CN209982139U - 一种无线充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线充电器，用于给多个待充电设备的充电线圈提供电能；所述无线充电器包括控制模块和供电线圈组件，所述控制模块与供电线圈组件电连接；所述供电线圈组件包括导磁体和线圈，所述线圈以同一方向在所述导磁体上进行绕制，所述线圈在所述导磁体上绕制形成至少两个线圈组，相邻的两个所述线圈组之间通过所述线圈的一部分线材连接。本实用新型的供电线圈组件具有磁场分布均匀的优点；相比于在发射端内部放置多个发射线圈的供电线圈组件相比，本实用新型具有工艺简单，节省空间，节约成本的特点。

Description

一种无线充电器

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，更具体地，涉及一种无线充电器。

背景技术

目前，在无线充电领域，为了提高充电效率和充电自由度，一般在无线充电器内部放置多个独立的发射线圈，但同时也导致多个独立的发射线圈的磁场相互之间发生干扰，而且工艺复杂，制造成本增加，空间增大等问题。

现有技术中无线充电装置还采用一个发射线圈，其中一个发射线圈布满整个无线充电装置内部，实现同时只能对一个接收端提供电能，这样的设置依然存在磁场分布不均匀而造成充电效率低下的问题。

因此提供一种能够同时对多个待充电设备进行充电，而且在充电过程中磁场不相互干扰，提高充电效率和充电自由度是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种无线充电器。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种无线充电器，用于对多个待充电设备的充电线圈提供电能；所述无线充电器包括控制模块和供电线圈组件，所述控制模块与供电线圈组件电连接；

所述供电线圈组件包括导磁体和线圈，所述线圈以同一方向在所述导磁体上进行绕制，所述线圈在所述导磁体上绕制形成至少两个线圈组，相邻的两个所述线圈组之间通过所述线圈的一部分线材连接。

可选地，所述供电线圈组件中的每一个所述线圈组被配置为用于对至少一个充电线圈对应配合充电。

可选地，所述供电线圈组件的各个表面被配置于用于对至少一个充电线圈对应配合充电。

可选地，所述无线充电器还包括壳体，所述控制模块和供电线圈组件设置在所述壳体内。

可选地，所述壳体的各个表面具有用于承接待充电设备的充电区，每个所述充电区对应一个位于所述壳体内部的供电线圈组件。

可选地，所述导磁体呈长条形状，所述导磁体沿径向方向的截面形状为圆形，椭圆形或多边形中的至少一种，各个所述线圈组沿着所述导磁体的轴向延伸。

可选地，所述线材沿着所述导磁体的轴向延伸。

可选地，所述线圈在所述导磁体上绕制的形状包括圆形，椭圆形，多边形中的至少一种。

可选地，所述无线充电器被配置于用于对具有长条形状导磁体的充电线圈的电子产品进行充电。

可选地，所述导磁体采用纳米晶导磁体，非晶体导磁体或铁氧体导磁体中的至少一种。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出一种能够同时对多个待充电设备的充电线圈进行充电的无线充电器，即在一导磁体上绕制单个线圈，绕制成的线圈至少包含两个线圈组，相比于只包含一个线圈组的线圈，本实用新型的无线充电器具有磁场分布均匀的优点。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1所示为本实用新型无线充电器中供电线圈组件的结构示意图。

图2所示为本实用新型第一实施例无线充电器与待充电设备进行充电的结构示意图。

图3所示为本实用新型第二实施例无线充电器与待充电设备进行充电的结构示意图。

图4所示为本实用新型第三实施例无线充电器与待充电设备进行充电的结构示意图。

图5所示为图1中供电线圈组件中导磁体的结构示意图。

图6所示为现有技术中供电线圈组件的电磁仿真图。

图7所示为本实用新型供电线圈组件的电磁仿真图。

图8所示为本实用新型一种实施例的仿真无线充电磁场的分布图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种无线充电器，用于给多个待充电设备的充电线圈提供电能，所述无线充电器包括控制模块和供电线圈组件，所述控制模块与供电线圈组件电连接。

