应用于无线充电的线圈装置、系统及排列方法与流程

本发明涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种应用于无线充电的线圈装置、系统及排列方法。

背景技术：

一般来说，无线充电发射器只能对一个无线充电接收器进行充电。现有技术中，当一个无线充电发射器对多个无线充电接收器进行充电时，是利用并联的多个电路模块，这种方式的缺点在于，信号相互干扰，需要铺设更多的电源输入端和适配器，成本上造成了极大的浪费，并且需要过多的线束，导致使用上不方便。另外，一般的无线充电发射器仅具有单一的线圈只能对固定位置摆设的无线充电接收器进行充电，只有当无线充电接收器被放置到特定位置时，无线充电接收器才能接收到无线电能，缺乏便利性。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种应用于无线充电的线圈装置、系统及排列方法，能够有效增加充电效率及便利性。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种应用于无线充电的线圈装置，所述线圈装置包括：

第一线圈层，包括多个感应线圈，其中，所述第一线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第二线圈层，包括多个感应线圈，所述第二线圈层设置于所述第一线圈层的上方，其中，所述第二线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第三线圈层，包括多个感应线圈，所述第三线圈层设置于所述第二线圈层的上方，其中，所述第三线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置，所述第三线圈层的各感应线圈的平面位置与所述第一线圈层的各感应线圈的平面位置和所述第二线圈层的各感应线圈的平面位置为相异。

作为一种可选的实施方式，所述线圈装置还包括：

陶瓷盒，所述第一线圈层、所述第二线圈层及所述第三线圈层设置于所述陶瓷盒，所述陶瓷盒的介质包括黑膜、双面胶、复合导电浆料或泡棉胶。

作为一种可选的实施方式，所述陶瓷盒的长度为175mm±4mm，所述陶瓷盒的宽度为95mm±2mm，所述陶瓷盒的倒角半径为40mm±1mm。

作为一种可选的实施方式，所述第一线圈层包括6个感应线圈，所述第二线圈层包括6个感应线圈，所述第三线圈层包括4个感应线圈。

作为一种可选的实施方式，所述第一线圈层的感应线圈的电感值为6.9uh±10％，所述第二线圈层的感应线圈的电感值为6.1uh±10％，所述第三线圈层的感应线圈的电感值为6.2uh±10％。

第二方面，一种应用于无线充电的线圈系统，所述线圈系统包括：

第一线圈层，包括多个感应线圈，其中，所述第一线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第二线圈层，包括多个感应线圈，所述第二线圈层设置于所述第一线圈层的上方，其中，所述第二线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第三线圈层，包括多个感应线圈，所述第三线圈层设置于所述第二线圈层的上方，其中，所述第三线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置，所述第三线圈层的各感应线圈的平面位置与所述第一线圈层的各感应线圈的平面位置和所述第二线圈层的各感应线圈的平面位置为相异；

信号解码电路，与所述第一线圈层的感应线圈、所述第二线圈层的感应线圈及所述第三线圈层的感应线圈电性连接，所述信号解码电路对与所述第一线圈层的感应线圈、所述第二线圈层的感应线圈及所述第三线圈层的感应线圈收发的信号进行解码。

作为一种可选的实施方式，所述线圈装置还包括：

陶瓷盒，所述第一线圈层、所述第二线圈层及所述第三线圈层设置于所述陶瓷盒，所述陶瓷盒的介质包括黑膜、双面胶、复合导电浆料或泡棉胶。

作为一种可选的实施方式，所述陶瓷盒的长度为175mm±4mm，所述陶瓷盒的宽度为95mm±2mm，所述陶瓷盒的倒角半径为40mm±1mm。

作为一种可选的实施方式，所述第一线圈层包括6个感应线圈，所述第二线圈层包括6个感应线圈，所述第三线圈层包括4个感应线圈；所述第一线圈层的感应线圈的电感值为6.9uh±10％，所述第二线圈层的感应线圈的电感值为6.1uh±10％，所述第三线圈层的感应线圈的电感值为6.2uh±10％。

