CN114498787A - 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电*** - Google Patents

一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电*** Download PDF

Info

Publication number
CN114498787A
CN114498787A CN202011163263.6A CN202011163263A CN114498787A CN 114498787 A CN114498787 A CN 114498787A CN 202011163263 A CN202011163263 A CN 202011163263A CN 114498787 A CN114498787 A CN 114498787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
wireless charger
charging
connector
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011163263.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202011163263.6A priority Critical patent/CN114498787A/zh
Priority to PCT/CN2021/116741 priority patent/WO2022089001A1/zh
Priority to US18/250,640 priority patent/US20230402877A1/en
Priority to EP21884731.7A priority patent/EP4224668A4/en
Publication of CN114498787A publication Critical patent/CN114498787A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本申请提供一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***，涉及无线充电领域。该无线充电器包括充电底座、连接器和线缆，充电底座和连接器通过线缆连接，充电底座包括第一壳体和设置于第一壳体内的发射线圈。无线充电器还包括升压电路和逆变电路，其中：升压电路设置于第一壳体外，升压电路用于对经连接器输入的直流电压信号进行升压处理；逆变电路设置于升压电路与发射线圈之间，用于将升压后得到的直流电压信号转换为交流电压信号，并将交流电压信号传输给发射线圈；发射线圈用于将交流电压信号的电能转化为电磁能进行无线传输。采用本申请的无线充电器，可在有效的提高充电效率的基础上，降低充电底座的热耗，从而提升用户体验。

Description

一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***。
背景技术
无线充电技术中，电子设备与无线充电器之间无需通过电源线连接，只需将电子设备放置在无线充电器上即可为电子设备充电，方便用户使用。并且，电子设备上也可以省去用于连接电源线的接触端子，进而可以提高电子设备的安全性以及防水、防尘性能。因此，近年来应用无线充电技术为电子设备充电开始备受推崇。
随着无线充电在小功率电子设备(智能手环、手表或者戒指等可穿戴设备)上的逐渐普及，用户对其使用体验也提出了更高的要求。无线充电中，充电效率是影响用户体验的关键参数，在相同的输入功率下，充电效率越高，即可输出越多的功率，从而可实现对电子设备的快速充电，以减少充电时间，提升用户体验。
但是，随着充电功率的增加，无线充电器的热耗问题会越来越突出，并成为充电速度提升的主要瓶颈。
发明内容
本申请提供了一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***，以提高无线充电***的充电效率。
第一方面，本申请提供了一种用于穿戴设备的无线充电器，该无线充电器包括充电底座、连接器和线缆充电底座和连接器通过线缆连接，充电底座包括第一壳体和设置于第一壳体内的发射线圈。无线充电器还包括升压电路和逆变电路，其中：升压电路设置于第一壳体外，升压电路用于对经连接器输入的直流电压信号进行升压处理。升压电路、逆变电路和发射线圈电连接，逆变电路设置于升压电路与发射线圈之间，用于将升压后得到的直流电压信号转换为交流电压信号，并将交流电压信号传输给发射线圈，发射线圈用于将交流电压信号的电能转化为电磁能进行无线传输。
采用本申请的无线充电器，通过设置升压电路，可对经连接器输入至该无线充电器的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提升充电功率的情况下，使流经该无线充电器的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈的热耗得到有效的降低。另外，在本申请中，通过将升压电路设置于充电底座的第一壳体外，在应用该无线充电器对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座内的发热元件产生的总的热耗较少，充电底座的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减，从而提高充电效率。并且，在使用该无线充电器对电子设备进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备或者无线充电器时产生的不适感，从而提升无线充电器的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
