CN210898649U - 电磁发射设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁发射设备，从上到下依次设置有绝缘隔热层、中层和电磁屏蔽层；其中，所述中层包括：线圈组和控制器；所述线圈组具有多个，每个所述线圈组内至少包括一个线圈，每个所述线圈组之间互不连接；所述控制器分别联通每个所述线圈组，所述控制器还连接有电源，所述控制器用于控制每个所述线圈组的工作功率；所述绝缘隔热层上设置有交互键，所述交互键与所述控制器联通。本实用新型的电磁发射设备居多个线圈组，能够同时适用于多种电器，并且随着控制器对线圈组功率的控制，可以实现充电和加热两种功能。

Description

电磁发射设备

技术领域

本实用新型涉及电磁技术领域，尤其涉及电磁发射设备。

背景技术

现在电器的种类越来越丰富，使用也越来越便捷。

随着电器的增加，充电问题也随之而来，每种电器都需要单独的供电，对用户来说，就需要预留插座，如果没有预留足够的插座，就需要外接插座，降低了用户体验，而且，使用外接插座对用电安全带来了隐患。

以厨房电器为例，电磁炉、电饭锅、热水壶、微波炉等电器相当普及，这些电器都需要独立的插座，因此使用位置也必须固定，这样用户的使用体验必然有所下降。

除此以外，众所周知的电磁炉的加热原理，和电子设备的无线充电原理类似，因此现有技术中存在将电磁炉和充电座结合的设备，一般是桌子，例如一些饭店，使用的桌子上嵌有电磁炉，同时也嵌入无线充电座，为收集无线充电。

但是这种产品中，电磁炉和充电座，都是额外嵌入到桌子上，实际上还是两个独立的产品。二者不能混用，无论是电磁炉需要加热的锅，还是需要充电的手机，都只能在放在固定的区域。

综上所述，现有技术中，电子电器产品种类丰富，但是使用起来还存在诸多不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种电磁发射设备，能够实现对多种用电设备进行加热或充电。

电磁发射设备，从上到下依次设置有绝缘隔热层、中层和电磁屏蔽层；其中，所述中层包括：线圈组和控制器；所述线圈组具有多个，每个所述线圈组内至少包括一个线圈，每个所述线圈组之间互不连接；所述控制器分别联通每个所述线圈组，所述控制器还连接有电源，所述控制器用于控制每个所述线圈组的工作功率；所述绝缘隔热层上设置有交互键，所述交互键与所述控制器联通。

优选的，所述绝缘隔热层上设置有多个指示灯，所述指示灯的位置与所述线圈组的位置对应；所述指示灯和所述控制器联通，所述控制器根据所述线圈组的工作功率，控制对应位置处的所述指示灯的亮度或颜色。

优选的，所述交互键为按压键或者为旋拧键。

优选的，所述线圈组内还具有电容，所述电容与所述线圈串联或者并联。

优选的，所述电磁屏蔽层底部设置有散热器。

优选的，所述散热器为设置在所述电磁屏蔽层底部的风扇。

优选的，所述散热器为贴附设置在所述电磁屏蔽层底部冷却管，所述冷却管内填充有冷却液。

优选的，所述绝缘隔热层为陶瓷层或者塑料层；所述电磁屏蔽层为导电橡胶层、导电涂层、铝层或锂层中的一种。

本实用新型的电磁发射设备居多个线圈组，能够同时适用于多种电器，并且随着控制器对线圈组功率的控制，可以实现充电和加热两种功能。

附图说明

图1为本实用新型电磁发射设备的示意图；

图2为本实用新型电磁发射设备中检测装置的示意图。

附图标记：

绝缘隔热层1、中层2、电磁屏蔽层3、线圈组4、控制器5、交互键6、发射部73、接收部75、谐振单元71。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型公开一种电磁发射设备，参见图1，该电磁阀发射设备包括了绝缘隔热层1、中层2和电磁屏蔽层3。这三层结构是依次层叠设置的，绝缘隔热层1(以下简称隔热层)位于顶部，电磁屏蔽层3(以下简称屏蔽层)位于底部。该电磁发射设备主要是通过电磁效应实现对其他设备的加热、充电。

