CN117439287B - 无线充电设备及电子设备组件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供无线充电设备及电子设备组件,涉及电子设备技术领域,能够解决无线充电设备的电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的问题。该一种无线充电设备包括至少一个电感线圈、控制电路板以及发射组件,控制电路板包括电源接口和多个电子元器件,至少一个电感线圈通过导线与控制电路板耦接,至少一个电感线圈与多个电子元器件共同构成至少一个功能电路;至少一个功能电路包括处理电路;电源接口用于接收外部的供电电压,处理电路用于根据供电电压生成交流电压;发射组件与处理电路耦接,发射组件包括至少一个发射线圈,至少一个发射线圈用于根据交流电压为电子设备充电;其中,至少一个电感线圈位于控制电路板外部。

Description

无线充电设备及电子设备组件
技术领域
本申请实施例涉及电子设备领域,尤其涉及一种无线充电设备及电子设备组件。
背景技术
随着电子科技的快速发展,手机、平板电脑等电子设备的普及率越来越高,这些电子设备的娱乐功能也越来越强大,带给用户更多的娱乐方式和使用体验。由于无线充电方式较有线充电方式使用更加方便,因此,越来越多的电子设备,特别是移动手持式设备(如手机),开始具备无线充电功能。
然而,相关技术中的无线充电设备的电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限。
发明内容
本申请实施例提供一种无线充电设备及电子设备组件,用于改善无线充电设备的的电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的问题。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供了一种无线充电设备。无线充电设备包括至少一个电感线圈、控制电路板以及发射组件。控制电路板包括电源接口和多个电子元器件。至少一个电感线圈通过导线与控制电路板耦接,至少一个电感线圈可以用于与多个电子元器件共同构成至少一个功能电路。
至少一个功能电路可以包括处理电路。处理电路可以与电源接口耦接。处理电路可以用于将电源接口接收的外部的供电电压转换为交流电压。这样,外部的供电电压输入到控制电路板后,可以由控制电路板上的功能电路将其转换为交流电压。
发射组件与处理电路耦接。发射组件包括至少一个发射线圈,至少一个发射线圈用于根据交流电压为电子设备充电。
至少一个电感线圈可以位于控制电路板外部。也就是说,功能电路可以由位于控制电路板外部的至少一个电感线圈与位于控制电路板上的多个电子元器件共同构成,功能电路内的电感线圈不占用控制电路板的面积。
这样,可以用控制电路板外部的电感线圈代替控制电路板上的电感器,使得控制电路板上可以不用设置电感器,从而可以减小控制电路板的布板面积。
通过上述设置,使得控制电路板外部的电感线圈代替了控制电路板上的电感器,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
其次,由于电感线圈设于控制电路板外部,相较于设置于控制电路板内部的电感器具有更大的设置空间,因此,绕制电感线圈的导线的直径相较于绕制电感器的导线的直径可以设置的更大,从而能够降低电感线圈的阻抗,降低无线充电设备的功耗。
再次,由于电感线圈可以具有更大的设置空间,因此,相较于设置于控制电路板上的电感器可以具有更大的散热面积,使无线充电设备具有更好的散热性能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,至少一个电感线圈可以包括第一电感线圈,处理电路可以包括第一变压模块和逆变模块。
第一变压模块与电源接口耦接,第一变压模块用于将供电电压调整为第一直流电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于逆变模块所需的电压时,第一变压模块可以包括升压子模块,第一变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第一直流电压可以大于供电设备电压。同时,由于升压比例(第一直流电压/供电电压)可以为1,第一直流电压也可以等于供电设备电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于逆变模块所需的电压时,第一变压模块可以包括降压子模块,第一变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第一直流电压可以小于供电设备电压。同时,由于降压比例(第一直流电压/供电电压)可以为1,第一直流电压也可以等于供电设备电压。
第一电感线圈可以属于第一变压模块,也就是说,第一电感线圈可以是构成第一变压模块的器件之一。
示例性地,升压子模块包括电感器,第一电感线圈可以用于实现升压子模块中所需的电感的功能。或降压子模块包括电感器,第一电感线圈可以用于实现降压子模块中所需的电感的功能。
这样,可以用位于控制电路板外的第一电感线圈实现第一变压模块中所需的电感的功能,使得第一变压模块无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了控制电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
逆变模块与第一变压模块耦接,逆变模块还与发射组件耦接,逆变模块用于根据第一直流电压生成交流电压并输送至发射组件。
在第一方面的一种可能的实现方式中,至少一个电感线圈包括第二电感线圈,至少一个功能电路还包括控制电路。
控制电路与电源接口耦接,控制电路还与处理电路耦接,控制电路用于控制处理电路生成的交流电压的电压值;其中,控制电路包括第二电感线圈。
这样,可以通过控制电路控制处理电路生成的交流电压的电压值,由于输送至发射组件的交流电压的值决定了无线充电设备的充电功率,因此控制电路的设置使得无线充电设备的充电功率可控。
同时,由于控制电路的第二电感线圈可以设置于控制电路板外部,因此,在无线充电设备中集成控制电路时无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了电路板的布板面积。
示例性地,控制电路可以包括第二变压模块和控制模块。
第二变压模块与电源接口耦接,第二变压模块用于将供电电压调整为第二直流电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于控制模块所需的电压时,第二变压模块可以包括升压子模块,第二变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第二直流电压可以大于供电设备电压。同时,由于升压比例(第一直流电压/供电电压)可以为1,第二直流电压也可以等于供电设备电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于控制模块所需的电压时,第二变压模块可以包括降压子模块,第二变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第二直流电压可以小于供电设备电压。同时,由于降压比例(第二直流电压/供电电压)可以为1,第二直流电压也可以等于供电设备电压。
