CN103633706A - 一种无线充电式电子手环及其无线充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电式电子手环及其无线充电方法，包括手环壳体和对其进行无线充电的无线充电基座，手环壳体内安装有供电系统，供电系统包括聚合物锂电池、充电保护电路、充电管理模块和无线充电接收模块，所述无线充电接收模块包括接收线圈和整流滤波稳压电路；无线充电基座包括基座盒，基座盒内安装有发射线圈和高频谐振电路，高频谐振电路还与ACDC变压器相连，ACDC变压器与外接电源相连；本发明的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

Description

一种无线充电式电子手环及其无线充电方法

技术领域

本发明涉及一种可穿戴式电子产品及其充电方法领域，具体涉及一种无线充电式电子手环及其无线充电方法。

背景技术

目前，穿戴式电子产品逐步兴起，尤其是引入智能特点后，各种五花八门的产品已经从幻想成为了现实，如智能眼镜、智能手环、智能戒指等，不但更加方便随身携带，还为人们提供了日益丰富的功能，它们的出现将极大地改变现代人的生活方式。

其中，智能手环的作用大多与人体健康有关，如进行运动状况记录或生理状态记录，也可能具备人体生理部位刺激等功能。用户可以将智能手环记录的实时数据与手机同步，通过相关软件计算而得到结论来指导健康的生活方式。这些产品内置大量的电子系统，并具有相关的供电装置。对于便携式产品来说尽管采用了低功耗设计方式，但智能系统的功能越复杂，维持这些功能的基础耗电也越大，对于可穿戴式智能电子产品来说，由于其本身体积小巧，电池供电一般只能提供产品几天的电力供应，因而必须采用充电设计。

当前的主流产品一般采用接插件形式的设计与外部供电设备连接并进行充电，主要是USB接口或是经由其他形式接插件转换的USB接口来连接。但对于智能手环等穿戴式电子产品来说，一般需要具有水密性的要求，总体上应具有较强的环境适应性能力，因而产品上的充电接口往往成为制约穿戴式电子产品性能和外形设计的要害部位。

将无线充电技术引入穿戴式智能电子产品可以有效地解决以上问题。由于无线充电技术无需外露的接口装置，产品可以进行更好的设计。但无线充电要引入闭合的多箍线圈，对实现设计造成了困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现状提供一种无线充电式电子手环及其无线充电方法，可应用于同类型可穿戴式电子产品的无线充电方案设计。

本发明通过如下技术方案得以实现。

本发明提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体和对其进行无线充电的无线充电基座，所述手环壳体内部安装有供电系统，所述供电系统包括聚合物锂电池、充电保护电路、充电管理模块和无线充电接收模块，所述无线充电接收模块包括接收线圈和整流滤波稳压电路；所述聚合物锂电池与充电保护电路通过线路相连，所述充电保护电路与充电管理模块通过线路相连，所述充电管理模块与整流滤波稳压电路通过线路相连，所述整流滤波稳压电路与接收线圈通过线路相连；所述无线充电基座包括基座盒，所述基座盒内安装有发射线圈和高频谐振电路，所述高频谐振电路与发射线圈通过线路相连，所述高频谐振电路还与ACDC变压器相连，所述ACDC变压器与外接电源相连。

所述手环壳体包括三个以上的手环腕带和三个以上的腕带活动关节，所述手环腕带和腕带活动关节通过间隔排列相连。

所述接收线圈沿手环壳体的圆周缠绕安装。

所述手环壳体上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏或LED灯中的一种或两种。

所述基座盒内的底部安装有高频谐振电路。

所述相邻的两个手环腕带通过两个手环腕带之间的腕带活动关节进行折叠，使手环壳体直径减小；或所述手环腕带通过手环腕带两端的腕带活动关节内凹，使手环壳体直径减小。

所述手环壳体上还安装有搭扣。

所述接收线圈和发射线圈达到电压耦合。

所述接收线圈外圈和发射线圈外圈的垂直距离为0.1~10厘米。

所述接收线圈外圈和发射线圈外圈的垂直距离为0.3~0.5厘米。

本发明提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体放置在无线充电基座上，并将ACDC变压器通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路的主控芯片进行供电，进而使发射线圈内部产生1KHz~10KHz振荡电流；3）通过发射线圈和接收线圈耦合能量，使接收线圈产生1KHz~10KHz感应振荡电流，并将1KHz~10KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路进行供电；4）通过整流滤波稳压电路将1KHz~10KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块供电后，再对充电保护电路进行供电，通过充电管理模块和充电保护电路对聚合物锂电池进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路对聚合物锂电池进行充电，完成无线充电过程。

