CN112564295B - 无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线充电系统，属于无线充电技术领域。该系统包括：发射装置和接收装置；发射装置包括逆变电路和两个发射电极；逆变电路的输入端与直流电源连接，逆变电路的两个输出端与两个发射电极一一连接；接收装置包括两个接收电极和整流电路；整流电路的两个输入端与两个接收电极一一连接，整流电路的输出端与负载连接。本申请中两个发射电极中的一个发射电极和两个接收电极中的一个接收电极通过电导率大于空气的电导率的第一传输介质耦合，因而可以提高这一个发射电极与这一个接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。

Description

无线充电系统
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电系统。
背景技术
目前，采用无线充电技术对电子设备进行充电越来越普及。实现无线充电技术的设备称为无线充电器。无线充电器中可以包括两个发射极板，电子设备中可以包括两个接收极板，这两个发射极板与这两个接收极板正对放置后，这两个发射极板与这两个接收极板可以实现电场耦合。
在使用无线充电器为电子设备充电时，无线充电器中的两个发射极板产生电场，电子设备中的两个接收极板在该电场的作用下产生交流电，从而实现对电子设备的充电。然而，这种情况下，这两个发射极板必须与这两个接收极板正对放置，且这两个发射极板与这两个接收极板必须相距很近，才能实现充电，因而极大地限制了无线充电技术的应用。
发明内容
本申请提供了一种无线充电系统，可以增强无线充电灵活性。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种无线充电系统，所述系统包括：发射装置和接收装置。
所述发射装置包括逆变电路和两个发射电极；所述逆变电路的输入端与直流电源连接，所述逆变电路的两个输出端与所述两个发射电极一一连接；所述接收装置包括两个接收电极和整流电路；所述整流电路的两个输入端与所述两个接收电极一一连接，所述整流电路的输出端与负载连接；所述两个发射电极中的一个发射电极与所述两个接收电极中的一个接收电极通过第一传输介质耦合，所述第一传输介质的电导率大于空气的电导率。
其中，所述逆变电路将所述直流电源输入的直流电转换为交流电后输出到所述两个发射电极，以使所述两个发射电极产生电场；所述两个接收电极在所述电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到所述整流电路；所述整流电路将输入的交流电转换为直流电后输出给所述负载，以为所述负载供电。
需要说明的是，第一传输介质可以是作为电能传输介质的金属或非金属电介质，如第一传输介质可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
值得说明的是，由于发射装置与接收装置之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置的输出电压以及接收装置的输入电压成正比，所以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置与接收装置之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，两个发射电极中的一个发射电极和两个接收电极中的一个接收电极可以通过第一传输介质耦合，由于第一传输介质的电导率大于空气的电导率，即第一传输介质的电导率较高，所以可以提高这个发射电极与这个接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
其中，所述两个发射电极中的另一个发射电极与所述两个接收电极中的另一个接收电极通过空气耦合；或者，所述两个发射电极中的另一个发射电极与所述两个接收电极中的另一个接收电极通过第二传输介质耦合，所述第二传输介质的电导率大于空气的电导率。
需要说明的是，第二传输介质可以是作为电能传输介质的金属或非金属电介质，如第二传输介质可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
值得说明的是，由于发射装置与接收装置之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置的输出电压以及接收装置的输入电压成正比，所以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置与接收装置之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。如此，当两个发射电极中的一个发射电极和两个接收电极中的一个接收电极通过第一传输介质耦合，且两个发射电极中的另一个发射电极和两个接收电极中的另一个接收电极通过第二传输介质耦合时，由于第一传输介质和第二传输介质的电导率均大于空气的电导率，即第一传输介质和第二传输介质的电导率均较高，所以可以大大提高两个发射电极与两个接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
进一步地，所述发射装置还包括第一补偿电路，所述第一补偿电路连接在所述逆变电路与所述两个发射电极之间。所述接收装置还包括第二补偿电路，所述第二补偿电路连接在所述两个接收电极与所述整流电路之间。
在本申请实施例中，第一补偿电路用于补偿发射装置与接收装置之间的容抗。第二补偿电路用于补偿接收装置与发射装置之间的容抗。第一补偿电路可以减小发射装置中的无功损耗，第二补偿电路可以减小接收装置中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
更进一步地，所述第一补偿电路还用于将所述逆变电路输出的交流电的电压升高。所述第二补偿电路还用于将所述两个接收电极中产生的交流电的电压降低。
值得说明的是，由于发射装置与接收装置之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置的输出电压以及接收装置的输入电压成正比，所以提高发射装置的输出电压和接收装置的输入电压，可以有效提高发射装置与接收装置之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，第一补偿电路可以将逆变电路输出的交流电的电压升高，如此可以在两个发射电极周围形成较强的电场，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
可选地，所述一个发射电极与所述第一传输介质接触，或者所述一个发射电极与所述第一传输介质之间的距离大于0且小于第一距离。所述一个接收电极与所述第一传输介质接触，或者所述一个接收电极与所述第一传输介质之间的距离大于0且小于第二距离。
可选地，所述一个发射电极为所述发射装置所在的无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述一个发射电极位于所述无线充电发射设备的外壳的内侧。所述一个接收电极为所述接收装置所在的无线充电接收设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述一个接收电极位于所述无线充电接收设备的外壳的内侧。
一方面，提供了一种无线充电系统，所述系统包括发射装置和接收装置。
所述发射装置包括逆变电路和一个发射电极；所述逆变电路的输入端与直流电源连接，所述逆变电路的一个输出端与所述发射电极连接，所述逆变电路的另一个输出端与所述发射装置的输出端连接。所述接收装置包括一个接收电极和整流电路；所述整流电路的一个输入端与所述接收电极连接，所述整流电路的另一个输入端与所述接收装置的输入端连接，所述整流电路的输出端与负载连接。所述发射电极与所述接收电极通过电能传输介质耦合，所述电能传输介质的电导率大于空气的电导率。
其中，所述逆变电路将所述直流电源输入的直流电转换为交流电后通过所述逆变电路的两个输出端输出，以使所述发射电极和所述发射装置的输出端产生电场；所述接收电极和所述接收装置的输入端在所述电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到所述整流电路；所述整流电路将输入的交流电转换为直流电后输出给所述负载，以为所述负载供电。
需要说明的是，电能传输介质可以是金属或非金属电介质，如电能传输介质可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
值得说明的是，由于发射装置与接收装置之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置的输出电压以及接收装置的输入电压成正比，所以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置与接收装置之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，发射电极和接收电极可以通过电能传输介质耦合，由于电能传输介质的电导率大于空气的电导率，即电能传输介质的电导率较高，所以可以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
此外，本申请实施例中，发射装置中仅需包括一个发射电极，接收装置中仅需包括一个接收电极，就可以实现发射装置对接收装置的无线充电，从而可以有效减小发射装置和接收装置的成本、体积和重量，进一步增强无线充电的灵活性。
进一步地，所述发射装置还包括第一补偿电路；所述第一补偿电路连接在所述逆变电路与所述发射电极之间，且连接在所述逆变电路与所述发射装置的输出端之间。所述接收装置还包括第二补偿电路；所述第二补偿电路连接在所述接收电极与所述整流电路之间，且连接在所述接收装置的输入端与所述整流电路之间。
