CN108711946A - 一种电能发射装置、充电系统、及充电套装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能发射装置、充电系统、及充电套装，用于解决现有技术中采用磁吸方式固定手机为手机充电时，磁铁对电能发射线圈隔磁片及手机内部的电能接收线圈隔磁片进行磁化的技术问题。包括：屏蔽层、电能发射线圈、磁铁，其中，所述屏蔽层置于所述电能发射线圈与所述磁铁之间，用于削弱所述磁铁对所述电能发射线圈的磁化；所述电能发射线圈置于所述屏蔽层的上方，用于将电能转化为交变磁场；所述磁铁置于所述屏蔽层的下方，用于吸附电能接收线圈所在的电能接收装置。

Description

一种电能发射装置、充电系统、及充电套装

技术领域

本发明涉及智能手机领域，尤其涉及一种电能发射装置、充电系统、及充电套装。

背景技术

随着无线电能传输技术的发展，在车载手机充电过程中，逐渐采用车载无线充电的方式代替传统的车充连接电源线的方式为手机充电。取消了电源线，不仅保持了车内整洁，还提高了行车过程中的安全性。

在现有的车载无线充电技术中，充电底座(即电能发射端)包含电能发射线圈，手机接收端(即电能接收端)包括电能接收线圈，电能发射线圈将电能转换为交变磁场，手机接收端的电能接收线圈耦合交变磁场感生交变电压，再通过整流、滤波、电压转换、以及充电管理等电路，为手机电池充电。由于低频磁感应无线充电技术对电能发射端和电能接收端的耦合系数要求较高，一旦发生偏移，就不能正常充电。对此，现有技术中采用图1所示的磁吸方式固定手机为手机充电，在充电底座放置磁铁用于吸附手机，图1中包括电能发射线圈绕线1、电能发射线圈隔磁片2、磁铁3、电能接收装置(手机)4、电能接收线圈绕线5以及电能接收线圈隔磁片6，电能发射装置具体如图2所示，磁铁置于电能发射线圈的四周，当手机放上去时磁铁会吸附手机，进而对手机进行充电。

但现有技术中的电能发射线圈中的电能发射线圈隔磁片为铁氧体材质，而磁铁为永磁铁，会磁化电能发射线圈隔磁片，使电能发射线圈隔磁片的磁导率发生变化，影响线圈的感值，进而影响电能发射线圈和电能接收线圈的耦合，也会增加电能发射线圈隔磁片的损耗，并且磁铁还会磁化手机内部的电能接收线圈隔磁片，对手机造成永久性的损伤。

综上所述，如何在使用磁吸方式固定手机为手机充电的同时，减小磁铁对电能发射线圈隔磁片及手机内部的电能接收线圈隔磁片的磁化，是目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种电能发射装置、充电系统、及充电套装，用于解决现有技术中采用磁吸方式固定手机为手机充电时，磁铁对电能发射线圈隔磁片及手机内部的电能接收线圈隔磁片进行磁化的技术问题。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种电能发射装置，包括：屏蔽层、电能发射线圈、和磁铁，其中，所述屏蔽层置于所述电能发射线圈与所述磁铁之间，用于屏蔽所述磁铁的磁场；所述电能发射线圈，用于将电能转化为交变磁场；所述磁铁，用于吸附电能接收线圈所在的接收装置。

优选的，所述电能发射线圈包括电能发射圈绕线和电能发射圈隔磁片；所述屏蔽层具体用于，削弱所述磁铁对所述电能发射线圈隔磁片的磁化。

在一个实施例中，所述屏蔽层为铁磁性金属屏蔽层。

优选的，所述铁磁性金属屏蔽层的材料为铁、钴、镍、或者铁、钴、镍中至少两种金属的合金中的任一种。

在一个实施例中，所述屏蔽层为凹形。

优选的，所述磁铁置于所述屏蔽层下方与接收装置距离最近的位置。

根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种充电系统，包括第一方面所述的电能发射装置、以及电能接收装置。