进一步地，所述步骤2）为：通过ACDC变压器将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路的主控芯片进行供电，进而使发射线圈内部产生4.3KHz振荡电流；所述步骤3）为：通过发射线圈和接收线圈耦合能量，使接收线圈产生4.3KHz感应振荡电流，并将4.3KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路进行供电；所述步骤4）为：通过整流滤波稳压电路将4.3KHz感应振荡电流转换成5V直流电。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体从手腕上取下，并放置在无线充电基座上，此时无线充电基座中的发射线圈有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块，实现对手环壳体内聚合物锂电池的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本发明利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体的相应设计，如连扣形表带等设计方式，使手环壳体具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节将手环壳体的手环腕带进行部分折叠，并通过搭扣固定，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统置于手环壳体内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体上还设置了三个以上手环腕带和三个以上腕带活动关节，在腕带活动关节的牵动作用下，接收线圈可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节使电子手环折叠，并利用搭扣锁紧，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座内的发射线圈与手环壳体内的接收线圈产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器将220V外接电源转换成12V直流电对高频谐振电路的主控芯片进行供电，并产生1KHz~10KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈和发射线圈的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块、充电保护电路及聚合物锂电池，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体上设置了电子功能组件，具有显示屏和LED灯，当手环电量不足时，LED灯开始闪烁提示用户充电；当手环壳体被正确放置，且开始正常充电时，LED灯常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池充满时，LED灯自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体中设计了充电保护电路和充电管理模块，当电池充满且用户并没有将手环壳体从无线充电基座上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本发明具有的有益效果是：本发明提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

附图说明

图1为本发明一种无线充电式电子手环的结构示意图；

图2为图1中手环壳体的俯视放大图；

图3为图2中手环壳体折叠时的使用效果图；

图4为本发明一种无线充电式电子手环进行无线充电时的原理流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1、2所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体1和对其进行无线充电的无线充电基座2，所述手环壳体1包括五个手环腕带14和五个腕带活动关节15，所述手环腕带14和腕带活动关节15通过间隔排列相连，所述相邻的两个手环腕带14通过两个手环腕带14之间的腕带活动关节15进行折叠，使手环壳体1直径减小（如图3所示），所述手环壳体1上还安装有搭扣；所述手环壳体1内部安装有供电系统3，所述供电系统3包括聚合物锂电池4、充电保护电路5、充电管理模块6和无线充电接收模块7，所述无线充电接收模块7包括接收线圈8和整流滤波稳压电路9，其中所述接收线圈8沿手环壳体1的圆周缠绕安装；所述聚合物锂电池4与充电保护电路5通过线路相连，所述充电保护电路5与充电管理模块6通过线路相连，所述充电管理模块6与整流滤波稳压电路9通过线路相连，所述整流滤波稳压电路9与接收线圈8通过线路相连；所述手环壳体1上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池4和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏16和LED灯17；所述无线充电基座2包括基座盒10，所述基座盒10内安装有发射线圈11，且所述基座盒10内的底部安装有高频谐振电路12，所述高频谐振电路12与发射线圈11通过线路相连，所述接收线圈8的线圈直径和发射线圈11的线圈直径均为0.5毫米，且所述接收线圈8的线圈匝数和发射线圈11的线圈匝数均为15匝；所述接收线圈8外圈和发射线圈11外圈的垂直距离为0.3厘米；所述高频谐振电路12还与ACDC变压器13相连，所述ACDC变压器13与外接电源相连。

