一种能够进行无线数据和电能传输的非接触式充电器及使用该充电器的充电电池包及移动设备

摘要

公开了一种非接触式充电器。本发明提供了一种通过使用感应电动势能够在能与计算机USB通信的非接触式充电器和移动设备的充电电池包之间进行无线数据通信和供电的非接触式充电器，从而能够同时进行数据通信和供电，并且能够进行良好的信号传输而不会存在接触传输中的接触不良。

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式充电器，并且更特别地涉及一种通过使用感应电动势能够在能与计算机USB通信的非接触式充电器和移动设备的充电电池包之间进行无线数据通信和供电的非接触式充电器，从而能够同时进行数据通信和供电，并且能够进行良好的信号传输而不会存在接触传输中的接触不良。

背景技术

一般地，移动设备是指用户在移动过程中容易携带和使用的装置，并且包括移动电话、PDA、MP3播放器等。

这些移动设备被配置为通过在移动设备中装配充电电池或者对安装在移动设备内部的电池充电以使该移动设备可以在一定时间内被使用。因此，通过在必要时对移动设备的电池进行再充电，该移动设备为允许其从台式电脑或笔记本电脑接收所请求的数据并执行期望的功能提供了便利。

在韩国专利申请10-2001-0026976(用于手机的充电设备)中，用于这些移动设备的移动电话充电器被配置为能够在主体600的一侧提供外部供电线，移动电话610的下部被插入到所述主体600上面的装配槽601中，并且所述主体600上面的装配槽601中的内部设备602能够与所述移动电话610后下部中的电源设备相接触以给移动电话610提供电源，如图11所示。

这些传统的供电设备具有需要使用单独的数据线连接到计算机的缺点，因为他们用于提供电能但并不传输或处理数据。所述供电设备还有这样的问题：由于主体的接触设备与移动电话的接触设备运行在接触模式，他们之间的反复接触会导致他们之间的电压突变，该电压突变会导致所述接触设备之间的不良电接触以及供电设备的不稳定。特别地，问题还在于大量湿气和灰尘进一步恶化电连接，由此使得所述移动电话和供电设备引发灾祸。

发明内容

因此，本发明被设计为解决所述现有技术中的问题，并且因此本发明的目的在于提供一种能够进行无线数据和电能传输的非接触式充电器，以及使用该非接触式充电器的移动设备，其中，通过使用感应电动势的非接触式电能传输，所述非接触式充电器能够在移动设备(移动电话、PDA、MP3播放器、DAB或者DMB设备、PMP或者手提式设备等等)和个人电脑(PC)之间进行无线数据通信和无线充电，其中USB端口的输出电能被用作TC、TA或PC中的输入设备。

此外，本发明的目的在于提供一种能够进行无线数据和电能传输的非接触式充电器，以及使用该非接触式充电器的移动设备，其中所述非接触式充电器具有外来物质检测功能，即当移动设备上放置有外来金属物质时，该移动设备检测并移除被充电的移动设备的电池包(该包的内部安装有二次侧无线充电器模块)以外的外来金属物质；识别功能，以便感测移动设备的电池包，并感测所述电池包的充电级别；以及过载和温度保护功能。

为实现上述目的，本发明的一个实施方式提供一种能够进行无线数据通信和电能传输的非接触式充电器，该充电器包括：USB连接器10，该USB连接器10设置在封闭式设备主体2的一侧，通过使用插孔以一体化方式/可分离方式连接到计算机或笔记本电脑的USB端口；USB驱动器单元20，该USB驱动器单元20连接到所述USB连接器10，并且效仿USB协议来从计算机或笔记本电脑接收数据和发送数据到计算机或笔记本电脑；MPU单元30，该MPU单元30连接到所述USB连接器10以便控制串行共振转换器50、电流感测单元60和电源部分，所述每一个均用于从计算机或笔记本电脑接收电源，并且将所接收的电源提供给移动设备，或者从计算机或笔记本电脑上接收数据和发送数据到计算机或笔记本电脑；以及主线圈70，该主线圈70形成在所述设备的主体2上，用以产生感应电动势从而将数据信号和电能信号从所述串行共振转换器50无线传输到所述移动设备，其中所述串行共振转换器50转换在所述USB驱动器单元20和所述移动设备之间接收/发送的数据信号和所述USB连接器10提供给所述移动设备的电能信号，并且将所转换的数据和电能信号相加，以及电流感测单元60分析次级线圈80的信号以便识别该移动设备，监视所述主线圈70和次级线圈80用以控制充电电压达到稳态电压，并且发送所述MPU单元30中的信号和从所述主线圈70发送的次级线圈80的信号，所述主线圈70通过与主线圈70对应并放置于所述移动设备中的次级线圈80感测负载调节信号。

因此，所述主线圈70可以由可分离变压器中的FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心中的任何一者构成并且构造为圆形、四角形或多边形，并且所述串行共振转换器50可以是LLC全桥串行共振转换器，该LLC全桥串行共振转换器为半波型或者全波型的串行和并行共振转换器，并且根据本发明的能够进行无线数据通信和电能传输的非接触式充电器可以进一步包括栅极驱动单元40，该栅极驱动单元40设置在所述USB驱动器单元20和所述串行共振转换器50之间，且位于所述MPU单元30和所述串行共振转换器50之间，且具有自举栅极驱动器；显示单元3，该显示单元3用于在所述MPU单元30的控制下从所述主线圈70接收信号，以便显示可再充电电池230的充电级别，所述主线圈70从所述次级线圈80的信号中感测所述可再充电电池230的充电级别信号。

