无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统

摘要

本发明提供了一种无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统，其中电能发送装置包括中央处理器，以及与中央处理器电连接的超声波发送器；中央处理器用于触发超声波发送器获取电能接收装置的所在位置和所需电能；根据电能接收装置的所在位置和所需电能控制超声波发送器工作；超声波发送器用于在中央处理器触发与控制下，发送超声波获取电能接收装置的所在位置和所需电能，以及为电能接收装置充电。对应地，电能接收装置接收电能发送装置发送的超声波，根据超声波进行后续充电操作。通过本发明中的无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统，采用超声波代替电磁波进行无线充电，能够缓解无线充电中电磁能量泄露的问题。

权利要求

1.一种无线充电的电能发送装置，其特征在于，所述装置包括中央处理器，以及与所述中央处理器电连接的超声波发送器,所述超声波发送器包括：分别与所述中央处理器连接的能量驱动器和用电定位器，以及与所述能量驱动器和所述用电定位器均连接的电声转换器；

所述中央处理器用于触发所述超声波发送器获取电能接收装置的所在位置和所需电能；根据所述电能接收装置的所在位置和所需电能控制所述超声波发送器工作；

所述能量驱动器用于在所述中央处理器的控制下，向所述电声转换器发送驱动信号；

所述电声转换器采用多个天线组成的阵列结构，用于在所述驱动信号的控制下，发送预设的编码超声脉冲；

所述用电定位器用于根据所述电能接收装置接收所述编码超声脉冲后反馈的应答信号，确定所述电能接收装置的所在位置和所需电能，将所述电能接收装置的所在位置和所需电能发送给所述中央处理器；其中，所述应答信号包括所述电能接收装置的所需电能信息和标识信息，所述标识信息包括所述电能接收装置的ID；

所述电声转换器还用于在所述驱动信号的控制下，向所述电能接收装置发送聚焦的超声能量波，以为所述电能接收装置充电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央处理器包括：

选择器，用于在所述电能接收装置为多个时，根据每个所述电能接收装置的所需电能和预先设定的充电策略选择当前需要充电的电能接收装置；

控制信号生成器，用于根据所述当前需要充电的电能接收装置的所在位置向所述能量驱动器发送控制信号，以控制所述电声转换器向所述当前需要充电的电能接收装置发送所述聚焦的超声能量波。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用电定位器还用于实时通过所述电声转换器接收所述电能接收装置充电过程中返回的接收能量值，根据所述接收能量值确定发送所述聚焦的超声能量波的方位，生成方位信息，并将所述方位信息发送给所述中央处理器；

所述中央处理器还用于接收所述方位信息，根据所述方位信息触发所述能量驱动器向所述电声转换器发送方位信号，以控制所述电声转换器发送所述聚焦的超声能量波的方位。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述中央处理器电连接的障碍物监测器；

所述中央处理器用于根据所述电能接收装置的所在位置确定所述聚焦的超声能量波的发送路径；

所述障碍物监测器用于监测所述发送路径上是否存在障碍物，并返回监测结果；

所述中央处理器用于根据所述障碍物监测器返回的监测结果，调节所述超声波发送器发送所述聚焦的超声能量波的功率。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述障碍物监测器包括：人体感应器以及与所述人体感应器电连接的通知器，所述通知器与所述中央处理器电连接；

所述人体感应器通过所述通知器获知所述中央处理器发送所述聚焦的超声能量波的发送路径，并监测所述发送路径上是否有人，如果有人，则向所述通知器发送触发信号；

所述通知器用于收到所述触发信号后，向所述中央处理器发送报警信号；

所述中央处理器还用于接收到所述报警信号后，触发所述超声波发送器停止发送所述聚焦的超声能量波。

6.一种无线充电的电能接收装置，其特征在于，所述装置与权利要求1至5任一项所述的无线充电的电能发送装置配合使用，包括能量接收转换器，以及与所述能量接收转换器电连接的充电处理器；

所述能量接收转换器采用多个天线组成的阵列结构，用于接收电能发送装置发送的超声波，并将所述超声波转换为对应的电信号；

所述充电处理器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号；以及通过所述能量接收转换器将所述电能接收装置的所需电能信息和标识信息发送给所述电能发送装置，并根据所述电信号进行后续充电操作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述充电处理器包括：与所述能量接收转换器电连接的应答器，以及分别与所述应答器和待充电设备电连接的电能需求统计器；分别与所述能量接收转换器和所述待充电设备电连接的电能转换器；