第二电感线圈可以属于第二变压模块,也就是说,第二电感线圈可以是构成第二变压模块的器件之一。
示例性地,第二电感线圈可以用于实现升压子模块中所需的电感的功能。或第二电感线圈可以用于实现降压子模块中所需的电感的功能。
这样,可以用位于控制电路板外的第二电感线圈来实现第二变压模块中所需的电感的功能,使得第二变压模块无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了控制电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
控制模块与第二变压模块耦接以接收第二直流电压,控制模块还可以与处理电路耦接,控制模块可以用于控制处理电路生成的交流电压的电压值。
在第一方面的一种可能的实现方式中,至少一个电感线圈包括第三电感线圈,至少一个功能电路还包括散热电路。
散热电路与电源接口耦接,散热电路用于调整无线充电设备的温度。散热电路可以包括第三电感线圈。
这样,当无线充电设备中的温度较高时,可以通过散热电路进行热管理,使无线充电设备工作在合适的温度范围。
同时,由于散热电路的第三电感线圈可以设置于控制电路板的外部,因此,在无线充电设备中集成散热电路时无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
示例性地,散热电路包括第三变压模块和散热模块。
第三变压模块与电源接口耦接,第三变压模块用于将供电电压调整为第三直流电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于散热模块所需的电压时,第三变压模块可以包括升压子模块,第三变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第三直流电压可以大于供电设备电压。同时,由于升压比例(第一直流电压/供电电压)可以为1,第三直流电压也可以等于供电设备电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于散热模块所需的电压时,第三变压模块可以包括降压子模块,第三变压模块可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第三直流电压可以小于供电设备电压。同时,由于降压比例(第三直流电压/供电电压)可以为1,第三直流电压也可以等于供电设备电压。
第三电感线圈可以属于第三变压模块,也就是说,第三电感线圈可以是构成第三变压模块的器件之一。
示例性地,第三电感线圈可以用于实现升压子模块中所需的电感的功能。或第三电感线圈可以用于实现降压子模块中所需的电感的功能。
这样,可以用位于控制电路板外的第三电感线圈来实现第三变压模块中所需的电感的功能,使得第三变压模块无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了控制电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
示例性地,至少一个电感线圈的至少部分和/或至少一个发射线圈的至少部分可位于散热模块的出风路径上。
这样,散热模块能够更好的降低无线充电设备中电感线圈和/或发射线圈的热量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,升压子模块包括一个电感线圈、第一开关管以及一个第一二极管。一个电感线圈包括第一电感线圈、第二电感线圈以及第三电感线圈中的一个。
一个电感线圈的第一端与电源接口的正向输入端耦接。第一开关管的第一端与一个电感线圈的第二端耦接,第一开关管的第二端与电源接口的负向输入端耦接。第一二极管的阳极与第一开关管的第一端耦接,第一二极管的阴极用于输出一个电感线圈生成的直流电压。
这样,升压子模块中的电感器的功能可以由位于控制电路板外的电感线圈实现,升压子模块无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了控制电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
在第一方面的一种可能的实现方式中,降压子模块包括第二开关管、第二二极管以及一个电感线圈。一个电感线圈可以包括第一电感线圈、第二电感线圈以及第三电感线圈中的一个。
第二开关管的第一端与电源接口的正向输入端耦接。第二二极管的阴极与第二开关管的第二端耦接,第二二极管的阳极与电源接口的负向输入端耦接。一个电感线圈的第一端与第二开关管的第二端耦接,一个电感线圈的第二端用于输出直流电压。
这样,降压子模块中的电感器的功能可以由位于控制电路板外的电感线圈实现,降压子模块无需在控制电路板上设置电感器,从而减小了控制电路板的布板面积,改善了控制电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的技术问题。
在第一方面的一种可能的实现方式中,发射组件还可以包括隔离件,隔离件可以包括软磁材料。至少一个发射线圈和至少一个电感线圈安装于隔离件。由于隔离件包括软磁材料,能够增加发射线圈的磁导率,从而增高感应磁场。同时,包括软磁材料的隔离件还能增高电感线圈的磁导率,与电感线圈组成电感器,增大电感线圈的感值。
这样,通过使隔离件包括软磁性材料,能够增高发射线圈的感应磁场,同时增大电感线圈的感值。
示例性地,至少一个发射线圈可以位于隔离件远离控制电路板的一侧。当变化的磁场遇到金属等导体时,如果该金属是闭合导线就会产生电流,如果该金属是非闭合导线,特别是一整块金属时,就会产生电涡流效应。发射线圈接收处理电路产生的交流电压后,将产生变化的磁场。因此,将发射线圈设于隔离件远离控制电路板的一侧,能够降低发射线圈产生的磁场对控制电路板上的电子元器件的影响。
示例性地,至少一个电感线圈也可以位于隔离件远离控制电路板的一侧,以减少电感线圈与控制电路板上的电子元器件的相互影响。
发射线圈产生的变化的磁场经过电感线圈时也会与电感线圈发生耦合作用,从而影响电感线圈所构成的电感器的效率。
示例性地,至少一个电感线圈位于隔离件上,且位于隔离件的远离至少一个发射线圈的一侧。如隔离件包括相对的第一侧和第二侧,第一侧远离控制电路板,第二侧靠近控制电路板。至少一个发射线圈位于第一侧,至少一个电感线圈位于第二侧。
这样,至少一个电感线圈和至少一个发射线圈分别位于隔离件的相对的两侧,由于隔离件包括软磁性材料,从而能够降低发射线圈上的变化的磁场对电感线圈的耦合作用,避免电感线圈上产生感应电流,影响电感线圈所构成的电感器的效率或使其丧失原本功能。
同时,由于至少一个发射线圈会产生变化的磁场,故将至少一个发射线圈设于隔离件上远离控制电路板的一侧,能够降低发射线圈对控制电路板上的电子元器件的影响。且由于电感线圈上为直流电,其对控制电路板上的电子元器件的影响远小于发射线圈对控制电路板上的电子元器件的影响,因此将至少一个电感设于隔离件上靠近控制电路板的一侧。