如图4所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体1放置在无线充电基座2上，并将ACDC变压器13通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器13将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，进而使发射线圈11内部产生4.3KHz振荡电流；3）通过发射线圈11和接收线圈8耦合能量，使接收线圈8产生4.3KHz感应振荡电流，并将4.3KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路9进行供电；4）通过整流滤波稳压电路9将4.3KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块6供电后，再对充电保护电路5进行供电，通过充电管理模块6和充电保护电路5对聚合物锂电池4进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路5对聚合物锂电池4进行充电，完成无线充电过程。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体1从手腕上取下，并放置在无线充电基座2上，此时无线充电基座2中的发射线圈11有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈8也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块6，实现对手环壳体1内聚合物锂电池4的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本实施例利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体1的相应设计，如连扣形表带等设计方式，使手环壳体1具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节15将手环壳体1的手环腕带14进行部分折叠，并通过搭扣固定，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统3置于手环壳体1内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体1上还设置了五个手环腕带14和五个腕带活动关节15，在腕带活动关节15的牵动作用下，接收线圈8可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节15使电子手环折叠，并利用搭扣锁紧，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座2内的发射线圈11与手环壳体1内的接收线圈8产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器13将220V外接转换成12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，并产生4.3KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈8中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈8和发射线圈11的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈8中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路9将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块6、充电保护电路5及聚合物锂电池4，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体1上设置了电子功能组件，具有显示屏16和LED灯17，当手环电量不足时，LED灯17开始闪烁提示用户充电；当手环壳体1被正确放置，且开始正常充电时，LED灯17常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池4充满时，LED灯17自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体1中设计了充电保护电路5和充电管理模块6，当电池充满且用户并没有将手环壳体1从无线充电基座2上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本实施例提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

实施例2

如图1、2所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体1和对其进行无线充电的无线充电基座2，所述手环壳体1包括三个手环腕带14和三个腕带活动关节15，所述手环腕带14和腕带活动关节15通过间隔排列相连，所述手环腕带14通过手环腕带14两端的腕带活动关节15内凹，使手环壳体1直径减小；所述手环壳体1内部安装有供电系统3，所述供电系统3包括聚合物锂电池4、充电保护电路5、充电管理模块6和无线充电接收模块7，所述无线充电接收模块7包括接收线圈8和整流滤波稳压电路9，其中所述接收线圈8沿手环壳体1的圆周缠绕安装；所述聚合物锂电池4与充电保护电路5通过线路相连，所述充电保护电路5与充电管理模块6通过线路相连，所述充电管理模块6与整流滤波稳压电路9通过线路相连，所述整流滤波稳压电路9与接收线圈8通过线路相连；所述手环壳体1上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池4和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏16；所述无线充电基座2包括基座盒10，所述基座盒10内安装有发射线圈11，且所述基座盒10内的底部安装有高频谐振电路12，所述高频谐振电路12与发射线圈11通过线路相连；所述接收线圈8的线圈直径大于发射线圈11的线圈直径，且所述接收线圈8的线圈匝数小于发射线圈11的线圈匝数，使接收线圈8和发射线圈11达到电压耦合；所述接收线圈8外圈和发射线圈11外圈的垂直距离为0.5厘米；所述高频谐振电路12还与ACDC变压器13相连，所述ACDC变压器13与外接电源相连。

如图4所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体1放置在无线充电基座2上，并将ACDC变压器13通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器13将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，进而使发射线圈11内部产生10KHz振荡电流；3）通过发射线圈11和接收线圈8耦合能量，使接收线圈8产生10KHz感应振荡电流，并将10KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路9进行供电；4）通过整流滤波稳压电路9将10KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块6供电后，再对充电保护电路5进行供电，通过充电管理模块6和充电保护电路5对聚合物锂电池4进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路5对聚合物锂电池4进行充电，完成无线充电过程。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体1从手腕上取下，并放置在无线充电基座2上，此时无线充电基座2中的发射线圈11有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈8也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块6，实现对手环壳体1内聚合物锂电池4的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本实施例利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体1的相应设计，使手环壳体1具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节15将手环壳体1的手环腕带14进行内凹，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统3置于手环壳体1内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体1上还设置了三个手环腕带14和三个腕带活动关节15，在腕带活动关节15的牵动作用下，接收线圈8可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节15使电子手环的手环腕带14内凹，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座2内的发射线圈11与手环壳体1内的接收线圈8产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器13将220V外接电源转换成12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，并产生10KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈8中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈8和发射线圈11的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈8中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路9将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块6、充电保护电路5及聚合物锂电池4，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体1上设置了电子功能组件，具有显示屏16和LED灯17，当手环电量不足时，LED灯17开始闪烁提示用户充电；当手环壳体1被正确放置，且开始正常充电时，LED灯17常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池4充满时，LED灯17自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体1中设计了充电保护电路5和充电管理模块6，当电池充满且用户并没有将手环壳体1从无线充电基座2上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本实施例提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