此外，根据本发明的能够进行无线数据通信和电能传输的非接触式充电器可以进一步包括热防护安全单元92，该热防护安全单元92用于感测所述设备主体2的内部温度，确定所述主线圈70的温度并且发送信号到MPU单元30以达到中止电路的目的；双金属71，该双金属71串联到所述主线圈70用以当所述主线圈70中的电流过大或者所述内部温度过度增大时中断电流；尘土和气味感测电路90，该感测电路用于感测所述设备主体2内部的尘土和气味；以及离子发生器高电压驱动电路控制单元91，该控制单元用于产生阴离子，并且喷洒杀菌喷剂以实现细菌清除，所述电流感测单元60进一步可以具有外来物质检测功能，该功能为如果主线圈70中产生恒定间隔的PWM脉冲，并且来自次级线圈80、且响应于所述恒定间隔的PWM脉冲的检测信号被检测为正常信号，则提供ID以便连续传输数据信号和电能信号；或者如果没有响应或所检测的响应信号不是正常信号，或感测被检测的信号为外来物质从而中止数据信号和电能信号的传输；且所述USB驱动器单元20可以进一步包括IrDA信号转换器21，该IrDA信号转换器21用于将数据信号转换为符合USB协议和IrDA的数据信号；IrDA端口22，该端口用于在所述MPU单元30的控制下向所述移动设备发送或从所述移动设备接收数据信号，通过IrDA信号转换器21将该数据信号转换为IrDA数据信号；以及移动设备ID检测器，该检测器用于感测和识别移动设备的特有ID。

此外，本发明的另一个实施方式提供了一种充电电池包，该电池包包括：能够与权利要求1到6中任意一项定义的非接触式充电器1的充电主体2的一侧相接触的充电器主体201，通过磁场以不接触主线圈70的方式发送/接收数据信号，并且在该充电器主体201的一侧设置有次级线圈80，且该充电器主体201接收电能信号；充电器控制器210，该充电器控制器210与所述放置在充电器主体201内侧的次级线圈80相连，用以处理从主线圈70发送的电能信号，并且发送该处理电能信号到可再充电电池230，并且处理发送到主线圈70或从主线圈70接收的数据信号；以及充电管理单元220，该充电管理单元220用于在充电器控制器210的控制下发送充电电能到所述可再充电电池230，其中所述充电管理单元220将可再充电电池230的电源提供给所述移动设备。

因此，所述充电器控制器210可以包括特有ID单元，该特有ID单元用于当从非接触式充电器1感测到初始化连接时，通过所述次级线圈80和主线圈70发送特有ID到所述非接触式充电器1；以及充电检测器电路，该电路用于感测所述可再充电电池230的充电级别以便发送电源到所述非接触式充电器1，并且所述充电器主体201可以由一体化/可分离连接到所述移动设备的分立构造的独立包组成，或者由放置在所述移动设备的主体壳体内部的集成构造的集成包组成，并且所述次级线圈80可以由可分离变压器中的FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心中的任何一者构成，并且构造为圆形、四角形或多边形。

此外，所述充电器主体201可以包括电池单元512，该电池单元512用于通过无线电能接收器电路513充电，所述电能可以通过缠绕在充电接收器模块517内的次级线圈516感应产生；防护板515、515-1、515-2、515-3、515-4围绕所述电池单元512的底面以及前、后、左、右四面，并且由Al、Cu或Ni合金组成以保护所述电池单元512免受磁场干扰；磁性板503，该磁性板设置在所述防护板515和充电接收器模块517之间并且由铁氧体、Mn：Zn为50重量份：50重量份的Mn-Zn、Ni：Fe为50重量份：50重量份的Ni-Fe或者由精炼金属(Fe-Si-Cu-Nb)构成以便易于将感应磁场引入次级线圈516中；绝缘板502，该绝缘板由网丝和绝缘体组成以防止所述防护板515的热量被传导到所述电池单元512中，所述由Ni-Cu制成的网丝设置在所述防护板515和电池单元512之间，所述绝缘体能够释放热量并且减小热传导；防护部件501，该防护部件501围绕在无线电能接收器电路513周围，并且由Al、Cu或者Ni合金组成，以使无线电能接收器电路513免受磁场干扰。

并且，根据本发明的另一个实施方式的使用所述非接触式充电器的移动设备被配置为可以从权利要求7定义的非接触式充电器1接收电源并且发送/接收数据。

此外，所述移动设备可以具有放置在其中的充电电池包200，并且该移动设备包括用于与IrDA控制器302和非接触式充电器1的IrDA端口22传输数据的IrDA端口，其中所述充电电池包200包括权利要求9所定义的集成包的充电器主体201。

此外，所述移动设备可以包括电能接收设备单元310，该电能接收设备单元310与权利要求8定义的充电电池包200的设备单元240电连接，用以接收电源；DC/DC转换器320，该DC/DC转换器320与所述电能接收设备单元310相连，用以转换电能；以及充电单元330，该充电单元330用于使用所述DC-DC转换器320中转换的电能进行充电。

如上所述，由于在移动设备(移动电话、PDA、MP3播放器、DAB或者DMB设备、便携式音乐播放器(PMP)、便携式设备等等)与个人计算机(PC)之间的无线数据通信和无线充电可以使用感应电动势、通过非接触式电能传输同时进行，其中USB端口的输出电能被用作TC、TA或PC中的输入设备，因此根据本发明的能够进行无线数据通信和电能传输的非接触式充电器以及使用该充电器的移动设备可以在提供电能的同时不发生任何错误地、稳定地发送/接收数据。

此外，根据本发明的非接触式充电器可以防止移动设备的损坏，并且保持电池包的最佳充电效率，因为所述非接触式充电器具有外来物质检测功能，当移动设备上放置有外来金属物质时，该功能用以检测并移除被充电的移动设备的电池包(该包具有安装于其内的二次侧无线充电器模块)以外的外来金属物质；识别功能，该识别功能用以识别移动设备的电池包，并且识别所述电池包的充电级别；以及过载和温度保护功能。

