收装置包括：接收天线，以接收所述电磁波；转换单元，以将接收的所述电磁波转换成稳定电压的直流电能；第二监测模块，以获取所述接收天线的位置参数，并将所获取的位置参数反馈至所述位置监测模块(3)，以经由所述位置监测模块(3)判断分析后反馈至所述发射天线(4)，而使所述发射天线(4)调整工作参数；并用于获取所述转换单元的工作参数，且根据预设的工作参数阈值对所获取的工作参数进行判断分析，并反馈至所述外部电源，以使所述外部电源调整工作参数。2.根据权利要求1所述的基于电磁波的无线充电系统，其特征在于：还包括壳体(1)，所述发射装置封装于所述壳体(1)中，所述壳体(1)包括与所述电子设备相对布置的顶板(101)、间隔布置于所述顶板(101)背离所述电子设备一侧的底板(103)，以及连接于所述顶板(101)与所述底板(103)之间的侧板(102)，于所述底板(103)及所述侧板(102)上覆设有吸波材料。3.根据权利要求1所述的基于电磁波的无线充电系统，其特征在于：所述信号产生模块(5)产生的所述电磁波的波长为300nm～1km，所述电磁波的频率为一种或多种。4.根据权利要求1所述的基于电磁波的无线充电系统，其特征在于：所述发射天线(4)为平板天线、缝隙天线、发射抛物面天线、阵列天线、微带天线、分形天线以及聚焦型天线中的任意一种；以及所述接收天线为设置于所述电子设备上的贴片天线、平板天线、缝隙天线、发射抛物面天线、阵列天线、微带天线及分形天线中的任意一种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于电磁波的无线充电系统，其特征在于：所述接收天线为构造于所述电子设备上的超表面金属缝隙天线(202)。6.根据权利要求5所述的基于电磁波的...

【专利技术属性】
技术研发人员：温维佳，胡传灯，
申请(专利权)人：深圳市环波科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44