优选的，所述电能接收装置在与所述电能发射装置相对的一侧设置铁磁性金属片。

优选的，所述铁磁性金属片为铁片。

根据本发明实施例的第三个方面，提供了一种充电套装包括第一方面所述的电能发射装置和铁磁性金属片。

本发明实施例的有益效果包括：在电能发射装置的电能发射线圈和磁铁之间设置一个屏蔽层，可以有效的削弱磁铁对电能发射线圈隔磁片的磁化，也可以削弱磁铁对电能接收装置中电能接收线圈隔磁片的磁化；屏蔽层采用铁磁性金属材料，可以起到更好的防止磁化的效果；将屏蔽层设置为凹形，将磁铁置于屏蔽层凹槽的下方与接收装置距离最近的位置，可以增强与电能接收装置间的磁力，使电能发射装置与电能接收装置吸附的更加稳定。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种电能发射装置和电能接收装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电能发射装置示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种电能发射装置示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电能发射装置和电能接收装置的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种电能发射装置和电能接收装置的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种电能发射装置示意图；

图7是本发明实施例提供的再一种电能发射装置和电能接收装置的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种手机背面的平面视图；

图9是本发明实施例提供的另一种手机背面的平面视图；

图10是本发明实施例提供的再一种手机背面的平面视图；

图11是本发明实施例提供的又一种手机背面的平面视图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在一个具体实施例中，本发明提供的一种电能发射装置，如图3所示，该电能发射装置也可以称为电能发射端，所述电能发射装置包含于充电底座中，后文在描述过程中出现充电底座在本申请中可以理解为电能发射装置。

该图3所示的电能发射装置包括：铁磁性金属屏蔽层7、电能发射线圈(由电能发射线圈绕线1和电能发射线圈隔磁片2组成)和磁铁3，其中，铁磁性金属屏蔽层置于所述电能发射线圈与所述磁铁之间；磁铁均匀分布在铁磁性金属屏蔽层7下方。

本发明实施例中在电能发射装置的电能发射线圈、磁铁之间设置一个屏蔽层，可以有效的削弱磁铁对电能发射线圈隔磁片的磁化，为电能接收装置提供稳定的充电电流，保证充电的效率；也可以削弱磁铁对电能接收装置中电能接收线圈隔磁片的磁化，延长电能发射线圈隔磁片和电能接收线圈隔磁片的使用寿命。

本发明实施例中对铁磁性金属屏蔽层的材质不做限定，只要能使磁铁的磁场分布更加均匀，削弱磁铁对电能发射线圈隔磁片以及电能接收线圈隔磁片的磁化影响的材料即可。较佳的，可以使用铁、钴、镍或者该三种金属中至少两种金属的合金，例如，铁钴合金、钴镍合金、铁镍合金或者铁钴镍合金。

本发明实施例中电能发射线圈隔磁片和电能接收线圈隔磁片的材质可以为铁氧体或者非晶/纳米晶。

本发明实施例中磁铁的磁性高低以及数量、形状不做限定，只要可以吸附住电能接收装置(也可以称为电能接收端)即可，例如，图3中的磁铁可以采用四个圆形磁铁，本申请对其不做限定，其中，所述磁铁也可以称为永磁体。

在一个具体实施例中，当采用图3的电能发射装置为电能接收装置充电时，电能接收装置置于充电底座上方，铁磁性金属屏蔽层下方的磁铁会吸附住所述电能接收装置，使电能发射线圈和电能接收线圈耦合，产生稳定的电流为电能接收装置的电池充电，具体如图4所示，所述电能接收装置可以为手机，也可以为其他包含电能接收装置的设备，本发明对其不做限定。

采用图4的方式为手机充电时，由于本发明的电能发射装置相比于现有技术中的电能发射装置虽然削弱了磁铁对电能发射线圈隔磁片以及电能接收线圈隔磁片的磁化影响，保证了电能传输效率，但增加了铁磁性金属屏蔽层，也就是增加了磁铁与手机之间距离，并且磁性金属屏蔽层对磁极具有一定的屏蔽作用，都会导致磁铁对手机的吸附力量减弱，为了克服这一问题，可以采用以下三种方式。

方式一、在图3所示的铁磁性金属屏蔽层的基础上，对其进行改进，将铁磁性金属屏蔽层7设计为具有凹槽和围绕凹槽的边缘部分的凹形铁磁性金属屏蔽层8结构，所述凹槽用于容纳电能发射线圈，磁铁置于所述边缘部分的下方，具体如图5所示。

