充电插座、充电插头和充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及充电设备领域，并且具体地涉及一种充电插座、充电插头和充电系统。
【背景技术】
[0002] 随着可充电设备技术领域中的不断发展，多种多样的可充电设备正在不断涌现。 可充电设备广泛地使用在移动办公、娱乐、商务等应用中，并且极大地丰富了人们的生活。 作为实现可充电设备的关键因素，可充电设备的电池正在引起越来越多的关注。在现有可 充电设备(例如手机、平板计算机等）中，当对设备的电池进行充电时，大多采用USB线来进 行充电。当电池充电完成时，通过可充电设备的系统停止电池的充电过程。然而，依靠可 充电设备的系统来在充电完成时停止为电池充电存在一定的隐患。例如，当可充电设备的 系统判断错误或系统出现故障时，充电系统可能会在电池充电完成之后仍旧继续为电池充 电。在这种情况下，可能会带来电池发热、变形、烧毁甚至爆炸的风险，轻则损坏电池和可充 电设备，重则可能会威胁使用者的人身安全。
[0003] 因此，本领域中存在对于能够安全地为可充电设备充电的技术的需要。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是提供一种充电插座、充电插头和充电系统，其能够至少部分 地缓解或消除以上提到的现有技术中的缺点中的一个或多个。
[0005] 根据本发明的第一方面，提供了一种充电插座，其可以包括被配置成接受充电插 头的插口、固定在插口中的第一端子，以及布置在插口中的插座弹射装置，所述插座弹射装 置被配置成在待充电设备(例如，可充电设备）充电完成后使充电插座自动与充电插头分 离。通过在充电插座的插口中布置插座弹射装置，可以避免由于诸如系统判断错误之类的 问题导致的对电池的过长时间充电，从而降低电池烧毁甚至爆炸的风险。插座弹射装置可 以可选地在待充电设备充电时帮助将充电插头固定在充电插座内，并且在待充电设备充电 结束时自动将充电插头与充电插座分离。
[0006] 根据本发明的一个实施例，所述插座弹射装置可以包括一个或多个螺线管和与所 述一个或多个螺线管对应的一个或多个第一磁体，所述第一磁体布置在对应的螺线管下方 且靠近插口的开口处。如本文中所使用的，术语螺线管指的是多重卷绕的导线，其内部可以 是空心的，或者可以存在金属芯。当有电流通过导线时，螺线管内部会产生均匀磁场。此时， 螺线管可以用作电磁体。通电螺线管的极性与螺线管的缠绕方向和流过螺线管的电流方向 有关，三者之间的关系可以用右手螺旋定则来判断。对于给定螺线管（即具有确定的缠绕方 向)，当电流方向改变时，通电螺线管的极性随之改变。如本文所使用的，术语"极性"是指 通电螺线管或磁体的磁场极性，即N极或S极。因此，通过控制流过螺线管的电流的方向和 大小，可以控制螺线管的极性和磁场强度。
[0007] 为了保证螺线管与对应的第一磁体之间位置的相对固定，所述一个或多个螺线管 可以与对应的所述一个或多个第一磁体连接，并且当充电插座与充电插头连接时，一个或 多个螺线管通过对应的一个或多个第一磁体与充电插头连接。
[0008] 根据本发明的另一实施例，一个或多个螺线管可以是两个螺线管，两个螺线管的 缠绕方向相反，并且与第一端子和待充电设备的电池串联。第一端子用于在充电时与对应 充电插头中的端子接触以便为电池充电。当未对电池进行充电时，两个螺线管、第一端子和 电池不形成通路；当充电插头与充电插座相连以便为电池充电时，电流形成回路并且依次 经过正极、第一螺线管、第二螺线管、电池和负极，从而使两个螺线管的两端具有极性。
[0009] 根据本发明的又一实施例，第一磁体靠近插口的开口的一端可以具有第一极性 (例如N极)，并且所述两个螺线管靠近对应的第一磁体的一端在通电时具有第二极性(例如 S极)，第一极性与第二极性相反。由于在螺线管通电时，螺线管与对应的第一磁体的相对端 具有相同的极性(即第二极性)，因此螺线管与对应的第一磁体会相互排斥。因此，需要将螺 线管与对应的第一磁体彼此固定，以防止二者之间的相对位移。具体地，第一极性可以为N 极并且第二极性可以为S极。可替换地，在一个示例中，第一极性可以为S极并且第二极性 可以为N极。
