充電系統(tǒng)及其充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及充電領(lǐng)域，特別涉及一種可以以多種方式對(duì)電池進(jìn)行充電的充電系統(tǒng)及其充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由電池包供電的電動(dòng)工具主要通過具有有線接口的充電器或者是電源連接器進(jìn)行充電，而采用電池包由于其續(xù)航能力有限，需要頻繁對(duì)其進(jìn)行更換或及時(shí)充電。在很多地區(qū)，因?yàn)榄h(huán)境或者使用場(chǎng)景限制不具備電源接口，不能及時(shí)對(duì)電池包進(jìn)行充電，因此不能保證在特殊環(huán)境以及長(zhǎng)時(shí)間的工作需要。
[0003]另一方面，由于各種電池包中的電池元件的化學(xué)物質(zhì)、電池包的標(biāo)稱電壓等特征不相同，往往需要匹配不同的充電設(shè)備。這樣對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同的電池包需要購(gòu)買不同的充電器，而且攜帶起來(lái)非常不方便，此外，還可能造成電池包插錯(cuò)充電器的情況，如果充電設(shè)備中沒有相應(yīng)的識(shí)別和保護(hù)系統(tǒng)，類似的誤操作會(huì)導(dǎo)致電池包的損壞，給使用者帶來(lái)不必要的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種可以方便地對(duì)可充電電池進(jìn)行充電的充電系統(tǒng)及其充電方法。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種充電系統(tǒng)，包括:
無(wú)線功率發(fā)射裝置，用于發(fā)射電磁能量；
無(wú)線電源接入單元，所述無(wú)線電源接入單元包括用來(lái)無(wú)線地接收來(lái)自無(wú)線功率發(fā)射裝置發(fā)射的電磁能量的接收線圈和用于對(duì)接收電力進(jìn)行整流和電力檢測(cè)的接收電路模塊；有線電源接入單元，所述有線電源接入單元包括用來(lái)接入有線電力的連接器；
信號(hào)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)外部有線電源或無(wú)線電源接入的狀態(tài)；及控制單元，所述控制單元能夠根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到的無(wú)線電力或有線電力的接入狀態(tài)對(duì)電力通道進(jìn)行管理；
以及充電電路，用于從無(wú)線電源接入單元或有線電源接入單元獲取電能，并給可充電電池充電。
[0006]進(jìn)一步地，所述無(wú)線功率發(fā)射裝置包括電氣連接的電源、發(fā)射電路以及發(fā)射線圈。
[0007]進(jìn)一步地，所述無(wú)線電源接入單元發(fā)射線圈與所述無(wú)線功率發(fā)射裝置接收線圈之間能夠進(jìn)行功率傳輸與數(shù)據(jù)通信。
[0008]進(jìn)一步地，所述接收電路模塊電氣連接在接收線圈與充電電路之間，所述接收電路模塊包括諧振電路和整流電路。
[0009]本發(fā)明還提供一種可以方便的對(duì)可充電電池進(jìn)行充電的方法，所述方法包括如下動(dòng)作:
接入無(wú)線功率發(fā)射裝置或有線電源； 信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)電力通道的接入狀態(tài)；
控制單元判定接入的電力通道是否有效，并且判定有效的通道數(shù)；
如果只有一個(gè)電力通道有效，則將此通道設(shè)定為允許供電的電力通道；如果兩個(gè)電力通道都有效，比較一下兩者的接入時(shí)間，選擇先接入的電力通道，將其配置為有效通道狀態(tài)并進(jìn)行供電。
[0010]進(jìn)一步地，所述接收電路模塊包括諧振電路和整流電路，在選擇無(wú)線電源接入單元進(jìn)行供電時(shí)，控制單元控制整流電路中的開關(guān)管的通斷進(jìn)而控制無(wú)線電源接入單元的電力輸出。
[0011]進(jìn)一步地，所述整流電路是全橋整流電路，其包括至少兩個(gè)三極管，所述控制單元能夠提供控制信號(hào)控制所述三極管的開通與關(guān)斷進(jìn)而控制整流電路的輸出。
[0012]進(jìn)一步地，信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到電力接入后，將采樣電信號(hào)輸入到控制單元，控制單元將采樣電信號(hào)與預(yù)定閥值進(jìn)行比較判定是否存在有效電力輸入。
[0013]進(jìn)一步地，在充電過程中，優(yōu)先電力通道移除后，控制單元能夠?qū)㈦娏νǖ狼袚Q到現(xiàn)有的其他有效的電力通道。
[0014]進(jìn)一步地，在充電過程中，充電電路實(shí)時(shí)檢測(cè)可充電電池的電量，判定電池電量是否達(dá)到額定值，一旦電池電量達(dá)到額定值，則停止充電。
[0015]本發(fā)明充電系統(tǒng)及其充電方法采用無(wú)線電力傳輸和有線電力傳輸兩種方式對(duì)電池進(jìn)行充電，大大提升了電池充電的便利性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖2a、2b分別是本發(fā)明實(shí)施方式中的兩種不同的整流電路的電路原理框圖；
圖3為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的帶有電池包的鉆類工具的主視圖；
圖4為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的用于對(duì)鉆類工具的電池包進(jìn)行充電的充電器；
