CN113937897A - 无线充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电设备，包括：封装在第一壳体内的电源转换电路；封装在第二壳体内、且与电源转换电路的输出端通过线缆连接的无线充电线圈；电源转换电路，用于将获取的第一交流电转换为无线充电线圈工作需要的第二交流电；无线充电线圈，用于将电源转换电路输出的交流电，转换为电磁信号，以为待充电设备进行充电。该无线充电设备将无线充电线圈独立封装设置，能够避免大功率充电时无线充电线圈发热严重导致的待充电设备发热的现象，提高了用户使用时的体验感。

Description

无线充电设备

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电设备。

背景技术

无线充电***通常包括：适配器、连接线缆、无线充电底座、待充电设备，其中，无线充电底座为单独的***，其包括发射端和无线充电线圈，在进行无线充电时，适配器通过线缆与无线充电底座进行连接，适配器输出稳定直流电，以给无线充电底座提供能量，从而通过无线充电底座给待充电设备充电。

然而，随着无线充电技术的发展，充电功率越来越大，当前的无线充电***在大功率无线充电时，发射端发热严重，且发射端与无线充电线圈在同一***(无线充电底座)中，因此，发射端的主板热量会传递给无线充电线圈，造成整个无线充电***的温度提高，进而造成待充电设备与无线充电底座的发热，严重影响用户的使用体验感。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种无线充电设备，以将无线充电线圈独立封装设置，能够避免大功率充电时无线充电线圈发热严重导致的待充电设备发热的现象，提高了用户使用时的体验感。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种无线充电设备，包括：封装在第一壳体内的电源转换电路；封装在第二壳体内、且与所述电源转换电路的输出端通过线缆连接的无线充电线圈；所述电源转换电路，用于将获取的第一交流电转换为所述无线充电线圈工作需要的第二交流电；所述无线充电线圈，用于将所述电源转换电路输出的交流电，转换为电磁信号，以为待充电设备进行充电。

根据本发明的无线充电设备，将电源转换电路封装在第一壳体内，将无线充电线圈封装在第二壳体内，且使电源转换电路与无线充电线圈之间通过线缆连接，在进行无线充电时，通过电源转换电路将获取的第一交流电转换为无线充电线圈需要的第二交流电，以使无线充电线圈将第二交流电转换为电磁信号，以为待充电设备进行充电。由此，该无线充电设备将无线充电线圈独立封装设置，能够避免大功率充电时无线充电线圈发热严重导致的待充电设备的发热现象，提高了用户使用时的体验感。

另外，根据本发明上述实施例的无线充电设备还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述电源转换电路，包括：整流电路、逆变电路及控制器；所述整流电路，用于将获取的第一交流电转换为直流稳压电输出；所述逆变电路，用于将所述整流电路输出的直流稳压电进行逆变处理，输出第二交流电；所述控制器的第一输出端与所述整流电路的控制端连接、所述控制器的第二输出端与所述逆变电路的控制端连接；所述控制器，用于对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述控制器，还用于通过所述无线充电线圈，与所述待充电设备的无线接收线圈进行通信，以获取所述待充电设备所需的充电功率以及充电电压，并根据所述待充电设备所需的充电功率以及充电电压对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述电源转换电路，还包括：分别与所述逆变电路的输出端及所述控制器的第一输入端连接的检测电路；所述检测电路，用于检测所述第二交流电的电压和/或电流；所述控制器，具体用于根据所述检测电路检测的第二交流电的电压和/或电流，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述电源转换电路，还包括：温度检测电路；所述控制器，还用于根据所述温度检测电路检测的第一温度值，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述第二壳体外侧设置有可与待充电设备卡合的卡扣。

根据本发明的一个实施例，所述卡扣设置在滑动机构端部；所述滑动机构用于在收容于所述第二壳体的第一位置和自所述第二壳体露出的第二位置之间滑动。

根据本发明的一个实施例，所述第二壳体的外侧面设置有可与待充电设备吸附连接的吸盘。

根据本发明的一个实施例，所述吸盘为磁吸片，所述磁吸片通过磁吸的方式与待充电设备进行连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二壳体内还设置有温度检测组件；所述温度检测组件，用于将检测的所述无线充电线圈的温度反馈给所述控制器；所述控制器，还用于根据所述温度检测组件反馈的第二温度值，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

