具有无线充电功能的装置以及无线充电系统的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种具有无线充电功能的装置以及无线充电系统。

背景技术：

随着无线充电技术的不断发展，越来越多的用电装置以及供电装置上均集成了无线充电模块，以实现无线充电功能。传统的无线充电过程的充电效率较低，导致发热严重，从而影响产品性能。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种具有无线充电功能且充电效率较高的装置，还提供一种无线充电系统。

一种具有无线充电功能的装置，所述装置用于向外部设备进行无线供电或者由外部设备对所述装置进行无线充电，所述装置包括：壳体，具有用于承载所述外部设备的承载面；电路板，设置在所述壳体内，用于对所述装置进行充电控制；无线线圈，设置在所述壳体内，与所述电路板连接；所述无线线圈用于在所述电路板的控制下接收磁能信号或者发射磁能信号；以及隔磁元件，设置在所述壳体内部；所述隔磁元件设置有凹槽；所述隔磁元件固定在所述承载面上且所述凹槽开口相对所述承载面设置；所述无线线圈固定在所述凹槽内。

在其中一个实施例中，所述隔磁元件的凹槽内还形成有凸起；所述凸起的高度小于或等于所述凹槽的深度；所述无线线圈套设在所述凸起外围。

在其中一个实施例中，还包括固定装置，所述固定装置用于将所述装置与所述外部设备固定。

在其中一个实施例中，所述固定装置包括磁性吸附装置、压力吸附装置和粘接装置中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述壳体的承载面的外表面还设置有定位标记；所述定位标记用于与外部设备的定位标记配合实现所述无线线圈与外部设备内的无线线圈的对准。

在其中一个实施例中，还包括储能装置；所述储能装置设置在所述壳体内，所述储能装置与所述电路板电性连接。

在其中一个实施例中，还包括电源输入端口；所述电源输入端口固定在所述壳体上，且与所述电路板连接。

一种无线充电系统，包括接收端；所述接收端具有用于承载发射端的承载面；所述接收端还包括：电路板，用于对所述接收端进行充电控制；接收线圈，与所述电路板连接；所述接收线圈用于在所述电路板的控制下接收磁能信号；以及接收隔磁元件；所述接收隔磁元件设置有凹槽；所述接收隔磁元件固定在所述承载面上且所述凹槽开口相对所述承载面设置；所述接收线圈固定在所述凹槽内。

在其中一个实施例中，还包括发射端；所述发射端用于将电能转换为磁能信号后向所述接收端输出；所述发射端设置在所述接收端的承载面上；所述发射端包括：壳体，具有用于承载所述接收端的承载面；电源输入端口，固定在所述壳体上，用于与外部电源连接；电路板，设置在所述壳体内且与所述电源输入端口连接；所述电路板用于对所述发射端进行放电控制；发射线圈，设置在所述壳体内，与所述电路板连接；发射线圈用于在所述电路板的控制下发射磁能信号；以及发射隔磁元件，设置在所述壳体内部；所述发射隔磁元件设置有凹槽，所述发射线圈固定在所述凹槽内；所述发射隔磁元件固定在所述壳体的承载面上且所述凹槽开口相对所述承载面设置；所述发射隔磁元件与所述接收隔磁元件相对设置，以使得所述发射线圈与所述接收线圈对准。

在其中一个实施例中，还包括固定装置；所述固定装置用于将所述发射端固定在所述接收端的承载面上；所述固定装置包括磁性吸附装置、压力吸附装置和粘接装置中的至少一种。

上述具有无线充电功能的装置，通过将无线线圈设置在隔磁元件的凹槽内，从而使得无线线圈能够与外界进行有效隔离，进而确保外界磁场与内部磁场进行有效隔离，降低了漏磁率，提高了充电效率。

附图说明

图1为一实施例中的具有无线充电功能的装置的结构示意图；

图2为图1中的发射隔磁元件的结构示意图；

图3为图1中发射隔磁元件的工作示意图；

图4为另一实施例中的具有无线充电功能的装置的结构示意图；

图5为一实施例中的无线充电系统的结构示意图；

图6为图5中的无线充电系统在无线门磁中的应用示意图，且固定装置采用磁性定位；

图7为图5中的无线充电系统在无线门磁中的应用示意图，且固定装置采用仿生固定；

图8为图5中的无线充电系统在无线门磁中的应用示意图，且固定功能装置采用魔术带进行固定；

图9为图5中的无线充电系统在无线烟感器中的应用示意图，且固定装置采用磁性定位；

图10为图5中的无线充电系统在摄像头中的应用示意图，且固定装置采用吸盘定位。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一实施例中的具有无线充电功能的装置，该装置可以向外部设备进行无线供电或者由外部设备对其进行无线充电，也即该装置既可以为用电装置，也可以为充电器等供电装置。图1为一实施例中的具有无线充电功能的装置100的结构示意图。该装置100作为供电装置，即其可以向外发射磁能信号，以对外部设备无线供电。该装置100包括壳体110、电路板120、发射线圈130以及发射隔磁元件140。