实施例3

如图1、2所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体1和对其进行无线充电的无线充电基座2，所述手环壳体1包括四个手环腕带14和四个腕带活动关节15，所述手环腕带14和腕带活动关节15通过间隔排列相连，所述相邻的两个手环腕带14通过两个手环腕带14之间的腕带活动关节15进行折叠，使手环壳体1直径减小（如图3所示），所述手环壳体1上还安装有搭扣；所述手环壳体1内部安装有供电系统3，所述供电系统3包括聚合物锂电池4、充电保护电路5、充电管理模块6和无线充电接收模块7，所述无线充电接收模块7包括接收线圈8和整流滤波稳压电路9，其中所述接收线圈8沿手环壳体1的圆周缠绕安装；所述聚合物锂电池4与充电保护电路5通过线路相连，所述充电保护电路5与充电管理模块6通过线路相连，所述充电管理模块6与整流滤波稳压电路9通过线路相连，所述整流滤波稳压电路9与接收线圈8通过线路相连；所述手环壳体1上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池4和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括LED灯17；所述无线充电基座2包括基座盒10，所述基座盒10内安装有发射线圈11，且所述基座盒10内的底部安装有高频谐振电路12，所述高频谐振电路12与发射线圈11通过线路相连；所述接收线圈8的线圈直径小于发射线圈11的线圈直径，且所述接收线圈8的线圈匝数大于发射线圈11的线圈匝数，使接收线圈8和发射线圈11达到电压耦合；所述接收线圈8外圈和发射线圈11外圈的垂直距离为0.1厘米；所述高频谐振电路12还与ACDC变压器13相连，所述ACDC变压器13与外接电源相连。

如图4所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体1放置在无线充电基座2上，并将ACDC变压器13通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器13将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，进而发射线圈11内部产生1KHz振荡电流；3）通过发射线圈11和接收线圈8耦合能量，使接收线圈8产生1KHz感应振荡电流，并将1KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路9进行供电；4）通过整流滤波稳压电路9将1KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块6供电后，再对充电保护电路5进行供电，通过充电管理模块6和充电保护电路5对聚合物锂电池4进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路5对聚合物锂电池4进行充电，完成无线充电过程。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体1从手腕上取下，并放置在无线充电基座2上，此时无线充电基座2中的发射线圈11有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈8也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块6，实现对手环壳体1内聚合物锂电池4的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本实施例利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体1的相应设计，如连扣形表带等设计方式，使手环壳体1具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节15将手环壳体1的手环腕带14进行部分折叠，并通过搭扣固定，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统3置于手环壳体1内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体1上还设置了四个手环腕带14和四个腕带活动关节15，在腕带活动关节15的牵动作用下，接收线圈8可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节15使电子手环折叠，并利用搭扣锁紧，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座2内的发射线圈11与手环壳体1内的接收线圈8产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器13将220V外接电源转换成12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，并产生1KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈8中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈8和发射线圈11的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈8中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路9将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块6、充电保护电路5及聚合物锂电池4，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体1上设置了电子功能组件，具有显示屏16和LED灯17，当手环电量不足时，LED灯17开始闪烁提示用户充电；当手环壳体1被正确放置，且开始正常充电时，LED灯17常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池4充满时，LED灯17自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体1中设计了充电保护电路5和充电管理模块6，当电池充满且用户并没有将手环壳体1从无线充电基座2上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本实施例提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