在本申请一个可能的实现方式中，在具体设置连接器时，该连接器可以包括连接器接口和第二壳体。其中，连接器接口的部分或者全部设置于第二壳体内，这样可通过将连接器接口直接插设于充电接口，或者插接于适配器后与充电接口电连接，从而实现连接器与直流电源的连接。
由于升压电路用于对经连接器输入的直流电压信号进行升压处理，在本申请一个可能的实现方式中，可以将升压电路设置于第二壳体内，并使升压电路与连接器接口电连接。由于用户在使用该无线充电器对电子设备进行充电的过程中，不会经常接触到连接器，因此，通过将升压电路设置于连接器的第二壳体内，可有利于降低用户使用该无线充电器时被灼伤的可能性，其有利于提升用户体验。
在本申请一个可能的实现方式中，在具体设置逆变电路时，可以将其与发热线圈一并设置于第一壳体内。因为，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座内的发射线圈和逆变电路产生的总的热耗较少，充电底座的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减，从而提高充电效率。
另外，当连接器具有第二壳体时，还可以将逆变电路与升压电路一并设置于用户不常接触到的连接器的第二壳体内。通过将发射线圈单独设置于充电底座的第一壳体内，并将升压电路和逆变电路设置于连接器的第二壳体内，在应用该无线充电器对电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座内的发射线圈产生的总的热耗较少，充电底座的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减，从而提高充电效率。并且，在使用该无线充电器对电子设备进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备或者无线充电器时产生的不适感，从而提升无线充电器的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
除了上述的设置方式外，在本申请另外一些实现方式中，无线充电器还包括第三壳体，第三壳体设置于第一壳体与第二壳体之间，第一壳体与第三壳体，以及第二壳体与第三壳体之间均通过线缆连接。在该实现方式中，可以将逆变电路设置于第三壳体内，并将升压电路设置于连接器的第二壳体内。这样可使升压电路对经连接器接口输入的直流电压进行升压处理，然后再使逆变电路对升压电路升压后的直流电源进行转换，从而可以实现无线充电器的高压小电流充电的目的。采用该方案，通过将各发热元件分散设置，该无线充电器在工作的过程中，还可以有效的避免连接器内的热量集中对连接器造成的损坏。
在本申请一个可能的实现方式中，无线充电器还包括第三壳体，第三壳体设置于第一壳体与第二壳体之间，第一壳体与第三壳体，以及第二壳体与第三壳体之间均通过线缆连接。在该实现方式中，可以将升压电路设置于第三壳体内，并将逆变电路设置于充电底座的第一壳体内。在另外一些可能的实现方式中，也可以将升压电路与逆变电路同时设置于第三壳体内。采用该方案，通过将各发热元件分散设置，该无线充电器在工作的过程中，可以有效的避免连接器内的热量集中对连接器造成的损坏。
另外，为了进一步将各发热元件分散设置，无线充电器还可以包括第四壳体，第四壳体设置于第三壳体与第一壳体之间，第三壳体与第四壳体，以及第四壳体与第一壳体之间均通过线缆连接。在该实现方案中，可以将升压电路设置于第三壳体内，并将逆变电路设置于第四壳体内。这样可使发射线圈单独设置于充电底座的第一壳体内，将升压电路单独设置于第三壳体内，逆变电路单独设置于第四壳体内，从而进一步减少该无线充电器的热量集中，其有利于延长无线充电器的使用寿命。
第二方面，本身请还提供了一种无线充电***，该无线充电***包括电子设备和无线充电器。其中，在使用无线充电器为电子设备进行充电时，可以使无线充电器与直流电源连接，并将待充电的电子设备放置于无线充电其的底座上。这样，无线充电器用于将该直流电源的能量以电磁波的方式发送给待充电的电子设备。待充电的电子设备用于接收该电磁波，并通过该电磁波携带的能量为自身充电。