在本申请实施例中，第一补偿电路用于补偿发射装置与接收装置之间的容抗。第二补偿电路用于补偿接收装置与发射装置之间的容抗。第一补偿电路可以减小发射装置中的无功损耗，第二补偿电路可以减小接收装置中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
更进一步地，所述第一补偿电路还用于将所述逆变电路输出的交流电的电压升高。所述第二补偿电路还用于将所述接收电极和所述接收装置的输入端中产生的交流电的电压降低。
值得说明的是，由于发射装置与接收装置之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置的输出电压以及接收装置的输入电压成正比，所以提高发射装置的输出电压和接收装置的输入电压，可以有效提高发射装置与接收装置之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，第一补偿电路可以将逆变电路输出的交流电的电压升高，如此可以在发射电极和发射装置的输出端周围形成较强的电场，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
可选地，所述发射电极与所述电能传输介质接触，或者所述发射电极与所述电能传输介质之间的距离大于0且小于第一距离。所述接收电极与所述电能传输介质接触，或者所述接收电极与所述电能传输介质之间的距离大于0且小于第二距离。
可选地，所述发射电极为所述发射装置所在的无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述发射电极位于所述无线充电发射设备的外壳的内侧。所述接收电极为所述接收装置所在的无线充电接收设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述接收电极位于所述无线充电接收设备的外壳的内侧。
一方面，提供了一种无线充电系统，所述系统包括：发射装置和接收装置。
所述发射装置包括逆变电路和两个发射电极；所述逆变电路的输入端与直流电源连接，所述逆变电路的两个输出端与所述两个发射电极一一连接；所述两个发射电极通过电能传输介质耦合，所述电能传输介质的电导率大于空气的电导率。所述接收装置包括接收线圈和整流电路；所述整流电路的输入端与所述接收线圈连接，所述整流电路的输出端与负载连接。
其中，所述逆变电路将所述直流电源输入的直流电转换为交流电后输出到所述两个发射电极，以在所述两个发射电极之间的所述电能传输介质中产生交流电；所述电能传输介质中的交流电激发磁场；所述接收线圈在所述磁场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到所述整流电路；所述整流电路将输入的交流电转换为直流电后输出给所述负载，以为所述负载供电。
需要说明的是，电能传输介质可以是金属或非金属电介质，如电能传输介质可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
本申请实施例中，发射装置中的两个发射电极可以通过电导率大于空气的电导率的电能传输介质耦合，如此电能传输介质中可以产生交流电，该交流电可以激发磁场。通过电磁感应，使接收装置中的接收线圈中产生交流电，以此实现无线充电，提高了无线充电的灵活性。
进一步地，所述发射装置还包括第一补偿电路；所述第一补偿电路连接在所述逆变电路与所述两个发射电极之间。所述接收装置还包括第二补偿电路；所述第二补偿电路连接在所述接收线圈与所述整流电路之间。
本申请实施例中，第一补偿电路用于补偿两个发射电极之间的容抗。第二补偿电路用于补偿接收线圈的感抗。第一补偿电路可以减小发射装置中的无功损耗，第二补偿电路可以减小接收装置中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
可选地，所述两个发射电极中的至少一个发射电极与所述电能传输介质接触；或者，所述两个发射电极中的至少一个发射电极与所述电能传输介质之间的距离大于0且小于参考距离；或者，所述两个发射电极中的一个发射电极与所述电能传输介质接触，另一个发射电极与所述电能传输介质之间的距离大于0且小于参考距离。
可选地，所述两个发射电极中的至少一个发射电极为所述发射装置所在的无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分；或者，所述两个发射电极中的至少一个发射电极位于所述无线充电发射设备的外壳的内侧；或者，所述两个发射电极中的一个发射电极为所述无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，另一个发射电极位于所述无线充电发射设备的外壳的内侧。
本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：
无线充电系统包括发射装置和接收装置。发射装置包括逆变电路和两个发射电极。接收装置包括两个接收电极和整流电路。逆变电路将直流电源输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，以使两个发射电极产生电场。两个接收电极在该电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路，整流电路将输入的交流电转换为直流电后输出给负载，以为负载供电。由于两个发射电极中的一个发射电极和两个接收电极中的一个接收电极通过电导率大于空气的电导率的第一传输介质耦合，所以可以提高这个发射电极与这个接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的第一种无线充电系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的第二种无线充电系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种LC谐振升压电路的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种平面螺旋升压线圈的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种LC谐振降压电路的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种平面螺旋降压线圈的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的第三种无线充电系统的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的第四种无线充电系统的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的第五种无线充电系统的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的第六种无线充电系统的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的第七种无线充电系统的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的第一种无线充电示意图；
图13是本申请实施例提供的第一种装置内部结构示意图；
图14是本申请实施例提供的第二种无线充电示意图；
图15是本申请实施例提供的第二种装置内部结构示意图；
图16是本申请实施例提供的第三种无线充电示意图；
图17是本申请实施例提供的第三种装置内部结构示意图；
图18是本申请实施例提供的第四种无线充电示意图；
图19是本申请实施例提供的第四种装置内部结构示意图；
图20是本申请实施例提供的第五种无线充电示意图；
图21是本申请实施例提供的第五种装置内部结构示意图；
图22是本申请实施例提供的第六种无线充电示意图；
图23是本申请实施例提供的第六种装置内部结构示意图；
图24是本申请实施例提供的第七种无线充电示意图；
图25是本申请实施例提供的第七种装置内部结构示意图；
图26是本申请实施例提供的第八种无线充电示意图；
图27是本申请实施例提供的第八种装置内部结构示意图；
图28是本申请实施例提供的第九种无线充电示意图；
图29是本申请实施例提供的第九种装置内部结构示意图。
附图标记：
10：发射装置，101：直流电源，102：逆变电路，103：发射电极，104：发射电极，105：第一补偿电路，20：接收装置，201：整流电路，202：负载，203：接收电极，204：接收电极，205：第二补偿电路，206：接收线圈，30：第一传输介质，40：第二传输介质，50：电能传输介质，P1：发射装置的输出端，P2：接收装置的输入端；
60：手机，601：发射装置内部电路，61：智能手表，611：接收装置内部电路，62：用户，63：智能戒指，631：接收装置内部电路，64：电子设备，641：接收装置内部电路，65：地面，70：电能发射装置，701：发射装置内部电路，71：烟雾传感器，711：接收装置内部电路，72：屋顶，73：监视器，731：接收装置内部电路，74：电子设备，741：接收装置内部电路，75：金属层。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景进行说明。
无线充电场景中，传输距离是影响用户体验的关键参数。目前，电子设备必须正对且紧贴无线充电盘才能进行充电，从而极大地限制了无线充电技术的应用。为此，本申请实施例提供了一种无线充电系统，可以应用于具有电导率大于空气的电导率的电能传输介质(如金属或非金属电介质)的无线充电场景，如可以应用于人体可穿戴设备无线充电、建筑内监控设备和传感器无线充电、桌上电子设备无线充电等场景。本申请实施例提供的无线充电系统可以自由灵活地在一个较大空间范围内实现无线充电，从而可以扩大无线充电技术的应用。