采用图5所示的凹形铁磁性金属屏蔽层结构8，减小了磁铁与手机之间的距离，增大了磁铁对手机的吸附力量，使手机与电能发射装置间吸附的更加稳定。

进一步的，由于减小了磁铁与手机之间的距离，因此可以使用磁性较弱的弱磁铁代替原有的磁铁，节约设计成本。

在图5的基础上，设计了一种凹形铁磁性金属屏蔽层的具体实现方式，如图6所示，包括：凹形铁磁性金属屏蔽层8、电能发射圈隔磁片2、电能发射圈绕线1、置于凹形铁磁性金属屏蔽层下方的磁铁3、以及线圈出线9，其中，所述线圈出线用于连接电能发射电路，在图1-5也存在线圈出线，只是并未在图中表示出来，该线圈出线可以穿过凹形铁磁性金属屏蔽层，在凹形铁磁性金属屏蔽层的下方引出，本发明对其不做限定。

方式二、在手机外壳上粘贴铁磁性金属，用于增强磁铁对手机的吸附力量，具体如图7所示，包括铁磁性金属10。

采用该方式不仅可以增强磁铁对手机的吸附力量，还可以削弱磁铁对手机内部电能接收线圈隔磁片的磁化。

具体的，所述铁磁性金属可以为铁，也可以为其他金属，本发明对其不做限定。另外所述铁磁性金属的形状可以为金属条状，平行于所述电能接收线圈隔磁片的中心轴线，可以为两条，具体如图8所示的手机背面的平面视图，也可以为其它数量，也可以为围绕在所述电能接收线圈隔磁片周围的方形金属框，具体如图9所示的手机背面的平面视图，金属框的数量也可以多个，当金属框的数量为2个时，具体如图10所示的手机背面的平面视图，金属框还可以为环装，具体如图11所示的手机背面的平面视图，或其他形状，需要注意的是铁磁性金属的材质、形状和数量可变，但铁磁性金属不能覆盖电能接收线圈，以免影响电能发射线圈和电能接收线圈的耦合，降低电能传输效率。

可选的，手机的电能接收装置可以置于手机后壳内侧，也可以置于手机后壳外侧，本申请对其不限定。

方式三、增加磁铁的数量或者增大磁铁的磁性，保证稳定的吸附住手机。

本发明也可以采用其他增加电能发射装置对手机吸附力量的方式，本发明对其不做限定。

上述实施例中所描述的电能发射装置中的电能发射圈绕线、电能发射圈隔磁片以及铁磁性金属屏蔽层的形状可以为方形、圆形或其他形状，本发明对其不做限定，当电能发射装置中的电能发射圈绕线、电能发射圈隔磁片以及铁磁性金属屏蔽层的形状确定后，电能接收装置中的电能发射圈绕线、电能发射圈隔磁片采用与其相对应的形状，使电能发射装置与电能接收装置充分耦合，保证电能传输效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电能发射装置，其特征在于，包括：屏蔽层、电能发射线圈、和磁铁，其中，

所述屏蔽层置于所述电能发射线圈与所述磁铁之间，用于屏蔽所述磁铁的磁场；

所述电能发射线圈用于将电能转化为交变磁场；

所述磁铁用于吸附电能接收线圈所在的电能接收装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电能发射线圈包括电能发射圈绕线和电能发射圈隔磁片；

所述屏蔽层具体用于，削弱所述磁铁对所述电能发射线圈隔磁片的磁化。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述屏蔽层为铁磁性金属屏蔽层。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述铁磁性金属屏蔽层的材料为铁、钴、镍、或者铁、钴、镍中至少两种金属的合金中的任一种。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述屏蔽层为凹形。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述磁铁置于所述屏蔽层下方与电能接收装置距离最近的位置。

7.一种充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电能发射装置、以及电能接收装置。

8.如权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述电能接收装置在与所述电能发射装置相对的一侧设置铁磁性金属片。

9.如权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述铁磁性金属片为铁片。

10.一种充电套装，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电能发射装置和铁磁性金属片。