CN212649143U - 无线充电座以及无线充电组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种无线充电座以及无线充电组件,属于无线充电技术领域。所述无线充电座包括：控制模块，无线充电模块，电容检测模块和线圈模块；所述线圈模块，分别与所述电容检测模块和所述无线充电模块连接；所述电容检测模块，用于根据所述线圈模块的电压变化量确定第一电容变化量；所述控制模块，分别与所述无线充电模块和电容检测模块连接；在所述第一电容变化量大于第一预设阈值，且所述无线充电座与电子设备处于通信连接状态的情况下，控制所述无线充电模块从第一状态切换至第二状态，其中，在所述第二状态下，所述无线充电模块向所述电子设备充电。本实施例能够减少无线充电座的功耗。

Description

无线充电座以及无线充电组件

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种无线充电座以及无线充电组件。

背景技术

随着智能手机、平板电脑、可穿戴设备等电子设备的普及，各种充电方式也应运而生。例如目前普遍地通过无线充电座给电子设备进行充电。

现有技术中，无线充电座处于待机状态时，无线充电座采用轮循发射通信信号的方式来检测是否有电子设备靠近无线充电座。当无线充电座在发射信号时会损耗无线充电座自身的电能，这样的方式会使无线充电座损耗至少100mA的电能，增加了无线充电座的功耗。

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座新的技术方案，以解决现有技术中无线充电座功耗过大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，提供一种无线充电座。所述无线充电座包括：

控制模块，无线充电模块，电容检测模块和线圈模块；

所述线圈模块，分别与所述电容检测模块和所述无线充电模块连接；

所述电容检测模块，用于根据所述线圈模块的电压变化量确定第一电容变化量；

所述控制模块，分别与所述无线充电模块和电容检测模块连接；在所述第一电容变化量大于第一预设阈值，且所述无线充电座与电子设备处于通信连接状态的情况下，控制所述无线充电模块从第一状态切换至第二状态，其中，在所述第二状态下，所述无线充电模块向所述电子设备充电。

第二方面，本实施例提供一种无线充电组件。所述无线充电组件包括上述所述的无线充电座和电子设备，所述无线充电座用于给所述电子设备供电。

在本实用新型的实施例中，通过在无线充电座设置电容检测模块和线圈模块，电容检测模块通过线圈模块上的电压变化量确定第一电容变化量，根据第一电容变化量确定无线充电模块状态；无线充电模块处于第二状态，无线充电模块向电子设备充电；即无线充电模块只有处于第二状态时，才会控制模块控制无线充电模块向电子设备充电，本例子相比于现有技术降低了无线充电座的功耗。

附图说明

图1所示为本实用新型无线充电座的结构示意图。

图2所示为本实用新型无线充电座内部的连接结构示意图。

图3所示为本实用新型无线充电组件结构示意图。

附图标记说明：

01-控制模块，02-无线充电模块，03-电容检测模块，04-线圈模块，05-报警模块，06-稳压电路模块，07-逆变电路模块；

101-第一连接端，102-第二连接端，103-第三连接端，104-第四连接端；

201-无线充电支撑板，203-无线充电基板，202-充电底座；

301-电子设备。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

下面结合附图，通过具体的实施例对本实用新型实施例提供的电子设备进行详细地说明。

根据本实用新型实施例提供一种无线充电座。参照图1-图2所示，所述无线充电座包括：

控制模块01，无线充电模块02，电容检测模块03和线圈模块04；

所述线圈模块04，分别与所述电容检测模块03和所述无线充电模块02连接；

所述电容检测模块03，用于根据所述线圈模块04的电压变化量确定第一电容变化量；

所述控制模块01，分别与所述无线充电模块02和电容检测模块03连接；在所述第一电容变化量大于第一预设阈值，且所述无线充电座与电子设备处于通信连接状态的情况下，控制所述无线充电模块02从第一状态切换至第二状态，其中，在所述第二状态下，所述无线充电模块02向所述电子设备充电。