附图说明

图1是根据本发明实施例的无线充电设备的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的电源转换电路的结构示意图；

图3是根据本发明一个示例的电源转换电路的结构示意图；

图4是根据本发明一个示例的无线充电设备的结构示意图；

图5是根据本发明一个示例的卡扣处于第二位置的示意图；

图6是根据本发明一个示例的卡扣处于第一位置的示意图；

图7是根据本发明一个示例的吸盘的位置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明实施例的无线充电设备的结构框图。

如图1所示，该无线充电设备100包括：电源转换电路10和无线充电线圈20。

其中，电源转换电路10封装在第一壳体110内，用于将获取的第一交流电转换为无线充电线圈20工作需要的第二交流电；无线充电线圈20封装在第二壳体内、且与电源转换电路10的输出端通过线缆连接；用于将电源转换电路10输出的交流电，转换为电磁信号，以为待充电设备200进行充电。

该实施例中，第一交流电可为市电。

具体地，在通过无线充电设备100对待充电设备200进行充电时，将第一壳体110***第一交流电中，第一壳体110内的电源转换电路10将第一交流电转换为无线充电线圈20(也叫电能发射线圈)工作需要的第二交流电，该第二交流电通过线缆传输至无线充电线圈20的初级线圈，以使无线充电线圈20通过电磁感应在次级线圈中产生电磁信号(此处为电流信号)，进而将该电磁信号传输到待充电设备200，以给待充电设备200充电。

应当理解，待充电设备200包括无线接收线圈(也叫电能接收线圈)，该无线接收线圈感应无线充电线圈20传输的电磁信号后为待充电设备200的电池充电。其中，待充电设备200可以是手机、相机、电动牙刷等小型便携式电子设备，无线充电设备100可以是一体化无线充电器。

本发明实施例的无线充电设备100，将电源转换电路10和无线充电线圈10分别安装在两个独立设置的壳体内，即将电源转换电路10和无线充电线圈20进行独立封装设置，相较于现有技术中无线充电设备包括适配器、连接线缆、无线充电底座的方案，该无线充电设备100的无线充电线圈20独立设置，进而使得无线充电设备100具有便携性，更加轻巧，用户可以边充电边使用待充电设备200，使用便捷性较高；且在进行充电时避免了电源转换电路10所在的第一壳体110产生的热量传输到无线充电线圈20上，使得无线充电线圈20的热量进一步增加，导致待充电设备200发热严重的现象，充电安全性较高。

由此，该无线充电设备将无线充电线圈独立封装设置，能够避免大功率充电时无线充电线圈发热严重导致的待充电设备的发热现象，提高了用户使用时的体验感。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，电源转换电路10可包括：整流电路11、逆变电路12和控制器13。

其中，整流电路11用于将获取的第一交流电转换为直流稳压电输出；逆变电路12用于将整流电路输出的直流稳压电进行逆变处理，输出第二交流电；控制器13的第一输出端与整流电路11的控制端连接、控制器13的第二输出端与逆变电路12的控制端连接；控制器13用于对整流电路11及逆变电路12的工作状态进行控制。在该实施例中，整流电路11可以是全桥整流电路，逆变电路12可以是全桥逆变电路。

在一个示例中，控制器13还用于：通过无线充电线圈20，与待充电设备200的无线接收线圈进行通信，以获取待充电设备200所需的充电功率以及充电电压，并根据待充电设备200所需的充电功率以及充电电压对整流电路11及逆变电路12的工作状态进行控制。