图1是本申请实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图。参见图1，该系统包括：发射装置10和接收装置20。
发射装置10包括逆变电路102和两个发射电极(图中所示的103和104)；逆变电路102的输入端与直流电源101连接，逆变电路102的两个输出端与两个发射电极一一连接。接收装置20包括两个接收电极(图中所示的203和204)和整流电路201；整流电路201的两个输入端与两个接收电极一一连接，整流电路201的输出端与负载202连接。两个发射电极中的一个发射电极103与两个接收电极中的一个接收电极203通过第一传输介质30耦合，第一传输介质30的电导率大于空气的电导率。
其中，逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，以使两个发射电极产生电场。两个接收电极在该电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201；整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
需要说明的是，发射装置10属于无线充电发射设备，接收装置20属于无线充电接收设备。无线充电发射设备用于为无线充电接收设备充电。无线充电发射设备和无线充电接收设备可以为各种类型的电子设备，即发射装置10和接收装置20可置于各种类型的电子设备中。例如，发射装置10和接收装置20可置于手持电子设备、可穿戴电子设备、桌面电子设备或墙壁悬挂电子设备等电子设备中，这些电子设备可以包括手机、智能手表、智能戒指、充电宝、电脑、监控设备和传感器等。
另外，直流电源101可以提供电能，如直流电源101可以为单独设置的电源模块，或者可以为无线充电发射设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。负载202可以接收电能，如负载202可以是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)灯、芯片、无线充电接收设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。
再者，第一传输介质30可以是作为电能传输介质的金属或非金属电介质，如第一传输介质30可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
需要说明的是，逆变电路102用于将直流电转换为交流电，也可以称为直流/交流转换电路。整流电路201用于将交流电转换为直流电，也可以称为交流/直流转换电路。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，此时两个发射电极之间产生电压，从而两个发射电极周围会形成电场。在该电场的作用下，两个接收电极之间产生感应电压，如此两个接收电极中会产生交流电。整流电路201将两个接收电极中的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。如此，就实现了发射装置10对接收装置20的无线充电。
值得注意的是，一种可能的实现方式中，逆变电路102可以将直流电源101输入的直流电转换为高频交流电后输出到两个发射电极，此时两个发射电极会产生高频电场。两个接收电极在该高频电场的作用下会产生高频交流电，整流电路201可以将该高频交流电转换为负载202适用的直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
另外，两个发射电极的位置可以根据使用需求进行设置。为了提高电能传输效率，应尽量降低两个发射电极之间的耦合度，为此应尽量减小两个发射电极的正对面积。例如，可以将两个发射电极分别设置在无线充电发射设备的后壳和边框。同样，两个接收电极的位置可以根据使用需求进行设置，为了提高电能传输效率，应尽量降低两个接收电极之间的耦合度，为此应尽量减小两个接收电极的正对面积。例如，可以将两个接收电极分别设置在无线充电接收设备的后壳和边框。
再者，本申请实施例中的无线充电系统在实际使用时，可以不设接地点，即可以是整体悬浮结构。并且，发射装置10中的两个发射电极与接收装置20中的两个接收电极无需正对放置也可以实现充电。如此，可以提高无线充电的灵活性。
值得说明的是，由于发射装置10与接收装置20之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置10的输出电压以及接收装置20的输入电压成正比，所以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置10与接收装置20之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，两个发射电极中的一个发射电极103和两个接收电极中的一个接收电极203可以通过第一传输介质30耦合，由于第一传输介质30的电导率大于空气的电导率，即第一传输介质30的电导率较高，所以可以提高这个发射电极103与这个接收电极203间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
进一步地，参见图2，发射装置10还可以包括第一补偿电路105，第一补偿电路105连接在逆变电路102与两个发射电极之间，第一补偿电路105和第二补偿电路205用于补偿发射装置10与接收装置20之间的容抗。并且，参见图2，接收装置20还可以包括第二补偿电路205，第二补偿电路205连接在两个接收电极与整流电路201之间，第二补偿电路205用于补偿接收装置20与发射装置10之间的容抗。
需要说明的是，第一补偿电路105的两个输入端与逆变电路102的两个输出端一一连接，第一补偿电路105的两个输出端与两个发射电极一一连接。第二补偿电路205的两个输入端与两个接收电极一一连接，第二补偿电路205的两个输出端与整流电路201的两个输入端一一连接。第一补偿电路105可以减小发射装置10中的无功损耗，第二补偿电路205可以减小接收装置20中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
进一步地，第一补偿电路105还可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高，以提高发射装置10的输出电压，继而也就提高了接收装置20的输入电压。此时两个接收电极中产生的交流电的电压将比较高，因而第二补偿电路205还可以将两个接收电极中产生的交流电的电压降低。
例如，逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为高频低压交流电后，第一补偿电路105可以将该高频低压交流电转换为高频高压交流电后施加到两个发射电极，来产生高频电场。此时，两个接收电极在该高频电场的作用下产生高频高压交流电，第二补偿电路205将该高频高压交流电转换为高频低压交流电，整流电路201将该高频低压交流电转换为负载202适用的直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
值得注意的是，当第一补偿电路105还可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高时，第一补偿电路105可以为升压电路或升压装置，如可以为LC(电感电容)谐振升压电路、平面螺旋升压线圈或变压器等，本申请实施例对此不作限定。当第二补偿电路205还可以将两个接收电极中产生的交流电的电压降低时，第二补偿电路205可以为降压电路或降压装置，如可以为LC谐振降压电路、平面螺旋降压线圈和变压器等，本申请实施例对此不作限定。
例如，第一补偿电路105可以为如图3所示的LC谐振升压电路，C1和C2为补偿电容，L1和L2为补偿电感，A端和B端为第一补偿电路105的两个输入端，C端和D端为第一补偿电路105的两个输出端。或者，第一补偿电路105可以为如图4所示的平面螺旋升压线圈，A端和B端连接的是最外匝的初级线圈，Cs为初级线圈的串联补偿电容，C端和D端连接的是多匝次级线圈，Cp为次级线圈的并联补偿电容，A端和B端为第一补偿电路105的两个输入端，C端和D端为第一补偿电路105的两个输出端。
又例如，第二补偿电路205可以为如图5所示为LC谐振降压电路，C1和C2为补偿电容，L1和L2为补偿电感，A端和B端为第二补偿电路205的两个输入端，C端和D端为第二补偿电路205的两个输出端。或者，第二补偿电路205可以为如图6所示的平面螺旋降压线圈，A端和B端连接的是多匝次级线圈，Cp为次级线圈的并联补偿电容，C端和D端连接的是最外匝的初级线圈，Cs为初级线圈的串联补偿电容，A端和B端为第二补偿电路205的两个输入端，C端和D端为第二补偿电路205的两个输出端。
值得说明的是，由于发射装置10与接收装置20之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置10的输出电压以及接收装置20的输入电压成正比，所以提高发射装置10的输出电压和接收装置20的输入电压，可以有效提高发射装置10与接收装置20之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，第一补偿电路105可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高，如此可以在两个发射电极周围形成较强的电场，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
其中，参见图1，两个发射电极中的另一个发射电极104与两个接收电极中的另一个接收电极204通过空气耦合；或者，参见图7，两个发射电极中的另一个发射电极104与两个接收电极中的另一个接收电极204通过第二传输介质40耦合，第二传输介质40的电导率大于空气的电导率。
