一种磁共振无线充电装置和无线设备的制作方法

1.本实用新型涉及无线充电技术领域，尤其是涉及一种磁共振无线充电装置和无线设备。


背景技术：

2.无线充电(wireless charging)，是一种新兴的技术，在智能手机和智能手表等众多的应用领域里，由于取消充电端口可提高防水和防尘性能，于是无线供电功能的应用越来越广泛。同样，高科技普及的现代社会，“想充便充”这种不受限制的行为习惯越来越受年轻的消费者喜爱，对这种便捷的无线供电功能需求也日益增长。
3.现有技术的无线充电装置采用的技术，包括磁共振方式(通过使发射端和接收端的谐振器形成磁场共振来传输电力)和电磁感应方式(利用在发射端和接收端之间产生的感应磁场来传输电力)。
4.但现有技术的无线充电装置存在以下问题：
5.(1)无线充电装置与待充电的移动设备之间的位置有限制，需要将待充电的移动设备放在指定位置才能实现无线充电；
6.(2)现有的无线充电装置不具备门禁卡、移动支付和nfc连接蓝牙等功能。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁共振无线充电装置和无线设备，该实用新型能够解决现有技术中无线充电天线充电位置有限制的问题，同时实现nfc近场通讯功能。
8.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
9.根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种磁共振无线充电装置，包括电源模块、与所述电源模块输出端连接的切换开关、tx传输线圈和rx接收线圈，所述切换开关的两个端点分别连接有nfc芯片和电能控制器，所述nfc芯片和所述电能控制器的输出端均与所述tx传输线圈连接，所述tx传输线圈与所述rx接收线圈之间通过磁共振传输能量，所述tx传输线圈和所述rx接收线圈的共振频率与所述nfc芯片的工作频率相同。
10.优选地，所述rx接收线圈通过整流器连接有电能储能器。
11.优选地，所述电能控制器与所述tx传输线圈之间设有第一匹配电路，所述nfc芯片和所述tx传输线圈之间设有第二匹配电路。
12.优选地，所述tx传输线圈和所述rx接收线圈的底部分别设有第一铁氧体和第二铁氧体。
13.优选地，所述第一铁氧体和所述第二铁氧体为软磁铁氧体或硬磁铁氧体。
14.优选地，所述tx传输线圈和所述rx接收线圈均通过漆包线或铜线绕线的方式制成。
15.优选地，所述tx传输线圈和所述rx接收线圈均通过多层线路板铜蚀刻而成。
16.优选地，所述电源模块为mcu模块。
17.优选地，所述tx传输线圈和所述rx接收线圈的共振频率均为13.56mhz。
18.根据本实用新型的第二个方面，本实用新型还提供一种无线设备，包括设备本体和如上任一所述的磁共振无线充电装置，该磁共振无线充电装置设于设备主体内，所述设备主体为无线耳机、vr眼镜、智能手环或智能手表。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：
20.本实用新型通过，设置共振频率与nfc芯片的工作频率相等的tx传输线圈和rx接收线圈，并通过切换开关切换与nfc芯片或与电能控制器的连接，使得本实用新型能够同时满足nfc通讯功能和无线充电功能，并在两种功能之间切换，且tx传输线圈和rx接收线圈之间的磁共振无线充电，充电方向自由度较高，在充电区域可以任意角度摆放，解决了现有技术中无线充电充电位置有限制的问题。
附图说明
21.图1为本实施例提供的一种磁共振无线充电装置的结构示意图。
22.图2为图1所示实施例的tx传输线圈与各部件连接的一种实施方式的结构示意图。
23.图3为图1所示实施例的rx接收线圈与各部件连接的一种实施方式的结构示意图。
24.附图标记为：101、电能控制器，102、nfc芯片，103、第一匹配电路，104、第二匹配电路，105、tx传输线圈，106、第一铁氧体，201、第二铁氧体，202、rx接收线圈，203、整流器，204、电能存储器。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
26.参考图1所示，根据本实用新型的一个方面，本实施例提供一种磁共振无线充电装置，包括电源模块、与电源模块输出端连接的切换开关、tx传输线圈105和rx接收线圈202，切换开关的两个端点分别连接有nfc芯片102和电能控制器101，nfc芯片102和电能控制器101的输出端均与tx传输线圈105连接，tx传输线圈105与rx接收线圈202之间磁共振连接，tx传输线圈105和rx接收线圈202的共振频率与nfc芯片的工作频率相等。
27.通过上述技术方案，电源模块根据返回的信号判断并驱动切换开关与电能控制器101或与nfc芯片102连接，当切换开关通入电能控制器101时，电能控制器101发送共振信号，使得tx传输线圈105与rx接收线圈202磁共振，将待充电的移动设备靠近该装置时，即可进行无线充电，无需在指定位置才能无线充电。
28.当切换开关通入nfc芯片102时，nfc芯片102与tx传输线圈105结合，通过电磁耦合方式，与其他设备的nfc标签感应通讯，实现近场通讯，进而实现门禁卡、移动支付和nfc连接蓝牙等功能。
29.优选地，电源模块为mcu模块。
30.优选地，tx传输线圈105和rx接收线圈202的共振频率均为13.56mhz。由于现有技术中nfc芯片102的工作频率为13.56mhz，为更好的使本实用新型提供的磁共振无线充电装
置同时具备nfc通讯功能和无线充电功能，将rx接收线圈202和tx传输线圈105的共振频率均设置为13.56mhz。