壳体110用于容纳并保护装置100内的元器件。电路板120、发射线圈130和发射隔磁元件140均设置在壳体110内。壳体110设置有用于承载待充电的外部设备的承载面112。在一实施例中，承载面112上还可以设置有定位标记。定位标记用于与外部设备的定位标记配合，以实现无线线圈(接收线圈130和发射线圈)之间的匹配。定位标记可以为形成于承载面上的凸起，可以为形成于承载面上的图案标记。承载面112上的定位标记通常需要与外部设备上的定位标记匹配设置。

电路板120与发射线圈130连接，用于对装置100进行放电控制。具体地，电路板120用于将电能进行电路处理后转换为可发射的交流电后通过发射线圈130向外发射磁能信号。装置100转换的电能可以由外部电源输入得到也可以由装置100的自身储能提供。在本实施例中，装置100还包括电源输入端口150和储能装置160。电源输入端口150固定在壳体110上。电源输入端口150与电路板120连接，且用于与外部电源如市电连接。电源输入端口150将市电传输给电路板120进行处理后输出给发射线圈130或者给储能装置160。储能装置160与电路板120连接，用于存储电能或者向外提供电能。也即，当电源输入端口150未接入外部电源时，装置100可以利用储能装置160中的储能向外发射磁能信号。储能装置160可以为碱性电池或者蓄电池等可充电装置。储能装置160的容量可以根据需要进行设置。电路板120包括发射端芯片板122和电源管理芯片124。其中，发射端芯片板122拥有逆变模块、整流模块等处理模块，以对发射线圈130进行控制。电源管理芯片124则用于控制外部电源对可充电介质进行有源充电或无源充电。在本实施例中，发射端芯片板122和电源管理芯片124单独设置，在其他的实施例中，二者也可以集成在一个电路板上。

发射隔磁元件140用于对发射线圈130进行电磁隔离，以降低漏磁率。图2为一实施例中的发射隔磁元件140的结构示意图。该发射隔磁元件140的一面形成有凹槽。发射隔磁元件140固定在承载面112上且凹槽开口相对承载面112设置。发射线圈130固定在凹槽内，从而使得发射线圈130的四周均被发射隔磁元件140隔离，进而使得无线线圈能够与外界进行有效隔离，确保外界磁场与内部磁场进行有效隔离，降低了漏磁率，提高了充电效率。同时，相对于传统的具有无线充电功能的装置而言，发射隔磁元件140的边缘区域相对于中心区域更靠近待充电设备，从而使得发射隔磁元件140与待充电设备内的接收隔磁元件的距离减小，也即气隙小，从而可以进一步降低漏磁率，增强隔离效果，提高充电效率。发射隔磁元件140的凹槽的深度应大于或等于发射线圈130的厚度。在本实施例中，发射隔磁元件140的凹槽内还可以设置有凸起142。凸起142的高度应该小于或等于凹槽的深度。凸起142的形状可以为方形，圆形、椭圆形或者其他不规则图形。发射线圈130则套设在凸起142的外围，也即发射线圈130位于发射隔磁元件140的边缘和凸起142之间。通过在发射隔磁元件140的中间设置凸起142，可以降低中间的磁感线密度，并提高了磁饱和极限。磁饱和会导致隔磁片涡流过大，发热严重损坏器件，同时限制充电效率。通过在发射隔磁元件140上设置凸起142，可以很好的解决这一问题。同时，通过在发射隔磁元件140的中间设置凸起142，可以诱导磁感线流向并保证中间传输磁感线的准确性。凸起142可以采用铁氧体材料。在本实施例中，发射隔磁元件140采用软磁材料制备而成。

图3为发射隔磁元件140的工作示意图。其中，10表示待充电设备内的隔磁元件，20表示外部磁场。从图3中可以很明显的看出，发射隔磁元件140以及隔磁元件10均能够较好的实现外部磁场和内部磁场之间的隔离，降低内部磁场的漏磁率，从而提高充电效率。

上述装置100，通过将发射线圈130设置在发射隔磁元件140的凹槽内，从而使得发射线圈130能够与外界进行有效隔离，进而确保外界磁场与内部磁场进行有效隔离，降低了漏磁率，提高了充电效率。

在本实施例中，上述装置100还包括固定装置170。固定装置170用于将装置100与外部设备进行固定。固定装置170可以为磁性吸附装置、压力吸附装置或者粘接装置等。在本实施例中，固定装置170为磁性吸附装置。固定装置170固定在承载面112上且位于发射隔磁元件140的外部。因此，发射隔磁元件140可以将发射线圈130与固定装置170隔离开来，保证内部磁电转换时，磁不外漏，降低外部磁场对内部磁场的影响，提高充电效率。

