CN103166293A - 无线充电式便携式电子装置及无线充电系统 - Google Patents

无线充电式便携式电子装置及无线充电系统 Download PDF

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Abstract

一种无线充电式便携式电子装置，包括电路板、设置于所述电路板上的振动组件及电池，所述振动组件包括永磁铁、转轴、缠绕于转轴上的感应线圈，所述无线充电式便携式电子装置还包括固定至所述转轴的感应磁铁，所述感应磁铁在外部变化磁场的磁力作用下转动，并带动所述转轴及感应线圈转动，感应线圈切割所述永磁铁的磁感线产生感应电流而对所述电池充电。本发明还涉及一种具有所述无线充电式便携式电子装置的无线充电系统。

Description

无线充电式便携式电子装置及无线充电系统
技术领域
本发明涉及便携式电子装置的充电系统，尤其涉及一种无线充电式便携式电子装置及具有该无线充电式便携式电子装置的无线充电系统。
背景技术
现有的可无线充电的便携式电子装置，通常于其内部设置一感应线圈，以通过该感应线圈直接感应外部磁场的变化而产生一感应电流，即可对便携式电子装置的电池进行充电。然而，由于所述感应线圈设置于便携式电子装置内，而便携式电子装置在进行充电时，往往无法准确放置到外部磁场的磁场强度最强的位置，使得感应线圈的充电效率不高。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种可提高充电效率的无线充电式便携式电子装置。
一种无线充电式便携式电子装置，包括电路板、设置于所述电路板上的振动组件及电池，所述振动组件包括永磁铁、转轴、缠绕于转轴上的感应线圈，所述无线充电式便携式电子装置还包括固定至所述转轴的感应磁铁，所述感应磁铁在外部变化磁场的磁力作用下转动，并带动所述转轴及感应线圈转动，感应线圈切割所述永磁铁的磁感线产生感应电流而对所述电池充电。
一种无线充电系统，包括无线充电式便携式电子装置及与所述无线充电式便携式电子装置相配套充电的无线充电器，所述无线充电器用于为所述无线充电式便携式电子装置提供变化的磁场，所述无线充电式便携式电子装置包括电路板、设置于所述电路板上的振动组件及电池，所述振动组件包括永磁铁、转轴、缠绕于转轴上的感应线圈，所述无线充电式便携式电子装置还包括固定至所述转轴的感应磁铁，所述感应磁铁在所述变化的磁场的磁力作用下转动，并带动所述转轴及感应线圈转动，感应线圈切割所述永磁铁的磁感线产生感应电流而对所述电池充电。
所述的无线充电式便携式电子装置通过感应磁铁感应外部变化磁场的变化，以驱动振动组件的感应线圈切割永磁铁的磁感线而产生感应电流。由于感应线圈相对于所述永磁铁的位置相对固定，使得感应线圈可以一直处于较强的磁场中并且能均匀地切割磁感线，因此能产生较多的感应电流，充电效率较高。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的无线充电系统的功能模块图。
图2为本发明较佳实施方式的无线充电式便携式电子装置的立体组装图。
图3为图2所示无线充电式便携式电子装置沿III-III线的剖视图。
图4为图2所示无线充电式便携式电子装置的感应组件的示意图。
主要元件符号说明
无线充电系统 100
无线充电式便携式电子装置 10
无线充电器 30
电路板 11
感应组件 13
感应磁铁 15
充电电路 17
电池 19
永磁铁 131
转轴 132
感应线圈 133
偏心块 134
屏蔽罩 135
第一换向片 136
第二换向片 137
第一电刷 138
第二电刷 139
电源插头 31
AC-DC模块 33
充电控制模块 35
充电线圈 37
第一磁性部 N
第二磁性部 S
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施方式的无线充电系统100包括无线充电式便携式电子装置10及与无线充电式便携式电子装置10相配套以进行无线充电的无线充电器30。无线充电器30用于为无线充电式便携式电子装置10提供一变化的磁场。
请参阅图2，所述无线充电式便携式电子装置10包括一电路板11、装配于电路板11的感应组件13、固定于所述感应组件13上的感应磁铁15、设置于电路板11上的充电电路17（如图4所示）以及电性连接于充电电路17的电池19（如图4所示）。
在本较佳实施方式中，感应组件13为便携式电子装置上的现有的振动电机。感应组件13电性连接至所述电路板11，当无线充电式便携式电子装置10受到短信息或者来电等触发后，电路板11则给感应组件13供电以使感应组件13振动，进而带动无线充电式便携式电子装置10振动。