需要说明的是，第二传输介质40可以是作为电能传输介质的金属或非金属电介质，如第二传输介质40可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。第二传输介质40可以与第一传输介质30相同或不同。
另外，两个发射电极中的一个发射电极103和两个接收电极中的一个接收电极203均与第一传输介质30耦合，从而形成一条能量传输路径。两个发射电极中的另一个发射电极104和两个接收电极中的另一个接收电极204均与空气或第二传输介质40耦合，从而形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路。这种情况下，两个发射电极产生电场后，该电场可以使两个接收电极之间产生感应电压，如此两个接收电极中就会产生交流电。
值得说明的是，由于发射装置10与接收装置20之间的传输功率与系统工作频率、发射电极与接收电极间的等效耦合电容、发射装置10的输出电压以及接收装置20的输入电压成正比，所以提高发射电极与接收电极间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置10与接收装置20之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。如此，当两个发射电极中的一个发射电极103和两个接收电极中的一个接收电极203通过第一传输介质30耦合，且两个发射电极中的另一个发射电极104和两个接收电极中的另一个接收电极204通过第二传输介质40耦合时，由于第一传输介质30和第二传输介质40的电导率均大于空气的电导率，即第一传输介质30和第二传输介质40的电导率均较高，所以可以大大提高两个发射电极与两个接收电极间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
值得注意的是，两个发射电极中的一个发射电极103与第一传输介质30可以直接接触。或者这个发射电极103与第一传输介质30可以是非接触的，即这个发射电极103可以与第一传输介质30相距一定的距离，具体地，这个发射电极103与第一传输介质30之间的距离可以大于0且小于第一距离，第一距离可以预先进行设置。当这个发射电极103与第一传输介质30是非接触的时，这个发射电极103与第一传输介质30之间可以存在其它物体，如这个发射电极103与第一传输介质30之间可以存在绝缘材料，本申请实施例对此不作限定。
这个发射电极103可以采用铁、铝、铜、合金等金属制成。实际应用中，这个发射电极103可以是单独设置的器件。或者，这个发射电极103可以为无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，此时这个发射电极103可以直接与第一传输介质30接触，当然，这个发射电极103也可以与第一传输介质30是非接触的，该金属结构件可以为金属外壳、金属边框等。或者，这个发射电极103可以位于无线充电发射设备的外壳的内侧，这种情况下，这个发射电极103与第一传输介质30之间存在无线充电发射设备的外壳，该外壳可以为绝缘材料、金属等。
同样的，两个接收电极中的一个接收电极203与第一传输介质30可以直接接触。或者这个接收电极203与第一传输介质30可以是非接触的，即这个接收电极203可以与第一传输介质30相距一定的距离，具体地，这个接收电极203与第一传输介质30之间的距离可以大于0且小于第二距离，第二距离可以预先进行设置。当这个接收电极203与第一传输介质30是非接触的时，这个接收电极203与第一传输介质30之间可以存在其它物体，如这个接收电极203与第一传输介质30之间可以存在绝缘材料，本申请实施例对此不作限定。
这个接收电极203可以采用铁、铝、铜、合金等金属制成。实际应用中，这个接收电极203可以是单独设置的器件。或者，这个接收电极203可以为无线充电接收设备的金属结构件中的至少一部分，此时这个接收电极203可以直接与第一传输介质30接触，当然，这个接收电极203也可以与第一传输介质30是非接触的，该金属结构件可以为金属外壳、金属边框等。或者，这个接收电极203可以位于无线充电接收设备的外壳的内侧，这种情况下，这个接收电极203与第一传输介质30之间存在无线充电接收设备的外壳，该外壳可以为绝缘材料、金属等。
同样的，当两个发射电极中的另一个发射电极104与两个接收电极中的另一个接收电极204通过第二传输介质40耦合时，另一个发射电极104与第二传输介质40可以是接触或非接触的，另一个接收电极204与第二传输介质40也可以是接触或非接触的。另一个发射电极104、第二传输介质40与另一个接收电极204之间的结构与上述的一个发射电极103、第一传输介质30与一个接收电极203之间的结构类似，本申请实施例对此不再赘述。
在本申请实施例中，无线充电系统包括发射装置10和接收装置20。发射装置10包括逆变电路102和两个发射电极。接收装置20包括两个接收电极和整流电路201。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，以使两个发射电极产生电场。两个接收电极在该电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201，整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。由于两个发射电极中的一个发射电极103和两个接收电极中的一个接收电极203通过电导率大于空气的电导率的第一传输介质30耦合，所以可以提高这个发射电极103与这个接收电极203间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
图8是本申请实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图。参见图8，该系统包括：发射装置10和接收装置20。
发射装置10包括逆变电路102和一个发射电极103；逆变电路102的输入端与直流电源101连接，逆变电路102的一个输出端与发射电极103连接，逆变电路102的另一个输出端与发射装置10的输出端P1连接。接收装置20包括一个接收电极203和整流电路201；整流电路201的一个输入端与接收电极203连接，整流电路201的另一个输入端与接收装置20的输入端P2连接，整流电路201的输出端与负载202连接。发射电极103与接收电极203通过电能传输介质50耦合，电能传输介质50的电导率大于空气的电导率。
其中，逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后通过逆变电路102的两个输出端输出，以使发射电极103和发射装置10的输出端P1产生电场；接收电极203和接收装置20的输入端P2在该电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201；整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
需要说明的是，发射装置10属于无线充电发射设备，接收装置20属于无线充电接收设备。无线充电发射设备用于为无线充电接收设备充电。无线充电发射设备和无线充电接收设备可以为各种类型的电子设备，即发射装置10和接收装置20可置于各种类型的电子设备中。例如，发射装置10和接收装置20可置于手持电子设备、可穿戴电子设备、桌面电子设备或墙壁悬挂电子设备等电子设备中，这些电子设备可以包括手机、智能手表、智能戒指、充电宝、电脑、监控设备和传感器等。
另外，直流电源101可以提供电能，如直流电源101可以为单独设置的电源模块，或者可以为无线充电发射设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。负载202可以接收电能，如负载202可以是LED灯、芯片、无线充电接收设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。
再者，电能传输介质50可以是金属或非金属电介质，如电能传输介质50可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
需要说明的是，逆变电路102用于将直流电转换为交流电，也可以称为直流/交流转换电路。整流电路201用于将交流电转换为直流电，也可以称为交流/直流转换电路。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后通过其两个输出端输出，此时发射电极103与发射装置10的输出端P1之间产生电压，从而发射电极103和发射装置10的输出端P1周围会形成电场。在该电场的作用下，接收电极203和接收装置20的输入端P2之间产生感应电压，如此接收电极203和接收装置20的输入端P2中会产生交流电。整流电路201将接收电极203和接收装置20的输入端P2中的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。如此，就实现了发射装置10对接收装置20的无线充电。
值得注意的是，一种可能的实现方式中，逆变电路102可以将直流电源101输入的直流电转换为高频交流电后通过其两个输出端输出，此时发射电极103和发射装置10的输出端P1会产生高频电场。接收电极203和接收装置20的输入端P2在该高频电场的作用下会产生高频交流电，整流电路201可以将该高频交流电转换为负载202适用的直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
另外，本申请实施例中的无线充电系统在实际使用时，可以不设接地点，即可以是整体悬浮结构。并且，发射装置10中的发射电极103与接收装置20中的接收电极203无需正对放置也可以实现充电。如此，可以提高无线充电的灵活性。
