无线充电辅助装置、无线电能发射套件和家具的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及无线充电辅助装置、无线电能发射套件和应用所述装置的家具。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，无线充电模组越来越小型化，这使得越来越多的便携设备，例如智能手机，装载有无线充电模组。这使得用户可以方便地以非接触的方式对便携设备进行充电。
3.在一个典型的无线充电系统中，一个无线电能发射端具有一个或多个电能发射线圈，一个无线电能接收端通常具有一个电能接收线圈。只有在电能接收线圈与无线电能发射线圈较好地耦合时，无线充电系统才能获得理想的充电效率。而在电能接收线圈和电能发射线圈相互对准的情况下，两者才能获得较好的耦合。而由于电能发射线圈和电能接收线圈通常都被收纳在设备的壳体内，如何方便地使得用户可以对准无线电能发射端和无线电能接收端是需要解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种无线充电辅助装置、无线电能发射套件和家具，以解决无线电能发射端和无线电能接收端相互对准定位的问题。
5.第一方面，提供一种无线充电辅助装置，用于辅助无线电能接收端与无线电能发射端相互定位，其特征在于，所述无线充电辅助装置仅包括：
6.至少一个铁磁金属片，围绕一中心设置，从而完全包围或部分包围一区域，所述区域的尺寸大于或等于所述无线电能接收端的电能接收线圈的尺寸。
7.进一步地，所述至少一个铁磁金属片组成的整体形状与所述无线电能接收端中设置的定位磁铁的形状相同或近似。
8.进一步地，所述铁磁金属片的背面设置有黏胶层，所述黏胶层用于将所述铁磁金属片固定到充电表面。
9.进一步地，所述铁磁金属片的上表面设置有至少一个装饰层，设置在所述铁磁金属片上，以使得所述无线充电辅助装置的表面具有与所述充电表面不同的颜色和/或纹路。
10.进一步地，所述至少一个铁磁金属片为包围圆形区域的一个环形铁磁金属片；或者
11.所述至少一个铁磁金属片为多个铁磁金属片，所述多个铁磁金属片片间隔设置以包围所述区域；或者
12.所述至少一个铁磁金属片为部分包围圆形区域的一个扇环形铁磁金属片；或者
13.所述至少一个铁磁金属片为多个围绕所述区域中心同心设置的环形铁磁金属片，所述环形铁磁金属片沿径向具有间隙；或者
14.所述至少一个铁磁金属片包括多个金属片组，每个金属片组包括多个沿所述区域
周向设置的铁磁金属片，不同的金属片组嵌套设置，金属片组中的不同铁磁金属片沿周向间隔设置。
15.进一步地，所述至少一个铁磁金属片在环绕所述区域的周向上形成有至少一个间隙。
16.进一步地，所述铁磁金属片覆盖区域的尺寸大于或等于所述无线电能接收端的定位磁铁的尺寸。
17.第二方面，提供一种无线电能发射套件，包括：
18.无线电能发射端，设置在充电表面的相对面以对于所述充电表面进行无线电能发射；以及
19.如上述第一方面所述的无线充电辅助装置，设置在所述充电表面上与所述无线电能发射端的发射线圈相对的位置，以辅助无线电能接收端与无线电能发射端相互定位。
20.第三方面，提供一种家具，包括：
21.台面，具有作为充电表面的第一面和相对的第二面；
22.如上述第一反面所述的无线充电辅助装置，设置在所述第一面上以辅助无线电能接收端与无线电能发射端相互定位。
23.进一步地，所述家具还包括：
24.无线电能发射端，设置在所述第二面以对于所述充电表面进行无线电能发射；
25.所述无线充电辅助装置设置在所述无线电能发射端的电能发射线圈相对的位置。
26.本实用新型实施例通过设置一个包围或者部分包围与电能接收线圈尺寸对应的区域的铁磁金属片，通过铁磁金属片的磁性吸附设置在电能接收线圈周围的磁铁装置，由此，铁磁金属片可以增大吸附力，实现无线电能发射端和无线电能接收端的精准定位。
附图说明
27.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
28.图1是现有技术的无线充电系统的电路示意图；
29.图2是本实用新型实施例的无线充电辅助装置针对的无线电能接收端的示意图；
30.图3是现有技术的无线充电系统的示意图；
31.图4是本实用新型实施例的无线充电系统的示意图；
32.图5是本实用新型实施例的无线充电系统对准状态下各部件之间的位置关系图；
33.图6是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的截面图；
34.图7是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的铁磁金属片的一个实现方式的示意图；
35.图8是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的铁磁金属片的另一个实现方式的示意图；
36.图9是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的铁磁金属片的又一个实现方式的示意图；
