專利名稱：無線充電系統(tǒng)、光源提供裝置及充電裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電子設備制造技術(shù)領域，特別涉及一種無線充電系統(tǒng)、光源提供裝置及充電裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，各類移動式電子設備功能越來越強大，使用越來越普遍。然而隨著功能的強大，移動式電子設備的耗電問題也越來越突出。因此，如何為移動式電子設備及時地進行充電成為了亟待解決的問題。傳統(tǒng)的有線充電方式需要把供電電源和被充電設備如手機之間通過線纜連接起來，因此非常麻煩，特別是當對幾個不同設備同時進行充電時將會更增加使用者的負擔。并且各種設備之間的有線充電接口多種多樣， 無法實現(xiàn)通用，導致了大量不同類型接口充電器的存在，造成了很大的資源浪費。因此，人們就開發(fā)出了無線充電的方式，通過無線充電能夠擺脫線纜與各種接口的煩惱，極大的方便了人們的生活。但是現(xiàn)有的無線充電方式大都是利用微波、電磁感應、磁共振的原理進行無線充電，也就是大都利用無線電波實現(xiàn)能量的傳輸，因此結(jié)構(gòu)非常復雜，成本較高，并且由于能量傳輸效率對充電設備與被充電設備之間線圈的大小，位置以及角度有嚴重的依賴，因此不同廠商的設備無法實現(xiàn)通用，從而導致使用很不方便。更為嚴重的是泄露的電磁輻射可能對人體尤其是孕婦嬰兒等可能造成潛在的嚴重傷害。因此目前需要一種更為方便、快捷、節(jié)能的無線充電方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決目前無線充電方式結(jié)構(gòu)復雜，充電效率低的缺陷。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提出了一種無線充電系統(tǒng)，包括光源提供裝置， 所述光源提供裝置用于發(fā)射特定波長的單色光譜；和光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置具有對應的光電池，所述光電池與所述單色光譜對應，所述光電池對所述單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率大于對其他單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明實施例通過光源提供裝置為光電轉(zhuǎn)換裝置提供特定波長的單色光譜，通過光電轉(zhuǎn)換裝置提供與單色光譜對應的光電池，能夠極大地提高無線充電的充電效率。在本發(fā)明的一個實施例中，所述光電池為InGaN半導體光電池、AWaInN半導體光電池、AlGaInP半導體光電池、InGaAsP半導體光電池、AlGaInAs半導體光電池、AlGaAs半導體光電池、GaInAs半導體光電池、AlInAs半導體光電池、InGaP半導體光電池、GaAsP半導體光電池、非晶Si太陽能電池、CIGS薄膜太陽能電池、CIS薄膜太陽能電池，CdTe薄膜太陽能電池。所述光電池所用材料的禁帶寬度與所述單色光譜相對應。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括溫度檢測模塊，用于檢測所述光源提供裝置的溫度；控制模塊，所述控制模塊與所述溫度檢測模塊相連，所述控制模塊在所述光源提供裝置的溫度大于預設值之后，調(diào)節(jié)所述光源提供裝置中LED的開關(guān)頻率或電流，和/或控制風
3扇啟動以降低所述光源提供裝置的溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，所述光源提供裝置具有兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置，以分別發(fā)射波長相同或不相同的單色光譜。在本發(fā)明的一個實施例中，所述光源提供裝置中的LED可以為AWalnPUnGaAsP、 InGaAs或AlGaAs的高亮紅光或黃光LED時，光電池為可以為AlGahPUnGaAs或AlGalnAs、 InGaAsP,GaAsP的光電池或非晶Si太陽能電池、單晶Si太陽能電池、CIGS太陽能電池。在本發(fā)明的一個實施例中，對于不同用途，LED可以采用不同材料。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置中的LED可以為InGaN的藍光LED，光電池可以為AlfeJnP、AlGaInN 或InGaN的光電池。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置中的LED可以為InGaN的紫光LED，光電池可以為GaN或InGaN、AWaInN的光電池。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置中的LED可以為InGaN的綠光LED，光電池可以為InGaN或AlfeiInP的光電池。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置中的LED可以為AKktInAs或AlGaAs的紅外光LED，光電池可以為Ge或AlGaAs UnGaAs的光電池。在本發(fā)明的還一個實施例中，光源提供裝置中的LED可以為GaN的紫外光LED時，光電池可以為GaN或SiO、AlGaN，AlGaInN的光電池。本發(fā)明實施例中，在光源提供裝置中設置兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置， 可以依照需求選擇性發(fā)射一種波長或多種波長的單色光譜，或者發(fā)出一束或者多束特定波長的單色光譜，極大地提高了光源提供的利用效率和用途多樣性。此外，本發(fā)明實施例中， 在光電(電光)轉(zhuǎn)換裝置中提供與光源提供裝置中發(fā)出的單色光譜對應的LED(光電池)， 在此種單色光線處吸收效率最高，從而提高光電轉(zhuǎn)化效率。