固定装置170可以为磁体或者其他磁性物质。此时，外部设备上同样需要设置与固定装置170具有相吸特性的固定装置，从而使得二者相互吸引，牢固定位。例如，将装置100和外部设备内均设置永磁体作为固定装置170，或者均设置电磁铁，也可以在其中一个内设置永磁体，而另一个设置为磁性材料。在其他的实施例中，固定装置170可以为固定在承载面外部的吸盘结构。通过密集的吸盘结构产生强大的吸附力，从而将装置100与外部设备固定。吸盘可以采用软性材料进行吸附固定，满足房顶壁挂等不同装置的固定需求。固定装置170也可以采用纳米技术对表面进行任意粘接固定，类似壁虎胶带似的固定方式，这种固定方式主要应用分子间的范德华力的作用力进行吸附。固定装置170还可以为尼龙粘扣等结构，此时需要外部设备上同样设置有相互匹配使用的粘扣。固定装置170还可以为凹形变形带，通过反面受力变形后转换为对背部的夹持力。这种固定方式适用于管状设备，如管状传感器。固定装置170可以为多个，对称分布在承载面112上，以实现装置100与外部设备之间的牢固固定。在其他的实施例中，也可以不设置固定装置170。装置100和外部设备之间通过重力进行固定，也即将装置100放置在外部设备的承载面上。

图4为另一实施例中的具有无线充电功能的装置200的结构示意图。该装置200作为用电装置，即其可以接收外部设备发射的磁能信号，以由外部设备对其进行无线充电。该装置200包括用电本体210、电路板(图中未示)、接收线圈230以及接收隔磁元件240。

用电本体210为装置200的主体，用于实现装置200的核心功能。用电本体210可以为门磁、烟雾传感器、人体感应器、环境传感器、智能监控设备以及报警系统等智能家居设备，也可以为其他数码产品等。用电本体210上同样设置有承载面212。承载面212用于承载无线充电器(如装置100)等供电装置。承载面212也可以设置有用于与装置100配合的定位标记，从而实现发射线圈130和接收线圈230之间的对准。

电路板与接收线圈230连接，用于对装置200进行充电控制。具体地，接收线圈230用于接收装置100发射的磁能信号，并转换为交流电。电路板用于对该交流电进行处理后向用电主体210进行供电，满足用电主体210的用电需求。

接收隔磁元件240用于对接收线圈230进行电磁隔离，以降低漏磁率。接收隔磁元件240的结构与发射隔磁元件140的结构相同，此处不赘述。接收隔磁元件240的结构与发射隔磁元件140二者相对设置，从而确保发射线圈130与接收线圈230之间的精准对位。

在本实施例中，装置200同样设置有与固定装置170配合使用的固定装置250。固定装置250可以采用磁性材料，也可以采用仿生吸盘、尼龙粘接带等来实现。

图5为一实施例中的无线充电系统300的结构示意图，该无线充电系统300包括发射端310、接收端320和固定装置330。发射端310的结构与前述实施例中的装置100的结构相同。接收端320的结构与前述实施例中的装置200的结构相同。固定装置330用于将发射端310固定在接收端320的承载面上。固定装置330可以采用前述提及到的固定方式进行固定。本实施例中，固定装置330采用磁性定位方式进行固定。在其他的实施例中，无线充电系统300中也可以不设置有固定装置330。发射端310可以将外部电源如市电或者内部储能转换为磁能信号发射给接收端320，接收端320接收该磁能信号并转换为电能后对用电器件进行供电，以满足用电器件的用电需求。通过在接收端320的外部设置独立的发射端310，可以在发射端310出现故障时进行及时更换，降低了维护成本，并提高了维护效率。

图6为无线充电系统300中在无线门磁中的应用示意图，且固定装置330采用磁性定位。图7为无线充电系统300在无线门磁中的应用示意图，且固定装置330采用仿生固定(也即吸盘固定)。图8为无线充电系统300在无线门磁的应用示意图，且固定功能装置330采用魔术带(也即尼龙粘扣类)进行固定。图6～图8中，320均为无线门磁结构。图9为无线充电系统300在无线烟感器中的应用示意图，且固定装置330采用磁性定位。其中，320为无线烟感器的结构示意图。图10为无线充电系统300在摄像头等智能监控装置中的应用示意图，且固定装置330采用吸盘定位。其中，320为摄像头的结构示意图。吸盘采用仿生高密度吸盘，提供强大吸附力，以确保接收端320与发射端310的良好配合。可以理解，本实施例中的无线充电系统300还可以应用在其他智能家居产品以及数码产品中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。