附图说明

本发明的优选实施方式的上述和其他特征、方面和优点将在下述结合附图的具体说明中更加详细地描述。在附图中：

图1为显示了根据本发明的非接触式充电器的电路图；

图2为显示了在根据本发明的非接触式充电器中应用IrDA通信的一个实施方式的透视图；

图3为显示了在根据本发明的非接触式充电器中应用IrDA通信的另一个实施方式的电路图；

图4为显示了使用24引脚连接器的充电器、适配器和USB端口作为根据本发明的非接触式充电器的输入设备的一个实施方式的示例图；

图5为显示了根据本发明的充电电池包的电路图；

图6为显示了根据本发明的充电电池包的另一个实施方式的电路图；

图7为显示了根据本发明的充电电池包的第一实施方式的展开透视图；

图8为显示了根据本发明的充电电池包的第二实施方式的展开透视图；

图9为显示了根据本发明的充电电池包的第三实施方式的展开透视图；

图10为显示了在根据本发明的充电电池包中具有无线电能接收模块的电池包的展开透视图；

图11为显示了用于常规移动电话的充电设备的使用图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。

也就是说，根据本发明的非接触式充电器1包括：USB连接器10，该连接器设置在封闭式设备主体2的一侧，通过使用插孔以一体化/可分离方式连接到计算机或笔记本电脑100的USB端口；USB驱动器单元20，该单元连接到所述USB连接器10，并且模拟USB协议以便从计算机或笔记本电脑100接收数据和发送数据到计算机或笔记本电脑100；MPU单元30，该单元连接到所述USB连接器10，以便控制串行共振转换器50、电流感测单元60和电源部分，上述每一部分用于从所述计算机或笔记本电脑100接收电源并且将所接收的电源提供给移动设备300，或者从计算机或笔记本电脑100接收数据并且发送数据到所述计算机或笔记本电脑100；主线圈70，该主线圈构造于所述设备主体2上，用以产生感应电动势，从而将数据信号和电能信号从所述串行共振转换器50无线传送到所述移动设备300；以及类似的，如图1到图10所示。

因此，所述串行共振转换器50被配置为能够转换在所述USB驱动器单元20和所述移动设备300之间接收/发送的数据信号，并且能转换由所述USB连接器10提供给所述移动设备300的电能信号，并且将所转换的数据和电能信号相加。并且，电流感测单元60被配置为能够分析次级线圈80的信号以识别所述移动设备300，监视所述主线圈70和次级线圈80以便控制充电电压达到稳态电压，并且发送所述MPU单元30的信号，其中所述次线圈80的信号由主线圈70发送，所述主线圈70通过与其对应并配置于所述移动设备300中的次级线圈80感测负载调节信号。

而且，所述主线圈70优选为由可分离变压器中的FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心中的任何一者构成。基于此目的，所述串行共振转换器50可以被优选配置为用于常规变压器的共振转换器，特别是可以配置为用于达到稳定电能传输的目的，因此所述串行共振转换器50可以被配置为LLC全桥串行共振转换器，该LLC全桥串行共振转换器为半波型或者全波型的串行和并行共振转换器。

此外，根据本发明的非接触式充电器进一步包括栅极驱动单元40，该栅极驱动单元40设置在所述USB驱动器单元20和所述串行共振转换器50之间以及所述MPU单元30和所述串行共振转换器50之间，且具有自举栅极驱动器；以及显示单元3，该显示单元3用于在所述MPU单元30的控制下从主线圈70接收信号用以显示可再充电电池230的充电级别，所述主线圈70从次级线圈80的信号中感测可再充电电池230的充电级别的信号。

此外，根据本发明的非接触式充电器可以进一步包括：热防护安全单元92，该热防护安全单元92用于感测所述设备主体2的内部温度，确定主线圈70的温度并且发送信号到MPU单元30以便达到根据主线圈70的测量温度的热度和其高温状态切断电路的目的；双金属71，与主线圈70串联以便在主线圈70中的电流过大或者所述内部温度过高时中断电流；尘土和气味传感器电路90，该传感器电路90用于感测设备主体2中的尘土和气味；以及离子发生器高电压驱动电路控制单元91，该控制单元91用于产生阴离子并且喷洒杀菌喷剂以实现细菌清除，如图1和图3所示。此外，具有温度传感器的热防护安全单元92用于过热保护，所述双金属71、尘土和气味传感器电路90、离子发生器高电压驱动电路控制单元91及类似部件优选为适于配置并运行在与所述非接触式充电器1相连的所述充电电池包200和所述移动设备300中。

根据本发明的非接触式充电器1的配置和运行将在下面作详细描述。也就是说，根据本发明的非接触式充电器1被配置为能够在非接触式充电器1和移动设备300之间传送数据并同时使用核对核通信模式传送充电电能，所述移动设备300具有充电电池包200或者所述充电电池包200被放置在该移动设备300内部。

这样的非接触式充电器1具有用于与计算机或者笔记本电脑100通信的通信装置，所述计算机或笔记本电脑100能够监视并控制所述移动设备300、充电电池包200以及非接触式充电器1的内部系统的状态。因此，在一个例子中，显示了计算机或笔记本电脑100和非接触式充电器1通过USB通信相互通信。这也就是USB通信除了数据通信还能同时提供充电电能到一条线路上的原因。然而，所述非接触式充电器1和计算机或者笔记本电脑100之间的数据通信可以以多种数据传输模式进行，例如RS-232c、SISC和串行、并行传输模式等等。在这种情况下，所述非接触式充电器1可以以常规的分开方式被提供电能。也就是说，所述非接触式充电器1可以与计算机或笔记本电脑100通信，并且同时由作为外设之-的移动设备300提供充电电能，且同样以常规的分开方式提供电能，这使得允许在非接触式充电器1和移动设备300之间同时进行充电和数据通信成为可能。

也就是说，根据本发明的优选的示例性实施方式是计算机或笔记本电脑100与非接触式充电器1之间的USB通信的一种模式，并且这样的USB通信线路被规定为使得四个设备中的两个设备提供电能，并且另两个设备发送数据。因此，电能可以被提供到所述非接触式充电器1，并且数据可以以USB通信模式发送/接收。在这样的USB通信模式中，主控制器被安装在计算机或笔记本电脑100中，且因此，通过所述线路连接的设备可以由所述主控制器所控制。并且，对应于所述主控制器的非接触式充电器1的USB驱动器单元20内安装有非接触式充电器1的USB的控制器，并且所述USB驱动器单元20根据非接触式充电器1的状态，或者如果该USB驱动器单元20与连接到非接触式充电器1的充电电池包200或者移动设备300相连接，则该USB驱动器单元20将这些信息转换为USB模式并且发送所转换的信息到计算机或笔记本电脑100，或从计算机或笔记本电脑100接收所转换的信息。