中层2包括线圈组4和控制器5。线圈组4具有多个，每个线圈组4内至少包括一个线圈，每个线圈组4之间互不连接。这里线圈4是电磁发射装置的发射线圈，在中层2还会对应的具有电容，电容与线圈串联或者并联，具体的连接方法，以及还可能用的其他零部件，在使用线圈的电磁效应领域中，是可以知晓如何设置的，本申请不对此进行赘述。

控制器5分别联通每个线圈组4，控制器5还连接有电源，控制器5用于控制每个线圈组4的工作功率。绝缘隔热层1上设置有交互键6，交互键6与控制器5联通。

中层2上的线圈组4中，可以是一个线圈，也可以是多个线圈，多个线圈之间可以串联也可以并联，如图1所示，右侧的线圈组4中，就包括两个串联的线圈。同时，从附图中也可以看出，每个线圈组4的尺寸并不需要完全相同。每个线圈组4之间是彼此独立的，也就是在使用过程中，每个线圈组4都可以以不同的功率工作，或者部分线圈4工作，部分线圈4不工作。这些都可以通过控制器5实现控制。

交互键6是为了方便人工控制电磁发射设备，交互键6最基础的按键可以是电源开关。在此基础上，还可以通过与控制器5的联通，实现对每个线圈组4功率的调节。使用交互键6调节线圈组4的功率时一种实施例，并非只能使用交互键6，本说明书，下文会说明一种自动控制调节的方法。交互键6为按压键或者为旋拧键。

绝缘隔热层1优选的为陶瓷层或者塑料层；电磁屏蔽层3优选的为导电橡胶层、导电涂层、铝层或锂层中的一种。绝缘隔热层1作为和其他设备的接触面，既能隔热、绝缘，还可能具备防水能力，有一定的承载能力。其他设备是指与电磁发射设备配合的设备，例如锅，通过电磁发射设备的电磁效应，实现锅的加热，又例如手机，通过电磁发射设备的电磁效应，实现充电。下面文中为了方便说明，将锅、手机等设备，统称为电磁接收设备，或者接收设备。他们都是和电磁发射设备配合，通过电磁效应实现加热或充电功能。

使用时，接收设备放置到绝缘隔热层1上，通过自动识别或人工输入的方式，使对应位置处的线圈组4以适合的功率工作，实现对接收设备的充电或者加热。使用人工输入的方式设置功率或者说工作方式，对于本领域技术人员来说是能够理解的，例如通过上述的交互键6实现人工输入，也可以通过手机与控制器5的信号连接，例如通过APP、蓝牙等连接方式，实现人工输入。而通过自动识别的方式下文会详细说明。这里自动识别包括识别充电还是加热，以及识别线圈组4工作的功率。

进一步，绝缘隔热层1上设置有多个指示灯，指示灯的位置与线圈组4的位置对应；指示灯和控制器5联通，控制器5根据线圈组4的工作功率，控制对应位置处的指示灯的亮度或颜色。在使用过程中，接收设备放到绝缘隔热层1上，对应位置的线圈组4开始工作，同时，对应位置处的指示灯也开始点亮。根据不同的工作模式(充电、加热)显示不同的亮度或不同的颜色，根据不同的功率也显示不同的亮度和颜色。优选的，可以使颜色用来区分工作模式，亮度用来区分不同的功率。这些都是可以根据实际需要，进行设置。

上面介绍了绝缘隔热层1和中层2，下面对电磁屏蔽层3进行说明。电磁屏蔽层3主要的功能是屏蔽线圈组4下方的电磁辐射。

为了对电磁发射设备进行散热，电磁屏蔽层3底部设置有散热器。散热器可以具有多种形式，例如散热器可以为设置在电磁屏蔽层3底部的风扇。散热器还可以为贴附设置在电磁屏蔽层3底部冷却管，冷却管内填充有冷却液。

下面说明如何通过自动识别的方式，使对应位置处的线圈组4以适合的功率工作。

该自动识别的方式主要包括：检测步骤S10和识判步骤S20。检测步骤S10用来检测是否有导体，这里的导体就是上述的接收设备，例如需要充电的手机、需要加热的水杯。当然，这里水杯需要进行特别的限定，需要是金属水杯，或者水杯的侧壁、底壁上设置有金属层。识判步骤S20用来确定线圈组4的以何种功率进行工作。因为接收设备是金属物或者线圈，他们具有共同的特性，就是导体。并且，根据电磁感应的原理可以知晓，非导体也不会进行电磁感应。因此，检测导体就是检测是否有接收设备。