37.图10是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的铁磁金属片的又一个实现方式的示意图；
38.图11是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的铁磁金属片的又一个实现方式的示意图；
39.图12是装配有无线充电辅助装置的家具的示意图。
具体实施方式
40.以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
41.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
42.同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
43.除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.一个典型的无线充电系统如图1所示，无线电能发射端1包括输入电容vi n、逆变电路11和电能发射线圈12。无线电能接收端2包括电能接收线圈21和整流电路22。电能发射线圈12和电能接收线圈21通过共振频率的交变磁场以非接触的方式相互耦合，从而实现无线电能传递。整流电路22用于将电能接收线圈21响应于交变磁场产生的交流电转换为直流电输出。通常，整流电路22可以采用全桥整流电路或半桥整流电路。在无线充电的过程中，期望电能发射线圈12可以和电能接收线圈21形成良好的耦合，以最大化充电效率。而良好的耦合取决于电能发射线圈12和电能接收线圈21的距离以及两者所在的线圈面的对齐状态。
46.为了更好地实现无线电能发射端和无线电能接收端的定位对准，一种带有辅助定位磁铁的无线电能接收端被提出。如图2所示，在这种无线电能接收端中，在其内部设置的电能接收线圈21周围，环绕设置有用于进行定位的磁铁23。由于无线电能发射线圈的背面通常设置有隔磁片，因此，磁铁23可以与隔磁片相互吸附以进行定位。
47.图3是现有技术的无线充电系统的示意图。在图3所示的系统中，无线电能发射端1设置在一个桌子的桌面下方。对于采用远距离无线充电技术的无线电能发射端，电能发射线圈产生的交变磁场可以有效地穿透木质、大理石材质或玻璃材质的桌面。这使得可以将无线电能接收端2，例如智能手机，方便地直接放置在桌面上的充电表面(也即，交变磁场的作用范围内)获得感应电压，实现充电。这一技术使得将无线充电应用在公共场所，例如，机场、火车站、餐厅等，的可能性大大提升。然而，在这类无线充电系统中，由于无线电能发射
端1和无线电能接收端2间隔较大(至少大于1厘米)，设置在无线电能接收端2中的磁铁23与无线电能发射端1中设置的隔磁片相互作用力极大弱化，使得两者无法基于相互之间的吸附作用力准确定位。同时，由于无线电能发射端1设置在桌面下方，而桌面的区域较大，这使得用户难以获知充电表面所在的位置，对于定位的需求进一步增加。
48.图4是本实用新型实施例的无线充电系统的示意图。如图4所示，本实用新型实施例的无线充电系统包括无线电能发射端3、无线电能接收端4和设置在无线电能发射端和无线电能接收端之间的，与两者均无机械连接关系的无线充电辅助装置5。其中，无线电能接收端4具有电能接收线圈41以及环绕电能接收线圈设置的磁铁42。无线充电辅助装置5的被形成为环绕中心a设置的至少一个铁磁金属片51的形式。也即，无线充电辅助装置5仅包括一个或多个铁磁金属片，不包括其它的部件。至少一个铁磁金属片围绕中心a设置，从而完全包围或部分包围电能接收线圈41在铁磁金属片51所在平面的投影区域x。而该区域下方是无线电能发射端3的电能发射线圈所处的位置。在图4中，无线电能发射端3设置在一桌子面板6的下表面，而无线充电辅助装置5设置在面板6的上表面。同时，无线电能接收端4放置在无线充电辅助装置5上。
49.铁磁金属片51可以采用可被磁铁吸引的金属材料，例如铁或铁合金或带有磁性的磁铁，制备。由此，铁磁金属片52提供与无线电能电能接收端的磁铁42的相互吸附，增大吸附的力度。
50.图5是本实用新型实施例的无线充电系统在对准状态下各部件之间的位置关系图。为了更清楚地理解各部件的位置关系，图5以剖视方式展示，并且将各装置的外壳以虚线展示。图5展示了电能发射线圈31、电能接收线圈41、磁铁42和铁磁金属片51在对准状态下的关系。如图5所示，电能发射线圈31设置在面板(图中未示出)的下方。面板具有一定的厚度，例如大于10mm的厚度。电能接收线圈41设置在面板6的上方。磁铁42环绕电能接收线圈41设置，与电能接收线圈41位于相同的平面内。磁铁42与铁磁金属片51之间由于磁力相互吸附对准，这使得磁铁42环绕的电能接收线圈41对准铁磁金属片51环绕的区域x，而该区域和电能发射线圈31是对准的。由此，电能接收线圈41和电能发射线圈31相互对准，形成较好的耦合。同时，在无线充电辅助装置5和磁铁42对准吸附时，磁铁42被铁磁金属片51部分或全部遮挡，由此，来自电能发射线圈31的交变磁场对于磁铁的影响会降低或完全被屏蔽。这使得由于交变磁场作用在磁铁上产生的涡流电流减小或为零，降低了由于磁铁导致的额外损耗，也降低了磁铁的发热，提高了无线充电系统的整体效率。在一个可选的实现方式中，铁磁金属片51的宽度大于或等于所述磁铁42的宽度并具有与磁铁相同的形状，由此，铁磁金属片51可以完全遮挡磁铁42，最大程度低降低磁铁上的损耗，减小无线电能接收端的发热。