需要理解的是，不论无线充电模块是处于第一状态还是第二状态，控制模块01均控制电容检测模块03始终处于工作状态，电容检测模块03根据线圈模块的电压变化实时确定第一电容变化量。

具体地，线圈模块04与电容检测模块03连接，线圈模块04包括金属屏蔽层和设置在金属屏蔽层上的发射线圈，此时，线圈模块04相当于一个电容极板，则线圈模块04和大地之间形成电容C，电容大小遵从电容的决定式：

C＝εS/(4πkd) (1)

在此公式中各符号含义如下，C：线圈模块04与大地之间的电容；K：静电力常数；S：线圈模块04与大地正对的面积；ε：介电常数；D：电子设备与线圈模块04之间的距离；

当存在电子设备301靠近线圈模块04时，线圈模块04和大地之间的介电常数会发生变化，导致电容C发生变化。

由于存在如下公式:

在此公式中各符号含义如下，C：线圈模块04与大地之间的电容；Q：电荷量；U：线圈模块04与大地之间的电压差；

在同等电荷量Q的情况下，根据公式(2)可知，电容C的变化使得线圈模块04的电压会发生变化；根据线圈模块04的电压变化，电容检测模块03即可计算出线圈的第一电容变化量电容参数，从而确定是否存在电子设备靠近无线充电座。进一步的，由于在电子设备进入空间场和离开空间场对外界电容C的影响有所不同(一个增加一个减小)，从而使得线圈模块04的第一电容变化量的变化趋势不同(一个增加一个减小)，因此可以根据第一电容变化量不同的变化趋势，确定电子设备与无线充电座之间的关系。

在第一电容变化量大于第一预设阈值的情况下，即存在电子设备靠近所述无线充电座时，还需要进一步检测无线充电座与电子设备的通信连接情况，只有在无线充电座与电子设备处于通信连接状态下时，才会控制无线充电模块02从第一状态切换至第二状态；若无线充电座与电子设备未进行通信连接，则继续保持无线充电模块02处于第一状态。

可以理解的，无线充电模块02的第一状态为关闭状态，即在此状态下，无线充电模块02不启动，无线充电模块02的第二状态为工作状态，在此状态下，无线充电模块02通过线圈向电子设备进行充电。

可选地，参照图1所示，所述无线充电座包括逆变电路模块07，所述逆变电路模块07的一端与线圈模块04连接，逆变电路模块07的另一端与无线充电模块02连接。所述逆变电路模块07用于将无线充电模块02输出的直流电转变为交流电，转变后的交流电传输至线圈模块04，所述线圈模块04依据电磁感应原理给电子设备供电。

具体地，控制模块01控制无线充电模块02处于第二状态时，所述线圈模块04与电子设备301上的接收线圈模块之间产生电磁感应，所述无线充电座给电子设备供电。

可选地，参照图2所示，所述线圈模块04包括第一连接端101和第二连接端102，所述第一连接端101与第二连接端102分别与所述无线充电模块02连接；所述第一连接端101上设置有第三连接端103，所述第二连接端102上设置有第四连接端104，所述第三连接端103与第四连接端104分别与所述电容检测模块03连接。

可以理解的，线圈模块04能够根据无线充电模块02和电容检测模块03处于的不同的状态(工作/关闭)，控制线圈模块04执行不同的功能，实现无线充电座的功能复用。

需要理解的是，电容检测模块03虽然始终处于工作状态，但是检测的参数会有所变化。

可选地，在电容检测模块03处于工作状态的时候，检测的参数可以是用于确定电子设备与线圈模块04的距离，也可以是用于确定充电过程中线圈的温度变化，还可以是电子设备相对于线圈模块04发生的偏移量。