具体地，在进行无线充电时，将市电输入整流电路11，进而控制器13根据获取到的充电功率以及充电电压控制整流电路11将市电转换为直流稳压电，并传输至逆变电路12，控制逆变电路12将该直流稳压电逆变为，无线充电线圈20工作所需的第二交流电，第二交流电传输至无线充电线圈20，该无线充电线圈20将第二交流电转换为电磁信号，以给待充电设备200进行充电。在充电的过程中，控制器13通过无线充电线圈20与待充电设备的无线接受线圈进行通信，以获取待充电设备200所需的充电功率以及充电电压，以根据该充电功率或者充电电压，对整流电路11的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)占空比或工作频率进行控制，以及对逆变电路12的工作频率、开通与关断进行控制，以实现对整流电路11和逆变电路12的工作状态的控制。

在另一个示例中，参照图2，电源转换电路10还可包括检测电路14。其中，检测电路14分别与逆变电路12的输出端及控制器13的第一输入端连接；检测电路14用于检测第二交流电的电压和/或电流；控制器13具体用于根据检测电路14检测的第二交流电的电压和/或电流，对整流电路11及逆变电路12的工作状态进行控制。

具体地，在进行无线充电时，将市电输入整流电路11，进而控制器13控制整流电路11将市电转换为直流稳压电，并传输至逆变电路12，控制器13控制逆变电路12将该直流稳压电逆变为，无线充电线圈20工作所需频率对应的第二交流电，第二交流电传输至无线充电线圈20，该无线充电线圈20将第二交流电转换为电磁信号，以给待充电设备200进行充电。在充电的过程中，检测电路14可实时检测第二交流电的电压和/或电流，并将检测到的电压和/或电流发送至控制器13，以使控制器13根据该电压和/或电流，对整流电路11的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)占空比或工作频率进行控制，以及对逆变电路12的工作频率、开通与关断进行控制，以实现对整流电路11和逆变电路12的工作状态的控制。

具体而言，当控制器13根据电压和电流判断出第二交流电出现过流、过压等异常现象时，控制器13可关断逆变电路12，以阻断电源转换电路10与无线充电线圈20以及待充电设备200的连接，即切断充电路径，防止发生因第二交流电异常引起的危险事故，待第二交流电正常后，方可接通逆变电路12，以给待充电设备200充电。由此，能够在第二交流电异常时及时切断充电路径，保证了充电过程的安全性。

在该示例中，控制器13具备无线充电的编码功能，具体来说，控制器13将接收到的第二交流电的电压和/或电流进行编码处理后，根据编码处理结果对整流电路11的PWM占空比或工作频率进行控制，以及对逆变电路12的工作频率、开通与关断进行控制，以实现对整流电路11和逆变电路12的工作状态的控制。

在本发明的一个示例中，如图3所示，电源转换电路10还可包括温度检测电路15；控制器13还可用于根据温度检测电路15检测的第一温度值，对整流电路11及逆变电路12的工作状态进行控制。

具体地，温度检测电路15与控制器13的第二输入端连接。在进行无线充电时，温度检测电路15可实时检测电源转换电路10的第一温度值，并将检测到的第一温度值发送至控制器13，以使控制器13根据第一温度值的大小控制整流电路11和逆变电路12的开通与关断。

具体而言，如果控制器13判断出第一温度值异常例如过大时，则控制器13可关断逆变电路12或者整流电路11，以中断充电过程，防止发生因电源转换电路10的温度异常引起的危险事故，待其温度正常后，方可接通逆变电路12或者整流电路11，以给待充电设备200充电。由此，能够在电源转换电路的温度异常时及时切断充电路径，进一步保证了充电过程的安全性。

需要说明的是，控制器13具备无线充电的编码功能，具体来说，控制器13将接收到的第一温度值进行编码处理，进而根据编码处理结果控制整流电路11和逆变电路12的开通与关断。

在该示例中，如图4所示，电源转换电路10还可包括：变压器16和滤波电路17和稳压电路18。

具体而言，在需要进行无线充电时，将第一交流电输入整流电路11，将待充电设备200连接到第二壳体120上，然后控制器13控制整流电路11将第一交流电转换为脉动直流电，该脉动直流电经变压器16进行降压处理后传输至滤波电路17，滤波电路17将降压后的脉动直流电转换为较为平滑的直流电，再经稳压电路18进行稳压处理后输出平滑的直流稳压电，并传输至逆变电路12，控制器13控制逆变电路12将该直流稳压电逆变为无线充电线圈20工作所需频率对应的第二交流电，第二交流电传输至无线充电线圈20，该无线充电线圈20将第二交流电转换为电磁信号，以给待充电设备200进行充电。。