所述电能需求统计器用于统计所述待充电设备的所需电能，生成所需电能信息并发送至所述应答器；

所述应答器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号，以及接收所述所需电能信息；当所述电信号包括编码超声脉冲对应的电信号时，根据所述所需电能信息和所述电能接收装置的标识信息生成应答信号，通过所述能量接收转换器将所述应答信号发送给所述电能发送装置；其中，所述标识信息包括所述电能接收装置的ID；

所述电能转换器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号，当所述电信号包括聚焦的超声能量波对应的电信号时，将所述聚焦的超声能量波对应的电信号转换为所述待充电设备所需的电压信号，以为所述待充电设备充电。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述充电处理器还包括设置于所述能量接收转换器和所述应答器之间的接收能量统计器；

所述接收能量统计器用于统计所述能量接收转换器接收到的能量大小，生成接收能量值，并通过所述能量接收转换器将所述接收能量值反馈至所述电能发送装置。

9.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至5任一项所述的电能发送装置，以及权利要求6至8任一项所述的电能接收装置。

说明书

无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统。

背景技术

[0002] 随着电子技术的发展，无线充电技术逐渐成为研究热点。现有技术已经研究出无线充电的方法，能够满足用户多样化的充电需求。

[0003] 现有的无线充电主要采用近场磁耦合、远场电磁波谐振以及远场电磁波聚焦的方法。上述方法中，磁耦合、电磁波谐振以及电磁波聚焦均会有大量能量泄露出来并向空间辐射，而且越靠近电源发射器的位置泄露出来的辐射能量越大。

[0004] 近代生物医学电子研究证明，电磁辐射对细胞分裂具有一定影响，因此如何缓解无线充电中的电磁能量泄露成为急需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统，采用超声波代替电磁波进行无线充电，能够缓解无线充电中电磁能量泄露的问题。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种无线充电的电能发送装置，所述装置包括中央处理器，以及与所述中央处理器电连接的超声波发送器；

[0007] 所述中央处理器用于触发所述超声波发送器获取电能接收装置的所在位置和所需电能；根据所述电能接收装置的所在位置和所需电能控制所述超声波发送器工作；

[0008] 所述超声波发送器用于在所述中央处理器触发与控制下，发送超声波获取所述电能接收装置的所在位置和所需电能，以及为所述电能接收装置充电。

[0009] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述超声波发送器包括：分别与所述中央处理器连接的能量驱动器和用电定位器，以及与所述能量驱动器和所述用电定位器均连接的电声转换器；

[0010] 所述能量驱动器用于在所述中央处理器的控制下，向所述电声转换器发送驱动信号；

[0011] 所述电声转换器采用多个天线组成的阵列结构，用于在所述驱动信号的控制下，发送预设的编码超声脉冲；

[0012] 所述用电定位器用于根据所述电能接收装置接收所述编码超声脉冲后反馈的应答信号，确定所述电能接收装置的所在位置和所需电能，将所述电能接收装置的所在位置和所需电能发送给所述中央处理器；其中，所述应答信号包括所述电能接收装置的所需电能信息和标识信息，所述标识信息包括所述电能接收装置的ID；

[0013] 所述电声转换器还用于在所述驱动信号的控制下，向所述电能接收装置发送聚焦的超声能量波，以为所述电能接收装置充电。

[0014] 结合第一方面第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述中央处理器包括：

[0015] 选择器，用于在所述电能接收装置为多个时，根据每个所述电能接收装置的所需电能和预先设定的充电策略选择当前需要充电的电能接收装置；

[0016] 控制信号生成器，用于根据所述当前需要充电的电能接收装置的所在位置向所述能量驱动器发送控制信号，以控制所述电声转换器向所述当前需要充电的电能接收装置发送所述聚焦的超声能量波。

[0017] 结合第一方面第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述用电定位器还用于实时通过所述电声转换器接收所述电能接收装置充电过程中返回的接收能量值，根据所述接收能量值确定发送所述聚焦的超声能量波的方位，生成方位信息，并将所述方位信息发送给所述中央处理器；

[0018] 所述中央处理器还用于接收所述方位信息，根据所述方位信息触发所述能量驱动器向所述电声转换器发送方位信号，以控制所述电声转换器发送所述聚焦的超声能量波的方位。