此外，以所述USB通信模式进行通信是发送/接收主线圈70和次级线圈80中的调制信息。并且，用于USB通信的控制器也可以被安装在充电电池包200中，并且用于USB通信的控制器也可以被安装在移动设备300中。因此，由于这些通信信号可能通过非接触式充电器1的USB驱动器单元20发送，所以所述控制器使用非接触式充电器1作为集线器从而以USB通信与计算机或笔记本电脑100通信。

因此，使用核对核通信模式与移动设备300传送数据并且传送电能的非接触式充电器1包括：USB连接器10，该USB连接器10用于连接计算机和笔记本电脑100的USB端口USB驱动器单元(USB模拟控制单元)20，该USB驱动器单元20连接到所述计算机和笔记本电脑100以及所述USB连接器10，以便从计算机或笔记本电脑100接收音乐、动画和数据并且根据USB协议模拟它们MPU单元30，该MPU单元30用于控制非接触式充电器1(无线充电器)的内部元件；栅极驱动单元40，该栅极驱动单元40包括自举栅极驱动器；串行共振转换器50，该串行共振转换器50为LLC全桥串行共振转换器；主线圈70，该主线圈70用作由FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心构成的可分离变压器，并且在MPU单元30的控制下合成信号，且将该合成信号无线地发送到电池包的次级线圈80，该电池包安装在所述移动设备300中；双金属71，该双金属71在所述芯片的所有功能关闭时串联到C-L谐振器，并且在铁心(主线圈70)过热时可分离地插入非接触式充电器1以确保该充电器的安全；尘土和气味传感器电路90，该传感器电路用于感测所述非接触式充电器1上的尘土和气味；离子发生器高电压驱动电路控制单元91，该控制单元用于喷洒杀菌喷剂用于局部阴离子的产生或细菌清除。电流感测单元60，该感测单元用于使用主频的自动变频算法通过电流反馈稳定地控制电能，以便通过移动设备中的负载调节识别在主线圈70中的充电单元的MPU单元30中的充电电池包200的ID，所述移动设备具有安装在其内的无线充电模块，所述无线充电模块连接到次级线圈80并且放置在充电电池包200中，并且用于控制充电电池包200中的次级整流端的电压；热防护安全单元92，该热防护安全单元92用于感测充电芯片的温度；以及信号检测单元61，该信号检测单元61连接到所述主线圈70，用以检测次级信号，所述主线圈70感测充电电池包200中的次级信号外部的反馈信号。

因此，移动设备300可以使用上述非接触式充电器1作为USB通信的集线器以便从计算机(PC)或者笔记本电脑100接收音乐、动画、数据等等，并且进一步控制在计算机或者笔记本电脑100中的所述移动设备300。基于此目的，连接到USB连接器10的USB驱动器单元20根据USB协议模拟所发送/接收的数据，并且经由USB驱动器单元20和MPU单元30通过在主线圈(可分离变压器，该变压器由FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心构成)70中合成信号而无线地发送信号到移动设备300或者充电电池包200，并转换该合成信号。因此，与主线圈70类似，USB驱动器单元20接收从充电电池包200的次级线圈(可分离变压器，该变压器由FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心构成)80发送的数据信号，以便通过频移键控(FSK)分离信号，并且将所述数据存储在移动设备300的存储介质(存储器)中。由于USB驱动器单元20包括USB控制器301，因此，该USB驱动器单元20可以使用USB控制器301存储数据。

此外，如果各自内部安装有次级无线充电模块的充电电池包200或移动设备300靠近正在运行的非接触式充电器1，则之后它们可能会在计算机或者笔记本电脑100中被自动同步以便通过USB通信被自动连接，并且存储介质文件夹在移动设备300中弹出以便无线地从计算机或笔记本电脑100下载音乐(MP3格式)、动画(avi、asf、dat格式)、数据等或将所述音乐、动画、数据等上传到计算机或笔记本电脑100。

也就是说，与计算机或者笔记本电脑100相连的非接触式充电器1通过允许主线圈70以恒定间隔发送脉冲而感测充电电池包200的接触。因而，非接触式充电器1的主线圈70与充电电池包200的次级线圈80之间可以进行无线数据通信。独立地，所述非接触式充电器1可以提供计算机或者笔记本电脑100中的USB端口的电能，或者单独提供电能给充电电池包200。所述非接触式充电器1和电池包200以及移动设备等等的配置可以通过使用本发明人提交的大量技术来实现。除了上述非接触式充电器1和电池包200的充电和数据通信模式，本发明提供了非接触式充电器1和电池包200以及移动设备等等以使电能可以被提供给它们并且数据可以在它们之间传输，因此，促进数据传输到主计算机或笔记本电脑的控制器或接收来自所述控制器的数据，并且促进了状态监视等。

并且，如果所述电流感测单元60接收到来自次级线圈80的、表示没有能够接收移动设备300和音乐(MP3格式)、动画(avi、asf、 dat格式)、数据等的存储器的信号时，则之后所述USB驱动器单元(USB模拟控制单元)20进一步包括USB数据传送控制模块25，以便在MPU单元30的控制下停止传送USB数据(音乐(MP3格式)、动画(avi、asf、dat格式)、数据等等)，并且如果移动设备被证实处于连接状态，那么该移动设备可以再次传送数据。因而，主线圈70和次级线圈80仅传送电能和电能传输要求的数据，并且还传送适合的信号到计算机或者笔记本电脑。

