CN104377792A - 一种无线充电设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种无线充电设备，应用于发射端，包括：用于放置至少一个接收端的容置空间、依次连接的无线充电线圈、充电电路和电源端口，该无线充电线圈至少部分位于该容置空间的侧壁上。当该无线充电线圈通电时，接收端以不同的第一姿态和第二姿态放置于该容置空间内时，该无线充电线圈产生的磁力线都能够与该接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电，降低电能损耗，提高充电效率。

Description

一种无线充电设备和方法

技术领域

本发明属于无线充电领域，尤其涉及一种无线充电设备和方法。

背景技术

无线充电技术(Wireless Charging Technology)是一种源于无线电力输送技术，利用近场感应，由供电设备将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。

现有技术中常用的无线充电方式主要包括感应式和谐振式。然而，无论采用哪种方案，都依赖发射端(供电设备)线圈激发的磁场作用于接收端(待充电设备)线圈，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

但是，目前已有的发射端线圈设计方案形成的磁场对接收端线圈空间位置要求极为严格，比如，如图1所示的充电场景示意图中，发射端线圈101为圆形线圈，发射端线圈101与接收端线圈102垂直时，发射端线圈激发的磁场中磁力线的方向和接收端线圈平行，该发射端线圈激发的磁场103几乎不会通过该接收端线圈，导致该发射端线圈与接收端线圈之间不能形成能量传输通道，无法实现对接收端的充电，浪费电能。

而用户在使用过程中，并不能确定该发射端线圈激发的磁场中磁力线方向，也就无法保证该磁力线的方向和接收端线圈相交，很容易出现发射端线圈激发的磁力线不与接收端线圈相交的情况，导致电能损耗较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线充电设备和方法，能够对无线充电线圈中产生的感应电磁场的辐射角度进行调整，以解决现有技术中由于不确定发射端线圈的磁场方向，导致容易出现发射端线圈激发的磁力线不与接收端线圈相交的情况，导致电能损耗大的问题。

一种无线充电设备，所述无线充电设备应用于发射端，包括：

容置空间，所述容置空间用于放置至少一个接收端；

无线充电线圈至少部分位于所述容置空间的侧壁上；

与所述无线充电线圈相连的充电电路；

与所述充电电路相连的电源端口；所述电源端口用于与电源连接；

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。

上述的无线充电设备，优选的，所述无线充电线圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分位于所述容置空间的侧壁，所述第二部分位于所述容置空间的下底面，所述第一部分的第一区域激发的磁场中磁力线与所述第二部分的第一区域激发的磁场中磁力线叠加得到输出磁力线；在所述无线充电线圈的第一部分的第一区域和第二部分的第一区域组成的第一结构空间中，所述输出磁力线在无线充电线圈的第二部分的第一区域形成第一夹角，所述输出磁力线在无线充电线圈的第一部分的第一区域形成第二夹角，所述第一夹角大于0°且小于90°，所述第二夹角大于0°且小于90°，以使得接收端的充电线圈在所述第一结构空间中与所述输出磁力线相交。

上述的无线充电设备，优选的，所述第一部分由第一部件和第二部件组成，所述第一部件与所述第二部分的第一侧相连，所述第二部件与所述第二部分的第二侧相连，且所述第二部分的第一侧与所述第二侧对称。

上述的无线充电设备，优选的，所述无线充电线圈由至少两个线圈组成，所述至少两个线圈中电流传输方向相同。

上述的无线充电设备，优选的，所述无线充电线圈沿所述容置空间的侧壁高度方向排布，所述无线充电线圈中包括至少两组线圈组，任意两组所述线圈组关于所述侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为所述线圈组中每个线圈供电时，所述无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与所述容置空间中的接收端的充电线圈相交。

上述的无线充电设备，优选的，所述线圈组中包括两条导线，所述两条导线关于所述容置空间的底面中心对称设置，所述导线一端与所述容置空间侧壁上边缘相接，另一端与所述容置空间侧壁下边缘相接，同一线圈组的两条导线中电流传输方向相反。

上述的无线充电设备，优选的，所述线圈组中包括至少一个线圈，任意两个线圈组关于所述侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为每个线圈组供电时，所述无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与所述容置空间中的接收端的充电线圈相交。

上述的无线充电设备，优选的，所述无线充电线圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分位于所述容置空间的侧壁，所述第二部分位于所述容置空间的下底面，任意两个线圈组的第二部分在所述容置空间的下底面相交。

