CN105337427B - 无线充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线充电设备，兼容两种不同的无线充电协议，能够对支持两种无线充电协议的任何一种的外部电子设备进行充电。本发明的实施方式的无线充电设备包括：第一发射单元，包括第一输出线圈，所述第一发射单元配置来以第一充电协议通过所述第一输出线圈产生磁场；第二发射单元，包括第二输出线圈，所述第二发射单元配置来以第二充电协议通过所述第二输出线圈产生磁场；屏蔽体，设置于所述第一输出线圈与所述第二输出线圈之间，配置来对通过所述第一输出线圈产生的磁场和通过所述第二输出线圈产生的磁场进行闭环。

Description

无线充电设备

技术领域

本发明涉及无线充电设备，尤其涉及以电磁感应方式进行充电的无线充电设备。

背景技术

无线充电设备能够以电磁感应方式对外部电子设备进行无线充电。具体地，无线充电设备通过输出线圈产生磁场，外部电子设备通过接收线圈感应该磁场从而产生充电电流，由此实现无线充电功能。

在无线充电技术中，存在多种无线充电协议(例如，Qi协议、A4WP协议等)。无线充电设备仅支持特定的一种无线充电协议，从而仅能够对支持该特定的无线充电协议的外部电子设备进行充电。因此，通过仅支持特定的一种无线充电协议的无线充电设备，无法对支持其他的无线充电协议的外部电子设备进行充电。

在用户具有分别支持不同的无线充电协议的多个外部电子设备的情况下，需要针对不同的无线充电协议分别准备无线充电设备，用户的使用体验降低，并且便携性差。

发明内容

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种无线充电设备，兼容两种不同的无线充电协议，能够对支持两种无线充电协议的任何一种的外部电子设备进行充电。

根据本发明，提供一种用于对外部电子设备进行无线充电的无线充电设备。所述无线充电设备包括：第一发射单元，包括第一输出线圈，所述第一发射单元配置来以第一充电协议通过所述第一输出线圈产生磁场；第二发射单元，包括第二输出线圈，所述第二发射单元配置来以第二充电协议通过所述第二输出线圈产生磁场；屏蔽体，设置于所述第一输出线圈与所述第二线圈之间，配置来对通过所述第一输出线圈产生的磁场和通过所述第二输出线圈产生的磁场进行闭环。

根据本发明的无线充电设备，兼容两种不同的无线充电协议，能够对支持两种无线充电协议的任何一种的外部电子设备进行充电，扩展了应用范围。并且，用户针对不同的无线充电协议准备一个无线充电设备即可，提高了用户的使用体验和便携性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的无线充电设备的功能框图。

图2是例示本发明的实施方式的第一输出线圈的结构图。

图3是例示本发明的实施方式的第二输出线圈的结构图。

图4是例示本发明的实施方式的无线充电设备的部分结构图。

图5是例示本发明的实施方式的无线充电设备进行无线充电时的第一状态图。

图6是例示本发明的实施方式的无线充电设备进行无线充电时的第二状态图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

参照图1来说明本发明的实施方式的无线充电设备。图1是表示本发明的实施方式的无线充电设备的功能框图。图1所示的无线充电设备1用于对诸如手机、平板电脑、数码相机等的外部电子设备进行无线充电。

如图1所示，无线充电设备100包括第一发射单元110、第二发射单元120和屏蔽体130。

第一发射单元110包括第一输出线圈，该第一发射单元110配置来以第一充电协议通过第一输出线圈产生磁场。

具体地，第一发射单元110例如以A4WP(Alliance for Wireless Power)协议通过第一输出线圈产生磁场。例如，在A4WP协议中，第一发射单元110通过第一输出线圈产生预先设定的共振频率的磁场。在外部电子设备中，通过接收线圈感应该预先设定的共振频率的磁场，从而产生充电电流。A4WP协议的充电范围较广(即，第一输出线圈和接收线圈的距离可以较大)，并且能够同时对多个电子设备进行充电。此外，在A4WP协议中，为了保证输出线圈能够有效感应输出线圈产生的磁场，第一输出线圈与接收线圈的距离不宜过小，需要大于设定值。具体地，第一输出线圈与接收线圈的距离例如大于9mm的设定值。

图2是例示本发明的实施方式的第一输出线圈的结构图。图2所例示的第一输出线圈是以A4WP协议产生磁场的输出线圈。其中，图2中表示第一输出线圈的平面图。此外，在图2中，第一输出线圈以与图2所示的平面垂直的方向进行了缠绕。如图2所示，在图2所示的平面上，第一输出线圈的尺寸较大，从而保证较广的充电范围，并且支持同时对多个电子设备进行充电。此外，第一充电协议不限定于A4WP协议，也可以是其他的无线充电协议。