这样,既能降低发射线圈上的变化的磁场对电感线圈的耦合作用,又能够降低发射线圈上的变化的磁场对控制电路板上的电子元器件的耦合作用。
示例性地,至少一个电感线圈和至少一个发射线圈分别位于隔离件的相对的两侧,且至少一个发射线圈在隔离件上的正投影和至少一个电感线圈在隔离件上的正投影位于隔离件的边界范围内。
这样,隔离件能够更好的隔离发射线圈和电感线圈之间的耦合作用。
示例性地,隔离件可以包括铁氧体。
示例性地,隔离件还可以包括其他磁性材料,如硬磁性材料。总之,隔离件可以包括一种或多种能够实现上述实现方式中的隔离件的功能的材料。
在第一方面的一种可能的实现方式中,发射组件包括并联的第一发射电路和第二发射电路。
第一发射电路包括第一控制开关和第一发射线圈,第一控制开关和第一发射线圈串联于处理电路的正向输出端和处理电路的负向输出端之间。
第二发射电路包括第二控制开关和第二发射线圈,第二控制开关和第二发射线圈串联于处理电路的正向输出端和处理电路的负向输出端之间。
这样,无线充电设备可以具有两个发射电路,可以根据需求选择其中一个发射电路导通。
示例性地,第一发射线圈在无线充电设备中的位置为第一位置,第二发射线圈在无线充电设备中的位置为第二位置。第一位置与第二位置不同,以使第一发射线圈的至少部分和第二发射线圈的至少部分不重合。
如当无线充电设备为立式时(电子设备充电时在无线充电设备上的状态与竖直方向具有一倾斜角),第一位置的中心点在竖直方向上的位置高于第二位置的中心点在竖直方向上的位置。
如当无线充电设备为水平式时(电子设备充电时在无线充电设备上的状态为水平放置),第一位置的中心点在水平方向上的位置与第二位置的中心点在水平方向上的位置不重合。
这样,当电子设备位于无线充电设备中的第一位置时,可以采用第一发射线圈为其充电,当电子设备位于无线充电设备中的第二位置时,可以采用第二发射线圈为其充电。
第二方面,还提供了一种电子设备组件。电子设备组件包括无线充电设备和电子设备。无线充电设备用于为电子设备充电。无线充电设备为如第一方面的任一实现装置中的无线充电设备。
由于电子设备组件包括上述第一方面任一实现方式中的无线充电设备,因此电子设备组件可以具有上述第一方面任一实现方式中的无线充电设备所具备的有益效果。
附图说明
图1为相关技术中的无线充电设备的结构示意图;
图2为本申请的实施例提供的一种无线充电设备的结构示意图;
图3为本申请一实施例中至少一个发射线圈上的交流电流的波形示意图;
图4为本申请一实施例中至少一个电感线圈工作时的一些电流波形示意图;
图5为一个电感线圈和一个发射线圈分别位于隔离件相对的两侧时,电感线圈、发射线圈以及电子设备的接收线圈之间的仿真示意图;
图6为图5中各线圈之间的耦合系数示意图;
图7为两个电感线圈和一个发射线圈分别位于隔离件相对的两侧时电感线圈、发射线圈以及电子设备的接收线圈之间的仿真示意图;
图8为图7中各线圈之间的耦合系数示意图;
图9为本申请的实施例提供的无线充电设备的电路的一种结构示意图;
图10为图9所示电路的一种结构示意图;
图11为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图;
图12为图11所示电路的结构示意图;
图13为图11所示电路的结构示意图;
图14为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图;
图15为图14所示电路的结构示意图;
图16为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图;
图17为本申请实施例中升压子模块的结构示意图;
图18为本申请实施例中降压子模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等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,本申请中,“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语可以是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。此外,术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。
本申请中,所采用的各晶体管的控制极为晶体管的栅极,第一极为晶体管的源极和漏极中一者,第二极为晶体管的源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的,所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的,也就是说,本公开的实施例中的晶体管的第一极和第二极在结构上可以是没有区别的。示例性地,在晶体管为P型晶体管的情况下,晶体管的第一极为源极,第二极为漏极;示例性地,在晶体管为N型晶体管的情况下,晶体管的第一极为漏极,第二极为源极。
如本文所使用的那样,“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。
图1为相关技术中的无线充电设备的结构示意图。
如图1所示,无线充电设备包括电路板10、发射线圈21以及底座30。
控制电路板10上设置有多个功能电路。功能电路与发射线圈21耦接,功能电路可用于实现充电电压的产生和控制等功能。功能电路可以由多个电子元器件17和多个电感器16构成。如一些功能电路可由多个电子元器件17构成。一些功能电路也可由多个电子元器件170和多个电感器16共同构成。
然而,电感器16的体积通常较大,需要在控制电路板10上占据较大面积,使得控制电路板10的布板面积增加。
因此,如何在保证无线充电设备的功能电路的功能的情况下,降低无线充电设备的电路板所需的布局空间的面积是一个亟需解决的问题。
基于此,本申请实施例提供一种无线充电设备及电子设备组件,用于解决在保证无线充电设备的功能电路的功能的情况下,改善无线充电设备的的电路板上的电子元器件较多,电路板布局空间有限的问题。
电子设备组件可以包括无线充电设备和电子设备。
无线充电设备可以为电子设备进行无线充电。基于电子设备充电时的状态,无线充电设备可以是立式(电子设备充电时非水平放置),也可以是水平式(电子设备充电时水平放置)。无线充电设备可以为便携式的,如桌面无线充电底座,也可以搭载于其他载体,如车载无线充电器等。
本申请实施例不具体限定电子设备的类型,上述电子设备包括但不限于具有无线充电功能的便携式电子设备,例如膝上型计算机、移动电话、智能手机、平板电脑、智能车载设备、导航仪、运动相机、人工智能设备、穿戴式设备、或虚拟现实/增强现实/混合现实设备等。上述电子设备还可以是无线充电电动汽车、无线充电家用电器(例如豆浆机、扫地机器人等)、无人机等电子产品。
为了便于理解,上述无线充电设备之后均以无线充电设备包括无线充电底座的场景为例进行说明,上述电子设备之后均以电子设备包括手机的场景为例进行说明。
图2为本申请的实施例提供的一种无线充电设备的结构示意图。
