一种无线充电中继系统的制作方法

1.本实用新型涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种无线充电中继系统。


背景技术：

2.无线充电因其能够实现充电的电源设备与用电接收设备之间的无线化，使得其能够解决桌面上电源线多而杂乱的问题，已越来越受家居类消费者的青睐。然而，目前市面上的无线充电系统都是基于qi的无线充电系统，qi的无线充电系统充电距离只有5mm-8mm，而我们绝大部分桌面板的厚度一般在15mm-30mm之间，因此，现有的无线充电产品都需要在桌面板下凿孔将无线充电器嵌入桌子里面才能解决，但是凿孔不仅破坏了桌子结构，影响美观，而且也耗费人力工时。同时，需要在桌面凿孔来安装无线充电器还会大大影响无线充电器在办公、家居方面的推广应用。而传统的无线充电中继线圈一般为单片式，发射的能量密度低，这会导致其接收端的面积较大，不利于采用无线充电的电子设备的小巧化设计方向。


技术实现要素：

3.基于上述，提供一种能够增加无线充电器充电距离且提高无线充电能量发射密度的无线充电中继系统。
4.一种无线充电中继系统，包括接收线圈、发射线圈及补偿电路；所述接收线圈、所述发射线圈及所述补偿电路相互串联；所述接收线圈和所述发射线圈均为扁平的环形线圈，且所述接收线圈的最内匝与所述发射线圈的最内匝电连接，所述接收线圈的最外匝与所述发射线圈的最外匝电连接，或者，所述接收线圈的最内匝与所述发射线圈的最外匝电连接，所述接收线圈的最外匝与所述发射线圈的最内匝电连接；所述补偿电路包括谐振电容c1；所述谐振电容c1串联在所述接收线圈和所述发射线圈之间。
5.在其中一个实施例中，还包括滤波电路；所述滤波电路包括滤波电容c0；所述滤波电容c0与所述接收线圈和/或所述发射线圈并联。
6.在其中一个实施例中，还包括电阻r；所述电阻r与所述谐振电容c1串联。
7.在其中一个实施例中，还包括电路开关及有线电源输出端口；所述电路开关串联在所述接收线圈与所述谐振电容c1之间，用于控制所述接收线圈与所述谐振电容c1之间电路的通断；所述有线电源输出端口与所述电路开关并联；所述有线电源输出端口用于对外连接负载。
8.在其中一个实施例中，所述有线电源输出端口包括整流电路；所述整流电路与所述电路开关并联。
9.在其中一个实施例中，所述补偿电路还包括谐振电容c2、第一电压阈值模块和第二电压阈值模块；所述第一电压阈值模块、所述谐振电容c2和所述第二电压阈值模块依次串联后与所述谐振电容c1并联；所述第一电压阈值模块和所述第二电压阈值模块均具备单向导通性能，当反方击穿时处于导通状态，且所述第一电压阈值模块和所述第二电压阈值模块的输入端分别与所述谐振电容c2 连接，输出端分别与所述谐振电容c1连接。
10.在其中一个实施例中，所述第一电压阈值模块的击穿电压与所述第二电压阈值模块的击穿电压相同。
11.在其中一个实施例中，所述电阻r串联在所述发射线圈与所述谐振电容c1 之间；所述第一电压阈值模块的击穿电压小于所述第二电压阈值模块的击穿电压。
12.在其中一个实施例中，所述谐振电容c2的规格与所述谐振电容c1的规格不同。
13.在其中一个实施例中，所述谐振电容c2的固有频率大于所述谐振电容c1 的固有频率。
14.在其中一个实施例中，相同条件下，所述谐振电容c2的容抗大于所述谐振电容c1的容抗。
15.在其中一个实施例中，所述第一电压阈值模块包括二极管d1，所述第二电压阈值模块包括二极管e1；所述二极管d1的正极与所述谐振电容c2连接，负极与所述谐振电容c1连接；所述二极管e1的正极与所述谐振电容c2连接，负极与所述谐振电容c1连接。
16.在其中一个实施例中，所述二极管d1的击穿电压与所述二极管e1的击穿电压相同。
