CN112510845B - 电子设备及无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了电子设备及无线充电系统，其中，电子设备包括支撑件和设于支撑件的感应线圈组件，感应线圈组件包括感应线圈和环绕于感应线圈外周的第一环形定位组件，第一环形定位组件包括第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢，第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢沿径向由里向外依次排布；第一环形磁钢和第四环形磁钢沿轴向充磁，且第一环形磁钢朝向支撑件一侧的极性与第四环形磁钢朝向支撑件一侧的极性相反，第二环形磁钢和第三环形磁钢沿径向充磁，且第二环形磁钢和第三环形磁钢相向一侧的极性相反。本发明提出的电子设备，能够有效提升第一环形定位组件的磁吸力和电磁屏蔽效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及电子设备及无线充电系统。
【背景技术】
现有的无线充电系统通过在电子设备设置第一磁性定位组件，在无线充电设备设置第二磁性定位组件，电子设备和无线充电设备之间通过第一磁性定位组件和第二磁性定位组件的磁吸实现发射线圈与感应线圈之间的自动对准，以提高充电效率，并通过磁性定位组件实现电磁屏蔽，避免磁性定位组件内外侧的电子部件受到电磁影响。然而，现有电子设备的第一磁性定位组件由于结构限制，形成的磁吸力小，电磁屏蔽效果不佳。
因此，有必要提出一种电子设备来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的之一在于提出一种电子设备，其可以有效提升第一环形定位组件的磁吸力和电磁屏蔽效果。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种电子设备，包括支撑件和设于所述支撑件的感应线圈组件，所述感应线圈组件包括感应线圈和环绕于所述感应线圈外周的第一环形定位组件，所述第一环形定位组件包括第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢，所述第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢沿径向由里向外依次排布；
其中，所述第一环形磁钢和第四环形磁钢沿轴向充磁，且所述第一环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性与所述第四环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反，所述第二环形磁钢和第三环形磁钢沿径向充磁，且所述第二环形磁钢和第三环形磁钢相向一侧的极性相反。
作为一种改进方式，所述第二环形磁钢、环形软磁及第三环形磁钢形成的组合件的径向宽度为wm，所述环形软磁的径向宽度为wp，其中wp/wm＝C，其中，0<C≤0.5。
作为一种改进方式，所述第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢相邻两者之间相互抵接。
作为一种改进方式，所述第一环形定位组件由若干个子定位组件首尾拼接形成。
作为一种改进方式，所述感应线圈组件还包括磁隔离层，所述磁隔离层贴附于所述支撑件并覆盖所述感应线圈和所述第一环形定位组件。
作为一种改进方式，所述磁隔离层为纳米晶层或软磁层。
作为一种改进方式，所述感应线圈通过粘贴或者激光镭射工艺成型于所述支撑件。
本发明的目的之二提出了一种无线充电系统，包括无线充电设备和上述的电子设备，所述无线充电设备包括发射线圈组件，所述发射线圈组件包括发射线圈，其中，所述感应线圈被配置为从所述发射线圈接收功率。
作为一种改进方式，所述发射线圈组件还包括环绕于所述发射线圈外周的第二环形定位组件，所述第二环形定位组件包括环形软磁底板和与所述环形软磁底板层叠的环形磁钢组件，所述环形磁钢组件包括第五环形磁钢和第六环形磁钢，所述第五环形磁钢和第六环形磁钢沿径向由里向外依次排布，且所述第五环形磁钢和第六环形磁钢间隔设置；