因而，在充电电池包200或者移动设备300中产生响应于非接触式充电器1的脉冲信号的特有ID并且在非接触式充电器1的MPU单元30的控制下经由串行共振转换器50、主线圈70以及次级线圈80发送到非接触式充电器1。也就是说，如果特有ID信号从充电电池包200的充电器控制器210中的ID芯片经由次级线圈80被发送，并且所述ID芯片的内部安装有次级无线充电模块，那么之后所述充电电池包200或移动设备300的特有ID通过主线圈70、信号检测单元61、电流感测单元60中的供电信号的负载调节信号被识别。如果如上所述，所述充电电池包200或者移动设备300的特有ID被识别，则关于充电电池包200或移动设备300的信息被发送到计算机或者笔记本电脑100中。也就是说，如果非接触式充电电池包200被放置在非接触式充电器1上，那么安装在充电电池包200内部的ID芯片运行并且调节负载到空载状态以发送充电开始ID到非接触式充电器1，并且非接触式充电器1反馈信号以确认所述ID符合正确的信号，并且如果所述ID符合正确的信号，则以全功率模式提供电能给所述充电电池包200。

并且，如果充电电池包200或者移动设备300的特有ID被识别，那么在充电电池包200或移动设备300中的次级整流端的电压通过主线圈70和次级线圈80而被控制为恒定电压。这可以通过使用非接触式充电器1的主频的自动变频算法来控制充电电池包200或移动设备300的次级充电功率，通过非接触式充电器1的主线圈70、信号检测单元61和电流感测单元60的压降来最小化消耗功率[Pdis＝(Vout-Vbat)^*Ichg]，从而减少充电电池包200或移动设备300中的次级充电模块的独立元件，并且防止其他充电芯片的温度的增高。因此，可以使用不用复杂和昂贵的开关充电IC的线性充电IC，并且可以确保电池包的内部空间。

其次，当金属体被放置在非接触式充电器1上时，不具有任何充电模块的不同类型的金属体被由感应电动势涡流损失产生的热量加热，这会导致非接触式充电器1的损坏。该现象为使用感应电动势对非接触式充电器1的稳定性具有最严重的影响的问题之一。因此，所述移动设备应当具有安全设备以便识别不同类型的金属体，例如硬币、金属笔、剪刀等等，该金属体不具有任何充电模块，并且停止供电以防止过热。

如上述的配置，一种用于从主线圈70发送电能到次级线圈80的方法为使用半波或全波型串行和并行共振转换器以便引起LC共振，因此使得电流为正弦波形并通过电感耦合发送电能到次级侧。此时，切换频率被设置为比软切换的谐振频率更高的级别。存在通过短时间内在主线圈70中应用恒定间隔的PWM脉冲来感测和确定是否有不同类型的外来物质被放置在非接触式充电器1上的机械装置。在空载状态下，所述切换频率和电流的相位总是以90度角形成。此时，如果外来物质靠近主线圈70，则电流的相位会根据自感系数的改变而改变，并且可以根据相位差的级别来识别外来物质的级别。也就是说，如果靠近物质被感测到，则在应用电能的恒定时期内发送ID检查信号。此时，如果反馈的特有ID信号没有被感测到或者感测到了不同的ID，则所述靠近物质被识别为外来物质，并且之后非接触式充电器1的充电系统被关闭，以便停止供应充电电能到主线圈70，由此，确保充电电池包200或移动设备300中的充电管理单元的稳定。

也就是说，非接触式充电器1的电流感测单元60在主线圈70中产生恒定间隔的PWM脉冲，并且之后所述电流感测单元60进一步具有外来物质检测功能，如果主线圈70中产生恒定间隔的PWM脉冲，并且响应于所述恒定间隔的PWM脉冲的来自次级线圈80的检测信号被检测为正常信号，则该功能提供ID用以连续传输数据信号和电能信号，并且如果没有响应或者所检测的响应信号不是正常信号，则感测所述检测信号为外来物质从而中断数据信号和电能信号的传输。

并且，所述外来物质检测功能需要复杂的技术，以便在充电期间感测外来物质，其中，电能会随着充电的进行而逐步下降。滞后现象会出现在该功率曲线上，并且当物质被放置在电流感测单元60上时，如果所述物质的信号超出了滞后周期，则该物质会被识别为外来物质，由此，使用算法来关闭电流感测单元60。

本发明可以在非接触式充电器1中提供一种具有充电电池包200的安全和电池监视功能的无线充电解决方法，其中在充电电池包200内部安装有安全设备和无线充电模块。

此外，由于非接触式充电器1具有包含在恒温超过45℃时关闭功能和过流及过压保护功能的芯片，因此，所述非接触式充电器1主要使用热防护安全单元92检测主线圈70和多种组成芯片的温度，或者监视设备主体2的内部温度以防止过流，并且因为非接触式充电器1内安装有保险丝，所以同样可以防止过流。并且，如果非接触式充电器1中的组成芯片的功能瘫痪并且检测到错误的信号，则电路被中断，并且之后所述非接触式充电器1建立安全设备，例如，当主线圈70过热时，通过构成串联在连接到主线圈70的C-L谐振器上的双金属71来中断电路。

并且，所述非接触式充电器1还具有喷洒用于阴离子的产生或者细菌清除的杀菌喷剂的附加功能，并且在LCD显示单元3或者计算机和笔记本电脑100等上显示充电级别。此外，如果可再充电电池230被充满电，则之后可再充电电池230接收从充电IC、ID芯片输出的充满电信号，并且在充电器控制器210的控制下通过负载调节发送所述充满电状态到非接触式充电器1，并且之后反馈该信号以便在显示单元3、计算机或者笔记本电脑100及类似物体上显示所述充电电池包200充电完成。

如上所述并如图4所示，本发明的非接触式充电器1可以使用USB端口通过来自计算机或笔记本电脑100的电能来充电，并且还可以被额外配置为在不连接到计算机或笔记本电脑的环境下，以其他方式进行充电，例如，用户在旅行中。也就是说，使用充电器、适配器、USB端口等等的24引脚连接器可以作为输入设备使用。例如，如果便携式充电器使用24引脚标准连接器相连，则通过在引脚1指定特定ID电阻，所述便携式充电器通常会通过引脚21和22被提供4.2V的电压，并且如果连接到适配器，则所述适配器可以通过引脚4和5被提供电能，且如果连接到USB端口，则所述USB端口可以通过引脚16被提供电能，并由此，所述非接触式充电器1可以在4到5.5V的输入电能下运行。