第二发射单元120包括第二输出线圈，该第二发射单元配置来以第二充电协议通过第二输出线圈产生磁场。

具体地，第二发射单元120例如以Qi协议通过第二输出线圈产生磁场。例如，在Qi协议中，第一发射单元110通过第一输出线圈产生高频率的磁场。在外部电子设备中，通过接收线圈感应该高频率的磁场，从而产生充电电流。由于在Qi协议中产生高频率的磁场，因此能够有效提高充电效率。但是，Qi协议的充电范围相对于A4WP协议窄，并且通常仅能够对单个电子设备进行充电。

图3是例示本发明的实施方式的第二输出线圈的结构图。图3所例示的第二输出线圈是以Qi协议产生磁场的输出线圈。其中，图3中表示第二输出线圈的平面图。此外，在图3中，第二输出线圈以与图3所示的平面垂直的方向进行了缠绕。如图3所示，在图3所示的平面上，第二输出线圈的尺寸较小，从而充电范围较窄，并且仅能够同时对单个电子设备进行充电。此外，第二充电协议不限定于Qi协议，也可以是其他的无线充电协议，只要与第一充电协议不同即可。

屏蔽体130设置于第一输出线圈与第二输出线圈之间，配置来对通过第一输出线圈产生的磁场和通过第二输出线圈产生的磁场进行闭环。

在本发明的实施方式的无线充电设备100中，具有包括第一输出线圈的第一发射单元110和包括第二输出线圈的第二发射单元120。因此，在通过第一输出线圈产生磁场时，第二输出线圈会吸收该磁场，或者在通过第二输出线圈产生磁场时，第一输出线圈会吸收该磁场。从而，无法有效地将输出线圈产生的磁场传递到接收线圈，导致充电效率降低。

如上所述，屏蔽体130能够对通过第一输出线圈产生的磁场和通过第二输出线圈产生的磁场进行闭环，由此能够避免第一输出线圈和第二输出线圈相互吸收磁场的情况的发生。具体地，屏蔽体130由铁氧体构成，从而对由第一输出线圈或第二输出线圈产生的磁场进行闭环。

根据本发明的无线充电设备100，通过设置两个发射单元即第一发射单元和发射单元来兼容两种不同的无线充电协议，能够对支持两种无线充电协议的任何一种的外部电子设备进行充电，扩展了应用范围。并且，用户针对不同的无线充电协议准备一个无线充电设备即可，提高了用户的使用体验和便携性。

下面，参照图4所例示的本发明的实施方式的无线充电设备的部分结构图，来举例说明在无线充电设备100中第一输出线圈、第二输出线圈和屏蔽体130的结构关系。

在本发明的实施方式中，第一输出线圈和第二输出线圈围绕相同的轴线方向进行了缠绕。

在图4中，上下方向表示例如与图2所示的第一输出线圈的平面、图3所示的第二输出线圈的平面垂直的轴线方向。如图4所例示，第一输出线圈的轴线方向与第二输出线圈的轴线方向相同。

在图4的上下方向上(即，第一输出线圈和第二输出线圈的轴线方向)，第一输出线圈、屏蔽体130和第二输出线圈被重叠设置。具体地，沿着上下方向，依次设置了第一输出线圈、屏蔽体130和第二输出线圈。此外，根据无线充电设备100的放置方向，也可以表述为依次设置了第二输出线圈、屏蔽体130和第一输出线圈。

此外，在与轴线方向(图4中的上下方向)垂直的平面上，屏蔽体130的尺寸大于第一输出线圈的尺寸和第二输出线圈的尺寸。从而，在图4中，屏蔽体130在左右方向的长度大于第一输出线圈在左右方向的长度、第二输出线圈在左右方向的长度。此外，虽然未在图4中示出，屏蔽体130在进深方向的长度大于第一输出线圈在进深方向的长度、第二输出线圈在进深方向的长度。

如上所述，在与轴线方向(图4中的上下方向)垂直的平面上，在与第一输出线圈与第二输出线圈之间设置的屏蔽体130的尺寸大于第一输出线圈的尺寸和第二输出线圈的尺寸，因此能够由屏蔽体130对通过第一输出线圈产生的磁场和通过第二输出线圈产生的磁场进行闭环，从而能够避免第一输出线圈和第二输出线圈相互吸收磁场的情况的发生。