上述例子僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明實施例中也可以采用其他本領域技術(shù)人員常用的材料。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括所述光源提供裝置包括LED陣列，所述LED陣列可全部開啟或部分開啟。能夠按照需求提高或降低LED利用率，合理利用LED資源。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括感應單元，所述感應單元檢測放置在無線充電裝置之上電子設備的面積和/或位置；和控制模塊，所述控制模塊與所述感應單元相連，所述控制模塊根據(jù)電子設備的面積/或位置選擇性地開啟所述LED陣列中的一部分或全部。本發(fā)明實施例中，在光源提供裝置中設置兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置， 可以依照需求選擇性發(fā)射一種波長或多種波長的單色光譜，或者發(fā)出一束或者多束特定波長的單色光譜，極大地提高了光源提供裝置的利用效率和用途多樣性。同時，本發(fā)明實施例中，在光源提供裝置中設置LED陣列，LED陣列可全部開啟或部分開啟，能夠按照需求提高或降低LED利用率，合理利用LED資源。此外，在光電轉(zhuǎn)換裝置中提供與單色光譜相對應的光電池，光電池所用材料的禁帶寬度與所述單色光譜相對應，光電池對所述單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率大于對其他單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率，進而提高光電轉(zhuǎn)化效率。在本發(fā)明的實施例中，可選裝對可見光透明的光電池，不僅不影響移動終端的正常使用，而且還不影響美觀，容易實現(xiàn)工業(yè)設計。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實施例的無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一個實施例光源提供裝置為具有光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設備充電的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例光源提供裝置為具有光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設備充電的立體圖；圖4為本發(fā)明實施例光源提供裝置的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例光電轉(zhuǎn)換裝置的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例不同材料的外部量子效率與波長的關(guān)系曲線以及單位波長的能量密度與波長的關(guān)系曲線。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。如圖1所示，為本發(fā)明實施例的無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該無線充電系統(tǒng)包括光源提供裝置100和光電轉(zhuǎn)換裝置200。光源提供裝置100用于發(fā)射特定的單色光譜。光電轉(zhuǎn)換裝置200具有與特定單色光譜對應的光電池，能夠?qū)⑻囟▎紊庾V的能量最大程度的轉(zhuǎn)換成電能。光電池對特定單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率大于對其他單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率， 極大地提高了無線充電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率。需要說明的是，在本發(fā)明的實施例中單色光具有一定的光譜寬度，例如，對于紅光LED來說具有20nm左右的光譜寬度，而非限定某個具體的頻率點。各個顏色光譜寬度已為公知技術(shù)，在此不再贅述。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置100包括LED陣列110，LED陣列110可全部開啟或部分開啟。LED陣列110可以采用AlGalnN，InGaAsP, InGaN, AlGaInP, InGaAs, AlGaAs或GaN等材料制備的發(fā)光LED。在本發(fā)明的一個實施例中，光電池可以為InGaN半導體光電池、AWaInN半導體光電池、AlGaInP半導體光電池、InGaAsP半導體光電池、AlGaInAs半導體光電池、AlGaAs半導體光電池、GaInAs半導體光電池、AlInAs半導體光電池、InGaP半導體光電池、GaAsP半導體光電池、非晶Si太陽能電池、CIGS薄膜太陽能電池、CIS薄膜太陽能電池，CdTe薄膜太陽能電池。所述光電池所用材料的禁帶寬度與所述單色光譜相對應。如圖6所示，為本發(fā)明實施例不同材料的外部量子效率與波長的關(guān)系曲線以及單位波長的能量密度與波長的關(guān)系曲線。在本發(fā)明的一個實施例中，對于不同的充電用途， LED可以采用不同材料，對應的光電池可以選用不同基質(zhì)。下面給出一些示例光源提供裝置100中的LED可以為AlfeJnP、InGaAsP, InGaAs或AlGaAs的高亮紅光或黃光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池為AWaInP光電池、InGaAs光電池、 AlGaInAs, InGaAsP,GaAsP的光電池或非晶Si太陽能電池、單晶Si太陽能電池、CIGS太陽能電池。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，光源提供裝置100中的LED采用Ala35G^l65As,發(fā)出的是波長為660nm的紅光，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池為AWaInAs的光電池。