上述的无线充电设备，优选的，所述电源端口为三相交流电源端口时，所述无线充电线圈包括3N个线圈组，所述N的取值为自然数，所述无线充电线圈包括N个组合；

其中，每个组合中的三个线圈通过所述充电电路与所述三相交流电源端口的三条相线一一连接。

一种无线充电方法，应用于发射端，所述方法包括：

接收充电启动信号；

依据所述充电启动信号，接通电源，控制所述电源为所述发射端的无线充电线圈中通电；

其中，所述无线充电线圈至少部分位于容置空间的侧壁上，所述容置空间用于放置至少一个接收端；

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。

本发明提供的一种无线充电设备，应用于发射端，包括：用于放置至少一个接收端的容置空间、依次连接的无线充电线圈、充电电路和电源端口，该无线充电线圈至少部分位于该容置空间的侧壁上。当该无线充电线圈通电时，接收端以不同的第一姿态和第二姿态放置于该容置空间内时，该无线充电线圈产生的磁力线都能够与该接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电，降低电能损耗，提高充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是现有技术中的一种充电场景示意图；

图2是本申请提供的一种无线充电设备实施例1的结构示意图；

图3是本申请提供的一种无线充电设备实施例1中接收端的线圈处于第一姿态的示意图；

图4是本申请提供的一种无线充电设备实施例1中接收端的线圈处于第二姿态的示意图；

图5是本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的一结构示意图；

图6是本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的第一部分激发的第一方向磁力线示意图；

图7是本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的第二部分激发的第二方向磁力线示意图；

图8是本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈激发的磁力线示意图；

图9是本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的另一结构示意图；

图10是本申请提供的一种无线充电设备实施例3中另一结构的无线充电线圈激发的磁力线示意图；

图11是本申请提供的一种无线充电设备实施例3中无线充电线圈的结构示意图；

图12是本申请提供的一种无线充电设备实施例3中对第一线圈组1102供电时，容置空间中磁力线方向示意图；

图13是本申请提供的一种无线充电设备实施例3中对第二线圈组1103供电时，容置空间中磁力线方向示意图；

图14是本申请提供的一种无线充电设备实施例3无线充电线圈的排布方式示意图；

图15是本申请提供的一种无线充电设备实施例4中无线充电线圈的结构示意图；

图16是本申请提供的一种无线充电设备实施例5中无线充电线圈的一结构示意图；

图17是本申请提供的一种无线充电设备实施例5中无线充电线圈的另一结构示意图；

图18是本申请提供的一种无线充电设备实施例6中无线充电线圈的结构示意图；

图19是本申请提供的一种无线充电设备实施例6中无线充电线圈中线圈的连接方式图；

图20是本申请提供的一种无线充电设备实施例6中无线充电线圈的供电电流示意图；

图21是本申请提供的一种无线充电方法实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例1的结构示意图，该无线充电设备应用于无线充电系统的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间201、无线充电线圈202、充电电路203和电源端口204。

其中，该容置空间201用于放置至少一个接收端，并且，无线充电线圈203至少部分位于所述容置空间201的侧壁上；

其中，该充电电路203与该无线充电线圈202相连，该电源端口204与该充电电路203相连。

其中，该电源端口204用于与电源相连。

其中，该电源对该无线充电设备供电，可以采用直流电源，也可采用交流电源，本实施例中不做限制。

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。

其中，该姿态是指接收端的充电线圈与容置空间的底面平行的姿态、接收端的充电线圈与容置空间的底面垂直的姿态、该接收端的充电线圈与容置空间的底面为任意夹角的姿态、或者该接收端设备的一端与容置空间底面接触。另一端分别与容置空间的侧面不同位置接触时其充电线圈的各种姿态等等，本实施例中不对该姿态进行限制。

需要说明的是，该第一姿态和第二姿态泛指该接收端的充电线圈在容置空间中放置的两种不同的姿态，本实施例中不对姿态的具体形式进行限制。

需要说明的是，该容置空间中可放置多个接收端，该第一接收端为任意一个，当有多个接收端时，每个接收端以第一姿态或第二姿态放置时都与磁力线相交。

下面以该接收端的充电线圈与容置空间的底面垂直的姿态为第一姿态进行说明。

图3所示的为本实施例中该接收端的线圈处于第一姿态的示意图，该图3中所示的为容置空间的侧视图，图中粗线表示无线充电线圈。

图中，无线充电线圈301的部分设置在容置空间302的侧壁上，其通电时激发的磁力线如带箭头虚线所示，接收端的充电线圈303与容置空间302的底面垂直，该磁力线与接收端的充电线圈303相交，该无线充电线圈301与接收端的充电线圈303形成能量传输通道，可以实现发送端与接收端进行充电。

