CN215601093U - 无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统。在电能发射线圈和电能接收线圈之间设置无线充电附加装置，无线充电附加装置包括至少两组可以围绕中心排布的闭合线圈，每组的闭合线圈均包括第一部分和设置在第一部分外侧的第二部分，各组的闭合线圈的第一部分的两侧延伸包围形成第一区域，各组的闭合线圈的第二部分的两侧延伸包围形成第二区域，第一区域位于第二区域内。该无线充电附加装置一方面提高了电能发射线圈和电能接收线圈之间的耦合系数，降低了发射的磁场强度，另一方面减少了作用到电能接收线圈周围金属材料上的磁场，使得在无线充电过程中提高充电效率并降低损耗。

Description

无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及无线充电技术，更具体地，涉及一种无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统。

背景技术

无线充电技术可以以无线方式在电子设备之间传输电能，因而广泛应用于消费电子产品和其它类型的电子产品中。无线充电技术通常通过发射端线圈和接收端线圈的相互电磁耦合来实现电能的无线传输。

发射端将直流电压转换为交变电流，交变电流通过发射端线圈产生交变磁场。接收端耦合交变的磁场感应出相应的交变电压，然后通过整流电路将交变电压转换为直流电压给电子设备充电。接收端耦合交变磁场，感生电压的能力为：

U_s＝ωMI_p

其中ω为交变磁场的频率，M为电能发射线圈和电能接收线圈的耦合电感，I_p为电能发射线圈中的电流，表征磁场强度。

目前被广泛采用的是低频感应技术，由于ω很小，所以必须提高耦合电感M来提高感生电压，但是这样传输距离就受到了限制。因此，在既要满足足够的耦合电压又要提高充电自由度，就需要增加发射端线圈中的电流I_p，也即提高磁场强度。但是，这会使得充电设备处于较高的磁场中，使得充电设备中的金属物质产热进而增加耗能，并且低频磁场易于加热金属异物，也会产生额外的热量。因此在无线充电过程中，提高充电效率并降低损耗尤为重要。

实用新型内容

有鉴于此,本实用新型提供了一种无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统，可以提高充电效率并降低损耗。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种无线充电附加装置，用于附加设置于电能发射线圈和电能接收线圈之间，所述装置包括：

至少两组闭合线圈，各组所述闭合线圈之间围绕中心排布，每组所述闭合线圈包括至少一个闭合线圈，所述闭合线圈包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二部分靠近所述中心的一侧；

其中，各组所述闭合线圈的所述第一部分的两侧延伸包围形成第一区域，各组所述闭合线圈的所述第二部分的两侧延伸包围形成第二区域，所述第一区域位于所述第二区域内。

进一步地，所述第二区域的尺寸大于所述电能接收线圈外圈的尺寸，所述第一区域的尺寸小于所述电能接收线圈外圈的尺寸。

进一步地，所述第一部分和所述第二部分的形状相同或不同。

进一步地，每组所述闭合线圈包括多个所述闭合线圈，每组的多个所述闭合线圈相互之间绝缘。

进一步地，每组的多个所述闭合线圈的尺寸相同，并相互依次叠置。

进一步地，每组的多个所述闭合线圈的尺寸不同。

进一步地，每组的多个所述闭合线圈的第一部分的尺寸依次减小，每组的多个所述闭合线圈的第二部分的尺寸依次增大；

其中，每组的多个所述闭合线圈按照所围成的闭合区域的尺寸依次嵌套设置。

进一步地，每组的多个所述闭合线圈的第一部分的尺寸依次增大，每组的多个所述闭合线圈的第二部分的尺寸依次增大。

进一步地，每组的所述多个闭合线圈设置在同一水平面中。

进一步地，每组的多个所述闭合线圈的形状相同或不同。

进一步地，不同组的所述闭合线圈的数量相同或不同。

进一步地，所述装置还包括电磁屏蔽磁片，设置在所有组的所述闭合线圈和所述电能接收线圈之间，所述电磁屏蔽磁片中间形成有镂空区域，所述镂空区域的尺寸大于所述第一区域的尺寸。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种无线充电发射端，所述无线充电发射端包括：