需要说明的是，发射电极103和接收电极203均与电能传输介质50耦合，形成一条能量传输路径。发射装置10的输出端P1和接收装置20的输入端P2均与空气耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路。这种情况下，发射电极103和发射装置10的输出端P1产生电场后，该电场可以使接收电极203和接收装置20的输入端P2之间产生感应电压，如此接收电极203和接收装置20的输入端P2中就会产生交流电。
值得说明的是，由于发射装置10与接收装置20之间的传输功率与系统工作频率、发射电极103与接收电极203间的等效耦合电容、发射装置10的输出电压以及接收装置20的输入电压成正比，所以提高发射电极103与接收电极203间的等效耦合电容，可以有效提高发射装置10与接收装置20之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，发射电极103和接收电极203可以通过电能传输介质50耦合，由于电能传输介质50的电导率大于空气的电导率，即电能传输介质50的电导率较高，所以可以提高发射电极103与接收电极203间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
此外，本申请实施例中，发射装置10中仅需包括一个发射电极103，接收装置20中仅需包括一个接收电极203，就可以实现发射装置10对接收装置20的无线充电，从而可以有效减小发射装置10和接收装置20的成本、体积和重量，进一步增强无线充电的灵活性。
进一步地，参见图9，发射装置10还可以包括第一补偿电路105，第一补偿电路105连接在逆变电路102与发射电极103之间，且连接在逆变电路102与发射装置10的输出端P1之间，第一补偿电路105用于补偿发射装置10与接收装置20之间的容抗。并且，参见图9，接收装置20还可以包括第二补偿电路205，第二补偿电路205连接在接收电极203与整流电路201之间，且连接在接收装置20的输入端P2与整流电路201之间，第二补偿电路205用于补偿接收装置20与发射装置10之间的容抗。
需要说明的是，第一补偿电路105的两个输入端与逆变电路102的两个输出端一一连接，第一补偿电路105的一个输出端与发射电极103连接，第一补偿电路105的另一个输出端与发射装置10的输出端P1连接。第二补偿电路205的一个输入端与接收电极203连接，第二补偿电路205的另一个输入端与接收装置20的输入端P2连接，第二补偿电路205的两个输出端与整流电路201的两个输入端一一连接。第一补偿电路105可以减小发射装置10中的无功损耗，第二补偿电路205可以减小接收装置20中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
进一步地，第一补偿电路105还可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高，以提高发射装置10的输出电压，继而也就提高了接收装置20的输入电压。此时接收电极203和接收装置20的输入端P2中产生的交流电的电压将比较高，因而第二补偿电路205还可以将接收电极203和接收装置20的输入端P2中产生的交流电的电压降低。
例如，逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为高频低压交流电后，第一补偿电路105可以将该高频低压交流电转换为高频高压交流电后施加到发射电极103和发射装置10的输出端P1，来产生高频电场。此时，接收电极203和接收装置20的输入端P2在该高频电场的作用下产生高频高压交流电，第二补偿电路205将该高频高压交流电转换为高频低压交流电，整流电路201将该高频低压交流电转换为负载202适用的直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
值得注意的是，当第一补偿电路105还可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高时，第一补偿电路105可以为升压电路或升压装置，如可以为LC谐振升压电路、平面螺旋升压线圈或变压器等，本申请实施例对此不作限定。当第二补偿电路205还可以将接收电极203和接收装置20的输入端P2中产生的交流电的电压降低时，第二补偿电路205可以为降压电路或降压装置，如可以为LC谐振降压电路、平面螺旋降压线圈和变压器等，本申请实施例对此不作限定。
例如，第一补偿电路105可以为如图3所示的LC谐振升压电路，C1和C2为补偿电容，L1和L2为补偿电感，A端和B端为第一补偿电路105的两个输入端，C端和D端为第一补偿电路105的两个输出端。或者，第一补偿电路105可以为如图4所示的平面螺旋升压线圈，A端和B端连接的是最外匝的初级线圈，Cs为初级线圈的串联补偿电容，C端和D端连接的是多匝次级线圈，Cp为次级线圈的并联补偿电容，A端和B端为第一补偿电路105的两个输入端，C端和D端为第一补偿电路105的两个输出端。
又例如，第二补偿电路205可以为如图5所示为LC谐振降压电路，C1和C2为补偿电容，L1和L2为补偿电感，A端和B端为第二补偿电路205的两个输入端，C端和D端为第二补偿电路205的两个输出端。或者，第二补偿电路205可以为如图6所示的平面螺旋降压线圈，A端和B端连接的是多匝次级线圈，Cp为次级线圈的并联补偿电容，C端和D端连接的是最外匝的初级线圈，Cs为初级线圈的串联补偿电容，A端和B端为第二补偿电路205的两个输入端，C端和D端为第二补偿电路205的两个输出端。
值得说明的是，由于发射装置10与接收装置20之间的传输功率与系统工作频率、发射电极103与接收电极203间的等效耦合电容、发射装置10的输出电压以及接收装置20的输入电压成正比，所以提高发射装置10的输出电压和接收装置20的输入电压，可以有效提高发射装置10与接收装置20之间的传输功率，从而可以实现较远距离的无线充电。本申请实施例中，第一补偿电路105可以将逆变电路102输出的交流电的电压升高，如此可以在发射电极103和发射装置10的输出端P1周围形成较强的电场，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
值得注意的是，发射电极103与电能传输介质50可以直接接触。或者发射电极103与电能传输介质50可以是非接触的，即发射电极103可以与电能传输介质50相距一定的距离，具体地，发射电极103与电能传输介质50之间的距离可以大于0且小于第一距离，第一距离可以预先进行设置。当发射电极103与电能传输介质50是非接触的时，发射电极103与电能传输介质50之间可以存在其它物体，如发射电极103与电能传输介质50之间可以存在绝缘材料，本申请实施例对此不作限定。
发射电极103可以采用铁、铝、铜、合金等金属制成。实际应用中，发射电极103可以是单独设置的器件。或者，发射电极103可以为无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，此时发射电极103可以直接与电能传输介质50接触，当然，发射电极103也可以与电能传输介质50是非接触的，该金属结构件可以为金属外壳、金属边框等。或者，发射电极103可以位于无线充电发射设备的外壳的内侧，这种情况下，发射电极103与电能传输介质50之间存在无线充电发射设备的外壳，该外壳可以为绝缘材料、金属等。
同样的，接收电极203与电能传输介质50可以直接接触。或者接收电极203与电能传输介质50可以是非接触的，即接收电极203可以与电能传输介质50相距一定的距离，具体地，接收电极203与电能传输介质50之间的距离可以大于0且小于第二距离，第二距离可以预先进行设置。当接收电极203与电能传输介质50是非接触的时，接收电极203与电能传输介质50之间可以存在其它物体，如接收电极203与电能传输介质50之间可以存在绝缘材料，本申请实施例对此不作限定。
接收电极203可以采用铁、铝、铜、合金等金属制成。实际应用中，接收电极203可以是单独设置的器件。或者，接收电极203可以为无线充电接收设备的金属结构件中的至少一部分，此时接收电极203可以直接与电能传输介质50接触，当然，接收电极203也可以与电能传输介质50是非接触的，该金属结构件可以为金属外壳、金属边框等。或者，接收电极203可以位于无线充电接收设备的外壳的内侧，这种情况下，接收电极203与电能传输介质50之间存在无线充电接收设备的外壳，该外壳可以为绝缘材料、金属等。
在本申请实施例中，无线充电系统包括发射装置10和接收装置20。发射装置10包括逆变电路102和一个发射电极103。接收装置20包括一个接收电极203和整流电路201。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后通过逆变电路102的两个输出端输出，以使发射电极103和发射装置10的输出端P1产生电场。接收电极203和接收装置20的输入端P2在该电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201，整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。由于发射电极103和接收电极203通过电导率大于空气的电导率的电能传输介质50耦合，所以可以提高发射电极103与接收电极203间的等效耦合电容，从而可以有效提高无线充电传输距离，增强无线充电灵活性。
图10是本申请实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图。参见图10，该系统包括：发射装置10和接收装置20。
发射装置10包括逆变电路102和两个发射电极(图中所示的103和104)；逆变电路102的输入端与直流电源101连接，逆变电路102的两个输出端与两个发射电极一一连接；两个发射电极通过电能传输介质50耦合，电能传输介质50的电导率大于空气的电导率。接收装置20包括接收线圈206和整流电路201；整流电路201的输入端与接收线圈206连接，整流电路201的输出端与负载202连接。