下面以该接收端的充电线圈与容置空间的底面为30°夹角的姿态为第二姿态进行说明。

图4所示的为本实施例中该接收端的线圈处于第二姿态的示意图，图中粗线表示无线充电线圈。

图中，无线充电线圈401的部分设置在容置空间402的侧壁上，其通电时激发的磁力线如带箭头虚线所示，接收端的充电线圈403与容置空间402的底面成30°角，该磁力线与接收端的充电线圈403相交，该无线充电线圈401与接收端的充电线圈403形成能量传输通道，可以实现发送端与接收端进行充电。

需要说明的是，根据图3和图4所示的场景可知，无论该接收端线圈处于第一姿态还是第二姿态，该接收端的充电线圈都能与该无线充电线圈通电时激发的磁力线相交，当磁力线穿过该接收端线圈时，在接收端线圈与发射端的无线充电线圈之间形成能量传输通道，保证实现发送端对接收端进行充电，防止接收端线圈与该无线充电线圈激发的磁力线平行的情况出现导致的发射端充电线圈无功耗费电能，因此，降低了电能损耗。

具体实施中，该无线充电线圈可以为PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)线圈。

具体实施中，该无线充电设备中的无线充电线圈、充电电路也可以集成到一块PCB板中，该电源端口作为预留端口以实现与外界电源相连。

具体实施中，该无线充电线圈可以设置一外壳，该外壳形状与该容置空间匹配，用于承载接收端设备，还可用于保护该无线充电线圈。

需要说明的是，当该无线充电线圈中部分设置在容置空间的侧壁上，部分设置在容置空间的底面上，两个部分通电时激发的磁力线叠加，导致该无线充电线圈的磁力线既不与该容置空间的侧壁垂直，也不与容置空间的底面垂直。

需要说明的是，当该无线充电线圈全部设置在容置空间的侧壁上时的情况在后续的实施例中会做详细解释，本实施例中不做详述。

需要说明的是，本实施例中仅是采用正方体表示容置空间，该容置空间并不限定于该正方体结构。

综上，本实施例提供的一种无线充电设备，应用于发射端，包括：用于放置至少一个接收端的容置空间、依次连接的无线充电线圈、充电电路和电源端口，该无线充电线圈至少部分位于该容置空间的侧壁上。当该无线充电线圈通电时，接收端以不同的第一姿态和第二姿态放置于该容置空间内时，该无线充电线圈产生的磁力线都能够与该接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电，降低电能损耗，提高充电效率。

如图5所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的一结构示意图，该无线充电设备应用于充电装置的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

其中，该无线充电线圈、充电电路和电源端口之间的连接关系以及功能与实施例1中的一致，本实施例不做赘述。

本实施例中主要针对该无线充电线圈的结构进行说明。

其中，该图5为该容置空间的侧视图，图中粗线表示无线充电线圈，该无线充电线圈由第一部分501和第二部分502组成，所述第一部分501位于所述容置空间503的侧壁504，所述第二部分502位于所述容置空间的下底面505，该容置空间的侧壁所在面与下底面所在面之间具有大于0°的夹角。

其中，第一部分的第一区域激发的磁场中磁力线与第二部分的第一区域激发的磁场中磁力线叠加得到输出磁力线；在无线充电线圈的第一部分的第一区域和第二部分的第一区域组成的第一结构空间中，输出磁力线在无线充电线圈的第二部分的第一区域形成第一夹角，输出磁力线在无线充电线圈的第一部分的第一区域形成第二夹角，第一夹角大于0°且小于90°，第二夹角大于0°且小于90°，以使得接收端的充电线圈在第一结构空间中与输出磁力线相交。

具体的，如图6所示的本实施例中该无线充电线圈的第一部分激发的第一方向磁力线示意图。图中，粗线表示无线充电线圈，该无线充电线圈的第一部分601位于容置空间的侧壁，该部分无线充电线圈与水平方向具有夹角，该部分线圈通电时激发的磁力线602如带箭头虚线所示，该磁力线602的方向从左下到右上，该方向与该容置空间的侧壁所在平面垂直，由于容置空间侧壁与水平方向具有一定夹角，该磁力线的方向不垂直于该水平方向且与该容置空间侧壁和水平方向的夹角相关。

具体的，如图7所示的本实施例中该无线充电线圈的第二部分激发的第二方向磁力线示意图。图中，粗线表示无线充电线圈，该无线充电线圈的第二部分701位于容置空间的下底面，该部分无线充电线圈与水平方向平行，该部分线圈通电时激发的磁力线702如带箭头虚线所示，该磁力线702的方向从下到上，该方向垂直于该水平方向，可记为90°。

