CN108199436A - 无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于充电技术领域，尤其涉及一种无线充电系统。它解决了现有技术设计不合理等技术问题。本无线充电系统包括线路板和与其电气连接的充电机构，所述充电机构包括至少一个的充电发射单元，所述线路板用于控制所述充电发射单元，所述充电发射单元包括磁片和设置在该磁片上的线圈，在磁片的一面上具有至少一凸起，所述的线圈由至少一根导线围绕着凸起部位绕制而成。本发明的优点在于：磁场强度更高且成本低。

Description

无线充电系统

技术领域

本发明属于充电技术领域，尤其涉及一种无线充电系统。

背景技术

无线充电实际上就是利用电磁感应原理进行充电的设备，类似于变压器，在发送和接收两端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给用电设备。如图6所示，电流流过线圈会产生磁场，其他未通电的线圈靠近磁场就会产生电流，无线充电就应用了这种物理现象。

现有技术中，无线充电结构包括线路板、磁板和线圈，通常线路板上设置隔磁片(软磁材料)，再隔磁片上设置线圈，线路板控制线圈产生电磁场，对充电设备(内置线圈)进行充电。

现有的线圈通常为平面线圈设置在平板型磁板上，其存在如下缺陷：

1、线圈形成磁路不稳定导致有效磁路较长，无形中降低了充电效率。

2、有效充电区域较小，用户需要将充电设备放置相应区域才能进行充电。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种充电效率更高且成本低的无线充电系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本无线充电系统包括线路板和与其电气连接的充电机构，所述充电机构包括至少一个的充电发射单元，所述线路板用于控制所述充电发射单元，所述充电发射单元包括磁片和设置在该磁片上的线圈，在磁片的一面上具有至少一凸起，所述的线圈由至少一根导线绕制而成并围绕着凸起部位。

设计的凸起，其能够有效缩短磁路，从而进一步提高了充电效率。

其次，凸起其还可以进一步提高磁场强度，从而可以进一步缩小整体的体积，设计更加合理且符合当前小型化的设计要求。

还有凸起的设计，其形成对整个磁片的结构加强，避免了弯曲现象。

再者，设计的凸起，其形成若干根导热和散热的作用，可以进一步提高整块磁片的散热性能。

在上述的无线充电系统中，所述的磁板和凸起一体成型。

一体成型，其提高了结构强度和便于生产加工制造。

在上述的无线充电系统中，所述的凸起通过连接结构固定在磁板上。

连接结构包括插接或者粘结等等方式。

在上述的无线充电系统中，所述的凸起高度相等或不等。

高度的设定，可以根据实际的使用要求设定。

在上述的无线充电系统中，所述的凸起直径相等或者不等。

直径的不同设计，其可以适应不同的线圈，以适用于各种待充电载体。

在上述的无线充电系统中，所述的凸起横向截面呈方形。

当然，还可以是呈六边形、圆形和菱形中的任意一种。

在上述的无线充电系统中，所述的多个充电发射单元的并联或串联在一起形成充电发射矩阵。线路板可以同时控制每个充电发射单元的工作，也可以独立控制任一个充电发射单元的工作。

在上述的无线充电系统中，不同充电发射单元采用的磁片一体成型。从而能够减少漏磁，进一步提高磁场强度。

在上述的无线充电系统中，所述的磁片和凸起采用软磁材料制成。软磁材料，其取材方便且加工更加简单。优选地，软磁材料包括但不限于铁氧体材料、塑磁材料和铁粉材料等。

在上述的无线充电系统中，该无线充电系统设置多个充电发射单元时，形成连续充电区域。由于多个充电发射单元形成连续充电区域，从而大大增加了有效充电区域。

在上述的无线充电系统中，还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测充电设备的位置区域并将位置信息发送给线路板，所述线路板根据位置信息控制充电设备位置区域内的线圈工作而位置区域外的线圈不工作。由于设置位置检测单元，从而能够选择相应的线圈工作并关闭其他线圈，不必消耗无用的能量。