电能发射线圈，被配置为以无线方式发射电能；

如第一方面所述的装置，设置在所述电能发射线圈面向对应的电能接收线圈的一侧且与所述电能发射线圈相隔预定的距离。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种无线充电接收端，所述无线充电接收端包括：

电能接收线圈，被配置为以无线方式接收电能；

如第一方面所述的装置，设置在承载所述电能接收线圈的设备表面。

第四方面，本实用新型实施例提供了一种无线充电系统，所述无线充电系统包括：

电能发射线圈，被配置为以无线方式发射电能；

电能接收线圈，被配置为以无线方式接收电能；

如第一方面所述的装置，设置在所述电能发射线圈与所述电能接收线圈之间。

本实施例的无线充电附加装置包括至少两组可以呈环状分布的闭合线圈，每组的闭合线圈均包括第一部分和设置在第一部分外侧的第二部分，各组闭合线圈的第一部分的两侧延伸包围形成第一区域，各组闭合线圈的第二部分的两侧延伸包围形成第二区域，第一区域位于第二区域内。该无线充电附加装置一方面提高了电能发射线圈和电能接收线圈之间的耦合系数，降低了发射的磁场强度，另一方面减少了作用到电能接收线圈周围金属材料上的磁场，使得在无线充电过程中提高充电效率并降低损耗。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是现有的闭合线圈的结构示意图；

图2是闭合线圈的工作原理示意图；

图3-图12是本实用新型实施例的闭合线圈的示意图；

图13是本实用新型实施例的无线充电系统的剖视图；

图14是本实用新型实施例的又一无线充电系统的剖视图；

图15-图18是本实用新型实施例的电磁屏蔽磁片的示意图；

图19是本实用新型实施例的无线充电附加装置的侧视图；

图20是本实用新型另一实施例的无线充电附加装置的示意图；

图21是本实用新型实施例的无线充电发射端的侧视图；

图22是本实用新型另一实施例的无线充电发射端的侧视图；

图23是本实用新型实施例的无线充电接收端的侧视图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则在说明书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图13是本实施例的无线充电系统的剖视图。参考图13，所述无线充电系统包括电能发射线圈1、无线充电附加装置2和电能接收线圈3。

电能发射线圈1被配置为以无线的方式发射电能。具体地，电能发射线圈1利用流过电能发射线圈1的交变电流产生交变磁场。

电能发射线圈1可以设置在任何便于充电设备充电的地方，例如桌子、茶几或柜子等家具的底部。也可以设置在任意形状的盒子中，将放有电能发射线圈1的盒子放在诸如桌子、茶几或柜子等家具上以便充电设备充电。

电能接收线圈3被配置为以无线的方式接收电能。具体地，电能接收线圈3耦合由电能发射线圈1产生的交变磁场产生相应的交变电压，通过后续电路中的整流电路将该交变电压转换为直流电压给充电设备充电。

电能接收线圈3嵌在充电设备的内部，充电设备可以是移动电话、平板电脑、阅读器、智能手表等电子设备。

无线充电附加装置2适于设置在电能发射线圈1与电能接收线圈3之间。所述无线充电附加装置2的外径大于所述电能接收线圈3的外径。

一方面，在电能发射线圈1和电能接收线圈3之间设置无线充电附加装置2能够提高电能发射线圈1和电能接收线圈3之间的耦合系数，在充电设备所需电压不变的情况下可以降低电能发射线圈1发射的磁场强度，这进一步地减少不必要的损耗，提高了无线充电系统的效率。另一方面，无线充电附加装置2用于为电能接收线圈3周围的金属材料(如金属类的设备外壳、电池和电路板等)屏蔽磁场，以避免所述金属材料发热。如图13所示，不能被电能接收线圈3接收到的磁场被无线充电附加装置2接收，不会作用到充电设备上。