[0019] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：与所述中央处理器电连接的障碍物监测器；

[0020] 所述中央处理器用于根据所述电能接收装置的所在位置确定所述聚焦的超声能量波的发送路径；

[0021] 所述障碍物监测器用于监测所述发送路径上是否存在障碍物，并返回监测结果；

[0022] 所述中央处理器用于根据所述障碍物监测器返回的监测结果，调节所述超声波发送器发送所述聚焦的超声能量波的功率。

[0023] 结合第一方面第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述障碍物监测器包括：人体感应器以及与所述人体感应器电连接的通知器，所述通知器与所述中央处理器电连接；

[0024] 所述人体感应器通过所述通知器获知所述中央处理器发送所述聚焦的超声能量波的发送路径，并监测所述发送路径上是否有人，如果有人，则向所述通知器发送触发信号；

[0025] 所述通知器用于收到所述触发信号后，向所述中央处理器发送报警信号；

[0026] 所述中央处理器还用于接收到所述报警信号后，触发所述超声波发送器停止发送所述聚焦的超声能量波。

[0027] 第二方面，本发明实施例提供了一种无线充电的电能接收装置，所述装置包括能量接收转换器，以及与所述能量接收转换器电连接的充电处理器；

[0028] 所述能量接收转换器采用多个天线组成的阵列结构，用于接收电能发送装置发送的超声波，并将所述超声波转换为对应的电信号；

[0029] 所述充电处理器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号；以及通过所述能量接收转换器将所述电能接收装置的所需电能信息和标识信息发送给所述电能发送装置，并根据所述电信号进行后续充电操作。

[0030] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述充电处理器包括：与所述能量接收转换器电连接的应答器，以及分别与所述应答器和待充电设备电连接的电能需求统计器；分别与所述能量接收转换器和所述待充电设备电连接的电能转换器；

[0031] 所述电能需求统计器用于统计所述待充电设备的所需电能，生成所需电能信息并发送至所述应答器；

[0032] 所述应答器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号，以及接收所述所需电能信息；当所述电信号包括编码超声脉冲对应的电信号时，根据所述所需电能信息和所述电能接收装置的标识信息生成应答信号，通过所述能量接收转换器将所述应答信号发送给所述电能发送装置；其中，所述标识信息包括所述电能接收装置的ID；

[0033] 所述电能转换器用于从所述能量接收转换器获取所述电信号，当所述电信号包括聚焦的超声能量波对应的电信号时，将所述聚焦的超声能量波对应的电信号转换为所述待充电设备所需的电压信号，以为所述待充电设备充电。

[0034] 结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述充电处理器还包括设置于所述能量接收转换器和所述应答器之间的接收能量统计器；

[0035] 所述接收能量统计器用于统计所述能量接收转换器接收到的能量大小，生成接收能量值，并通过所述能量接收转换器将所述接收能量值反馈至所述电能发送装置。

[0036] 第三方面，本发明实施例提供了一种无线充电系统，所述系统包括第一方面以及第一方面第一种至第五种可能的实施方式中的电能发送装置，第二方面以及第二方面第一种至第二种可能的实施方式中的电能接收装置。

[0037] 本发明实施例中，通过中央处理器和超声波发送器的配合工作，能够发送超声波确定电能接收装置的所在位置和所需电能，还能够发送超声波为电能接收装置充电。能够理解，电能接收装置是与电能发送装置对应设置的装置，电能接收装置能够接收电能发送装置发送的能量。可见通过本实施例中的电能发送装置，发送超声波代替电磁波进行无线充电，能够有效缓解电磁能量泄露的问题。

附图说明

[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0039] 图1示出本发明第一实施例所提供的无线充电的电能发送装置的一种结构示意图；