如图2所示,本申请实施例提供了一种无线充电设备。无线充电设备可以包括至少一个电感线圈160、控制电路板100、发射组件200(图2中未示)以及壳体。壳体包括安装壳(图未示)和底座300,安装壳和底座300共同围成一收容腔,至少一个电感线圈160、控制电路板100和发射组件200可以位于收容腔内。底座300上可以设有供电接口310,如接收直流电压的USB接口等。
当然,供电接口310也可以包括其他类型的接口,示例性地,供电接口310也可以为接收交流电压的220V交流接口,本申请的实施例对此不做限制。
控制电路板100可以包括电源接口120(图2中未示)和多个电子元器件170。电源接口120可以与供电接口310电连接以接收供电电压。多个电子元器件170可用于形成功能电路。功能电路可用于实现电压/电流转换功能、电压/电流控制功能等,如基于供电电压形成交流电压。
至少一个电感线圈160可以位于控制电路板100的外部。即至少一个电感线圈160不安装于控制电路板100上,至少一个电感线圈160不会占用控制电路板100的布板面积,但并不意味着至少一个电感线圈160与控制电路板100之间没有电连接关系,至少一个电感线圈160可以作为功能电路的一部分。
示例性地,至少一个电感线圈160可以通过导线与控制电路板100电连接。至少一个电感线圈160可以用于与多个电子元器件170共同构成至少一个功能电路。
这样,控制电路板100上的功能电路可以由位于控制电路板100外部的至少一个电感线圈160与位于控制电路板100上的多个电子元器件170共同构成,功能电路内的至少一个电感线圈160不占用控制电路板100的布板面积。
这样,可以用控制电路板100外部的电感线圈160来实现控制电路板100上所需的电感器功能,使得控制电路板100上可以不用设置电感器,从而可以减小控制电路板100的布板面积,改善控制电路板100的布局空间有限的问题。
其次,由于电感线圈160设于控制电路板100外部,相较于设置于控制电路板100内部的电感器具有更大的设置空间,因此,绕制电感线圈160的导线的直径相较于绕制电感器的导线的直径可以设置的更大,从而能够降低电感线圈160的阻抗,降低无线充电设备的功耗。
再次,由于电感线圈160可以占用更大的空间,因此,相较于设置于控制电路板100内部的电感器可以具有更大的散热面积,使无线充电设备具有更好的散热性能。
发射组件200可以与控制电路板100耦接,以接收上述功能电路输出的交流电压。发射组件200可以包括至少一个发射线圈210,至少一个发射线圈210可以根据交流电压为电子设备充电。
如图2所示,无线充电设备还可以包括隔离件240。
至少一个电感线圈160和至少一个发射线圈210可以位于隔离件240上。当然,至少一个电感线圈160和至少一个发射线圈210也可以位于收容腔内的其他位置,如可以直接设于安装壳或安装座300上。后续以至少一个电感线圈160和至少一个发射线圈210安装于隔离件240上为例进行说明。
示例性地,隔离件240可以包括软磁材料。
示例性地,隔离件240可以为包括铁氧体材料的镍锌铁氧体、锰锌铁氧体等软磁性材料。示例性地,隔离件240可以包括一种或多种能够实现上述实现方式中的隔离件240的功能的材料。
首先,由于隔离件240包括磁性材料,因此,将发射线圈210安装于隔离件240上能够增大发射线圈210的磁导率,从而增强发射线圈210产生的感应磁场。
其次,包括磁性材料的隔离件240还能增大电感线圈160的磁导率,与电感线圈160组成电感器,提高电感线圈160的电感值。
综上,通过在收容腔内设置隔离件240,且将发射线圈210和电感线圈160设于隔离件240上,能够在增强发射线圈210产生的感应磁场的同时,并提高电感线圈160的电感值。
当然,在其他一些示例中,隔离件240也可以包括硬磁性材料,如钕铁硼永磁体等,本申请的实施例对此不作限定。
图3为本申请一实施例中发射线圈210上的交流电流的波形示意图。
如图3所示,发射线圈210工作时,发射线圈210上的电流呈现为交流电,其正负峰值的大小相等,方向相反,其工作频率为无线充电的工作频率F1,110kHz≤F1≤147kHz,其产生的可以是交变磁场。
当变化的磁场遇到金属等导体时,如果该金属是闭合导线就会产生电流。如果该金属是非闭合导线,特别是一整块金属时,就会产生电涡流效应。因此,发射线圈210接收处理电路110产生的交流电压后,产生的变化的磁场可能会导致控制电路板100上的电子元器件170/功能电路工作异常。
示例性地,发射线圈210可以位于隔离件远离控制电路板的一侧。
将发射线圈210设于隔离件240远离控制电路板100的一侧,可以降低发射线圈210产生的磁场对控制电路板100上的电子元器件170的影响,从而提升无线充电设备的可靠性。
图4为电感线圈160工作时的一些电流波形示意图。
如图4所示,以电感线圈160应用于电压变换电路中的电感为例,电感线圈160上的电流可以呈现为三角波,根据负载大小,可以分为连续导通模式(continuous conductioncode,CCM)、间断导通模式(discontinuous conduction mode,DCM)以及边界导通模式(boundary conduction mode,BCM)。
根据每种模式中电感线圈160上的峰值电流(ILpeak)、谷值电流(ILvalley)以及有效电流(ILavg)可知,上述模式中,电感线圈160上的电流不会出现负电流,因此,其本质上可以等效为直流,电流大小为ILavg,即电感线圈160的平均电流值。电感线圈160上交变部分的工作频率可以为电压变换电路中的开关管的开关频率F2,500kHz≤F2≤1MHz。
示例性地,电感线圈160也可以位于隔离件240远离控制电路板100的一侧。将电感线圈160设于隔离件240远离控制电路板100的一侧,以降低电感线圈160对控制电路板100上的电子元器件170的影响。
发射线圈210产生的变化的磁场经过电感线圈160时也会与电感线圈160发生耦合作用,从而影响电感线圈160所构成的电感器的效率或使其丧失原本功能。
示例性地,如图2所示,电感线圈160可以位于隔离件240上,且位于隔离件240的远离发射线圈210的一侧。如隔离件240包括相对的第一侧和第二侧,第一侧远离控制电路板100,第二侧靠近控制电路板100。发射线圈210位于隔离件240的第一侧,电感线圈160位于隔离件240的第二侧。
这样,电感线圈160和发射线圈210分别位于隔离件240的相对的两侧,由于隔离件240包括软磁性材料,从而能够降低发射线圈210上的变化的磁场对电感线圈160的耦合作用,避免电感线圈160上产生感应电流,影响电感线圈160所构成的电感器的效率或使其丧失功能。
同时,由于发射线圈210会产生变化的磁场,故将发射线圈210设于隔离件240上远离控制电路板100的一侧,能够降低发射线圈210对控制电路板100上的电子元器件170的影响。且由于电感线圈160上为直流电,其对控制电路板100上的电子元器件170的影响小于发射线圈210对控制电路板100上的电子元器件170的影响,因此将电感线圈160设于隔离件240上靠近控制电路板100的一侧。
这样,既能降低发射线圈210上的变化的磁场对电感线圈160的耦合作用,又能够降低发射线圈210上的变化的磁场对控制电路板100上的电子元器件170的耦合作用。