17.在其中一个实施例中，所述补偿电路还包括谐振电容c3、二极管d2、二极管e2；所述二极管d2、所述谐振电容c3和所述二极管e2依次串联后与所述谐振电容c1并联；所述二极管d2的正极与所述谐振电容c3连接，负极与所述谐振电容c1连接；所述二极管e2的正极与所述谐振电容c3连接，负极与所述谐振电容c1连接。
18.在其中一个实施例中，所述补偿电路还包括谐振电容cn、二极管d(n-1)、二极管e(n-1)；所述二极管d(n-1)、所述谐振电容cn和所述二极管e(n-1)依次串联后与所述谐振电容c1并联；所述二极管d(n-1)的正极与所述谐振电容 cn连接，负极与所述谐振电容c1连接；所述二极管e(n-1)的正极与所述谐振电容cn连接，负极与所述谐振电容c1连接；其中，所述n为大于或等于2的正整数。
19.在其中一个实施例中，所述二极管d(n-1)和所述二极管e(n-1)的击穿电压相同。
20.在其中一个实施例中，所述二极管d(n-1)的击穿电压相同大于二极管d(n-2) 的击穿电压；所述二极管e(n-1)的击穿电压相同大于二极管e(n-2)的击穿电压。
21.在其中一个实施例中，所述谐振电容cn的固有频率大于所述谐振电容c (n-1)的固有频率。
22.在其中一个实施例中，相同条件下，所述谐振电容cn的容抗大于所述谐振电容c(n-1)的容抗。
23.在其中一个实施例中，所述接收线圈和所述发射线圈均为扁平的圆环形线圈，且所述接收线圈的圆环内径大于所述发射线圈的圆环外径。如此设置，能够使得中继系统发射的能量密度更大，让负载的接收线圈更小。
24.在其中一个实施例中，还包括第一隔磁片及第二隔磁片；所述第一隔磁片贴敷在所述接收线圈的正面，所述第二隔磁片贴敷在所述发射线圈的反面；所述接收线圈与所述发射线圈设置在同一平面内，且所述发射线圈设置在所述接收线圈中部。在该实施例里中，“正面”是指与发射线圈的发射方向相同的一面，“反面”是指与发射线圈的发射方向相反的一面。
25.在其中一个实施例中，还包括电路分配器，所述电路分配器分别与所述谐振电容
cn所在电路的所述二极管d(n-1)的输出端和所述二极管e(n-1)的输出端连接，用于无线充电中继系统选择不同的导通线路。
26.上述提供的无线充电中继系统，通过将无线充电的中继线圈一分为二，大线圈作为接收线圈，小线圈作为发射线圈，并在其串联的电路中串联补偿电路以产生谐振。能够选择接收线圈与发射线圈的内外匝之间的连接关系，优化中继线圈的电磁场走向，并且能够有效提高中继线圈的能量发射密度。
27.根据上述内容，本技术还提供了一种无线充电中继器。
28.一种无线充电中继器，包括壳体，所述壳体内设置有上述任何一项实施例中的所述无线充电中继系统。
29.在其中一个实施例中，所述壳体为扁平状。
30.在其中一个实施例中，所述壳体的底面设置有粘胶层，用于将所述无线充电中继器粘在桌面上。
31.在其中一个实施例中，还包括指示灯；所述指示灯与所述壳体固定连接，并与所述接收线圈和/或所述发射线圈电连接。
32.在其中一个实施例中，还设置有usb接口，所述usb接口设置在所述有线电源输出端口内。
33.在其中一个实施例中，还包括中继控制器；所述中继控制器用于选择所述谐振电容cn。
34.在其中一个实施例中，所述中继控制器还用于控制所述指示灯的接通或断开。
35.在其中一个实施例中，所述中继控制器还用于控制所述指示灯的明暗变化。
36.在其中一个实施例中，所述中继控制器还用于控制所述指示灯的色彩变化。
37.上述提供的无线充电中继器，能够通过接收线圈将接收到的电磁能转化为电能实时输出给发射线圈，发射线圈重新将电能转化成交变磁场能对外输出，增大无线充电的传输距离，且提高无线充电的能量发射密度。
附图说明
38.图1为一实施例提供的无线充电中继系统的基本原理结构示意图；
39.图2为一实施例提供的设置有滤波电容的无线充电中继系统基本原理结构示意图；
40.图3为一实施例提供的设置有有线电源输出端口的无线充电中继系统基本原理结构示意图；