第三方面，一种应用于无线充电的线圈系统，所述线圈系统包括：

第一线圈层，包括6个感应线圈，其中，所述第一线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第二线圈层，包括6个感应线圈，所述第二线圈层设置于所述第一线圈层的上方，其中，所述第二线圈层的各感应线圈互相平行且临近设置；

第三线圈层，所述第三线圈层设置于所述第二线圈层的上方；

第四线圈层，所述第四线圈层设置于所述第三线圈层的上方；

第五线圈层，所述第五线圈层设置于所述第四线圈层的上方，所述第三线圈层、所述第四线圈层及所述第五线圈层共包括4个感应线圈，由其二感应线圈的一侧组成所述第三线圈层，由另其二感应线圈的一侧组成所述第三线圈层及所述第四线圈层，由其二感应线圈的另一侧组成所述第五线圈层，其中，所述第五线圈层的各感应线圈的平面位置与所述第一线圈层的各感应线圈的平面位置、所述第二线圈层的各感应线圈的平面位置、所述第三线圈层的各感应线圈的平面位置和所述第四线圈层的各感应线圈的平面位置为相异。

第四方面，一种线圈装置的排列方法，所述排列方法包括：

设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第一线圈层；

设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第二线圈层，所述第二线圈层设置于所述第一线圈层的上方，其中，所述第二线圈层的各感应线圈的平面位置与所述第一线圈层的各感应线圈的平面位置为相异；

设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第三线圈层，所述第三线圈层设置于所述第二线圈层的上方，其中，所述第三线圈层的各感应线圈的平面位置与所述第一线圈层的各感应线圈的平面位置和所述第二线圈层的各感应线圈的平面位置为相异。

根据本发明提供一种应用于无线充电的线圈系统，包括第一线圈层、第二线圈层、第三线圈层、第四线圈层及第五线圈层。第一、二线圈层分别包括6个感应线圈，第二线圈层设置于第一线圈层的上方。第三线圈层设置于第二线圈层的上方。第四线圈层设置于第三线圈层的上方。第五线圈层设置于第四线圈层的上方。第三线圈层、第四线圈层及第五线圈层共包括4个感应线圈，由其二感应线圈的一侧组成第三线圈层，由另其二感应线圈的一侧组成第四线圈层，由其二感应线圈的另一侧组成第五线圈层。其中，第五线圈层的各感应线圈的平面位置与第一、二、三、四线圈层的各感应线圈的平面位置为相异。由第一、二、三、四、五线圈层的各感应线圈对以任意摆放于线圈装置上的行动装置进行独立充电，有效克服无线充电的盲区，大幅提升充电效率。另外，由多个感应线圈对以任意位置且平面设置的行动装置进行独立充电，增加充电的便利性。另外，陶瓷盒的介质为复合导电浆料可以提高其导电性。陶瓷盒的大面积设置可以对多个行动装置同时进行充电，能增加其功能性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1是本发明实施例1提供的应用于无线充电的线圈装置的方块示意图。

图2是本发明实施例1提供的应用于无线充电的线圈装置的平面示意图。

图2a及图2b是本发明实施例2提供的应用于无线充电的线圈系统的方块示意图。

图2c是本发明实施例2提供的应用于无线充电的线圈系统的俯面示意图。

图3是本发明实施例3提供的线圈装置的排列方法的方法流程图。

主要元件符号说明：

100-线圈装置；

110、210-第一线圈层；

120、220-第二线圈层；

130、230-第三线圈层；

200a、200b-线圈系统；

235-信号解码电路；

240-第四线圈层；

250-第五线圈层；

1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16-感应线圈；

a1、b1、c1、d1、e1、f1、a2、b2、c2、d2、e2、f2、g3、g4、h51、h52-感应线圈；

a-陶瓷盒的长度；

b-陶瓷盒的宽度；

e-陶瓷盒的倒角半径；

c-陶瓷盒。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请同时参阅图1及图2。图1是本发明实施例1提供的应用于无线充电的线圈装置(以下简称“线圈装置”)的方块示意图。图2是本发明实施例1提供的应用于无线充电的线圈装置的平面示意图。