其中，所述第五环形磁钢和第六环形磁钢沿轴向充磁，且所述第五环形磁钢背对所述环形软磁底板一侧的极性与所述第一环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反，所述第六环形磁钢背对所述环形软磁底板一侧的极性与所述第四环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反。
作为一种改进方式，所述第五环形磁钢的径向宽度与所述第一环形磁钢的径向宽度一致，所述第六环形磁钢的径向宽度与所述第四环形磁钢的径向宽度一致。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过设置在第二环形磁钢和第三环形磁钢之间夹设环形软磁，并设置第一环形磁钢、第二环形磁钢、第三环形磁钢及第四环形磁钢充磁方向，提升了第一环形定位组件的磁吸力，便于感应线圈和与感应线圈作用的发射线之间的中心对齐，从而提高充电效率，而且第一环形定位组件可以形成较好的屏蔽效果，减小了第一环形定位组件内外侧的电子部件之间相互的电磁干扰。
【附图说明】
图1为本发明实施例提出的无线充电系统的示意图；
图2为本发明实施例提出的感应线圈组件的结构示意图；
图3为图2中A-A截面示意图；
图4为本发明实施例提出的发射线圈组件的结构示意图；
图5为图4中B-B截面示意图；
图6为感应线圈组件与发射线圈组件的配合示意图；
图7为本发明实施例提出的第一环形定位组件的磁吸力与现有方案的对比示意图；
图8为本发明实施例提出的第一环形定位组件外侧的平均磁通密度与现有方案的对比示意图；
图9为本发明实施例提出的第一环形定位组件的磁吸力随第一环形磁钢组件与第一环形定位组件的厚度比的变化示意图；
图10为本发明实施例提出的第一环形定位组件的屏蔽效果随第一环形磁钢组件与第一环形定位组件的厚度比的变化示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明实施提出一种无线充电系统100，包括电子设备10和无线充电设备20，无线充电设备20用于给电子设备10无线充电，电子设备10包括感应线圈组件11，感应线圈组件11包括感应线圈111，无线充电设备20包括发射线圈组件21，发射线圈组件21包括发射线圈211，感应线圈111被配置为从发射线圈211接收功率。
例如，电子设备10为手机，无线充电设备20为手机无线充电座，手机放置在手机无线充电座上充电时，发射线圈211基于一定频率的交流电通过电磁感应在感应线圈111中产生一定的电流，从而将能量从发射端转移到接收端，实现从手机无线充电座向手机进行供电。
可选地，感应线圈组件11还包括环绕于感应线圈111外周的第一环形定位组件112，发射线圈组件21还包括环绕于发射线圈211外周的第二环形定位组件212。第一环形定位组件112和第二环形定位组件212用于电子设备10和无线充电设备20的磁吸定位，使得电子设备10和无线充电设备20之间通过磁吸力进行对准，并且在一定区域内提供回复力自动校准中心位置，保证感应线圈111和发射线圈211之间中心对齐，以提高充电效率，此外，第一环形定位组件12和第二环形定位组件212还用于屏蔽其他方向的磁场以保护其余电子部件不受电磁干扰。
可选地，第一环形定位组件112和第二环形定位组件212均呈圆环状。
可选地，第一环形定位组件112设有第一缺口1121，第一缺口1121用于与感应线圈111的连接线延伸到第一环形定位组件112的外部。第二环形定位组件212设有第二缺口2121，第二缺口2121用于发射线圈211的连接线延伸到第二环形定位组件212的外部。
可选地，电子设备10包括支撑件12，感应线圈组件11设于支撑件12。该支撑件12可以为电子设备的背壳。
可选地，感应线圈111通过粘贴或者激光镭射工艺成型于支撑件12。
如图2-10所示，可选地，第一环形定位组件112包括第一环形磁钢1121、第二环形磁钢1122、环形软磁1123、第三环形磁钢1124及第四环形磁钢1125，第一环形磁钢1121、第二环形磁钢1122、环形软磁1123、第三环形磁钢1124及第四环形磁钢1125沿径向Y由里向外依次排布；其中，第一环形磁钢1121和第四环形磁钢1125沿轴向X充磁，且第一环形磁钢1121朝向支撑件12一侧的极性与第四环形磁钢1125朝向支撑件12一侧的极性相反，第二环形磁钢1122和第三环形磁钢1124沿径向Y充磁，且第二环形磁钢1122和第三环形磁钢1124相向一侧的极性相反。