采用本申请的无线充电***，可通过升压电路对经连接器输入至该无线充电器的直流电压进行升压，以在有效的提升充电功率的情况下，使流经该无线充电器的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈的热耗得到有效的降低。另外，在本申请中，通过将升压电路设置于充电底座的第一壳体外，在应用该无线充电器对待充电的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座内的发热元件产生的总的热耗较少，充电底座的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的提高无线充电器对电子设备的充电效率。并且，在使用该无线充电器对电子设备进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备或者无线充电器时产生的不适感，从而提升无线充电器的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的无线充电***的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的无线充电器的逆变电路的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的电子设备的受电电路的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图5为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的升压电路的结构示意图；
图7a为本申请一实施例提供的升压电路的等效电路结构示意图；
图7b为本申请另一实施例提供的升压电路的等效电路结构示意图；
图8a为本申请一实施例提供的升压电路与连接器连接的电路结构示意图；
图8b为本申请另一实施例提供的升压电路与连接器连接的电路结构示意图；
图9为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图10为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图11为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图12为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图13为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图14为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图15为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图；
图16为本申请另一实施例提供的无线充电器的结构示意图。
附图标记：
1-无线充电器；101-逆变电路；1011-DC/AC转换模块；1012-第一匹配电路；1013-第一控制单元；102-发射线圈；103-直流电源；104-升压电路；11-充电底座；111-第一壳体；12-连接器；121-第二壳体；122-连接器接口；13-线缆；14-第三壳体；15-第三壳体；2-电子设备；201-受电电路；2011-第二匹配电路；2012-AC/DC转换模块；2013-第二控制单元；202-接收线圈；203-负载。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。为了方便理解本申请实施例提供的无线充电器，下面首先介绍一下其应用场景。
随着消费类电子产品得到巨大发展与普及，便携式电子产品为人们生活带来极大的便利。但是，不同产品需要配置不同的充电适配器，由于不同产品的接口不能共用，且不同产品的功率不兼容等因素使得各个厂家之间的适配器通用性差。另外，导线充电方式的导线多、充电需要插拔电缆等因素大大降低了用户使用的便捷性。
随着科学技术发展，无线充电技术在消费类电子产品上的应用越来越广泛。相比于传统的电缆插拔式电能传输技术，无线充电技术在进行无线电能传输的过程中，由于其电源和负载之间不存在电缆的连接，因此更加安全、便捷和可靠。无线充电技术用于实现无线电能传输的方式有：电磁辐射式、电磁感应式、电磁谐振式和电场耦合方式等。基于效率和安全性方面的考虑，市场上的无线充电产品通常采用电磁感应式的无线电能传输方式。
本申请提供的无线充电器1基于电磁感应式的无线电能传输方式进行设计，其可以应用于各种无线充电***中。参照图1，图1示出了一种无线充电器1与电子设备2构成的无线充电***。在该无线充电***中，无线充电器1作为供电设备，电子设备2作为受电设备，其中，电子设备2可以但不限于为智能手环、手表、戒指、眼镜或者耳机等小功率的可穿戴电子设备。
在图1所示的实施例中，以电子设备2为智能手表为例。其中，无线充电器1可与直流电源连接，用于将该直流电源的能量以电磁波的方式发送给待充电的电子设备2；待充电的电子设备2与无线充电器1相接触，用于接收该电磁波，并通过该电磁波携带的能量为自身充电。
参照图2，图2提供了一种无线充电器1的电路结构示意图。继续参照图2，无线充电器1中可以包括供电电路和发射线圈102。继续参照图2，无线充电器1的供电电路主要包括逆变电路101，逆变电路101可以包括直流/交流(DC/AC)转换模块1011、第一匹配电路1012和第一控制单元1013。这样，该无线充电器1在为受电设备进行供电时，DC/AC转换模块1011与直流电源103连接，并将直流电压信号转换成交流电压信号，交流电压信号流过第一匹配电路1012传输给发射线圈102，发射线圈102将交流电压信号的电能转化为电磁能进行无线传输。另外，第一控制单元1013可对该供电电路的工作进行控制。