示例性地,电感线圈160和发射线圈210可以分别位于隔离件240的相对的两侧,且发射线圈210在隔离件240上的正投影和电感线圈160在隔离件240上的正投影位于隔离件240的边界范围内。这样,发射线圈210和电感线圈160隔离件240之间均设有磁性隔离件240,从而更好的隔离发射线圈210和电感线圈160之间的耦合作用。
上述实施例对电感线圈160在隔离件240上的位置和发射线圈210在隔离件240上的位置进行了描述。如下,将以电感线圈160和发射线圈210分别位于隔离件240相对的两侧为例进行仿真验证。
可以知道的是,发射线圈210的交变电流会产生交变磁场,交变磁场穿过电感线圈160也会产生交变电流,进而影响电感线圈160上的电流。发射线圈210和电感线圈160之间的耦合程度可以用互感M来衡量。根据互感公式:
其中,k为发射线圈210和电感线圈160的耦合系数,L1为发射线圈210的电感值、L2为电感线圈160的电感值。
可以看出,耦合系数k可以在一定程度上体现出发射线圈210和电感线圈160之间的耦合作用。
图5为电感线圈160和发射线圈210分别位于隔离件240相对的两侧时,电感线圈160、发射线圈210以及电子设备的接收线圈410之间的结构示意图,图6为图5中各线圈之间的耦合系数。
如图5、图6所示,发射线圈210和电感线圈160之间的耦合系数k210-160为0.024495。发射线圈210和接收线圈410之间的耦合系数k210-410为0.694538。电感线圈160和接收线圈410之间的耦合系数k160-410为0.022768。
可以看出由于隔离件240的磁屏蔽作用,发射线圈210和电感线圈160之间的耦合系数k210-160远小于0.1,发射线圈210和电感线圈160之间的耦合作用较小。同时,电感线圈160和接收线圈410之间的耦合系数k160-410也远小于0.1,接收线圈410和电感线圈160之间的耦合作用也较小。因此,将电感线圈160和发射线圈210分别设置于隔离件240相对的两侧不会影响发射线圈210的无线发射功能、电感线圈160的电感功能以及接收线圈410的无线接收功能。
图7为第一电感线圈L1`、第二电感线圈L2`、发射线圈210以及电子设备的接收线圈410之间的结构示意图;图8为图7中各线圈之间的耦合系数。
如图7所示,第一电感线圈L1`、第二电感线圈L2`位于隔离件240的一侧,发射线圈210位于隔离件240上远离第二电感线圈L2`的一侧,接收线圈410位于发射线圈210远离隔离件240的一侧。
如图7、图8所示,发射线圈210和第一电感线圈L1`之间的耦合系数k210-161为0.028777。发射线圈210和第二电感线圈L2`之间的耦合系数k210-162为0.028778。发射线圈210和接收线圈410之间的耦合系数k210-410为0.694538。第一电感线圈L1`和第二电感线圈L2`之间的耦合系数k161-162为0.040203。第一电感线圈L1`和接收线圈410之间的耦合系数k161-410为0.026622。第二电感线圈L2`和接收线圈410之间的耦合系数k162-410为0.026623。
可以看出由于隔离件240的的磁屏蔽作用,即使电感线圈160增加到两个时,各线圈之间的耦合系数k也较小,因此,将电感线圈160和发射线圈210分别设置于隔离件240相对的两侧不会影响发射线圈210的无线发射功能、电感线圈160的电感功能以及接收线圈410的无线接收功能。
综上,可以通过将电感线圈160设于包括磁性材料的隔离件240上,实现用控制电路板100外部的电感线圈160来构建控制电路板100上的功能电路所需的电感功能。
在其他一些示例中,无线充电设备还可以包括如电磁屏蔽膜等磁屏蔽材料。示例性地,电磁屏蔽膜可以位于电感线圈160和发射线圈210之间。
在另一些示例中,无线充电设备还可以同时包括隔离件240和电磁屏蔽膜,电磁屏蔽膜的位置可以依据需求设置。
图9为本申请的实施例提供的无线充电设备中功能电路的一种结构示意图。图10为图9所示电路的另一种结构示意图。
如图9所示,至少一个功能电路可以包括用于将直流电压转换为交流电压的处理电路110。处理电路110可以与电源接口120耦接,以接收电源接口120输入的供电电压。处理电路110可以用于将电源接口120接收的外部的供电电压转换为交流电压。
这样,电源接口120提供的供电电压输入到控制电路板100后,可以由处理电路110将其转换为交流电压。
位于控制电路板100外部的多个电感线圈160中可以包括属于处理电路110的电感线圈,以实现处理电路110中所需的电感功能。也就是说,电感线圈160可以是构成处理电路110的器件之一。
如图10所示,处理电路110可以包括第一变压模块111和逆变模块112。
第一变压模块111与电源接口120耦接以接收供电电压,第一变压模块111用于将供电电压调整为第一直流电压。第一变压模块111可以包括升压子模块或降压子模块,以将供电电压调整为后续电路所需的工作电压。如在供电电压为直流电压的情况下,第一变压模块111可以为直流转直流(direct current to direct current,DC/DC)电压转换器。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于逆变模块112所需的工作电压时,第一变压模块111可以包括升压子模块。第一变压模块111可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第一直流电压可以大于供电设备电压。
当第一变压模块111的升压比例(第一直流电压/供电电压)为1时,第一变压模块111输出的第一直流电压也可以等于供电电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于逆变模块112所需的工作电压时,第一变压模块111可以包括降压子模块。第一变压模块111可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第一直流电压可以小于供电设备电压。同时,降压比例(第一直流电压/供电电压)也可以为1,第一变压模块111输出的第一直流电压也可以等于供电电压。
位于控制电路板100外部的多个电感线圈160中可以包括第一电感线圈L1`。第一电感线圈L1`可以属于第一变压模块111,以实现第一变压模块111中所需的电感功能。也就是说,第一电感线圈L1`可以是构成第一变压模块111的器件之一。
示例性地,第一电感线圈L1`可以用于实现升压子模块中所需的电感的功能。或第一电感线圈L1`可以用于实现降压子模块中所需的电感的功能。
这样,可以用位于控制电路板100外的第一电感线圈L1`实现第一变压模块111中所需的电感的功能,使得在实现第一变压模块111所需的电感的功能时无需占用控制电路板100的布板面积,从而减小了控制电路板100的布板面积。
逆变模块112可以与第一变压模块111耦接,逆变模块112用于根据第一变压模块111提供的第一直流电压生成交流电压,逆变模块112还可以与发射组件200耦接,以将生成的交流电压输出至发射组件200。例如,逆变模块112可以包括逆变器。