光源提供裝置100中的LED可以為InGaN或GaN的藍光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置 200中的光電池可以為AlfeJnP、AWaInN或hGaN的光電池。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中， 光源提供裝置100中的LED采用GaN，發(fā)出的是波長為466nm的藍光，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置 200中的光電池為AWaInP的光電池。光源提供裝置100中的LED可以為InGaN、AlGaInN的紫光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池可以為GaN或InGaN的光電池。光源提供裝置100中的LED可以為InGaN的綠光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200 中的光電池可以為InGaN或AlfeInP的光電池。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置 100中的LED采用Ma43Giia57N,發(fā)出的是波長為525nm的綠光，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池為Alfe^nP的光電池。在本發(fā)明的另一個實施例中，光源提供裝置100中的LED 采用Ina 23Ga0.77N，發(fā)出的是波長為500nm的藍綠光，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池為 AlGaInP的光電池。光源提供裝置100中的LED可以為AlfeiInAs或AlGaAs的紅外光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池可以為Ge、InGaAs或AlGaAs的光電池。光源提供裝置100中的LED可以為GaN的紫外光LED，對應的光電轉(zhuǎn)換裝置200中的光電池可以為GaN或SiO、AlGaN，AlGaInN的光電池。針對光源提供裝置發(fā)出的不同波長的單色光譜，光電轉(zhuǎn)換裝置中采用與單色光譜對應的不同基質(zhì)的光電池，可以實現(xiàn)最大效率的光電轉(zhuǎn)換。如圖2所示，為本發(fā)明一個實施例光源提供裝置為具有光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設備充電的示意圖。如圖3所示，為本發(fā)明一個實施例光源提供裝置為具有光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設備充電的立體圖。如圖4所示，為本發(fā)明實施例光源提供裝置的示意圖。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置100還包括溫度檢測模塊130和控制模塊140。溫度監(jiān)測裝置 130用于檢測光源提供裝置100的溫度；控制模塊140與溫度檢測模塊130相連，控制模塊 140在光源提供裝置100的溫度大于預設值之后，調(diào)節(jié)光源提供裝置100中LED的開關(guān)頻率或電流，和/或控制風扇啟動以降低光源提供裝置100的溫度。能夠有效提高無線充電系統(tǒng)的智能化，提高光源提供裝置的使用效率和使用壽命。在本發(fā)明的一個實施例中，光源提供裝置100具有兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置150，以分別發(fā)射不同的單色光譜。光源提供裝置中設置兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置，可以依照需求選擇性發(fā)射一種波長或多種波長的單色光譜，或者發(fā)出一束或者多束特定波長的單色光譜，極大地提高了光源提供裝置的利用效率和用途多樣性。如圖5所示，為本發(fā)明實施例光電轉(zhuǎn)換裝置的示意圖。本發(fā)明實施例中，光電轉(zhuǎn)換裝置200包括感應單元210和控制模塊220。感應單元210置在無線充電裝置200之上電子設備的面積和/或位置；控制模塊220與感應單元210相連，控制模塊220根據(jù)電子設備的面積/或位置選擇性地開啟LED陣列110的一部分或全部。本發(fā)明實施例還提出了一種電子設備，包括如上所述的充電裝置。
本發(fā)明實施例通過在光源提供裝置中設置兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置， 可以依照需求選擇性發(fā)射一種波長或多種波長的單色光譜，或者發(fā)出一束或者多束特定波長的單色光譜，極大地提高了光源提供裝置的利用效率和用途多樣性。同時，本發(fā)明實施例中，在光源提供裝置中設置LED陣列，LED陣列可全部開啟或部分開啟，能夠按照需求提高或降低LED利用率，合理利用LED資源。此外，本發(fā)明實施例中，在光電(電光)轉(zhuǎn)換裝置中提供與光源提供裝置中發(fā)出的單色光譜對應的LED(光電池)，在此種單色光線處吸收效率最高，從而提高光電轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明實施例的無線充電系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點，1、能量的傳輸媒介采用的是光而不是電磁波，從而無電磁輻射危害，對人體絕對