由于上述已经说明，在第一电容变化量大于第一预设阈值的情况下，即存在电子设备靠近所述无线充电座时，还需要进一步检测无线充电座与电子设备的通信连接情况，因此，在第一时刻始终需要对第一电容变化量进行检测。

可以理解的，第一时刻为在检测电子设备与无线充电座之间通信情况之前的任意时刻。

那么在电子设备与无线充电座之间通信情况检测完成之后，所述电容检测模块03可以用于检测在充电过程中线圈的温度，还可以用于检测在充电过程中，电子设备与线圈是否发生偏移。

具体地，在电容检测模块03用于在充电过程中检测线圈的温度的时候，能够根据线圈模块04的第二电容变化量，进而确定线圈模块04由于充电而引起的温度变化，进一步的，在已知充电的初始温度的情况下，可以根据初始温度和第二电容变化量共同确定线圈模块04的当前温度。

具体地，在电容检测模块03用于检测电子设备相对于线圈模块04发生的偏移量的时候，能够根据线圈模块04的第三电容变化量，进而确定线圈模块04与电子设备的位置偏移量。

可以理解的，在充电过程中线圈的温度变化导致的电容变化量(第二电容变化量)与线圈模块04与电子设备的位置发生偏移导致的电容变化量(第三电容变化量)的变化趋势完全不同，可以根据不同的电容变化趋势，判断具体是那种情况，从而执行不同的后续处理。例如，在进行无线充电时，若用户不小心碰到电子设备或无线充电座，或者其他原因导致电子设备与充电座之间发生位移，则会导致无线充电功率降低或中断，此时电容检测模块会检测到电容值急速变化，而由于温度上升导致的电容值变化是一个持续过程，因此可以通过在预设较短的时间内电容值的变化速度，进一步确定该电容变化量是由温度导致的还是偏移导致的。

当然，除此之外，电容检测模块03还可以对第一电容变化量进行检测，以确定在充电过程中，电子设备是否离开线圈模块。

在本实施例中，在控制模块01控制无线充电模块02切换至第二状态之后，电容检测模块03根据检测到的不同的电容变化量，对电子设备与无线充电座的距离、充电过程中的线圈温度、以及充电过程中电子设备与无线充电座产生的位置偏移进行检测，实现了在不增加检测部件的情况下，增加无线充电座的功能。

在所述无线充电座与所述电子设备未处于通信连接状态的情况下，所述控制模块01保持所述无线充电模块02处于第一状态；其中，在所述第一状态下，所述无线充电模块02关闭。

可以理解的，在无线充电座与所述电子设备未处于通信连接状态的情况下，控制模块01控制无线充电模块02处于关闭状态，即无线充电模块02无法给电子设备进行充电。

在本实施例中，即使检测到第一电容变化量大于第一阈值，即电子设备靠近所述无线充电座，但是若无线充电座与电子设备未进行通信连接，则表示没有充电需求，无需启动无线充电模块02，进而降低无线充电座的功耗。

在一种可选的实施例中，在所述无线充电模块02处于所述第二状态下，所述电容检测模块03通过检测第二电容变化量和所述线圈模块04的初始温度，确定所述线圈模块04的当前温度。

具体地，在第一工作时刻，电容检测模块03检测线圈模块04的初始电容C1，此时线圈的初始温度为T1，在充电过程中，线圈模块04的电容C2随着温度的升高而变化，在第二工作时刻，电容检测模块03检测线圈模块04的当前电容C2，则此时线圈的当前温度T2可以根据以下公式确定，

其中，h：无线充电座的线圈模块04与大地之间的距离；S：无线充电座的线圈模块与大地之间的相对面积；k：静电力常数；

根据材料的性质，在特定的温度范围内，材料的介电常数的温度系数α_ε是定值，在充电过程中无线充电座的线圈模块04相对于大地的距离h是定值，故可得到：

其中，Δε＝ε₂-ε₁，Δt＝t₂-t₁，其中ε₂、ε₁为温度t₂、t₁时的电容介电常数，α_ε是温度系数。

需要说明的是，在无线充电座设计出厂时，需要对线圈模块04的温度和电容进行校准。当线圈模块04的当前温度较高时，则控制模块01降低无线充电座功率，保证充电温升在安全范围内。

