CN217824444U - 一种无线充电设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种无线充电设备和车辆，所述设备包括：无线充电发射模块的充电端和待充电设备中的接收端，所述接收端包括与所述无线充电发射模块耦合的无线充电接收模块，所述无线充电发射模块包括多个发射线圈，多个所述发射线圈中任意相邻两个所述发射线圈至少部分层叠设置，所述无线充电接收模块可与任一所述发射线圈耦合。通过前述构造，解决了传统无线充电不稳定的技术问题，提高了充电效率，并且达到了通用及易于制造的效果。

Description

一种无线充电设备和车辆
技术领域
本文涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电设备和车辆。
背景技术
目前，各类便携电子产品例如手机，通常单独地配备专门用来为其自身的充电电池充电的充电器，充电器通过线缆连接到普通电源后再与充电电池连接进行充电。为了使充电器可以向便携式电子装置的充电电池提供充电电流，充电器与便携式电子装置的充电电池必须通过电性连接。因此，必须在充电器和便携式电子装置上分别设置对应的连接端口，该端口内部设置有对应的导电端子，用来传输电能。然而，这种端口容易受到灰尘及外界杂质的入侵，容易导致端子之间的接触不良。
实用新型内容
本文提供一种无线充电设备和车辆，以至少部分地解决上述有线连接带来的端子接触不良的问题。
本实用新型的第一方面提供了一种无线充电设备，包括：无线充电发射模块的充电端和待充电设备中的接收端，所述接收端包括与所述无线充电发射模块耦合的无线充电接收模块，所述无线充电发射模块包括多个发射线圈，多个所述发射线圈中任意相邻两个所述发射线圈至少部分层叠设置，所述无线充电接收模块可与任一个所述发射线圈耦合。
优选地，所述无线充电接收模块包括接收线圈，所述接收线圈与任一所述发射线圈耦合。
优选地，所述无线充电发射模块还包括第一隔磁片，多个所述发射线圈线性排布于所述第一隔磁片上，并与所述第一隔磁片形成单一整体部件，所述单一整体部件与所述充电端的PCB板电连接。
优选地，所述第一隔磁片与多个所述发射线圈粘接连接。
优选地，任意相邻两个所述发射线圈的层叠面积占任一所述发射线圈的线圈面积的15％-30％。
优选地，每一所述发射线圈的线圈面积均相同。
优选地，所述发射线圈与所述接收线圈之间的垂直距离为5mm-7mm。
优选地，所述无线充电接收模块还包括第二隔磁片，所述接收线圈与所述第二隔磁片粘接成单一整体部件。
本实用新型的另一方面提供一种车辆，包括上述任一实施例所述的无线充电设备。
本实用新型的无线充电设备以及车辆，通过在充电端设置多个发射线圈，多个所述发射线圈中任意相邻两个所述发射线圈至少部分层叠设置，并且接收端的无线充电接收模块可与任一所述发射线圈耦合，使得(手机)接收端充电位置更加灵活，实现了(手机)接收端与充电端之间稳定的无线充电传输，提高了充电效率。
为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本文优选实施例的无线充电设备的模块框图；
图2示出了本文优选实施例的无线充电设备的原理示意图；
图3示出了本文优选实施例的无线充电设备中发射线圈的排布示意图。
附图标记说明：
1-充电端；2-接收端；3-无线充电发射模块；4-无线充电接收模块；5-第一隔磁片；6-第二隔磁片；7-发射线圈；8-接收线圈。
具体实施方式
下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
参照图1，本实施例提供一种无线充电设备。具体包括无线充电发射模块3的充电端1，和待充电设备中的接收端2，接收端2包括与无线充电发射模块3耦合的无线充电接收模块4，无线充电发射模块3包括多个发射线圈7，多个发射线圈7中任意相邻两个发射线圈7至少部分层叠设置，无线充电接收模块4可与任一发射线圈7耦合。
可以理解，在本实施例中，充电端1可以是无线充电器或者无线充电控制盒。待充电设备可以是手机，因此，接收端2可以是手机充电***。
由此，通过在充电端1设置多个发射线圈7，多个所述发射线圈7中任意相邻两个所述发射线圈7至少部分层叠设置，并且接收端2的无线充电接收模块4可与任一所述发射线圈7耦合，使得接收端2(或手机)充电位置更加灵活，实现了接收端2与充电端1之间稳定的无线充电传输，提高了充电效率。
在一些实施例中，任意相邻两个发射线圈7的层叠面积占任一发射线圈7的线圈面积的15％-30％。如果层叠面积的占比过小，则可能导致充电端1的充电效率不足(例如，手机靠近充电端1，其接收线圈8处于相邻两个发射线圈7中间，而没有被识别，导致不被充电或充电效率非常低)，且使得发射线圈7占据PCB板过多的空间。因此发明人对任意相邻两个发射线圈7的不同层叠面积的占比进行了测试，如果充电效率小于70％为不合格，测试结果如表1所示。
表1：任意相邻两个发射线圈7的不同层叠面积的占比对充电效率的影响
Figure BDA0003629628660000031
从表1可知，当层叠面积的占比小于15％时，充电效率小于70％，不能够满足需要，而当层叠面积的占比大于30％后充电效率并无明显增加，且线圈制造工艺也相对较为复杂，因此发明人优选任意相邻两个发射线圈7的层叠面积占任一发射线圈7的线圈面积的15％-30％。由此，可以解决传统发射线圈互不干涉地设置时占用空间过大的问题，同时也保障了高效的充电效率。
优选地，为了简化加工工艺，每一发射线圈7的线圈面积可以设置为均相同。由此，可以便于发射线圈7的制造加工。