示例性地，第一环形磁钢1121朝向支撑件12的一侧为N极，第一环形磁钢1121背对支撑件12的一侧为S极，第二环形磁钢1122朝向第一环形磁钢1121的一侧为N极，第二环形磁钢1122朝向环形软磁1123的一侧为S极，第三环形磁钢1124朝向环形软磁1123的一侧为N极，第三环形磁钢1124朝向第四环形磁钢1125的一侧为S极，第四环形磁钢1125朝向支撑件12的一侧为S极，第四环形磁钢1125背对支撑件12的一侧为N极。
图7展示的本发明实施例提出的第一环形定位组件112的磁吸力与现有方案的第一环形定位组件的磁吸力的对比示意，图8展示的是本发明实施例提出的第一环形定位组件112的外侧测试区域内的平均磁通密度和现有方案的第一环形定位组件的外侧测试区域内的平均磁通密度的对比示意。由图7可以看出，本发明实施例提出的第一环形定位组件112的磁吸力相对于现有方案有47.9％的提升。由图8可以看出，本发明实施例提出的第一环形定位组件112的屏蔽效果相对于现有方案有42.4％的提升。
因而，通过设置在第二环形磁钢1122和第三环形磁钢1124之间夹设环形软磁1123，并设置第一环形磁钢1121、第二环形磁钢1142、第三环形磁钢1124及第四环形磁钢1125充磁方向，提升了第一环形定位组件112的磁吸力，便于感应线圈111和与感应线圈111作用的发射线圈211之间的中心对齐，从而提高充电效率，而且第一环形定位组件112可以形成较好的屏蔽效果，减小了第一环形定位组件112内外侧的电子部件之间相互的电磁干扰。
可选地，第二环形磁钢1122、环形软磁1123及第三环形磁钢1124形成的组合件的径向宽度为wm，环形软磁1123的径向宽度为wp，其中wp/wm＝C，其中，0<C≤0.5。
图9展示的是第一环形定位组件112的磁吸力随环形软磁1123占比的变化示意，图10展示的是第一环形定位组件112的屏蔽效果随环形软磁1123占比的变化示意。图9和图10表明，环形软磁1123占比越大，第一环形定位组件112的磁吸力及屏蔽效果越差；环形软磁1123占比越小，第一环形定位组件112的磁吸力及屏蔽效果越好；当环形软磁占比在0.5以下的区间变化时，第一环形定位组件112的磁吸力及屏蔽效果整体变化不大，可以较好地兼顾第一环形定位组件112的磁吸力和屏蔽效果的问题。
可选地，第一环形磁钢1121、第二环形磁钢1122、环形软磁1123、第三环形磁钢1124及第四环形磁钢1125相邻两者之间相互抵接。
可选地，第一环形定位组件112由若干个子定位组件112a首尾拼接形成。
可选地，感应线圈组件11还包括磁隔离层115，磁隔离层115贴附于支撑件12并覆盖感应线圈111和第一环形定位组件112。磁隔离层115采用粘贴的方式固定于支撑件12，工艺简单，提高了成品的良率，而且，该固定方式便于磁隔离层115的调整，后期可以通过调整磁隔离层115的材料来实现感应线圈自感值的调整。
可选地，磁隔离层115为纳米晶层或软磁层。可选地，软磁层采用金属软磁材料或铁氧体软磁材料制成。可选用的金属软磁材料有电磁纯铁、硅钢片、铁镍合金和铁铝合金。
如图2-6所示，可选地，第二环形定位组件212包括环形软磁底板213和与环形软磁底板213层叠的环形磁钢组件214，环形磁钢组件214包括第五环形磁钢2141和第六环形磁钢2142，第五环形磁钢2141和第六环形磁钢2142沿径向Y由里向外依次排布，且第五环形磁钢2141和第六环形磁钢2142间隔设置；其中，第五环形磁钢2141和第六环形磁钢2142沿轴向X充磁，且第五环形磁钢2141背对环形软磁底板213一侧的极性与第一环形磁钢1121朝向支撑件12一侧的极性相反，第六环形磁钢2142背对环形软磁底板213一侧的极性与第四环形磁钢1125朝向支撑件12一侧的极性相反。
示例性地，第五环形磁钢2141朝向环形软磁底板213的一侧为N极，第五环形磁钢2141背对环形软磁底板213的一侧为S极，第六环形磁钢2142朝向环形软磁底板213的一侧为S极，第六环形磁钢2142背对环形软磁底板213的一侧为N极。