现有的无线充电附加装置2包括一个如图1所示的闭合线圈。该闭合线圈通过一体绕制包括第一部分和第二部分，且第一部分设置在第二部分内，两者的两端之间分别通过连接线连接，使得闭合线圈具有开口。

图2为该闭合线圈位于电能发射线圈1和电能接收线圈3之间的工作原理。如图2所示，当闭合线圈置于电能发射线圈1上方，电能发射线圈1产生方向向上的磁场φ0时，由此闭合线圈的第一部分A产生感应电动势Ua，第二部分B线圈产生感应电动势Ub(感应电动势只有大小，没有方向)，因为第一部分A的外径小于B线圈的外径，因此感应电动势Ua＜Ub。那么闭合线圈中的感应电流I＝(Ub-Ua)/ωL(其中L为自闭合线圈的电感值，ω为电能发射线圈工作频率)。由于感应电动势Ua＜Ub，因此第二部分B的感应电流决定了自闭合线圈中的电流方向。根据楞次定律，感应电流的磁通总要阻碍原磁通的变化。因此第二部分B的感应电流产生的磁通φb的方向向下，根据右手螺旋定则，先确定第二部分B中感应电流的方向，然后由于闭合线圈闭合进一步确定了第一部分A中感应电流的方向，第一部分A和第二部分B的感应电流方向相反，如图2所示。

根据这个感应电流方向，在第一部分A和B之间产生方向向下的磁场φb，在第一部分A内部产生方向向上的磁场φa。此时，如果将电能接收线圈置于第一部分A上方，在第一部分A内部，电能发射线圈的磁场就得到加强(φ0+φa)，提高了电能接收线圈和电能发射线圈的耦合；同时，电能发射线圈的磁场在第一部分A和第二部分B之间得到削弱(φ0-φb)，减少了电能发射线圈磁场对电能接收线圈周围金属异物的涡流损耗，这两方面都可以提高效率。

在一个可选的实现方式中，无线充电附加装置2可以包括两组以及两组以上闭合线圈，如图3和图4所示。其中，多组闭合线圈呈环状分布，每组闭合线圈内均包括一个闭合线圈，也即多个闭合线圈围绕一个中心排布，如图3和图4所示。每个闭合线圈均包括第一部分和第二部分，第一部分设置在第二部分的内侧，第一部分相对于第二部分靠近中心，这使得每个闭合线圈第一部分和第二部分在电能发射线圈的磁场内产生电流方向始终是相反的。

多个闭合线圈的第一部分的两端分别延伸后可以包围形成第一区域，多个闭合线圈的第二部分的两端分别延伸后可以包围形成第二区域，且第一区域位于第二区域内。在本申请中，每个闭合线圈的工作原理与现有的一个闭合线圈的工作原理相同，具体工作原理参考图2。

可选地，第一区域的尺寸小于对应的电能接收线圈3的外径，第二区域的尺寸大于对应的电能接收线圈3的外径。具体地，闭合线圈可以采用PCB工艺制成和铜线绕制的方式制成。优选地，多组所述闭合线圈采用PCB工艺制成。所述闭合线圈起到提高电能接收线圈3和电能发射线圈1的耦合，同时削弱作用在电能接收线圈3周围金属异物上的磁场，减少能量损耗。

在该可选实现方式中，各组内的所有闭合线圈的结构相同。如图3和图4所示，多个闭合线圈均为圆心角相同的扇环形结构，多个闭合线圈呈环状设置在电能发射线圈和电能接收线圈之间，且多个闭合线圈的圆心重合。其中，每个闭合线圈的工作原理均与图2中所示的闭合线圈的工作原理相同。

