CN112803602B - 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，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第一定位组件，第一定位组件呈圆环形或圆弧形。第一定位组件环绕于感应线圈外周，和/或，第一定位组件位于所述感应线圈中心位置。第一定位组件包括第一磁钢组件。第一磁钢组件包括第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢的宽度不小于第二磁钢的宽度。其中，第一磁钢沿轴向充磁，第二磁钢沿径向向充磁。本发明提高了线圈之间的磁吸力和定位对准精度，从而无线充电系统充电效率，而且第一定位组件可以形成较好的漏磁屏蔽效果，减小了第一定位组件内外侧的电子部件之间相互的电磁干扰。
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，并通过背面与侧面的磁性定位组件实现漏磁屏蔽，避免磁性定位组件内外侧的电子部件受到电磁影响。
无线充电过程中对准定位困难，容易错位，且错位会导致的充电效率降低，发热增大的问题。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，漏磁屏蔽效果不佳。
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定位组件的磁吸力和漏磁屏蔽效果。
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第一定位组件，所述第一定位组件呈圆环形或圆弧形；所述第一定位组件环绕于所述感应线圈外周，和/或，所述第一定位组件位于所述感应线圈中心位置；所述第一定位组件包括第一磁钢组件；所述第一磁钢组件包括第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢的宽度不小于所述第二磁钢的宽度；
其中，所述第一磁钢沿轴向充磁，所述第二磁钢沿径向充磁。
在本发明实施例提供的电子设备中，所述第一定位组件包括与所述第一磁钢组件层叠的第一软磁组件，所述第一软磁组件包括第一底板和第一侧板，所述第一底板和所述第一侧板共同围成用于容纳所述第一磁钢组件的第一容纳腔。
在本发明实施例提供的电子设备中，所述第一磁钢组件包括第三磁钢，所述第三磁钢和所述第二磁钢分别位于所述第一磁钢的两侧，且所述第一磁钢的宽度不小于所述第三磁钢的宽度。
在本发明实施例提供的电子设备中，所述第三磁钢沿径向充磁，且同一径向上所述第二磁钢的极性与所述第三磁钢的极性相反。
在本发明实施例提供的电子设备中，所述第一定位组件由若干个子定位组件拼接形成。
在本发明实施例提供的电子设备中，所述感应线圈组件包括多个间隔分布且呈圆弧形的所述第一定位组件。
本发明的目的之二在于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，所述感应线圈被配置为从所述发射线圈接收功率。其中，所述发射线圈组件还包括与所述第一定位组件相适配的第二定位组件；所述第二定位组件包括第二软磁组件和与所述第二软磁组件层叠的第二磁钢组件，所述第二磁钢组件包括第四磁钢；
所述第四磁钢沿轴向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第四磁钢的极性与所述第一磁钢的极性相同。
在本发明实施例提供的无线充电系统中，所述第二软磁组件包括第二底板和第二侧板，所述第二底板和所述第二侧板共同围成用于容纳所述第二磁钢组件的第二容纳腔。
在本发明实施例提供的无线充电系统中，所述第二磁钢组件包括第五磁钢，所述第五磁钢沿径向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第五磁钢的位置与所述第二磁钢的位置相对应，且所述第五磁钢的极性与所述第二磁钢的极性相反。
在本发明实施例提供的无线充电系统中，所述第二磁钢组件包括第六磁钢；所述第六磁钢沿径向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第六磁钢在所述第一磁钢组件上的投影与所述第二磁钢分别位于所述第一磁钢的两侧，所述第六磁钢的极性与所述第二磁钢的极性相同。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过设置第一软磁组件以及第一磁钢和第二磁钢在第一软磁组件上排布和充磁方向，提升了第一定位组件的磁吸力，便于感应线圈和与感应线圈作用的发射线圈之间的中心对齐，从而提高充电效率，而且第一定位组件可以形成较好的屏蔽效果，减小了第一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为感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图；
图8为感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图；
图9为感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图；
图10感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图；
图11感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图；