[0040] 图2示出本发明第一实施例所提供的无线充电的电能发送装置的另一种结构示意图；

[0041] 图3示出本发明第一实施例所提供的无线充电的电能发送装置的又一种结构示意图；

[0042] 图4示出本发明第二实施例所提供的无线充电的电能接收装置的一种结构示意图；

[0043] 图5示出本发明第二实施例所提供的无线充电的电能接收装置的另一种结构示意图；

[0044] 图6示出本发明第二实施例所提供的无线充电的电能接收装置的又一种结构示意图；

[0045] 图7示出本发明第三实施例所提供的无线充电系统的一种结构示意图；

[0046] 图8示出本发明第三实施例所提供的无线充电系统的另一种结构示意图；

[0047] 图9示出本发明第三实施例所提供的无线充电系统的家居应用场景示意图；

[0048] 图10示出本发明第三实施例所提供的无线充电系统的办公应用场景示意图。

[0049] 附图说明：

[0050] 电能发送装置710，电能接收装置720。

具体实施方式

[0051] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0052] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0053] 针对现有的无线充电方法会泄露较多的电磁能量，对人体带来一定影响的问题，本发明提供了一种无线充电的电能发送装置、电能接收装置和无线充电系统，采用超声波代替电磁波进行无线充电，能够缓解无线充电中电磁能量泄露的问题。下面通过实施例详细说明。

[0054] 实施例一

[0055] 如图1所示，本发明第一实施例提供了一种无线充电的电能发送装置，该装置包括中央处理器110，以及与中央处理器110电连接的超声波发送器120；

[0056] 中央处理器110用于触发超声波发送器120获取电能接收装置的所在位置和所需电能；根据电能接收装置的所在位置和所需电能控制超声波发送器120工作；

[0057] 超声波发送器120用于在中央处理器110触发与控制下，发送超声波获取电能接收装置的所在位置和所需电能，以及为电能接收装置充电。

[0058] 本发明实施例中，通过中央处理器110和超声波发送器120的配合工作，能够发送超声波确定电能接收装置的所在位置和所需电能，还能够发送超声波为电能接收装置充电。能够理解，电能接收装置是与电能发送装置对应设置的装置，电能接收装置能够接收电能发送装置发送的能量。可见通过本实施例中的电能发送装置，发送超声波代替电磁波进行无线充电，能够有效缓解电磁能量泄露的问题。

[0059] 本发明实施例中，中央处理器110包括单片机、存储器等元件。中央处理器110与超声波发送器120电连接，具体可以是有线连接，还可以是无线连接，可以是直接连接，也可以是间接连接。中央处理器110可以采用逻辑器件的方式实现，也可以采用软件的方式实现，例如在中央处理器110存储有预设的程序，通过该预设的程序能够向超声波发送器120发送触发信号，以触发超声波发送器120获取电能接收装置的所在位置和所需电能。通过预设的程序，中央处理器110还能够根据电能接收装置的所在位置和所需电能控制超声波发送器工作。

[0060] 超声波发送器120能够在中央处理器110的触发下发送超声波，从而获取电能接收装置的所在位置和所需能量。超声波发送器120通过发送超声波还能够为电能接收装置充电。

[0061] 优选地，如图2所示，超声波发送器120包括：分别与中央处理器110连接的能量驱动器121和用电定位器122，以及与能量驱动器121和用电定位器122均连接的电声转换器123。各部件功能如下。

[0062] 能量驱动器121用于在中央处理器110的控制下，向电声转换器123发送驱动信号；

[0063] 电声转换器123采用多个天线组成的阵列结构，用于在驱动信号的控制下，发送预设的编码超声脉冲；

[0064] 用电定位器122用于根据电能接收装置接收编码超声脉冲后反馈的应答信号，确定电能接收装置的所在位置和所需电能，将电能接收装置的所在位置和所需电能发送给中央处理器110；其中，应答信号包括电能接收装置的所需电能信息和标识信息，标识信息包括电能接收装置的ID；

[0065] 电声转换器123还用于在驱动信号的控制下，向电能接收装置发送聚焦的超声能量波，以为电能接收装置充电。

[0066] 具体地，超声波发送器120包括能量驱动器121、用电定位器122和电声转换器123，其连接关系如图2所示。

[0067] 能量驱动器121包括超声波驱动电路，超声波驱动电路能够在中央处理器110的控制下产生驱动信号。能量驱动器121向电声转换器123发送该驱动信号。

[0068] 电声转换器123具有多个阵列结构的天线，阵列的形状可以是圆形、矩形等多种形状。电声转换器123采用相控阵技术实现，能够在驱动信号的控制下，通过广播的方式发送预设的编码超声脉冲。编码超声脉冲的编码方式可以根据电能发送装置和电能接收装置之间的通信协议决定。