检测步骤S10为：检测是否存在导体，有则进入识判步骤，无则继续保持检测步骤S10。在该步骤中，检测是否存在导体的方法可以具有多种。例如使用电磁发射设备中的线圈组4直接就可以进行检测。一般的，在检测步骤S10中的线圈组4处于低功耗待机状态。线圈组4本身会有一个固定(稳定)的电参数，而一旦有导体放入，导体会影响线圈组4原本的电参数，使线圈组4的电参数发生改变，通过这个改变可以判断出有异物进入，并且，根据电参数发生改变的线圈组4的数量，可以获得导体的大致尺寸。同样的，根据发生变化的线圈组4的位置，能够确定导体的位置。需要注意，通过线圈组4检测时，导体需要靠近线圈组4。实际检测中，例如可以检测线圈组4的阻抗、电感值、品质因素(Q值)等参数。需要注意，该待机并非关机，而是出于一个低功耗的状态，该状态可能不向外进行电磁波的发射，单并不影响对线圈组4的电参数的测量。

每个线圈组4都可以处于上述的检测步骤S10中，以实时判断是否有导体进入。另外，即使有一部分线圈组4已经处于工作状态，例如给手机充电或者给水杯等加热，剩余未进行充电或加热工作的线圈组4，还可以处在检测步骤S10中，以对后续放入的设备进行检测。

检测步骤S10除了可以使用线圈组4实现，还可以通过其他方式实现，例如通过摄像头，识别设备的类型。例如通过摄像头成像，识别出电磁发射设备的某个区域放置有手机，那就做出了对应的“有导体存在”的识别。又或者可以直接通过人工输入的方式进行。

本申请会在下文，对电磁发射设备的说明时，说明一种能够检测导体的实施例。

识判步骤S20主要是识判上个步骤中检测到的导体是否具有功率要求。例如导体是手机，其具有规定的无线充电要求，这个要求就包括了功率要求，如果识判到导体有类似的功率要求，线圈组4就按照功率要求的功率工作。例如导体是锅等没有充电需求的设备，也不规定要求充电的功率，不进行功率要求的反馈，此时，线圈以第一功率状态工作。所述第一功率状态为：以固定的功率值工作，或者以逐步增大的功率工作。

需要注意，上述提到锅等没有充电需求的设备，其也不会对功率进行要求，仅是为了方便理解的常规举例，并不排除特定的一些锅、水杯有功率要求。例如一个保温水杯，为了能把水加热到合适的问题，器完全可以具有功率要求，来指定功率，达到保温的效果。再不考虑成本的前提下，可以给所有设备配置对应的单元，例如单元和接收线圈，来实现功率要求的通信。

对功率要求的识判，或者说接收功率要求的反馈，接收源也可以是线圈组4。以手机为例，其必然会有与线圈组4对应的接收线圈，手机的无线充电芯片，或其他芯片，将功率要求以电信号的方式，在接收线圈和线圈组4之间传递(接收线圈也有发射电信号的功能，这是电磁感应的基本原理，本申请不做赘述)。

可以将上述功率要求的识判，理解为充电时，电磁发射设备和被充电设备(手机、手表等)之间进行通信，功率要求以电信号的方式传递。例如通过脉冲信号来传递消息，脉冲信号根据长短来区分，以二进制的方式对长短的脉冲信号编码，就可以实现信息的传递。

当然，这里使用线圈组4对应的接收线圈的通信，来实现功率要求的传递，是一种优选的实施方式，并不用于限制本申请。其他的通信方法，例如设置蓝牙信号收发器，通过蓝牙进行功率要求的信息传递。又例如通过NFC近场通信来实现，恰好在无线充电时，电磁波发发射设备和被充电设备需要靠近。