可选地，所述无线充电座还包括报警模块05，所述报警模块05与所述控制模块01连接，报警模块05用于在无线充电座出现的异常情况进行报警和提示，提高无线充电座的安全使用性。

在所述控制模块01检测到所述当前温度超过第一温度阈值的情况下，控制所述线圈模块04降低其充电电流；在所述控制模块01检测到所述当前温度大于第二温度阈值，控制所述报警模块05发出警报，并控制所述无线充电模块02从第二状态切换至第一状态。

可选地，所述第二温度阈值大于第一温度阈值。

示例性的，当无线充电座在给电子设备进行充电时，若无线充电座和电子设备之间有金属异物，或者环境的影响导致无线充电座的温度上升，根据上述公式可以计算出线圈模块04的当前温度T2；若线圈模块04的当前温度持续上升，在当前温度超过第一温度阈值K1时，控制模块01控制无线充电座降低其充电电流，进而减缓温度的上升速度；若当前温度还在继续上升达到第二温度阈值K2，则控制报警模块05发出警报。

如图1所示，所述无线充电座包括稳压电路模块06，所述稳压电路模块06分别与控制模块01，无线充电模块02和电容检测模块03连接，所述稳压电路模块06给控制模块01，无线充电模块02和电容检测模块03供电。所述控制模块01能够控制稳压电路模块输出电流的大小，控制模块01控制无线充电座降低充电电流，进而减缓温度的上升速度。

在本实施例中，电容检测模块03根据检测到的第二电容参数以及第一工作时刻的初始温度，能够实时计算第二时刻线圈模块的温度，在本实施例中不需要额外设置温度监测模块，就能够实时检测到线圈模块的温度，并且能够在线圈模块的当前温度过高时，对于充电电流进行调整，或者对用户输出提示信息，避免发生安全隐患。

在一种可选的实施例中，在所述无线充电模块02处于所述第二状态下，所述电容检测模块03通过检测第三电容变化量，确定所述线圈模块04与电子设备位置偏移量；

在所述第三电容变化量大于第二预设阈值的情况下，所述控制模块01控制所述无线充电模块02从第二状态切换至第一状态。

可以理解的，所示电子设备中设置有与所述线圈模块04相互匹配的接收线圈模块；

在电子设备通过无线充电座进行充电的过程中，所述接收线圈模块位于所述线圈模块04的第一位置，优选的，所述第一位置为接收线圈模块与线圈模块04正对的位置。若电容检测模块03检测到线圈模块04与电子设备之间的第三电容变化量大于第二预设阈值,控制模块01则控制报警模块05发出警报，或提示用户调整充电位置。

在电容检测模块03检测到温度超过一定阈值，或者检测到偏移量超过一定阈值的情况下，都可能会触发报警模块05启动，则控制模块01可以控制报警模块05的采用不同的报警模式，以提示用户对电子设备和无线充电座进行不同方式的调整。

可以理解的，在充电过程中线圈的温度变化导致的电容变化量(第二电容变化量)与线圈模块04与电子设备的位置发生偏移导致的电容变化量(第三电容变化量)的变化趋势完全不同。因此可以通过在预设较短的时间内电容值的变化速度，进一步确定该电容变化量是由温度导致的还是偏移导致的。

具体地，所述报警模块05包括第一报警模式和第二报警模式，所述第一报警模式与第二报警模式的报警模式不同，所述控制模块01根据电容参数的差值变化程度控制所述报警模块的报警模式。