[0069] 当电能接收装置接收到编码超声脉冲后，会向本实施例中的电能发送装置返回应答信号，应答信号中包括该电能接收装置的所需电能信息和标识信息，该标识信息中包括该电能接收装置的ID，ID可以为一串数字序列，通过ID能够表征发送应答信号的电能接收装置的身份。

[0070] 电声转换器123能够接收电能接收装置返回的应答信号，并记录不同天线收应答信号的时间，并将应答信号以及不同天线接收应答信号的时间发送至用电定位器122。用电定位器122根据应答信号中的所需电能信息，能够确定电能接收装置的所需电能。用电定位器122包括比较器，能够根据不同天线收应答信号的时间，比较不同天线接收的时间差，从而确定电能接收装置的所在位置。用电定位器122还能够根据应答信号中的标识信息，确定发送应答信号的电能接收装置的身份。电能接收装置的身份可以通过数字标号的形式表示，例如共有五个电能接收装置，其ID分别为0001、0002、0003、0004和0005。

[0071] 用电定位器122在确定电能接收装置的ID、所需电能和所在位置后，还将电能接收装置的ID、所需电能和所在位置发送至中央处理器110。

[0072] 通过本发明实施例中的用电定位器122和电声转换器123的配合工作，能够确定电能接收装置的身份、从而区分不同的电能接收装置；还能够确定电能接收装置的所在位置和所需电能，为后续充电工作做准备。

[0073] 电声转换器123还能够在上述驱动信号的控制下，采用相控阵技术发送聚焦的超声能量波，为电能接收装置充电。

[0074] 本实施例中，电声转换器123发送聚焦的超声能量波，电能接收装置能够接收该能量波，从而实现电能发送装置和电能接收装置之间的无线能量传递过程，达到无线充电的效果。

[0075] 优选电声转换器123采用相控阵技术发送聚焦的超声能量波，从而最大程度上减小超声能量波的泄露，保证无线充电的效率，并减小充电时对人体的辐射作用。

[0076] 优选地，中央处理器110包括电连接的选择器和控制信号生成器。

[0077] 选择器，用于在电能接收装置为多个时，根据每个电能接收装置的所需电能和预先设定的充电策略选择当前需要充电的电能接收装置；

[0078] 控制信号生成器，用于根据当前需要充电的电能接收装置的所在位置向能量驱动器121发送控制信号，以控制电声转换器123向当前需要充电的电能接收装置发送聚焦的超声能量波。

[0079] 具体地，中央处理器110包括选择器，选择器中存储有预设的充电策略，当电能接收装置为多个时，选择器能够根据每个电能接收装置的所需电能和预设的充电策略，选择出来当前需要充电的电能接收装置。

[0080] 一种实现方式下，选择器能够通过比较器和单片机实现。

[0081] 举例而言，共有3个电能接收装置，其ID分别为01、02、03，预设的充电策略是优先向所需电能最大的电能接收装置充电。中央处理器110在获知这三个电能接收装置的ID、所需电能和所在位置后，通过比较器比较这三个电能接收装置的所需电能大小关系，根据预设的充电策略，通过单片机选择出所需电能最大的电能接收装置作为当前需要充电的电能接收装置。

[0082] 中央处理器110还包括控制信号生成器，能够根据当前需要充电的电能接收装置的所在位置，向能量驱动器121发送控制信号，能量驱动器121在接收到控制信号后，向电声转换器123发送电信号，调节电声转换器123发送聚焦的超声能量波的方位，使电声转换器123向当前需要充电的电能接收装置发送聚焦的超声能量波，从而为当前需要充电的电能接收装置充电。

[0083] 举例而言，当确定ID为03的电能接收装置为当前需要充电的电能接收装置后，控制信号生成器根据电能接收装置03的位置，向能量驱动器121发送控制信号，能量驱动器121根据收到的控制信号，向电声转换器123发送电信号，调节电声转换器123发送聚焦的超声能量波的方位，使电声转换器123向电能接收装置03发送聚焦的超声能量波，从而为电能接收装置03充电。

[0084] 本实施例中，通过设置选择器和控制信号生成器，当电能接收装置为多个时，便于确定当前需要充电的电能接收装置并为其充电。能够知道，预先设定的充电策略能够根据需求设定，不局限于上述举例。