31.作为一种可选的实施方式，rx接收线圈202通过整流器203连接有电能储能器204。此种设置方式，能够将rx接收线圈202接收到的共振信号输入整流器203进行转换，生成直流电，存储进电能储能器204中。
32.作为一种可选的实施方式，参考图2所示，电能控制器101与tx传输线圈105之间设有第一匹配电路103，nfc芯片102和tx传输线圈105之间设有第二匹配电路104。
33.设置第一匹配电路103的目的是使得电能控制器101与tx传输线圈105之间适配，设置第二匹配电路104的目的是使得nfc芯片102和tx传输线圈105之间适配。
34.作为一种可选的实施方式，tx传输线圈105和rx接收线圈202的底部分别设有第一铁氧体106和第二铁氧体201，设置铁氧体的目的是为了提升tx传输线圈105和rx接收线圈202的磁场效果。
35.作为一种可选的实施方式，第一铁氧体106和第二铁氧体201为软磁铁氧体或硬磁铁氧体。
36.作为一种可选的实施方式，tx传输线圈105和rx接收线圈202均通过漆包线或铜线绕线的方式制成。
37.作为一种可选的实施方式，tx传输线圈105和rx接收线圈202均通过多层线路板铜蚀刻而成。
38.作为一种可选的实施方式，本装置的无线充电距离为1cm～9m。
39.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供一种无线设备，包括设备本体，还包括如上任一所述的磁共振无线充电装置，该磁共振无线充电装置设于设备主体内，设备主体为无线耳机、vr眼镜、智能手环或智能手表。
40.当设备主体为无线耳机时，无线耳机包括耳机本体和耳机底座，磁共振无线充电装置设于耳机底座内，将耳机本体放置于耳机底座附近，即可实现无线耳机的无线充电，将手机等移动设备与耳机底座接触，即通过nfc实现无线耳机与手机等移动设备之间的连接。
41.综上所述，本实用新型提供的一种磁共振无线充电装置，解决现有技术中有线充电束缚的问题和无线充电天线充电位置有限制的问题，同时实现nfc近场通讯功能。该实用新型可以应用于手持移动终端和智能穿戴设备等中。
42.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种磁共振无线充电装置，其特征在于，包括电源模块、与所述电源模块输出端连接的切换开关、tx传输线圈(105)和rx接收线圈(202)，所述切换开关的两个端点分别连接有nfc芯片(102)和电能控制器(101)，所述nfc芯片(102)和所述电能控制器(101)的输出端均与所述tx传输线圈(105)连接，所述tx传输线圈(105)与所述rx接收线圈(202)之间通过磁共振传输能量，所述tx传输线圈(105)和所述rx接收线圈(202)的共振频率与所述nfc芯片(102)的工作频率相同。2.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述rx接收线圈(202)通过整流器(203)连接有电能储能器(204)。3.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述电能控制器(101)与所述tx传输线圈(105)之间设有第一匹配电路(103)，所述nfc芯片(102)和所述tx传输线圈(105)之间设有第二匹配电路(104)。4.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述tx传输线圈(105)和所述rx接收线圈(202)的底部分别设有第一铁氧体(106)和第二铁氧体(201)。5.根据权利要求4所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述第一铁氧体(106)和所述第二铁氧体(201)为软磁铁氧体或硬磁铁氧体。6.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述tx传输线圈(105)和所述rx接收线圈(202)均通过漆包线或铜线绕线的方式制成。7.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述tx传输线圈(105)和所述rx接收线圈(202)均通过多层线路板铜蚀刻而成。8.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述电源模块为mcu模块。9.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电装置，其特征在于，所述tx传输线圈(105)和所述rx接收线圈(202)的共振频率均为13.56mhz。10.一种无线设备，其特征在于，包括设备本体和如权利要求1～9任一所述的磁共振无线充电装置，该磁共振无线充电装置设于设备主体内，所述设备主体为无线耳机、vr眼镜、智能手环或智能手表。

技术总结
本实用新型涉及一种磁共振无线充电装置和无线设备，磁共振无线充电装置包括电源模块、与所述电源模块输出端连接的切换开关、TX传输线圈和RX接收线圈，所述切换开关的两个端点分别连接有NFC芯片和电能控制器，所述NFC芯片和所述电能控制器的输出端均与所述TX传输线圈连接，所述TX传输线圈与所述RX接收线圈之间通过磁共振传输能量，所述TX传输线圈和所述RX接收线圈的共振频率与所述NFC芯片的工作频率相同。与现有技术相比，本实用新型能够解决现有技术中无线充电天线充电位置有限制的问题，同时实现NFC近场通讯功能。同时实现NFC近场通讯功能。同时实现NFC近场通讯功能。


技术研发人员：彭旭东 刘奕彬 张斌
受保护的技术使用者：东莞市德门电子有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/9/1