在上述的无线充电系统中，该无线充电系统设置多个充电单元时，充电单元之间呈间隔分布且部分充电单元之间产生的磁场方向相反进而形成闭合磁路。

该结构其可以仅采用少量几个线圈就能形成磁场的空间分布，有效减少线圈的分布数量，无需在每个位置都分别布置线圈，有效降低制造成本。

作为另外一种方案，在上述的无线充电系统中，该无线充电系统设置多个充电发射单元时，充电发射单元之间紧密设置且每个充电单元产生的磁场方向相同进而形成单方向发射矩阵。

在上述的无线充电系统中，所述的线圈盘绕形成环状方形结构。该结构的设计，其可以充分利用现有的空间资源，可以在有限的空间内提供更大的磁场。

方形的结构，其可以完全解决圆形线圈相邻的两个线圈之间形成的间隙，空间分布更加密实且合理。

与现有的技术相比，本无线充电系统的优点在于：

1、设计的凸起，其能够可以有效缩短磁路，从而进一步提高了充电效率。

其次，凸起其还进一步提高磁场强度，从而可以进一步缩小整体的体积，设计更加合理且符合当前小型化的设计要求。

2、结构简单且易于级联扩充有效充电区域。

附图说明

图1是本发明提供的结构示意图。

图2是本发明提供的另一视角结构示意图。

图3是本发明提供的实施例二结构示意图。

图4是本发明提供的磁场方向相反状态示意图。

图5是本发明提供的实施例四结构示意图。

图6是本发明提供的现有技术结构示意图。

图7是本发明提供的位置检测单元框图。

图中，线路板1、磁板2、线圈3、凸起4。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-2所示，本无线充电系统，该无线充电系统呈硬性的板状结构或者呈软性的片状垫结构。

例如无线充电板或者鼠标垫等等。

本无线充电系统包括线路板和与其电气连接的充电机构，所述充电机构包括至少一个的充电发射单元，线路板用于控制所述充电发射单元，所述充电发射单元包括磁片2和设置在该磁片2上的线圈3，磁片1的一面上具有至少一凸起4，凸起4与磁板2呈垂直分布，该结构其提高了结构强度，同时，设计的凸起，其能够有效缩短磁路，从而进一步提高了充电效率。其次，凸起其还可以进一步提高磁场强度，从而可以进一步缩小整体的体积，设计更加合理且符合当前小型化的设计要求。

所述的线圈3由至少一根导线绕制而成并围绕着凸起部位。线路板1控制线圈产生磁场。

线圈3的厚度小于凸起的高度。

本实施例的磁板2和凸起4一体成型且磁片2与凸起4采用软磁材料制成。

优化方案，本实施例的凸起4高度相等或不等。

优化方案，本实施例的凸起4直径相等或者不等。

优化方案，本实施例的凸起4横向截面呈方形。

优化方案，本实施例的线圈3盘绕形成环状方形结构。

优化方案，本实施例的多个充电发射单元的并联或串联在一起形成充电发射矩阵。由于形成充电发射矩阵，从而大大增加了有效充电范围。

优化方案，不同充电发射单元采用的磁片2一体成型。一体成型其不仅提高了结构强度，进一步提高了生产效率，而且还能够减少漏磁，进一步提高磁场强度。

该无线充电系统设置多个充电发射单元时，形成连续充电区域。从而扩大了充电区域，可以同时对多个充电设备进行充电。

优化方案，本系统还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测充电设备的位置区域并将位置信息发送给线路板1，所述线路板1根据位置信息控制充电设备位置区域内的线圈3工作而位置区域外的线圈3不工作。

在一种优选实施方式中，位置检测单元包括感应膜，该感应膜一体设置在充电机构上，并包覆每个充电发射单元的线圈形成同一水平面。感应膜可以采用电容膜或电阻膜，其原理类似于现有技术中广泛使用于智能设备的触摸感应膜，当充电设备放置于感应膜上时，由于放置位置的不同，感应膜会产生不同的感应信号。线路板通过检测感应信号就能确定充电设备是否放置感应膜上以及具体的位置区域，从而能够精确控制相应的线圈工作，并关闭其他线圈。采用上述技术手段，即能通过设置多个充电发射单元扩大了充电区域，又能达到节约能源的目的。

在另一种优选实施方式中，如图7所示，位置检测单元进一步包括感应模块、电流检测模块以及设置在每个充电发射单元中的感应线圈，其中，感应模块与线路板相连接，感应模块用于检测充电设备是否放置在充电区域中，当检测到充电设备放置在充电区域时产生第一感应信号，线路板根据第一感应信号控制所有充电发射单元同时开启工作；电流检测模块与感应线圈和线路板相连接，感应线圈用于在变化磁场中产生感应电流，电流检测模块用于检测感应线圈产生的感应电流并发送给线路板，线路板根据每个感应线圈产生的感应电流变化确定充电设备具体的位置区域，并以此控制相应的线圈继续工作，同时关闭其他线圈。采用上述技术手段，即能通过设置多个充电发射单元扩大了充电区域，又能达到节约能源的目的。