在充电的过程中，检测电路14可实时检测第二交流电的电流和/或电压，并发送至控制器13，控制器13可根据该电流和/或电压对变压器16和逆变电路12进行控制；温度检测电路15可实时检测电源转换电路10的第一温度值，并将其发送至控制器13，控制器13可根据第一温度值对变压器16和逆变电路12进行控制。

总的来说，该无线充电设备100将整流电路11、逆变电路12、控制器13、检测电路14、温度检测电路15、变压器16、滤波电路17和稳压电路18封装于第一壳体110上，其中，该第一壳体110可以是PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)，使其集成于同一印刷电路板，将无线充电线圈20封装在第二壳体120内，使第二壳体其具有便携性，在充电时，通过单一的控制器13调节需要无线充电线圈20需要发射的能量，以及对发射过程进行监控，以在发生异常时及时切断充电路径，避免危险事故的发生；并且将无线充电线圈20独立出来，使逆变电路12(发射端)和无线充电线圈20进行分立设置，从而实现了充电时的使用便捷性，还避免了充电过程中待充电设备严重发热现象。

在本发明的一个示例中，如图5和图6所示，第二壳体120外侧可设置有与待充电设备200卡合的卡扣M。进一步地，参照图5和图6，卡扣M设置在滑动机构121的端部；滑动机构121用于在收容于第二壳体120的第一位置1和自第二壳体120露出的第二位置2之间滑动。可以理解的是，待充电设备200上可设置有与卡扣M对应的卡槽。

具体地，在待充电设备200需要进行无线充电时，可通过滑动机构121将待充电设备200卡合在第二壳体120的外侧面。具体而言，首先将滑动机构121滑至第一位置1，然后将第二壳体120的卡扣M与其对应的待充电设备200上的卡槽进行卡合，以通过滑动机构对待充电设备200的位置进行固定，在充电完成时，将滑动机构121滑至第二位置2，并断开卡扣M和卡槽的卡合，以断开待充电设备200和第二壳体120之间的电量传输。由此，避免充电时因外力的触碰导致待充电设备脱离第二壳体进而导致充电中断的现象，提高了充电可靠性。

在本发明的一个示例中，如图7所示，第二壳体120的外侧面可设置有与待充电设备200吸附连接的吸盘122。其中，吸盘122可为磁吸片，磁吸片通过磁吸的方式与待充电设备200进行连接。

该示例中，磁吸片可以是普通磁铁，也可以是电磁铁。具体而言，在待充电设备200需要进行无线充电时，可通过磁吸片使待充电设备200吸附在第二壳体120的外侧面。其中，磁吸片可以较为轻薄，进而当待充电设备200与第二壳体120无线充电线圈20吸附在一起，以进行无线充电时，待充电设备200与无线充电线圈20的重量较轻。

需要说明的是，现有的无线充电***在充电时，待充电设备需放置于无线充电底座上进行无线充电，且无线充电底座较重，因此用户无法在充电的同时拿起待充电设备进行操作，造成了充电时的不便捷性。而本发明实施例的无线充电***100，在待充电设备200进行充电的过程中，待充电设备200与无线充电线圈20通过轻薄的磁吸片进行连接，因此，用户可以根据实际需求移动无线充电线圈20，使其随待充电设备200移动，只要能保持正常充电即可，因此，该无线充电设备可以满足边充边用的要求。

由此，相较于现有技术未将无线充电线圈独立设置的方案，本发明示例使得待充电设备进行充电时，其重量较轻，更加轻巧，从而有利于用户随时拿起使用待充电设备，提高了用户使用体验度。

在本发明的一个示例中，第二壳体120内还可设置有温度检测组件(图中未示出)；其中，温度检测组件用于将检测的无线充电线圈20的温度反馈给控制器13；控制器13还用于根据温度检测组件反馈的第二温度值，对整流电路11及逆变电路12的工作状态进行控制。