可选地，环形软磁底板213采用金属软磁材料或铁氧体软磁材料制成。可选用的金属软磁材料有电磁纯铁、硅钢片、铁镍合金和铁铝合金。
可选地，第二环形定位组件212由若干个子定位组件212a首尾拼接形成。
当感应线圈组件11与发射线圈组件21对准进行充电时，第五环形磁钢2141与第一环形磁钢1121相对，第六环形磁钢2142与第四环形磁钢1125相对。
可选地，第五环形磁钢2141的径向宽度E1与第一环形磁钢1121的径向宽度F1一致，第六环形磁钢2142的径向宽度E2与第四环形磁钢1125的径向宽度F2一致。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电子设备，包括支撑件和设于所述支撑件的感应线圈组件，其特征在于，所述感应线圈组件包括感应线圈和环绕于所述感应线圈外周的第一环形定位组件，所述第一环形定位组件包括第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢，所述第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢沿径向由里向外依次排布；
其中，所述第一环形磁钢和第四环形磁钢沿轴向充磁，且所述第一环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性与所述第四环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反，所述第二环形磁钢和第三环形磁钢沿径向充磁，且所述第二环形磁钢和第三环形磁钢相向一侧的极性相反。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第二环形磁钢、环形软磁及第三环形磁钢形成的组合件的径向宽度为wm，所述环形软磁的径向宽度为wp，其中wp/wm＝C，其中，0<C≤0.5。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一环形磁钢、第二环形磁钢、环形软磁、第三环形磁钢及第四环形磁钢相邻两者之间相互抵接。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一环形定位组件由若干个子定位组件首尾拼接形成。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述感应线圈组件还包括磁隔离层，所述磁隔离层贴附于所述支撑件并覆盖所述感应线圈和所述第一环形定位组件。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述磁隔离层为纳米晶层或软磁层。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述感应线圈通过粘贴或者激光镭射工艺成型于所述支撑件。
8.一种无线充电系统，其特征在于，包括无线充电设备和权利要求1至7任一项所述的电子设备，所述无线充电设备包括发射线圈组件，所述发射线圈组件包括发射线圈，其中，所述感应线圈被配置为从所述发射线圈接收功率。
9.根据权利要求8所述的无线充电系统，其特征在于，所述发射线圈组件还包括环绕于所述发射线圈外周的第二环形定位组件，所述第二环形定位组件包括环形软磁底板和与所述环形软磁底板层叠的环形磁钢组件，所述环形磁钢组件包括第五环形磁钢和第六环形磁钢，所述第五环形磁钢和第六环形磁钢沿径向由里向外依次排布，且所述第五环形磁钢和第六环形磁钢间隔设置；
其中，所述第五环形磁钢和第六环形磁钢沿轴向充磁，且所述第五环形磁钢背对所述环形软磁底板一侧的极性与所述第一环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反，所述第六环形磁钢背对所述环形软磁底板一侧的极性与所述第四环形磁钢朝向所述支撑件一侧的极性相反。
10.根据权利要求9所述的无线充电系统，其特征在于，所述第五环形磁钢的径向宽度与所述第一环形磁钢的径向宽度一致，所述第六环形磁钢的径向宽度与所述第四环形磁钢的径向宽度一致。
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