下面来具体说明识判步骤S20的细节。

识判步骤S20分为：识别步骤S21和判断步骤S22。

识别步骤S21为：检测导体是否有回应信号，有所述回应信号则进入所述判断步骤S22，无所述回应信号则线圈组4以第一功率状态工作。例如导体为水杯等没有充电需要的设备，也就不会有回应信号，线圈组4以第一功率状态工作。而导体为手机时，就会有回应信号。

判断步骤S22为：判断所述回应信号的有效性，有效的回应信号中包括了功率要求；当判断所述回应信号有效时，线圈组4以功率要求状态工作；当判断所述回应信号无效时，线圈组4以第一功率状态工作。

这里的判断回应信号的有效性，就是要验证导体回应的信号是否为充电所需要的信号。例如上述体积的使用脉冲信号进行通信，能够发出脉冲信号的设备有很多种，并非都需要进行充电操作，因此要更进一步的验证该回应信号的有效性。

识别步骤S21中，可以使用线圈组4作为接收回应信号的设备，并且线圈组4还可以像设备发出信号。尤其是在充电时，有可能需要双方(充电座和被充电的手机)通信，先有通信，再有回应信号的发送和接收。也就是说，识别步骤S21中，可以先发送信号，再接收回应信号。一般线圈组4会先发送识别信号，该识别信号可能包含询问需要充电还是需要加热，或者其他相关信息。关于充电使用，可以根据无线充电相关协议相关的要求进行设置，例如Qi标准、PMA标准、A4WP标准等等。这里提到的协议相关要求，仅要表达线圈组4发送的识别信号，和接收到的回应信号中可能包括的信息内容，并非限制本申请的线圈组4等结构，被设置成上述标准中的要求结构。

还包括：确认步骤；在线圈组4再以第一功率状态工作前，先进行确认步骤，确认步骤为：发送确认提示，并等待确认回复，在得到确认回复后，线圈组4再以第一功率状态工作；未的到确认回复，线圈组4保持原工作功率。

线圈组4以第一功率状态工作时，还具有功率估算步骤，功率估算步骤为：判断导体所在位置处，对应的线圈组4的数量，对应的线圈组4的数量越大，估算的功率值越大，反之越小；在第一功率状态中，以估算的功率值为最大功率值工作。

以一个完整的示例，来说明自动识别的方法。该示例中，实现检测等功能的部件，均使用了线圈组4。

检测步骤S10，每个线圈组4处于低功耗待机的检测状态，检测线圈组4上是否有导体存在，有则进入识判步骤S20，无则继续保持检测步骤。

识判步骤S20分成两部分，识别步骤S21和判断步骤S22。检测线圈组4上是否有导体存在后，准确来说，是进入识别步骤S21。

识别步骤S21中，线圈组4发送识别信号，并等待识别到的导体是否有回应信号。有则进入判断步骤S22，判断所述回应信号的有效性，有效的话就按照回应信号中的功率要求，调节线圈组4的功率，以功率要求状态工作。如果没有回应信号，或者回应信号无效，则进入确认步骤S30。如果进入确认步骤S30，先发送确认提示，并等待确认回复，在得到确认回复后，所述线圈组4再以第一功率状态工作；未的到确认回复，所述线圈组4保持原工作功率。

通过本发明上述的方法，可以让电磁发射设备自动判断线圈组4的工作功率。尤其是对充电和加热两种方式的区分，虽然二者原理相同，但是对于像锅、水杯等产品，他们即使没有安装通信芯片或者线圈，也能实现“随放随用”，即，像炒锅、蒸锅这些没有安装芯片和线圈的设备，放置在电磁发射设备上，对应位置的线圈组4就可通过上述的方法步骤，实现对齐加热。

对于没有通信功能的设备，本申请至少可以自动实现对其进行加热。在不要求充电功率时，也能实现自动充电。

本申请的电磁发射设备还可以具有多种使用用途，例如作为桌子使用，或者作为厨房中的橱柜等，既能完成桌子、橱柜的功能，有实现了加热和充电的功能。如图1所示，在电磁屏蔽3下安装了支腿，就可以同时当做桌子使用。当然其也作为单独的结构使用。