具体地，在充电的过程中，温度检测组件可实时检测无线充电线圈20的第二温度值，并将其发送至控制器13，在控制器13判断出第二温度值极大时，说明无线充电线圈20发热极其严重，则需中断充电过程，于是控制器13可控制整流电路11或者逆变电路12关断；在控制器13判断出第二温度值较大时，说明无线充电线圈20发热较严重，则可中断充电过程或减小充电功率，于是控制13可控制整流电路11或者逆变电路12关断，或者，控制整流电路11的工作频率降低；在控制器13判断出第二温度值较小，且不影响待充电设备200的当前温度时，可继续进行充电。

综上所述，本发明实施例的无线充电设备，将电源转换电路和无线充电线圈独立封装设置，无需适配器，能够避免充电时将热量传输到无线充电线圈导致待充电设备的发热现象，且具有便携性，能够实现边充边用，提高了用户使用时的体验感；通过一个控制器即可对充电过程进行监测和控制，控制方式较简洁。且在充电异常时，及时中断充电过程，能够保证充电安全性；将待充电设备与第二壳体进行卡合或吸附的方式进行连接，能够保证待充电设备不发生脱离，进而保证充电可靠性。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

另外，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种无线充电设备，其特征在于，包括：

封装在第一壳体内的电源转换电路；

封装在第二壳体内、且与所述电源转换电路的输出端通过线缆连接的无线充电线圈；

所述电源转换电路，用于将获取的第一交流电转换为所述无线充电线圈工作需要的第二交流电；

所述无线充电线圈，用于将所述电源转换电路输出的交流电，转换为电磁信号，以为待充电设备进行充电。

2.如权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述电源转换电路，包括：整流电路、逆变电路及控制器；

所述整流电路，用于将获取的第一交流电转换为直流稳压电输出；

所述逆变电路，用于将所述整流电路输出的直流稳压电进行逆变处理，输出第二交流电；

所述控制器的第一输出端与所述整流电路的控制端连接、所述控制器的第二输出端与所述逆变电路的控制端连接；

所述控制器，用于对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

3.如权利要求2所述的无线充电设备，其特征在于，所述控制器，还用于通过所述无线充电线圈，与所述待充电设备的无线接收线圈进行通信，以获取所述待充电设备所需的充电功率以及充电电压，并根据所述待充电设备所需的充电功率以及充电电压对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

4.如权利要求3所述的无线充电设备，其特征在于，所述电源转换电路，还包括：分别与所述逆变电路的输出端及所述控制器的第一输入端连接的检测电路；

所述检测电路，用于检测所述第二交流电的电压和/或电流；

所述控制器，具体用于根据所述检测电路检测的第二交流电的电压和/或电流，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

5.如权利要求3所述的无线充电设备，其特征在于，所述电源转换电路，还包括：温度检测电路；

所述控制器，还用于根据所述温度检测电路检测的第一温度值，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

6.如权利要求1-4所述的无线充电设备，其特征在于，所述第二壳体外侧设置有可与待充电设备卡合的卡扣。

7.如权利要求6所述的无线充电设备，其特征在于，所述卡扣设置在滑动机构端部；

所述滑动机构用于在收容于所述第二壳体的第一位置和自所述第二壳体露出的第二位置之间滑动。

8.如权利要求1-4所述的无线充电设备，其特征在于，所述第二壳体的外侧面设置有可与待充电设备吸附连接的吸盘。

9.如权利要求8所述的无线充电设备，其特征在于，所述吸盘为磁吸片，所述磁吸片通过磁吸的方式与待充电设备进行连接。

10.如权利要求2-4任一所述的无线充电设备，其特征在于，所述第二壳体内还设置有温度检测组件；

所述温度检测组件，用于将检测的所述无线充电线圈的温度反馈给所述控制器；

所述控制器，还用于根据所述温度检测组件反馈的第二温度值，对所述整流电路及所述逆变电路的工作状态进行控制。

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