下面以两组和三组闭合线圈为例。

如图3所示，闭合线圈21和闭合线圈22分别围成的面积相对于图1所示的闭合线圈4围成的面积减半，因此闭合线圈21和闭合线圈22分别耦合的感应电动势相对于图1所示的闭合线圈4耦合的感应电动势减半。由于闭合线圈21增加了L1连线，闭合线圈22增加了L2连线，闭合线圈21和闭合线圈22的电阻变为图1所示闭合线圈4的电阻的一半多(R/2+RL，其中，R为图1所示闭合线圈4的电阻，RL为L1连线或L2连线的电阻)。在本实施例中，闭合线圈21的感应电动势和闭合线圈22的感应电动势减半，电阻为原来的一半多，由此闭合线圈21和闭合线圈22分别产生的感应电流相比图1所示的闭合线圈4产生的感应电流略有降低，因此闭合线圈21和闭合线圈22整体的损耗也降低了。

如图4所示，闭合线圈23、闭合线圈24和闭合线圈25分别围成的面积相对于图1所示的闭合线圈4围成的面积的三分之一，因此闭合线圈23、闭合线圈24和闭合线圈25分别耦合的感应电动势为图1所示的闭合线圈4耦合的感应电动势的三分之一。由于闭合线圈23、闭合线圈24和闭合线圈25增加了L3-L6连线，闭合线圈23的电阻、闭合线圈24的电阻和闭合线圈25的电阻均变为图1所示闭合线圈4的电阻的三分之一多，由此闭合线圈23、闭合线圈24和闭合线圈25分别产生的感应电流相比图1所示的闭合线圈4的感应电流略有降低，因此闭合线圈23、闭合线圈24和闭合线圈25整体的损耗也降低了。

本实施例可以在提高电能接收线圈和电能发射线圈的磁场耦合以及减少电能发射线圈磁场对电能接收线圈周围金属异物的涡流损耗的前提下，同时降低了闭合线圈本身的损耗。

在其它可选实现方式中，各组的所有闭合线圈还可以同时设置为其它形状。具体地，如图5所示，第一部分A为半圆弧形，第二部分B为方形。如图6所示，第一部分A为方形，第二部分B为半圆弧形。除此之外，所述闭合线圈还可以根据电能发射线圈和电能接收线圈的形状选择不同的形状，如矩形、梯形、椭圆形等等。每个闭合线圈的第一部分A和第二部分B可以具有相同的形状或者不同的形状。优选地，每个闭合线圈选择扇环形，所有组的闭合线圈的圆心重合，可以使得多组闭合线圈在电能发射线圈的磁场的各个方向上的距离相等，可以更好的屏蔽电能接收线圈周围的磁场。

在另一可选实施例中，各组闭合线圈还可以同时设置为不同的形状。所述形状的样式不限。多组闭合线圈围绕中心排布设置，且各组闭合线圈的第二部分B均位于第一部分A的外侧，且由第二部分B包围形成的第二区域大于电能接收线圈3的外径。

在又一个可选的实现方式中，参考图7-图12，所述无线充电附加装置2的每组闭合线圈可以包括多个闭合线圈，可以进一步增强内部耦合和外部屏蔽效果，每组的相邻的自闭合线圈之间需要作绝缘处理，以避免自闭合线圈之间相互干扰。其中，多个是指两个以及两个以上。不同组内的闭合线圈的数量可以相同或不同，且不同的闭合线圈的形状和尺寸可以相同或不同，且不同的闭合线圈的第一部分的匝数与第二部分的匝数可以相同或不同。

可选地，每组的多个所述闭合线圈之间可以以上下层的方式依次叠置设置。如图9所示，每组的多个所述闭合线圈之间以上下的方式依次设置。每组的多个所述闭合线圈的尺寸形状可以相同或不同。如图9所示，所述无线充电附加装置2包括两组闭合线圈，每组所述闭合线圈均包括闭合线圈211、闭合线圈212和闭合线圈213，三个闭合线圈依次叠置，其中，闭合线圈211、闭合线圈212和闭合线圈213的尺寸相同。除此之前，闭合线圈211、闭合线圈212和闭合线圈213的尺寸还可以设置为不同、形状不同等。

