无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法技术

本发明专利技术公开了一种无线充电设备的无线发射端，包括：信号发射线圈，信号发射线圈由外圈绕至内圈，信号发射线圈的内圈端部为第一内圈连接端，信号发射线圈还包括第一外圈连接端、第二外圈连接端；选通模块,选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通第一外圈连接端与第一内圈连接端形成第一发射子线圈或者选通第二外圈连接端与第一内圈连接端形成第二发射子线圈。该种充电设备的无线发射端能使用一个独立的线圈组匹配不同的无线充电接收端，生产成本低，体积较小。本发明专利技术同时还公开了一种无线充电设备、一种信号发射端的线圈及一种提高无线充电耦合系数的方法。

Wireless transmitter, charging equipment, coil and methods of improving coupling coefficient

The invention discloses a wireless transmitter of a wireless charging device, which comprises a signal transmitting coil, the signal transmitting coil is wound from outer coil to inner coil, the inner coil end of the signal transmitting coil is the first inner coil connecting end, and the signal transmitting coil includes the first outer coil connecting end and the second outer coil connecting end; a gating module is configured to select according to the receiving coil in the external receiving end. The first emitter coil is formed through the first outer ring connection end and the first inner ring connection end, or the second emitter coil is formed by the second outer ring connection end and the first inner ring connection end. The wireless transmitter of the charging device can match different wireless charging receivers with an independent coil group, which has low production cost and small volume. The invention also discloses a wireless charging device, a coil at the signal transmitting end and a method for improving the coupling coefficient of wireless charging.