其中，在该容置空间的第一结构空间中，该第一方向磁力线与该第二方向磁力线叠加组合，得到该无线充电线圈通电时整体激发的磁场的磁力线。

如图8所示的本实施例中无线充电线圈激发的磁力线示意图，图中粗线表示无线充电线圈，无线充电线圈801通电时激发的磁力线802如箭头虚线所示，该磁力线802为无线充电线圈801第一部分803的第一区域804激发的磁场中磁力线与第二部分805的第一区域806激发的磁场中磁力线叠加得到，其为从左到右斜向上的方向，该方向不与无线充电线圈的第一部分804(处于容置空间侧壁的部分)垂直，也不与该无线充电线圈的第二部分805(处于容置空间的下底面的部分)垂直，并且，该磁力线与该第一部分的第一区域的夹角大于0°且小于90°，该磁力线与第二部分的第一区域的夹角大于0°且小于90°。

需要说明的是，结合图8中所示的该容置空间中磁力线的方向，将作为接收端的设备放置到该容置空间中后，该接收端的充电线圈的姿态可以为与该第二部分平行，也可以为与该第二垂直平行，或者，当该接收端的设备斜靠在该容置空间的侧壁时，该接收端的充电线圈也表现为与该接收端设备类似的倾斜，该接收端的充电线圈都能够与容置空间中的磁力线相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电，降低电能损耗，提高充电效率。

需要说明的是，接收端的线圈与该磁力线方向夹角越接近90°，充电效率越高。

需要说明的是，本实施例中针对无线充电线圈第一部分激发的磁力线和第二部分激发的磁力线发生叠加的部分，即第一结构空间中的磁力线状态进行说明，当该无线充电线圈中未发生两个方向的磁力线叠加的情况时，如第二部分的某一远离第一部分的区域，其激发的磁力线未与该第一部分激发的磁力线发生叠加，则其激发的磁力线沿原方向发射，用户可在已知接收端放置时其充电线圈的姿态与该无线充电线圈的磁力线方向时，根据情况确定是否放置于该第二部分中远离第一部分的区域；否则，可将该接收端直接放置到该容置空间的第一结构空间中，以保证接收端的充电线圈在第一结构空间中与输出磁力线相交。

本实施例上述解释中仅是针对第二部分作为位于第一部分一侧的结构进行的说明，具体实施中，该无线充电线圈的第二部分可以分为两个部件，分别设置在该第一部分的两侧。

如图9所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例2中无线充电线圈的另一结构示意图，图中粗线表示无线充电线圈，该无线充电线圈由第一部分和第二部分901组成，所述第一部分位于所述容置空间902的侧壁903，所述第二部分901位于所述容置空间的下底面904，该容置空间的侧壁所在面与下底面所在面之间具有夹角，该容置空间做成一个上底面面积大于下底面面积的盒状结构。

其中，该第一部分由第一部件905和第二部件906组成，第一部件905与第二部分901的第一侧相连，第二部件906与第二部分901的第二侧相连，且第二部分901的第一侧与第二侧对称。

如图10所示的无线充电线圈激发的磁力线，通电时，该第一部件1001激发的磁力线和第二部分1002与该第一部件相邻的区域1003中激发的磁力线叠加，得到分别与该第一部件所在平面、第二部分所在平面具有一定夹角的输出磁力线1004；该第二部件1002激发的磁力线和第二部分与该第二部件相邻的区域1005中激发的磁力线叠加，得到分别与该第二部件所在平面、该第二部分所在平面具有一定夹角的输出磁力线1006，容置空间1007内部的磁力线均不与无线充电线圈所在平面垂直。

在本实施例中，该第二部分与该第一部件相邻的区域以及与第二部件相邻的区域组成了该第二部分的整体，以使得该第二部分所在区域中，磁力线都受到第一部分磁力线的影响，接收端可放置到该第二部分所在的任意位置，都能够实现以保证接收端的充电线圈与输出磁力线相交。

需要说明的是，具体实施中，该无线充电线圈的第二部分长度大于该第一部件和第二部件，或者该第二部分和第一部分所在平面夹角较小，导致在该容置空间中，该第二部分只有靠近第一部分区域中的磁力线与该第一部分的磁力线叠加，而该第二部分中间区域磁力线不与第一部分磁力线叠加，在该情况下，用户可在已知接收端放置时其充电线圈的姿态与该无线充电线圈的磁力线方向时，根据情况确定是否放置于该第二部分中间区域；否则，可将该接收端直接放置到该容置空间靠近第一部分的区域，以保证接收端的充电线圈与输出磁力线相交。