其中，逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，以在两个发射电极之间的电能传输介质50中产生交流电；电能传输介质50中的交流电激发磁场；接收线圈206在该磁场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201；整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
需要说明的是，发射装置10属于无线充电发射设备，接收装置20属于无线充电接收设备。无线充电发射设备用于为无线充电接收设备充电。无线充电发射设备和无线充电接收设备可以为各种类型的电子设备，即发射装置10和接收装置20可置于各种类型的电子设备中。例如，发射装置10和接收装置20可置于手持电子设备、可穿戴电子设备、桌面电子设备或墙壁悬挂电子设备等电子设备中，这些电子设备可以包括手机、智能手表、智能戒指、充电宝、电脑、监控设备和传感器等。
另外，直流电源101可以提供电能，如直流电源101可以为单独设置的电源模块，或者可以为无线充电发射设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。负载202可以接收电能，如负载202可以是LED灯、芯片、无线充电接收设备的电池等，本申请实施例对此不作限定。
再者，电能传输介质50可以是金属或非金属电介质，如电能传输介质50可以为如铁、铝、铜、合金材料、金属管道、设备金属外壳、建筑物金属结构、接地网等金属，也可以为如人体、动物、土壤、大地、海水等非金属电介质，只要其电导率大于空气的电导率即可。
需要说明的是，逆变电路102用于将直流电转换为交流电，也可以称为直流/交流转换电路。整流电路201用于将交流电转换为直流电，也可以称为交流/直流转换电路。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极，此时两个发射电极之间产生电压，由于两个发射电极之间的电能传输介质50的电导率大于空气的电导率，所以电能传输介质50中会产生交流电，该交流电会在电能传输介质50的周围激发出磁场。在该磁场的作用下，接收线圈206中会感应出交流电。整流电路201可以将接收线圈206中的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。如此，就实现了发射装置10对接收装置20的无线充电。
值得注意的是，一种可能的实现方式中，逆变电路102可以将直流电源101输入的直流电转换为高频交流电后输出到两个发射电极，此时两个发射电极之间的电能传输介质50中会产生高频交流电，该高频交流电会激发高频磁场。接收线圈206在该高频磁场的作用下会产生高频交流电，整流电路201可以将该高频交流电转换为负载202适用的直流电后输出给负载202，以为负载202供电。
另外，本申请实施例中的无线充电系统在实际使用时，可以不设接地点，即可以为整体悬浮结构，从而可以提高无线充电的灵活性。
值得说明的是，本申请实施例中，发射装置10中的两个发射电极可以通过电导率大于空气的电导率的电能传输介质50耦合，如此电能传输介质50中可以产生交流电，该交流电可以激发磁场。通过电磁感应，使接收装置20中的接收线圈206中产生交流电，以此实现无线充电，提高了无线充电的灵活性。
进一步地，参见图11，发射装置10还可以包括第一补偿电路105，第一补偿电路105连接在逆变电路102与两个发射电极之间，用于补偿两个发射电极之间的容抗。并且，参见图11，接收装置20还可以包括第二补偿电路205，第二补偿电路205连接在接收线圈206与整流电路201之间，用于补偿接收线圈206的感抗。
需要说明的是，第一补偿电路105的两个输入端与逆变电路102的两个输出端一一连接，第一补偿电路105的两个输出端与两个发射电极一一连接。第二补偿电路205的两个输入端与接收线圈206连接，第二补偿电路205的两个输出端与整流电路201的两个输入端一一连接。第一补偿电路105可以减小发射装置10中的无功损耗，第二补偿电路205可以减小接收装置20中的无功损耗，如此可以提高电能传输效率。
另外，接收线圈206可以使用铜线、利兹线等导线绕制而成。并且，可以在接收线圈206的下方放置导磁片。导磁片具有导磁作用，可以提高接收线圈206接收到的磁通量。导磁片可由铁氧体、非晶、纳米晶等至少一种磁材料构成，本申请实施例对此不作限定。第二补偿电路205可以通过单个电容或多个电容、电感的串联或并联实现。
值得注意的是，对于两个发射电极中的任意一个发射电极，如对于发射电极103或发射电极104，这个发射电极可以与电能传输介质50直接接触。或者这个发射电极与电能传输介质50可以是非接触的，即这个发射电极可以与电能传输介质50相距一定的距离，具体地，这个发射电极与电能传输介质50之间的距离可以大于0且小于参考距离，参考距离可以预先进行设置。当这个发射电极与电能传输介质50是非接触的时，这个发射电极与电能传输介质50之间可以存在其它物体，如这个发射电极与电能传输介质50之间可以存在绝缘材料，本申请实施例对此不作限定。
换句话说，两个发射电极中的至少一个发射电极可以与电能传输介质50接触；或者，两个发射电极中的至少一个发射电极可以与电能传输介质50之间的距离大于0且小于参考距离；或者，两个发射电极中的一个发射电极103可以与电能传输介质50接触，另一个发射电极104可以与电能传输介质50之间的距离大于0且小于参考距离。
发射电极103和发射电极104均可以采用铁、铝、铜、合金等金属制成。实际应用中，两个发射电极中的至少一个发射电极可以是单独设置的器件。或者，两个发射电极中至少一个发射电极可以为无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，此时该至少一个发射电极可以直接与电能传输介质50接触，当然，该至少一个发射电极也可以与电能传输介质50是非接触的，该金属结构件可以为金属边框、金属外壳等。或者，两个发射电极中至少一个发射电极可以位于无线充电发射设备的外壳的内侧，这种情况下，该至少一个发射电极与电能传输介质50之间存在无线充电发射设备的外壳，该外壳可以为绝缘材料、金属等。或者，两个发射电极中一个发射电极103可以为无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，另一个发射电极104可以位于无线充电发射设备的外壳的内侧。
在本申请实施例中，无线充电系统包括发射装置10和接收装置20。发射装置10包括逆变电路102和两个发射电极。接收装置20包括接收线圈206和整流电路201。逆变电路102将直流电源101输入的直流电转换为交流电后输出到两个发射电极。由于两个发射电极通过电导率大于空气的电导率的电能传输介质50耦合，所以两个发射电极之间的电能传输介质50中会产生交流电，电能传输介质50中的交流电激发磁场。接收线圈206在该磁场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到整流电路201。整流电路201将输入的交流电转换为直流电后输出给负载202，以为负载202供电。如此，实现了发射装置10对接收装置20的无线充电，提高了无线充电的灵活性。
为了便于理解，接下来结合具体的应用场景来对上述无线充电系统进行举例说明。
第一种可能的应用场景：
图12和图13是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给佩戴在手腕的智能手表61进行无线充电的应用场景。
图12为无线充电示意图。如图12所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。智能手表61为接收装置20，可以包括接收装置内部电路611、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路611可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且手腕佩戴着智能手表61时，发射电极103和接收电极203通过用户62的身体耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204通过空气耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能的无线传输。
图13为装置内部结构示意图。如图13所示，手机60中发射电极103可以为金属箔或金属网等，置于手机60与手掌的接触位置对应的手机60内部或表面。为了提高发射电极103与手掌之间的耦合度，可以通过设置发射电极103的面积和形状，来尽量增大发射电极103与手掌的正对面积。发射电极103可以不需要与用户62的身体直接接触，即可以将发射电极103与用户62的身体之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。手机60中的发射电极104与发射电极103可以是相同材料或不同材料，且发射电极104可以置于手机60内部或表面。为加强发射电极104与接收电极204之间的耦合度，发射电极104的面积应尽可能大，但应减小发射电极104与发射电极103的正对面积，以降低发射电极104与发射电极103之间的耦合度。
智能手表61中的接收电极203可以为金属箔或金属网等，置于智能手表61与手腕的接触位置对应的智能手表61内部或底盖表面；当然，接收电极203也可直接为智能手表61中与手腕接触的金属表框或金属底盖中的至少一部分。为了提高接收电极203与手腕之间的耦合度，可以通过设置接收电极203的面积和形状，来尽量增大接收电极203与手腕的正对面积。接收电极203可不需要与用户62的身体直接接触，即可以将接收电极203与用户62的身体之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。智能手表61中的接收电极204与接收电极203可以是相同材料或不同材料，且接收电极204可以置于智能手表61内部或表面，当然，接收电极204也可直接是金属表盘中的至少一部分。为加强接收电极204与发射电极104之间的耦合度，接收电极204的面积应尽可能大，但应减小接收电极204与接收电极203的正对面积，以降低接收电极204与接收电极203之间的耦合度。