所述供电线圈组件包括导磁体101和线圈，所述线圈以同一方向在所述导磁体101上进行绕制，所述线圈在导磁体101上绕制形成至少两个线圈组，相邻的两个所述线圈组之间通过所述线圈的一部分线材203连接。

具体地，在导磁体101上，线圈以相同的方向绕制第一个线圈组2011，绕制一定圈数后，使线圈的一部分线材203沿着该导磁体101延伸到预定长度，然后继续同向缠绕，绕制一定圈数后成形成第二个线圈2012，在同一导磁体上可以多次重复绕制形成多个线圈组。

可选地，所述线圈组2011绕制的圈数和线圈组2011绕制的紧密程度与待充电设备的尺寸和待充电设备的个数有关。

例如，当线圈组2011实现对一个待充电设备的充电线圈进行充电，线圈组2011设置圈数和长度与待充电设备的充电线圈的长度匹配。

例如，当线圈组2011实现对多个待充电设备的充电线圈进行充电，线圈组2011设置的圈数和长度与多个待充电设备的充电线圈的长度总和匹配。

本实用新型并不对线圈组的圈数，紧密程度和长度等一系列参数进行限定，在生产制造过程中，本领域的技术人员可以根据实际具体的需要对各个参数进行限定。

本实用新型中所述线圈为单根线圈，采用单根线圈进行绕制，与现有技术中的无线充电器内部设置多个独立的发射线圈的技术方案相比，本实用新型结构简单，工艺简单，与线圈相对应的配置减少，同时节省空间和节约成本。例如当采用多个独立发射线圈时，每一个发射线圈需要设置与其相匹配的放大器，现有技术中需要多个放大器与多个独立的发射线圈对应，增大了无线充电器的体积，同时内部布局和结构复杂，本实用新型无线充电器内只需要一个放大器与线圈匹配，本实用新型的无线充电器结构简单，同时减少了制作成本。

可选的，所述线圈还可以是多股绞线或多股排线，例如采用长度相同的线圈，在绕制过程中，长度相同的多个线圈一端对齐，同时进行绕制。

可选地，线圈在导磁体上的绕制方向可以采用逆时针或顺时针。本实施例中线圈采用逆时针的方向进行绕制。

所述导磁体为长条状，其中导磁体的径向横截面可以是圆形，椭圆形或多边形等。所述导磁体是具有高磁导率的磁性材料，可以采用纳米晶体导磁体，非晶体导磁体，铁氧体或其他等效磁性材料。所述导磁体具有磁导率高，饱和磁感应强度大，损耗低，稳定性好，易于磁通通过。高磁导率的导磁体能够有效的控制电磁波散溢的情况。

所述线圈为绝缘线圈，绝缘线圈的表面与外界具有绝缘性的线圈。例如采用漆包线等具有类似功能的材质复合制成的线圈。所述线圈在导磁体上绕制的形状可以是圆形，椭圆形，方形或其他形状，与导磁体径向横截面的形状一致。

可选地，所述无线充电器被配置于用于对具有长条形状导磁体的充电线圈的电子产品进行充电，具体地，所述待充电设备的充电线圈包括长条形状导磁体和线圈，所述线圈采用逆时针或顺时针的方式在所述导磁体绕制线圈组。

可选地，所述待充电设备为触控笔，电动牙刷，剃须刀等电子产品。

可选地，所述线圈沿所述导磁体的轴向方向进行绕制。本实用新型采用这样的绕制方式，能够在导磁体轴向方向上提高待充电设备充电自由度，例如待充电设备在沿导磁体的轴向方向上进行充电时，不会因为待充电设备的位置偏移而影响其充电效率。