需要说明的是，当该无线充电线圈为规则形状时，该第一部件的形状和第二部件的形状可对称相同，并且第一部件和第二部件关于该第一部分的预设轴对称。并且，该第一部件、第二部件以及该第一部分三者对应边的程度可根据预设的比例进行设置，本申请中不对设置的比例数值以及设置的方式进行限制。

具体实施中，为保证无线充电设备中发射的磁场的强度，该无线充电线圈由至少两个线圈组成，并该至少两个线圈中电流传输方向相同，以保证该容置空间中，该线圈激发的磁力线叠加，磁场强度最大化。

其中，该无线充电线圈的各线圈采用一根导线缠绕成，具体的，各个线圈组成一个平面，并且各个线圈直径逐圈增大；或者该线圈层中各个线圈组成一个立体结构，并且各个线圈直径相同，线圈层随着线圈个数增加，线圈层体积在竖直方向增长；或者无线充电线圈可采用平行的独立线圈组合而成，本申请中不对该无线充电线圈的缠绕形式进行限制。

需要说明的是，本申请的实施例中，无线充电线圈激发的磁力线方向都是射向容置空间内的，但不限定于此，具体实施中，根据提供电流的方向，该磁力线方向可以是射向容置空间内，也可以由容置空间方向射向外部，本申请不限制无线充电线圈激发的磁力线的具体方向。

如图11所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例3中无线充电线圈的结构示意图，该无线充电设备应用于充电装置的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

其中，该无线充电线圈、充电电路和电源端口之间的连接关系以及功能与实施例1中的一致，本实施例不做赘述。

本实施例中主要针对该无线充电线圈的结构进行说明。

其中，该无线充电线圈沿容置空间的侧壁1101高度方向排布，无线充电线圈中包括至少两组线圈组，任意两组线圈组关于侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为每个线圈组供电时，无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与容置空间中的接收端的充电线圈相交。

本实施例图10中该无线充电线圈中具有两组线圈组1102-1103，其中，每组线圈组中具有一个线圈。由于任意两组线圈组关于侧壁平行并且之间间隔预设的距离，则在不同时间分别为这两个线圈供电时，线圈产生的磁场方向不相同。

如图12所示的是对第一线圈组1102供电时，容置空间中磁力线方向示意图，图中带箭头虚线表示磁力线，箭头方向表示磁力线方向，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，该第一线圈组1201设置于该容置空间1202，该第一线圈组1201全部设置在容置空间的侧壁1203上，为该第一线圈组通电时，其在容置空间中产生扇形磁场1204。

如图13所示的是对第二线圈组1103供电时，容置空间中磁力线方向示意图，图中带箭头虚线表示磁力线，箭头方向表示磁力线方向，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，该第二线圈组1301设置于该容置空间1302，该第二线圈组1301全部设置在容置空间的侧壁1303上，为该第二线圈组通电时，其在容置空间中产生扇形磁场1304。

结合图12和图13可知的，由于该第二线圈组1103与该第一线圈组1102设置位置具有一定间隔，导致二者产生的扇形磁场区域不同，则当接收端设备放置到该容置空间中后其位置一定，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为第一线圈组1102和第二线圈组1103供电时，该接收端设备放置的位置处的磁场磁力线的方向也发生变化，能够保证至少在一个线圈组通电时其磁力线能够与接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

其中，该侧壁高度方向是指该无线充电线圈为沿着该侧壁高度方向排布，具体的，如图11所示的该无线充电线圈沿该侧壁高度方向并垂直该侧壁与底面交线的排布方式，但不限定于此，具体实施中，也可设置为无线充电线圈沿该侧壁高度方向并与该侧壁和底面交线具有一定的夹角，该夹角小于90°，如图14所示的无线充电线圈1401的排布方式示意图，该无线充电线圈1401沿该容置空间1402的侧壁高度方向并与该侧壁和底面交线1403具有60°夹角。

本实施例中，该容置空间为由下底面和侧壁组成的结构，该容置空间的上底面为出口，接收端设备可通过该出口放置到该容置空间中。

需要说明的是，本实施例中是以一个桶状结构表示容置空间，具体实施中，容置空间可以为任意具有规则形状的立体结构，立方体、长方体、三棱柱、椭圆柱体等等，本申请中不对该容置空间的结构限制。

如图15所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例4中无线充电线圈的结构示意图，该无线充电设备应用于充电装置的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