实施例4

如图1、2所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体1和对其进行无线充电的无线充电基座2，所述手环壳体1包括四个手环腕带14和四个腕带活动关节15，所述手环腕带14和腕带活动关节15通过间隔排列相连，所述手环腕带14通过手环腕带14两端的腕带活动关节15内凹，使手环壳体1直径减小；所述手环壳体1内部安装有供电系统3，所述供电系统3包括聚合物锂电池4、充电保护电路5、充电管理模块6和无线充电接收模块7，所述无线充电接收模块7包括接收线圈8和整流滤波稳压电路9，其中所述接收线圈8沿手环壳体1的圆周缠绕安装；所述聚合物锂电池4与充电保护电路5通过线路相连，所述充电保护电路5与充电管理模块6通过线路相连，所述充电管理模块6与整流滤波稳压电路9通过线路相连，所述整流滤波稳压电路9与接收线圈8通过线路相连；所述手环壳体1上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池4和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏16和LED灯17；所述无线充电基座2包括基座盒10，所述基座盒10内安装有发射线圈11，且所述基座盒10内的底部安装有高频谐振电路12，所述高频谐振电路12与发射线圈11通过线路相连；所述接收线圈8的线圈直径和发射线圈11的线圈直径均为0.5毫米，且所述接收线圈8的线圈匝数和发射线圈11的线圈匝数均为10匝；所述接收线圈8外圈和发射线圈11外圈的垂直距离为10厘米；所述高频谐振电路12还与ACDC变压器13相连，所述ACDC变压器13与外接电源相连。

如图4所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体1放置在无线充电基座2上，并将ACDC变压器13通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器13将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，进而使发射线圈11内部产生2KHz振荡电流；3）通过发射线圈11和接收线圈8耦合能量，使接收线圈8产生2KHz感应振荡电流，并将2KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路9进行供电；4）通过整流滤波稳压电路9将2KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块6供电后，再对充电保护电路5进行供电，通过充电管理模块6和充电保护电路5对聚合物锂电池4进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路5对聚合物锂电池4进行充电，完成无线充电过程。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体1从手腕上取下，并放置在无线充电基座2上，此时无线充电基座2中的发射线圈11有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈8也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块6，实现对手环壳体1内聚合物锂电池4的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本实施例利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体1的相应设计，使手环壳体1具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节15将手环壳体1的手环腕带14进行内凹，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统3置于手环壳体1内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体1上还设置了四个手环腕带14和四个腕带活动关节15，在腕带活动关节15的牵动作用下，接收线圈8可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节15使电子手环的手环腕带14内凹，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座2内的发射线圈11与手环壳体1内的接收线圈8产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器13将220V外接电源转换成12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，并产生2KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈8中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈8和发射线圈11的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈8中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路9将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块6、充电保护电路5及聚合物锂电池4，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体1上设置了电子功能组件，具有显示屏16和LED灯17，当手环电量不足时，LED灯17开始闪烁提示用户充电；当手环壳体1被正确放置，且开始正常充电时，LED灯17常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池4充满时，LED灯17自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体1中设计了充电保护电路5和充电管理模块6，当电池充满且用户并没有将手环壳体1从无线充电基座2上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本实施例提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

实施例5

如图1、2所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环，包括手环壳体1和对其进行无线充电的无线充电基座2，所述手环壳体1包括三个手环腕带14和三个腕带活动关节15，所述手环腕带14和腕带活动关节15通过间隔排列相连，所述相邻的两个手环腕带14通过两个手环腕带14之间的腕带活动关节15进行折叠，使手环壳体1直径减小（如图3所示），所述手环壳体1上还安装有搭扣；所述手环壳体1内部安装有供电系统3，所述供电系统3包括聚合物锂电池4、充电保护电路5、充电管理模块6和无线充电接收模块7，所述无线充电接收模块7包括接收线圈8和整流滤波稳压电路9，其中所述接收线圈8沿手环壳体1的圆周缠绕安装；所述聚合物锂电池4与充电保护电路5通过线路相连，所述充电保护电路5与充电管理模块6通过线路相连，所述充电管理模块6与整流滤波稳压电路9通过线路相连，所述整流滤波稳压电路9与接收线圈8通过线路相连；所述手环壳体1上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池4和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏16和LED灯17；所述无线充电基座2包括基座盒10，所述基座盒10内安装有发射线圈11，且所述基座盒10内的底部安装有高频谐振电路12，所述高频谐振电路12与发射线圈11通过线路相连；所述接收线圈8的线圈直径和发射线圈11的线圈直径均为0.5毫米，且所述接收线圈8的线圈匝数和发射线圈11的线圈匝数均为20匝；所述接收线圈8外圈和发射线圈11外圈的垂直距离为0.4厘米；所述高频谐振电路12还与ACDC变压器13相连，所述ACDC变压器13与外接电源相连。