[0085] 优选地，在本实施例中，用电定位器122还用于实时通过电声转换器123接收电能接收装置充电过程中返回的接收能量值，根据接收能量值确定发送聚焦的超声能量波的方位，生成方位信息，并将方位信息发送给中央处理器110；

[0086] 中央处理器110还用于接收方位信息，根据方位信息触发能量驱动器121向电声转换器123发送方位信号，以控制电声转换器123发送聚焦的超声能量波的方位。

[0087] 具体地，电能发送装置为电能接收装置充电过程中，电能接收装置会实时返回接收能量值，电声转换器123能够实时接收该接收能量值，并将其发送至用电定位器122。用电定位器122能够根据该接收能量值确定发送聚焦的超声能量波的方位。其中，接收能量值表示电能接收装置接收到的能量大小，能够知道，电能接收装置收到的接收能量值越大，越接近电能发送装置发送的能量，说明充电效果越好，能量泄露损耗越少。

[0088] 本实施例还提供了一种确定发送聚焦的超声能量波的方位的方法，具体包括：用电定位器122根据电能接收装置的所在位置，以所在位置为中心，确定其周围一定范围内的区域为发送区域。电声转换器123向该发送区域发送聚焦的超声能量波。电声转换器123向该区域内的某位置发送聚焦的超声能量波时，电能接收装置会返回该发送方位对应的接收能量值。用电定位器122通过电声转换器123实时接收该接收能量值，并比较不同发送方位时收到的接收能量值的大小，得到数值最大的接收能量值。用电定位器122将该数值最大的接收能量值对应的发送方位确定为聚焦超声能量波的发送方位。

[0089] 本实施例中，用电定位器122在确定了发送聚焦的超声能量波的方位后，生成方位信息，并将该方位信息发送至中央处理器110。

[0090] 中央处理器110接收上述的方位信息，并根据方位信息触发能量驱动器121向电声转换器123发送方位信号，控制电声转换器123按照方位信息发送聚焦的超声能量波，使得电声转换器123能够接收到数值最大的接收能量值，从而保证电能接收装置接收能量的效果最佳。

[0091] 可见通过本实施例中的用电定位器122和中央处理器110，根据接受能量值确定发送聚焦的超声能量波的方位，使得电能接收装置接收到尽可能多的能量，提高无线充电效率，缓解由于发送方位不准确而造成的能量浪费。

[0092] 为了保证对电能接收装置的定位的准确性，中央处理器110还能够预先设定时序策略，根据该时序策略每隔一段时间发送编码超声脉冲，以确定电能接收装置的所在位置。

[0093] 优选地，如图2所示，本实施例中的电能发送装置还包括与中央处理器110电连接的障碍物监测器130；

[0094] 中央处理器110用于根据电能接收装置的所在位置确定聚焦的超声能量波的发送路径；

[0095] 障碍物监测器130用于监测发送路径上是否存在障碍物，并返回监测结果；

[0096] 中央处理器110用于根据障碍物监测器130返回的监测结果，调节超声波发送器120发送聚焦的超声能量波的功率。

[0097] 具体地，中央处理器110根据电能接收装置的所在位置确定聚焦的超声能量波的发送路径。障碍物监测器130可以包括红外传感器，利用红外原理监测发送路径上是否存在障碍物并返回监测结果。监测结果可以是高低电平，高电平表示有障碍物，低电平表示没有障碍物。中央处理器110根据监测结果，调节超声波发送器120发送聚焦的超声能量波的功率。当监测结果为高电平时，表示有障碍物时，中央处理器110控制超声波发送器120减小发送聚焦的超声能量波的功率或者停止工作，以降低对障碍物的辐射作用。

[0098] 图3是本发明实施例中的电能发送装置的一种优选的结构示意图，如图3所示，优选地，障碍物监测器130包括：人体感应器131以及与人体感应器131电连接的通知器132，通知器132与中央处理器110电连接；

[0099] 人体感应器131通过通知器132获知中央处理器110发送聚焦的超声能量波的发送路径，并监测发送路径上是否有人，如果有人，则向通知器132发送触发信号；

[0100] 通知器132用于收到触发信号后，向中央处理器110发送报警信号；

[0101] 中央处理器110还用于接收到报警信号后，触发超声波发送器120停止发送聚焦的超声能量波。

[0102] 具体地，人体感应器131能够通过红外探测的方法感应发送路径上是否有人，若有人，则向通知器132发送触发信号，触发信号可以为高电平信号，表示发送路径上有人。通知器132收到高电平的触发信号后，向中央处理器110发送报警信号，中央处理器110收到报警信号后，发送信号至超声波发送器120，触发超声波发送器120停止发送聚焦的超声能量波，避免对人体的伤害。