其中，该无线充电线圈、充电电路和电源端口之间的连接关系以及功能与实施例3中的一致，本实施例不做赘述。

其中，该无线充电线圈的排布方式与实施例3中一致，本实施例不做赘述。

本实施例中，主要结合线圈组结构说明无线充电线圈的结构。

其中，任一线圈组包括两条导线，所述两条导线关于所述容置空间的底面中心对称设置，所述导线一端与所述容置空间侧壁上边缘相接，另一端与所述容置空间侧壁下边缘相接，并且，为了保证每组线圈组中的两条导线在该容置空间中磁场方向相同，同一线圈组的两条导线中电流传输方向相反。

图15中，以两组线圈组组成的无线充电线圈为例进行说明，图中带箭头虚线表示磁力线，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，容置空间1501的侧壁1502中设置有两组线圈组，其中导线1503-1504为第一线圈组，导线1505-1506为第二线圈组，该导线1503-1504和导线1505-1506分别关于该容置空间的底面中心对称设置，并且该第一线圈组与第二线圈组平行，每条条导线的两端分别于该容置空间侧壁1502的上边缘和下边缘相连，这两条导线中的电流传输方向相反，图中导线1503和导线1505中电流方向用“·”表示，图中导线1504和导线1506中电流方向用“×”表示。

需要说明的是，与实施例3中图12或图13所示的磁场类似的，每条导线在容置空间中产生扇形磁场，两条对称设置的一组导线，并且两条导线的电流方向相反，两条导线在容置空间中的磁场叠加，使得得到的磁场强度增大，并能够布满该容置空间。

需要说明的是，结合实施例2中图12和图13所示的磁场，本实施例中，两组线圈的导线之间间隔预设距离，则在不同时间分别为这两个线圈供电时，线圈产生的磁场方向不相同。由于当接收端设备放置到该容置空间中后其位置一定，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为第一线圈组和第二线圈组供电时，该接收端设备放置的位置处的磁场磁力线的方向也发生变化，能够保证至少在一个线圈组通电时其磁力线能够与接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

如图16所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例5中无线充电线圈的一结构示意图，该无线充电设备应用于充电装置的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

其中，该无线充电线圈、充电电路和电源端口之间的连接关系以及功能与实施例3中的一致，本实施例不做赘述。

其中，该无线充电线圈的排布方式与实施例3中一致，本实施例不做赘述。

本实施例中，主要结合线圈组结构说明无线充电线圈的结构。

其中，线圈组中包括至少一个线圈，任意两个线圈组关于所述侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为每个线圈组供电时，所述无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与所述容置空间中的接收端的充电线圈相交。

图15中，以两组线圈组组成的无线充电线圈为例进行说明，图中带箭头虚线表示磁力线，箭头方向表示磁力线方向，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，容置空间1601的侧壁1602中设置有两组线圈组，每组线圈组中有一个线圈，该无线充电线圈包括：线圈1603和线圈1604，并且，该线圈1603和线圈1604关于容置空间的底面中心对称设置，在侧壁上部分，该线圈1603和线圈1604平行，图中线圈1603和线圈1604中电流方向用“·”表示流入线圈，用“×”表示流出线圈。

需要说明的是，与实施例3中图12或图13所示的磁场类似的，每个线圈中设置侧壁的部分在容置空间中产生扇形磁场，可将这两部分视为两条电流方向相反导线，两条导线在容置空间中的磁场叠加，使得得到的磁场强度增大，并能够布满该容置空间。并且，该线圈中设置在下底面的部分，根据右手定则，其在容置空间中激发的磁场方向与设置在侧壁的部分在容置空间激发的磁场方向相同，其磁场进一步与设置在侧壁的部分在容置空间激发的磁场叠加，进一步增大容置空间中的磁场强度。

需要说明的是，结合实施例3中图12和图13所示的磁场，本实施例中，两组线圈之间间隔预设距离，则在不同时间分别为这两个线圈供电时，线圈产生的磁场方向不相同。由于当接收端设备放置到该容置空间中后其位置一定，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为第一线圈组和第二线圈组供电，具体为，该第一线圈组通电时，第二线圈组停止通电，该第二线圈组通电时，该第一线圈组停止通电，这样，该接收端设备放置的位置处的磁场磁力线的方向发生变化，能够保证至少在一个线圈组通电时其磁力线能够与接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

需要说明的是，该线圈为不封闭的，其本质上也是一根导线，该导线的由容置空间的上边缘一个位置A沿该侧壁延伸到下底面，再延伸到关于该下底面中心的对称位置处，进而在该对称位置处沿侧壁向上延伸回上边缘的位置B，该位置A和位置B关于底面中心对称。