图12感应线圈组件与发射线圈组件的另一配合示意图。
图中示出：
1000、无线充电系统；
10、电子设备；
100、感应线圈组件；110、感应线圈；120、第一定位组件；121、第一磁钢组件；121a、子定位组件；1211、第一磁钢；1212、第二磁钢；1213、第三磁钢；122、第一软磁组件；1221、第一底板；1222、第一侧板；
200、支撑件；
20、无线充电设备；
300、发射线圈组件；310、发射线圈；320、第二定位组件；321、第二磁钢组件；3211、第四磁钢；3212、第五磁钢；3213、第六磁钢；322、第二软磁组件；3221、第二底板；3222、第二侧板。
【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1000，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100，感应线圈组件100包括感应线圈110，无线充电设备20包括发射线圈组件300，发射线圈组件300包括发射线圈310，感应线圈110被配置为从发射线圈310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310基于一定频率的交流电通过电磁感应在感应线圈110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100还包括第一定位组件120，第一定位组件120环绕于感应线圈110外周，和/或，第一定位组件120位于感应线圈110中心位置；发射线圈组件300还包括与第一定位组件120相适配的第二定位组件320。第一定位组件120和第二定位组件320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110和发射线圈310之间中心对齐，以提高充电效率，此外，第一定位组件120和第二定位组件320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，第一定位组件120和第二定位组件320均呈圆环形或部分圆环形(圆弧形)。
请参阅图1，在一可选的实施例中，电子设备10包括支撑件200，感应线圈组件100设于支撑件200。具体地，该支撑件200可以为电子设备10的背壳。
可选地，感应线圈110通过粘贴或者激光镭射工艺成型于支撑件200。
如图2至图12所示，可选地，第一定位组件120包括第一软磁组件122和与第一软磁组件122层叠的第一磁钢组件121，第一磁钢组件121包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第一磁钢1211的宽度不小于第二磁钢1212的宽度；其中，第一磁钢1211沿轴向x充磁，第二磁钢1212沿径向y充磁。
示例性地，第一磁钢1211朝向第一软磁组件122的一侧为S级，第一磁钢1211背对第一软磁组件122的一侧为N极，第二磁钢1212朝向第一磁钢1211的一侧为N极，第二磁钢1212远离第一磁钢1211的一侧为S极。可以理解的是，在其他实施例中，第一磁钢1211的极性和第二磁钢1212的极性方向还可以为其他形式。
请参阅图3，在一可选的实施例中，第一软磁组件122包括第一底板1221和第一侧板1222，第一底板1221和第一侧板1222共同围成用于容纳第一磁钢组件121的第一容纳腔1201。可以理解的是，第一磁钢组件121的背面和侧面采用软磁材料覆盖，能够进一步屏蔽泄露的磁场，提高磁吸力。
可选地，第一软磁组件122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软铁层、纳米晶层或软磁层。
请参阅图3，在一可选的实施例中，第一磁钢组件121包括第三磁钢1213，第三磁钢1213和第二磁钢1212分别位于第一磁钢1211的两侧。
具体地，第三磁钢1213沿径向充磁，且同一径向上第二磁钢1212的极性与第三磁钢1213的极性相反。
【表1】
表1为本发明实施例提出的第一定位组件120的磁吸力、屏蔽层外平均磁密、最大回复力及1/4回复区域与现有方案的第一定位组件120的对比示意。其中，回复区域定义为平面内偏移对准位置的面积，反映定位对准的自动复位的程度。当区域内的回复力大于0.5N，可认定该区域为回复区域。即，1/4回复区域内的磁吸力均大于0.5N。由表1可以看出，本发明实施例提出的第一定位组件120，在同样圆环尺寸条件下的技术参数对比，以及对准位置时，磁吸力相对于现有方案有45.3％的提升，屏蔽效果相对于现有方案有172.0％的提升，最大回复力有64.3％的提升。具体地，第一定位组件120中第一磁钢1211、第二环线磁钢和第三磁钢1213的截面宽度比例为1.75：1.15：1.15。
根据测试，第一定位组件120中第一磁钢1211、第二环线磁钢和第三磁钢1213的截面宽度较优的尺寸比例为1：1：1-3：1：1。可选地，第一磁钢1211的宽度与第二磁钢1212的宽度及第三磁钢1213的宽度比可以为1：1：1或2：1：1或3：1：1，具体地，第一磁钢1211的宽度与第二磁钢1212的宽度及第三磁钢1213的宽度比为2：1：1时，第一定位组件120的磁吸力、回复力及屏蔽效果较为理想。
具体地，同一径向上第二环线磁钢的宽度和第三磁钢1213的宽度可以相等也可以不相等，同一径向上保证第一磁钢1211的的宽度不小于第二环线磁钢的宽度和第三磁钢1213的宽度即可。