示例性地,逆变模块112可以包括全桥电路或者半桥电路,逆变模块112中可以包括多个开关管。开关管可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor,MOS)。上述开关管的控制端,例如栅极(gate,g)可以用于接收控制信号,如脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号,以控制开关管的开关频率以及占空比,从而达到控制逆变模块112输出的交流电压与输入的第一直流电压的比值的目的,实现对逆变模块112输出电压的微调。以上述开关管是N型开关管,N型开关管的控制端输入高电平时N型开关管处于导通状态,N型开关管的控制端输入低电平时N型开关管处于截止状态为例,当逆变模块112中的开关管的控制端接收的PWM的占空比与逆变模块112输出的交流电压成正比时。PWM信号的频率与逆变模块112的输出的交流电压成反比。
发射组件200与逆变模块112电连接,发射组件200中的至少一个发射线圈210根据逆变模块112提供的交流电压为电子设备充电。
图11为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图。图12为图11所示电路的一种结构示意图。图13为图11所示电路的另一种结构示意图。
如图11所示,在图9所示实施例的基础上,至少一个功能电路还可以包括控制电路130。
控制电路130可以与电源接口120耦接,控制电路130还可以与处理电路110耦接,控制电路130用于控制处理电路110生成的交流电压的电压值。如处理电路110可以产生上述脉宽调制信号。这样,可以通过控制电路130控制处理电路110生成的交流电压的电压值。由于输送至发射组件200的交流电压的值决定了无线充电设备的充电功率,因此,图11所示的实施例可以通过调节控制电路130的输出,进而控制处理电路110生成的交流电压的电压值,实现对无线充电功率的控制。
位于控制电路板外部的多个电感线圈160中可以包括一个或多个属于控制电路130的电感线圈,以实现控制电路130中所需的电感功能。
示例性地,如图12所示,控制电路130可以包括第二变压模块131和控制模块132,至少一个电感线圈160可以包括第二电感线圈L2`。
第二变压模块131与电源接口120耦接以接收电源接口120提供的供电电压。第二变压模块131用于将供电电压调整为第二直流电压,第二直流电压可以为控制模块132的工作电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于控制模块132的工作电压时,第二变压模块131可以包括升压子模块,第二变压模块131可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第二直流电压可以大于供电设备电压。同时,由于升压比例(第二直流电压/供电电压)可以为1,第二直流电压也可以等于供电设备电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于控制模块132的工作电压时,第二变压模块131可以包括降压子模块,第二变压模块131可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第二直流电压可以小于供电设备电压。同时,由于降压比例(第二直流电压/供电电压)可以为1,第二直流电压也可以等于供电设备电压。
第二电感线圈L2`可以属于第二变压模块131,以实现第二变压模块131中所需的电感功能。也就是说,第二电感线圈L2`可以是构成第二变压模块131的器件之一。
示例性地,第二电感线圈L2`可以用于实现升压子模块101中所需的电感功能。或第二电感线圈L2`可以用于实现降压子模块102中所需的电感功能。
这样,可以用位于控制电路板100外的第二电感线圈L2`来实现第二变压模块131中所需的电感功能,使得第二变压模块131无需在控制电路板100上设置电感器,从而减小了控制电路板100的布板面积,从而可以减小控制电路板100的布板面积,改善控制电路板100的布局空间有限的问题。
控制模块132可以与第二变压模块131耦接以接收第二直流电压。控制模块132还可以与处理电路110耦接,控制模块132可以用于控制处理电路110生成的交流电压的电压值。如控制模块132与逆变模块112中的开关管的栅极电连接,以向控制逆变模块112中的开关管提供上述脉宽调制信号,从而控制逆变模块112输出至发射组件200的交流电压。
示例性地,控制模块132可以为无线充电发射端的控制器芯片。或控制电路130可以为无线充电发射端的控制器芯片,而控制模块132可以为无线充电发射端的控制器芯片内的模块。
如图13所示,在图12所示实施例的基础上,控制电路130还可以包括电源模块133和稳压模块134。
电源模块133与第二变压模块131耦接,电源模块133还与控制模块132耦接,电源模块133可以用于根据第二变压模块131提供的第二直流电压生成相应大小的电压,如控制模块132的工作电压。示例性地,电源模块133可以为功率电源芯片。
这样,可以通过第二变压模块131为控制模块132的提供合适的工作电压。
稳压模块134可以与电源模块133耦接,稳压模块134可以用于将电源模块133提供的电压稳压后输送给控制电路130中的其他模块。示例性地,稳压模块134可以为低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO)。
这样,可以使控制电路130中的其他模块具有稳定的电压。
图14为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图。图15为图14所示电路的结构示意图。
如图14所示,在图11所示实施例的基础上,至少一个功能电路还可以包括散热电路140。在其他一些实施例中,无线充电设备也可以没有控制电路130,只包括处理电路110和散热电路140。
散热电路140可以与电源接口120耦接以接收电源接口120提供的供电电压。散热电路140可以用于调整无线充电设备的温度。
这样,当无线充电设备中的温度较高时,可以通过散热电路140进行热管理,使无线充电设备工作在合适的温度范围。
位于控制电路板外部的多个电感线圈160中可以包括一个或多个属于散热电路140的电感线圈,以实现散热电路140中所需的电感功能。
示例性地,如图15所示,至少一个电感线圈160还可以包括第三电感线圈L3`,散热电路140可以包括第三变压模块141和散热模块142。
第三变压模块141与电源接口120耦接,第三变压模块141用于将供电电压调整为第三直流电压。第三直流电压可以为散热模块142的工作电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较低时,如外部提供的供电电压低于散热模块142所需的电压时,第三变压模块141可以包括升压子模块,第三变压模块141可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行升压。因此,第三直流电压可以大于供电设备电压。同时,由于升压比例(第一直流电压/供电电压)可以为1,第三直流电压也可以等于供电设备电压。