如图4所示，本实施例提供的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，包括如下步骤：

1）将手环壳体1放置在无线充电基座2上，并将ACDC变压器13通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器13将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，进而使发射线圈11内部产生4.3KHz振荡电流；3）通过发射线圈11和接收线圈8耦合能量，使接收线圈8产生4.3KHz感应振荡电流，并将4.3KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路9进行供电；4）通过整流滤波稳压电路9将4.3KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块6供电后，再对充电保护电路5进行供电，通过充电管理模块6和充电保护电路5对聚合物锂电池4进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路5对聚合物锂电池4进行充电，完成无线充电过程。

该无线充电式电子手环，涉及运动计步手环、电子计时手环、手机伴侣手环、电子磁疗手环、人体脉搏监测手环以及同时具有多种功能的智能手环等产品。所述电子手环中的供电系统采用无线充电方式，用户使用非常方便，并且所述电子手环上的无线充电系统与电子手环本体很好地融合，不会影响电子手环的整体外观，便于用户戴取。

当电子手环要进行充电时，将手环壳体1从手腕上取下，并放置在无线充电基座2上，此时无线充电基座2中的发射线圈11有一个固定频率的振荡电流，由于电磁感应作用，电子手环中的接收线圈8也感生出相同频率的振荡电流，经整流滤波稳压后固定输出电压，提供给充电管理模块6，实现对手环壳体1内聚合物锂电池4的充电操作。

对于可穿戴式产品来说，为了方便佩戴和取出，一般手环多采用条带形设计，并利用卡扣进行扣紧，也有利用手环自身的弹性进行戴取的。但是在无线充电式电子手环中，由于充电需要较大电流，电子线圈需要多匝缠绕并有较大的面积，而且电子线圈必须是完整连续的，所以这种电子手环无法设计成条带形，或者利用其弹性进行佩戴。本实施例利用漆包线圈的可折叠性，结合手环壳体1的相应设计，如连扣形表带等设计方式，使手环壳体1具有连续的圆形，在佩戴时通过腕带活动关节15将手环壳体1的手环腕带14进行部分折叠，并通过搭扣固定，从而使电子手环牢固佩戴在人体手腕上。电子手环结构设计上并不限于以上这一种形式。

该电子手环的供电系统3置于手环壳体1内，形成良好的包裹保护效果，而在手环壳体1上还设置了三个手环腕带14和三个腕带活动关节15，在腕带活动关节15的牵动作用下，接收线圈8可被折叠或伸展，从而改变电子手环的圆周大小，当电子手环被完全伸展时，所形成的圆环可允许其从人体的手部套入并移动到手腕位置，此时牵动腕带活动关节15使电子手环折叠，并利用搭扣锁紧，圆环周长变小，正好贴合人体手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脱落。

充电过程的核心是无线充电基座2内的发射线圈11与手环壳体1内的接收线圈8产生电磁感应，实现能量传输，通过ACDC变压器13将220V外接转换成12V直流电对高频谐振电路12的主控芯片进行供电，并产生4.3KHz高频振荡电流，通过电磁感应在次级线圈即接收线圈8中产生同样频率的感应电流，从而将能量从传输端转移到接收端。接收线圈8和发射线圈11的能量传输有效距离为0.1~10厘米，当距离继续增加时，传输效率降低，无法提供足够的充电电流。当接收线圈8中有电流产生时，手环中的无线充电接收模块，主要是整流滤波稳压电路9将感应电流处理成5V直流电后供给充电管理模块6、充电保护电路5及聚合物锂电池4，实现无线充电。

为了更好地提示充电状态，手环壳体1上设置了电子功能组件，具有显示屏16和LED灯17，当手环电量不足时，LED灯17开始闪烁提示用户充电；当手环壳体1被正确放置，且开始正常充电时，LED灯17常亮，提示手环已处于良好的充电状态；当聚合物锂电池4充满时，LED灯17自动熄灭，提示用户充电结束。由于在手环壳体1中设计了充电保护电路5和充电管理模块6，当电池充满且用户并没有将手环壳体1从无线充电基座2上及时取下时，不会发生损坏电池等状况。

本实施例提供的一种无线充电式电子手环及其无线充电方法具有使用方便的特点，由于在电子手环上采用了无线充电技术设计，不仅使电子手环具有更好的水密特性，提高了环境适应性，而且能达到前卫美观的外观效果，使产品具有超现代特征。