無害；2、光源提供裝置的面積可以做得很大，因此可同時對多個設備充電，通用性強，同時可根據(jù)需要控制僅充電位置的光源打開，從而非常節(jié)能；3、能量傳輸密度可以做得很大，不像電磁充電方式那樣需要線圈尺寸匹配與位置的精確調(diào)節(jié)才能得到需要的電壓與功率，不同的光吸收板面積意味著不同的功率，對于移動設備需要的不同電壓采用不同的光吸收板即可；4、無電磁兼容性問題，不會泄露出電磁輻射，不對不會對其它電子元件電子設備產(chǎn)生影響，不干擾其它無線通訊信號，如手機信號等；5、光線能量隨距離增加衰減較小，有效傳輸距離較遠，不像電磁充電那樣需要近場耦合或者是復雜的定向波束技術(shù)；6、光源提供裝置采用平板結(jié)構(gòu)光泄露小，對環(huán)境或人體影響非常小；7、適用于各種外殼材料，可以對采用各種外殼材料的移動設備進行充電，比如帶皮套的設備、塑料外殼的，金屬外殼的等，而電磁式充電設備對金屬外殼的設備則無能為力，難以達到滿意效果；8、光電轉(zhuǎn)換裝置在太陽光下仍舊能提供一定的轉(zhuǎn)換效率，在沒有充電電源的情況下可通過太陽光或其它光源進行緊急充電，供應應急時用，電磁感應式充電則在任何情況下必須有外部供電電源才能進行充電；9、由于不同移動設備的電壓與功率的需求主要通過調(diào)節(jié)光吸收板的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)， 因此光源提供裝置還具有高兼容性的優(yōu)勢，可以兼顧不同公司的不同標準，不需要統(tǒng)一的標準，只需要滿足基礎要求即可，因此不同的設備可以在功能上實現(xiàn)通用，只是能量傳輸效率可能會有些差別。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種無線充電系統(tǒng)，其特征在于，包括光源提供裝置，所述光源提供裝置用于發(fā)射特定波長的單色光譜；和光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置具有對應的光電池，所述光電池與所述單色光譜對應，所述光電池對所述單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率大于對其他單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率。
2.如權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述光電池為InGaN半導體光電池、AWaInN半導體光電池、AWaInP半導體光電池、InGaAsP半導體光電池、AWaInAs半導體光電池、AWaAs半導體光電池、GaInAs半導體光電池、AlInAs半導體光電池、InGaP半導體光電池、GaAsP半導體光電池、非晶Si太陽能電池、CIGS薄膜太陽能電池、CIS薄膜太陽能電池，CdTe薄膜太陽能電池。
3.如權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述光源提供裝置包括LED陣列， 所述LED陣列可全部開啟或部分開啟。
4.如權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度檢測模塊，用于檢測所述光源提供裝置的溫度；控制模塊，所述控制模塊與所述溫度檢測模塊相連，所述控制模塊在所述光源提供裝置的溫度大于預設值之后，調(diào)節(jié)所述光源提供裝置中LED的開關(guān)頻率或電流，和/或控制風扇啟動以降低所述光源提供裝置的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述光源提供裝置具有兩個或兩個以上的單色光譜發(fā)射裝置，以分別發(fā)射不同的單色光譜。
6.如權(quán)利要求3所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，其中，當所述光源提供裝置中的LED為AlfeJnP、InGaAsP, InGaAs或AlGaAs的高亮紅光或黃光LED時，所述光電池為AlGaInP、InGaAs、AlfeJnAs、InGaAsP、GaAsP的光電池或非晶Si 太陽能電池、單晶Si太陽能電池、CIGS太陽能電池；當所述光源提供裝置中的LED為InGaN的藍光LED時，所述光電池為AlfeJnP、AlfeJnN 或InGaN的光電池；當所述光源提供裝置中的LED為InGaN、AlGaInN的紫光LED時，所述光電池為GaN或 InGaN的光電池；當所述光源提供裝置中的LED為InGaN的綠光LED時，所述光電池為InGaN或AlfeJnP 的光電池；當所述光源提供裝置中的LED為AWaInAs或AlGaAs的紅外光LED時，所述光電池為 Ge 或 AlGaAs、InGaAs 的光電池；當所述光源提供裝置中的LED為GaN的紫外光LED時，所述光電池為GaN或&iO、AlGaN， AlGaInN的光電池。
7.如權(quán)利要求3所述的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括感應單元，所述感應單元檢測放置在無線充電裝置之上電子設備的面積和/或位置；和控制模塊，所述控制模塊與所述感應單元相連，所述控制模塊根據(jù)電子設備的面積/ 或位置選擇性地開啟所述LED陣列中的一部分或全部。
全文摘要
本發(fā)明提出一種無線充電系統(tǒng)，包括光源提供裝置，所述光源提供裝置用于發(fā)射特定波長的單色光譜；和光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置具有對應的光電池，所述光電池與所述單色光譜對應，所述光電池對所述單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率大于對其他單色光譜的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明實施例通過光源提供裝置為光電轉(zhuǎn)換裝置提供特定波長的單色光譜，通過光電轉(zhuǎn)換裝置提供與單色光譜對應的光電池，極大地提高了無線充電的充電效率。
文檔編號H02N6/00GK102355163SQ20111026822
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者趙東晶 申請人:趙東晶