另外，可参照图3，图3提供了一种电子设备2的电路结构示意图，该电子设备2可以包括受电电路201、接收线圈202和负载203。其中，受电电路201可以包括第二匹配电路2011、交流/直流(AC/DC)转换模块2012和第二控制单元2013。接收线圈202可将接收到的电磁波信号转化为电能，电能通过第二匹配电路2011传输到AC/DC转换模块2012，AC/DC转换模块2012将接收到的交流信号转换成直流信号进行存储或者为负载203供电。另外，第二控制单元2013可对该受电电路201的工作进行控制。
对手表来讲，手表本体内的空间很有限，其会严重限制接收线圈202的尺寸(包括其面积和厚度)，从而导致接收线圈202的性能较低，其在充电的过程中会很容易发热。目前，在通过无线充电器1为手表进行充电的过程中，通常从适配器输出的直流电压为5V，以手表要实现3W的功率充电为例，通过测试得到单个接收线圈202的损耗会占整个手表侧总热耗的30％以上。而为了避免充电过程中手表本体过热，以满足充电状态中的用户体验，会使手表达到某个温度时触发热保护来限制其充电，这样会导致手表的充电时间延长，导致充电体验变差。
随着无线充电在小功率电子设备上的逐渐普及，其充电功率也在逐步增加。由于充电功率＝电压*电流，而在无线充电器1接收的直流电压一定的情况下，只能通过增加电流来实现充电功率的增加。但是，随着电流的增加，整个无线充电***的热耗只会越来越大，线圈上的热耗会进一步激增(线圈损耗＝线圈电流*线圈电流*线圈交流阻抗，即线圈损耗与线圈电流的平方成正比)，从而成为充电功率提升的主要瓶颈。
另外，若想在不改变线圈尺寸的基础上，来提升无线充电***的充电功率，可考虑采用高压小电流方案(即通过升高电压，并减小电流的方式满足无线充电***的充电功率要求)来实现充电。仍以实现手表的3W功率充电为例，若可将无线充电器1接收到的直流电压升压到9V进行充电，此时线圈热耗可以降低近70％，其可有效的实现充电时间的缩减。
本申请的无线充电器即为基于高压小电流充电方案提出的，其旨在提高无线充电***的充电效率的同时，降低热耗，以提升用户体验。
参照图4，图4为本申请一种实施例的无线充电器1的结构示意图。从图4中可以看出，本申请实施例的无线充电器1可以包括充电底座11、连接器12，以及线缆13。其中，充电底座11与连接器12通过线缆13通信连接，充电底座11具有第一壳体111，充电底座11可用于承载如图1所示的待充电的电子设备2，并用于实现该无线充电器1与电子设备2之间的电磁耦合，从而实现无线充电器1对电子设备2的充电。
继续参照图4，在具体设置连接器12时，连接器12可以但不限于为Micro USB连接器、Type-A连接器或者Type-C连接器等。连接器12具有第二壳体121，以及连接器接口122。该连接器接口122的部分或者全部设置于第二壳体121内，示例性的，在图4所示的实施例中，连接器接口122的部分设置于第二壳体121内。另外，可以但不限于将连接器12的连接器接口122直接插接于充电接口，或者插接于适配器后与充电接口电连接，从而实现连接器12与直流电源的连接。
参照图5，图5为本申请一种实施例的无线充电器1的结构示意图。本申请实施例的无线充电器1作为供电设备，其还可以包括发射线圈102、逆变电路101和升压电路104。其中，由于发射线圈102可以将电能转化为电磁能进行无线传输，因此，在本申请实施例中，可将发射线圈102设置于充电底座11的第一壳体111内。
另外，在本申请实施例中，具体设置逆变电路101时，可参照图2，逆变电路101可以但不限于包括DC/AC转换模块1011、第一匹配电路1012和第一控制单元1013。DC/AC转换模块1011可与直流电源103连接，并将直流电源103转换成交流信号。另外，第一控制单元1013例如可以为发射端芯片，且第一控制单元1013可对该逆变电路101的工作进行控制。
由于经过逆变电路101转换得到的交流信号会传输给发射线圈102，可一并参照图4和图5，在本申请一些实施例中，可以将逆变电路101设置于充电底座11的第一壳体111内，并将逆变电路101与发射线圈102电连接。
升压电路104作为本申请实施例的无线充电器1的关键部分，其可用于对经连接器输入的直流电压进行升压处理。因此，可将升压电路104靠近连接器12设置。可参照图5，在本申请一个可能的实施例中，可以将升压电路104设置于连接器12的第二壳体121内，并使升压电路104与连接器接口122电连接。另外，可继续参照图5，升压电路104可设置于连接器接口122与逆变电路101之间，从而可使逆变电路101能够对通过升压电路104升压后得到的直流电压信号进行转换。
参照图6，在本申请一个可能的实施例中，以升压电路104为升压斩波电路为例，对升压电路104的升压原理进行介绍。当开关器件工作在导通状态时，电感器L储能，其电感电流il以斜率Vin/L上升；二极管D1阳极电位等于地电平，阴极电位等于输出电压值，所以D1反偏阻断，电容C1为负载提供输出电流，等效电路可参照图7a。
在图7a所示的实施例中，电感器L两端电压：VL(t)＝Vin；
电感电流il上升，增加量为：ΔIon＝Vin/L*D*Ts，其中，Ts为一个开关周期时间，D为导通时间占一个开关周期的占空比。
而当开关器件工作于截止状态，由于电感电流il不能突变，电感器L产生反方向的感应电压，使D1正向导通，储存在电感器L的能量为负载提供输出电流iO，同时以电流iC为电容C1充电，电感电流il以斜率(Vout-Vin)/L下降，等效电路可参照图7b。
在图7b所示的实施例中，电感两端电压：VL(t)＝-(Vout-Vin)；