请一并参阅图3，感应组件13包括永磁铁131、转轴132、绕设于转轴132上的感应线圈133、固定于转轴132上的偏心块134、罩设于永磁铁131外部的屏蔽罩135以及固定于屏蔽罩135一端的固定座130。在本较佳实施方式中，永磁铁131呈圆筒状，其相对于轴线对称的两部分极性相反。转轴132及感应线圈133收容于永磁铁131内，且转轴132与永磁铁131同轴。所述屏蔽罩135用于屏蔽外部磁场，例如无线充电器30产生的磁场或者感应磁铁15，以避免这些外部磁场对感应线圈133造成影响。
请一并参阅图4，图4所示为感应组件13的示意图，其中，将永磁铁131分为相对设置的极性为北极的第一磁性部N以及极性为南极的第二磁性部S，第一磁性部N与第二磁性部S之间形成一固定磁场。感应组件13还包括第一换向片136、第二换向片137、第一电刷138以及第二电刷139。第一换向片136及第二换向片137分别连接于感应线圈133两端，且第一换向片136及第二换向片137相对于转轴131对称设置并相对于转轴132固定。第一电刷138及第二电刷139相对于所述中心轴对称设置，且第一电刷138及第二电刷139均位于第一换向片136及第二换向片137外侧。其中，第一电刷138及第二电刷139的固定于基座130上，第一换向片136及第二换向片137随着感应线圈133的转动而转动。第一电刷138及第二电刷139均电性连接至电路板11。当电路板11通过第一电刷138及第二电刷139给感应线圈133通电时，通电的感应线圈133在永磁铁131的磁场作用下转动，并带动转轴132及偏心块134转动，从而使得无线充电式便携式电子装置10振动。上述感应组件13的振动原理为现有技术，故在此不再详细叙述。
在本较佳实施方式中，所述第一电刷138及第二电刷139还电性连接至所述充电电路17。
感应磁铁15为一永磁铁，其可以为圆饼状或其他几何对称的形状。在本较佳实施方式中，感应磁铁15为圆饼状，其可以固定于所述转轴132上，例如，感应磁铁15的圆心位置贯通开设有通孔151，通孔151套设并固定于转轴132端部。感应磁铁15还可以固定于偏心块134上，例如，感应磁铁15可以粘接于偏心块134上。在本较佳实施方式中，偏心块134采用铁质材料制成，感应磁铁15通过其与偏心块134之间的磁吸力而固定于偏心块134上，同时，感应磁铁15通过通孔151套设于转轴132上并位于屏蔽罩135外部。
当无线充电器30对无线充电式便携式电子装置10提供一变化的磁场时，感应磁铁15受所述变化磁场的作用而转动，带动转轴132及绕设于转轴132上的感应线圈133转动，感应线圈133切割永磁铁131的固定磁场的磁感线，从而感应线圈133内部产生感应电动势及感应电流。在感应线圈133沿逆时针（或正时针）方向转动的过程中，所述第一换向片136及第二换向片137交替地与所述第一电刷138及第二电刷139接触，由于第一电刷138通过第一换向片136或第二换向片137所引入的感应电动势始终是感应线圈133切割N级磁感线的部分产生的感应电动势，因此，第一电刷138始终有正极性（或负极性），同理，第二电刷139始终有负极性（或正极性）。第一电刷138及第二电刷139接收的电流即通过充电电路17存储至所述电池19。
可以理解，所述振动组件13并不仅限于采用现有便携式电子装置的振动电机，其还可以具有与所述振动电机相同的结构及构造，但并不用于在无线充电式便携式便携式电子装置10受到短信息或者来电等触发时产生振动。也就是说，所述无线充电式便携式电子装置10在具有现有的振动电机以产生振动的同时，还可增设所述振动组件13来专用于充电。
所述无线充电器30可以采用现有的无线充电器。
请复参阅图1，在本较佳实施方式中，无线充电器30包括依次电性连接的电源插头31、AC-DC模块33、充电控制模块35以及充电线圈37。电源插头31用于接入市电。AC-DC模块33用于将交流电变成直流电，并将转换后的直流电提供给充电控制模块35。充电线圈37用于产生磁场。充电控制模块35用于对所述直流电的通断进行控制，例如以60Hz的频率控制直流电的通断,以使充电线圈37产生变化的磁场。
所述的无线充电式便携式电子装置10通过感应磁铁15感应外部变化磁场的变化，以驱动感应组件13的感应线圈133切割永磁铁131的磁感线而产生感应电流。由于感应线圈133相对于所述永磁铁131的位置相对固定，并且位于所述永磁铁131内部，使得感应线圈133能处于较强的磁场中并且能均匀地切割磁感线，因此能产生较多的感应电流，充电效率较高。