[0103] 如图1至图3所示，本实施例中的能量驱动器121、用电定位器122和电声转换器123，在具体实现时，能够集成在同一块电路板中实现，以节省空间，也可以做成分开的电路模块。在不影响本实施例的功能的前提下，本实施例的具体实现方式可以根据具体需求决定。

[0104] 通过如图1至图3所示的电能发送装置，能够发送聚焦的超声能量波为电能接收装置充电，避免电磁辐射泄露的问题。

[0105] 通过本实施例中的电能发送装置，还能够准确地对电能接收装置进行定位，保证充电效率。

[0106] 通过本实施例中的电能发送装置，在有多个电能接收装置时，还能够确定出当前需要充电的电能接收装置，提高充电效率。

[0107] 通过本实施例中的电能发送装置，还能够监测聚焦的超声能量波的发送路径上是否有障碍物或者是否有人，从而控制发送聚焦的超声能量波的功率，减少对人体的伤害。

[0108] 现有技术中，通常通过电磁波的发送和接收实现无线充电，本领域技术人员应知，电磁波在使用时其频段受到严格的限制，利用电磁波充电、定位、以及监测是否有障碍物时，电磁波的工作频段均不相同，需要通过多个不同的频段通道实现这多种功能。本发明实施例中，在通过超声波实现定位、无线充电和障碍物检测时，能够通过同一超声通道实现这三种功能，不受到频段的限制，相比于电磁波更加节省频段的占用，节省能量资源。

[0109] 实施例二

[0110] 对应实施例一中的电能发送装置，本发明第二实施例还提供了一种电能接收装置。实施例一中的电能发送装置与实施例二中的电能接收装置共同作用，完成无线充电的过程。

[0111] 如图4所示，一种无线充电的电能接收装置，该装置包括能量接收转换器410，以及与能量接收转换器410电连接的充电处理器420；

[0112] 能量接收转换器410采用多个天线组成的阵列结构，用于接收电能发送装置发送的超声波，并将超声波转换为对应的电信号；

[0113] 充电处理器420用于从能量接收转换器410获取电信号；充电处理器420还用于通过能量接收转换器410将电能接收装置的所需电能信息和标识信息发送给电能发送装置，并根据电信号进行后续充电操作。

[0114] 本发明实施例中，通过能量接收转换器410和充电处理器420的配合使用，能够接收实施例一中的电能发送装置发送的超声波，从而并进行后续充电操作。本实施例中，还能够将电能接收装置的所需电能信息和标识信息发送至实施例一中的电能发送装置，使实施例一中的电能发送装置与本实施例中的电能接收装置共同作用达到无线充电效果。

[0115] 具体地，本实施例中，能量接收转换器410与实施例一中的电声转换器123配合设置，采用多个天线组成的阵列结构，阵列的形状可以是圆形、矩形等多种形状。能够接收电能发送装置中电声转换器发送的超声波，并将超声波转换为电信号。

[0116] 充电处理器420能够从能量接收转换器410获取上述电信号，根据该电信号进行后续充电操作。充电处理器420还能够通过能量接收转换器410将本实施例中的电能接收装置的所需电能信息和标识信息发送至实施例一中的电能发送装置。

[0117] 本实施例中，电能接收装置可以与待充电设备电连接，从而为待充电设备充电。电能接收装置还可以与待充电设备一体化设置。具体设置方式这里不做限制。

[0118] 优选地，本实施例中，如图5所示，充电处理器420包括：

[0119] 与能量接收转换器410电连接的应答器421，以及分别与应答器421和待充电设备电连接的电能需求统计器422；分别与能量接收转换器410和待充电设备电连接的电能转换器423；

[0120] 电能需求统计器422用于统计待充电设备的所需电能，生成所需电能信息并发送至应答器421；

[0121] 应答器421用于从能量接收转换器410获取电信号，以及接收所需电能信息；当上述电信号包括编码超声脉冲对应的电信号时，根据所需电能信息和电能接收装置的标识信息生成应答信号，通过能量接收转换器410将应答信号发送给电能发送装置；其中，标识信息包括电能接收装置的ID；