圖5為發(fā)明第二種實(shí)施方式的電池包的電路原理框圖；
圖6為本發(fā)明第二種實(shí)施方式的帶有電池包的鉆類工具和無(wú)線功率發(fā)射裝置的主視圖；
圖7為本發(fā)明第三種實(shí)施方式的帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖8為本發(fā)明第三種實(shí)施方式的電池內(nèi)置的鉆類工具和充電裝置的主視圖；
圖9為本發(fā)明第三種實(shí)施方式中的適配器的電路原理框圖；
圖10為本發(fā)明第四種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖1laUlb為本發(fā)明充電系統(tǒng)的邏輯控制圖
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0018]請(qǐng)參閱圖1至圖3，圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)100的電路原理框圖，圖中標(biāo)示110代表無(wú)線功率發(fā)射裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，無(wú)線功率發(fā)射裝置包括電源111、發(fā)射電路112和發(fā)射線圈113，具體的，無(wú)線發(fā)射線圈111與發(fā)射電路112電性連接。這里的電源一般是指AC電源，與AC電源連接后，AC電源經(jīng)發(fā)射電路的AC-DC模塊(圖未示)轉(zhuǎn)化為直流電源為電路中的其他模塊供電。應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)線充電技術(shù)通常在本領(lǐng)域中是已知的，其主要分為電磁感應(yīng)方式和磁共振方式。電磁感應(yīng)方式通過將AC電流施加與用于無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)送線圈來(lái)改變磁場(chǎng)，并通過由于磁場(chǎng)的變化而從相鄰的接收線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)電池進(jìn)行充電。在磁共振方式中，發(fā)送線圈以特定頻率輻射磁場(chǎng)，如果具有與發(fā)送線圈的頻率相同的頻率的接收線圈接近發(fā)送線圈，則發(fā)送線圈通過由于共振而產(chǎn)生的能量隧道接收電力以對(duì)電池提供電力，本發(fā)明并未限定采用無(wú)線充電的具體方式，也就是說(shuō)，可以采用任意一種無(wú)線充電方式對(duì)無(wú)線電源接入單元進(jìn)行無(wú)線供電。
[0019]圖1中120代表電力接收裝置，其包括兩個(gè)電力接入單元，分別是無(wú)線電源接入單元121和有線電源接入單元122，信號(hào)檢測(cè)模塊123，控制單元124以及充電電路125。
[0020]其中無(wú)線電源接入單元121包括接收線圈1211和接收電路模塊1212。接收線圈用來(lái)無(wú)線地接收來(lái)自無(wú)線功率發(fā)射裝置110發(fā)射的電磁能量，接收電路模塊1212對(duì)接收電力進(jìn)行整流和電力檢測(cè)，并將信號(hào)傳遞給信號(hào)檢測(cè)模塊123。具體的，接收電路模塊1212包括諧振電路和整流電路(圖未標(biāo))。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2a和圖2b，圖2a和圖2b分別表示不同的整流電路的具體實(shí)現(xiàn)方式，圖2a表示可以作為交流輸入的由兩個(gè)二極管D1、D2和兩個(gè)三極管Qll和Q12組成的全橋整流電路，其通過控制Qll和Q12的CTL1、CTL2信號(hào)，控制Q11、Q12的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)輸入整流；如果Qll、Q12同時(shí)關(guān)斷，那么VOUT沒有電壓輸出；其中CTLl、CTL2的控制信號(hào)由控制單元124提供。圖2b表示可以作為交流輸入的由四個(gè)三極管Ql、Q2、Q3、Q4組成的全橋整流電路，通過控制Ql、Q4與Q2、Q3的CTL1、CTL4、CTL2、CTL3信號(hào)，控制Q1、Q2、Q3、Q4的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)同步整流；如果Ql、Q2、Q3、Q4同時(shí)關(guān)斷，那么VOUT沒有電壓輸出；CTL1、CTL2、CTL3、CTL4的控制信號(hào)由控制單元124提供。
[0021]本發(fā)明的實(shí)施方式中無(wú)線電源接入單元121采用通過控制單元124控制整流橋開關(guān)的方式進(jìn)彳丁充電，可以降低電路熱損耗，提尚充電效率。與在整流橋后增加新的控制開關(guān)管相比，控制整流橋開關(guān)的方案可以減少元件數(shù)量，減少待機(jī)功耗，提升充電效率。
[0022]接收線圈1211用于接收無(wú)線功率發(fā)射裝置提供的電磁能量，并通過諧振電路將尚頻穩(wěn)定正弦波傳遞給整流電路。整流電路用于對(duì)尚頻正弦波進(jìn)彳丁整流，將尚頻穩(wěn)定正弦波轉(zhuǎn)化為直流。所述接收電路模塊1212還可以包括通信電路模塊(圖未示)，用來(lái)與可充電電池130以及無(wú)線功率發(fā)射裝置110之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信數(shù)據(jù)可以是電池?zé)o線充電狀態(tài)及控制指令，也可以是電池的其他電氣特性參數(shù)。
[0023]有線電源接入單元122包括連接器1221，用來(lái)接入有線電力，該連接器1221與外部供電部件連接后，可以通過控制單元124向可充電電池130輸送電力。
[0024]控制單元1