电感电流il下降，减小量为：ΔIoff＝(Vout-Vin)/L*(1-D)*Ts；
因变换器处于稳态，则有：ΔIon＝ΔIoff；
故有：Vin/L*D*Ts＝(Vout-Vin)/L*(1-D)*Ts；
由此可得到输出电压Vout与输入电压Vin的关系为：Vout/Vin＝1/(1-D)。由此公式可以看出，Vout已高于Vin电压，从而实现了升压。
可以理解的是，上述实施例对于升压电路104的升压原理的介绍，只是本申请给出的一些示例性的说明。在一些可能的实施例中，还可以采用其它任意可能的升压电路104，只要能够实现对经连接器12输入的直流电压进行升压的目的即可，其均在本申请的保护范围之内，在此不进行赘述。
在具体将升压电路104与连接器接口122进行连接时，可以参照图8a，图8a展示了连接器接口122为Type-A时，升压电路104与连接器接口122连接的电路结构示意图。其中，升压电路104的输入电压(Vin)端与Type-A的电源线(VBUS)连接，升压电路104的接地端(GND)与Type-A的接地端(GND)连接，从而实现升压电路104对经连接器接口122输入的直流电压进行升压的目的。
另外，可以参照图8b，图8b展示了连接器接口122为Type-C时，升压电路104与连接器接口122连接的电路结构示意图。其中，升压电路104的输入电压(Vin)端与Type-C的电源线(VBUS)连接，升压电路104的接地端(GND)与Type-C的接地端(GND)连接，从而实现升压电路104对经连接器接口122输入的直流电压进行升压的目的。
采用本申请上述实施例的无线充电器1，通过设置升压电路104，可对经连接器输入至该无线充电器1的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提升充电功率的情况下，使流经该无线充电器1的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈102的热耗得到有效的降低。另外，可参照图5，在本申请实施例中，通过将逆变电路101和发射线圈102设置于充电底座11的第一壳体111内，并将升压电路104设置于连接器12的第二壳体121内，此时，在应用该无线充电器1对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座11内的发射线圈102和逆变电路101产生的总的热耗较少，充电底座11的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减。并且，在使用该无线充电器1对电子设备2进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备2或者无线充电器1时产生的不适感，从而提升无线充电器1的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
在本申请另外一些实施例中，在具体设置无线充电器1时，为了使充电底座11处的产热量较少，参照图9和图10，还可以将发射线圈102这一个发热元件单独设置于充电底座11的第一壳体111内，而将升压电路104和逆变电路101均设置在连接器12的第二壳体121内。
一并参照图9和图10，在本申请该实施例中，逆变电路101以及升压电路104的具体设置方式可以参照上述实施例，在此不进行赘述。另外，升压电路104作为本申请实施例的无线充电器1的关键部分，其可用于对经连接器12输入的直流电压进行升压处理。因此，在将逆变电路101和升压电路104均设置于第二壳体121后，可将升压电路104靠近连接器接口122设置，并使升压电路104与连接器接口122电连接。
可继续参照图10，在本申请实施例中，升压电路104可设置于连接器接口122与逆变电路101之间，从而可使逆变电路101能够对通过升压电路104升压后得到的直流电源103信号进行转换。
采用本申请上述实施例的无线充电器1，通过设置升压电路104，可对经连接器输入至该无线充电器1的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提高充电功率的情况下，使流经该无线充电器1的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈102的热耗得到有效的降低。另外，在本申请实施例中，通过将发射线圈102设置于充电底座11的第一壳体111内，并将升压电路104和逆变电路101设置于连接器的第二壳体121内，此时，在应用该无线充电器1对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座11内的发射线圈102产生的总的热耗较少，充电底座11的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减。并且，在使用该无线充电器1对电子设备2进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备2或者无线充电器1时产生的不适感，从而提升无线充电器1的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