[0122] 电能转换器423用于从能量接收转换器410获取上述电信号，当上述电信号包括聚焦的超声能量波对应的电信号时，将聚焦的超声能量波对应的电信号转换为待充电设备所需的电压信号，以为待充电设备充电。

[0123] 具体地，本实施例中，能量接收转换器410能够接收电能发送装置发送的超声波，并将超声波转换为电信号。由实施例一可知，电能发送装置发送的超声波包括预设的编码超声脉冲和聚焦的超声能量波两种，因此转换得到的电信号也包括相应的两种。

[0124] 本实施例中，应答器421预先存储有电能接收装置的标识信息，并且还能够从电能需求统计器422处获取所需电能信息。当应答器421接收到编码超声脉冲对应的电信号时，则根据所需电能信息和电能接收装置的标识信息生成应答信号，并发送至能量接收转换器410，由能量接收转换器410发送至电能发送装置，使得电能发送装置根据应答信号做进一步操作。

[0125] 本实施例中，电能转换器423与待充电设备电连接，当上述电信号包括聚焦的超声能量波对应的电信号时，电能转换器423能够将聚焦的超声能量波对应的电信号转换为待充电设备所需的电压信号，以为待充电设备充电。电能转换器423包括AD-DC转换器。

[0126] 可见，通过本实施例中的应答器421、电能需求统计器422和电能转换器423，能够统计待充电设备的所需电能，并生成应答信号发送至实施例一中的电能接收装置，使得电能发送装置与电能接收装置紧密配合，完成无线充电操作。

[0127] 优选地，如图6所示，充电处理器420还包括设置于能量接收转换器410和应答器421之间的接收能量统计器430；

[0128] 接收能量统计器430用于统计能量接收转换器410接收到的能量大小，生成接收能量值，并通过能量接收转换器410将接收能量值反馈至电能发送装置。

[0129] 具体地，接收能量统计器430将接收能量值发送至能量接收转换器410，能量接收转换器410发送接收能量值至电能发送装置。

[0130] 接收能量统计器430设置于能量接收转换器410和应答器421之间，具体可以是如图6所示设置，还可以与能量接收转换器410和应答器421串联设置。

[0131] 对应实施例一中的描述，本实施例通过生成接收能量值并返回至电能发送装置，能够便于电能发送装置对本实施例中的电能接收装置准确定位，提高充电效率。

[0132] 如图4至图6所示，本实施例中的应答器421、电能需求统计器422、电能转换器423，在具体实现时，能够集成在同一块电路板中实现，以节省空间，也可以做成分开的电路模块。在不影响本实施例的功能的前提下，本实施例的具体实现方式可以根据具体需求决定。

[0133] 可见，本实施例中的电能接收装置与实施例一中的电能发送装置配合使用，能够缓解无线充电时电磁能量泄露的问题，还能够提高充电效率。

[0134] 实施例三

[0135] 如图7所示，本发明第三实施例提供了一种无线充电系统，该系统包括实施例一中的电能发送装置710，还包括实施例二中的电能接收装置720。因此能够知道，适用于实施例一和实施例二的描述同样适用于实施例三。

[0136] 通过本实施例中的无线充电系统，通过发送超声波达到无线充电效果，能够避免无线充电时电磁泄露的问题。通过对电能接收装置的准确定位，还能够提高充电效率，减少能量损耗。

[0137] 根据实施例一和实施例二的内容，以及图3和图6的内容，本实施例能够得到图8，图8是本发明第三实施例所提供的无线充电系统的另一种结构示意图。图8中各个部件的功能与实施例一和实施例二中的描述相同，这里不再赘述。

[0138] 图9是本发明第三实施例所提供的无线充电系统的家居应用场景示意图。如图9所示，在家庭中，可以将电能发送装置710设置于天花板上，电能接收装置720可以与待充电设备，如手机，设置在一起，通过一个电能发送装置710能够为多个电能接收装置720充电。

[0139] 图10是本发明第三实施例所提供的无线充电系统的办公应用场景示意图。如图10所示，在办公室或者会议室内，可以将电能发送装置710设置于桌面中央位置处，电能接收装置720可以与待充电设备，如手机，设置在一起，通过一个电能发送装置710能够为多个电能接收装置720充电。

[0140] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。