此外，如上所述，在A4WP协议中，为了保证输出线圈能够有效感应输出线圈产生的磁场，第一输出线圈与接收线圈的距离不宜过小，需要大于规定值。因此，在本发明的实施方式中，为了保证第一输出线圈与接收线圈的距离大于设定值，例如图4所示，在轴线方向上，将第一输出线圈与无线充电设备的壳体的距离设为大于规定值。如上所述，第一输出线圈与接收线圈的距离例如需要大于9mm的设定值，在该例示的情形中，通过将第一输出线圈与无线充电设备的壳体的距离设为大于适当的规定值(例如8.9mm)，从而能够保证在通过第一输出线圈产生磁场的情况下，第一输出线圈与接收线圈的距离大于上述的设定值。

在本发明的实施方式中，无线充电设备100还包括供电输入接口。该供电输入接口用于将电源的电力提供给第一发射单元110和第二发射单元120。其中，在本发明的实施方式中，对第一发射单元110和第二发射单元120供给电力的电源可以设置于无线充电设备100的外部，也可以内置于无线充电设备100。

具体地，在本发明的实施方式中优选为，通过同一个供电输入接口对第一发射单元和第二发射单元供给电力。具体地，该供电输入接口与第一发射单元110和第二发射单元120连接，配置来对第一发射单元110和第二发射单元120。此外，在本发明的实施方式中，也可以针对第一发射单元110和第二发射单元120分别设置供电输入接口，从而通过该分别设置的供电输入接口分别对第一发射单元110和第二发射单元120进行供电。

在本发明的实施方式中，优选为无线充电设备100还包括传感器和控制器。

具体地，传感器配置来检测无线充电设备100的姿态，生成检测信息。例如，由传感器生成的检测信息表示第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上、还是第二输出线圈相对于第二输出线圈朝上。具体地，传感器例如由加速度传感器构成，从而生成与无线充电设备100的姿态相应的加速度信息。根据传感器的设置方向，例如在加速度在特定方向(例如，重力加速度方向)上的值为正的情况下，加速度信息表示第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上，在加速度在特定方向(例如，重力加速度方向)上的值为负的情况下，第二输出线圈相对于第二输出线圈朝上。

此外，控制器配置来根据由传感器生成的检测信息，控制第一发射单元110或第二发射单元120产生磁场。

例如，如上所述，由传感器生成的检测信息表示第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上、还是第二输出线圈相对于第二输出线圈朝上。此时，控制器在由传感器生成的检测信息表示第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上的情况下，控制器控制供电输入接口向第一发射单元进行供电，在由传感器生成的检测信息表示第二输出线圈相对于第一输出线圈朝上的情况下，控制器控制供电输入接口向第二发射单元进行供电。如上所述，控制器控制供电输入接口向第一发射单元110或第二发射单元120进行供电，从而控制第一发射单元110或第二发射单元120产生磁场。

例如，在控制器控制供电输入接口向第一发射单元110或第二发射单元120时，在通过同一个供电输入接口对第一发射单元和第二发射单元供给电力的情况下，控制该同一个供电输入接口向第一发射单元110或第二发射单元120进行供电。此外，在针对第一发射单元110和第二发射单元120分别设置供电输入接口，从而通过该分别设置的供电输入接口分别对第一发射单元110和第二发射单元120进行供电的情况下，控制器根据检测信息所表示的无线充电设备的姿态(例如，第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上、还是第二输出线圈相对于第二输出线圈朝上)，导通对应的供电输入接口而向对应的发射单元进行供电，并且截止其他的供电输入接口从而禁止向其他的发射单元进行供电。

在上述的方式中，控制器通过控制向第一发射单元和第二发射单元的供电，从而控制第一发射单元110或第二发射单元120产生磁场。但是，在本发明的实施方式不限定于此，也可以始终向第一发射单元和第二发射单元进行供电，根据由传感器生成的检测信息，通过控制器指示第一发射单元110产生磁场或者指示第二发射单元120产生磁场。例如，控制器根据检测信息所表示的无线充电设备的姿态(例如，第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上、还是第二输出线圈相对于第二输出线圈朝上)，指示第一发射单元110产生磁场或者指示第二发射单元120产生磁场。

在本发明的实施方式中，上述控制器能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现。并且软件模块可以置于任意形式的存储介质中。

如上所述，在本发明的实施方式中，通过包括相对于朝上的输出线圈的发射单元产生磁场。例如，在第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上的情况下，通过第一发射单元110产生磁场，在第二输出线圈相对于第一输出线圈朝上的情况下，通过第二发射单元120产生磁场。

因此，在充电对象为支持第一充电协议的外部电子设备的情况下，如图5所示，用户将无线充电设备100放置成第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上。图5是例示本发明的实施方式的无线充电设备进行无线充电时的第一状态图。