此外，每组的多个闭合线圈的两侧还可以位于不同的位置，使得相邻组的闭合线圈之间的开口位置不同，由此可以进一步均衡的屏蔽电能接收线圈周围的磁场。

可选地，每组闭合线圈中的多个闭合线圈的相对位置还可以如图7、图8、图10-图12所示。各组的所有闭合线圈设置在同一水平面中。每组内的多个所述闭合线圈的尺寸形状不相同，多个闭合线圈设置在同一水平面中，由此可以在不增加无线充电附加装置2的厚度的情况下增加闭合线圈的数量，以增加屏蔽磁场的效果和磁场耦合效果。

如图7所示，所述无线充电附加装置2包括两组闭合线圈。其中，每组闭合线圈均包括闭合线圈21a、闭合线圈21b和闭合线圈21c。所述闭合线圈21a、闭合线圈21b和闭合线圈21c的第一部分A的尺寸依次减小，所述闭合线圈21a、闭合线圈21b和闭合线圈21c的第二部分B的尺寸依次增大，也即闭合线圈21a、闭合线圈21b和闭合线圈21c分别包围形成的闭合区域依次增大。闭合线圈21a、闭合线圈21b和闭合线圈21c依次嵌套设置。所述嵌套设置是指形成闭合区域较小的闭合线圈设置在形成闭合区域较大的闭合线圈的闭合区域内。在本实施例中，闭合线圈21a嵌套在闭合线圈21b所围成的闭合区域内，闭合线圈21b嵌套在闭合线圈21c所围成的闭合区域内。也即每组的多个所述闭合线圈按照所围成的闭合区域的尺寸由小到大依次向外辐射包围设置。除此之外，不同组的闭合线圈的数量可以相同或不同，如图7和图11所示。每组的多个所述闭合线圈的形状可以相同或不同，如图7和图12所示。

进一步地，如图8所示，每组的多个闭合线圈的第二部分的密度小于第一部分的密度，即每组的多个第一部分的间距较小，第二部分的间距逐渐扩大，由此可以扩大无线充电附加装置面积的同时能够节约材料，更好的增强耦合，以及提高电磁屏蔽的效果。

如图10所示，所述无线充电附加装置2包括两组闭合线圈。其中，每组闭合线圈均包括闭合线圈214、闭合线圈215和闭合线圈216。所述闭合线圈214、闭合线圈215和闭合线圈216的第一部分A的尺寸依次增大，所述闭合线圈214、闭合线圈215和闭合线圈216的第二部分B的尺寸依次增大。优选的，相邻所述闭合线圈的第一部分A和第二部分B的间距一致，使磁场分布更加均匀。其中，所述闭合线圈214、闭合线圈215和闭合线圈216相互间交叉的位置可以采用双层印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的方式来实现，走线交错的地方通过PCB印制电路板过孔的方式实现。

在一种可选的实现方式中，如图14所示，所述无线充电附加装置2包括闭合线圈26和电磁屏蔽磁片27。

所述电磁屏蔽磁片27位于所有组的闭合线圈26和电能接收线圈3之间。所述电磁屏蔽磁片27中间有镂空区域，所述镂空区域的尺寸大于第一区域的尺寸，所述第一区域是指所有组的所述闭合线圈26的所述第一部分的两侧延伸包围形成的范围。优选地，所述镂空区域的尺寸大于或等于所述电能接收线圈的外圈尺寸。所述闭合线圈26起到提高电能接收线圈3和电能发射线圈1的耦合，同时削弱作用在电能接收线圈3周围金属异物上的磁场，减少能量损耗。所述电磁屏蔽磁片27在无线充电系统中起到增强感应磁场和屏蔽线圈干扰的作用，能够更好的屏蔽电能接收线圈3周围金属异物上的磁场。