本实施例中，线圈在容置空间的下底面从一个位置延伸到关于该下底面中心的对称位置的方式，具体可以为沿容置空间底部边缘延伸，或者直接沿该底面中心和初始位置的直线延伸至该关于该下底面中心的对称位置。

其中，采用直接沿该底面中心和初始位置的直线延伸至该关于该下底面中心的对称位置的方式时，各个线圈在下底面的中心位置交叉。

其中，该无线充电线圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分位于所述容置空间的侧壁，所述第二部分位于所述容置空间的下底面，任意两个线圈组的第二部分在所述容置空间的下底面相交。

如图17所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例5中无线充电线圈的另一结构示意图，以两个线圈组成的无线充电线圈为例进行说明，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，该无线充电线圈由第一部分1701和第二部分1702组成，所述第一部分1701位于所述容置空间的侧壁1703，所述第二部分1702位于所述容置空间的下底面1704，两个线圈的第二部分在所述容置空间的下底面相交，图中虚线表示底面中的第二部分。

需要说明的是，由于本实施例中采用的容置空间为规则形状的立体结构，则任意两个线圈组的第二部分在容置空间的下底面相交位置为容置空间的中心位置，在实际实施中，该容置空间可能不是规则形状，则任意两个线圈的第二部分在容置空间的下底面相交时，可能不是出于中心位置处，本实施例中不对相交的位置限制。

如图18所示，为本申请提供的一种无线充电设备实施例6中无线充电线圈的结构示意图，该无线充电设备应用于充电装置的发射端中，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

其中，该无线充电线圈、充电电路和电源端口之间的连接关系以及功能与实施例5中的一致，本实施例不做赘述。

其中，该无线充电线圈的排布方式与实施例5中一致，本实施例不做赘述。

本实施例中，主要结合线圈组结构说明无线充电线圈的结构。

当该电源端口为三相交流电源端口时，所述无线充电线圈包括3N个线圈组，所述N的取值为自然数，所述无线充电线圈包括N个组合。

其中，每个组合中的三个线圈通过所述充电电路与所述三相交流电源端口的三条相线一一连接。

由于现有的电源中三相交流电源为一种最为常见的电源，该无线充电设备能够利用三相交流电源的性质，对无线充电线圈中各组成线圈进行供电，改变该容置空间中的磁场方向，以保证磁力线能够与接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

图18中，采用三个线圈为例进行解释，该示意图为该容置空间的俯视图。

其中，线圈1801-1803三者关于容置空间的底面中心对称设置，任意两个线圈之间的夹角为60°，在侧壁上部分，该线圈1801-1803分别平行，图中线圈1801-1803中电流方向用“·”表示流入线圈，用“×”表示流出线圈。

图19中所示的为线圈的连接方式图，其中1和4组成一个线圈，分别连接U1端和U2端，2和5组成一个线圈，分别连接V1端和V2端，3和6组成一个线圈，分别连接W1端和W2端。

图20提供了本实施例中无线充电线圈的供电电流示意图，三个线圈中依次通入幅值为i，周期为2(t₄-t₁)的正弦波形电流i_A、i_B和i_C。

需要说明的是，采用该图19所示的正弦波形电流，保证了容置空间中具有强度恒定，随时间高速旋转的磁场，以使得放置到该容置空间中的接收端设备的线圈能够与磁力线相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电。

需要说明的是，由于该无线充电线圈的个数为3的整数倍时，本实施例中是3个线圈作为一个三相绕组通以三相交变电流，该三个线圈为一个组合的情况其实质上为极对数为1的情形，具体实施中，还可以有极对数为多个的情况，本实施例中不再详述。