线圈装置100包括第一线圈层110、第二线圈层120及第三线圈层130。第一线圈层110包括多个感应线圈，其中，第一线圈层110的各感应线圈互相平行且临近设置，换句话说，由多个感应线圈以规则性的方式排列成第一线圈层110，其中，各感应线圈电性连接集成电路的电子端口，用于接收电能，各感应线圈将电能转换为电磁能并无线传送至行动装置的感应线圈，对行动装置进行充电。

第二线圈层120包括多个感应线圈。第二线圈层120设置于第一线圈层110的上方。第二线圈层120的各感应线圈互相平行且临近设置，换句话说，由多个感应线圈以规则性的方式排列成第二线圈层120。第二线圈层120的各感应线圈的平面位置与第一线圈层110的各感应线圈的平面位置为相异。

第三线圈层130包括多个感应线圈。第三线圈层130设置于第二线圈层120的上方。第二线圈层120以类似于三明治结构置于第一线圈层110及第三线圈层130之间。第三线圈层130的各感应线圈互相平行且临近设置。第三线圈层130的各感应线圈的平面位置与第一线圈层110的各感应线圈的平面位置和第二线圈层120的各感应线圈的平面位置为相异。换句话说，将第三线圈层130的各感应线圈的平面位置与第一线圈层110的各感应线圈的平面位置和第二线圈层120的各感应线圈的平面位置设置为相异可以由第一线圈层110、第二线圈层120、第三线圈层110的多个感应线圈的其中之一来提供的无线传输电磁能的信道，可以有效克服无线充电的盲区，增强无线充电效率。

在图2中，第一线圈层110、第二线圈层120及第三线圈层130设置于陶瓷盒c。陶瓷盒c的介质包括黑膜、双面胶、复合导电浆料或泡棉胶。复合导电浆料可以增加导电性。黑膜、双面胶或泡棉胶可以增加陶瓷盒c表面的绝缘性。第一线圈层110包括6个感应线圈，分别是感应线圈2、感应线圈6、感应线圈8、感应线圈11、感应线圈13及感应线圈16。第二线圈层120包括6个感应线圈，分别是感应线圈1、感应线圈7、感应线圈9、感应线圈12、感应线圈14及感应线圈15。第三线圈层130包括4个感应线圈，分别是感应线圈3、感应线圈5、感应线圈10、感应线圈14。在另一实施例中，第一线圈层110可以包括6个感应线圈，第二线圈层120包括4个感应线圈，第三线圈层130包括6个感应线圈。在又一实施例中，第一线圈层110可以包括4个感应线圈，第二线圈层120包括6个感应线圈，第三线圈层130包括6个感应线圈。例如，感应线圈的截面积可以是六边形线圈或者椭圆形线圈，感应线圈的匝数可以为9匝或10匝，感应线圈的材质可以为铁芯或丙酮丝包线。

例如，陶瓷盒的长度a为175mm±4mm。陶瓷盒的宽度b为95mm±2mm。陶瓷盒e的倒角半径为40mm±1mm。陶瓷盒c所提供的大范围供电面积，可以让第一线圈层110、第二线圈层120及第三线圈层130的多个感应线圈提供大范围的电磁能，可以有效去除无线充电盲区，增加无线充电效率。另外，经实验结果得知，将第一线圈层110的感应线圈的电感值设置为6.9uh±10％，将第二线圈层120的感应线圈的电感值为6.1uh±10％，将第三线圈层130的感应线圈的电感值为6.2uh±10％，可以增加线圈装置的供电效率。

实施例2

请参阅图2a，图2a是本发明实施例2提供的应用于无线充电的线圈系统的方块示意图。

线圈系统200a包括第一线圈层210、第二线圈层220、第三线圈层230及信号解码电路235。第一线圈层210包括多个感应线圈，其中，第一线圈层210的各感应线圈互相平行且临近设置，各感应线圈电性连接集成电路的电子端口，用于接收电能，各感应线圈将电能转换为电磁能并无线传送至行动装置的感应线圈，对行动装置进行充电。

第二线圈层220包括多个感应线圈。第二线圈层220设置于第一线圈层210的上方。第二线圈层220的各感应线圈互相平行且临近设置。第二线圈层220的各感应线圈的平面位置与第一线圈层210的各感应线圈的平面位置为相异。