所述电磁屏蔽磁片27可以采用一种软磁材料，例如镍锌(NiZn)铁氧体磁片、锰锌(MnZn)铁氧体磁片和纳米铁磁材料等。电磁屏蔽磁片27可以为如图15-17所示的各种形状，所述电磁屏蔽磁片27可以有镂空部分，并且镂空部分与电能接收线圈3的形状大小相匹配，以便于能被电能接收线圈3耦合的磁场磁通顺利通过。如图15中电磁屏蔽磁片27，镂空部分为与充电设备内部方形电能接收线圈相匹配的方形镂空。并且电磁屏蔽磁片27将充电设备除了电能接收线圈3对应部位的其他底面全部覆盖，以最大限度地降低作用到充电设备金属材料上的磁场。应理解，并不局限于图15中的电磁屏蔽磁片27，如电磁屏蔽磁片27以及电磁屏蔽磁片27的镂空部分均可设计为椭圆形等。

可选地，由于在充电设备边缘的磁场已经明显减弱，所以结合成本和屏蔽效果，如图16和图17所示，可以适当减小电磁屏蔽磁片27的尺寸。图16中所示的电磁屏蔽磁片27及其镂空部分均为圆形，电磁屏蔽磁片27并没有完全覆盖充电设备除了方形电能接收线圈3对应部位的其他底面，而是覆盖了除了电能接收线圈3对应部位的充电设备的大部分区域。这使得在达到屏蔽目的的前提下，节约了原材料，降低了制作成本。优选地，所述电磁屏蔽磁片27具有镂空部分，所述镂空部分的镂空部位及形状尺寸只需要与电能接收线圈相匹配，因此电磁屏蔽磁片及其镂空部分并没有固定的形状。所述电磁屏蔽磁片可以为方形、椭圆形、圆以及其他不规则形状。

图17中所示的电磁屏蔽磁片27包括四个磁片，分别覆盖在充电设备的四周，可以看出，依旧能够覆盖充电设备的大部分区域，这使得在达到屏蔽目的的前提下，节约了原材料，降低了制作成本。优选地，电磁屏蔽磁片可以包括多个磁片，分别覆盖在充电设备的四周。如图18所示，所述磁片的形状不限，可以为三角形、方形、梯形、扇环形等。

可选地，可以通过增加闭合线圈的线径，和/或增加无线充电附加装置中的电磁屏蔽磁片的厚度来提高屏蔽效果。

本实施例通过在电能发射线圈和电能接收线圈之间设置无线充电附加装置，无线充电附加装置包括至少两组可以呈环状分布的闭合线圈，每组的闭合线圈均包括第一部分和设置在第一部分外侧的第二部分，所有组的闭合线圈的第一部分的两侧延伸包围形成第一区域，所有组的闭合线圈的第二部分的两侧延伸包围形成第二区域，第一区域位于第二区域内。一方面提高了电能发射线圈和电能接收线圈之间的耦合系数，降低了发射的磁场强度，另一方面减少了作用到电能接收线圈周围金属材料上的磁场，使得在无线充电过程中提高充电效率并降低损耗。

图19是本申请实施例的无线充电附加装置的侧视图。如图19所示，无线充电附加装置2包括多组闭合线圈26、电磁屏蔽磁片27和固定多组闭合线圈26和电磁屏蔽磁片27的固定部28。优选地，固定部28可以是粘胶层的衬底，便于将闭合线圈26以及电磁屏蔽磁片27固定在家具或充电设备表面。另外，固定部28也可以是闭合线圈26以及电磁屏蔽磁片27尺寸相对应的卡槽等。固定部28可以将无线充电附加装置2固定在诸如桌子、茶几或柜子等便于充电的家具上，也可以将无线充电附加装置2固定在装有电能发射线圈1的装置上，还可以将无线充电附加装置2固定在充电设备上。无线充电附加装置2固定地点的灵活性使得充电设备充电更为灵活方便。