如图3所示，无线充电发射模块3包括3个发射线圈7，其中两边的发射线圈7并排设置，位于中间的发射线圈7层叠于两边的发射线圈7之上。当然可以理解，在其他实施例中，中间的发射线圈7也可以位于两边的发射之下。
优选地，无线充电发射模块3还包括第一隔磁片5，多个发射线圈7线性排布于第一隔磁片5上，并与第一隔磁片5形成单一整体部件，该单一整体部件与充电端1的PCB板(例如通过电线)电连接。由此，通过设置第一隔磁片5，可以更大程度地吸收发散的磁场，将磁场聚集，尽可能地减小漏磁，以提高无线充电效率；并且，第一隔磁片5能够防止磁场穿过金属物件产生涡流而损失能量。
优选地，第一隔磁片5与多个发射线圈7粘接连接。
当然可以理解，在其他实施例中，多个发射线圈7也可以线性排布并印刷于充电端1的PCB板上。由此，发射线圈7直接印刷至PCB板，可以解决传统工艺复杂，生产效率低的问题。
在一些实施例中，如图1所示，无线充电接收模块4包括单个接收线圈8，接收线圈8与任一发射线圈7耦合。优选地，无线充电接收模块4还包括第二隔磁片6，接收线圈8与第二隔磁片6粘接成单一整体部件。
类似地，通过设置第二隔磁片6，可以更大程度地吸收发散的磁场，将磁场聚集，尽可能地减小漏磁，以提高无线充电效率；并且，第二隔磁片6能够防止磁场穿过金属物件产生涡流而损失能量。
在一些实施例中，发射线圈7与接收线圈8之间的垂直距离为5mm-7mm。如果该垂直距离过近或过远，都可能导致充电端1的充电效率不足，且垂直距离过远还会占据车内的容置空间。因此发明人选定同型号的手机，对发射线圈7与(手机的)接收线圈8之间的不同的垂直距离进行了测试，如果充电效率小于70％为不合格，测试结果如表2所示。
表2：发射线圈7与接收线圈8之间的不同的垂直距离对充电效率的影响
Figure BDA0003629628660000051
从表2可知，当发射线圈7与接收线圈8之间的垂直距离小于5mm时，充电效率小于70％，当发射线圈7与接收线圈8之间的垂直距离大于7mm时，充电效率小于70％，因此，该垂直距离在5mm至7mm之外所对应的充电效率并不能够满足需要，因此发明人优选发射线圈7与接收线圈8之间的垂直距离为5mm-7mm。由此，发射线圈7与接收线圈8的垂直距离在该范围内，可以降低充电损耗，降低发热量，减少漏磁，降低电磁辐射。
接下来，详细说明本实施例无线充电设备的工作原理。
如图1和图2所示，无线充电发射模块3中的发射线圈7为3个，无线充电接收模块4中的接收线圈8为1个。可以理解，在本实施例中，接收线圈8设置在手机充电***中，其随着手机放置的充电位置不同而移动。发射线圈7和第一隔磁片5、以及接收线圈8和第二隔磁片6类似地组成变压器，其中，发射线圈7相当于变压器的初级线圈，接收线圈8相当于变压器的次级线圈，发射线圈7与接收线圈8之间的距离相当于变压器磁芯的气隙，也可以理解为是发射线圈7与接收线圈8之间的垂直距离。
如图3所示，将三个发射线圈7从左至右依次定义为第一发射线圈、第二发射线圈和第三发射线圈。当接收线圈8靠近第一发射线圈时，第二发射线圈和第三发射线圈可以经由无线充电器的控制中心的控制而被断开，此时，只有第一发射线圈在工作，第一发射线圈产生的是交变的电压(正弦波)，进而产生交变的磁场，磁场方向垂直于发射线圈电流方向，交变的磁场穿过接收线圈8，在接收线圈8上感应出交变的电流(正弦波)，接收线圈8将能量传送至手机充电***，进而实现了无线充电的耦合。类似地，当接收线圈8靠近第二发射线圈时，第一发射线圈与第三发射线圈不工作，而当接收线圈8靠近第三发射线圈时，第一发射线圈和第二发射线圈不工作。
本文还提供一种车辆，包括上述任一实施例所述的无线充电设备。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种无线充电设备，其特征在于，包括：无线充电发射模块的充电端和待充电设备中的接收端，所述接收端包括与所述无线充电发射模块耦合的无线充电接收模块，
所述无线充电发射模块包括多个发射线圈，多个所述发射线圈中任意相邻两个所述发射线圈至少部分层叠设置，
所述无线充电接收模块可与任一个所述发射线圈耦合。
2.如权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电接收模块包括接收线圈，所述接收线圈与任一所述发射线圈耦合。
3.如权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电发射模块还包括第一隔磁片，多个所述发射线圈线性排布于所述第一隔磁片上，并与所述第一隔磁片形成单一整体部件，所述单一整体部件与所述充电端的PCB板电连接。
4.如权利要求3所述的无线充电设备，其特征在于，所述第一隔磁片与多个所述发射线圈粘接连接。
5.如权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，任意相邻两个所述发射线圈的层叠面积占任一所述发射线圈的线圈面积的15％-30％。
6.如权利要求5所述的无线充电设备，其特征在于，每一所述发射线圈的线圈面积均相同。
7.如权利要求2所述的无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈与所述接收线圈之间的垂直距离为5mm-7mm。
8.如权利要求2所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电接收模块还包括第二隔磁片，所述接收线圈与所述第二隔磁片粘接成单一整体部件。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的无线充电设备。
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