其中待充电设备的位置偏移具体包括：在充电时，待充电设备的初始位置相对于导磁体的轴向方向发生了偏移(例如，待充电设备的部分或整体未放置在无线充电器标识的充电区内)或在充电过程中待充电设备的位置发生了偏移(例如，由于外界物体与待充电设备发生碰撞，使得待充电设备的位移发生了偏移)。

需要注意的是：附图2，附图3，附图4示意性示出待充电设备的充电线圈的结构图，其中在以下实施例中，一个充电线圈代表了一个待充电设备。

根据本实用新型的一个实施例，所述供电线圈组件中的每一个所述线圈组被配置为用于对至少一个待充电设备的充电线圈对应配合充电。

在一个例子中，所述供电线圈组件中的一个线圈组与一个待充电设备的充电线圈在结构和位置上对应。由于本实施例中供电线圈组件包括多个线圈组，因此供电线圈组件能够实现同时对多个待充电设备的充电线圈进行充电。

如图2所示，导磁体上绕制两个线圈组，包括线圈组2011和线圈组2012，两个所述线圈组实现对两个待充电设备的充电线圈同时充电，所述两个待充电设备的充电线圈分别为充电线圈3011，充电线圈3012。

如图3所示，导磁体上绕制三个线圈组，包括线圈组2011，线圈组2012和线圈组2013，三个所述线圈组实现对三个待充电设备的充电线圈同时充电，所述三个待充电设备的充电线圈分别为充电线圈3011，充电线圈3012和充电线圈3013。

在一个例子中，所述供电线圈组件中的一个线圈组与多个待充电设备的充电线圈对应。

如图4所示，导磁体上绕制两个线圈组，包括线圈组2011和线圈组2012，所述供电线圈组件能够实现同时对三个待充电设备的充电线圈进行充电；具体地，线圈组2011分别与待充电设备的充电线圈3011，待充电设备的充电线圈3012对应，线圈组2011能够实现同时对两个待充电设备的充电线圈进行充电。线圈组2012与待充电设备的充电线圈3013对应，线圈组2011能够实现对待充电设备的充电线圈3013进行充电。

根据本实用新型的一个实施例，所述供电线圈组件的各个表面被配置于用于对至少一个待充电设备的充电线圈对应配合充电。图5所示为供电线圈组件的导磁体101的结构图。如图5所述，所述导磁体101呈长条形状，所述导磁体101沿径向方向的横截面形状为矩形。所述供电线圈组件的端面A，端面C，侧面B，侧面D，侧面E和侧面F被配置于用于对至少一个待充电设备的充电线圈对应配合充电。

根据本实用新型的一个实施例，所述无线充电器还包括壳体，所述控制模块和供电线圈组件设置在所述壳体内。

所述壳体的各个表面具有用于承接待充电设备的充电区，每个所述充电区对应一个位于所述壳体内部的供电线圈组件。具体地，待充电设备靠近所述充电区或与所述充电区接触时，实现对待充电设备的充电。

本实用新型的无线充电器提高了待充电设备的充电自由度，例如现有技术中的无线充电器，需要在无线充电器内标识具体的充电区域，用户将待充电设备放置在指定区域才能够完成充电过程，若待充电设备的充电位置发生了偏移，则充电效率会降低。本实用新型的无线充电器由于供电线圈组件中线圈特定的绕制方式，使得供电线圈组件的各个表面磁感线分布均匀，供电线圈组件的各个表面均能为待充电设备进行充电，当待充电设备靠近本实用新型的无线充电器时，即开始进行充电过程，当待充电设备接触无线充电器，充电效率和速率提高，由于本实用新型无线充电器的各个表面都能够实现充电，因此当待充电设备即使位置发生了偏移，也不会影响待充电设备的充电效率。本实用新型的无线充电器提高了待充电设备的充电位置自由度。