第二种可能的应用场景：
图14和图15是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给佩戴在手指上的智能戒指63进行无线充电的应用场景。
图14为无线充电示意图。如图14所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。智能戒指63为接收装置20，可以包括接收装置内部电路631、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路631可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且手指上佩戴着智能戒指63时，发射电极103和接收电极203通过用户62的身体建立耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204通过空气耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能的无线传输。
图15为装置内部结构示意图。如图15所示，手机60的结构与上述第一种可能的应用场景中手机60的结构类似，本申请实施例对此不再赘述。
智能戒指63中的接收电极203可以为金属箔或金属网等，置于智能戒指63与手指的接触位置对应的智能戒指63内部或内侧表面。为了提高接收电极203与手指之间的耦合度，可以通过设置接收电极203的面积和形状，来尽量增大接收电极203与手指的正对面积。接收电极203可不需要与用户62的身体直接接触，即可以将接收电极203与用户62的身体之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。智能戒指63中的接收电极204与接收电极203可以是相同材料或不同材料，且接收电极204可以置于智能戒指63内部或外侧表面。为加强接收电极204与发射电极104之间的耦合度，接收电极204的面积应尽可能大，但应减小接收电极204与接收电极203的正对面积，以降低接收电极204与接收电极203之间的耦合度。
第三种可能的应用场景：
图16和图17是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给佩戴在手腕上的智能手表61进行无线充电的应用场景。
与上述第一种可能的应用场景不同的是，此处通过另一侧手的拇指和食指分别与发射电极104与接收电极204的搭接，增大了发射装置10与接收装置20之间的耦合度。
图16为无线充电示意图。如图16所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。智能手表61为接收装置20，可以包括接收装置内部电路611、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路611可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且手腕佩戴着智能手表61时，发射电极103和接收电极203之间通过用户62的身体耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204之间通过另一侧手的拇指与食指的搭接形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能的无线传输。
图17为装置内部结构示意图。如图17所示，手机60中发射电极103可以为金属箔或金属网等，置于手机60与手掌的接触位置对应的手机60内部或表面。为了提高发射电极103与手掌之间的耦合度，可以通过设置发射电极103的面积和形状，来尽量增大发射电极103与手掌的正对面积。发射电极103可以不需要与用户62的身体直接接触，即可以将发射电极103与用户62的身体之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。手机60中的发射电极104与发射电极103可以是相同材料或不同材料，且发射电极104可以置于手机60内部或表面，发射电极104的位置应方便另一侧手的食指搭接。为了提高发射电极104与食指之间的耦合度，可以通过设置发射电极104的面积和形状，来尽量增大发射电极104与食指的正对面积。发射电极104可不需要与用户62的食指直接接触，即可以将发射电极104与用户62的手指之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。
智能手表61中的接收电极203可以为金属箔或金属网等，置于智能手表61与手腕的接触位置对应的智能手表61内部或底盖表面；当然，接收电极203也可以直接为智能手表61中与手腕接触的金属表框或金属底盖中的至少一部分。为了提高接收电极203与手腕之间的耦合度，可以通过设置接收电极203的面积和形状，来尽量增大接收电极203与手腕的正对面积。接收电极203可不需要与用户62的身体直接接触，即可以将接收电极203与用户62的身体之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。智能手表61中的接收电极204与接收电极203可以是相同材料或不同材料，且接收电极204可以置于智能手表61的表盘位置或表带位置，接收电极204的位置应方便另一侧手的拇指搭接。为了提高接收电极204与拇指之间的耦合度，可以通过设置接收电极204的面积和形状，来尽量增大接收电极204与拇指的正对面积。接收电极204可不需要与用户62的拇指直接接触，即可以将接收电极204与用户62的拇指之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。
值得注意的是，利用用户身体其他部位实现发射电极104和接收电极204之间的搭接，来提高发射装置10与接收装置20之间的耦合度时，可以不限于身体另一侧手的拇指和食指，也可以是其他两根手指(如手拇指和小指)或身体其他部位(如手掌和中指)等，本申请实施例对此不作限定。
第四种可能的应用场景：
图18和图19是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给身体另一侧的手持电子设备64进行无线充电的应用场景。
图18为无线充电示意图。如图18所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。身体另一侧手持的电子设备64为接收装置20，可以包括接收装置内部电路641、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路641可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且在身体另一侧手持电子设备64时，发射电极103和接收电极203通过用户62的身体耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204通过地面65或接地金属物体耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能无线传输。
图19为装置内部结构示意图。如图19所示，手机60和电子设备64的结构与上述几种可能的应用场景中手机60的结构类似，本申请实施例对此不再赘述。
第五种可能的应用场景：
图20和图21是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持接地的手机60给身体另一侧的手持电子设备64进行无线充电的应用场景。
图20为无线充电示意图，图21为装置内部结构示意图。如图20和图21所示，手机60与电子设备64与第四种可能的应用场景中的手机60和电子设备64具有相似的结构、原理和工作场景，不同的是手机60通过充电线或数据线接地，从而增加了发射电极104与地面65或接地金属物体之间的耦合度，可以进一步提高无线电能传输效率。
第六种可能的应用场景：
图22和图23是图10实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给佩戴在手指的智能戒指63进行无线充电的应用场景。
图22为无线充电示意图。如图22所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。智能戒指63为接收装置20，可以包括接收装置内部电路631和接收线圈206，接收装置内部电路631可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且手指佩戴着智能戒指63时，将手掌与发射电极103搭接，将手指与发射电极104搭接，手指与手掌连接发射电极103和发射电极104形成电流通道，手指中的电流激发出磁场。智能戒指63中的接收线圈206在该磁场作用下产生交流电，从而实现电能的无线传输。
图23为装置内部结构示意图。如图23所示，手机60与上述几种可能的应用场景中的手机60的结构类似，不同的是手机60中的发射电极103和发射电极104的位置应方便手掌和佩戴智能戒指63的手指与其搭接。
智能戒指63中的接收线圈206可以为智能戒指63的指环中的至少一部分，接收线圈206可使用铜线、利兹线等导线绕制而成。
第七种可能的应用场景：
图24和图25是图10实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用手持手机60给佩戴在手腕上的智能手表61进行无线充电的应用场景。