本申请的无线充电器1除了采用上述的设置方式外，参照图11，该无线充电器1还可以包括第三壳体14，该第三壳体14设置于第一壳体111与第二壳体121之间。另外，第一壳体111与第三壳体14，以及第三壳体14与第二壳体121之间均可通过线缆13进行电连接。
一并参照图11和图12，在本申请实施例中，考虑到升压电路104以及逆变电路101中涉及的发热元件较多，其热耗较高。因此，为了避免热量集中对无线充电器1的连接器12造成的损坏，可以将逆变电路101设置于第三壳体14，此时升压电路103设置于连接器12的第二壳体121内，发射线圈102单独设置于充电底座11的第一壳体111内。这样可使升压电路104对经连接器接口122输入的直流电压进行升压处理，然后再使逆变电路101对升压电路104升压后的直流电源进行转换，从而可以实现无线充电器1的高压小电流充电的目的。
采用本申请上述实施例的无线充电器1，通过设置升压电路104，可对经连接器12输入至该无线充电器1的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提升充电功率的情况下，使流经该无线充电器1的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈102的热耗得到有效的降低。另外，在本申请实施例中，通过将发射线圈102单独设置于充电底座11的第一壳体111内，并将升压电路104设置于连接器的第二壳体121内，将逆变电路101单独设置于第三壳体14内。通过将各发热元件分散设置，该无线充电器1在工作的过程中，还可以有效的避免连接器12内的热量集中对连接器12造成的损坏。
在应用该无线充电器1对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座11内的发射线圈102产生的总的热耗较少，充电底座11的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减。并且，在使用该无线充电器1对电子设备2进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备2或者无线充电器1时产生的不适感，从而提升无线充电器1的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
在本申请一些实施例中，希望连接器12处的发热足够小，此时会考虑将升压电路104设置于连接器12的第二壳体121外。示例性的，可参照图13，在本申请一个可能的实施例中，可以将升压电路104设置于第三壳体14内，此时逆变电路101设置于充电底座11的第一壳体111内。这样可使升压电路104对经连接器接口122输入的直流电压进行升压处理，然后再使逆变电路101对升压电路104升压后的直流电源进行转换，从而可以实现无线充电器1的高压小电流充电的目的。
采用本申请上述实施例的无线充电器1，通过设置升压电路104，可对经连接器输入至该无线充电器1的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提高充电功率的情况下，使流经该无线充电器1的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈102的热耗得到有效的降低。另外，可参照图13，在本申请实施例中，通过将逆变电路101和发射线圈102设置于充电底座11的第一壳体111内，并将升压电路104单独设置于第三壳体内。通过将各发热元件分散设置，该无线充电器1在工作的过程中，还可以有效的避免连接器12内的热量过高对连接器12造成的损坏。
在应用该无线充电器1对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座11内的发射线圈102和逆变电路101产生的总的热耗较少，充电底座11的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减。并且，在使用该无线充电器1对电子设备2进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备2或者无线充电器1时产生的不适感，从而提升无线充电器1的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
当无线充电器1包括第三壳体14时，除了上述实施例的设置方式外，可参照图14，还可以将升压电路104以及逆变电路102同时设置于第三壳体内。采用该实施例，同样可以起到分散发热元件，避免连接器12以及充电底座11的热量集中的问题。
在本申请另外的一些实施例中，参照图15，无线充电器1还可以包括第四壳体15，第四壳体15设置于第三壳体14与第一壳体111之间，并且第三壳体14与第四壳体15之间，以及第四壳体15与第一壳体111之间均可通过线缆13连接。
参照图16，在该实施例中，可以将升压电路104单独设置于第三壳体14内，并将逆变电路101单独设置于第四壳体15内，从而可使升压电路104对经连接器接口122输入的直流电压进行升压处理，然后再使逆变电路101对升压电路104升压后的直流电源进行转换，从而可以实现无线充电器1的高压小电流充电的目的。