41.图4为一实施例提供的设置有多个谐振电容的无线充电中继系统基本原理结构示意图。
42.附图标记说明：100.接收线圈；200.发射线圈；300.补偿电路；310.第一电压阈值模块；320.第二电压阈值模块；400.电阻r；500.滤波电路；600.电路开关；700.有线电源输出端口；10.第一隔磁片；20.第二隔磁片。
具体实施方式
43.在本专利文件中，下面讨论的图1-4和用于描述本公开的原理或方法的各种实施
例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。参考附图，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将省略众所周知的功能或配置的详细描述，以免以不必要的细节混淆本公开的主题。而且，本文中使用的术语将根据本实用新型的功能定义。因此，所述术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。
44.一种无线充电中继系统，如图1所示，包括接收线圈100、发射线圈200及补偿电路300。接收线圈100、发射线圈200及补偿电路300相互串联。接收线圈100和发射线圈200均为扁平的环形线圈，且接收线圈100的最内匝与发射线圈200的最内匝电连接，接收线圈100的最外匝与发射线圈200的最外匝电连接，或者，接收线圈100的最内匝与发射线圈200的最外匝电连接，接收线圈100的最外匝与发射线圈200的最内匝电连接。补偿电路300包括谐振电容c1。谐振电容c1串联在接收线圈100和发射线圈200之间。
45.在其中一个实施例中，如图2所示，还包括滤波电路500。滤波电路500包括滤波电容c0。滤波电容c0与接收线圈100和/或发射线圈200并联。
46.在其中一个实施例中，如图2所示，还包括电阻r400。电阻r400与谐振电容c1串联。
47.在其中一个实施例中，如图3所示，还包括电路开关600及有线电源输出端口700。电路开关600串联在接收线圈100与谐振电容c1之间，用于控制接收线圈100与谐振电容c1之间电路的通断。有线电源输出端口700与电路开关 600并联。有线电源输出端口700用于对外连接负载。
48.在其中一个实施例中，有线电源输出端口700包括整流电路。整流电路与电路开关600并联。
49.在其中一个实施例中，如图4所示，补偿电路300还包括谐振电容c2、第一电压阈值模块310和第二电压阈值模块320。第一电压阈值模块310、谐振电容c2和第二电压阈值模块320依次串联后与谐振电容c1并联。第一电压阈值模块310和第二电压阈值模块320均具备单向导通性能，当反方击穿时处于导通状态，且第一电压阈值模块310和第二电压阈值模块320的输入端分别与谐振电容c2连接，输出端分别与谐振电容c1连接。
50.在其中一个实施例中，第一电压阈值模块310的击穿电压与第二电压阈值模块320的击穿电压相同。
51.在其中一个实施例中，如图4所示，电阻r400串联在发射线圈200与谐振电容c1之间。第一电压阈值模块310的击穿电压小于第二电压阈值模块320的击穿电压。
52.在其中一个实施例中，谐振电容c2的规格与谐振电容c1的规格不同。
53.在其中一个实施例中，谐振电容c2的固有频率大于谐振电容c1的固有频率。
54.在其中一个实施例中，相同条件下，谐振电容c2的容抗大于谐振电容c1 的容抗。
55.在其中一个实施例中，如图4所示，第一电压阈值模块310包括二极管d1，第二电压阈值模块320包括二极管e1。二极管d1的正极与谐振电容c2连接，负极与谐振电容c1连接。二极管e1的正极与谐振电容c2连接，负极与谐振电容c1连接。
56.在其中一个实施例中，二极管d1的击穿电压与二极管e1的击穿电压相同。