具体地，所述报警模块05可以为语音提示模块或者指示灯提示模块等，本实施例对报警模块05的具体结构不进行限制，只有能够起到提示用户作用即可。

例如，当报警模块05为指示灯提示模块，所述指示灯提示模块具有不同的报警模式，例如指示灯提示模块可以有不同颜色闪烁提示或者指示灯常亮提示等。

根据本实用新型实施例，提供一种无线充电组件。参照图3所示，所述无线充电组件包括上述所述的无线充电座和电子设备301，所述无线充电座给所述电子设备供电。

具体地，所述无线充电座包括无线充电基板203，无线充电支撑板201和充电底座202。线圈模块04设置在无线充电基板203，无线充电基板203具有第一表面，电子设备301靠近第一表面，线圈模块给所述电子设备供电。

可选地，所述无线底座202可以设置有凹陷槽，无线充电支撑板201设置在所述无线底座202上，所述无线充电基板设置在所述无线充电支撑板201上。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种无线充电座，其特征在于，所述无线充电座包括：

控制模块(01)，无线充电模块(02)，电容检测模块(03)和线圈模块(04)；

所述线圈模块(04)，分别与所述电容检测模块(03)和所述无线充电模块(02)连接；

所述电容检测模块(03)，用于根据所述线圈模块(04)的电压变化量确定第一电容变化量；

所述控制模块(01)，分别与所述无线充电模块(02)和电容检测模块(03)连接；在所述第一电容变化量大于第一预设阈值，且所述无线充电座与电子设备处于通信连接状态的情况下，控制所述无线充电模块(02)从第一状态切换至第二状态，其中，在所述第二状态下，所述无线充电模块(02)向所述电子设备充电。

2.根据权利要求1所述的无线充电座，其特征在于，所述线圈模块(04)包括第一连接端(101)和第二连接端(102)，所述第一连接端(101)和所述第二连接端(102)与所述无线充电模块(02)连接；所述第一连接端(101)上设置有第三连接端(103)，所述第二连接端(102)上设置有第四连接端(104)，所述第三连接端(103)和所述第四连接端(104)与所述电容检测模块(03)连接。

3.根据权利要求1所述的无线充电座，其特征在于，在所述无线充电座与所述电子设备未处于通信连接状态的情况下，所述控制模块(01)保持所述无线充电模块(02)处于第一状态；

其中，在所述第一状态下，所述无线充电模块(02)关闭。

4.根据权利要求1所述的无线充电座，其特征在于，根据所述第一电容变化量，确定电子设备与无线充电座之间的距离变化量。

5.根据权利要求1所述的无线充电座，其特征在于，在所述无线充电模块(02)处于所述第二状态下，所述电容检测模块(03)通过检测第二电容变化量和所述线圈模块(04)的初始温度，确定所述线圈模块(04)的当前温度。

6.根据权利要求5所述的无线充电座，其特征在于，所述无线充电座还包括报警模块(05)，所述报警模块(05)与所述控制模块(01)连接。

7.根据权利要求6所述的无线充电座，其特征在于，在所述控制模块(01)检测到所述当前温度超过第一温度阈值的情况下，控制所述线圈模块(04)降低其充电电流；

在所述控制模块(01)检测到所述当前温度大于第二温度阈值，控制所述报警模块(05)发出警报，并控制所述无线充电模块(02)从第二状态切换至第一状态。

8.根据权利要求7所述的无线充电座，其特征在于，所述第二温度阈值大于第一温度阈值。

9.根据权利要求1所述的无线充电座，其特征在于，在所述无线充电模块(02)处于所述第二状态下，所述电容检测模块(03)通过检测第三电容变化量，确定所述线圈模块与电子设备的位置偏移量；

在所述第三电容变化量大于第二预设阈值的情况下，所述控制模块(01)控制所述无线充电模块(02)从第二状态切换至第一状态。

10.一种无线充电组件，其特征在于，所述无线充电组件包括权利要求1-9任一项所述的无线充电座和电子设备(301)，所述无线充电座用于给所述电子设备供电。

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