采用本申请上述实施例的无线充电器1，通过设置升压电路104，可对经连接器12输入至该无线充电器1的直流电压进行升压，这样，可以在有效的提高充电功率的情况下，使流经该无线充电器1的供电电路中的电流较小，从而可使发射线圈102的热耗得到有效的降低。另外，在本申请实施例中，通过将发射线圈102单独设置于充电底座11的第一壳体111内，将升压电路104单独设置于第三壳体14内，并将逆变电路101单独设置于第四壳体15内，通过将各发热元件分散设置，该无线充电器1在工作的过程中，可以有效的避免热量集中对无线充电器1造成的损坏。
在应用该无线充电器1对智能手表、手环、眼镜等小功率的电子设备进行充电时，用于与待充电的电子设备直接接触的充电底座11内的发射线圈102产生的总的热耗较少，充电底座11的升温较为缓慢，从而可避免触发热保护来限制其充电，这样可有效的实现充电时间的缩减。并且，在使用该无线充电器1对电子设备2进行充电的过程中，可减少用户接触电子设备2或者无线充电器1时产生的不适感，从而提升无线充电器1的充电安全性，进而提升用户的充电体验。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于穿戴设备的无线充电器，包括充电底座、连接器和线缆，所述充电底座和所述连接器通过所述线缆连接，所述充电底座包括第一壳体和设置于所述第一壳体内的发射线圈，所述发射线圈用于将交流电压信号的电能转化为电磁能进行无线传输；其特征在于，所述无线充电器还包括升压电路和逆变电路，其中：
所述升压电路，设置于所述第一壳体外，所述升压电路用于对经所述连接器输入的直流电压信号进行升压处理；
所述逆变电路，设置于所述升压电路与所述发射线圈之间，用于将升压后得到的直流电压信号转换为交流电压信号，并将所述交流电压信号传输给所述发射线圈。
2.如权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述连接器包括连接器接口和第二壳体，所述连接器接口的部分或者全部设置于所述第二壳体内。
3.如权利要求2所述的无线充电器，其特征在于，所述升压电路设置于所述第二壳体内，且所述升压电路与所述连接器接口电连接。
4.如权利要求3所述的无线充电器，其特征在于，所述逆变电路设置于所述第二壳体内。
5.如权利要求3所述的无线充电器，其特征在于，所述无线充电器还包括第三壳体，所述第三壳体设置于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第一壳体与所述第三壳体，以及所述第二壳体与所述第三壳体之间均通过所述线缆连接；所述逆变电路设置于所述第三壳体内。
6.如权利要求1～3任一项所述的无线充电器，其特征在于，所述逆变电路设置于所述第一壳体内。
7.如权利要求1或2所述的无线充电器，其特征在于，所述无线充电器还包括第三壳体，所述第三壳体设置于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第一壳体与所述第三壳体，以及所述第二壳体与所述第三壳体之间均通过所述线缆连接；所述升压电路设置于所述第三壳体内。
8.如权利要求7所述的无线充电器，其特征在于，所述逆变电路设置于所述第一壳体内，或所述逆变电路设置于所述第三壳体内。
9.如权利要求7所述的无线充电器，其特征在于，所述无线充电器还包括第四壳体，所述第四壳体设置于所述第三壳体与所述第一壳体之间，所述第三壳体与所述第四壳体，以及所述第四壳体与所述第一壳体之间均通过所述线缆连接；所述逆变电路设置于所述第四壳体内。
10.一种无线充电***，其特征在于，包括电子设备，以及如权利要求1～9任一项所述的无线充电器，其中，所述无线充电器通过所述连接器与直流电源连接，用于将所述直流电源的电能转化为电磁波；所述电子设备用于接收所述电磁波，并通过所述电磁波的能量进行充电。
CN202011163263.6A 2020-10-27 2020-10-27 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电*** Pending CN114498787A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011163263.6A CN114498787A (zh) 2020-10-27 2020-10-27 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***
PCT/CN2021/116741 WO2022089001A1 (zh) 2020-10-27 2021-09-06 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***
US18/250,640 US20230402877A1 (en) 2020-10-27 2021-09-06 Wireless Charger for Wearable Device and Wireless Charging System
EP21884731.7A EP4224668A4 (en) 2020-10-27 2021-09-06 WIRELESS CHARGER AND WIRELESS CHARGING SYSTEM FOR WEARABLE DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011163263.6A CN114498787A (zh) 2020-10-27 2020-10-27 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114498787A true CN114498787A (zh) 2022-05-13