57.在其中一个实施例中，如图4所示，补偿电路300还包括谐振电容c3、二极管d2、二极管e2。二极管d2、谐振电容c3和二极管e2依次串联后与谐振电容c1并联。二极管d2的正极与谐振电容c3连接，负极与谐振电容c1连接。二极管e2的正极与谐振电容c3连接，负极与谐
振电容c1连接。
58.在其中一个实施例中，如图4所示，补偿电路300还包括谐振电容cn、二极管d(n-1)、二极管e(n-1)。二极管d(n-1)、谐振电容cn和二极管e(n-1) 依次串联后与谐振电容c1并联。二极管d(n-1)的正极与谐振电容cn连接，负极与谐振电容c1连接。二极管e(n-1)的正极与谐振电容cn连接，负极与谐振电容c1连接。其中，n为大于或等于2的正整数。
59.在其中一个实施例中，二极管d(n-1)和二极管e(n-1)的击穿电压相同。
60.在其中一个实施例中，二极管d(n-1)的击穿电压相同大于二极管d(n-2) 的击穿电压。二极管e(n-1)的击穿电压相同大于二极管e(n-2)的击穿电压。
61.在其中一个实施例中，谐振电容cn的固有频率大于谐振电容c(n-1)的固有频率。
62.在其中一个实施例中，相同条件下，谐振电容cn的容抗大于谐振电容c(n-1) 的容抗。
63.在其中一个实施例中，如图1-4任意一幅所示，接收线圈100和发射线圈 200均为扁平的圆环形线圈，且接收线圈100的圆环内径大于发射线圈200的圆环外径。如此设置，能够使得中继系统发射的能量密度更大，让负载的接收线圈100更小。
64.在其中一个实施例中，如图1-4任意一幅所示，还包括第一隔磁片10及第二隔磁片20。第一隔磁片10贴敷在接收线圈100的正面，第二隔磁片20贴敷在发射线圈200的反面。接收线圈100与发射线圈200设置在同一平面内，且发射线圈200设置在接收线圈100中部。在该实施例里中，“正面”是指与发射线圈200的发射方向相同的一面，“反面”是指与发射线圈200的发射方向相反的一面。
65.在其中一个实施例中，还包括电路分配器，电路分配器分别与谐振电容cn 所在电路的二极管d(n-1)的输出端和二极管e(n-1)的输出端连接，用于无线充电中继系统选择不同的导通线路。
66.上述提供的无线充电中继系统，通过将无线充电的中继线圈一分为二，大线圈作为接收线圈100，小线圈作为发射线圈200，并在其串联的电路中串联补偿电路300以产生谐振。能够选择接收线圈100与发射线圈200的内外匝之间的连接关系，优化中继线圈的电磁场走向，并且能够有效提高中继线圈的能量发射密度。
67.根据上述内容，本技术还提供了一种无线充电中继器。
68.一种无线充电中继器，包括壳体，壳体内设置有上述任何一项实施例中的无线充电中继系统。
69.在其中一个实施例中，壳体为扁平状。
70.在其中一个实施例中，壳体的底面设置有粘胶层，用于将无线充电中继器粘在桌面上。
71.在其中一个实施例中，还包括指示灯。指示灯与壳体固定连接，并与接收线圈100和/或发射线圈200电连接。
72.在其中一个实施例中，还设置有usb接口，usb接口设置在有线电源输出端口700内。
73.在其中一个实施例中，还包括中继控制器。中继控制器用于选择谐振电容 cn。
74.在其中一个实施例中，中继控制器还用于控制指示灯的接通或断开。
75.在其中一个实施例中，中继控制器还用于控制指示灯的明暗变化。
76.在其中一个实施例中，中继控制器还用于控制指示灯的色彩变化。
77.上述提供的无线充电中继器，能够通过接收线圈100将接收到的电磁能转化为电能实时输出给发射线圈200，发射线圈200重新将电能转化成交变磁场能对外输出，增大无线充电的传输距离，且提高无线充电的能量发射密度。
78.以上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。