51.在一个可选的实现方式中，如图2所示，电能接收线圈41和磁铁42均形成为圆环形。对应地，铁磁金属片51也可以形成为圆环形。铁磁金属片51的内径小于磁铁42的内径，两者的外径则大于磁铁42的外径，由此，无线充电辅助装置完全遮挡磁铁42。
52.图6是本实用新型实施例的无线充电辅助装置的截面图。如图6所示，为了更加方便地将无线充电辅助装置固定到充电表面，可以在铁磁金属片51的下侧设置固定层52以进行固定。在本实施例中，固定层52可以为黏胶层。同时，如果铁磁金属片被设置为如图7所示的多个，则可以将固定层52设置为带有黏胶层的圆环形胶带的形式，以便于将多个铁磁金
属片固定其上。容易理解，在一些实现方式中，固定装置也可以不作为无线充电辅助装置的一部分。
53.进一步地，为了更好地标识出充电表面，使得无线电能接收端的用户可以明确桌子台面上进行无线充电的大致区域，无线充电辅助装置可以设置为与台面的颜色或纹路具有显著区别。由此，在将无线充电辅助装置5固定在台面上以后，其圆环状的形状可以提示用户充电区域的位置。如图6所示，为了实现这一目的，在铁磁金属片51的上侧(也即铁磁金属片面向无线电能接收端的一侧)还可以设置一个或多个装饰层53。所述装饰层可以具有颜色或纹路，以使得无线充电辅助装置的表面具有与充电表面(在本实施例中为台面)不同的颜色和/或纹路。例如，台面为黑色玻璃，则可以使用装饰层为银色或白色的无线充电辅助装置。由此明确地提示充电区域。进而在用户放置无线电能接收端时，通过铁磁金属片的吸附力引导进行精确地对准定位，提高充电效率。
54.如上所述，铁磁金属片51的形状可以设置为圆环形。除此以外，铁磁金属片51也可以设置为不同的形式。
55.图7
‑
图11是不同形态的铁磁金属片的实现方式的示意图。在一个可选实现方式中，如图7所示，铁磁金属片51可以设置为一个圆环，所述圆环围绕区域x。
56.在另一个可选实现方式中，如图8所示，铁磁金属片51a可以设置为一个角度接近360度(例如，角度300度)的扇环形，也可以看作在一个圆环形的周向上设置一个缺口或间隙s。间隙或缺口s的存在可以避免导电的铁磁金属片在围绕区域x的周向上形成闭合的电流回路，在交变磁场的影响下形成围绕区域x的环状电流，降低铁磁金属片51导致的损耗。
57.在另一个可选实现方式中，如图9所示，铁磁金属片51b为多个，每个铁磁金属片51b均形成为扇环形，其围绕区域x设置从而形成一个环形。各铁磁金属片51b之间间隔设置。在图9中，各铁磁金属片51b的形状设置为相同。可选地，各铁磁金属片的形状或大小也可以设置为不同。可选地，铁磁金属片51b也可以设置为围绕圆形区域周边设置的矩形、梯形或其它形状。
58.在又一个可选实现方式中，如图10所示，无线充电辅助装置设置多个铁磁金属片51c。各铁磁金属片51c形成为尺寸不同的圆环形，同心排布，也即，多个圆环形铁磁金属片51c嵌套排布。通过设置各铁磁金属片51c的尺寸，相邻的铁磁金属片51c之间存在环状间隙s。同时，各铁磁金属片51c的宽度可以相同也可以不同，铁磁金属片之间的环状间隙s的宽度也可以相同或不同，这可以根据实际情况和需要进行设置。
59.进一步地，在另一个可选实现方式中，如图11所示，可以将环形的铁磁金属片51c替换为沿圆周排布的多个扇环形、梯形或矩形的铁磁金属片51d。不同的铁磁金属片在径向或周向上均相互间隔形成间隙。这样可以使得每个铁磁金属片的面积减小，减小涡流。
60.应理解，无线充电辅助装置5还可以设置为其它形状，其形状和围绕的区域的形状取决于其针对的无线电能接收端的电能接收线圈的形状以及围绕线圈设置的磁铁组件的形状。例如，整体上围绕的区域为方形、三角形或其它正多边形，或者整体上围绕的区域为椭圆形等。
61.本实用新型实施例的无线充电辅助装置还可以各种系统配套制造和销售。例如，在一个实现方式中，无线充电辅助装置可以和无线电能发射端配套制造和销售。又例如，在另一个实现方式中，无线充电辅助装置还可以与承载无线电能发射端的家具配套制造和销
售。
62.如图12所示，家具7为具有台面6的桌子，无线充电辅助装置5可以在桌子主体制造完成后，以统一的方式安装到台面6的预定区域。同时，可以台面6的下方对应安装无线电能发射端4(图中未示出)或者在台面6下方对应的安装位置设置标识或用于辅助定位的部件。由此，家具7可以有效地实现无线电能接收端的辅助对准。
63.本实用新型实施例通过设置一个包围或者部分包围与电能接收线圈尺寸对应的区域的铁磁金属片，通过铁磁金属片的磁性吸附设置在电能接收线圈周围的磁铁装置，由此，铁磁金属片可以增大吸附力，实现无线电能发射端和无线电能接收端的精准定位。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。