Claims (9)

1.一种无线充电式便携式电子装置，包括电路板、设置于所述电路板上的振动组件及电池，所述振动组件包括永磁铁、转轴、缠绕于转轴上的感应线圈，其特征在于：所述无线充电式便携式电子装置还包括固定至所述转轴的感应磁铁，所述感应磁铁在外部变化磁场的磁力作用下转动，并带动所述转轴及感应线圈转动，感应线圈切割所述永磁铁的磁感线产生感应电流而对所述电池充电。
2.如权利要求1所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述永磁铁呈筒状，所述转轴及所述感应线圈设置于所述永磁铁内。
3.如权利要求1所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述感应磁铁呈圆饼状。
4.如权利要求3所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述感应磁铁的圆心处开设有通孔，所述感应磁铁通过所述通孔套设于所述转轴上。
5.如权利要求1所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述振动组件还包括固定于所述转轴的偏心块，所述偏心块采用铁质材料制成，所述感应磁铁与所述偏心块通过二者之间的磁吸力固定于一起。
6.如权利要求1所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述振动组件还包括第一换向片、第二换向片、第一电刷、第二电刷及电性连接至所述电池的充电电路，所述第一电刷及第二电刷电性连接至所述充电电路，所述第一换向片及第二换向片分别电性连接至所述感应线圈的两端，所述第一换向片及第二换向片在感应线圈转动地过程中交替地与第一电刷及第二电刷接触，从而将感应线圈产生的电流通过第一电刷及第二电刷及充电电路输送至所述电池。
7.如权利要求1所述的无线充电式便携式电子装置，其特征在于：所述振动组件还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩罩设于所述永磁铁上，用于屏蔽所述永磁铁外部的磁场。
8.一种无线充电系统，包括无线充电式便携式电子装置及与所述无线充电式便携式电子装置相配套充电的无线充电器，其特征在于：所述无线充电系统包括如权利要求1-7任一项所述的无线充电式便携式电子装置，所述无线充电器用于为所述无线充电式便携式电子装置提供所述外部变化的磁场。
9.如权利要求8所述的无线充电系统，其特征在于：所述无线充电器包括依次电性连接的电源插头、AC-DC模块、充电控制模块以及充电线圈，所述电源插头用于接入市电，所述AC-DC模块用于将交流电变成直流电，并将转换后的直流电提供给充电控制模块，所述充电线圈用于产生磁场，所述充电控制模块用于对所述直流电的通断进行控制，以使所述充电线圈产生变化的磁场。
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