图24为无线充电示意图。如图24所示，手机60为发射装置10，可以包括发射装置内部电路601、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路601可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。智能手表61为接收装置20，可以包括接收装置内部电路611和接收线圈206，接收装置内部电路611可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当用户62手持手机60且手腕佩戴着智能手表61时，将另一侧手的食指与发射电极103搭接，将拇指和位于智能手表61的远离手机60的一侧的手臂搭接，发射电极103和发射电极104之间通过用户62的身体形成电流通道，手臂中的电流激发出磁场。智能手表61中的接收线圈206在该磁场作用下产生交流电，从而实现电能的无线传输。
图25为装置内部结构示意图。如图25所示，手机60与上述几种可能的应用场景中的手机60的结构类似，不同的是手机60中的发射电极103的位置应方便另一侧手的食指搭接。
智能手表61中的接收线圈206可以为智能手表61的表带中的至少一部分，接收线圈206可使用铜线、利兹线等导线绕制而成。
值得说明的是，第六种可能的应用场景与第七种可能的应用场景可以组合应用，图26为将第六种可能的应用场景和第七种可能的应用场景进行组合后的无线充电示意图。
第八种可能的应用场景：
图27和图28是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用悬挂在屋顶的电能发射装置70给悬挂在屋顶的烟雾传感器71或监视器73进行无线充电的应用场景。
图27为无线充电示意图。如图27所示，电能发射装置70为发射装置10，可以包括发射装置内部电路701、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路701可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。烟雾传感器71为接收装置20，可以包括接收装置内部电路711、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路711可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当具有钢结构(如钢筋、钢架等)的屋顶72悬挂电能发射装置70和烟雾传感器71时，发射电极103和接收电极203通过屋顶72的钢结构耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204通过空气耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能的无线传输。
图28为装置内部结构示意图。参见图28，电能发射装置70中发射电极103可以为金属箔或金属网等，置于电能发射装置70与屋顶72的接触部分对应的内部或表面。为了提高发射电极103与屋顶72的钢结构之间的耦合度，可以通过设置发射电极103的面积和形状，来尽量增大发射电极103与屋顶72的钢结构的正对面积。发射电极103可不需要与屋顶72的钢结构有直接电气连接，即可以将发射电极103与屋顶72的钢结构之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。电能发射装置70中发射电极104与发射电极103可以是相同材料或不同材料，且发射电极104可以置于电能发射装置70远离屋顶72的一侧的内部或表面。为加强发射电极104与接收电极204之间的耦合度，发射电极104的面积应尽可能大，但应减小发射电极104与发射电极103的正对面积，以降低发射电极104与发射电极103之间的耦合度。
烟雾传感器71中的接收电极203可以为金属箔或金属网等，置于烟雾传感器71与屋顶72的接触部分对应的内部或表面。为了提高接收电极203与屋顶72的钢结构之间的耦合度，可以通过设置接收电极203的面积和形状，来尽量增大接收电极203与屋顶72的钢结构的正对面积。接收电极203可不需要与屋顶72的钢结构有直接电气连接，即可以将接收电极203与屋顶72的钢结构之间添加绝缘材料或者拉开一段距离。烟雾传感器71中的接收电极204与接收电极203可以是相同材料或不同材料，且接收电极204可以置于烟雾传感器71远离屋顶72的一侧的内部或表面。为加强接收电极204与发射电极104之间的耦合度，接收电极204的面积应尽可能大，但应减小接收电极204与接收电极203的正对面积，以降低接收电极204与接收电极203之间的耦合度。
需要说明的是，电能发射装置70给悬挂在屋顶的监视器73进行无线充电的原理和结构与上述电能发射装置70给烟雾传感器71进行无线充电的原理和结构类似，本申请实施例对此不再赘述。
第九种可能的应用场景：
图29是图1实施例提供的无线充电系统涉及的应用场景的示意图，具体涉及一种使用置于桌面的电能发射装置70给置于桌面的电子设备74进行无线充电的应用场景。
图29为无线充电示意图。如图29所示，电能发射装置70为发射装置10，可以包括发射装置内部电路701、发射电极103和发射电极104，发射装置内部电路701可以包括直流电源101和逆变电路102，进一步地还可以包括第一补偿电路105。电子设备74为接收装置20，可以包括接收装置内部电路741、接收电极203和接收电极204，接收装置内部电路741可以包括整流电路201和负载202，进一步地还可以包括第二补偿电路205。
当覆有金属层75的桌面上放置有电能发射装置70和电子设备74时，发射电极103和接收电极203通过金属层75耦合，形成一条能量传输路径。发射电极104和接收电极204通过空气耦合，形成另一条能量传输路径。这两条能量传输路径形成能量回路，以实现电能的无线传输。
值得注意的是，也可将电能发射装置70内置于便携电脑内，如此可以实现使用便携电脑给桌面上的电子设备74进行无线充电。
值得注意的是，本申请实施例仅以上述九种可能的应用场景为例进行说明。实际应用中，本申请实施例提供的无线充电系统也可以应用于其它需要进行无线充电的场景中，以使得无线充电具有很好的空间灵活性。
以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括：发射装置和接收装置；
所述发射装置包括逆变电路和两个发射电极；所述逆变电路的输入端与直流电源连接，所述逆变电路的两个输出端与所述两个发射电极一一连接，所述两个发射电极分别设置在无线充电发射装置的后壳和边框；所述逆变电路将所述直流电源输入的直流电转换为交流电后输出到所述两个发射电极，以使所述两个发射电极产生电场；
所述接收装置包括两个接收电极和整流电路；所述整流电路的两个输入端与所述两个接收电极一一连接，所述整流电路的输出端与负载连接，所述两个接收电极分别设置在无线充电接收装置的后壳和边框，所述两个发射电极与所述两个接收电极不正对放置；所述两个接收电极在所述电场的作用下产生交流电，并将产生的交流电传输到所述整流电路，所述整流电路将输入的交流电转换为直流电后输出给所述负载，以为所述负载供电；
所述两个发射电极中的一个发射电极与所述两个接收电极中的一个接收电极通过第一传输介质耦合，所述第一传输介质的电导率大于空气的电导率；
所述两个发射电极中的另一个发射电极与所述两个接收电极中的另一个接收电极通过空气耦合；或者，所述两个发射电极中的另一个发射电极与所述两个接收电极中的另一个接收电极通过第二传输介质耦合，所述第二传输介质的电导率大于空气的电导率，所述第二传输介质和所述第一传输介质不同。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述发射装置还包括第一补偿电路，所述第一补偿电路连接在所述逆变电路与所述两个发射电极之间，所述第一补偿电路用于补偿所述发射装置与所述接收装置之间的容抗。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一补偿电路还用于将所述逆变电路输出的交流电的电压升高。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述接收装置还包括第二补偿电路，所述第二补偿电路连接在所述两个接收电极与所述整流电路之间，所述第二补偿电路用于补偿所述接收装置与所述发射装置之间的容抗。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述第二补偿电路还用于将所述两个接收电极中产生的交流电的电压降低。
6.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述一个发射电极与所述第一传输介质接触，或者所述一个发射电极与所述第一传输介质之间的距离大于0且小于第一距离。
7.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述一个接收电极与所述第一传输介质接触，或者所述一个接收电极与所述第一传输介质之间的距离大于0且小于第二距离。
8.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述一个发射电极为所述发射装置所在的无线充电发射设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述一个发射电极位于所述无线充电发射设备的外壳的内侧。
9.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述一个接收电极为所述接收装置所在的无线充电接收设备的金属结构件中的至少一部分，或者所述一个接收电极位于所述无线充电接收设备的外壳的内侧。
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