最后再说明一种可以用在检测步骤S10中进行检测可能用到的结构。该结构可以设置在电磁发射设备的中层2和绝缘隔热层1之间。为了方便说明，将其称为检测结构。

参见图2，检测装置主要包括传输部、发射部73和接收部75。发射部73和接收部75都和控制器5电连接，受到控制器5的控制，并进行信息的交互。

传输部具有多个传输单元，发射部73用来激励传输单元发生电磁感应，接收部75用来接收传输单元的电磁感应信号。该检测装置工作的主要原理概述为：传输单元之间发生电磁感应，有导体进入时，影响该电磁感应的稳定性，检测到该电磁感应中的电器信号的变化，就能判断导体是否进入。这里指代了上述接收设备。

传输单元的形式可以具有多种，本申请优选的使用的谐振单元711作为传输单元。因为谐振单元711更易获取，制备也可相对简单，更适合工业生产制造。

传输部主要是通过各个谐振单元711之间的共振(谐振)，实现的电磁感应效应。下面就具体的对谐振单元711进行说明。谐振单元711具有多个，每个谐振单元711的位置被配置为至少能与另外的一个所述谐振单元711发生电磁感应。以至少一个谐振单元711作为起始单元，以至少一个谐振单元711作为结束单元，发射部73使起始单元产生电磁感应，接收部75检测结束单元发生电磁感应，根据结束单元的电磁感应，还能够获取对应的电器信号。起始单元和结束单元可以是同一个谐振单元711，也可以是不同的谐振单元711。这里提到“至少与另外一个谐振单元711发生电磁感应”，其最终的效果是能够实现一条完整的感应回路，感应回路是指：包括起始单元和结束单元，并且起始单元发生的谐振，能够传送到结束单元。一个感应回路中，可以只包括两个谐振单元711，这两个谐振单元711一个是起始单元，另一个是结束单元。

每个谐振单元711呈环形结构，且在环形结构上形成开口部；环形结构导电，以形成电感L；开口部形成电容C。如果使用开口部形成电容C时，部能满足性能要求，如频率不能满足时，可以在开口部内添加补充电容，例如可以是焊接等形式进行补偿电容的添加。

或者，每个谐振单元711呈环形结构，且在环形结构上，形成至少一段绝缘介质；环形结构导电，以形成电感L；绝缘介质形成电容C。该绝缘材质不是包裹在金属环外，而是环形结构的一部分，也就是说，环形结构中包括至少一段绝缘材料。该绝缘介质还可以直接使用电容器，连接在金属环上。在实际应用中，还可以配置成更多种形状，例如口字形、螺旋形、Ω形结构、U形结构、树突结构形等等。

通过以上检测装置，就实现了对导体的检测。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电磁发射设备，其特征在于，

从上到下依次设置有绝缘隔热层(1)、中层(2)和电磁屏蔽层(3)；其中，

所述中层(2)包括：线圈组(4)和控制器(5)；

所述线圈组(4)具有多个，每个所述线圈组(4)内至少包括一个线圈，每个所述线圈组(4)之间互不连接；

所述控制器(5)分别联通每个所述线圈组(4)，所述控制器(5)还连接有电源，所述控制器(5)用于控制每个所述线圈组(4)的工作功率；

所述绝缘隔热层(1)上设置有交互键(6)，所述交互键(6)与所述控制器(5)联通。

2.根据权利要求1所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述绝缘隔热层(1)上设置有多个指示灯，所述指示灯的位置与所述线圈组(4)的位置对应；

所述指示灯和所述控制器(5)联通，所述控制器(5)根据所述线圈组(4)的工作功率，控制对应位置处的所述指示灯的亮度或颜色。

3.根据权利要求1所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述交互键(6)为按压键或者为旋拧键。

4.根据权利要求1所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述线圈组(4)内还具有电容，所述电容与所述线圈串联或者并联。

5.根据权利要求1所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述电磁屏蔽层(3)底部设置有散热器。

6.根据权利要求5所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述散热器为设置在所述电磁屏蔽层(3)底部的风扇。

7.根据权利要求5所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述散热器为贴附设置在所述电磁屏蔽层(3)底部冷却管，所述冷却管内填充有冷却液。

8.根据权利要求1所述的电磁发射设备，其特征在于，

所述绝缘隔热层(1)为陶瓷层或者塑料层；

所述电磁屏蔽层(3)为导电橡胶层、导电涂层、铝层或锂层中的一种。

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