可选地，图20是本申请另一实施例的无线充电附加装置的俯视图。如图20所示，无线充电附加装置2还可以包括与充电设备对应的保护壳29，也即将多组闭合线圈26以及电磁屏蔽磁片27固定在充电设备的保护壳29上。将带有无线充电附加装置2的充电设备放置于安装有电能发射线圈的平面上即可充电。应理解，带有无线充电附加装置2的充电设备中嵌有对应的电能接收线圈，并且，电能发射线圈与对应的电能接收线圈的位置相对应，无线充电附加装置2不覆盖所述对应充电设备中的电能接收线圈。

无线充电附加装置一方面用于为电能接收线圈周围的金属材料(如金属类的设备外壳、电池和电路板等)屏蔽磁场，以避免所述金属材料发热，另一方面，设置无线充电附加装置能提高耦合系数，在充电设备所需电压不变的情况下可以降低电能发射线圈发射的磁场强度，这进一步地减少不必要的损耗，提高了无线充电系统的效率。

图21是本申请实施例的无线充电发射端的侧视图。如图21所示，所述无线充电发射端包括电能发射线圈1和无线充电附加装置2。所述无线充电附加装置2可以包括多组闭合线圈26。优选的，所述无线充电附加装置2还包括电磁屏蔽磁片27。所述无线充电附加装置2在无线充电过程中起到增强感应磁场和屏蔽线圈干扰的作用。优选地，所述电磁屏蔽磁片27可以采用一种软磁材料，例如NiZn铁氧体磁片和MnZn铁氧体磁片等。

无线充电发射端可以设置在桌子，茶几，柜子等充电方便的家具上。无线充电附加装置2适于设置在所述电能发射线圈1面向对应的电能接收线圈的一侧且与电能发射线圈1相隔预定的距离。例如，电能发射线圈1可以设置在桌子，茶几，柜子等充电方便的家具底部，无线充电附加装置2固定在对应部位的家具上方。其中，所述预定的距离根据电能发射线圈1产生的磁场强度、所述磁片的厚度以及充电设备所需要的充电电压等因素综合决定。

电能发射线圈1被配置为以无线的方式发射电能。具体地，电能发射线圈1利用流过电能发射线圈1的交变电流产生交变磁场。

无线充电附加装置2一方面，设置无线充电附加装置2能提高耦合系数，在充电设备所需电压不变的情况下可以降低电能发射线圈发射的磁场强度。另一方面，用于为电能接收线圈周围的金属材料(如金属类的设备外壳、电池和电路板等)屏蔽磁场，以避免所述金属材料发热，这进一步地减少不必要的损耗，提高了无线充电系统的效率。

无线充电附加装置2中的多组闭合线圈26形成的第一区域的尺寸小于对应的电能接收线圈的外圈尺寸，多组闭合线圈26形成的第二区域大于电能接收线圈的外圈尺寸，可以减弱电能发射线圈1发射到电能接收线圈周围金属上的磁场强度。电磁屏蔽磁片27不覆盖对应的电能接收线圈，以便于对应的电能接收线圈能够顺利地耦合磁场，提高充电效率。

图22是本申请另一实施例的无线充电发射端的侧视图。如图22所示，无线充电发射端包括无线充电附加装置2、电能发射线圈1和放置电能发射线圈1的装置5。图22中所示出的装置为一个可以放置电能发射线圈1的盒子。应理解，装置5的形状没有特定的要求，满足安装条件即可。无线充电发射端1可以放置在任意便于充电的平面上，充电设备不必在固定的地点进行充电，使得充电更为灵活方便。

本申请实施例中的无线充电发射端通过在电能发射线圈面向对应的电能接收线圈的一侧设置无线充电附加装置，所述无线充电附加装置一方面减少了作用到充电设备金属材料上的磁场，另一方面提高了耦合系数，在所需电压不变的情况下降低了发射的磁场强度。这使得在无线充电过程中减少了大量的热量和损耗，提高了充电效率。