示例性地,当外部提供的供电电压较高时,如外部提供的供电电压高于散热模块142所需的电压时,第三变压模块141可以包括降压子模块,第三变压模块141可以用于将供电电压转换为直流电压,并进行降压。因此,第三直流电压可以小于供电设备电压。同时,由于降压比例(第三直流电压/供电电压)可以为1,第三直流电压也可以等于供电设备电压。
第三电感线圈L3`可以属于第三变压模块141,也就是说,第三电感线圈L3`可以是构成第三变压模块141的器件之一。
示例性地,第三电感线圈L3`可以用于实现升压子模块101中所需的电感功能。或第三电感线圈L3`可以用于实现降压子模块102中所需的电感功能。
这样,可以用位于控制电路板100外的第三电感线圈L3`来实现第三变压模块141中所需的电感功能,使得第三变压模块141无需在控制电路板100上设置电感器,从而减小了控制电路板100的布板面积,改善控制电路板100的布局空间有限的问题。
散热模块142可以与第三变压模块141耦接以接收第三直流电压。散热模块142可以用于调整无线充电设备的温度。
示例性地,电感线圈160的至少部分和/或发射线圈210的至少部分可位于散热模块142的出风路径上。
这样,散热模块142能够更好的降低无线充电设备中电感线圈和/或发射线圈的热量。
示例性地,散热模块142可以为图2所示的底座300中的风扇。
示例性地,散热模块142可以是位于控制电路板100上,或者如图15所示,散热模块142可以位于控制电路板100之外,本申请的实施例对此不作限定。
图16为本申请的另一些实施例中的无线充电设备的电路的结构示意图。
如图16所示,发射组件200包括谐振电容Cx、第一发射电路220和第二发射电路230。其中,第一发射电路220和第二发射电路230相互并联。
第一发射电路220用于为无线充电设备的第一位置提供充电功能。第一发射电路220可以包括第一控制开关221和第一发射线圈211,第一控制开关221和第一发射线圈211串联于逆变模块112的正向输出端和逆变模块112的负向输出端之间。
第一控制开关221的控制端可以与控制模块132电连接,以在控制模块132的控制下导通或者关断,从而,控制模块132可以控制第一发射电路220的工作状态。当第一发射电路220不需要为电子设备充电时,控制模块132可以控制第一控制开关221断开,降低无线充电设备的功耗。
第二发射电路230用于为无线充电设备的第二位置提供充电功能。第二发射电路230可以包括第二控制开关231和第二发射线圈212,第二控制开关231和第二发射线圈212串联于逆变模块112的正向输出端和逆变模块112的负向输出端之间。
第二控制开关231的控制端也可以与控制模块132电连接,以在控制模块132的控制下导通或者关断,从而,控制模块132可以控制第二发射电路230的工作状态。当第二发射电路230不需要为电子设备充电时,控制模块132可以控制第一控制开关221断开,降低无线充电设备的功耗。
这样,无线充电设备可以具有两个发射电路,可以根据需求选择其中一个发射电路导通。示例性地,无线充电设备还可以包括更多或更少的发射电路,本申请的实施例对此不作限定。本文中是以无线充电设备包括两个发射电路进行举例说明,不应视为对方案的限定。
示例性地,第一发射线圈211在无线充电设备中的位置可以为第一位置,第二发射线圈212在无线充电设备中的位置可以为第二位置。第一位置与第二位置不同,以使第一发射线圈211的至少部分和第二发射线圈212的至少部分不重合。
如当无线充电设备为立式时(电子设备充电时在无线充电设备上的状态与竖直方向具有一倾斜角),第一位置的中心点在竖直方向上的位置高于第二位置的中心点在竖直方向上的位置。
如当无线充电设备为水平式时(电子设备充电时在无线充电设备上的状态为水平放置),第一位置的中心点在水平方向上的位置与第二位置的中心点在水平方向上的位置不重合。
这样,当电子设备位于无线充电设备中的第一位置时,可以采用第一发射线圈211为其充电,当电子设备位于无线充电设备中的第二位置时,可以采用第二发射线圈212为其充电。
谐振电容Cx可以与第一发射线圈211构成串联谐振网络。第一发射线圈211可以通过上述谐振电容Cx与逆变模块112电连接。在逆变模块112对谐振电容Cx和第一发射线圈211进行充放电的过程中,第一发射线圈211能够将交流信号转换成交变磁场。在此情况下,上述串联谐振网络的工作频率可以与上述逆变模块112中开关管的开关频率相同。可以理解地,第二发射线圈212也可以与谐振电容Cx构成串联谐网络,第二发射线圈212的工作过程与第一发射线圈211相同,在此不做赘述。
示例性地,无线充电设备还可以包括检流模块150。
检流模块150可以串联于电源接口120和第一变压模块111之间。检流模块150还可以与控制电路130耦接。检流模块150可以用于检测流经第一变压模块111的电流,以使控制电路130可以控制发射组件200输出的充电功率。示例性地,检流模块150可以包括检流电阻。
在上述实施例中,描述了无线充电设备中可具有处理电路110、控制电路130以及散热电路140等多个功能电路。而在上述功能电路中,均包括具有升压或降压功能的变压电路,如第一变压模块111、第二变压模块131和第三变压模块141。上述变压模块均可由升压子模块101或降压子模块102实现。因此,在接下来的实施例中,将提供本申请实施例中升压子模块101和降压子模块102的一种可能的实现方式。
图17为本申请实施例中升压子模块101的结构示意图,图18为本申请实施例中降压子模块102的结构示意图。
如图17所示,升压子模块101可以为升压斩波电路(boost)。如升压子模块101可以包括一个电感线圈L、控制单元、第一开关管Q1、第一电容C1以及一个第一二极管D1。
由上述实施例可知,当第一变压模块111包括升压子模块101时,电感线圈L可以包括第一电感线圈L1`。当第二变压模块131包括升压子模块101时,电感线圈L可以包括第二电感线圈L2`。当第三变压模块141包括升压子模块101时,电感线圈L可以包括第三电感线圈L3`。
电感线圈L的第一端与电源接口120的正向输入端耦接。第一开关管Q1的第一端与电感线圈L的第二端耦接,第一开关管Q1的第二端与电源接口120的负向输入端耦接,第一开关管Q1的控制端可以与控制单元耦接。第一二极管D1的阳极与第一开关管Q1的第一端耦接,第一二极管D1的阴极用于输出一个电感线圈生成的直流电压。第一电容C1的第一极板与第一二极管D1的阴极耦接,第一电容C1的第二极板与电源接口120的负向输入端耦接。上述功能电路中的逆变模块112、控制模块132以及散热模块142可作为负载与第一电容C1耦接。
当第一控制开关221导通时,供电电压通过电感线圈L,并通过第一二极管D1对第一电容C1进行充电。由于供电电压是直流电,所以电感线圈L上的电压以一定的比率线性增加,这个比率跟电感线圈L的电感值大小有关。随着电感线圈L上电压的增加,电感线圈L里储存了能量,然后控制单元控制第一开关管Q1断开,由于电感线圈L的电流保持特性,流经电感线圈L的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感线圈L只能通过新电路放电,即电感线圈L开始给第一电容C1充电,第一电容C1两端电压升高,此时第二电容C2上的电压已经高于供电电压,从而实现了供电电压的升高。