最后应说明的是，本发明所描述的无线充电式电子手环结构图样并不限于图示中所展示的样式，应该了解此描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种无线充电式电子手环，其特征在于：包括手环壳体(1)和对其进行无线充电的无线充电基座(2)，所述手环壳体(1)内部安装有供电系统(3)，所述供电系统(3)包括聚合物锂电池(4)、充电保护电路(5)、充电管理模块(6)和无线充电接收模块(7)，所述无线充电接收模块(7)包括接收线圈(8)和整流滤波稳压电路(9)；所述聚合物锂电池(4)与充电保护电路(5)通过线路相连，所述充电保护电路(5)与充电管理模块(6)通过线路相连，所述充电管理模块(6)与整流滤波稳压电路(9)通过线路相连，所述整流滤波稳压电路(9)与接收线圈(8)通过线路相连；所述无线充电基座(2)包括基座盒(10)，所述基座盒(10)内安装有发射线圈(11)和高频谐振电路(12)，所述高频谐振电路(12)与发射线圈(11)通过线路相连，所述高频谐振电路(12)还与ACDC变压器(13)相连，所述ACDC变压器(13)与外接电源相连。

2.根据权利要求1所述的一种无线充电式电子手环，其特征在于：所述手环壳体(1)包括三个以上的手环腕带(14)和三个以上的腕带活动关节(15)，所述手环腕带(14)和腕带活动关节(15)通过间隔排列相连；所述接收线圈(8)沿手环壳体(1)的圆周缠绕安装；所述手环壳体(1)上还安装有电子功能组件，所述聚合物锂电池(4)和电子功能组件外分别安装有透明保护盖，所述电子功能组件包括显示屏(16)或LED灯(17)中的一种或两种，所述基座盒(10)内的底部安装有高频谐振电路(12)。

3.根据权利要求2所述的一种无线充电式电子手环，其特征在于：所述相邻的两个手环腕带(14)通过两个手环腕带(14)之间的腕带活动关节(15)进行折叠，使手环壳体(1)直径减小。

4.根据权利要求2所述的一种无线充电式电子手环，其特征在于：所述手环壳体(1)上还安装有搭扣。

5.根据权利要求1所述的一种无线充电式电子手环，其特征在于：所述接收线圈(8)外圈和发射线圈(11)外圈的垂直距离为0.1~10厘米。

6.根据权利要求5所述的一种无线充电式电子手环，其特征在于：所述接收线圈(8)外圈和发射线圈(11)外圈的垂直距离为0.3~0.5厘米。

7.一种如权利要求1所述的无线充电式电子手环的无线充电方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将手环壳体(1)放置在无线充电基座(2)上，并将ACDC变压器(13)通过电线与外接电源相连；2）通过ACDC变压器(13)将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路(12)的主控芯片进行供电，进而使发射线圈(11)内部产生1KHz~10KHz振荡电流；3）通过发射线圈(11)和接收线圈(8)耦合能量，使接收线圈(8)产生1KHz~10KHz感应振荡电流，并将1KHz~10KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路(9)进行供电；4）通过整流滤波稳压电路(9)将1KHz~10KHz感应振荡电流转换成5V直流电；5）将得到的5V直流电对充电管理模块(6)供电后，再对充电保护电路(5)进行供电，通过充电管理模块(6)和充电保护电路(5)对聚合物锂电池(4)进行检测，得到检测结果为允许充电后，将5V直流电通过充电保护电路(5)对聚合物锂电池(4)进行充电，完成无线充电过程。

8.根据权利要求7所述的一种无线充电式电子手环的无线充电方法，其特征在于：

所述步骤2）为：通过ACDC变压器(13)将220V交流电转换成12V直流电，并将12V直流电对高频谐振电路(12)的主控芯片进行供电，进而使发射线圈(11)内部产生4.3KHz振荡电流；

所述步骤3）为：通过发射线圈(11)和接收线圈(8)耦合能量，使接收线圈(8)产生4.3KHz感应振荡电流，并将4.3KHz感应振荡电流对整流滤波稳压电路(9)进行供电；

所述步骤4）为：通过整流滤波稳压电路(9)将4.3KHz感应振荡电流转换成5V直流电。

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