并且，通过使用扩展坞(docking station)将两个非接触式充电器相互连接，使用24引脚标准连接器的所述适配器可以被用来同时给两个移动设备充电，其中所述扩展坞可以同时对两个移动设备充电。

这样配置的本发明的另一种实施方式的非接触式充电器1将会在下面详细描述。

也就是说，使用USB端口与计算机或笔记本电脑100通信的USB驱动器单元20另外具有USB控制器的功能以及将数据信号转换为IrDA数据信号的功能。

因此，该USB驱动器单元20进一步包括用于将数据信号转换为符合USB协议和IrDA的数据信号的IrDA信号转换器21，并且还进一步包括用于在MPU单元30的控制下发送数据信号到移动设备300或从该移动设备300接收数据信号的IrDA端口22，其中所述数据信号被所述IrDA信号转换器21转换为IrDA数据信号。此外，所述USB驱动器单元20进一步包括用于感测和识别移动设备300的特有ID的移动设备ID检测器(未显示)，所述特有ID从移动设备300的IrDA控制器单元302发送并在IrDA端口22中被接收。

因此，图2和图3为显示了根据本发明的具有安装于其内的IrDA收发器模块的非接触式充电器1的图示。

参考图2和图3，如果非接触式充电器1连接到用于输入电能的计算机或笔记本电脑100的USB端口，则所述非接触式充电器1使用安装在其中的IrDA信号转换器21转换数据，例如在USB通信协议和IrDA之间互相转换，并且通过IrDA收发器使存储在个人计算机或笔记本电脑中的音乐、动画、数据等与移动设备300(移动电话、PDA、PMP、DMB设备、MP3等等)无线地交换数据。当然，通过使用非接触式可分离变压器依靠主线圈70和次级线圈80发送电能到移动设备300而向使用电能进行充电的电池供电。

如果安装在非接触式充电器1中的IrDA端口22与移动设备300的IrDA端口相互匹配以便允许内部安装有次级无线充电模块的移动设备300靠近非接触式充电器1，则如上所述，非接触式充电器1通过主线圈70和次级线圈80自动与计算机主体同步。因此，USB自动与计算机或笔记本电脑100相连接以便在非接触式充电器1和移动设备300之间能够进行交互式红外数据通信，并且因此移动设备300的存储介质文件夹可能被弹出，如音乐(MP3格式)、动画(avi、asf、dat格式)及类似的数据可以被载，并且其他数据可以同时被处理。

因此，图3显示了使用其内安装有IrDA端口的在非接触式充电器1和移动设备300之间的红外数据通信系统，以及用于发送电能的非接触式充电器1的配置。

也就是说，图3所示的非接触式充电器1包括USB连接器10；USB驱动器单元20，该USB驱动器单元20具有用于将信号由USB转换为IrDA的IrDA信号转换器21；MPU单元30；栅极驱动单元40，该驱动单元包括自举栅极驱动器；LLC全桥串行共振转换器的串行共振转换器50；主线圈70；次级线圈80；双金属71；尘土和气味传感器电路90；离子发生器高电压驱动电路控制单元91；电流感测单元60；热防护安全单元92；以及信号检测单元61，该信号检测单元61用于检测次级信号。

并且，所述移动设备300包括IrDA控制器302和IrDA端口等等。因此，通过使用各自的IrDA端口，在移动设备300和非接触式充电器1之间可以进行数据通信。

所述移动设备300包括充电电池包200，该充电电池包200连接到如本发明所述配置的非接触式充电器1，用以发送数据到所述非接触式充电器1或从所述非接触式充电器1接收数据，并且被无线地提供用于供电的电能。

也就是说，所述移动设备300可以被连接到非接触式充电器1的充电主体2的一侧，并且该移动设备300包括充电器主体201，该充电器主体201通过磁场而不与主线圈70相接触地发送/接收数据信号，并且在该充电器主体201的一侧设置有次级线圈80，且该充电器主体201接收电能信号；充电器控制器210，该充电器控制器210与所述充电器主体201内部一侧的次级线圈80相连，以便处理从所述主线圈70发送的电能信，并且发送处理后的电能信号到可再充电电池230，并且处理发送到所述主线圈70或从所述主线圈70接收的数据信号；以及充电管理单元220，该充电管理单元220用于在所述充电控制器210的控制下发送充电电能到所述可再充电电池230，其中所述充电管理单元220将可再充电电池230的电能提供给移动设备300。

因此，所述移动设备300包括特有ID单元(特有ID芯片)，如果充电器控制器210感测到来自非接触式充电器1的初始化连接，则该特有ID单元用于通过次级线圈80和主线圈70发送特有ID到非接触式充电器1；以及充电检测器电路，该充电检测器电路用于感测可再充电电池230的充电级别，以便发送数据信号到非接触式充电器1。

并且，所述充电器主体201可以由一体化/可分离连接到移动设备300的分立构造的独立包构成。同样地，所述充电器主体201可以由放置在移动设备300的主体壳体内部的集成构造的集成包构成。

因而，由所述独立包构成的充电器主体201进一步包括设备单元240，该设备单元240用于在所述充电器控制器210的控制下提供可再充电电池230的电源给移动设备300。

所述充电器主体201的配置将会在下面参考图1和图3进行详细描述。首先，所述充电电池包200的次级线圈80被连接到移动设备的全桥整流单元81。而且，连接到所述整流单元81的充电器控制器210可以发送移动设备300或者充电电池包(能够无线充电的电池包)200的特有ID，感测外来物质，开启/关闭充电反馈充电电路，以及发送充电级别到非接触式充电器1，并且该充电器控制器210还具有将信号转换为USB信号的功能。而且，所述充电器主体201可以包括：用于充电的充电管理单元220、燃料测量控制单元221、保护控制单元222、PTC和可再充电电池230，以及USB控制器301或者安装在移动设备300内的IrDA控制器单元302等等。