【技术实现步骤摘要】
无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法
本专利技术属于无线充电
，尤其涉及一种充电设备的无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法。
技术介绍
在无线充电领域中，不同无线充电接收端设备或产品，或应用于手机端，或应用于电动牙刷，或应用于电子烟等，因自身尺寸、体积的限制，内部接受线圈的大小形状也有明显差异，因此在使用通用无线充电发射端设备时，势必导致在充电时发射端与接收端因线圈尺寸差异影响电磁耦合，从而使得整个充电系统效率降低，客户充电体验差。为解决上述问题，目前市场上有使用一个发射端设备集成多个独立的发射模块，子发射模块针对不同接收端产品作定制应用，即子发射端模块线圈从小到大分布以适配不同产品应用，比如拥有2个独立的发射线圈，各自内外径不同，以匹配不同的接受端场景。但此类发射端设备通常体积庞大，电子电路复杂，且需要多个不同大小的独立线圈组，成本也非常高。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是提供一种充电设备的无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法，该种充电设备的无线发射端能使用一个独立的线圈组匹配不同的无线充电接收端，生产成本低，体积较小。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种无线充电设备的无线发射端，包括：信号发射线圈，所述信号发射线圈由外圈绕至内圈，所述信号发射线圈的内圈端部为第一内圈连接端，所述信号发射线圈还包括第一外圈连接端、第二外圈连接端；选通模块,所述选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通所述第一外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第一发射子线圈或者选通所述第二外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第二发射子线圈。根据本专利技术一实施例，所述选通模块被配置为根据所述接收线圈选通所述第一发射子线圈或第二发射子线圈具体为选取与所述接收线圈耦合状态最好的发射子线圈。根据本专利技术一实施例，所述选通模块包括控制器、线圈电流电压采样电路、线圈选择电路；线圈选择电路与所述第一内圈连接端、所述第一外圈连接端、所述第二外圈连接端分别电连接，所述线圈选择电路被配置为切换所述第一外圈连接端与所述第一内圈连接端形成所述第一发射子线圈或者切换所述第二外圈连接端与所述第一内圈连接端形成所述第二发射子线圈；所述控制器被配置为响应于所述接收线圈的介入，所述控制器控制所述线圈选择电路依次切换所述第一发射子线圈、所述第二发射子线圈；响应于所述线圈选择电路的切换动作，所述线圈电流电压采样电路分别采集所述第一发射子线圈、所述第二发射子线圈的电流电压信号，所述控制器被配置为根据所述线圈电流电压采样电路采集的电流电压信号选取与所述接收线圈耦合状态最好的发射子线圈。本专利技术还提供了另一种无线充电设备的无线发射端，包括信号发射线圈及选通模块，所述信号发射线圈具有至少三个引出端，其中一个引出端为公共端，所述选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通其余两个所述引出端中的一个与所述公共端形成发射子线圈，以实现所述无线发射端与所述接收线圈的最佳耦合。本专利技术还提供了一种无线无线充电设备，包括上述实施例中的无线发射端。本专利技术还提供了一种信号发射端的线圈，作为无线充电线圈，所述信号发射线圈具有至少三个引出端，其中一个引出端为公共端，其余两个所述引出端可分别与所述公共端形成第一发射子线圈、第二发射子线圈；所述第一发射子线圈的外径尺寸与所述第二发射子线圈的外径尺寸不同；或者所述第一发射子线圈的内径尺寸与所述第二发射子线圈的内径尺寸不同；所述第一发射子线圈、所述第二发射子线圈用于匹配不同尺寸的外部信号接收线圈。本专利技术还提供了一种提高无线充电耦合系数的方法，所述方法用于提高无线充电设备对不同接收终端的耦合系数，所述接收终端的接收线圈的尺寸不同，所述方法具体为：将所述无线充电设备的单个信号发射线圈设计为具有多个发射子线圈；选择多个所述发射子线圈中与所述接收线圈的耦合系数最大的发射子线圈作为充电线圈。根据本专利技术一实施例，将所述无线充电设备的单个信号发射线圈设计为具有多个发射子线圈进一步为：将所述信号发射线圈设计为具有至少三个引出端，将其中一个引出端作为公共端，使其余两个所述引出端可分别与所述公共端形成第一发射子线圈、第二发射子线圈；若所述第一发射子线圈与所述接收线圈的耦合系数大于所述第二发射子线圈与所述接收线圈的耦合系数，则选择所述第一发射子线圈作为所述充电线圈；若所述第二发射子线圈与所述接收线圈的耦合系数小于所述第二发射子线圈与所述接收线圈的耦合系数，则选择所述第二发射子线圈作所述为充电线圈。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本专利技术一实施例中的无线充电设备的无线发射端通过设置具有多个连接端的信号发射线圈，其中的第一外圈连接端可以与第一内圈连接端形成第一发射子线圈；其中的第二外圈连接端可以与第一内圈连接端形成第二发射子线圈；第一发射子线圈与第二发射子线圈的外径不同，选通模块可根据外部接收线圈的尺寸选择合适的第一发射子线圈或第二发射子线圈，该种无线充电设备的无线发射端能使用一个独立的线圈组匹配不同的无线充电接收端，生产成本低，体积较小。附图说明图1为本专利技术一实施例中的一种充电设备的无线发射端的信号发射线圈的结构示图；图2为为耦合系数K值与接发线圈外径比的关系；图3为本专利技术一实施例中的充电设备的无线发射端的结构框图；图4为本专利技术一具体实施例中发射子线圈的选择过程；图5为本专利技术的一种提高无线充电耦合系数的方法流程图；图6为图5中B2步骤的一具体实施流程。附图标记说明：1：信号发射线圈；101：第一内圈连接端；102：第一外圈连接端；103：第二外圈连接端。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种充电设备的无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。实施例1参看图1，一种充电设备的无线发射端，包括：信号发射线圈1，信号发射线圈1由外圈绕至内圈，信号发射线圈1的内圈端部为第一内圈连接端101，信号发射线圈1还包括第一外圈连接端102、第二外圈连接端103；选通模块,选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通第一外圈连接端102与第一内圈连接端101形成第一发射子线圈或者选通第二外圈连接端103与第一内圈连接端101形成第二发射子线圈。参看图2，图2为耦合系数K值与接发线圈外径比的关系，从图2可以看出，接发线圈外径D2/D为1时耦合最佳，相差越大耦合越差，系统效率就越差。可以理解为，在无线充电时，发射端与接收端因线圈尺寸差异影响电磁耦合，耦合系数与接发端线圈内外径比例相关，接发端线圈内外径比例为1时耦合最佳。例如某无线充电发射端的线圈外径是50mm，内径20mm，假设接受端为手机时两者内外径比例相当(例如某手机的充电线圈外径为48mm左右，内径20mm左右)，充电效率利用率较高。使用通用无线发射端而影响充电效率的一个较为关键因素为接收端线圈大小不一，而发射端自身线圈固定，无法做出调整，以适配接收端的线圈，从而达到最佳耦合状态。本实施例中的无线充电设备的无线发射端通过设置具有多个连接端的信号发射线圈1，其中的第一外圈连接端102可以与第一内圈连接端101形成第一发射子线圈；其中的第二外圈连接端103可以与第一内圈连接端1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电设备的无线发射端，其特征在于，包括：信号发射线圈，所述信号发射线圈由外圈绕至内圈，所述信号发射线圈的内圈端部为第一内圈连接端，所述信号发射线圈还包括第一外圈连接端、第二外圈连接端；选通模块,所述选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通所述第一外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第一发射子线圈或者选通所述第二外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第二发射子线圈。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电设备的无线发射端，其特征在于，包括：信号发射线圈，所述信号发射线圈由外圈绕至内圈，所述信号发射线圈的内圈端部为第一内圈连接端，所述信号发射线圈还包括第一外圈连接端、第二外圈连接端；选通模块,所述选通模块被配置为根据外部接收端中的接收线圈选通所述第一外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第一发射子线圈或者选通所述第二外圈连接端与所述第一内圈连接端形成第二发射子线圈。2.如权利要求1所述的无线充电设备的无线发射端，其特征在于，所述选通模块被配置为根据所述接收线圈选通所述第一发射子线圈或第二发射子线圈具体为选取与所述接收线圈耦合状态最好的发射子线圈。3.如权利要求1或2所述的无线充电设备的无线发射端，其特征在于，所述选通模块包括控制器、线圈电流电压采样电路、线圈选择电路；线圈选择电路与所述第一内圈连接端、所述第一外圈连接端、所述第二外圈连接端分别电连接，所述线圈选择电路被配置为切换所述第一外圈连接端与所述第一内圈连接端形成所述第一发射子线圈或者切换所述第二外圈连接端与所述第一内圈连接端形成所述第二发射子线圈；所述控制器被配置为响应于所述接收线圈的介入，所述控制器控制所述线圈选择电路依次切换所述第一发射子线圈、所述第二发射子线圈；响应于所述线圈选择电路的切换动作，所述线圈电流电压采样电路分别采集所述第一发射子线圈、所述第二发射子线圈的电流电压信号，所述控制器被配置为根据所述线圈电流电压采样电路采集的电流电压信号选取与所述接收线圈耦合状态最好的发射子线圈。4.一种无线充电设备的无线发射端，其特征在于，包括信号发射线圈及选通模块，所述信号发射线圈具有至少三个引出端，其中一个引出端为公共端，所述选通模块被配置为根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，何大伟，唐磊，
申请(专利权)人：上海安费诺永亿通讯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31