因而，通过设置第一软磁组件122以及第一磁钢1211、第二磁钢1212及在第一软磁组件122上排布和充磁方向，提升了第一定位组件120的磁吸力，便于感应线圈110和与感应线圈110作用的发射线圈310之间的中心对齐，从而提高充电效率，而且第一定位组件120可以形成较好的屏蔽效果，减小了第一定位组件120内外侧的电子部件之间相互的电磁干扰。
可选地，第一定位组件120由若干个子定位组件121a拼接形成。具体地，环形的第一定位组件120由若干个子定位组件121a首尾相连拼接形成，圆弧形的第一定位组件120由若干个子定位组件121a相邻连拼接形成。可以理解的是，感应线圈组件100可以包括多段间隔设置且呈圆弧形的第一定位组件120。
如图4和图5所示，可选地，第二定位组件320包括第二软磁组件322和与第二软磁组件322层叠的第二磁钢组件321，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211；其中，第四磁钢3211沿轴向x充磁，且无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第四磁钢3211的极性与第一磁钢1211的极性相同。
示例性地，第四磁钢3211朝向第二软磁组件322的一侧为N极，第四磁钢3211背对第二软磁组件322的一侧为S极。可以理解的是，在其他实施例中，第一磁钢1211和第四磁钢3211的极性方向还可以为其他形式，能保证第四磁钢3211的极性与第一磁钢1211的极性相同即可。
请参阅图5，在一可选的实施例中，第二软磁组件322包括第二底板3221和第二侧板3222，第二底板3221和第二侧板3222共同围成用于容纳第二磁钢组件321的第二容纳腔3201。可以理解的是，第二磁钢组件321的背面和侧面采用软磁材料覆盖，能够进一步屏蔽泄露的磁场，提高磁吸力。
可选地，第二软磁组件322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软铁层、纳米晶层或软磁层。
在一可选的实施例中，第二磁钢组件321包括第五磁钢3212，第五磁钢3212沿径向充磁，且无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第五磁钢3212的极性与第二磁钢1212的极性相反。示例性地，第四磁钢3211的宽度不小于第五磁钢3212的宽度。
在一可选的实施例中，第二磁钢组件321包括第六磁钢3213；第六磁钢3213沿径向充磁，且无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第六磁钢3213的极性与第二磁钢1212的极性相同。示例性地，第四磁钢3211的宽度不小于第六磁钢3213的宽度。
第五磁钢3212朝向第四磁钢3211的一侧为S极，第五磁钢3212背对第四磁钢3211的一侧为N极。可以理解的是，在其他实施例中，第五磁钢3212的极性方向还可以为其他形式，能够保证无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第五磁钢3212的极性与第二磁钢1212的极性相反即可。具体地，无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第五磁钢3212的位置与第二磁钢1212的位置相对应。
第六磁钢3213朝向第四磁钢3211的一侧为S极，第六磁钢3213背对第四磁钢3211的一侧为N极。可以理解的是，在其他实施例中，第五磁钢3212的极性方向还可以为其他形式，能够保证无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第六磁钢3213的极性与第二磁钢1212的极性相反即可。具体地，无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第一磁钢1211与第四磁钢3211的位置相对应，第六磁钢3213在第一磁钢组件121上的投影与第二磁钢1212的分别位于第一磁钢1211的两侧。
具体地，请参阅图6至图12，第一磁钢组件121和第二磁钢组件321具有多种配合形式。其中，第一磁钢组件121至少包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第二磁钢组件321至少包括第四磁钢3211。
示例性地，图6为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211的配合方式。
示例性地，图7为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211、第二磁钢1212和第三磁钢1213，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211的配合方式。
示例性地，图8为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211和第五磁钢3212的配合方式，且无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第五磁钢3212的位置与第二磁钢1212的位置相对应。
示例性地，图9为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211、第二磁钢1212和第三磁钢1213，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211和第五磁钢3212的配合方式。
示例性地，图10为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211、第五磁钢3212和第六磁钢3213的配合方式。
示例性地，图11为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211、第二磁钢1212和第三磁钢1213，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211、第五磁钢3212和第六磁钢3213的配合方式。
示例性地，图12为第一磁钢组件121包括第一磁钢1211和第二磁钢1212，第二磁钢组件321包括第四磁钢3211和第六磁钢3213的配合方式，且无线充电设备20与电子设备10配合使用时，第一磁钢1211与第四磁钢3211的位置相对应，第六磁钢3213在第一磁钢组件121上的投影与第二磁钢1212的分别位于第一磁钢1211的两侧。
通过采用以上技术方案，第一磁钢组件121至少包括充磁方向为x轴的第一磁钢1211和充磁方向为y轴的第二环线磁钢，第二磁钢组件321包括至少充磁方向为x轴的第四磁钢3211，第一磁钢1211与第四磁钢3211的相互作用使得无线充电系统1000中的电子设备10和无线充电设备20之间的磁吸力得到保证，同时第二环线磁钢与第四磁钢3211的相互作用使得无线充电系统1000中的电子设备10和无线充电设备20错位时的回复力得到保证，同时能够减少电子设备10和无线充电设备20中非吸附面的磁泄露。可以理解的是，在第一磁钢组件121包括第三磁钢1213，和/或，第二磁钢组件321包括第五磁钢3212和/或第六磁钢3213时，第一磁钢组件121与第二磁钢组件321的配合方式更丰富，电子设备10和无线充电设之间的磁吸力及回复力更强，非吸附面的磁泄露量更少，电子设备10能够配合具有不同结构第二磁钢组件321的无线充电设备20。
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 (9)
1.一种无线充电系统，其特征在于，包括无线充电设备和电子设备；
所述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第一定位组件，所述第一定位组件呈圆环形或圆弧形；所述第一定位组件环绕于所述感应线圈外周，和/或，所述第一定位组件位于所述感应线圈中心位置；所述第一定位组件包括第一磁钢组件；所述第一磁钢组件包括第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢的宽度不小于所述第二磁钢的宽度；
其中，所述第一磁钢沿轴向充磁，所述第二磁钢沿径向充磁；
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，所述感应线圈被配置为从所述发射线圈接收功率；
其中，所述发射线圈组件还包括与所述第一定位组件相适配的第二定位组件；所述第二定位组件包括第二磁钢组件，所述第二磁钢组件包括第四磁钢；
所述第四磁钢沿轴向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第四磁钢的极性与所述第一磁钢的极性相同。
2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一定位组件包括与所述第一磁钢组件层叠的第一软磁组件，所述第一软磁组件包括第一底板和第一侧板，所述第一底板和所述第一侧板共同围成用于容纳所述第一磁钢组件的第一容纳腔。
3.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一磁钢组件包括第三磁钢，所述第三磁钢和所述第二磁钢分别位于所述第一磁钢的两侧，且所述第一磁钢的宽度不小于所述第三磁钢的宽度。
4.根据权利要求3所述的无线充电系统，其特征在于，所述第三磁钢沿径向充磁，且同一径向上所述第二磁钢的极性与所述第三磁钢的极性相反。
5.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一定位组件由若干个子定位组件拼接形成。
6.根据权利要求5所述的无线充电系统，其特征在于，所述感应线圈组件包括多个间隔分布且呈圆弧形的所述第一定位组件。
7.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二定位组件包括与所述第二磁钢组件层叠的第二软磁组件，所述第二软磁组件包括第二底板和第二侧板，所述第二底板和所述第二侧板共同围成用于容纳所述第二磁钢组件的第二容纳腔。
8.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二磁钢组件包括第五磁钢，所述第五磁钢沿径向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第五磁钢的位置与所述第二磁钢的位置相对应，且所述第五磁钢的极性与所述第二磁钢的极性相反。
9.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二磁钢组件包括第六磁钢；所述第六磁钢沿径向充磁，且所述无线充电设备与所述电子设备配合使用时，所述第六磁钢在所述第一磁钢组件上的投影与所述第二磁钢分别位于所述第一磁钢的两侧，所述第六磁钢的极性与所述第二磁钢的极性相同。
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