如图5所示，由于第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上，因此控制器控制第一发射单元产生磁场。由于第一发射单元110以第一充电协议产生磁场，因此支持第一充电协议的外部电子设备的接收线圈能够感应以第一充电协议产生的磁场从而产生充电电流，由此实现无线充电功能。

例如，在第一充电协议为A4WP协议的情况下，用户想要通过无线充电设备100对支持A4WP协议的外部电子设备进行充电时，将无线充电设备100放置成第一输出线圈相对于第二输出线圈朝上，并且在无线重叠设备100上放置该外部电子设备。从而能够通过无线充电设备100对支持A4WP协议的外部电子设备进行充电。

此外，在充电对象为支持第二充电协议的外部电子设备的情况下，如图6所示，用户将无线充电设备100放置成第二输出线圈相对于第一输出线圈朝上。图6是例示本发明的实施方式的无线充电设备进行无线充电时的第二状态图。

如图6所示，由于第二输出线圈相对于第一输出线圈朝上，因此控制器控制第二发射单元产生磁场。由于第二发射单元120以第二充电协议产生磁场，因此支持第二充电协议的外部电子设备的接收线圈能够感应以第二充电协议产生的磁场从而产生充电电流，由此实现无线充电功能。

例如，在第二充电协议为Qi协议的情况下，用户想要通过无线充电设备100对支持Qi协议的外部电子设备进行充电时，将无线充电设备100放置成第二输出线圈相对于第一输出线圈朝上，并且在无线重叠设备100上放置该外部电子设备。从而能够通过无线充电设备100对支持A4WP协议的外部电子设备进行充电。

由此，本发明的实施方式的无线充电设备100既能够对支持第一充电协议的外部电子设备进行充电，也能够对支持第二充电协议的外部电子设备进行充电，相对于仅能够支持一种充电协议的无线充电设备扩展了应用范围。并且，用户针对不同的无线充电协议准备一个无线充电设备即可，提高了用户的使用体验和便携性。

在上面详细描述了本发明的各个实施方式。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施方式进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种无线充电设备，用于对外部电子设备进行无线充电，所述无线充电设备包括：

第一发射单元，包括第一输出线圈，所述第一发射单元配置来以第一充电协议通过所述第一输出线圈产生磁场；

第二发射单元，包括第二输出线圈，所述第二发射单元配置来以第二充电协议通过所述第二输出线圈产生磁场；

屏蔽体，设置于所述第一输出线圈与所述第二输出线圈之间，配置来对通过所述第一输出线圈产生的磁场和通过所述第二输出线圈产生的磁场进行闭环；

传感器，配置来检测无线充电设备的姿态，生成检测信息，所述无线充电设备的姿态包括：所述第一输出线圈相对于所述第二输出线圈朝上、或所述第二输出线圈相对于所述第二输出线圈朝上；

控制器，配置来根据由所述传感器生成的检测信息，控制所述第一发射单元或所述第二发射单元产生磁场。

2.如权利要求1所述的无线充电设备，其中，

所述屏蔽体由铁氧体构成。

3.如权利要求2所述的无线充电设备，其中，

所述第一输出线圈和所述第二输出线圈围绕相同的轴线方向进行了缠绕，

在所述轴线方向上，所述第一输出线圈、所述屏蔽体和所述第二输出线圈被重叠设置，并且，在与所述轴线方向垂直的平面上，所述屏蔽体的尺寸大于所述第一输出线圈的尺寸和所述第二输出线圈的尺寸。

4.如权利要求3所述的无线充电设备，其中，

所述第一充电协议为A4WP协议。

5.如权利要求4所述的无线充电设备，其中，

在所述轴线方向上，所述第一输出线圈与所述无线充电设备的壳体的距离大于预定值。

6.如权利要求5所述的无线充电设备，其中，

所述预定值为8.9mm。

7.如权利要求1至6的任一项所述的无线充电设备，还包括：

供电输入接口，与所述第一发射单元和所述第二发射单元连接，配置来对所述第一发射单元和所述第二发射单元供给电力。

8.如权利要求1所述的无线充电设备，还包括：

供电输入接口，与所述第一发射单元和所述第二发射单元连接，配置来对所述第一发射单元和所述第二发射单元供给电力，

其中，在由所述传感器生成的检测信息表示所述第一输出线圈相对于所述第二输出线圈朝上的情况下，所述控制器控制所述供电输入接口向所述第一发射单元进行供电，在由所述传感器生成的检测信息表示所述第二输出线圈相对于所述第一输出线圈朝上的情况下，所述控制器控制所述供电输入接口向所述第二发射单元进行供电。

9.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，

所述传感器由加速度传感器构成。