图6所示为现有技术中供电线圈组件的电磁仿真图。图7所示为本实用新型供电线圈组件的电磁仿真图。其中本实验中，发明人将现有技术的供电线圈组件和本实用新型供电线圈组件的供电频率保持一致，供电频率为100KHZ；现有技术的供电线圈组件和本实用新型供电线圈组件上绕制的线圈采用统一规格的线圈，本实验中：线圈参数为：线圈直径0.045mm，绕制总圈数：16圈，螺距：0.1mm。其中“螺距”为螺旋的一个螺纹上的一点与相邻螺纹上相应点之间的距离，应用到线圈中，螺距代表线圈绕制的紧密程度。

图6所示为现有技术中供电线圈组件的电磁仿真图。现有技术中供电线圈组件的导磁体以相同方向绕制线圈，其中所述线圈以持续不间断的方向进行绕制。本发明人发现，现有技术中供电线圈组件的磁场分布较为聚集，其中导磁体中间磁场强度强，两边磁场强度弱，磁场分布不均匀，因此不能够实现同时对多个待充电设备的充电线圈进行充电，而且待充电设备的进行充电时，充电自由度不高。

图7所示为本实用新型供电线圈组件的电磁仿真图。本实用新型供电线圈组件的线圈以同一方向在导磁体上进行绕制，所述线圈在所述导磁体上绕制形成至少两个线圈组，相邻的两个所述线圈组之间通过所述线圈的一部分线材连接，一部分线材沿着导磁体的轴向方向延伸预定距离，其中所述距离为3mm-5mm；本发明人发现：其中当采用的线圈直径为0.045mm，两个线圈组绕制总圈数为16圈，螺距为0.1mm，预定距离为3mm时，本实用新型的供电线圈组件同时给多个待充电设备的充电线圈进行充电时，磁场不仅不会发生干涉，而且磁场分布更加均匀，具体地，导磁体中间和两边的磁场强度均匀。

图8所示为本实用新型一种实施例的仿真无线充电磁场的分布图。采用图7所示的供电线圈组件对待充电设备的充电线圈进行充电。其中本实验的待充电设备的充电线圈设置为两个，本实施例中能够同时实现对2个待充电设备的充电线圈进行充电，在同时给多个待充电设备的充电线圈进行充电时，本发明人发现，采用本实用新型供电线圈组件给待充电设备进行充电时，磁场不仅不会发生干涉，磁场分布均匀。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种无线充电器，其特征在于，用于对多个待充电设备的充电线圈提供电能；所述无线充电器包括控制模块和供电线圈组件，所述控制模块与供电线圈组件电连接；

所述供电线圈组件包括导磁体和线圈，所述线圈以同一方向在所述导磁体上进行绕制，所述线圈在所述导磁体上绕制形成至少两个线圈组，相邻的两个所述线圈组之间通过所述线圈的一部分线材连接。

2.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述供电线圈组件中的每一个所述线圈组被配置为用于对至少一个待充电设备的充电线圈对应配合充电。

3.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述供电线圈组件的各个表面被配置于用于对至少一个待充电设备的充电线圈对应配合充电。

4.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述无线充电器还包括壳体，所述控制模块和供电线圈组件设置在所述壳体内。

5.根据权利要求4所述的无线充电器，其特征在于，所述壳体的各个表面具有用于承接待充电设备的充电区，每个所述充电区对应一个位于所述壳体内部的供电线圈组件。

6.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述导磁体呈长条形状，所述导磁体沿径向方向的截面形状为圆形，椭圆形或多边形中的至少一种，各个所述线圈组沿着所述导磁体的轴向延伸。

7.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述线材沿着所述导磁体的轴向延伸。

8.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述线圈在所述导磁体上绕制的形状包括圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述无线充电器被配置于用于对具有长条形状导磁体的充电线圈的电子产品进行充电。

10.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述导磁体采用纳米晶导磁体，非晶体导磁体或铁氧体导磁体中的至少一种。

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