而且，所述充电电池包200设置有多个安全设备，如同上述非接触式充电管理单元中的安全设备。

也就是说，由于连接到所述安全设备外部的NTC根据安装在充电管理单元内的温度传感器的温度的改变来改变电阻值，因此，所述充电电池包200的安全设备反馈分布式电压，且因此，所述安全设备可以具有在温度超过预先设定温度时中断充电的功能。此外，所述充电电池包200的安全设备还可以防止电池过流、过压、过度放电、短路等等。通过使用被称为PCM的保护单元还可以保护充电电池包200、可再充电电池230以及它们的电路，因为它们的电路可以使用PTC或双金属由于过流和温度而被中断。而且，充电电池包200中的安全设备可以包括机械装置，如果在充电期间，在安全设备中引发了针对安装在充电电池包200中的ID芯片和其他芯片的错误操作，则该机械装置通过负载调节发送错误信号到非接触式充电器1，且之后通过FSK从非接触式充电器1中接收信号，并且关闭非接触式充电器1以中断电能供应。

并且，由于该充电电池包200放置于移动设备300内，因此，该充电电池包200可以集成在移动设备300上，如图5到图9所示，或者可以分开构成以使其容易分离和连接。相应地，所述移动设备300可以包括电能接收设备单元310，该电能接收设备单元310与充电电池包200的设备单元240电连接，以便接收电能；DC/DC转换器320，该转换器连接到所述电能接收设备单元310，用以转换电能；以及充电单元330，用于使用所述DC-DC转换器320中转换的电能进行充电。

一般地，上述根据本发明的非接触式变压器具有的缺点是由于不同于常规的变压器，它具有较大的孔隙，因此它比常规变压器具有相对更小的自感系数，而且如果在非接触式变压器中使用常规串行共振转换器，由于常规串行共振转换器具有相对较大的漏电系数，因此，环流会根据负载的变化流动。此外，根据本发明的非接触式变压器具有的问题是次级整流器二极管中的连续的电流流动可能会引起开关损耗，这取决于二极管的反向恢复特性。然而，为了解决所述问题，根据本发明的非接触式变压器具有的优点是由于用于非接触式变压器的LLC全桥串行共振转换器50可以运行在小于谐振频率的切换频率，因此该非接触式变压器中的环流流动可以比在其中使用常规的串行共振转换器显著地降低，而且由于次级整流器二极管中的间断的电流流动，因此，二极管的开关损耗可以被减小。

此外，所述主线圈70和次级线圈80可以由可分离变压器中的FPCB、PCB、线圈以及铁氧体磁心中的任意一者构成，并且形成平面形状或圆形柱体、四角形柱体或多边形柱体以方便数据传输。

根据本发明的非接触式充电电池包200的优选生产实施方式将会在下面结合图5到图9进行详细描述。也就是说，图5为显示了由一体化硬壳包构成的充电电池包200的示意图，且图6为显示了安装在移动设备300内的充电电池包的一个优选实施方式的电路图。

也就是说，由所述一体化硬壳包构成的充电电池包200包括次级线圈、磁场防护板、整流单元、充电管理单元(开关或线性充电电路)、无线通信ID检测单元、保护单元以及电池。也就是说，所述充电电池包200由次级线圈(包括线圈或磁心)80、整流单元81、充电器控制器210、保护控制模块(PCM)222、PTC和可再充电电池230、充电管理单元220、设备单元240等组成，其中充电器控制器210为内部安装有端口的适配器控制单元，所述端口能够激活或禁止LDO+ID(TX，RX通信)+FET驱动+电池充电输入(空、满信号)功能+振荡器+充电管理单元，设备单元240是连接到移动电话的设备。

对于嵌入式充电电池包200，所述移动设备300的壳盖具有次级线圈、磁场防护板(使用射出成型的方法在壳上形成线圈，或者制造保护壳体并且对所述壳体进行超声波焊接处理)，并且制造能够与所述移动设备300相连接的设备，以便将整流单元和无线ID检测单元结合到通过所述设备连接到移动设备300的嵌入式单元中，且之后充电电池包200通过使用所述DC/DC转换器320和安装在移动设备300内的充电单元330经由与安装在移动设备300内的电池包相连的设备进行充电。

此外，安装在移动设备300中的充电电池包200的另一个配置包括次级线圈和磁场防护物、整流单元、无线通信ID检测单元、保护单元、电池及类似部件，上述部件均被安装在移动设备300的壳盖内，但不是被软化连接到壳盖，并且产生移动设备300和连接设备，例如，整流单元输出、接地、两个电池极、充电引脚，且之后充电电池包200通过使用所述DC/DC转换器320和安装在移动设备300内的充电单元330经由与电池相连接的设备进行充电。

所述嵌入式充电电池包200的单元为适用于移动设备300的非接触式充电半内部包，所述嵌入式充电电池包200的单元包括次级线圈(包括线圈或磁心)80、整流单元81、充电器控制器210、保护控制模块(PCM)222、PTC和可再充电电池230、DC/DC转换器320、以及充电单元330，其中充电器控制器210为具有安装于其内的端口的适配器控制单元，所述端口能够激活或禁止LDO+ID(TX，RX通信)+FET驱动+电池充电输入(空、满信号)功能+振荡器+充电管理单元；DC/DC转换器320安装在如GSM移动电话的移动设备300内部，充电单元330安装在如GSM移动电话的移动设备300内部，如图6所示。此时，如GSM移动电话的移动设备300涉及-种其内安装有DC/DC转换器320和充电单元330的移动设备(例如，GSM移动电话)。

因此，如果例如GSM移动电话的具有非接触式充电半内部包，即安装于其内的充电电池包200的移动设备300被装配到非接触式充电器1上，那么在所述非接触式充电器1中产生电能并且该电能经由次级线圈80被发送到充电电池包200中。