[0010] 根据本发明的实施例，所述充电插座可以与市电相连，例如作为墙上的插座。来自 市电的电力通过该充电插座和固定在充电插座中的充电插头被供给到待充电设备，从而为 待充电设备的电池充电。
[0011] 可替换地，所述充电插座可以被布置为待充电设备的充电插槽。来自电力源(例如 市电）的电力通过充电线和充电插头到达待充电设备的充电插槽，从而为待充电设备充电。
[0012] 本发明的第二方面提供了一种充电插头，其可以包括第二端子和被配置成在待充 电设备充电完成后使充电插座自动与充电插头分离的插头弹射装置。插头弹射装置可以与 如本发明的第一方面中描述的插座弹射装置配合，以避免由于诸如系统判断错误之类的问 题导致的对电池的过长时间充电，从而降低电池烧毁甚至爆炸的风险。插头弹射装置也可 以可选地在待充电设备充电时帮助将充电插头固定在充电插座内，并且在待充电设备充电 结束时自动将充电插头从充电插座弹出。
[0013] 根据本发明的一个实施例，插头弹射装置可以包括一个或多个第二磁体。一个或 多个第二磁体可以与如本发明的第一方面中描述的一个或多个螺线管和一个或多个第一 磁体配合，以实现在待充电设备充电完成后自动将充电插头弹出的作用。
[0014] 根据本发明的另一实施例，一个或多个第二磁体可以包括两个第二磁体。两个第 二磁体可以与如本发明的第一方面中描述的两个螺线管和两个第一磁体分别对应。当上述 充电插座与充电插头相连时，第一磁体和第二磁体彼此靠近。
[0015] 根据本发明的又一实施例，两个第二磁体在靠近充电插头外部的一端可以具有第 一极性。也就是说，当根据本实施例的充电插头与如本发明的第一方面中描述的充电插座 相连时，与第一磁体相对的第二磁体的一端可以具有与第一磁体靠近它的一端相同而与螺 线管靠近第二磁体的一端相反的极性。例如，当充电插头与充电插座相连从而为电池充电 时，螺线管被通电，因此可以在靠近第一和第二磁体的一端具有第二极性。此时，螺线管与 第二磁体相互吸引，并且第一磁体与第二磁体相互排斥。由此可见，在为电池充电时，螺线 管和第一磁体对第二磁体产生方向相反的力。通过螺线管、第一磁体和第二磁体的适当配 置，可以使得在充电期间螺线管对第二磁体的吸引力大于第一磁体对第二磁体的排斥力加 上使第一端子与第二端子连接所需要克服的摩擦力。在总体上看，充电插座和充电插头相 互吸引，从而便于为电池充电。待充电设备的电池相当于电容，当对待充电设备的电池进行 充电时，电池的充电容量逐渐增大，而充电电流逐渐减小；当充电完成时，充电电流为零。如 本领域技术人员所已知的，流过螺线管的电流越大，螺线管所产生的磁场强度越强，因此对 第二磁体产生的吸引力越大。当充电时，流过螺线管的电流使螺线管产生对第二磁体的吸 引力，从而克服第一磁体对第二磁体的排斥力加上使第一端子与第二端子连接所需要克服 的摩擦力而将插头吸入插座中；当充电完成时，充电电流减小为零，因而螺线管不产生对第 二磁体的吸引力。作为结果，第一磁体对第二磁体产生的排斥力将插头弹出。第一磁体与 第二磁体之间的排斥力自始至终存在并且保持恒定，而螺线管与第二磁体之间的吸引力则 随电流变化。
[0016] 在一个示例中，第一极性可以为N极。此时，螺线管在通电时靠近第一磁体的一端 为S极。
[0017] 在另外的实施例中，上述充电插座的插座弹射装置与上述充电插头的插头弹射装 置可以具有相反的配置；也就是说，上述插头弹射装置可以包括一个或多个螺线管和与所 述一个或多个螺线管对应的一个或多个第一磁体，所述第一磁体布置在对应的螺线管下方 且靠近充电插头的外部；而上述插座弹射装置可以包括靠近插口的开口处的一个或多个第 二磁体。而且，插座弹射装置的一个或多个第二磁体可以是两个第二磁体；所述两个第二磁 体靠近插口的开口的一端可以具有第一极性，例如N极。相应地，插头弹射装置的一个或多 个螺线管与对应的所述一个或多个第一磁体连接，并且当充电插头与充电插座连接时，一 个或多个螺线管通过对应的一个或多个第一磁体与充电插座连接。在一个示例中，一个或 多个螺线管可以是两个螺线管，所述两个螺线管的缠绕方向相反，并且与第二端子串联。在 另一示例中，第一磁体靠近充电插座外部的一端可以具有第一极性，并且所述两个螺线管 靠近对应的第一磁体的一端在通电时具有第二极性，所