与上述的本实施例提供的一种无线充电装置实施例相对应的，本实施例还提供了一种无线充电方法实施例。

如图21示出了本申请提供的一种无线充电方法实施例的流程图，该无线充电方法应用于无线充电系统的发射端中。

其中该发射端包括无线充电设备，该无线充电设备包括：容置空间、无线充电线圈、充电电路和电源端口。

该方法具体通过以下步骤实现：

步骤S2101：接收充电启动信号；

其中，该充电启动信号表征了用户开始执行充电操作。

具体的，当该发射端中具有开关时，则该充电启动信号可以为用户开启设置在充电设备中的开关。

具体的，当该发射端中预设有采集感应信号的传感器，当该感应信号表征接收端设备放置到该无线充电系统的预设区域中，准备开始充电时，依据该准备完成信息触发的启动信号。

步骤S2102：依据所述充电启动信号，接通电源，控制所述电源为所述发射端的无线充电线圈中通电；

其中，所述无线充电线圈至少部分位于容置空间的侧壁上，所述容置空间用于放置至少一个接收端；

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。

其中，根据该表征用户开始执行充电操作的充电启动信号，接通电源，为该无线充电设备开始供电。

其中，该电源可以为直流电源，也可为交流电源，本实施例中不做限制。

需要说明的是，该第一姿态和第二姿态泛指该接收端的充电线圈在容置空间中放置的两种不同的姿态，本实施例中不对姿态的具体形式进行限制。

需要说明的是，该容置空间中可放置多个接收端，该第一接收端为任意一个，当有多个接收端时，每个接收端以第一姿态或第二姿态放置时都与磁力线相交。

综上，本实施例提供的一种无线充电方法，应用于发射端，包括：接收充电启动信号；依据所述充电启动信号，接通电源，控制所述电源为所述发射端的无线充电线圈中通电。当该无线充电线圈通电时，接收端以不同的第一姿态和第二姿态放置于该容置空间内时，该无线充电线圈产生的磁力线都能够与该接收端的充电线圈相交，形成能量传输通道，以实现发送端对接收端进行充电，降低电能损耗，提高充电效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种无线充电设备和方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备应用于发射端，包括：

容置空间，所述容置空间用于放置至少一个接收端；

无线充电线圈至少部分位于所述容置空间的侧壁上；

与所述无线充电线圈相连的充电电路；

与所述充电电路相连的电源端口；所述电源端口用于与电源连接；

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。

2.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电线圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分位于所述容置空间的侧壁，所述第二部分位于所述容置空间的下底面，所述第一部分的第一区域激发的磁场中磁力线与所述第二部分的第一区域激发的磁场中磁力线叠加得到输出磁力线；在所述无线充电线圈的第一部分的第一区域和第二部分的第一区域组成的第一结构空间中，所述输出磁力线在无线充电线圈的第二部分的第一区域形成第一夹角，所述输出磁力线在无线充电线圈的第一部分的第一区域形成第二夹角，所述第一夹角大于0°且小于90°，所述第二夹角大于0°且小于90°，以使得接收端的充电线圈在所述第一结构空间中与所述输出磁力线相交。

3.根据权利要求2所述的无线充电设备，其特征在于，所述第一部分由第一部件和第二部件组成，所述第一部件与所述第二部分的第一侧相连，所述第二部件与所述第二部分的第二侧相连，且所述第二部分的第一侧与所述第二侧对称。

4.根据权利要求2所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电线圈由至少两个线圈组成，所述至少两个线圈中电流传输方向相同。

5.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电线圈沿所述容置空间的侧壁高度方向排布，所述无线充电线圈中包括至少两组线圈组，任意两组所述线圈组关于所述侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为所述线圈组中每个线圈供电时，所述无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与所述容置空间中的接收端的充电线圈相交。

6.根据权利要求5所述的无线充电设备，其特征在于，所述线圈组中包括两条导线，所述两条导线关于所述容置空间的底面中心对称设置，所述导线一端与所述容置空间侧壁上边缘相接，另一端与所述容置空间侧壁下边缘相接，同一线圈组的两条导线中电流传输方向相反。

7.根据权利要求5所述的无线充电设备，其特征在于，所述线圈组中包括至少一个线圈，任意两个线圈组关于所述侧壁平行且间隔预设距离，依据预设的时间间隔及供电时间长度分别为每个线圈组供电时，所述无线充电线圈的容置空间内部的磁力线与所述容置空间中的接收端的充电线圈相交。

8.根据权利要求7所述的无线充电设备，其特征在于，所述无线充电线圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分位于所述容置空间的侧壁，所述第二部分位于所述容置空间的下底面，任意两个线圈组的第二部分在所述容置空间的下底面相交。

9.根据权利要求8所述的无线充电设备，其特征在于，所述电源端口为三相交流电源端口时，所述无线充电线圈包括3N个线圈组，所述N的取值为自然数，所述无线充电线圈包括N个组合；

其中，每个组合中的三个线圈通过所述充电电路与所述三相交流电源端口的三条相线一一连接。

10.一种无线充电方法，其特征在于，应用于发射端，所述方法包括：

接收充电启动信号；

依据所述充电启动信号，接通电源，控制所述电源为所述发射端的无线充电线圈中通电；

其中，所述无线充电线圈至少部分位于容置空间的侧壁上，所述容置空间用于放置至少一个接收端；

其中，所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第一姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；

所述无线充电线圈通电时，属于所述至少一个接收端的第一接收端以第二姿态放置于所述容置空间内，所述无线充电线圈产生的磁力线与所述第一接收端的充电线圈相交；所述第一姿态与所述第二姿态不同。