图23是本申请实施例的无线充电接收端的侧视图。所述无线充电接收端包括无线充电附加装置2和电能接收线圈3。其中，电能接收线圈3嵌在充电设备6中。充电设备6可以是移动电话、平板电脑或阅读器等电子设备。无线充电附加装置2包括多组闭合线圈26。优选的，所述无线充电附加装置2还包括电磁屏蔽磁片27。所述无线充电附加装置2在无线充电过程中起到增强感应磁场和屏蔽线圈干扰的作用。优选地，所述磁片可以采用一种软磁材料，例如NiZn铁氧体磁片和MnZn铁氧体磁片等。

电能接收线圈3被配置为以无线的方式接收电能。具体地，电能接收线圈3耦合由相对应的电能发射线圈1产生的交变磁场感应出相应的交变电压，通过后续电路中的整流电路将该交变电压转换为直流电压给充电设备充电。无线充电附加装置2适于设置在承载电能接收线圈3的充电设备表面。

无线充电附加装置2中的电磁屏蔽磁片27不覆盖电能接收线圈3，以便于电能接收线圈3能够顺利地耦合磁场。

本实施例中的无线充电接收端通过在承载电能接收线圈的充电设备表面设置无线充电附加装置，一方面能提高耦合系数，在充电设备所需电压不变的情况下可以降低磁场强度。另一方面，用于为电能接收线圈周围的金属材料(如金属类的设备外壳、电池和电路板等)屏蔽磁场，以避免所述金属材料发热，这进一步地减少不必要的损耗，提高了无线充电系统的效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无线充电附加装置，用于附加设置于电能发射线圈和电能接收线圈之间，所述装置包括：

至少两组闭合线圈，各组所述闭合线圈之间围绕中心排布，每组所述闭合线圈包括至少一个闭合线圈，所述闭合线圈包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二部分靠近所述中心的一侧；

其中，各组所述闭合线圈的所述第一部分的两侧延伸包围形成第一区域，各组所述闭合线圈的所述第二部分的两侧延伸包围形成第二区域，所述第一区域位于所述第二区域内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二区域的尺寸大于所述电能接收线圈外圈的尺寸，所述第一区域的尺寸小于所述电能接收线圈外圈的尺寸。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分的形状相同或不同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每组所述闭合线圈包括多个所述闭合线圈，每组的多个所述闭合线圈相互之间绝缘。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每组的多个所述闭合线圈的尺寸相同，并相互依次叠置。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每组的多个所述闭合线圈的尺寸不同。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每组的多个所述闭合线圈的第一部分的尺寸依次减小，每组的多个所述闭合线圈的第二部分的尺寸依次增大；

其中，每组的多个所述闭合线圈按照所围成的闭合区域的尺寸依次嵌套设置。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每组的多个所述闭合线圈的第一部分的尺寸依次增大，每组的多个所述闭合线圈的第二部分的尺寸依次增大。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每组的所述多个闭合线圈设置在同一水平面中。

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每组的多个所述闭合线圈的形状相同或不同。

11.根据权利要求4-10中任一项所述的装置，其特征在于，不同组的所述闭合线圈的数量相同或不同。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电磁屏蔽磁片，设置在所有组的所述闭合线圈和所述电能接收线圈之间，所述电磁屏蔽磁片中间形成有镂空区域，所述镂空区域的尺寸大于所述第一区域的尺寸。

13.一种无线充电发射端，其特征在于，所述无线充电发射端包括：

电能发射线圈，被配置为以无线方式发射电能；

如权利要求1-12中任一项所述的装置，设置在所述电能发射线圈面向对应的电能接收线圈的一侧且与所述电能发射线圈相隔预定的距离。

14.一种无线充电接收端，其特征在于，所述无线充电接收端包括：

电能接收线圈，被配置为以无线方式接收电能；

如权利要求1-12中任一项所述的装置，设置在承载所述电能接收线圈的设备表面。

15.一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括：

电能发射线圈，被配置为以无线方式发射电能；

电能接收线圈，被配置为以无线方式接收电能；

如权利要求1-12中任一项所述的装置，设置在所述电能发射线圈与所述电能接收线圈之间。

Images