第三线圈层230包括多个感应线圈。第三线圈层230设置于第二线圈层220的上方。第三线圈层230的各感应线圈互相平行且临近设置。第三线圈层230的各感应线圈的平面位置与第一线圈层210的各感应线圈的平面位置和第二线圈层220的各感应线圈的平面位置为相异。可以通过由第一线圈层210、第二线圈层220、第三线圈层230的多个感应线圈的其中之一来提供无线传输电磁能的信道，可以有效克服无线充电的盲区，增强无线充电效率。

信号解码电路235与第一线圈层210的感应线圈、第二线圈层220的感应线圈及第三线圈层230的感应线圈电性连接。信号解码电路235对与第一线圈层210的感应线圈、第二线圈层220的感应线圈及第三线圈层230的感应线圈收发的信号进行解码。进一步来说，信号解码电路235具有预设的解码程序来对行动装置传送至感应线圈的行动信号进行解码，防止行动装置传送的行动信号产生干扰。

请同时参阅图2b及图2c，图2b是本发明实施例2提供的应用于无线充电的线圈系统(以下简称“线圈系统”)的方块示意图。图2c是本发明实施例2提供的应用于无线充电的线圈系统的俯面示意图。线圈系统200b包括：

第一线圈层210，包括6个感应线圈(a1、b1、c1、d1、e1、f1)，其中，第一线圈层210的各感应线圈互相平行且临近设置；

第二线圈层220，包括6个感应线圈(a2、b2、c2、d2、e2、f2)，第二线圈层220设置于第一线圈层210的上方，其中，第二线圈层220的各感应线圈互相平行且临近设置；

第三线圈层230，第三线圈层230设置于第二线圈层220的上方；

第四线圈层240，第四线圈层240设置于第三线圈层230的上方；

第五线圈层250，第五线圈层250设置于第四线圈层240的上方，第三线圈层230、第四线圈层240及第五线圈层250共包括4个感应线圈(g3、g4、h51、h52)，由其二感应线圈的一侧(h51的右侧及h52的左侧)组成第三线圈层230，由另其二感应线圈的一侧(g3的上侧及g4的下侧)组成第三线圈层230及第四线圈层240，由其二感应线圈的另一侧(h51的左侧及h52的右侧)组成第五线圈层250，其中，第五线圈层250的各感应线圈的平面位置与第一线圈层210的各感应线圈的平面位置、第二线圈层220的各感应线圈的平面位置、第三线圈层230的各感应线圈的平面位置和第四线圈层240的各感应线圈的平面位置为相异。

例如，第四线圈层240的感应线圈(g3及g4)的尺寸可以为55.5×38.5mm。

实施例3

图3是本发明实施例3提供的线圈装置的排列方法的方法流程图。

一种线圈装置的排列方法，所述排列方法包括：

s301、设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第一线圈层；

s303、设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第二线圈层，第二线圈层设置于第一线圈层的上方，其中，第二线圈层的各感应线圈的平面位置与第一线圈层的各感应线圈的平面位置为相异；

s305、设置互相平行且临近的多个感应线圈形成第三线圈层，第三线圈层设置于第二线圈层的上方，其中，第三线圈层的各感应线圈的平面位置与第一线圈层的各感应线圈的平面位置和第二线圈层的各感应线圈的平面位置为相异。

本发明所提出的一种应用于无线充电的线圈系统，包括第一线圈层、第二线圈层、第三线圈层、第四线圈层及第五线圈层。第一、二、三、四、五线圈层的各感应线圈对以任意摆放于线圈装置上的行动装置进行独立充电，有效克服无线充电的盲区，大幅提升充电效率。另外，由多个感应线圈对以任意方向且平面设置于线圈装置的行动装置进行独立充电，增加充电的便利性。另外，陶瓷盒的介质为复合导电浆料可以提高其导电性。陶瓷盒的大面积设置可以对多个行动装置同时进行充电，能增加其功能性。另外，由第一、二、三、四、五线圈层内的各感应线圈的排列方式及各感应线圈的感值设计，可以大幅增加其无线供电效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。