由于电感线圈L可以位于控制电路板100外部,且可以实现升压子模块101中所需的电感的功能,因此,升压子模块101无需在控制电路板100上设置电感器,从而减小了控制电路板100的布板面积。
如图18所示,降压子模块102可以为降压斩波电路(buck),降压子模块102可以包括第二开关管Q2、第二电容C2、第二二极管D2以及一个电感线圈L。
由上述实施例可知,当第一变压模块111包括降压子模块102时,电感线圈L可以包括第一电感线圈L1`。当第二变压模块131包括降压子模块102时,电感线圈L可以包括第二电感线圈L2`。当第三变压模块141包括降压子模块102时,电感线圈L可以包括第三电感线圈L3`。
第二开关管Q2的第一端与电源接口120的正向输入端耦接。第二二极管D2的阴极与第二开关管Q2的第二端耦接,第二二极管D2的阳极与电源接口120的负向输入端耦接。电感线圈L的第一端与第二开关管Q2的第二端耦接,电感线圈L的第二端用于输出直流电压。第二电容C2的第一极板与电感线圈L的阴极耦接,第二电容C2的第二极板与电源接口120的负向输入端耦接。上述功能电路中的逆变模块112、控制模块132以及散热模块142可作为负载与第二电容C2耦接。
这样,降压子模块102中的电感器的功能可以由位于控制电路板100外的电感线圈实现,降压子模块102无需在控制电路板100上设置电感器,从而减小了控制电路板100的布板面积。
通过以上实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元可以采用硬件的形式实现。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线充电设备,其特征在于,所述无线充电设备包括:
至少一个电感线圈;
控制电路板,所述控制电路板包括电源接口和多个电子元器件,所述至少一个电感线圈通过导线与所述控制电路板耦接,所述至少一个电感线圈与所述多个电子元器件共同构成至少一个功能电路;所述至少一个功能电路包括处理电路;所述电源接口用于接收外部的供电电压,所述处理电路用于根据所述供电电压生成交流电压;
发射组件,与所述处理电路耦接,所述发射组件包括至少一个发射线圈,所述至少一个发射线圈用于根据所述交流电压为电子设备充电;
其中,所述至少一个电感线圈位于所述控制电路板外部;
所述发射组件还包括隔离件;
所述至少一个发射线圈和所述至少一个电感线圈安装于所述隔离件,且所述至少一个电感线圈位于所述隔离件远离所述至少一个发射线圈的一侧;
其中,所述至少一个电感线圈包括第一电感线圈;
所述处理电路包括:
第一变压模块,所述第一变压模块与所述电源接口耦接,所述第一变压模块用于基于所述供电电压形成第一直流电压;其中,所述第一电感线圈属于所述第一变压模块;
逆变模块,所述逆变模块与所述第一变压模块耦接,所述逆变模块还与所述发射组件耦接,所述逆变模块根据所述第一直流电压形成所述交流电压并输送至所述发射组件。
2.根据权利要求1所述的无线充电设备,其特征在于,所述至少一个电感线圈包括第二电感线圈;
所述至少一个功能电路还包括控制电路,所述控制电路与所述电源接口耦接,所述控制电路还与所述处理电路耦接,所述控制电路用于调整所述处理电路生成的所述交流电压的电压值;其中,所述控制电路包括所述第二电感线圈。
3.根据权利要求2所述的无线充电设备,其特征在于,所述控制电路包括:
第二变压模块,所述第二变压模块与所述电源接口耦接,所述第二变压模块用于基于所述供电电压形成第二直流电压;其中,所述第二电感线圈属于所述第二变压模块;
控制模块,所述控制模块与所述第二变压模块耦接以接收所述第二直流电压,所述控制模块还与所述处理电路耦接,所述控制模块用于调整所述处理电路生成的所述交流电压的电压值。
4.根据权利要求1所述的无线充电设备,其特征在于,所述至少一个电感线圈包括第三电感线圈;
所述至少一个功能电路还包括散热电路,所述散热电路与所述电源接口耦接,所述散热电路用于调整所述无线充电设备的温度;其中,所述散热电路包括所述第三电感线圈。
5.根据权利要求4所述的无线充电设备,其特征在于,所述散热电路包括:
第三变压模块,所述第三变压模块与所述电源接口耦接,所述第三变压模块用于基于所述供电电压形成第三直流电压;其中,所述第三电感线圈属于所述第三变压模块;
散热模块,所述散热模块与所述第三变压模块耦接以接收所述第三直流电压,所述散热模块用于调整所述无线充电设备的温度。
6.根据权利要求1或3或5所述的无线充电设备,其特征在于,第一变压模块或第二变压模块或第三变压模块包括升压子模块;
所述升压子模块包括:
一个电感线圈,所述一个电感线圈包括第一电感线圈、第二电感线圈以及第三电感线圈中的一个,所述一个电感线圈的第一端与所述电源接口的正向输入端耦接;
第一开关管,所述第一开关管的第一端与所述一个电感线圈的第二端耦接,所述第一开关管的第二端与所述电源接口的负向输入端耦接;
第一二极管,所述第一二极管的阳极与所述第一开关管的第一端耦接,所述第一二极管的阴极用于输出所述一个电感线圈形成的直流电压;
或者,第一变压模块或第二变压模块或第三变压模块包括降压子模块,所述降压子模块包括:
第二开关管,所述第二开关管的第一端与所述电源接口的正向输入端耦接;
第二二极管,所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的第二端耦接,所述第二二极管的阳极与所述电源接口的负向输入端耦接;
一个电感线圈,所述一个电感线圈包括第一电感线圈、第二电感线圈以及第三电感线圈中的一个,所述一个电感线圈的第一端与所述第二开关管的第二端耦接,所述一个电感线圈的第二端用于输出直流电压。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的无线充电设备,其特征在于,所述发射组件还包括隔离件,所述隔离件包括软磁材料。
8.根据权利要求7所述的无线充电设备,其特征在于,所述隔离件包括铁氧体。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的无线充电设备,其特征在于,所述发射组件包括并联的第一发射电路和第二发射电路,所述第一发射电路包括第一控制开关和第一发射线圈,所述第一控制开关和所述第一发射线圈串联于所述处理电路的正向输出端和所述处理电路的负向输出端之间;所述第二发射电路包括第二控制开关和第二发射线圈,所述第二控制开关和所述第二发射线圈串联于所述处理电路的正向输出端和所述处理电路的负向输出端之间。
10.一种电子设备组件,其特征在于,包括无线充电设备和电子设备,所述无线充电设备用于为所述电子设备充电,所述无线充电设备为如权利要求1-9中任一项所述的无线充电设备。
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