因此，作为充电电池包200的次级侧从次级线圈80接收AC电流并且在整流单元81中将所述AC电流进行整流以转换整流的AC电流为DC电流，并且产生用于减小非接触式充电器1中的电能的电能保存代码，并且如果其电压超过稳态电压(例如，5.5V)，则经由TXD引脚发送所生成的电能保存代码，且之后使用参数(频率)将次级侧的电压调节到稳态电压(例如，5.5V)。如果作为充电电池包200的次级侧的电压变为最优电压状态的稳态电压(例如，5V)，则上述步骤被重复执行以产生针对稳态电压(例如，5V)的ID，并且如果非接触式充电器1的ID被匹配，则非接触式充电器1中产生电能。如果非接触式充电器1的ID不匹配，则非接触式充电器中的供电被中断并且处于睡眠模式，或者由于当外来物质被放置在非接触式充电器1上时没有对应于所述特有ID的数据接收信息，因此引发错误从而中断供电。

图7到图9显示了根据充电电池包200的多个优选实施方式的展开透视图。

首先，参考根据如图7所示的第一实施方式中的充电电池包200的配置，所述充电电池包200包括：A/S标签411、顶盖412、非接触式充电PCB板413、负极镍板414、PTC和双金属415、引线416、正极镍板417、辅助盖418、Nomax胶带419、整流器板420、电池单元421、次级线圈422、底盖423以及标签424。也就是说，这是整流器板420被放置在顶部的一种实施方式。

其次，图8显示了根据第二种实施方式的非接触式充电和内部电池包的装配图(电路板放置在顶端)。这里，所述非接触式充电和内部电池包包括A/S标签431、顶盖432、非接触式充电PCB板433、负极镍板434、PTC或双金属435、引线436、正极镍板437、辅助盖(能够以热溶方式被填充)438、Nomax胶带439、连接器板440、电池单元441、次级线圈442、底盖443以及标签444。

而且，图9显示了根据第三种实施方式的非接触式充电和内部电池包的装配图(电路板侧放置)。这里，所述非接触式充电和内部电池包包括A/S标签451、顶盖452、非接触式充电PCB板453、负极镍板454、PTC或双金属455、引线456、正极镍板457、辅助盖(能够以热溶方式被填充)458、Nomax胶带459、连接器板460、电池单元461、次级线圈462、底盖463以及标签464。

如上配置的电池包具有用于屏蔽磁场的防护部件，该防护部件具有如图10所示的示意性结构。由于这样的防护部件的存在，可以防止电池单元和充电单元中的错误操作和过热。也就是说，如图7到图9所示的电池单元421、441、461可以被配置为具有图10中示意性显示的防护部件的电池单元512的配置。

也就是说，图10为显示了具有无线电能接收模块的充电电池包200的结构图。这里，所述由线圈、精炼金属、薄铝膜(金属薄片等等)、锂离子或锂聚合体构成的充电电池包200被配置以使薄铝膜可以被置入所述充电电池包200中以完全截断磁场，并且所述充电电池包200可以充/放电约500个电池周期而不会对电池造成不良影响。这里，所述线圈包括所有形状的线圈。也就是说，所述线圈可以被构成为多种形状，例如四角形、圆形或者椭圆形等等。因此，所述具有无线电能接收器模块的充电电池包200可以包括无线电能接收器电路，该无线电能接收器电路以垂直或水平方向放置在电池单元512一侧；以及防护部件501，该防护部件501用于屏蔽所述无线电能接收电路513周围的磁场。

并且，所述由线圈、精炼金属、薄铝膜(金属薄片等等)、锂离子或锂聚合体构成的充电电池包200包括用于完全屏蔽磁场的防护板515。所述防护部件501和所述防护板515由薄板构成，所述薄板包括Al、Cu、Ni合金等。此外，所述电池单元512具有与所述防护板515相同的配置。因此，所述电池单元512包括分别安装在电池单元512中心的前、后、左、右侧的防护板515-1、515-2、515-3、515-4，且因此该电池单元512被配置以便保护电池单元512免受磁场干扰。磁性板503被设置在所述防护板515和其中缠绕有次级线圈516的充电接收器模块517之间，并且因此该磁性板503具有高透射比的磁体从而使主线圈感应的磁场可以被很容易地引入到次级线圈516中。该磁性板503由铁氧体、Mn：Zn为50重量份：50重量份的Mn-Zn或者Ni：Fe为80重量份：20重量份的Ni-Fe构成，或者通过使用以铁作为主要成分的精炼金属(Fe-Si-Cu-Nb)制造，并且高温添加Si和B以及少量的Cu和Nb，然后淬火并将最终混合物在100℃以下凝固。

并且，作为绝缘体的绝缘板502设置在所述防护板515和电池单元512之间，且特别地，所述绝缘板502由Ni-Cu构成的网丝或者绝缘体构成，所述绝缘体能够释放热量并且减小其热传导，从而防止电池单元512的温度升高及电池单元512过热。因此，由于充电电池包200连接到所述充电接收器模块517以防止温度和磁场对电池单元512造成不良的影响，因此，所述充电电池包200可以充/放电约500个电池周期。此时，所述线圈可以被构成为各种可能的形状。附图标记511(未显示)表示负极设备，且附图标记514(未显示)表示正极设备，且附图标记516(未显示)表示线圈。

根据上述充电电池包200的优选实施方式的非接触式充电器1还具有形成在所述设备主体2的顶面上并且具有封闭形状的主线圈70，并且该主线圈70可以以线圈或磁心形式构建，且形成为螺旋状圆形、四角形或椭圆形。如上所述，如果具有充电电池包200或者其中放置有充电电池包200的移动设备300被放置到由主线圈70组成的非接触式充电器1上，则所述移动设备300被配置以便当其与计算机或者笔记本电脑相连时，该移动设备300可以提供用于收发器的数据和用于供电的电能给计算机或者笔记本电脑。

尽管本发明的示例性实施方式已经被显示和描述，但可以理解的是本领域技术人员可以在不背离本发明的原理和实质的前提下，对所述实施方式作出改动，本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。