Family

ID=81383558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011163263.6A Pending CN114498787A (zh) 2020-10-27 2020-10-27 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230402877A1 (zh)
EP (1) EP4224668A4 (zh)
CN (1) CN114498787A (zh)
WO (1) WO2022089001A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160046195A (ko) * 2014-10-20 2016-04-28 삼성전기주식회사 무선 전력 송신 장치
CN108156309A (zh) * 2017-01-03 2018-06-12 中兴通讯股份有限公司 一种终端及其工作方法
CN107370252B (zh) * 2017-08-28 2021-01-26 兰州大学 无线互充装置及无线充电装置
CN207559624U (zh) * 2017-12-01 2018-06-29 哦一哦（深圳）科技创新有限公司 无线充电器
CN108418282A (zh) * 2018-04-27 2018-08-17 深圳市智创无限科技有限公司 无线充电器结构
CN209217746U (zh) * 2018-11-16 2019-08-06 深圳市蓝禾技术有限公司 车载无线充电支架
CN210839034U (zh) * 2019-04-01 2020-06-23 创新巴巴(深圳)信息有限公司 一种无线充电装置
CN110829552A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 华为技术有限公司 无线充电***、充电线缆、电子设备及其无线充电方法
CN111293789B (zh) * 2020-02-19 2022-04-08 华为技术有限公司 检测装置及方法、无线电能发射装置、无线电能接收装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022089001A1 (zh) 2022-05-05
EP4224668A4 (en) 2024-04-17
US20230402877A1 (en) 2023-12-14
EP4224668A1 (en) 2023-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8160654B2 (en) Power reception control device, power reception device, and electronic instrument
US9667088B2 (en) Double-sided bidirectional wireless power device
US10938238B2 (en) Electronic apparatus and feed system
CN207994679U (zh) 无线充电器
US20100084917A1 (en) Power adaptor
WO2013111469A1 (ja) 電子機器および給電システム
CN107370252A (zh) 无线互充装置及无线充电装置
EP3518371A1 (en) Wireless charging device, system and method on the basis of back cover-type mobile power supply
CN210640737U (zh) 一种通信供电一体化模块、具有该模块的设备及***
CN114498787A (zh) 一种用于穿戴设备的无线充电器及无线充电***
CN209217768U (zh) 无线充电宝
CN210182741U (zh) 数据线及带有数据线的***
EP3675314A1 (en) Smart balancing energy charging control system
CN214314739U (zh) 充电模组结构及终端设备
CN213990182U (zh) 无线充电电路、电子设备和无线充电***
CN108448689A (zh) 无线充电***
CN108347080A (zh) 一种充电设备及***
CN210780943U (zh) 具有控制功能的手机壳
CN113452097A (zh) 一种充电电路、方法、***、电池和电子设备
CN212115186U (zh) 一种内置升压电路的直流转交流装置
CN205921406U (zh) 充电墙
CN216312716U (zh) 一种手机上实现60瓦快速充电的大电流充电电路
CN213637214U (zh) 一种无线充电器
CN110829626A (zh) 大功率无线充电或供电***及方法
CN210629128U (zh) 充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination