CN117277601A - 无线充电组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线充电组件和电子设备。线充电模组包括：第一充电模组，包括第一线圈和充电接口；第二充电模组，包括第二线圈和电源单元；其中，无线充电组件具有充电状态和磁吸状态，在充电状态下，充电接口、第一线圈与第二线圈串联连接，以使第一线圈和第二线圈均能够用于充电；在磁吸状态下，第二线圈与电源单元串联连接，并且第一线圈与充电接口串联连接，以使第一线圈用于充电的同时第二线圈能够产生磁吸力。

Description

无线充电组件和电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其是指一种无线充电组件、壳体和电子设备。

背景技术

随着科技的快速发展，电子产品已广泛应该于人们的工作和生活中。为了迎合人们的消费体验，无线充电技术由于其独特的快捷特性，逐步成为了一种主流的充电方式，这也对无线充电技术的要求越来越高。

现有技术中，无线充电技术仍存在充电速率低，受使用场景限制较大的问题，电子设备的无线充电组件的性能仍有待提升。

发明内容

本申请实施例提供了一种无线充电组件和电子设备，能解决现有技术中无线充电组件充电速率低，受使用场景限制大适应性差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电组件，包括：第一充电模组，包括第一线圈和充电接口；第二充电模组，包括第二线圈和电源单元；其中，无线充电组件具有充电状态和磁吸状态，在充电状态下，充电接口、第一线圈与第二线圈串联连接，以使第一线圈和第二线圈均能够用于充电；在磁吸状态下，第二线圈与电源单元串联连接，并且第一线圈与充电接口串联连接，以使第一线圈用于充电的同时第二线圈能够产生磁吸力。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括壳体和上述第一方面实施例的无线充电组件，壳体上设置有限位槽，至少部分无线充电组件容纳于限位槽内。

这样，本申请实施例提供的无线充电组件和电子设备中，无线充电组件包括第一充电模组和第二充电模组，第一充电模组包括第一线圈和充电接口，第二充电模组包括第二线圈和电源单元，当无线充电组件处于充电状态时，充电接口、第一线圈与第二线圈串联连接，以增强无线充电组件在充电时的电动势，当无线充电组件处于磁吸状态时，第二线圈与电源单元串联连接，并且第一线圈与充电接口串联连接，以使第一线圈用于充电的同时第二线圈能够产生磁吸力。

因此本申请实施例中，通过在无线充电组件中设置第二充电模组，以使在无线充电组件处于充电状态时，充电接口、第一线圈与第二线圈串联连接，无线充电组件在原有第一线圈的基础上增加了第二线圈，也就是为第一充电模组增加至少一匝线圈，以增加无线充电组件中的线圈匝数，以在无线充电组件充电时，增强无线充电组件的电动势，以提高该无线充电组件的充电速率；以使在无线充电组件处于磁吸状态时，第二线圈与电源单元串联连接，并且第一线圈与充电接口串联连接，以使电源单元能够给第二线圈供电，第二线圈通电产生磁力，以提高无线充电组件和充电装置之间的磁吸强度，以降低充电装置和无线充电组件分离的风险，使该无线充电组件可以在多种情景下使用，以提高该无线充电组件的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本申请一些实施例的壳体的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的无线充电组件的电路图；

图3为本申请另一些实施例的无线充电组件的电路图；

图4为本申请一些实施例的电子设备的壳体在图1中A-A处的剖视图；

图5为本申请一些实施例的电子设备的壳体在图1中A-A处的剖视图；

图6为图1中B处的放大结构示意图；

图7为本申请一些实施例电子设备的壳体的结构示意图。

附图标号说明：

100、无线充电组件；

110、第一充电模组；111、第一线圈；112、充电接口

120、第二充电模组；121、第二线圈；122、电源单元；123、可变电阻；1211、子线圈单元；1212、线圈柱；

130、开关模块；131、第一开关单元；1311、第一开关；1312、第二开关；132、第二开关单元；1321、第三开关；1322、第四开关；133、第四线路；

140、角度传感器；

200、电子设备；

210、壳体；220、限位槽；221、第一限位槽；222、第二限位槽；223、第三限位槽；230、磁吸组件。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“中”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图2，图1为本申请一些实施例的壳体的结构示意图；图2为本申请一些实施例的无线充电组件的电路图。

第一方面，如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种无线充电组件100，无线充电组件100包括第一充电模组110和第二充电模组120，第一充电模组110包括第一线圈111和充电接口112，第二充电模组120包括第二线圈121和电源单元122；其中，无线充电组件100具有充电状态和磁吸状态，在充电状态下，充电接口112、第一线圈111与第二线圈121串联连接，以使第一线圈111和第二线圈121均能够用于充电；在磁吸状态下，第二线圈121与电源单元122串联连接，并且第一线圈111与充电接口112串联连接，以使第一线圈111用于充电的同时，第二线圈121能够产生磁吸力。

本申请实施例提供的无线充电组件100中，无线充电组件100包括第一充电模组110和第二充电模组120，第一充电模组110包括第一线圈111和充电接口112，第二充电模组120包括第二线圈121和电源单元122，当无线充电组件100处于充电状态时，充电接口112、第一线圈111与第二线圈121串联连接，以增强无线充电组件100在充电时的电动势，当无线充电组件100处于磁吸状态时，第二线圈121与电源单元122串联连接，并且第一线圈111与充电接口112串联连接，以使第一线圈111用于充电的同时第二线圈121能够产生磁吸力。通过在无线充电组件100中设置第二充电模组120，以使在无线充电组件100处于充电状态时，充电接口112、第一线圈111与第二线圈121串联连接，无线充电组件100在原有第一线圈111的基础上增加了第二线圈121，也就是为第一充电模组110增加至少一匝线圈，以增加无线充电组件100中的线圈匝数，以在无线充电组件100充电时，增强无线充电组件100的电动势，以提高其充电速率；以使在无线充电组件100处于磁吸状态时，第二线圈121与电源单元122串联连接，并且第一线圈111与充电接口112串联连接，以使电源单元122能够给第二线圈121供电，第二线圈121通电产生磁力，以提高无线充电组件100和充电装置之间的磁吸强度，以降低充电装置和无线充电组件100分离的风险，使该无线充电组件100可以在多种情景下使用，以提高该无线充电组件100的适应性。

无线充电组件100是电子设备的一部分，电子设备通过无线充电组件100和充电装置配合以实现无线充电。无线充电组件100中具有第一充电模组110，充电装置中具有充电线圈，第一充电模组110和充电线圈耦合，进而实现电子设备的无线充电。

电子设备的无线充电技术主要采用电磁感应模式，具体地，即在发射端线圈输入一定频率的交流电，通过电磁感应在接收端线圈形成一定的电流，从而将电能从发射端转移到接收端。在前述的实施方式中，充电装置中的充电线圈即可为发射端线圈，而第一充电模组110的第一线圈111相应为接收端线圈。当无线充电组件100处于充电状态时，第二线圈121也为接收端线圈。

可选的，本申请实施例中的无线充电组件100还包括承载部，承载部用于承载和集成第一充电模组110和第二充电模组120。该无线充电组件100设置于电子设备的电子设备200内部。示例性的，该承载部可以为中空壳体或者承载部呈平板状，或者该承载部为电子设备主板的一部分或者该承载部位电子设备的电子设备200的一部分。第一充电模组110和第二充电模组120粘接或嵌设于承载部。

第二充电模组120内可以包括至少一个第二线圈121，第二线圈121包括n匝线圈，n≥1。第二线圈121中线圈的轴线延伸方向和第一充电模组110中线圈的轴线延伸方向之间的夹角小于90°。

电源单元122用于在无线充电组件100处于磁吸状态时，为第二线圈121供电，电源单元122可以为设置在无线充电组件100中的独立电源，或者电源单元122为和电子设备的电池连接的功能端口。

充电接口112和第一线圈111连接，充电端口用于将第一线圈111以及第二线圈121通过电磁感应产生的电流传递至设备的电池中。

可选的，第二线圈121中线圈的轴线延伸方向和第一充电模组110中线圈的轴线延伸方向相同，以增大第二线圈121的磁通量，以在无线充电组件100处于充电状态时，提高第二线圈121的电动势，以及在无线充电组件100处于磁吸状态时，提高第二线圈121和充电装置之间的磁吸强度。

无线充电组件100处于充电状态时，第一充电模组110的电动势ε1＝Δ为第一充电模组110的磁通变化量，Δt为变化时间。第二线圈121的电动势为第二线圈121的磁通变化量，则无线充电组件100的电动势ε＝ε1+ε2。由此通过将第二线圈121和第一充电模组110串联，可以增强无线充电组件100的电动势，以提高无线充电组件100的充电速率。

无线充电组件100处于磁吸状态时，第二线圈121和电源单元122串联，电源单元122为第二线圈121供电，第二线圈121通电产生磁性并和充电装置上的磁性件相互吸合，以提高无线充电组件100和充电装置之间的连接强度。以使电子设备和水平面之间存在夹角时，充电装置仍能和无线充电组件100吸合，二者不会因为重力原因而相互分离。

且采用本申请实施例中的无线充电组件100时，处于磁吸状态的第二充电模组120可以增强无线充电模块和充电装置的连接可靠性，充电装置无需设置额外的物理固定结构，以降低充电状的工艺难度。

在一些实施例中，如图1和图2所示，无线充电组件100还包括开关模块130，开关模块130接于第一充电模组110和第二充电模组120，开关模块130用于控制无线充电组件100在充电状态和磁吸状态之间的切换。

在这些实施例中，通过开关模块以控制无线充电组件100在充电状态和磁吸状态之间的切换，以方便的控制无线充电组件的状态。

第二线圈121通过开关模块130连接于第一充电模组110和电源单元122，也就是通过开关模块130可以控制第二线圈121是否连接于第一充电模组110以及电源单元122。示例性的，开关模块130为单刀多掷开关，以减少开关数量，缩小无线充电组件100的尺寸，或者开关模块130中包括多个开关件。

开关模块130使第二线圈121和电源单元122断开，并使第二线圈121和第一充电模组110串联，无线充电组件100处于充电状态。开关模块130使第二线圈121和第一充电模组110断开，第二线圈121和电源单元122连接，无线充电组件100处于磁吸状态。

在一些实施例中，如图1和图2所示，第二充电模组120还包括角度传感器140，角度传感器140和第二充电模组120电连接，角度传感器140用于检测无线充电组件100和参考面之间的夹角，开关模块130能够根据夹角控制无线充电组件100的充电状态。

在这些实施例中，无线充电组件100包括角度传感器140，通过角度传感器140以检测无线充电组件100和参考面之间的夹角，以方便控制无线充电组件100处于磁吸状态还是充电状态，提高无线充电组件100的控制可靠性。

角度传感器140可以检测无线充电组件100和参考面之间的夹角θ₁，当夹角θ₁大于目标角度θ₀时，无线充电组件100进入磁吸状态。

示例性的，参考面为和水平面重合的平面a。角度传感器140可以检测无线充电组件100和平面a之间的夹角θ₂，θ₁＝θ₂，当夹角θ₂大于目标角度θ₀时，无线充电组件100进入磁吸状态。

或者，参考面为和水平面保持夹角θ的平面b，0＜θ＜90°。角度传感器140可以检测无线充电组件100和平面b之间的夹角θ₃，θ₁＝θ₃，当夹角θ₃大于目标角度θ₀时，无线充电组件100进入磁吸状态。

角度传感器140可以固定于无线充电组件100的承载面，或者角度传感器140可以固定于电子设备的其它部件上，但是角度传感器140和第二充电模组120电连接。

请参阅图3，图3为本申请另一些实施例的无线充电组件的电路图。

在一些实施例中，如图1和图3所示，第二充电模组120包括可变电阻123，可变电阻123串联于第二线圈121和电源单元122，且可变电阻123和角度传感器140连接，角度传感器140还用于根据夹角调节可变电阻123的阻值。

在这些实施例中，第二充电模组120包括串联于第二线圈121和电源单元122之间的可变电阻123，可变电阻123通过角度传感器140测得的角度值调节可变电阻123的阻值，以使第二线圈121处于磁吸状态时具有足够的磁吸强度时，还改善了由于第二线圈121中电流过大时，第二充电模组120温度过高，导致无线充电组件100的充电速率降低的问题。

可变电阻123的阻值可调，可变电阻123、电源单元122和第二线圈121串联连接，当角度传感器140检测到无线充电组件100和参考面之间的夹角较大时，可变电阻123的阻值降低，以使第二线圈121的功率提高，第二线圈121的磁场强度提高。

在一些实施例中，如图1和图3所示，开关模块130包括第一开关单元131和第二开关单元132，第二充电模组120和第一充电模组110之间通过第一开关单元131连接，第二线圈121和电源单元122通过第二开关单元132连接，在充电状态，第一开关单元131闭合，第二开关单元132断开，第二线圈121和第一充电模组110串联；在磁吸状态，第一开关单元131断开，第二开关单元132闭合，第二线圈121和电源单元122串联。

在这些实施例中，开关模块130包括第一开关单元131和第二开关单元132，通过控制第一开关单元131和第二开关单元132的通断状态，以调节第二充电模组120的处于磁吸状态或者充电状态，其结构简洁可靠性高。

具体的，第一开关单元131包括第一开关1311和第二开关1312，第二开关单元132包括第三开关1321和第四开关1322，第一开关1311设置于电源单元122和第一线圈111之间，第二开关1312设置于第二线圈121和充电接口112之间，第三开关1321设置于第二线圈121和电源单元122之间，第一充电模组110包括和第二线圈121并联的第四线路133，第四开关1322设置于第四线路。当无线充电组件100处于充电状态时，第一开关1311和第二开关1312闭合，第二线圈121、第一线圈111和充电接口112串联，第三开关1321和第四开关1322断开，第二线圈121和电源单元122断开；当无线充电组件100处于磁吸状态时，第一开关1311和第二开关1312断开，第二线圈121和第一线圈111断开，第三开关1321和第四开关1322闭合，第二线圈121和电源单元122串联。

请参阅图1、图4和图5，图4为本申请一些实施例的电子设备的壳体在图1中A-A处的剖视图；图5为本申请一些实施例的电子设备的壳体在图1中A-A处的剖视图。

第二方面，如图1、图4和图5所示，本申请实施例提供一种电子设备200，电子设备200包括壳体210和上述第一方面实施例的无线充电组件100，壳体210上设置有限位槽220，至少部分无线充电组件100容纳于限位槽220内。

在这些实施例中，电子设备200的壳体210上开设有限位槽220，至少部分无线充电组件100容纳于限位槽220内，无需设置和壳体210相互独立的无线充电组件100，以缩减电子设备的整体厚度。

电子设备200的壳体210上开设有限位槽220，限位槽220可以和壳体210一体注塑成型，或者限位槽220由机加工的方式获得。

无线充电组件100粘接或嵌设于限位槽220内，以提高无线充电组件100和壳体210的连接强度。

可选的，无线充电组件100全部容纳于限位槽220内部，以缩减电子设备的整体厚度。

在一些实施例中，如图4和图5所示，限位槽220包括间隔设置的第一限位槽221、第二限位槽222和第三限位槽223，第一线圈111容纳于第一限位槽221，第二线圈121容纳于第二限位槽222，第三限位槽223位于第一限位槽221与第二限位槽222之间。

在这些实施例中，限位槽220包括间隔设置的第一限位槽221、第二限位槽222和第三限位槽223，第一线圈111和第二线圈121分别容纳于第一限位槽221和第二限位槽222内，以降低第一线圈111和第二线圈121意外导通的风险，提高了无线充电组件100的可靠性。

可选的，第一限位槽221和第二限位槽222的深度根据第一线圈111和第二线圈121的尺寸设定，以降低由于限位槽220过深，导致壳体210结构强度过低的风险。

可选的，请参阅图7，图7为本申请一些实施例电子设备的壳体的结构示意图，如图7所示，第二限位槽222环绕第一限位槽221连续延伸设置，降低了第二充电模组120的设置难度。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，第二限位槽222和第一限位槽221同轴设置。

在这些实施例中，第二限位槽222和第一限位槽221同轴设置，以改善由于第一线圈111和第二线圈121之间部分磁场相互抵消，导致无线充电组件100的充电速率下降的问题。

请参阅图6，图6为图1中B处的放大结构示意图。

在一些实施例中，如图4至图6和图1所示，第二限位槽222包括间隔设置的多个子限位槽(图未示出)，多个子限位槽呈环状均匀间隔设置；第二线圈121包括多个子线圈单元1211，各子线圈单元1211设置于各子限位槽，相邻子限位槽内的子线圈单元1211串联连接。

在这些实施例中，第二限位槽222包括间隔设置的多个子限位槽，子线圈单元1211设置于子限位槽内，以减少壳体210上限位槽220的设置面积，以改善由于限位槽220的面积过大，导致壳体210结构强度过低的问题。

可选的，各个子限位槽绕第一限位槽221均匀设置，以在无线充电组件100处于磁吸状态时，无线充电组件100周侧受力均匀。

在一些实施例中，如图4至图6和图1所示，第二线圈121还包括线圈柱1212，子线圈单元1211绕设于线圈柱1212，线圈柱1212容纳于子限位槽内。

在这些实施例中，子线圈单元1211绕设于线圈柱1212上，线圈柱1212容纳于子限位槽内，以缩减电子设备的整体厚度。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，电子设备200还包括磁吸组件230，磁吸组件230容纳于第三限位槽223内。

在这些实施例中，电子设备200设置有磁吸组件230，通过磁吸组件230以使充电装置和电子设备200磁吸连接，且电子设备200上设置第三限位槽223，磁吸组件230设置于第三限位槽223内，以缩减电子设备的整体厚度。

电子设备200的第三限位槽223内设置磁吸组件230，充电装置设置有和磁吸组件230的磁性相反的永磁体，例如磁吸组件230朝向电子设备200外侧的为N极，充电装置的永磁体朝向外侧的一侧为S极，以使充电装置和电子设备200磁吸连接。示例性的，磁吸组件230为永磁体。

可选的，如图7所示，第三限位槽223环绕第一限位槽221延续设置，通过提高第一限位槽221的容积，以容纳更大体积的磁吸组件230，以增强电子设备200和充电装置的磁吸强度。

可选的，第三限位槽223环绕第一限位槽221间隔设置，以缩减第三限位槽223的容积，以提高电子设备200的结构强度。

可选的，第三限位槽223和第一限位槽221同轴设置，第三限位槽223位于第一限位槽221和第二限位槽222之间，以使磁吸组件230和充电装置的永磁体对应，以增强电子设备200和充电装置的磁吸强度。

本申请实施例中的电子设备包括但不限于手机、个人数字助理(PersonalDigital Assistant；PDA)、平板电脑、手提电脑、电视机、行车记录仪等具有摄像功能的设备。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无线充电组件，其特征在于，包括：

第一充电模组，包括第一线圈和充电接口；

第二充电模组，包括第二线圈和电源单元；

其中，所述无线充电组件具有充电状态和磁吸状态，在所述充电状态下，所述充电接口、所述第一线圈与所述第二线圈串联连接，以使所述第一线圈和所述第二线圈均能够用于充电；

在所述磁吸状态下，所述第二线圈与所述电源单元串联连接，并且所述第一线圈与所述充电接口串联连接，以使所述第一线圈用于充电的同时所述第二线圈能够产生磁吸力。

2.根据权利要求1所述的无线充电组件，其特征在于，所述无线充电组件还包括：

开关模块，连接于所述第一充电模组和所述第二充电模组，用于控制所述无线充电组件在充电状态和磁吸状态之间的切换。

3.根据权利要求2所述的无线充电组件，其特征在于，所述第二充电模组还包括：

角度传感器，和所述第二充电模组电连接，所述角度传感器用于检测所述无线充电组件和参考面之间的夹角，所述开关模块能够根据所述夹角控制所述无线充电组件的充电状态。

4.根据权利要求3所述的无线充电组件，其特征在于，所述第二充电模组包括：

可变电阻，串联于所述第二线圈和所述电源单元，且所述可变电阻和所述角度传感器连接，所述角度传感器还用于根据所述夹角调节所述可变电阻的阻值。

5.根据权利要求2所述的无线充电组件，其特征在于，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第二充电模组和所述第一充电模组之间通过所述第一开关单元连接，所述第二线圈和所述电源单元通过所述第二开关单元连接，

在所述充电状态，所述第一开关单元闭合，所述第二开关单元断开，所述第二线圈和所述第一充电模组串联；在所述磁吸状态，所述第一开关单元断开，所述第二开关单元闭合，所述第二线圈和所述电源单元串联。

6.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和上述权利要求1-5任一项所述的无线充电组件，所述壳体上设置有限位槽，至少部分所述无线充电组件容纳于所述限位槽内。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述限位槽包括间隔设置的第一限位槽、第二限位槽和第三限位槽，所述第一线圈容纳于所述第一限位槽，所述第二线圈容纳于所述第二限位槽，所述第三限位槽位于所述第一限位槽与所述第二限位槽之间。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第二限位槽和所述第一限位槽同轴设置。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第二限位槽包括间隔设置的多个子限位槽，多个所述子限位槽呈环状均匀间隔设置；

所述第二线圈包括多个子线圈单元，各所述子线圈设置于各所述子限位槽，相邻所述子限位槽内的所述子线圈串联连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第二线圈还包括线圈柱，所述子线圈单元绕设于所述线圈柱，所述线圈柱容纳于所述子限位槽内。

11.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括磁吸组件，所述磁吸组件容纳于所述第三限位槽内。