上述技术手段原理如下，采用两步法确定充电设备位置区域，首先判断充电设备是否放置在充电机构上，只有确定充电设备放置在充电机构上才开启充电机构。当线圈开启工作时，在相同强度和频率的激励信号下，其产生的磁场是一定的，因此，感应线圈在该磁场中产生的感应电流也是一定，在线路板中预先存储充电机构空载状态的感应电流值。当在其上放置充电设备时，由于充电设备中内置充电线圈，该充电线圈的存在会导致相应区域的磁场变化，相应的感应线圈产生的感应电流也会随之变化，由上述方式可以判定充电设备的位置区域，也即，感应电流变化的感应线圈所在的区域即为充电设备具体的位置区域。反之，如果每个线圈产生的感应电流均无变化，则说明放在充电装置上的设备不支持无线充电功能，关闭线圈。

进一步的，感应模块采用称重传感器或者压力传感器，可以紧密设置在充电机构的底下，当充电设备放置在充电机构的上方时，其重量值或压力值发生变化由此产生第一感应信号。

进一步的，电流检测模块可以一体设置在线路板中，其为每个感应线圈设置相应的电流检测电路或者多个感应线圈通过选择电路复用一个电流检测电路。

进一步的，感应线圈由至少一根导线围绕着凸起部位绕制而成。由于凸起设计，增大了感应电流，很方便实现电流检测，同时也可以缩小感应线圈的尺寸。

如图4所示，该无线充电系统设置多个充电单元时，充电单元之间呈间隔分布且部分充电单元之间产生的磁场方向相反进而形成闭合磁路。

该结构的设计，可以仅采用少量几个线圈就能形成磁场的空间分布，即，多个线圈之间分别产生不同极性的磁场，这样极性相反的线圈之间能够形成闭合磁路。有效减少线圈的分布数量，无需在每个位置都分别布置线圈，有效降低制造成本。

线圈3远离磁板2的一面位于同一个水平面内。

线圈3的厚度等于凸起4的高度。

实施例二

如图3所示，本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，固在此不作赘述，而不一样的地方在于：

该无线充电系统设置多个充电发射单元时，充电发射单元之间紧密设置且每个充电单元产生的磁场方向相同进而形成单方向发射矩阵。更有选的，线圈盘绕形成环状方形结构。该结构的设计，其可以充分利用现有的空间资源，可以在有限的空间内提供更大的磁场。

方形的结构，其可以完全解决圆形线圈相邻的两个线圈之间形成的间隙，空间分布更加密实且合理。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，固在此不作赘述，而不一样的地方在于：

凸起4通过连接结构固定在磁板2上。

实施例四

如图5所示，本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，固在此不作赘述，而不一样的地方在于：

线圈3为圆形性且阵列分布。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.无线充电系统，包括线路板和与其电气连接的充电机构，所述充电机构包括至少一个的充电发射单元，所述线路板用于控制所述充电发射单元，所述充电发射单元包括磁片(2)和设置在该磁片(2)上的线圈(3)，其特征在于，所述的磁片(1)的一面上具有至少一凸起(4)，所述的线圈(3)由至少一根导线绕制而成并围绕着凸起部位。

2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述的磁片(2)和凸起(4)一体成型或者所述的凸起(4)通过连接结构固定在磁片(2)上。

3.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，多个充电发射单元的并联或串联在一起形成充电发射矩阵。

4.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，不同充电发射单元采用的磁片(2)一体成型。

5.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，所述的磁片(2)和凸起(4)采用软磁材料制成。

6.根据权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于，该无线充电系统设置多个充电发射单元时，形成连续充电区域。

7.根据权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于，还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测充电设备的位置区域并将位置信息发送给线路板(1)，所述线路板(1)根据位置信息控制充电设备位置区域内的线圈(3)工作而位置区域外的线圈(3)不工作。

8.根据权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于，该无线充电系统设置多个充电单元时，充电单元之间呈间隔分布且部分充电单元之间产生的磁场方向相反进而形成闭合磁路。

9.根据权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于，该无线充电系统设置多个充电发射单元时，充电发射单元之间紧密设置且每个充电单元产生的磁场方向相同进而形成单方向发射矩阵。

10.根据权利要求9所述的无线充电系统，其特征在于，所述的线圈(3)盘绕形成环状方形结构；所述的凸起(4)横向截面呈方形。